PL198929B1

PL198929B1 - Stop dentystyczny zawierający srebro, zastosowanie tego stopu oraz część protezy dentystycznej zawierająca ten stop

Info

Publication number: PL198929B1
Application number: PL368350A
Authority: PL
Inventors: Kangping Guo-Huang; Niklaus Baltzer; Beat Dörfler
Original assignee: Wegold Edelmetalle Ag
Priority date: 2001-10-01
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2008-08-29
Also published as: EP1683508A1; DE60215369D1; DE60215369T2; EP1432381A1; WO2003028669A1; ATE342035T1; CA2461909C; DE10297310T5; DE20220836U1; CN1561191A; PL368350A1; CA2461909A1; KR20040060930A; JP2005507894A; DE20216612U1; DE20220836U9; CN1296033C; EP1432381B1

Abstract

1. Stop dentystyczny typu ceramiki stopionej z metalem, zawieraj acy srebro, znamienny tym, ze zawiera 35,5-62,5% srebra, 4,1-11,0% indu, 5,0-37,0% z lota, 0-40,0% platyny, 0,0-35,0% palladu, razem 0-9,5% cynku, cyny, galu i/lub miedzi, razem 0-2,0% irydu, renu, rodu i/lub rutenu, razem 0-5% boru, kobaltu, chromu, zelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu i/lub wanadu, przy czym powy zszy sk lad podano w procentach wagowych. 10. Zastosowanie stopu okre slonego w zastrz. 1, do wytwarzania cz esci protez dentystycz- nych, znamienne tym, ze warstw e materia lu ceramicznego stapia si e z korpusem z lo zonym zasad- niczo z tego stopu. 12. Cz es c protezy dentystycznej zawieraj aca warstw e materia lu ceramicznego stopionego z korpusem z lo zonym g lównie ze stopu zawieraj acego srebro, znamienna tym, ze stop sk lada si e z 35,5-62,5% srebra, 4,1-11,0% indu, 5,0-37,0% z lota, 0-40,0% platyny, 0,0-35,0% palladu, razem 0-9,5% cynku, cyny, galu i/lub miedzi, razem 0-2,0% irydu, renu, rodu i/lub rutenu, razem 0-5% boru, kobaltu, chromu, zelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu i/lub wanadu, przy czym powy zszy sk lad podano w procentach wagowych. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zawierający srebro stop dentystyczny typu ceramiki stopionej z metalem, zastosowanie tego stopu oraz część protezy dentystycznej zawierająca ten stop.

Znanych jest wiele stopów srebra, które stosuje się głównie dlatego, że są one tańsze niż stopy o duż ej zawartoś ci zł ota. Róż ne zastosowania dentystyczne wymagają róż nych stopów srebra. W stopach tych potrzebna jest zwię kszona zawartość palladu, aby skompensować duż y współ czynnik rozszerzalności cieplnej srebra, jeżeli mają być one powlekane materiałem ceramicznym.

Powlekane ceramiką są również stopy o dużej zawartości złota. Stopy złota mają pożądany żółty wygląd, jednakże mają małą temperaturę topnienia, co jest wadą przy powlekaniu ceramiką, ponieważ podczas stapiania materiału ceramicznego ze stopem traci on swój kształt. Złoto lub stopy złota mają również stosunkowo dużą gęstość, co powoduje większe zużycie dość drogiego materiału.

Jeśli chodzi o stop srebra z palladem, potrzebna jest powierzchniowa warstwa tlenkowa, aby zapewnić silne przyleganie na nim materiału ceramicznego. Taka warstwa tlenkowa wytwarzana jest przez specjalne wypalanie tlenku i powoduje dość ciemną barwę, która pogarsza wygląd powlekanego obszaru. Nawet wtedy, gdy stosuje się specjalne nieprzezroczyste warstwy ceramiki, ciemna barwa jest widoczna w obszarach granicznych, gdzie warstwa ceramiki jest cienka i oczywiście na obwodzie ceramicznej powłoki. Aby uniknąć tego zjawiska, powierzchnię można specjalnie obrabiać tak, że tlenek przyjmuje jasną lub prawie białą barwę, jednakże obróbka taka zwiększa całkowity koszt i powoduje nienaturalny wygląd wyrobu, przypominający stal.

