JPS6249340B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

歯冠や入れ歯のごとき義歯は、従来から金合金
のごとき貴金属から成る鋳造体に磁器成分を焼き
付けることによつて造られてきた。そのような貴
金属合金の物理的性質は歯科医術の分野でよく知
られており、該合金は磁器成分と良く結合し、口
の中で使用されるのに適性を有している。金合金
は容易に溶融し鋳造され、また、充分な延性を有
しているので義歯の製造仕上げに際して鋳造体の
縁をみがくことができ、更に研磨して光沢を増し
てプラーク（plaque）形成に対する抵抗を付与
することもできる。しかしながら、貴金属類の合
金は相対的に重く、また高価になつてきているの
で、最近は代替材料が求められている。 卑金属から成るある種の不銹合金が歯科医術に
用いられることは知られており、米国特許第
3716418号、3727299号、3749570号及び3761728号
には特定のニツケル合金とその処理方法の例が記
載されている。これらの特許の開示事項を参考の
ため本明細書に記すことにする。これらのニツケ
ル合金は、貴金属合金よりも弾性が高く、炉中に
おいて繰り返し焼き付けを行なうことによつて得
られたセラミツク−金属構造によつて垂下に対す
る抵抗性がより良好になる。 ニツケル合金は強度が大きいので鋳造体を薄く
して使用することができ、これによつて、義歯を
装入するに際して自然歯の損失を最少にする。ニ
ツケル合金義歯はまた軽くて熱伝導性が低く、こ
れらの特性は痛くて深くえぐられた歯を有する患
者をより楽にする。これらの合金は磁器成分に充
分に結合し、更に、金その他の貴金属合金よりも
鋳造に際しての費用が格安となる点において重要
な経済的利点を有している。 これまで知られたニツケル合金にはいろいろな
欠点がある。例えば、仕上げや研磨が困難であ
り、したがつて、貴金属合金に比較して医科作業
に要する時間が長くなる。歯科用磁器成分に対す
るニツケル合金の結合の強さによつて義歯の取扱
いや調製における必要な焼き付け工程の回数が即
座に影響されまた、該因子は、磁器成分−ニツケ
ル合金系の臨床的挙動にも影響を与え得る。した
がつて、ニツケル合金が高い磁器成分−金属間結
合強さを有するようにして、義歯の調製も含めた
歯科処理工程に適合するようにすることが望まれ
る。他の問題は、既知のニツケル合金においては
スラグ（slag）が、磁製ルツボ（鋳造に先行して
合金を溶融させるために用いられる）のに付着す
る傾向があることである。このような粘着性のス
ラグを粉砕したりかき落として後続の鋳造中に他
の合金成分が汚染しないようにするには時間と労
苦を要する。 これらの問題及びその他の問題は、既知の合金
においては、溶融及び鋳造特性を向上させるため
に、ベリリウム、スズ、ケイ素、ガリウム及びホ
ウ素のごとき元素を添加して使用していることに
起因すると考えられる。スラグを全くあるいは殆
んど生ずることなく溶融して液状になる貴金属合
金のインゴツトとは対照的に、従来から用いられ
てきたニツケル合金インゴツトは、トーチによつ
て溶融されたときに、薄いスラグで覆われた個々
に分離した溶融した塊を形成する傾向がある。こ
の問題は、上記の元素を使用することによつて少
なくとも部分的には抑制され得るが、その際、他
の問題が招来されないわけではない。 例えば、ベリリウムは、合金処理工程中に注意
深く取扱わなければ、健康を損う危険性がある。
ケイ素及びカリウムをかなりの量で含有する合金
は、脆化する傾向があり、金属間化合物が形成さ
れるために鋳放し体としての伸びは僅か約２％に
すぎない。この種の合金は、1800〓（982℃）で
約30分間熱処理し、次いで空気中で徐冷すること
によつて、ふち部の研磨ができるような充分な延
性を有するようにしなければならず、このような
処理に起来する工費の増加によつて、卑金属合金
を用いることによる費用の節減を相殺してしまう
傾向がある。合金の中には充分な延性（鋳放し体
として延びが５％を超える）を有するものもある
が、合金中に存する微視的な炭化物及び金属間化
合物によつて、貴金属合金の鋳造体に比し、成形
や研磨が困難で且つ時間がかかることになる。 本発明の目的は、上述したニツケル合金の利点
を有すると共に、その欠点を解消した新規な合金
からなる義歯用の卑金属基材を提供することにあ
る。また、本発明はこのような卑金属基材を用い
た新規な義歯を提供すること、およびそのような
義歯の製造法を提案することを目的としている。 すなわち、本発明の卑金属基材を形成する合金
は、ニツケル−クロムの含有量が高いこと、並び
に、モリブデン、コロンビウム＋タンタル、稀土
類族から選ばれる少なくとも１種類の元素、およ
び微量の炭素を含むことを特徴としている。 また、本発明の新規な義歯に用いる卑金属基材
は、ニツケル−クロムの含有量が高いこと、並び
に、モリブデン、コロンビウム＋タンタル、稀土
類族から選ばれる少なくとも１種類の元素を含む
とともに、鉄、ケイ素、マンガン、チタン、アル
ミニウムおよび炭素を微量に含むことを特徴とし
ている。 本発明における上記の各成分の含有量（重量パ
