SE505952C2 - Förfarande för ytbehandling av för odontologiskt bruk avsedda metalldelar jämte sådan, genom förfarandet framställd metalldel - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 På grund av stålets olämplighet ur estetisk synvinkel har man alltsedan detta material använts i dessa sammanhang försökt att nedtona stålets oestetiska framtoning - oftast har man försökt att anbringa en estetiskt accepterbar färg på stålet. En annan nackdel med stålet är nickelläckage med risk för utveckling av allergier.

Andra lösningar för att komma till rätta med ovan nämnda olägenheter är användning av plastbracketter'och genom olika plastbeläggningar' av tandbågen. Även keramiska material används för framställning av bracketter. De uppvisar dock bl a nackdelen att vara spröda liksom att de, när de sitter i underkäken, nöter på överkäkens tänder.

Sammanfattningsvis kan således fastställas att fackmannen med hänsyn till funktion har accepterat de estetiska liksom de hälsovådliga nackdelar som följer med användningen av stålbracketter.

Praktiska försök med plastbracketter och plastbelagda tandbågar löser visserligen det estetiska problemet, men deras funktion är problematisk både vad gäller plastens hållfasthet och också dess förmåga att upptaga vätska varigenom plasten missfärgas. Dessutom kan såväl plast- material som keramikmaterial uppvisa en alltför stor sprödhet. När det gäller keramikbracketter har också vissa problem uppstått vid lösgörandet av keramikbracketterna från tandemaljen efter behandlingens slut, då man ofta måste mer eller mindre bryta loss keramikbracketterna och härigenom tandregleringsanordningens nödvändiga erhåller skador i tandemaljen. De måste dessutom för hållfasthetens skull göras större än stålbracketter.

Anledningen till att man inte med framgång kunnat lägga ett tandfärgat skikt på 18/8-stål som dessutom stoppar nickel- läckage, är att färgskiktet måste läggas med stor precision på mycket små bitar med synnerligen komplicerad geometri.

Bracketterna består av såväl skarpa utstående hörn som infrästa skåror (där bågen ska passa med stor precision). 10 15 20 25 30 35 505 952 Skárorna i dessa bracketter varierar i sin lutning med ca +22°- -30°anpassat efter den individuella tandens form och ställning.

Molarrören i vilka bàgändarna skall stickas in, ställer också stora krav pá passform och är av mycket små dimensio- ner, 0,20 mm - 0,40 mm, och kan vara såväl runda som fyrkantiga. De fyrkantiga är avsedda för s.k. kantbàgar (fyrkantiga bågar). Av detta följer att det såväl för bracketterna som för molarrören är av stor vikt att färg- skiktet kan läggas med stor precision.

En målsättning med denna uppfinning är att bitarna inte skall läcka nickel. Det är därför viktigt att t.ex. molar- rören kan beläggas pà den för ögat icke synbara insidan med 1-2 p tolerans även inuti de fyrkantiga rörens 90°-diga vinklar. Även ligaturtràden som är 0,10 mm tjock ska kunna beläggas.

Vidare är förut känt att utföra bracketterna av titan, detta i syfte att undvika legeringar i vilket nickel ingår och därmed vidhängande allergiproblem.

Estetiskt är titanbracketterna dock det sämsta tänkbara alternativet av samtliga brackettyper eftersom färgen är betydligt mörkare än 18/8-stålet.

Bearbetningen av titan är svår och har resulterat i att kanter och hörn pà dessa bracketter blivit betydligt skarpare och vassare än på övriga bracketter.

Genom US-A 4050 156 är förut känd en tandregleringsanordning av metall belagd med en av estetiska skäl tandfärgad yta bestående av t.ex. Teflon och Ekonol samt Ti0, som pigment.

Syftet är att uppnå goda egenskaper vad gäller nötningsbe- ständighet, temperaturstabilitet, låg friktion, formbarhët och fästbarhet. 10 15 20 25 30 35 5Û5 952 US-A-4722 689 beskriver för odontologiskt bruk avsedda metalldelar belagda med ett tunt lager tandfärgad polymer, vilken beläggning består av nylon, epoxi, polyester, vinyl, gummi eller dylikt och innefattar färgpigment i en mängd beroende pà färgnyansen hos tänderna.

US-A-4 107 844 beskriver en tandregleringsapparatur som består av en metallkärna belagd med expoxi för att vara estetiskt tilltalande och är sedan laminerad med en genom- skinlig plast.

US-A 4946 387 beskriver en tandregleringstrád av metall belagd med ett första lager av tandfärgat material, före- trädesvis en plast såsom polyetylen eller polyuretan och ett andra yttre lager av genomskinligt material, företrädesvis en kiselelastomer.

US-A 4731 018 beskriver förfaranden för samextrudering av tandregleringstrád, vilken består av en metalldel belagd med ett estetiskt tilltalande tandfärgat material av plast eller dylikt.