Inne wady stopów srebra z palladem polegają na tym, że w porównaniu ze złotem, trudno jest odlewać delikatne struktury oraz że w miejscach, gdzie powierzchnia stopu jest widoczna, to znaczy w niepowleczonych obszarach powierzchni otrzymuje się neutralny metaliczny wyglą d.

Jeśli chodzi o stosowanie palladu, to ten drogi metal szlachetny nie tylko utrudnia uzyskanie taniego stopu, ale powoduje, że jego cena ma również tendencje do dużych zmian ze względu na bardzo niestabilny rynek metali szlachetnych.

Innym problemem jest dostępność ceramiki, którą można stapiać z bryłą stopu przy niskiej temperaturze wypalania. Ceramika ta ma duży współczynnik rozszerzalności cieplnej, zwykle większy niż 14,5 x 10^-6 K^-1. Aby zapewnić trwałe i sztywne spojenie pomiędzy ceramiką a stopem, trzeba dopasować rozszerzalność cieplną stopu i ceramiki, przy czym rozszerzalność cieplna ceramiki powinna być nieco mniejsza niż rozszerzalność cieplna stopu, np. o około 1 K^-1 albo mniej.

W opisie patentowym JP-A-2001 192 170 proponuje się stop gł ównie na bazie srebra, palladu i złota. Całkowita zawartość miedzi i cynku według przykładów wykonania wynosi co najmniej 11%, a stopy te mają współczynniki rozszerzalności cieplnej co najmniej 18 x 10^-6 K^-1. Nie wspomniano, czy ceramika nadaje się do spiekania z bryłą z takich stopów, ale poza stomatologią ich zastosowanie rozciąga się na różne dziedziny np. na naprawianie części dekoracyjnych, kontakty elektryczne itd. Ostatecznie duża rozszerzalność cieplna przykładowych stopów nie pozwala na ich zastosowanie do urządzeń dentystycznych z użyciem ceramiki stopionej z metalem.

Opis patentowy NL-A-9 200 566 dotyczy stopu dentystycznego, na którym można stapiać ceramikę. Podany w przykładach wykonania najniższy zakres stapiania wynosi 990-1110°C, a współczynniki rozszerzalności cieplnej w tych przykładach wykonania wynoszą (15,5 do 17,5) x 10^-6/K. W przykładach wykonania skład stopu w odniesieniu do srebra, palladu i indu przedstawia się następująco (Ag/Pd/ln, % wag.): 43/44/8,5; 68,2/22/6,5; 49,5/40/7,5. Zawartość złota wynosi co najwyżej 1%.

Opis patentowy EP-A-0 178 506 proponuje podobne stopy srebra z palladem, przy czym wykazana temperatura solidusu wynosi co najmniej 1075°C. Cechą charakterystyczną tych stopów jest zawartość w nich co najwyżej 0,5% złota lub brak złota.

Opis patentowy DE-A-197 13 925 przedstawia stopy srebra z palladem o zawartości złota co najwyżej 1%. Stopy te mają temperaturę solidusu co najmniej 1015°C.

Stopy według tych trzech wymienionych wyżej publikacji posiadają zwykłe, podane powyżej, wady stopów palladu ze srebrem.

Dlatego pożądane jest zgodnie z celem wynalazku uzyskanie stopu dentystycznego zawierającego srebro, który nadaje się do wielu zastosowań zaczynając od mikroprotez do długich mostków i oferuje lepsze właściwości mechaniczne, zwłaszcza większą trwałość i odporność na korozję oraz jest kompatybilny z niskotopliwymi materiałami ceramicznymi o dużym współczynniku rozszerzalności

PL 198 929 B1 cieplnej, to znaczy nadaje się do powlekania. Ponadto stop taki będzie miał żółte zabarwienie, to znaczy będzie podobny do złota.

