DK151769B - Fremgangsmaade til behandling af sfaeriske, dentale amalgam-legeringspartikler. - Google Patents

Description

Opfindelsen omhandler en fremgangsmåde til behandling af sfæriske, dentale amalgam-legeringspartikler, af den i indledningen til krav 1 angivne årt.

En dental legering i sfærisk form, beregnet til senere amalgamering, også kaldet en dental amalgam-legering, er ønskværdig på grund af sin homogenitet hvad angår sammensætningen og for det lave forhold mellem kviksølv og legering, der kræves til amalgamering.

Dette sidste skyldes den kendsgerning, at en kugle repræsenterer den faste form med mindst overfladeareal, og derfor kræves der mindre kviksølv til at befugte overfladen af kuglerne.

Med henblik på let håndtering og nøjagtig måling foretrækker tandlæger, at deres dentale legering foreligger i form af tabletter, der i almindelighed har cylindrisk form og ensartet vægt. Tandlægen tilsætter derpå en forudbestemt mængde kviksølv til den dentale legering, og den bliver derpå findelt i en amalgamator. Uheldigvis er sfæriske partikler yderst vanskellige at komprimere

O

i forbindelse med tabletteringsformål. Selv ved tryk på 12,4 ton/cm er det vanskeligt at opnå sfæriske legeringstabletter, der ikke derpå sønderbrydes ved håndtering og transport.

Det er opfindelsen formål at tilvejebringe en fremgangsmåde af den i indledningen til krav 1 angivne art, hvorved man ved kompressionen af de behandlede sfæriske, dentale amalgam-legeringspartikler kan nøjes med et relativt ringe kompressionstryk og dog opnå tabletter, der ikke sønderbrydes ved håndtering og transport, samtidigt med, at der ved behandlingen af de sfæriske amalgam-legeringspartikler kun foregår en minimal ætsning.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne. Herved opnås overraskende, at man ved kompressionen a'f de behandlede sfæriske, dentale amalgamlegeringspartikler kan nøjes med relativt ringe kompressionskræfter, nemlig omkring 2 til 4 tons, idet man alligevel opnår tabletter, der ikke sønderbrydes ved håndtering og transport.

Ifølge opfindelsen er der således tilvejebragt en fremgangsmåde til behandling af de sfærisk formede, dentale amalgam-legeringspartikler, der fortrinsvis består af en sølv-, tin-, kobber- eller zinklegering, og som tillader, at de bliver komprimeret til tabletter under anvendelse af tryk, der er så lave som 2 til 4 tons. Behandlingsprocessen ifølge opfindelsen omfatter først, at man bringer de * sfæriske amalgam-legeringspartikler i kontakt med en saltsur opløsning af cuprichlorid i et tidsrum, der er tilstrækkeligt langt til, at der forekommer reaktion på legeringens overflade, og at der vokser kubiske krystaller, der indeholder kobber, derpå, fortrinsvis 10-40 minutter. Derpå separeres de sfæriske amalgam-legeringspartikler fra den sure cuprichloridopløsning, der vaskes med vand, der tørres og komprimeres til tabletter. Denne kompression til tabletter behøver dog ikke at foretages umiddelbart efter tørringen. Det er også muligt, at forbehandlingen af legeringspartiklerne kan foretages hos én fabrikant, mens kompressionen kan foretages hos en anden fabrikant. Tablettering gennemføres let i en tabletmaskine af mærket STOKES.

Det er ganske vist fra dansk patentskrift nr. 65.774 og tysk offentliggørelsesskrift nr. 2.263*858 kendt, at der til fremstilling ad pulvermetallurgisk vej af formlegemer med tilstrækkelig grøn styrke til at legemerne holder fast sammen, kun kræves forholdsvis lave kompressionstryk, såfremt metalpulverets enkelte korn har tilstrækkelig overfladisk uregelmæssighed til at tilvejebringe de nødvendige sammenlåsningspunkter på legering spar tiklen. Imidlertid omhandler dansk patentskrift nr.

65.774 i modsætning til den foreliggende opfindelse særdeles uregelmæssigt formede partikler, ligesom de kendte partikler netop på grund af deres uregelmæssige form ikke behøver at underkastes nogen kemisk behandling på overfladen. Ved den fra tysk offentliggørelsesskrift nr. 2.263.858 kendte fremgangsmåde, hvor man i modsætning til opfindelsen arbejder ved meget høje sintringstemperaturer, fjerner man et oxidlag fra partiklernes overflade, hvorimod man ved opfindelsen netop frembringer en supplerende overflade på de sfæriske legeringspartikler. Hertil kommer, at man ved behandlingen ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen minimerer ætsningen, mens der ved denne kendte fremgangsmåde foregår en meget kraftig ætsning, som af økonomiske årsager ikke ville kunne tillades ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Man fremstiller sædvanligvis dental amalgamlegering ud fra sølv, tin, kobber og zink. Sammensætningen af en dental legering kan variere indenfor intervallerne 50 til 75 % sølv, 20 til 30 % tin, 2 til 20 % kobber og 0 til 2 % zink, på vægtbasis. Indtil ca. 1966 blev dental .amalgam-legering leveret i form af drejespåner. Legering i form af drejespåner har uregelmæssig størrelse og danner let tabletter, når de komprimeres ved kompression. På den anden side mangler atomiserede kugler af legering denne uregelmæssighed hvad angår formen, hvilket umuliggør kompression under rimelige tryk.

