NL1017895C2 - Persbaar glaskeramiek, werkwijze voor de bereiding daarvan, alsmede een werkwijze voor het vervaardigen van een dentaalrestauratie onder toepassing van genoemd glaskeramiek. - Google Patents

Description

Titel: Persbaar glaskeramiek, werkwijze voor de bereiding daarvan, alsmede een werkwijze voor het vervaardigen van een dentaalrestauratie onder toepassing van genoemd glaskeramiek.

De uitvinding heeft betrekking op een persbaar glaskeramiek, en in het bijzonder op een laagsmeltend, hoog-expansie glaskeramiek. Verder betreft de uitvinding een werkwijze voor de vervaardiging van een dergelijk glaskeramiek, alsmede een werkwijze voor het vervaardigen van een 5 dentaalrestauratie onder toepassing van genoemd glaskeramiek. Tot slot betreft de uitvinding een component die het mogelijk maakt de thermische expansiecoëfficiënten (TEC’s) van glassamenstellingen te verhogen, en wel op een zodanige wijze dat de glassamenstellingen ook na enige temperatuurbehandelingen een stabiele TEC blijven behouden.

10 In meer detail betreft de uitvinding porseleinen of keramieken van lithiumdisilicaatglas die plastisch vervormbaar zijn onder invloed van warmte en druk.

Met het glaskeramiek volgens de uitvinding kunnen bijvoorbeeld volkeramische (“all-ceramic”) dentaalrestauraties, inlays en onlays worden 15 vervaardigd, maar het kan eveneens worden toegepast voor het uitvoeren van herstel aan bestaande restauraties of andere typen tandprothesen en in combinatie met metaallegeringen.

Uit EP-A-0 827 941 is een sinterbaar lithiumdisilicaat-glaskeramiek bekend dat een TEC heeft van 9-10 pm/m.K (gemeten in het 20 temperatuurtraject van 20-500°C). Dit is te laag om te kunnen worden opgebakken met gebruikelijke porseleinmassa's die voor edelmetaallegeringen worden gebruikt. Aangezien tandtechnici het liefst werken met porseleinen die op ongeveer gelijke wijze kunnen worden verwerkt en die nagenoeg gelijke, althans compatibele eigenschappen 25 bezitten, zou het wenselijk zijn deze relatief lage TEC te verhogen, in ieder geval tot boven 12 pm/m.K (gemeten van 20-500°C).

2

Meer in het bijzonder, vertoont het perskeramiek dat de uitvinding vormt van EP-A-0 827 941, weliswaar een hoge buigbreeksterkte, een lage perstemperatuur en een redelijke transiucentie, echter het heeft als nadeel dat de expansie te laag is om te worden opgebakken met gangbare 5 opbakkeramieken die voor het merendeel een hogere thermische expansiecoëfficiënt bezitten.

Een van de opties die zich hiervoor direct aandienen, is het toevoegen van een leuciethoudende hoog-expansie glasfrit; immers, zoals bekend, verhoogt leuciet de TEC. Wanneer bekende leuciethoudende hoog-10 expansie glasfrits, bijvoorbeeld Component 1 als beschreven door Weinstein in zijn baanbrekende Amerikaanse octrooi US-A-3,052,982 of hoog-expansie frits als beschreven in EP-A-0 475 528, aan het zojuist beschreven lithiumdisilicaatglas volgens EP-A-0 827 941 worden toegevoegd, reageert echter het aandeel aluminiumoxide dat in deze hoog-expansie glasfrit 15 aanwezig is met lithiumsilicaat tot aluminium-lithiumsilicaat, hetgeen een TEC rond nul vertoont. In plaats van een TEC-verhogend effect heeft de toepassing van dergelijke bekende leuciethoudende hoog-expansie frits dus een verlagend effect op de TEC waarde, zodat het doel niet wordt bereikt. Uit onderzoek van de onderhavige uitvinder blijkt verder dat indien na 20 toevoegen van hoog-expansie leuciet bevattend glas het lithiumsilicaat materiaal in eerste instantie een verhoogde expansie vertoont, verdere reacties tussen de leucietglasfrit en het lithiumsilicaat, niet kunnen worden voorkomen, wanneer dat materiaal voor verwerking gebruikelijke warmtebehandelingen ondergaat. Dit leidt er toe dat tijdens de verschillende 25 opbakfases van het porselein, een progressief dalende TEC wordt gevonden.