Cel ten osiągnięto poprzez stop dentystyczny typu ceramiki stopionej z metalem, zawierający srebro charakteryzują cy się tym, że zawiera 35,5-62,5% srebra, 4,1-11,0% indu, 5,0-37,0% złota, 0-40,0% platyny, 0,0-35,0% palladu, razem 0-9,5% cynku, cyny, galu i/lub miedzi, razem 0-2,0% irydu, renu, rodu i/lub rutenu, razem 0-5% boru, kobaltu, chromu, żelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu i/lub wanadu, przy czym powyższy skład podano w procentach wagowych.

Korzystnie stop ten zawiera 38,0-62,0% srebra, 4,5-11,0% indu, 5-35,0% złota, 0-20,0% platyny, 8,0-35,0% palladu, razem 0-7,0% cynku, cyny, galu i/lub miedzi, razem 0-2,0% irydu, renu, rodu, rutenu, boru, kobaltu, chromu, żelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu i/lub wanadu, przy czym powyższy skład podano w procentach wagowych.

Korzystniej stop ten zawiera 40,0-62,0% srebra, 5,0-10,0% indu, 5-33,0% złota, 0-15,0% platyny, 10,0-32,0% palladu, razem 0-7,0% cynku, cyny, galu i/lub miedzi, razem 0-2,0% irydu, renu, rodu, rutenu, boru, kobaltu, chromu, żelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu i/lub wanadu.

Najkorzystniej powyższy stop zawiera 45,0-62,0% srebra, 5,0-10,0% indu, 5-20,0% złota, 0-15,0% platyny, 20,0-35,0% palladu, razem 0-7,0% cynku, cyny, galu i/lub miedzi, razem 0-2,0% irydu, renu, rodu, rutenu, boru, kobaltu, chromu, żelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu i/lub wanadu.

Zawartość złota wynosi korzystniej co najmniej 10%.

Najkorzystniej zawartość złota wynosi co najmniej 20%.

Korzystne jest, gdy stop zawiera 38,0-55,0% srebra, 5,0-10,0% indu, 20,0-35,0% złota, 0-15,0% platyny, 8,0-20,0% palladu, razem 0-7,0% cynku, cyny, galu i/lub miedzi, razem 0-2,0% irydu, renu, rodu, rutenu, boru, kobaltu, chromu, żelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu i/lub wanadu.

Zawartość manganu w stopie wynosi korzystnie 0%.

Zawartość miedzi w stopie korzystnie wynosi co najwyżej 0,5%, a korzystniej zawartość miedzi wynosi 0%.

Powyższy stop znajduje zastosowanie do wytwarzania części protez dentystycznych, charakteryzujących się tym, że warstwę materiału ceramicznego stapia się z korpusem złożonym zasadniczo z tego stopu, przy czym stosuje się materiał ceramiczny o współczynniku rozszerzalnoś ci cieplnej co najmniej 14,5 x 10^-6/K, korzystnie w zakresie (14,5 do 16,5) x 10^-6/K.

Według wynalazku, część protezy dentystycznej zawierająca warstwę materiału ceramicznego stopionego z korpusem złożonym głównie ze stopu zawierającego srebro charakteryzuje się tym, że stop składa się z 35,5-62,5% srebra, 4,1-11,0% indu, 5,0-37,0% złota, 0-40,0% platyny, 0,0-35,0% palladu, razem 0-9,5% cynku, cyny, galu i/lub miedzi, razem 0-2,0% irydu, renu, rodu i/lub rutenu, razem 0-5% boru, kobaltu, chromu, żelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu i/lub wanadu, przy czym powyższy skład podano w procentach wagowych.