ーセント）の許容範囲は以下の通りである。 元 素 許容範囲 ニツケル 58〜68 クロム 18〜23 モリブデン ６〜10 コロンビウム＋タンタル 0.1〜４ 一種またはそれ以上の稀土類金属 0.01〜５ 鉄 0.02〜２ ケイ素 0.01〜0.5 マンガン 0.01〜0.4 チタン 0.01〜0.2 アルミニウム 0.01〜1.0 炭 素 0.01〜0.1 上記の許容範囲内のニツケル、クロム、モリブ
デン、コロンビウム＋タンタル、少なくとも一種
の稀土類金属、および炭素を含有する卑金属基
材、並びに、これらに加えて更に鉄、ケイ素、マ
ンガン、チタン、アルミニウムを含有する卑金属
基材は、それぞれ、商業的に入手できる歯用磁器
成分と極めて良く適合する熱膨張特性を有し、ま
た磁器成分との結合特性に優れ、良好な延性を有
し、さらに成形および研磨が容易であるという特
性を有している。 さらに詳細に説明すると、上記範囲の比較的高
い含有量のクロム、および上記範囲のモリブデン
は、本発明の合金を、口内の流体に曝された場合
に、充分な腐食抵抗を発揮させるために必要であ
る。上記範囲の炭素、クロムおよびコロンビウム
＋タンタルは、合金中に炭化物を好適に形成させ
るために必要である。上記範囲のモリブデンは、
固溶体の好適な硬化を行わせるために必要であ
る。この結果、最終的に得られる鋳造合金には、
所望の強度と、延性が備わることになる。 また、上記範囲のニツケル、クロム、およびモ
リブデンは、合金の好適な熱膨張特性を得るため
に必要である。上記範囲の、一種またはそれ以上
の稀土類元素（元素周期表において原子番号が57
〜71の元素として定義されるもの）は、合金に対
して好適な成形性および研磨性を付与すると共
に、良好な溶融および鋳造特性を付与するために
必要である。 一方、上記範囲の鉄、ケイ素およびマンガンを
合金に加えることによつて、さらに好適な熱膨張
特性が得られる。上記範囲のチタンを合金に加え
ることによつて、合金中の炭化物の形成が更に好
適に行われる。上記範囲のアルミニウムを加える
ことによつて、合金の成形性および研磨性がさら
に改善される。上記範囲のアルミニウムおよびチ
タンを合金に加えることによつて、γ′相の析出
が好適に行われる。さらに、上記範囲のケイ素お
よびアルミニウムの存在によつて、合金の溶融お
よび鋳造性がさらに好適になる。 上記の成分をアルゴン雰囲気下に誘導溶融加熱
することによつて合金化し、稀土類元素は溶融物
に対して最後に添加した。溶融した合金を鋳造し
て小さなスラグ（Slug）またペレツトとするこ
とによつて、後に該合金が鋳造されて歯科補綴さ
れるに際して再溶融するのに便利なようにする。 従来からの技術を用いて、該合金から最終的な
義歯を作る。通常のロストワツクス（lost−
wax）法または燃焼プラスチツク（burnout−
plastic）法を用いて、セラミツク型を調製す
る。しかる後、合金を溶融（圧力10psi（0.7Kg／
cm²）のプロパンと圧力20psi（1.4Kg／cm²）の酸素
を燃料とするトーチを用いて2360〜2450〓（1293
〜1343℃）の合金融点範囲の温度が得られる）さ
せ、遠心鋳造機に取付けられた前記の型中に注ぎ
込む。冷却後、型を破壊し、鋳造物を清浄にし、
整形し、研摩し且つ仕上げ処理を行なつて、通常
の焼成法によつて磁器成分が固着され得るように
調製する。 合金の研磨は、シヨーフ・ブラウニー（Shofu
Brownie）やグリニー（Greenie）ゴムホイール
のごとき従来からの装置を用いて行なう。鋳造物
は、アボツト・ロビンソン（Abbott−
Robinson）ブラシを光沢剤と共に用い、また、
ブラツクのフエルトホイールに酸化スズを含浸さ
せたものを用いることによつて、光沢が極めて増
す。 本発明の合金は、商業的に入取できる歯科用磁
器成分、例えばVita Zahnfabrik社から商品名
VMK−68として、あるいはDentsply
International社から商品名BIOBONDとして、更
には、Johnson ＆ Johnson社から販売されて
いるものの熱的特性に極めて良好に適合する。ま
た、これらの磁器成分は、本発明の合金鋳造物と
強い結合を形成する。 本発明の合金は、また、歯列矯正用保持具のご
とき着脱可能な歯科装置を作るにも有用である。
本発明合金は比較的軟らかいので該装置を被せる
自然歯の表面の損傷が回避され、また、該合金は
充分な延性を有しているので手で成形して暫定的
に又は最終的に該装置を配置することができる。
本発明の用途は、磁器成分が焼き付けられるよう
な装置に限定されるものではない。 インストロン型引張試験機を用いて、強度、伸
び、及び弾性率を試験した。ダイアモンド製の押
付け具を備えた硬度試験機を用いて合金試料を試
験することによつてビツカース硬さを調べた。膨
張計を用いて熱膨張係数を測定した。これらの試
験と装置は、当業者には周知のものである。 本発明の合金の鋳放し体としての典型的な性質
は次の通りである。 極限引張強度 75000psi（5250Kg／cm²） 降伏強さ（0.2％歪み）54000psi（3780Kg／cm²） 弾性率 27×10⁶psi（1.9×10⁶Kg／cm²） 伸び ８パーセント ビツカース強さ 200 熱膨張係数 14×10^-6／℃ 次の実施例は、本発明を評価するために行なつ
た試験の幾つかに基づいて本発明を説明するもの
であるが、本発明を限定することを意図するもの
ではない。数値は元素の重量パーセントである。