En udførelsesform for tablettering af sfærisk formede legeringspartikler er at tilsætte specielle smøremidler og/eller bindemidler til legeringspartiklerne. P.eks. bliver de fleste pulvere før kompressionen blandet med smøremidler, såsom zinkstearat, stearinsyre eller voksarter. Smøremidlet tilsættes primært for at reducere matricefriktion og friktion mellem partiklerne. Efter kompressionen må smøremidlet fjernes. Med sfæriske legeringspartikler, især i den senere tid anvendte dentale formuleringer, forbedrer sådanne additiver som de ovenfor angivne ikke tabletteringsevnen.

En anden udførelsesform har været at tilvejebringe specielle behandlinger for overfladen af de partikler, der skal frembringe uregelmæssighed. Der findes adskillige klassiske behandlinger, som man udsætter sfæriske legeringspartikler for med det eneste formål at tildanne komprimerede legemer, og i almindelighed består disse af følgende: gulbrænding-overflådegulbrænding med sure opløsninger, f.eks. svovlsyre (40-90%) og vand, frembringer en uregelmæssig overflade på hver sfæriske partikel, men interfererer med reaktionen af legeringen, når den kombineres med kviksølv til dannelse af slutproduktet, dentalt amalgam; plettering - generelt består pletteringsbade af cyanid, pyrophosphat eller sure opløsninger, der kræver temperaturer mellem 21 og 82° C, og anvendelsen af en elektrisk strøm, således at der kan forekomme plettering; den grundige manipulering og behandling fører til høje omkostninger; oxidation -overfladeoxidation kræver omhyggelige varmebehandlinger og lejlighedsvis sure behandlinger, der eventuelt kan bidrage til dannelsen af et komprimeret metalpulver. Herudover er denne proces yderst tidsrøvende og også dyr; polymerovertrækning; denne proces involverer en multifase-operation, og i de fleste tilfælde kan der ikke dannes tabletter eller komprimerede legemer. Det er også meget vanskeligt at opnå et ensartet overtræk på partikler med en diameter på 25yiM; borsyreopløsninger - denne proces*involverer de metalpulvere, der kræver sintring og genpresning med henblik på opnåelse af høj fortætning.

En tilfredsstillende legering til tandlægebrug må udover at have evne til at blive komprimeret til en tablet være i stand til at blive amalgameret med ikke over 55 % kviksølv. Fortrinsvis vil den mængde kviksølv, der kræves, være ca. 50 vægt-%, mens en overlegen amalgam-legering vil amalgamere med ca. 45 vægt-% kviksølv. Dette kviksølvforhold begrænser det omfang af ætsningen, som kan frembringes på overfladen af en legering blot for at opnå tabletteringsevne ved rimelige tryk.

I modsætning til de besværlige, kendte behandlingsprocesser har det ifølge opfindelsen vist sig, at man kan anvende en simpel kemisk proces til behandling af overfladen af sfæriske amal garn-legering s -partikler, som frembringer en tilstrækkelig overfladisk uregelmæs sighed til muliggørelse af dannelsen af tabletter ved at komprimere under rimelige tryk.

Diameteren af sfæriske legeringspartikler varierer mellem ca. 5 Og ca. 60yUm med en gennemsnitlig diameter på ca. 25yum. I almindelighed har ca. 2/3 af partiklerne en diameter mellem 15 og 35yum.

Overfladen af disse sfæriske legeringspartikler før behandlingen ifølge opfindelsen er i det væsentlige glat og har ved en forstørrelse på 10,000 gange et udseende, der ligner den ydre overflade af en appelsinskal.

I henhold til opfindelsen bringes de sfæriske legeringspartikler i kontakt med en saltsur opløsning af cuprichlorid. Syrekoncentrationen kan variere mellem ca. 5 volumen-% koncentreret saltsyre i vand og ca. 30 volumen-% koncentreret saltsyre i vand. Fortrinsvis vil koncentrationen af syren være ca. 10 volumen-% koncentreret saltsyre i vand. Disse saltsyrekoncentrationer er baseret på fortynding af koncentreret saltsyre, der indeholder ca. 37 vægt-% saltsyre i vand.

Koncentrationer af saltsyre, der er større end 30 volumen-% koncentreret syre, meddeler legeringens overflade for megen porøsitet, således at der vil kræves en urimeligt stor mængde kviksølv til amalgameringen. Af de samme årsager vil en overdrevent stor ætsning finde sted og en overdrevent stor porøsitet af legeringens partikler forekomme, hvis de sfæriske legeringspartikler er i kontakt med den sure opløsning af cuprichlorid i for langt et tidsrum.

