JPWO2017163853A1 - ワックスパターン表面処理剤 - Google Patents

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Abstract

溶媒と、
窒化ホウ素と、
アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤から選択された1種類以上の界面活性剤とを含有するワックスパターン表面処理剤を提供する。

Description

本発明は、ワックスパターン表面処理剤に関する。
歯の治療等により歯の一部を除去した場合や欠損した場合、歯は除去部や欠損部を自然回復できないため、該除去部や欠損部には歯科用補綴物を配置することが行われる。歯科用補綴物の材料として従来は金属が用いられていたが、審美性の観点から近年はセラミックス製の歯科用補綴物が用いられる場合も増えている。
セラミックス製の歯科用補綴物は、例えば、まず形成する歯科用補綴物に対応した形状に成形したワックスパターンを埋没材中に埋没させ、埋没材が硬化した後にワックスパターンを焼却して鋳型を形成する。次いで、セラミックブロックを加熱して形成した鋳型内に押し込みプレス成型することで、所望の形状のセラミックス製の歯科用補綴物を製造することができる。
例えば特許文献1には、1つのプレス管路と少なくとも1つの接続管路を介してプレス管路と接続された少なくとも1つの型空洞部を有し、プレス管路内に挿入されたプレス用未加工材を加熱しながらのプレス圧力の付加に際してそのプレス用未加工材の材料物質が型空洞部内に充填され、その結果焼結されたセラミック歯科補綴材が製造される旨開示されている。
日本国特開2009−112818号公報
しかしながら、従来セラミックブロックをプレス成型する際に、鋳型で成型されたセラミックス表面に荒れが生じる場合があり、荒れの程度によっては鋳型から取り出した後に研磨等により荒れを除去する必要があった。
本発明は上記従来技術が有する問題に鑑みてなされたものであって、本発明の一側面では、セラミックブロックを鋳型で成型する際に、セラミックス表面に荒れが発生することを抑制できるワックスパターン表面処理剤を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、溶媒と、
窒化ホウ素と、
アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤から選択された1種類以上の界面活性剤とを含有するワックスパターン表面処理剤を提供する。
本発明の一態様によれば、セラミックブロックを鋳型で成型する際に、セラミックス表面に荒れが発生することを抑制できるワックスパターン表面処理剤を提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、下記の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、下記の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。
(ワックスパターン表面処理剤)
本実施形態ではワックスパターン表面処理剤の一構成例について説明する。
本実施形態のワックスパターン表面処理剤は、溶媒と、窒化ホウ素と、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤から選択された1種類以上の界面活性剤とを含有することができる。
本発明の発明者らはセラミックブロックを鋳型でプレス成型した際に、セラミックス表面に荒れが発生する原因について検討を行ったところ、鋳型と、鋳型に充填したセラミックスとの部分的な焼き付きが原因になっていると推認した。このような焼き付きは鋳型を構成する埋没材の焼成体の表面が、セラミックブロックをプレス成型する際に融解し、セラミックスと反応して生じていると考えられる。
そして、焼き付きの発生を防止する方法として、プレス成型時の温度を下げることも考えられるが、この場合、鋳型内にセラミックスが充填されにくくなり、所望の形状の歯科用補綴物を得ることが困難になり問題があった。
そこで、プレス成型時の温度を低下させることなくセラミックス表面に荒れが発生することを抑制する方法についてさらに検討を行った。そして、形成する歯科用補綴物の形状に対応した形状を有するワックスパターンの表面を表面処理剤で処理し、該ワックスパターンを用いて鋳型を製造することで焼き付きを防止し、得られる歯科用補綴物表面の荒れを抑制できることを見出し本発明を完成させた。
本実施形態のワックスパターン表面処理剤に含まれる各成分について説明する。
まず、溶媒について説明する。
溶媒としては特に限定されるものではなく、その他の成分である窒化ホウ素と、界面活性剤とを分散できる液体であればよい。溶媒としては例えば、水、エタノール、メタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、アセトン、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトンから選択された1種類以上を含むことが好ましい。