【表】

【表】 実施例１から実施例３までの合金は、貴金属と
同じように溶融し、溶融した合金液体を覆う酸化
物の層は極めて薄いものであつた。これらの合金
は、成形と研磨が容易で、鋳造物の縁部を磨くの
に適した良好な延性を有していた。

【表】 これらの例示合金は、容易に溶融し且つ延性を
有していた。該合金は、実施例１から３までの合
金のようには成形と研磨が容易ではなかつた。

【表】

【表】 実施例７から９までの合金は延性を有してい
た。実施例７及び８の合金は、極めて容易に成形
及び研磨することができた。スズを含有する実施
例の合金は成形及び研磨が困難であつた。実施例
７から９までの合金は、溶融された場合、実施例
１から３までの合金に比してやや厚い酸化物で覆
われていた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 口中に装入できるような形状の不銹合金から
   成るボデーからなり、前記合金が、 58〜68重量パーセントのニツケル、18〜23重量
   パーセントのクロム、６〜10重量パーセントのモ
   リブデン、合計含有量が１〜４重量パーセントの
   コロンビウムおよびタンタル（但し、当該コロン
   ビウムおよびタンタルを共に含む）、炭素0.01〜
   0.1重量パーセント、並びに、ランタン、セリウ
   ム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ガド
   リニウム、及びジスプロシウムから成る群より選
   ばれた少なくとも１種の稀土類元素0.01〜５重量
   パーセントを含むことを特徴とする義歯用の卑金
   属基材。 ２ 口中に装入できるような形状の不銹合金から
   成るボデーと、前記合金ボデー上に焼き付けられ
   た磁器成分のジヤケツトとから成り、前記合金
   が、 ニツケル58〜68重量パーセント、クロム18〜23
   重量パーセント、モリブデン６〜10重量パーセン
   ト、コロンビウムおよびタンタルを共に含み、そ
   の合計含有量が１〜４重量パーセント、鉄0.02〜
   ２重量パーセント、ケイ素0.01〜0.5重量パーセ
   ント、マンガン0.01〜0.4重量パーセント、チタ
   ン0.01〜0.2重量パーセント、アルミニウム0.01〜
   1.0重量パーセント、炭素0.01〜0.1重量パーセン
   ト、並びに、ランタン、セリウム、プラセオジ
   ム、ネオジム、サマリウム、ガドリニウム及びジ
   スプロシムから成る群より選ばれた少なくとも１
   種の稀土類元素0.01〜５重量パーセント を含むことを特徴とする卑金属基材を用いた義
   歯。 ３ ニツケル58〜68重量パーセント、クロム18〜
   23重量パーセント、モリブデン６〜10重量パーセ
   ント、コロンビウムおよびタンタルを共に含み、
   その合計含有量が１〜４重量パーセント、鉄0.02
   〜２重量パーセント、ケイ素0.01〜0.5重量パー
   セント、マンガン0.01〜0.4重量パーセント、チ
   タン0.01〜0.2重量パーセント、アルミニウム0.01
   〜1.0重量パーセント、炭素0.01〜0.1重量パーセ
   ント、並びに、ランタン、セリウム、プラセオジ
   ム、ネオジム、サマリウム、ガドリニウム及びジ
   スプロシムからなる群より選ばれた少なくとも１
   種の稀土類元素0.01〜５重量パーセント から成る卑金属合金のボデー上に磁器成分から成
   るジヤケツトを焼き付けることを特徴とする義歯
   の製造法。