In US-A-6,120,591 wordt een tandheelkundig porselein beschreven, dat bestaat uit een glasmatrix met daarin ingebed kristallen van tetragonaal leuciet. Dit porselein heeft een baktemperatuur van 600-885°C en een TEC van 11-19 pm/m.K (gemeten in het temperatuur-traject van 25 3 tot 500°C). Het tetragonale leuciet is bij voorkeur fijn-korrelig, en heeft bij voorkeur een diameter van 1-3 μπι.

Dit tetragonaal leuciet wordt gevormd door poedervormige metaaloxiden en -carbonaten in de juiste onderlinge verhoudingen te 5 mengen, waarna de mengpoeders worden verhit tot zich een glassmelt vormt. Deze smelt wordt gequencht waarna het glas op een verhoogde temperatuur van 950-1100°C wordt gebracht en gehouden gedurende 1-6 uur, waarbij kristallijn wordt gevormd en verder uitgroeit. Eventueel kan de quench-stap achterwege worden gelaten.

10 De onderhavige uitvinder heeft bij bestudering van dit systeem gevonden dat bij de vorming van leuciet bij 950-1100°C uit een gesmolten glasfase, er interacties optreden tussen het leuciet en de glasmatrix: ofwel lost leuciet op ofwel kristalliseert leuciet verder uit door interactie met de glasmatrix. Een en ander maakt dat het keramiek- of porseleinproduct bij 15 warmtebehandelingen niet stabiel is in de thermische expansie die het vertoont, omdat de thermische expansie rechtstreeks met het leuciet gehalte samenhangt. Tenzij anders vermeld, is in deze beschrijving en in de conclusies de TEC steeds bepaald in het temperatuurtraject van 20-500°C.

De onderhavige uitvinder heeft nu gevonden dat door aan 20 lithiumsilicaatglas synthetisch zuiver leuciet in kristallijne vorm toe te voegen, het mogelijk is glaskeramieken te produceren voor het persen van structuren die een hoge en stabiele thermische expansie en een lage perstemperatuur bezitten, en die daardoor met dezelfde keramiekmassa's opgebakken kunnen worden als de reeds gebruikelijke structuren van in de 25 tandheelkunde gebruikelijke opbaklegeringen met een thermische expansiecoëffïciënt van 12-16 pm/m.K (gemeten in het temperatuurtraject van 20-500°C). Meer in het bijzonder is het verrassenderwijs gebleken dat als leuciet niet in de vorm van een hoog leuciet glasfrit wordt toegevoegd maar als fijngemalen zuiver synthetisch leuciet in kristallijne vorm, deze 4 oplosreactie niet optreedt. Men kan door de hoeveelheid toegevoegd leuciet de thermische expansie volledig aanpassen aan het op te bakken porselein, terwijl gedurende de verschillende bakfases de thermische expansie niet afneemt, zoals bij het gebruikelijk toevoegen van hoog leuciet frit dat wel 5 het geval is.

Lithiumsilicaat glas benat het synthetisch zuivere leuciet zeer goed en geeft een hoge sterkte aan het materiaal. Aldus maakt de uitvinding het mogelijk een persbaar, laag-smeltend glaskeramiek te verschaffen met voldoende sterkte en een hoge, ook na uitvoeren van bij de verwerking 10 noodzakelijke opwarmstappen stabiele thermische expansie.

Aldus betreft de uitvinding in een eerste aspect een persbaar glaskeramiek, bevattende: lithiumsilicaatglas 30,0-90,0 gew.-%; en synthetisch zuiver leuciet 10,0-70,0 gew.-%.

15 Een ander voordeel is dat met de toevoeging van het inerte leucietkristal de reactiviteit met de vormmassa tijdens het persen rechtevenredig met de verhouding leuciet-lithiumsilicaat wordt verminderd.

Leuciet (K20.Al203.4Si02) heeft een hoge thermische uitzettings-coëfficiënt. Leuciet kan voorkomen in twee kristalvormen, namelijk in 20 tetragonale en kubische vorm. De reversibele overgang tussen tetragonaal en kubisch leuciet vindt plaats bij 625°C; onder de 625°C is de tetragonale vorm stabiel, daarboven de kubische vorm. Ter verhoging van de thermische expansie is kristallisatie van tetragonaal leuciet wenselijk; deze kristalvorm heeft namelijk een expansie van ongeveer 22 pm/m.K. Kubisch leuciet 25 daarentegen heeft slechts een expansie van ongeveer 10 pm/m.K.