ただし、溶媒はワックスパターン表面処理剤に含まれる窒化ホウ素や、界面活性剤をワックスパターン表面により均一に塗布できるように添加している成分であることから、ワックスパターンの表面に塗布後に容易に蒸発する成分であることが好ましい。また、ワックスパターンとの反応性が低いことが好ましい。
このため、溶媒としてはエタノール、メタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトンから選択された1種類以上を含むことがより好ましい。
次に窒化ホウ素について説明する。
既述のように、歯科用補綴物を製造する際に用いる鋳型は、形成する歯科用補綴物に対応した形状を有するワックスパターンを埋没材中に埋没させ、埋没材が硬化した後にワックスパターンを焼却することで形成できる。なお、上述のように形成時にワックスパターンを焼却することから、鋳型にはワックスパターンに対応した空洞が形成されることになる。
本実施形態のワックスパターン表面処理剤を用いる場合、該ワックスパターン表面処理剤を予めワックスパターンの表面に塗布してから埋没材に埋没させ、上述の場合と同様にして鋳型を形成することができる。そして、本実施形態のワックスパターン表面処理剤に含まれる成分のうち、窒化ホウ素は沸点が高いため、ワックスパターンを焼却する際にも気化することはない。
このため、ワックスパターン表面処理剤に含まれる窒化ホウ素は、鋳型に形成されたワックスパターンに対応した空洞の表面に略均一に分散された状態で残ることになる。そして、該空洞の表面に略均一に分散された窒化ホウ素は、該鋳型にセラミックブロックをプレス成型する際に、鋳型中に導入されたセラミックスが鋳型と焼き付くことを抑制することができる。
窒化ホウ素は粉末状のものを用いることができ、その粒径等は特に限定されるものではない。ただし、ワックスパターン表面処理剤中に分散することができ、ワックスパターン表面に均一に塗布しやすい粒径を有していることが好ましい。このため窒化ホウ素は平均粒径が20μm以下、好ましくは15μm以下であることが好ましい。平均粒径の下限値については特に限定されるものではないが、ワックスパターン表面処理剤を調製する際の取扱い性等の観点から例えば平均粒径が0.01μm以上であることが好ましい。
なお、ここでいう平均粒径とは、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径を意味する。
ワックスパターン表面処理剤中の窒化ホウ素の含有量は限定されず、例えばワックスパターン表面処理剤の塗布時間、塗布量等に応じて、鋳型を形成後セラミックブロックをプレス成型した際にセラミックス表面の荒れを抑制できるように、含有量を選択できる。より確実にセラミックス表面の荒れを抑制する観点から、本実施形態のワックスパターン表面処理剤は、例えば窒化ホウ素を0.02質量%以上含有することが好ましく、0.1質量%以上含有することがより好ましい。1質量%以上含有することがさらに好ましい。
窒化ホウ素の含有量の上限値についても特に限定されるものではないが、ワックスパターン表面処理剤をワックスパターン表面に塗布する際の取扱い性等を考慮して選択することが好ましい。例えばワックスパターン表面処理剤の窒化ホウ素の含有量は20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましい。10質量%以下であることがさらに好ましい。
次に、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤から選択された1種類以上の界面活性剤について説明する。
界面活性剤を添加することで、本実施形態のワックスパターン表面処理剤中で、窒化ホウ素をより均一に分散させることができ、ワックスパターン表面にワックスパターン表面処理剤を塗布する際に、ワックスパターン表面により均一に窒化ホウ素を塗布できる。そして、より均一に窒化ホウ素が塗布されたワックスパターンを用いて形成した鋳型により歯科用補綴物を製造することでセラミックスと鋳型との焼き付きを特に抑制することができる。
また、界面活性剤はワックスパターンの表面に塗布されることで、ワックスパターンと埋没材との親和性を高めることができる。このため、埋没材中にワックスパターンを埋没させる際に、ワックスパターン以外の部分を埋没材でより確実に満たすことができ、鋳型中に意図しない空隙が形成されることを防ぐことができる。
界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤から選択された1種類以上を用いることができる。
アニオン性界面活性剤として具体的には、ステアリン酸ナトリウムやパルミチン酸トリエタノールアミン、ラウリル硫酸ナトリウム等の脂肪酸セッケン、アルキルエーテルカルボン酸及びその塩、アミノ酸と脂肪酸の縮合等のカルボン酸塩、アルキルスルホン酸、アルケンスルホン酸塩、脂肪酸エステルのスルホン酸塩、脂肪酸アミドのスルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩とそのホルマリン縮合物のスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、第二級高級アルコール硫酸エステル塩、アルキル及びアリルエーテル硫酸エステル塩、脂肪酸エステル硫酸エステル塩、脂肪酸アルキロールアミドの硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル塩、ロート油等の硫酸エステル塩類、アルキルリン酸塩、エーテルリン酸塩、アルキルアリルエーテルリン酸塩、アミドリン酸塩、N−アシルアミノ酸系活性剤等が挙げられる。
