JPS6382653A - リン酸カルシウム系ガラス鋳造用埋没材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は歯科において鋳造用鋳型作製材料として用いら
れる鋳造用埋没材、特にリン酸カルシウム系ガラスの鋳
造に適した埋没材に関するものである。

〔背景技術及び先行技術〕

現在、歯科における鋳造用埋没材としてはクリストバラ
イト、石英、リン酸塩系等の各種埋没材が提供されてい
る。一方、近時この埋没材を鋳型として鋳造される被鋳
造物、例えば歯冠として従来のニッケルークロム系合金
から生体適合性に優れたリン酸カルシウム系ガラスが利
用されるようになり、このようなガラスの鋳造に好適な
鋳造用埋没材が要求されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

現在、鋳造可能となりリン酸カルシウム系ガラスの鋳造
は鋳造炉内において一定温度（例えば６００℃）に加熱
された埋没材の鋳型内に約１５００℃で溶融されたりリ
ン酸カルシウム系ガラス溶融液を流し込み、数秒で該ガ
ラスを硬化させた後、更に熱処理（約７００℃）してか
ら自然冷却させて鋳造炉内より取り出し、その後結晶化
のための炉内において結晶化ガラス体とする。

このような結晶化前の鋳造及び熱処理工程において鋳造
用埋没材に要求される特性について説明する。

先ず、鋳造工程時埋没材は前述の如く一定温度（６００
℃）に加熱されていて鋳型内は常温時よりも一定量膨張
している。一方、このように膨張した鋳型内に約１５０
０℃で溶融したリン酸カルシウム系ガラス溶融液を流し
込み、その後該ガラス溶融液が常温まで硬化すると、該
ガラスも一定量（約２′ｇ程度）収縮する。

したがって、その際該ガラスの収縮量に合わせて埋没材
自体の膨張量を前記６００℃において略同量（約２χ程
度）となるように組成を調整することにより、硬化時の
ガラスの寸法を常温時（当初）の鋳型（埋没材）の寸法
と同一とすることができ、鋳造後得られるガラス体の寸
法精度が得られるようにしている。

次に、熱処理工程時、一定温度（約６００℃）に加熱さ
れている鋳型（埋没材）内で硬化しているガラス体は更
に同じ鋳造炉内及び鋳型内において若干高温（約７００
℃程度）で熱処理され、その後自然冷却がなされる。こ
の冷却時鋳型（埋没材）は収縮を生じるが、この材質に
よっては熱膨張曲線が直線的でないため、即ち冷却時の
ある温度領域において急激に収縮が大きくなることがあ
るため、ガラス体に収縮時の応力が作用してこのガラス
体自体に歪みが生じたり、最悪の場合、亀裂が生じたり
する。そのため鋳型（埋没材）の収縮率を一定とする必
要があり、埋没材の熱膨張曲線が直線的であることが望
まれる。

さらに、上記鋳造工程及び熱処理時において埋没材はこ
れら工程中の加熱温度に充分耐えるだけの耐火性を有し
ておらなければならず、鋳型内が高温により腐蝕した場
合は鋳型内のガラス体表面に鋳肌荒れを生じ、商品とし
て実用に供し得ないものとなる。

本発明者等は上記問題点に鑑み鋭意研究の結果、クリス
ターリッド、クリストバライト、リン酸二水素アンモニ
ウム及びマグネシアの４成分が一定の組成範囲を有する
埋没材の主成分に対し、一定量のアルミナ（Ａ１２０：
ｌ）を配合させることにより上記問題点を克服できるこ
とを知見した。

本発明においては、鋳造時リン酸カルシウム系ガラスの
収縮率と略同様の膨張率を有し、熱処理後の冷却時に熱
膨張曲線が略直線的に得られ、さらにこれら鋳造時及び
熱処理時の高温に対する耐火性に優れた鋳造用埋没材を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、クリスターリッドが５０〜６７重量％
と、クリストバライトが１６〜２８重量％と、リン酸二
水素アンモニウム（ＮＨＪｚＰＯｔ）が７〜１７重量％
と、？ＩｇＱが２〜１０重量％とから実質的になる主成
分１００重量部に対し、アルミナ（ＡｈＯｚ）を５〜２
８重量部配合することを特徴とするリン酸カルシウム系
ガラス鋳造用埋没材が提供される。

即ち、クリスターリッドは本埋没材の骨材の働きをして
おり、クリストバライトは前記クリスターリッドより熱
膨張率が大きく本埋没材の熱膨張量を調整する。リン酸
二水素アンモニウム（Ｎ！（４１（２Ｐ０４）は耐火性
を向上させる働きをし、ＭｇＯは本埋没材の強度を向上
させる。前記クリスターリッドは他の成分であるクリス
トバライト、リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ４ＨｚＰ
Ｏ４）及びＭｇＯの配合量からして５０〜６７重量％が
適当である。この範囲外であると前記他の成分の効果を
阻害する。クリストバライトが１６重量％未満であると
埋没材の熱膨張量が足りず、２８重量％を越えると熱膨
張量が大きすぎ、何れもリン酸カルシウム系ガラスを鋳
造するに適した熱膨張量を得ることができない。リン酸
二水素アンモニウムが７重量％未満であると反応速度（
埋没材の硬化速度）が速くなり過ぎ耐火度が劣化し、１
７重量％を越えると耐火度は向上するが反応速度が遅く
なり過ぎ作業性が遅くなる。