Behalve uit veldspaat kan kristallijn leuciet ook uit mengsels van bijvoorbeeld KHCO3, AI2O3 en S1O2 worden bereid. Deze mengsels worden zo samengesteld dat deze de stoichiometrische samenstelling hebben van leuciet. Zo kan na kristallisatie theoretisch tot 100 v/v% leuciet in de 5 tetragonale fase ontstaan. Tijdens de bereidingswerkwijze dient ervoor te worden gewaakt dat geen glasfase ontstaat. Derhalve wordt het leuciet gevormd bij temperaturen onder het smeltpunt van het synthetische leuciet dat rond 1650°C ligt. Teneinde een voldoende omzettingssnelheid te 5 genereren wordt het leuciet bij voorkeur boven 1400°C gesynthetiseerd.

Zeer goede resultaten worden verkregen wanneer het leuciet bij een temperatuur tussen 1500 en 1630°C uit de poedervormige uitgangsstoffen wordt bereid. Aldus bereid leuciet wordt synthetisch (zuiver) leuciet genoemd. Volgens de onderhavige uitvinding wordt gebruik gemaakt van dit 10 synthetisch leuciet in kristallijne vorm zonder glasfase om de expansie van glas, en in het bijzonder lithiumdisilicaatglas te verhogen.

Door van synthetisch leuciet gebruik te maken wordt de reactie met lithiumdisilicaat tegengegaan. Synthetisch leuciet heeft een hoog smeltpunt (ongeveer 1685°C) en reageert verrassenderwijs niet tijdens het 15 sinteren (1000°C); dit in tegenstelling tot leuciet dat uit een glasfase kristalliseert, zoals uit veldspaat gewonnen leuciet.

In een tweede aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor het bereiden van het synthetisch leuciet, waarbij ten minste kaliumcarbonaat, aluminiumoxide en siliciumoxide in de voor leuciet gewenste verhouding in 20 poedervorm, met bij voorkeur een deeltjesgrootte van kleiner dan 100 pm, worden gemengd, bij voorkeur door malen, het mengsel in een oven wordt verhit tot een temperatuur tussen 1400°C en de smelttemperatuur van het te vormen leuciet. De verhittingsstap duurt in de regel ongeveer 1 tot 10 uur. Het gesinterde, aldus verkregen leuciet wordt vervolgens tot een poeder 25 met een gemiddelde korrelgrootte van 1 tot 100 pm verkleind.

Verder is de uitvinding gericht op de toepassing van synthetisch leuciet voor het stabiel verhogen van de thermische expansie van een glassamenstelling. Hierbij wordt met stabiel bedoeld dat de thermische expansie bij 5 maal onderwerpen aan een verhittingsstap bij het na iedere 6 verhittingsstap meten tijdens 5 een TEC waarde heeft die minder dan 0,4 μπι/in.Kvan het gemiddelde afwijkt.

In het eerste aspect richt de uitvinding zich, ais gezegd, in het bijzonder op met synthetisch zuiver leuciet gemodificeerd lithiumdisilicaat 5 glaskeramiek. In het lithiumsilicaatglas zijn L12O en S1O2 aanwezig in een onderlinge gewichtsverhouding tussen lA en 2/3.

Het glaskeramiek wordt geproduceerd door het smelten van de grondstoffen en de smelt te quenchen, zodat glasgranulaat ontstaat. Het glas wordt gedroogd en gemalen. De samenstelling van het lithiumdisilicaat 10 heeft een lage viscositeit bij 700-900°C en is daardoor erg geschikt als perskeramiek. De TEC (± 10 pm/rn.K) van het glaskeramiek is echter te laag om op te bakken met voor metaalkeramiek gebruikelijke keramiekmassa's.