Jeżeli stop dentystyczny ma spełniać bardzo wysokie wymagania, jeśli chodzi o trwałość mechaniczną, to korzystny jest stop dentystyczny według podanego powyżej składu, a mianowicie: zawiera 38,0-62,0% srebra, 4,5-11,0% indu, 5-35,0% złota, 0-20,0% platyny, 8,0-35,0% palladu, razem 0-7,0% cynku, cyny, galu i/lub miedzi, razem 0-2,0% irydu, renu, rodu, rutenu, boru, kobaltu, chromu, żelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu i/lub wanadu, przy czym powyższy skład podano w procentach wagowych.

Wynalazek zostanie objaśniony bardziej szczegółowo w przykładach wykonania. Jak przedstawiono na przykładzie dentystycznych stopów srebra według stanu techniki, co jest znane fachowcom, pewne pierwiastki nie będące metalami szlachetnymi wykazują określony wpływ na właściwości stopu. Przykładowo wiadomo, że cynk powoduje utwardzenie stopu, zaś iryd można stosować jako środek uszlachetniający ziarna. Dotyczy to również dodatkowych metali, takich jak rod, ruten itp.

W cał ym opisie łącznie z zastrzeż eniami patentowymi procent oznacza procent wagowy.

Szeroko zakrojone badania wykazały niespodziewanie, że przez dodanie jedynie palladu i indu do stopu zawierają cego srebro i zł oto w podanych granicach uzyskano dużą odporność na korozję, polepszone właściwości mechaniczne i współczynnik rozszerzalności cieplnej, który umożliwia powlekanie zwłaszcza niskotopliwymi materiałami ceramicznymi o współczynniku rozszerzalności cieplnej w zakresie 14,5-16,5. Ponadto stop taki ma lepsze właściwości odlewnicze,

PL 198 929 B1 tak że można bez trudności formować delikatne struktury powierzchniowe. Późniejsze szlifowanie i polerowanie w celu wykoń czenia odlanego obiektu i dopracowania niewielkich szczegół ów moż na łatwo przeprowadzać bez stosowania niepotrzebnej siły. Należy jeszcze wspomnieć, że stop taki ma żółtawą barwę, co jest korzystne z przyczyn estetycznych. Materiał ceramiczny można stapiać ze stopem bezpośrednio, przy czym nie powstaje problem z ciemno zabarwioną tlenkową warstwą powierzchniową.

Stop jest złożony z 35,5-62,5% srebra, 4,1-11,0% indu, 5-37,0% złota, 0-40,0% platyny, 0-35% palladu, 0-9,5% cynku, cyny, galu, miedzi, 0-2,0% irydu, renu, rodu, germanu, rutenu, 0-5,0% boru, kobaltu, chromu, żelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu, wanadu, przy czym zawartość podano w procentach wagowych.

W podanych granicach przeprowadzono szereg badań , które wykazał y, ż e odpowiedni stop dentystyczny o zwiększonej trwałości jest złożony z 38,0-62,0% srebra, 4,5-11,0% indu, 5-35,0% złota, 0-20,0% platyny, 8,0-35,0% palladu, 0-7,0% cynku, cyny, galu, miedzi, 0-2,0% irydu, renu, rodu, rutenu, boru, kobaltu, chromu, żelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu, wanadu.

Dalsze użyteczne stopy są złożone z 40,0-62,0% srebra, 5,0-10,0% indu, 5-33,0% złota, 0-15,0% platyny, 10,0-32,0% palladu, 0-7,0% cynku, cyny, galu, miedzi, 0-2,0% irydu, renu, rodu, rutenu, boru, kobaltu, chromu, żelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu, wanadu.

Nieco inny stop może mieć następujący skład: 45,0-62,0% srebra, 5,0-10,0% indu, 5-20,0% złota, 0-15,0% platyny, 20,0-35,0% palladu, 0-7,0% cynku, cyny, galu, miedzi, 0-2,0% irydu, renu, rodu, rutenu, boru, kobaltu, chromu, żelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu, wanadu.