US-A 4180 912 beskriver en tandregleringsanordning av metall belagd med ett plasthölje.

EP-A-393 002 beskriver en tandregleringsbäge av metall belagd med ett tunt lager som är tandfärgat och har låg friktionskoefficient. Materialet i detta är polyamid och med en tjocklek av 0,02 till 0,2 mm.

Ett svàröverkomligt problem vid ytbeläggning av tandreglera- nordningar av det slag som inledningsvis beskrivits och som ovan exemplifierats är att få det belagda skiktet att ha en jämn godstjocklek och tillfredsställande häfta vid och täcka metalldelarna. Problemet hänger samman med att dessa element 10 15 20 25 30 35 5 505 952 är små och uppvisar skarpa kanter, hörn och fördjupningar, där jämn skikttjocklek normalt är svårt att uppnå. Ändamålet med föreliggande uppfinning är därför att få fram ett förfarande för anbringande av ett ytskikt som även på skarpa hörn och kanter har mycket små toleranser i skikt- tjocklek (1-2u) samt förhindrar eller starkt reducerar nickelläckage och ger en estetiskt tilltalande yta med låg friktion. Ytterligare ett ändamål är att åstadkomma dylika metalldelar som uppvisar nämnda egenskaper.

Detta har enligt uppfinningen ernåtts genom att ett för- farande av det i kravets 1 ingress angivna slaget innefattar de speciella åtgärder som anges i detta kravs kännetecknande del och genom att en för odontologiskt bruk avsedd metalldel av det i kravets 13 ingress angivna slaget uppvisar de speciella särdrag som anges i detta kravs kännetecknande del.

Tack vare att ytbeläggningen anbringas genom elektrodopp- lackering för bildande av färgskiktet har det blivit möjligt att uppnå jämn skikttjocklek som är mycket god även på de rakbladsskarpa hörn, såväl negativa som positiva, som uppträder på metalldelar av ifrågakommande slag liksom även inuti de fyrkantiga molarrören som är 0,2-0,4 mm. Skiktet får dessutom en mycket snäv tjocklekstolerans på ca 1 - 2 u även på dessa kritiska skarpa avsnitt så att erforderlig täthet mot genomsläpplighet av nickeljoner erhålles även vid sådana, såväl invändiga som utvändiga hörn.

Den färglösning som metalldelarna elektrodopplackeras i är lämpligen polyamid/polyuretanbaserad.

Vid en föredragen utföringsform innefattar färglösningen en eller flera av komponenterna självförnätande polyakrylat, aminharts, epoxiester, epoxiharts och isocyanatprepolymerer. 10 15 20 25 30 35 505 952 Vid ytterligare en föredragen utföringsform anbringas först ett inre, elektrodopplackerat skikt och sedan ett yttre tunt lager genom vakuumytbelåggningsteknik, vilket lager före- trädesvis har en tjocklek på 0,2-5 p och består av kol eller metalloxider. företrädesvis en Det elektrodopplackerade skiktet har tjocklek av ca 20-30 p.

Ovan angivna och andra fördelaktiga utföringsformer av det uppfunna förfarandet och den uppfunna anordningen specifice- ras i de beroende patentkraven.

Uppfinningen förklaras närmare genom efterföljande detalje- rade beskrivning av föredragna utföringsformer av densamma under hänvisning till medföljande figurer, av vilka fig. 1 är en perspektivvy av en tandregleringsanordning. fig. 2 är ett tvärsnitt genom en detalj i fig. 1. fig. 3 schematiskt åskådliggör ett steg i framställnings- processen. fig. 4 är en del av ett tvärsnitt såsom i fig. 2 men ytterligare förstorat och illustrerande en alterna- tiv utföringsform av uppfinningen. fig. 5 schematiskt åskådliggör ett vid den alternativa utföringsformen tillkommande behandlingssteg i framställningsprocessen.

I fig. 1 visas en typ av tandregleringsanordningar till vilken föreliggande uppfinning hänför sig. En tandbåge 2 med bracketter 3 är anordnad på en tandrad 1. Bracketterna 3 är fastsatta med cementfeller dylikt vid vardera tand 7. En av 10 '15 20 25 30 35 .505 952 bracketterna 3 är utformad som ett molarrör 6. Ena änden 4 av bågen 2 är löstagbart fäst vid molarröret 6, vilket i sin tur är fäst vid en molar. Bágens 2 andra (icke visade) ände är likaledes löstagbart fäst vid ett liknande (icke visat) molarrör.

Tandbägen 2 visas i en tvärsektion i fig. 2. Den utgöres av en kärndel 22 av metall, exempelvis 18/8-stål. Bägens 2 yta är belagd med ett plastmaterial som förhindrar nickelläckage och har en färg som överensstämmer med tändernas 7.