Zeer geschikte lithiumdisilicaatglassamenstellingen, waaraan het synthetisch zuivere leuciet volgens de uitvinding kan worden toegevoegd, 15 worden beschreven in de Europese octrooiaanvrage EP-A-0 536 572. De in en volgens deze EP-A beschreven en bereide lithiumsilicaatglas-samenstellingen worden onder verwijzing in de onderhavige beschrijving op genomen. Meer in detail, worden de daar beschreven lithiumdisilicaat-glassamenstellingen bereid uit 8-19% L12O; 0-5%Na2O; 0-7% K2O; 0-8% 20 Na20 + K20; 0-10% CaO; 0-6% SrO; 0-6% BaO; 2-12% % (Na20 + K2O +

CaO + SrO + BaO); 0-7% ZnO; 0-11% AI2O3; 1,5-11% ZnO + AI2O3; waarbij de molverhouding tussen (Na20 + K2O + CaO + SrO + BaO) en (ZnO + AI2O3) tussen 0,075 en 1,25 ligt; en waarbij de rest bestaat uit Si02, waarin als nucleatiemiddel 1,5-7% P2O5 en/of 0,0001-0,1% Pd aanwezig is, terwijl 25 eventueel nog kleurmiddelen of andere gebruikelijke processing aids en toeslagstoffen aanwezig kunnen zijn. Hierbij zijn alle percentages, gewichtspercentages betrokken op het gewicht van de totaalsamenstelling, net als overigens in deze beschrijving tenzij anders aangegeven.

7

Eveneens geschikt zijn de samenstellingen zoals die beschreven zijn in de reeds genoemde EP-A-0 827 941. In deze samenstellingen, die ook onder verwijzing in deze beschrijving zijn opgenomen, moet volgens de uitvinding in genoemde EP-A steeds 0,1-6 % La2C>3 aanwezig zijn, welke 5 component voor de onderhavige uitvinding overbodig is, althans slechts een optioneel ingrediënt. De samenstellingen uit deze literatuurplaats bevatten: 57-80% S1O2; 11-19% L12O; 0-5% AI2O3; 0,1-6 % La2C>3; waarbij het gehalte aan AI2O3 + La2C>3 0,1-7% bedraagt; 0-5% MgO; 0-8% ZnO; waarbij het gehalte aan MgO + ZnO 0,1-9% bedraagt; 0-11% P2O5; en 0-13,5% K2O; 10 terwijl bovendien kleurstoffen en toeslagstoffen aanwezig zijn.

Het synthetische leuciet wordt toegepast in een hoeveelheid tussen 10 en 70 gew.%. Bij een gewichtspercentage leuciet hoger dan 70% raken de afzonderlijke leucietdeeltjes elkaar en fungeert het lithiumsilicaat alleen als infiltraat tussen de korrels. In feite worden de beste resultaten verkregen 15 qua sterkte en stabiliteit verkregen wanneer de bovengrens voor leuciet ligt op 60% en liever nog op 50 gew.%. De ondergrens van 10% is minder kritisch; en wordt in feite bepaald door de TEC waarde die voor de totaal samenstelling wordt beoogd. In de regel zal tussen 20 en 50 gew.% synthetisch leuciet worden toegepast.

20 Naast de essentiële bestanddelen van het persbare keramiek volgens de uitvinding kunnen conventionele kleurcomponenten aanwezig zijn in hoeveelheden van 0-8,0 gew.-%; alsmede andere op zich bekende toevoegingen voor perskeramieken voor tandtechnische toepassingen in hoeveelheden van bijvoorbeeld 0-6,0 gew.-%. Bij voorkeur bestaan de 25 kleurcomponenten uit glaskleurende oxiden (a) en/of uit vaste kleurdeeltjes (b) zoals deze beschreven zijn in de boven reeds genoemde EP-A-0 827 941 in de eveneens daar genoemde hoeveelheden. Bij voorkeur worden als glaskleurende oxiden T1O2, CeÜ2 en/of Fe2C>3 gebruikt, terwijl als vaste kleurdeeltjes spinel aanwezig kan zijn. Voorbeelden van andere 30 toevoegingen zijn ZrC>2 en AI2O3.

8

Verder betreft de uitvinding een werkwijze voor de vervaardiging van een dergelijk glaskeramiek, waarbij 30-90 gewichtsdelen van een poedervormig lithiumsilicaatglas en 10 70 gewichtsdelen poedervormig synthetisch leuciet worden gemengd en het mengsel onder vacuüm wordt 5 verhit tot een dichtgesinterd product wordt verkregen.

Bijvoorbeeld wordt synthetisch leuciet met een gemiddelde korrelgrootte tussen 1 en 100 pm, liever tussen 1 en 40 pm, bij voorkeur tussen 1 en 10 pm en het liefst tussen 1 en 5 pm met glaskeramiekpoeder intensief gemengd. Hoe grover het leuciet is, des te minder sterk het 10 uiteindelijk te verkrijgen glaskeramiek zal zijn. Bovendien treden bij het toepassen van kleinere leucietkorrels minder spanningen in het uiteindelijke glas op. Het keramiek of porselein kan bij toepassing van de leucietdeeltjes in het gebied van 1-5, en liever nog 1-3 pm, in feite oneindig worden doorgebakken zonder dat scheurvorming optreedt.