カチオン性界面活性剤として具体的には、長鎖アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジ長鎖アルキルジメチルアンモニウム塩、長鎖アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ジポリオキシエチレンアルキルメチルアンモニウム塩、ジポリオキシエチレンアルキルエーテルジメチルアンモニウム塩、ポリオキシプロピレンメチルジエチルアンモニウム塩等のアルキル4級アンモニウム塩や芳香族4級アンモニウム塩をはじめ、アルキルピリジニウム塩等のピリジニウム塩、アルキルジヒドロキシエチルイミダゾリン塩等のイミダゾリン塩、N−アシル塩基性アミノ酸低級アルキルエステル塩、そしてアルキルアミン塩、ポリアミン、アミノアルコール脂肪酸誘導体等のアミン塩等が挙げられる。
非イオン性界面活性剤として具体的には、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンプロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油等のエステル系非イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンフィトスタノールエーテル、ポリオキシエチレンフィトステロールエーテル、ポリオキシエチレンコレスタノールエーテル、ポリオキシエチレンコレステリルエーテル等のエーテル系非イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体等のポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシアルキレン変性オルガノポリシロキサン、ポリオキシエチレン−メチルポリシロキサン共重合体、ポリオキシプロピレン−メチルポリシロキサン共重合体、ポリ(オキシエチレン・オキシプロピレン)−メチルポリシロキサン共重合体、ポリオキシアルキレン・アルキル共変性オルガノポリシロキサン等のシロキサン系非イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルアミン、脂肪酸アルカノールアミド等のアミン系非イオン性界面活性剤、糖エーテル、糖アミド等が挙げられる。
上記非イオン性界面活性剤は一般的に低起泡性であり、ワックスパターン表面処理剤の泡立ちを抑えることができることから他の界面活性剤より好ましく用いることができる。中でも、ポリオキシエチレンアルキルエーテルがワックスパターン表面処理剤の泡立ちを抑える効果が特に高いことから特に好ましく用いることができる。上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルとしては、炭素数が10以上20以下のアルキル基を有するポリオキシエチレンアルキルエーテル構造からなるものが好ましく、炭素数が12以上14以下のアルキル基を有するポリオキシエチレンアルキルエーテル構造からなるものがより好ましい。上記ポリオキシエチレンアルキルエーテル構造におけるアルキル基は、分岐構造を有していることが好ましい。なお、例えば用いるポリオキシエチレンアルキルエーテルのアルキル基部分が、2級アルコールまたは3級アルコールに由来することで分岐構造を有することができる。
上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルの市販品の製品名としては、例えば、NIKKOL BT−5、NIKKOL BT−7、NIKKOL BT−9、NIKKOL BT−12(以上日光ケミカルズ社製)、ノイゲンET−65、ノイゲンET−95、ノイゲンET−115、ノイゲンET−135、ノイゲンET−165(以上第一工業製薬社製)、レオコールSC−50、レオコールSC−70、レオコールSC−90、レオコールSC−120(以上ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ社製)等が挙げられる。
両性界面活性剤として具体的には、アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン、脂肪酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン、アルキルジヒドロキシエチルアミノ酢酸ベタイン等のカルボベタイン型両性界面活性剤、アルキルスルホベタイン等のスルホベタイン型両性界面活性剤、N−脂肪酸アシル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルエチレンジアミン塩、N−脂肪酸アシル−N−カルボキシメトキシエチル−N−カルボキシメチルエチレンジアミン二塩等のアミドアミン型(イミダゾリン型)両性界面活性剤、N−[3−アルキルオキシ−2−ヒドロキシプロピル]アルギニン塩等のアミノ酸型両性界面活性剤、アルキルイミノジカルボン酸塩型両性界面活性剤等が挙げられる。