Ytlagret 23 är anbragt genom elektrodopplackering, ett förfarande som schematiskt illustreras i fig. 3. Bågen 2 av metall nedsänkes i ett bad 10 med en för ändamålet lämpad fârglösning. I badet är anordnad en fast elektrod 11 och bägen 2 utgör motelektrod. Mellan de båda elektroderna 2, ll läggs en likströmsspänning pà, varvid färgpartiklar rör sig mot bägen 2, s.k. elektrofores. Bågen 2 kan endera utgöra cellens anod eller dess katod, varvid det senare alternativet s.k. katafores, är att föredra. Den elektrofo- retiska transporten av färgpartiklar till den som katod tjänande bágen 2 och utfällning' på denna, gör att ett jämntjockt lager av färg anbringas på bågen 2. Elektrofore- sen pågår tills tillräcklig skikttjocklek uppnåtts, ca 20-30 p.

Sammansättningen på bindemedlet i badet 10 skall vara sådan att det efter uthärdning inte har någon negativ inverkan på humanvävnad. De i färgen ingående pigmenten och andra komponenter får' ej heller' de åstadkomma. några negativa reaktioner mot levande vävnad.

Med utgångspunkt från kraven ovan kan bindemedel med olika kemisk sammansättning väljas, t.ex. självförnätande polyak- rylater, speciella aminhartser, epoxiestrar, kombinationer av epoxiharts och isocyanatprepolymerer m.m. Företrädesvis 10 15- 20 25 30 35 505 952 används en kombination av en diglycidyleter av bisfenol A med en för ändamålet lämplig molekylvikt och en prepolymer av' toluendiisocyanat där isocyanatgrupperna har kemiskt blockerats med lämpliga hydroxylhaltiga kemiska föreningar.

Pigment för användning i. ovan beskriven bindemedelskom- bination bör utgöras av inerta pigment, dessa kan vara oorganiska t.ex. titandioxid, andra oxidpigment, carbon black och liknande. Som fyllmedel väljs också inerta ämnen t.ex. kaolin.

För att nä en tillräcklig reaktionshastighet vid efter- följande ugnstorkning bör en liten tillsats av en katalysa- tor användas, t.ex. dibutyltennoxid. beläggningen pá Efter låter man detaljen härdas. elektrodopplackering Fig. 4 visar ett deltvärsnitt genom bágen 2 enligt en andra utföringsform av uppfinningen. Vid denna är ytterligare ett skikt anbragt utanpå det elektrodopplackerade skiktet 23.

Det yttre skiktet 24 är ca 0,2-5 u, företrädesvis 0,5-2p tjockt och består av transparant kol, anbragt genom vaku- umytbeläggningsteknik schematiskt àskådliggjord i fig. 5.

Därvid kan endera s.k. fysikalisk vakuumytbeläggning (PVD) eller kemisk vakuumytbeläggning (CVD) användas. Kolskiktet anbringas mycket tunt, får god vidhäftning och kommer att bli transparent eller ha en mycket svag interferensfärg.

Skiktet får en struktur av s.k. diamantlikt kol (DLC). Som alternativ till kol kan en metalloxid, t.ex. aluminiumoxid anbringas pá detta sätt. Nedan beskrives kortfattat vaku- umytbeläggningsprocessen enligt PVD-metoden och där' kol användes som beläggningsmaterial.

Vid denna process placeras den såsom ovan beskrivits ytbelagda bàgen 2 i en vakuumkammare 12. I kammaren 12 är 10 15 20 25 30 35 9 505 952 det material 13 som skall påläggas bågen 2 anordnat i ett hållarelement 14. Genom en till kammaren 12 ansluten vakuumpump 15 alstras ett vakuum i behållaren av ca 104 till 10* pascal. Materialet 13 som i utgångsläget är i fast form hettas upp så att det förångas. Det förångade materia- let transporteras direkt eller via atom/molekylstötar till bågen 2, på vilken det kondenserar. Kondenseringen kan befrämjas genom att lägga på en elektrisk potential på bågen 2. Bågen 2 är monterad på en genom kammarens 12 vägg tätande genomförd axel 16 som roterar, i syfte att få en jämn kon- densering på bågen 2 och därmed ett jämnt ytskikt. Som material användes kol och beläggningen sker till den erfor- derliga tjockleken 0,2-5 u har uppnåtts. Resultatet blir ett ytskikt av mycket stor hårdhet, ca 6000 Vickers och stor nötningsbeständighet. Syftet med att sätta kammaren under kraftigt vakuum är att undvika att luftmolekyler förhindrar kolatomernas fria rörlighet i behållaren och undvika kemisk reaktion mellan kolatomerna och luftmolekylerna. Värmningen för förångning kan ske genom en elektronkanon.