15 Dit glaskeramiekpoeder kan bijvoorbeeld worden verkregen door een geschikt lithiumsilicaatglas, overigens zonder eventueel te gebruiken vaste kleurdeeltjes, te smelten, bijvoorbeeld bij een temperatuur tussen 1100 en 1700°C, deze smelt vervolgens in water uit te gieten onder vorming van een granulaat, en dit glasgranulaat daarna tot de gewenste 20 korrelgrootte, te vermalen. De maalgraad van het glasgranulaat ligt bij een gemiddelde korrelgrootte tussen 1 en 100 pm, liever tussen 1 en 40 pm, en bij voorkeur tussen 1 en 10 pm; het liefst komt deze maalgraad overeen met de maalgraad van het leuciet. Er wordt gemengd in een gewichtverhouding van 70/30 tot 10/90 (leuciet/lithiumsilikaatglas), waarbij het intensieve 25 mengen door malen of op een andere wijze kan geschieden. Aan het aldus te bereiden poedermengsel kunnen ook de vaste kleurdeeltjes en andere gewenste toeslagstoffen worden toegevoegd. Daarna wordt het poeder geschikt tot een pellet van vooraf bepaalde afmetingen geperst. De glaskeramiek-pellet wordt vervolgens onder vacuüm en bij een temperatuur 9 van in de regel 400 tot 1100°C, doch in ieder geval bij een temperatuur, waarbij de leucietdeeltjes niet smelten, aan een of meerdere warmtebehandelingen onderworpen om dichtsinteren te bewerken. De zo verkregen verdichtte pellet is te gebruiken dentaalgrondstof.

5 Daartoe betreft de uitvinding eveneens een werkwijze voor het vervaardigen van een dentaal product, waarbij het dichtgesinterde product verkregen volgens conclusie 6 bij verhoogde temperatuur, doch bij een temperatuur lager dan het smeltpunt van het synthetische leuciet, en bij voorkeur bij een temperatuur van 700-1200°C, en door toepassing van druk, 10 bij voorkeur een druk van 2-10 bar tot een tandheelkundige restauratie wordt geperst. Dit persen gebeurt bij voorkeur machinaal.

De tandheelkundige restauratie kan vervolgens wordt opgebakken met een opbakporselein, danwel kan als bedekking een keramiek, een sinterkeramiek, een glaskeramiek, een glas, een glazuur, en/of een 15 composiet wordt aangebracht. De bedekking heeft geschikt een sintertemperatuur van 650-950°C en een lineaire thermische uitzettingcoefficient die lager is dan die van het te bedekken dentaal product. Bij voorkeur wijkt de lineaire thermische uitzettingscoëfficiënt van de bedekking niet meer dan +/- 3,0 pm/m.K van die van het dentaalproduct. 20 Het leuciet gemodificeerd lithiumsilicaat glaskeramiek volgens de uitvinding voldoet aan de expansie eisen van gebruikelijke porseleinopbakmassa's. Van het materiaal is de persbaarheid goed. Om het materiaal te kunnen persen en opbakken met bijvoorbeeld Carrara® porselein moet het aan de volgende eisen voldoen.

25 De perstemperatuur moet beneden 1130°C liggen, zodat het geschikt is voor gebruik in de ovens van een tandtechnisch laboratorium.

Om de reactiviteit van het materiaal met de inbedmassa te verminderen zal de werkelijke perstemperatuur onder de 1000°C moeten liggen.

"t /"*·. - I- ) ' · · 10

De Thermische Expansie Coëfficiënt (T.E.C.) ligt bij voorkeur in het traject van 15,0 ± 0,3*10-6°C1 (gemeten in het traject van 25-500°C). Het materiaal moet thermisch- en vormstabiei zijn gedurende vijf maal opbakken bij temperaturen boven 850°C.