Korzystny stop zawierający złoto i posiadający estetyczną żółtawą barwę jest złożony z 38,0-55,0% srebra, 5,0-10,0% indu, 20,0-35,0% złota, 0-15,0% platyny, 8,0-20,0% palladu, 0-7,0% cynku, cyny, galu, miedzi, 0-2,0% irydu, renu, rodu, rutenu, boru, kobaltu, chromu, żelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu, wanadu.

Zawartość złota polepsza odporność na korozję, a zatem przeciwdziała tendencji do zwiększonej korozji, powodowanej przez małą zawartość palladu, jak również przez zawartość łącznie palladu. Z drugiej strony złoto, pallad i ind razem powodują pożądane zwiększenie twardości.

Miedź może również występować w ilości co najwyżej 0,5%, albo zerowej.

Skład i charakterystyczne właściwości fizyczne przykładowych stopów według wynalazku podano poniżej w tabelach 1 i 2.

T a b e l a 1

Stop	I	II	III	IV	V
Składnik	%	%	%	%	%
Srebro	42	42	45	45	42
Złoto	32	32	32	32	32
Pallad	14,98	15	14,8	14,8	14,8
Ind	9	9	5		9
Platyna	2	2	2	2	2
Ruten	0,02		0,2	0,2	0,2
Gal			1
Bor
Cyna				6

PL 198 929 B1

T a b e l a 2

Właściwość fizyczna	Stop I	Stop II	Jednostka
Zakres temperatury topnienia	990-1070	990-1070	°C
Gęstość	12,7	12,7	g/cm³
Moduł sprężystości	100	100	GPa
Współczynnik rozszerzalności cieplnej (25-500°C)	17 x 10'⁶	17 x 10'⁶	k-¹
Barwa	blado żółta	blado żółta
Twardość HV5 po odlaniu	190	190
Wydłużenie A5	6,9	4,5	%
Korozja: uwalnianie jonów (ISO 10271)	1,34	3,6	10-⁶ g/cm² w ciągu 7 dni

Właściwość fizyczna	Stop III	Stop IV	Stop V	Jednostka
Zakres temperatury topnienia	995 - 1080	1015 - 1060	990 - 1075	°C
Współczynnik rozszerzalności cieplnej (25-500°C)	17,2 x 10'⁶	16,9 x 10'⁶	16,9 x 10'⁶	k-¹
Barwa	blado żółta	blado żółta	blado żółta

Podsumowując, należy zauważyć, że proponowane stopy

a) spełniają wymagania norm ISO 9693:1999 oraz ISO 8891:1998, to znaczy są zarówno odlewniczymi stopami dentystycznymi jak i protetycznymi stopami metal-ceramika, nadającymi się do powlekania głównie, ale nie wyłącznie, niskotopliwymi materiałami ceramicznymi o dużym współczynniku rozszerzalności cieplnej,

b) posiadają bardzo dobre właściwości mechaniczne, zwłaszcza dużą trwałość, nawet po wypaleniu niskotopliwych substancji ceramicznych silnie rozszerzalnych,

c) materiały ceramiczne posiadają dużą odporność w wielu cyklach wypalania,

d) posiadają bardzo dobrą odporność na korozję i zmatowienie pomimo dużej zawartości srebra,

e) zdolne są do spełniania wysokich wymagań estetycznych,

f) zaś w szczególności uwzględniając zawartość indu niespodziewanie okazało się, że stopy te nie są podatne na korozję co miało miejsce przy tanich stopach typu srebro-pallad o zmniejszonej zawartości złota i dużej zawartości indu, które sprzedawano w latach 80-tych.

Na podstawie powyższego opisu i przykładowych realizacji fachowiec może wprowadzić zmiany do wynalazku nie odchodząc od zakresu ochrony określonej przez zastrzeżenia patentowe.