界面活性剤は1種類のみでもよく、2種類以上を併用して用いることもできる。
界面活性剤の含有量は特に限定されるものではなく任意に選択することができる。ただし、上述の窒化ホウ素のワックスパターン表面処理剤中での分散性や、ワックスパターンと埋没材との親和性を十分に高めるため、ワックスパターン表面処理剤は界面活性剤を0.01質量%以上含有することが好ましく、0.1質量%以上含有することがより好ましい。
界面活性剤の含有量の上限値についても特に限定されるものではないが、例えば8質量%以下であることが好ましく、4質量%以下であることがより好ましい。これは、8質量%よりも多く添加しても効果に大きな影響はないためである。
なお、本実施形態のワックスパターン表面処理剤が含有する成分は、上述の成分のみに限定されるものではなく、必要に応じて任意の成分を添加することができる。具体的には例えば被膜形成材として、形成時の熱で反応しないシリカ、ジルコニア粒子を配合したり、ワックスパターンへの湿潤剤としてエチレングリコール,ジエチレングリコール,ブタンジオール,グリセロール等を添加したり、粘度調整のため水溶性高分子等を添加、含有することもできる。
本実施形態のワックスパターン表面処理剤の調製方法は特に限定されるものではなく、例えば上述の各成分、及び所望により任意の成分を混合することにより調製することができる。
以上に説明した本実施形態のワックスパターン表面処理剤をワックスパターンの表面に塗布後、該ワックスパターンを用いて作製した鋳型を用いてセラミックス製の歯科用補綴物を作製することで歯科用補綴物の表面に荒れが生じることを抑制できる。
なお、本実施形態のワックスパターン表面処理剤は、セラミックス製の歯科用補綴物を製造する際に特に好適に用いることができるが、ワックスパターンを用いて、歯科用補綴物以外のセラミックス部材を製造する際にも好適に用いることができる。
以下に具体的な実施例、比較例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
(ワックスパターン表面処理剤の調製)
溶媒としてメチルエチルケトンを98質量部と、窒化ホウ素粉末(平均粒径4μm)を2質量部と、アニオン性界面活性剤であるラウリル硫酸ナトリウムを0.2質量部とをミキサーにより混合してワックスパターン表面処理剤を調製した。
(歯科用補綴物の製造)
患者の歯から、シリコーンラバー印象材を用いて歯型を取った。次いで、その歯型に石膏を流し、該石膏模型を形成した。
次に、石膏模型上に歯科用ワックス(株式会社ジーシー製 製品名:インレーワックス)を用いて、ワックスパターンを形成した。次いで、直径2.5mmのスプルー線を植立した。
そして、ワックスパターン、及びスプルー線をクルシブルフォーマー上に接合した。そして、上述のワックスパターン表面処理剤をワックスパターンの表面、及びスプルー線の表面にスプレーを用いて塗布した(ワックスパターン表面処理剤塗布工程)。
次に、ワックスパターン、及びスプルー線を固定したクルシブルフォーマーの土台部の周縁部上に、ワックスパターン、及びスプルー線を囲むように、内部にライナーが形成されたリングを配置した。
そして、リングの内部にスラリー状にした埋没材(鋳型材ともいう)を流し込んで、ワックスパターン、及びスプルー線を埋没させた(埋没工程)。
この際埋没材としては、リン酸塩系埋没材(株式会社GCeurope製 製品名:Multi press vest)を用いた。
埋没材が硬化するまで放置した後、クルシブルフォーマーを取り外し、ワックスパターン11を含む埋没材を大気雰囲気下、850℃で30分間加熱してワックスパターンを焼却して鋳型を形成した(焼却工程)。
焼却工程後、ワックスパターン、及びスプルー線が除去されていることが確認できた。
そこで鋳型の湯口部に二ケイ酸リチウムセラミックブロックを配置し、鋳型、及びセラミックブロックを大気雰囲気下、930℃で加熱しながら、セラミックブロックをピストンにより加圧することでプレス成型を行った。プレス成型を行うことで、鋳型内のスプルー線部、及び空隙にセラミックスを充填した。
冷却後、鋳型からセラミックス成型体を取り出し、スプルー線部を切断することで歯科用補綴物を得た。
同様にして上記1個を含めて合計10個の歯科用補綴物を作製し、ガラスビーズによるサンドブラストを圧力0.4MPaにて実施して表面の付着物を除去した後、目視でその表面に反応層が含まれているかを確認した。なお、係る反応層は埋没材とセラミックスの中間層であり、実施形態で説明した荒れとなる。直径1mm以上の反応層が含まれている場合には、不合格品として評価し、反応層の直径が1mm未満の場合は荒れの発生を抑制できているといえるため、合格品とした。
本実施例においては、作製した10個の歯科用補綴物は全て合格品であることが確認できた。
[実施例2〜実施例8]
実施例2〜実施例8においては、ワックスパターン表面処理剤を表1に示した組成となるように調製した点以外は、実施例1と同様にして歯科用補綴物を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