5 Voorts betreft de uitvinding een werkwijze voor het vervaardigen van een dentaal product omvattende het vervaardigen van een tandheelkundige restauratie of een draagstructuur voor op te bakken porselein door een dichtgesinterd product verkregen uit de boven beschreven werkwijze voor het vervaardigen van een glaskeramiek te 10 beslijpen en eventueel porselein op te bakken. Verder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een dentaal product omvattende het partieel sinteren van een glaskeramiek volgens de uitvinding, gevolgd door het daaruit vervaardigen van een tandheelkundige restauratie of een draagstructuur voor op te bakken porselein door het 15 partieel gesinterde glaskeramiek te beslijpen in een met de sinterkrimpfactor vergrootte vorm; en vervolgens het besiepen product te sinteren tot de einddichtheid. In deze uitvoeringsvorm wordt het glaskeramiek in een eerste stap niet volledig dichtgesinterd. Het sinterproces wordt op een geschikt moment onderbroken, namelijk wanneer 20 er rekvorming tussen de te sinteren deeltjes optreedt. Dit vindt bijvoorbeeld en bij voorkeur plaats door gedurende enige minuten (3-10 minuten, bij voorkeur 5 minuten) voor te sinteren op een temperatuur van zo'n 750-850°C. De eindsintering kan bijvoorbeeld en bij voorkeur plaatsvinden door enige minuten (3-10 minuten, bij voorkeur 5 minuten) te sinteren op een 25 temperatuur van ongeveer 900-1050°C.

Wanneer wordt voorgesinterd is de dichtheid kleiner, en het volume van het voorgesinterde product dus groter dan de beoogde restauratie of draagstructuur. De tandtechnicus zal daar rekening mee houden door toepassing van een op de sinterkrimpfactor afgestemde vorm.

w ' V_, 11

In beide zojuist beschreven werkwijzen wordt het beslijpen bij voorkeur uitgevoerd onder toepassing van een computergestuurde freesmachine, gestuurd door een datafile gegenereerd door een computer-geassisteerd ontwerpsysteem. Dergelijke CAD-CAM-systemen zijn bekend 5 en worden onder meer beschreven in het artikel "The CICERO system for CAD/CAM fabrication of full ceramic crowns" van Jef M. van der Zel et al. in The Journal of Prosthetic Dentistry, Vol. 85, no. 3 (March 2001), biz. 261-267.

De werkwijze voor het vervaardigen van een dentaalproduct wordt 10 thans meer in detail besproken, waarbij de besproken uitvoeringsvormen evenwel niet bedoeld zijn de werkwijze te limiteren.

Voordat een patiënt bijvoorbeeld een kroon krijgt aangemeten moet de natuurlijke tand worden teruggefreesd tot een stomp. Van de stomp wordt een gipsen model gemaakt. Op het gipsen model wordt een waslaagje 15 aangebracht van ongeveer 0,7 mm dik. Op de top van het kapje wordt een gietkanaaltje aangebracht met een diameter van 2-3 mm en een lengte van 5-6 mm. Na het modelleren van het kapje wordt het goed drooggeblazen en van het gipsen model genomen. Voor proeven in het laboratorium kan een metalen model worden gebruikt, omdat deze her te gebruiken is.

20 Het wassen kapje wordt aan een moffelbasis bevestigd. De cilinder waaraan het kapje wordt bevestigd, vormt uiteindelijk het perskanaal. Op de moffelbasis wordt een papieren cilinder bevestigd met daarop een plastic ring ter versteviging. Het geheel wordt dan gevuld met een gebruikelijke inbedmassa; tijdens het vullen staat de moffelbasis op een trilplaat om 25 luchtbelletjes uit de inbedmassa te verwijderen. Na het vullen wordt de inbedmassa uitgehard door het bij kamertemperatuur een bepaalde tijd te laten staan. Na het uitharden kunnen de papieren cilinder en de moffelbasis verwijderd worden. Een cilinder van uitgehard inbedmassa (de moffel) blijft over.

12

Het wassen kapje dat nog in de moffel zit, wordt bij hoge temperatuur verdampt. In de moffel blijft nu een holte achter met de vorm van het wassen kapje.

De moffel is nu gereed voor het persprocédé. Daartoe wordt de 5 moffel heet uit de uitbrandoven gehaald en wordt vervolgens in het perskanaal een presspellet van het keramiek volgens de uitvinding gelegd. In het perskanaal wordt vervolgens een cilinder van aluminiumoxide (plunjer) geschoven; de cilinder sluit precies aan op het perskanaal. Vervolgens wordt het geheel in een Cera Quick Press® oven geplaatst. De 10 oven doorloopt een warmtebehandeling om de moffel op de juiste perstemperatuur te brengen. De moffel wordt vervolgens uit de oven gehaald en onder de pers gelegd. Deze perst de cilinder in de moffel onder de ingestelde druk en houdt deze druk een bepaalde tijd aan.