Claims

1. Stop dentystyczny typu ceramiki stopionej z metalem, zawierający srebro, znamienny tym, że zawiera 35,5-62,5% srebra, 4,1-11,0% indu, 5,0-37,0% złota, 0-40,0% platyny, 0,0-35,0% palladu, razem 0-9,5% cynku, cyny, galu i/lub miedzi, razem 0-2,0% irydu, renu, rodu i/lub rutenu, razem 0-5% boru, kobaltu, chromu, żelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu i/lub wanadu, przy czym powyższy skład podano w procentach wagowych.

2. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera 38,0-62,0% srebra, 4,5-11,0% indu, 5-35,0% złota, 0-20,0% platyny, 8,0-35,0% palladu, razem 0-7,0% cynku, cyny, galu i/lub miedzi, razem 0-2,0% irydu, renu, rodu, rutenu, boru, kobaltu, chromu, żelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu i/lub wanadu, przy czym powyższy skład podano w procentach wagowych.

3. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera 40,0-62,0% srebra, 5,0-10,0% indu,

5-33,0% złota, 0-15,0% platyny, 10,0-32,0% palladu, razem 0-7,0% cynku, cyny, galu i/lub miedzi, razem 0-2,0% irydu, renu, rodu, rutenu, boru, kobaltu, chromu, żelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu i/lub wanadu.

PL 198 929 B1

4. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera 45,0-62,0% srebra, 5,0-10,0% indu,

5-20,0% złota, 0-15,0% platyny, 20,0-35,0% palladu, razem 0-7,0% cynku, cyny, galu i/lub miedzi, razem 0-2,0% irydu, renu, rodu, rutenu, boru, kobaltu, chromu, żelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu i/lub wanadu.

5. Stop wedł ug zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, ż e zawartość zł ota wynosi co najmniej 10%.

6. Stop według zastrz. 5, znamienny tym, że zawartość złota wynosi co najmniej 20%.

7. Stop według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera 38,0-55,0% srebra, 5,0-10,0% indu, 20,0-35,0% złota, 0-15,0% platyny, 8,0-20,0% palladu, razem 0-7,0% cynku, cyny, galu i/lub miedzi, razem 0-2,0% irydu, renu, rodu, rutenu, boru, kobaltu, chromu, żelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu i/lub wanadu.

8. Stop według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 7, znamienny tym, że zawartość manganu wynosi 0%.

9. Stop wedł ug zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 7, znamienny tym, ż e zawartość miedzi wynosi co najwyżej 0,5%, a korzystnie zawartość miedzi wynosi 0%.

10. Zastosowanie stopu określonego w zastrz. 1, do wytwarzania części protez dentystycznych, znamienne tym, że warstwę materiału ceramicznego stapia się z korpusem złożonym zasadniczo z tego stopu.

11. Zastosowanie stopu według zastrz. 10, znamienne tym, że materiał ceramiczny ma współczynnik rozszerzalności cieplnej co najmniej 14,5 x 10^-6/K, korzystnie w zakresie (14,5 do 16,5) x 10^-6/K.

12. Część protezy dentystycznej zawierająca warstwę materiału ceramicznego stopionego z korpusem zł o ż onym gł ównie ze stopu zawierają cego srebro, znamienna tym, ż e stop skł ada się z 35,5-62,5% srebra, 4,1-11,0% indu, 5,0-37,0% zł ota, 0-40,0% platyny, 0,0-35,0% palladu, razem 0-9,5% cynku, cyny, galu i/lub miedzi, razem 0-2,0% irydu, renu, rodu i/lub rutenu, razem 0-5% boru, kobaltu, chromu, żelaza, germanu, niobu, niklu, krzemu, tantalu, tytanu, manganu i/lub wanadu, przy czym powyższy skład podano w procentach wagowych.