ＭｇＯが２重量％未満であると反応速度が遅くなり過ぎ
埋没材の強度が劣化し、１０重量％を越えると反応速度
が速くなり過ぎ、気泡が生じ易くなる。

また、上記主成分中には埋没材に流動性を与えるために
０．０４〜０．３重量％程度のコロイダルシリカを添加
したり、着色剤を１重量％以下添加することができる。

さらに、アルミナ（ＡｈＯ３）は鋳造後のガラス体を熱
処理し、その後自然冷却する場合に鋳型（埋没材）の収
縮率を各温度領域において一定にするため、部ち埋没材
の熱膨張曲線を直線的に得るために添加する。したがっ
て、アルミナが前記主成分１００重量部に対し５重量％
未満及び２８重量％を越えて添加すると上記熱膨張曲線
が直線的に得られず、熱処理後のガラス体に歪みが生じ
たり亀裂が生じたりする。またアルミナを添加する他の
利点としてアルミナ（八１□０３）は高温において安定
であるので埋没材の耐火性を向上させガラス体の鋳造時
における鋳肌荒れを防止することができる。

〔実施例１　〕 ワックスアップされた歯冠形状横形を埋没材注入チュー
ブ内にセットし、これに第１表の組成を有する各試料の
埋没材を注入し、硬化後加熱して前記ワックスを焼却除
去して前記歯冠形状横形と同一の鋳型を作成した。その
後、鋳造炉内にて第２表の組成からなるリン酸カルシウ
ム系ガラスカレットを１５３０℃で溶融し、この溶融液
を前記鋳型内に鋳込んだ。前記鋳造炉内での鋳型（埋没
材）自体の温度は約６００℃程度であり、この温度の鋳
型内で前記ガラスカレットの溶融液は注入後数秒で前記
鋳型の温度近傍まで冷却されて硬化した。

次に、硬化したガラス体は更に同し鋳造炉及び鋳型内で
約７００℃にて熱処理し、その後自然冷却させた。

第２表 リン酸カルシウム系ガラスの組成 カルシア（Ｃａｂ）　　　　４８．８重量％シリカ（Ｓ
ｉＯ□）３２重量％ リン酸（ＰｚＯｓ）　　　　　１４重量％マグネシア（
ＭｇＯ）　　　　５重量％セリア（ＣｅＯｚ）　　　　
　０．２重量％上記鋳造工程及び熱処理工程における鋳
型（埋没材）の特性及び得られたガラス体の特性につい
て評価した。鋳型（埋没材）の特性としては埋没材の注
入時の硬化速度が影響する埋没材の硬化状態及び、熱処
理後の自然冷却した際の埋没材の状態について第３表の
埋没材特性欄を示した。ガラス体の特性としては熱処理
後鋳型から取り外して評価し、ガラス体表面の鋳肌荒れ
の存否及びガラス体自体に歪み又は亀裂が発生している
かどうかのガラス体熱処理後の状態について夫々第３表
の力ゝラス体特性欄に示した。

第３表から理解されるように、クリストバライトが１６
重量％以下の試料１のものは埋没材の熱膨張量が足らな
いので収縮したガラス体の寸法がワックスアップ時の横
形寸法より小さくなり寸法精度が悪い。

リン酸二水素アンモニウム（ＮＩＩＪｚＰＯｔ）が７重
量％未満及びＭｇＯが１０重量％を越える試料６及び１
３のものは埋没材の硬化速度（反応速度）が速くなり過
ぎチューブ内へ注入した後早期に硬化してしまうので、
硬化後の埋没材中に気泡が残り易くなり、そのため熱処
理後の鋳型（埋没材）にクランクが生じている。また気
泡の存在のため熱処理後のガラス体表面に鋳肌荒れが残
る。

リン酸二水素アンモニウムが１７重量％を越え、且つＭ
ｇＯが２重量％未満である試料９及び１０は埋没材の硬
化速度（反応速度）が遅くなり過ぎ作業能率が悪い。

上記本発明の範囲外の試料に対し、試料２，３，４゜７
．８．１１及び１２は本発明範囲内のものであり、埋没
材特性及びガラス体特性共に良好であり、各試料の組成
を有する埋没材はリン酸カルシウム系ガラスの収縮率と
略同様であるため寸法精度及び歪みや亀裂が発生してお
らない。また鋳造時及び熱処理時の高温に対し耐火性が
良好であるため、埋没材として熱処理後の強度状態にお
いてクラックが発生せず得られたガラス体として該ガラ
ス体表面に鋳肌荒れが生じておらず、各試料とも優れた
埋没材であることが理解される。