De persparameters zoals temperatuur en druk zijn van belang bij 15 het persen. De temperatuur moet hoog genoeg zijn om het materiaal voldoende visceus te maken om het te kunnen persen, maar niet zo hoog dat het materiaal reageert met de inbedmassa. De persdruk en de duur van de druk moeten zo worden geregeld dat er een minimale porositeit achterblijft in het kapje.

20 Nadat de moffel is afgekoeld kan het kapje uitgebed worden. De indringdiepte van de plunjer wordt afgetekend en dit gedeelte wordt met behulp van een diamantzaag verwijderd. De inbedmassa wordt vervolgens verwijderd door het te zandstralen met glasparels van 50pm onder een druk van 2-2,5 bar.

25 Na het uitbedden blijft er een kapje over dat met het gietkanaaltje vastzit aan de plunjer. Dit gietkanaaltje wordt verwijderd.

Op het kapje kan vervolgens porselein opgebakken worden om zo een kroon te vormen. Na elke opbakcyclus kan de pasvorm gecontroleerd 13 worden door het kapje op het metalen model te passen. Het kapje mag na vijf opbakcycli niet zijn vervormd.

De uitvinding zal thans verder worden beschreven aan de hand 5 van de volgende, niet-beperkende voorbeelden.

In de voorbeelden is een op veldspaat gebaseerde lithiumsilicaat glasfrit gemaakt, bestaande uit 13 massa-% veldspaat, 33 massa-% lithiumoxide en 54 massa-% siliciumoxide. Naast deze samenstelling is er een lithiumsilicaat glasfrit gemaakt waaraan P2O5 is toegevoegd als 10 kiemvormer. De afgewogen chemicaliën worden gemengd in een kantelmenger en dan in mulliet kroezen in de oven gezet. De oven wordt met een gradiënt van l,3°C/min opgewarmd naar 1340°C en blijft dan 4 uur op deze temperatuur. Bij verhitting ontleden alle chemicaliën tot de oxidevorm. Om de reactieproducten in de vorm van gasbellen, te laten 15 ontsnappen moet de viscositeit van de smelt laag genoeg zijn en dus de temperatuur hoog genoeg. Om er zeker van te zijn dat alle chemicaliën zijn ontleed, wordt de oven 4 uur op 1340°C gehouden.

Na de ovencyclus wordt de glassmelt uitgegoten in water (quenchen). Als gevolg van de temperatuurschok (van 1340°C naar 25°C), 20 valt het glas als granulaat uiteen. Het granulaat wordt gedroogd en gemalen tot poeder (glasfrit; korrelgrootte < 106 pm). De TEC OC25-500.C -9,86*10 G°C1 en sterkte is ±200MPa.

Voorbeeld 1 (vergelijking) 25 Een hoog-leuciet glasfrit (Component 1 uit US-A-3,052,982) werd gemengd met het beschreven lithiumsilicaat in een gewichtsverhouding van 40:60. De expansiewaarden worden gegeven in tabel 1. De thermische expansie coëfficiënt daalt progressief met elke bakfase.

14

Voorbeeld 2

Voor de productie van synthetisch leuciet zijn 3 verschillende methodes gevolgd en met elkaar vergeleken. Drie methodes gingen uit van dezelfde samenstelling van chemicaliën (K2CO3 28,8 gew.%; AI2O3 21,2 gew.%; S1O2 5 (cristoballiet) 50%) die na verschillende warmtebehandelingen omgezet worden in tetragonaal leuciet. Alleen de werkwijze die bij 1550°C werd uitgevoerd leverde een goed product; de werkwijze die bij 1700°C werd uitgevoerd gaf een glasfase, hetgeen instabiliteiten geeft; de werkwijze bij 1340°C gaf een onvoldoende omzetting naar leuciet.

10 Het belangrijkste verschil in de warmtebehandeling is de maximale temperatuur. Deze zijn 1700 °C, 1550 °C en 1340 °C , zie Figuur 1. Het leuciet is volgens het stroomschema in figuur 2 geproduceerd.

Van de gesinterde pellets zijn vervolgens staafjes gezaagd en geslepen voor de sterkte en expansie testen.