För lösgörande av atomer från kolet 13 i hållarelementet kan alternativt spruttering tillämpas, varvid kolet 13 bombarderas med gasjoner, företrädesvis argon. Därigenom kommer kolatomer att slås ut från kolet 13 och lösgöras för att röra sig mot bågen 2.

Såväl elektrodopplackering som vakuumytbeläggning är väl känd och etablerad teknik och är således i sig själva inte föremål för föreliggande uppfinning. Däremot har det inte 505 952 10 tidigare tillämpats pá detta sätt vid framställning av för odontologiskt bruk avsedda detaljer.

Claims (22)

lO 15 20 25 30 35 11 NXA_BAIENIKRAY

1. Förfarande för ytbehandling av för odontologiskt bruk avsedda metalldelar (2), vid vilket metalldelarna (2) belägges med en ytskiktstruktur innefattande anbringande av ett färgskikt (23) kännetecknat av att nämnda ytskikt- struktur anbringas genom elektrodopplackering i en färg- lösning (10).

2. Förfarande enligt krav 1, vid vilket metalldelarna elektrodoppas i en polyuretanbaserad färglösning.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, vid vilket me- talldelarna elektrodoppas i en färglösning som innefattar minst en av komponenterna självförnätande polyakrylat, aminharts, epoxiester, epoxiharts och isocyanatprepolymer.

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, vid vilket metalldelarna elektrodoppas i en färglösning som innefattar en diglycidyleter av bisfenol A och en prepolymer av tou- lendiisocyanat.

5. Förfarande enligt krav 4, vid vilket isocyanat- grupperna i nämnda toulendiisocyanat blockeras med hydro- xylhaltiga föreningar.

6. Förfarande enligt något av patentkraven 1-5, vid vilket metalldelarna elektrodoppas i en färglösning under närvaro av en katalysator.

7. Förfarande enligt krav 6, vid vilket nämnda kata- lysator år dibutyltennoxid.

8. Förfarande enligt något av patentkraven 1-7, vid vilket metalldelarna efter elektrodopplackering vakuumytbe- lägges med ett yttre transparent skikt på nämnda färgskikt. 10 15 20 25 30 35 505 952 12

9. Förfarande enligt krav 8, vid vilket metalldelarna vakuumytbelägges med kol.

10. Förfarande enligt krav 8, vid vilket metalldelarna vakuumytbelägges med metalloxid.

11. Förfarande enligt nàgot av kraven 8-10, vid vilket metalldelarna elektrodopplackeras till en tjocklek av det elektrodopplackerade skiktet pà 20 till 30 p.

12. Förfarande enligt något av kraven 8-11, vid vilket metalldelarna vakuumytbelägges till en tjocklek av det vakuumbelagda skiktet pà 0,2 till 5 p.

13. För odontologiskt bruk avsedd metalldel (2) med en Vytbeläggning innefattande minst ett färgskikt (23), känne- tecknad av att nämnda ytbeläggning innefattar ett genom elektrodopplackering applicerat färgskikt (23).

14. Metalldel enligt krav 13, vid vilken nämnda ytbe- läggning innefattar ett genom elektrodopplackering appli- cerat skikt (23) av polyuretanbaserat material.

15. Metalldel enligt krav 13 eller 14, vid vilken nämnda ytbeläggning innefattar ett genom elektrodopplacke- ring applicerat färgskikt (23) innefattande minst en av komponenterna självförnätande polyakrylat, aminharts, epoxiester, epoxiharts och isocyanatprepolymer.

16. Metalldel enligt kraven 13-15, vid vilken nämnda ytbeläggning innefattar ett genom elektrodopplackering app- licerat färgskikt (23) innefattande en diglycidyleter av bisfenol A och en prepolymer av toulendiisocyanat.

17. Metalldel enligt krav 16, vid vilken nämnda tou- lendiisocyanats isocyanatgrupper är blockerade med hydro- xylhaltiga föreningar. 10 15 20 505 952 13

18. Metalldel enligt något av kraven 13-17, vid vilken nämnda ytbeläggning innefattar såväl ett inre skikt (23) applicerat genom elektrodopplackering, som ett yttre trans- parent skikt (24) applicerat genom vakuumytbeläggning.

19. Metalldel enligt krav 18, vid vilken nämnda genom vakuumytbeläggning applicerade skikt (24) innefattar kol.

20. Metalldel enligt krav 18, vid vilken nämnda genom vakuumytbeläggning applicerade skikt (24) innefattar metalloxid.

21. Metalldel enligt något av kraven 18-20, innefat- tande ett elektrodopplackerat skikt (23) med en tjocklek på 20 till 30 p.

22. Metalldel enligt något av kraven 18-21, innefat- tande ett genom vakuumytbeläggning applicerat skikt (24) med en tjocklek på 0,2 till 5 p.