なお、ワックスパターン表面処理剤の溶媒として水を用いた実施例3については、ワックスパターンの表面、及びスプルー線の表面にスプレーによりワックスパターン表面処理剤を塗布した後、45℃に設定した乾燥機で乾燥してから埋没工程を実施した。
実施例3、4、6では表1に示した平均粒径が6μm、または12μmの窒化ホウ素粉末を用いている。
また、表1中に挙げた、界面活性剤のポリオキシエチレンアルキルエーテルとしては、含有するアルキル基が、炭素数が12以上14以下であり、かつ合成する際の原料として用いた2級アルコールに由来する分岐構造を有するものを用いた。
[比較例1〜比較例3]
比較例1、比較例2においては、ワックスパターン表面処理剤を表に示した組成となるように調製した点以外は、実施例1と同様にして歯科用補綴物を作製し、評価を行った。比較例1の場合には窒化ホウ素を、比較例2の場合には界面活性剤を添加していない。結果を表1に示す。
比較例3においては、ワックスパターン表面処理剤塗布工程を実施しなかった点以外は、実施例1と同様にして、歯科用補綴物を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
Figure 2017163853

表1に示した結果によると、実施例1〜実施例4、実施例7、実施例8の比較から各種溶媒、界面活性剤を適用できることが確認できる。また、窒化ホウ素についてもその平均粒径が特に限定されるものではないことも確認できた。
ただし、溶媒として水を用いた実施例3では、上述のように、ワックスパターン表面処理剤を塗布後乾燥する必要があり、容易に揮発する成分を溶媒として用いることがより好ましいことを確認できた。
また、ワックスパターン表面処理剤を調製した際、実施例1、2、7では多くの泡が生じた為、ワックスパターン表面処理剤にワックスパターン表面処理剤塗布工程を実施する前に泡を除去する必要があった。これに対して、実施例3、4、8においては、泡の発生がほとんど見られなかったため、ワックスパターン表面処理剤を調製後、そのままワックスパターン表面処理剤塗布工程を実施できた。
実施例5においては、10個中8個が合格品であったことから、荒れの発生は十分に抑制できていることが確認できた。ただし、窒化ホウ素粉末の添加量が15質量部と多かったため、ワックスパターン表面処理剤塗布工程で、実施例1と同様にスプレーによりワックスパターン表面処理剤を塗布しようとすると、ノズルに詰りが生じた。この為、刷毛を用いてワックスパターン表面処理剤の塗布を行った。その結果、実施例1の場合と比較して、ワックスパターン表面処理剤の塗布に長い時間を要した。
実施例6においては、10個中8個が合格品であったことから、荒れの発生は十分に抑制できていることが確認できた。ただし、窒化ホウ素粉末の添加量が0.02質量部と少なかったので、ワックスパターン表面の一部に十分な量の窒化ホウ素を塗布できない場合が生じ、2個の不合格品が生じたものと考えられる。
比較例1、比較例2においては、ワックスパターン表面処理剤を調製する際に窒化ホウ素粉末、または界面活性剤の添加を行わなかった。その結果、窒化ホウ素粉末を添加しなかった比較例1では作製した全ての歯科用補綴物について荒れが確認された。
また、界面活性剤を添加しなかった比較例2では、10個中4個しか合格品が得られなかった。これは、界面活性剤を添加しなかったことから、ワックスパターン表面処理剤中で窒化ホウ素が十分に分散されず、ワックスパターンに窒化ホウ素が偏って塗布された場合があったためと考えられる。
比較例3については、ワックスパターン表面処理剤塗布工程を実施しなかったので、作製した全ての歯科用補綴物の表面に荒れが見られた。
以上にワックスパターン表面処理剤を、実施形態、実施例等で説明したが、本発明は上記実施形態、実施例等に限定されない。特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
本出願は、2016年3月24日に日本国特許庁に出願された特願2016−060528号に基づく優先権を主張するものであり、特願2016−060528号の全内容を本国際出願に援用する。

Claims (3)

  1. 溶媒と、
    窒化ホウ素と、
    アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤から選択された1種類以上の界面活性剤とを含有するワックスパターン表面処理剤。
  2. 前記窒化ホウ素を0.02質量%以上20質量%以下、
    前記界面活性剤を0.01質量%以上8質量%以下含有する請求項1に記載のワックスパターン表面処理剤。
  3. 前記溶媒は、水、エタノール、メタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、アセトン、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトンから選択された1種類以上を含む請求項1または2に記載のワックスパターン表面処理剤。
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