15 Aanmaken leuceit op 1550 °C

Het leuciet is niet in de kroezen getrokken, want er is geen verkleuring te zien op de buitenkant van de kroes. Met het leuciet aangemaakt op 1550 °C worden voorbeelden gemaakt. De temperatuurcyclus met als maximale temperatuur 1550 °C heeft een 025-500 °c= 14,30*10-6 °C 1 en een sterkte van 20 131 MPa. Deze waardes liggen onder de expansie eis van 15,00 + 0,30* 10-6 oQ-i en sterkte streefwaarde van + 200 MPa, maar kunnen nog geoptimaliseerd worden.

Het bij 1550°C verkregen product werd conform voorbeeld 1 getest.

De resultaten staan in tabel 1 15 TABEL 1

Bakcyclus a25-500oc Bakcyclus a.25-50o°c (*10-6 oC-l) (*10-6 oC-1) O1 Voorbeeld 1 Voorbeeld 2 Voorbeeld 1 Voorbeeld 2 _ ___ _____ _ 3 14,88 1 13,43 14,80 6 - 14,71 ~3 12,80 14,60 7 - 14,63 ~4 11,50 14,83 8 - 14,89 . __ 1 Na het sinteren, zonder opbakcyclus, gemeten

Claims (11)

1. Persbaar glaskeramiek, bevattende: lithiumsilicaatglas 30,0-90,0 gew.-%; en synthetisch zuiver leuciet 10,0-70,0 gew.-%.

2. Glaskeramiek volgens conclusie 1, waarbij in het lithiumsilicaatglas

3. Glaskeramiek volgens conclusie 1 of 2, waarbij het lithiumsilicaatglas verder 0-8,0 gew.-% AI2O3, MgO, La203, MgO, ZnO, Κ2θ, P2O5, B203, F, Na20, Zr02, BaO en/of SrO bevat.

4. Toepassing van synthetisch leuciet voor het stabiel verhogen van de thermische expansie van een glassamenstelling.

5. Werkwijze voor het bereiden van synthetisch leuciet, waarbij ten minste kaliumcarbonaat, aluminiumoxide en siliciumoxide in de voor leuciet gewenste verhouding, in poedervorm worden gemengd, en het mengsel in 15 een oven wordt verhit tot een temperatuur tussen 1400°C en de smelttemperatuur van het te vormen leuciet.

5 L12O en S1O2 aanwezig zijn in een onderlinge gewichtsverhouding tussen ιΛ en 2/3.

6. Werkwijze voor het vervaardigen van een glaskeramiek volgens een der conclusies 1-4, waarbij 30-90 gewichtsdelen van een poedervormig lithiumsilicaatglas en 10-70 gewichtsdelen poedervormig synthetisch 20 leuciet worden gemengd en het mengsel onder vacuüm wordt verhit tot een dichtgesinterd product wordt verkregen.

7. Werkwijze voor het vervaardigen van een dentaal product, waarbij het dichtgesinterde product verkregen volgens conclusie 6 bij verhoogde temperatuur, doch bij een temperatuur lager dan het smeltpunt van het 25 synthetische leuciet, en bij voorkeur bij een temperatuur van 700- 1200°C, en door toepassing van druk, bij voorkeur een druk van 2-10 bar tot een tandheelkundige restauratie wordt geperst.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, waarbij de tandheelkundige restauratie wordt opgebakken met een opbakporselein, danwel dat als bedekking een keramiek, een sinterkeramiek, een glaskeramiek, een glas, een glazuur, en/of een composiet wordt aangebracht.

9. Werkwijze voor het vervaardigen van een dentaal product omvattende het vervaardigen van een tandheelkundige restauratie of een draagstructuur door een dichtgesintered product verkregen uit de werkwijze volgens conclusie 6 te beslijpen en eventueel met porselein op te bakken.

10. Werkwijze voor het vervaardigen van een dentaal product omvattende het partieel sinteren van een glaskeramiek volgens conclusie 1 of 2; het vervaardigen van een tandheelkundige restauratie of een draagstructuur daaruit door dat partieel gesinterde glaskeramiek te beslijpen in een met de sinterkrimpfactor vergrootte vorm; en het sinteren van het besiepen 15 product tot einddichtheid.

11. Werkwijze volgens conclusie 9 of 10, waarbij het beslijpen wordt uitgevoerd onder toepassing van een computergestuurde freesmachine, gestuurd door een datafile gegenereerd door een computer-geassisteerd ontwerpsysteem.