〔実施例２〕 第４表の組成、即ち前記埋没材の主成分１００重量部に
対しアルミナ（ＡＩ□０３）を０．３，５，１０，２０
．３０重量部配合した組成の鋳造用埋没材を内径５ｍｍ
のチューブに注入して硬化させた後、２０ｍｍの長さに
切断した。

これら各試料につき熱膨張計で１０℃／ｍｉｎで８５０
℃まで昇温して各温度における熱膨張量を調べ第１図乃
至第６図に示す熱膨張量ｉ５Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆを
得た。

同様に前記第２表に示すリン酸カルシウム系ガラスの熱
膨張曲線Ｘを比較のため示した。尚、熱膨張曲線Ｘに平
行な点線はガラスに対する埋没材のひずみを生じる限界
領域のボーダーラインＹを示している。

第１図乃至第６図から明らかな如く、埋没材の主成分に
対して八１□０３の添加量が増えるに従って熱膨張曲線
がガラスの熱膨張曲線近傍で直線的になる。Ａ１□０３
の添加ｉ５．１０．２０重量％の第３図乃至第５図にお
いては埋没材の熱膨張曲線がひずみを生じる限界領域の
ボーダー５４７７以内で変化しており、これらの埋没材
においてはガラス体にひずみやクランクが生じないこと
が理解される。

これに対し第１図及び第２図のＡＩＺＯ３無添加及び３
重量％添加のものは約２００〜２５０℃近傍で熱膨張曲
線がボーダーラインＹを大きく越えてしまっており、こ
の埋没材を使用するとガラス体にひずみやクランクが生
じる虞れがあることが分かる。

また、第６図の４１２０３が３０重量％添加したもので
は埋没材の熱膨張曲線がガラスの熱膨張曲線と６００℃
の位置で一致していない。即ち、この６００℃の位置は
埋没材が炉内において加熱される温度域であり、この６
００℃の位置で埋没材とガラス体の熱膨張率が一致して
いなければならない。その理由は前述の通り、埋没材が
鋳造初期に６００℃に加熱され、この６００℃の鋳型内
に１５００℃で溶融したガラスを硬化させた後、さらに
７００℃で熱処理を行い、その後自然冷却させるといっ
た一連の加熱、熱処理工程が６００℃を基準としている
からである。

この６００℃において埋没材及びガラス体は夫々常温よ
り約２χ膨張していることとなる。図中約１゜３χの位
置となっているが埋没材もガラス体も既に硬化時膨張（
埋没材ガラスが硬化する時に既に膨張している）が０．
７〜０．８χあるから、合計約２χの膨張していること
となる。従って、この６００°Ｃの位置で埋没材の熱膨
張率がガラスの熱膨張率と一致していないと鋳型の６０
０℃での膨張寸法が不均一となるので鋳込まれるガラス
体の寸法精度が得られなくなる。

以上の点からＡｌｚ０３の添加量は約５〜２８重量％が
適量であることが判明した。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明はクリスターリッド、クリス
トバライト、リン酸二水素アンモニウム及びマグネシア
の４成分が一定の組成範囲を有する埋没材の主成分に対
し、一定量のアルミナ（ＡＩ□０３）を配合させること
により、リン酸カルシウム系ガラスの収縮率と略同様の
膨張率を有し、熱処理後の冷却時に熱膨張曲線が略直線
的に得られ、さらに鋳造時及び熱処理時の高温に対する
耐火性に優れた鋳造用埋没材を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は埋没材の主成分にアルミナを０．３
，５．１０，２０．３０重量％夫々添加した場合の埋じ
材の熱膨張曲線とリン酸カルシウム系ガラス体の熱膨張
曲線との相関を示すグラフ図である。 特許出願人（６６３）京セラ株式会社 ／４クコＩ”３ａＤ４ａｌｒ謔θ（Ｑａ７ｏｏ９ｍタシ
ラレ　　傭　（′ｃ〕 四ｂ　沫　（６す ／ａｍｘａａ？ｎａ／＃ｊ＃ｇ、−りａａδ？ａａバｉ
　　　　ｋ　　　’Ｘζ） 造　十（Ｏり ベロー　　Ａ：　（′こ〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. クリスターリッドが５０〜６７重量％と、クリストバラ
   イトが１６〜２８重量％と、リン酸二水素アンモニウム
   （ＮＨ＿４Ｈ＿２ＰＯ＿４）が７〜１７重量％と、Ｍｇ
   Ｏが２〜１０重量％とから実質的になる主成分１００重
   量部に対し、アルミナ（Ａｌ＿２Ｏ＿３）を５〜２８重
   量部配合することを特徴とするリン酸カルシウム系ガラ
   ス鋳造用埋没材。