Koncentrationen af cuprichlorid målt som CuC^'^f^O vil ligge mellem ca. 1 g/1 af syre og ca. 10 g/1 af saltsyreopløsning. ,

De sfæriske legeringspartikler bringes i kontakt med saltsyreopløs-r ningen af cuprichlorid på enhver hensigtsmæssig måde for at sikre grundig kontakt mellem opløsningen og hver partikel. En simpel måde til at bringe legeringspartiklerne i kontakt med opløsningen af cuprichlorid er at indføre legeringspartiklerne i en beholder, der er forsynet med en omrører, dække legeringspartiklerne med cupri-chloridopløsning og bringe blandingen i omrøring.

De sfæriske legeringspartikler kan også bringes i kontakt med den sure cuprichloridopløsning i et tårn, hvori legeringspartiklerne kan falde gennem den sure opløsning. Et andet aspekt af behandlingen omfatter, at legeringspartiklerne kan bevæge sig gennem et behandlingstårn, enten i medstrøm eller modstrøm i forhold til den sure opløsning. Denne måde at bringe kontakt mellem partiklerne og den sure opløsning er velegnet til kontinuerlig behandling.

Den mængde af den saltsure opløsning af cuprichlorid, som anvendes, når man bringer legeringen i kontakt dermed, er ikke kritisk. Man må anvende en mængde af syreopløsningen, der er tilstrækkelig til at dække legeringspartiklerne. Et tilfredsstillende volumen af opløsningen er ca. 10 volumina af saltsyreopløsning af cuprichlorid per g legering. Enhver mængde, der er større end denne, kan anvendes. Omgivelsernes temperatur er passende for den kemiske behandling.

Kontakttiden mellem saltsyreopløsningen af cuprichlorid og de sfæriske amalgam-legeringspartikler må være mindst 10 minutter. For lang en kontakttid må undgås, fordi dette fører til overdreven ætsning af legeringen med en uønsket forøgelse af porøsiteten med en resulterende forøgelse af det forhold mellem kviksølv og legering, der kræves til amalgamering. I almindelighed vil kontakttiden ligge mellem ca. 10 minutter og ca. 40 minutter.

Virkningen af kontakten mellem saltsyreopløsningen af cuprichlorid og den sfæriske legering under optimale betingelser er at fremdrive kubiske krystaller, der indeholder kobber på overfladen af legeringen. Disse kubiske krystaller tilvejebringer de nødvendige sammen-låsningspunkter på legeringspartiklen til muliggørelse af, at man kan komprimere under rimelige tryk. Disse kubiske krystaller, der indeholder kobber, er blevet iagttaget under elektronmikroskopet ved en forstørrelse på 10,000 X. Kemisk analyse under anvendelse af mikrosondeteknikken viser, at de kubiske krystaller er rige på kobber.

Efter at de sfæriske legeringspartikler har været i kontakt med saltsyreopløsningen af cuprichlorid i mindst ca. 10 minutter, separeres opløsningen fra legeringspartikleme. Dette gøres bekvemt og effektivt ved vakuumfiltrering, skønt andre separationsmetoder til adskillelse af faste stoffer fra væsker, såsom centrifugering eller sedimentation, er tilfredsstillende.

Den residuale, sure opløsning af cuprichlorid fjernes fra de sfæriske legeringspartikler ved at vaske med drikkeligt vand. Vandvasken fortsættes, indtil næsten hele mængden af den residuale syre er blevet fortrængt. I almindelighed kræver man ca. tre eller flere vandvaske med henblik på fortrængning.

De med vand vaskede sfæriske legeringspartikler bliver derpå tørret på enhver hensigtsmæssig måde for at fjerne residualt vand, der måtte være efterladt på partiklerne i forbindelse med vasketrinnet. Dette gøres hensigtsmæssigt i en vakuumtørrer af skaltypen eller i en roterende vakuumtørrer eller endog i tørreapparater under atmosfæretryk. Tørretemperaturer er ikke kritiske, og temperaturer på ca. 80 til 100° C anvendes. Tørringen fortsættes, indtil fugtighedsindholdet er ca. 1 % eller derunder. Fortrinsvis vil tørringen fortsætte, indtil fugtighedsindholdet nærmer sig de atmosfæriske fugtighedsforhold.

Det tørrede pulver bliver derpå komprimeret til faste former, fortrinsvis i form af cylindriske tabletter. Dette gennemføres ved at komprimere i tabletterings-, briketterings-, forme- eller pelle-teringsmaskiner eller andre typer af kompressionsmaskiner. Hensigtsmæssigt gennemføres tablettering i en tabletteringsmaskine af typen STOKES, der fremstiller tabletter med en diameter på ca. 0,64 cm, med en tykkelse på ca. 0,18 cm og med en vægt på ca. 0,4 g.

Efter tablettering bliver tabletterne analyseret for ethvert tegn på spænding, der er indført ved kompressionen. Sådanne spændinger vil i almindelighed afsløre sig, når tabletterne måles for deres grønne styrke, der skulle ligge indenfor intervallet mellem ca. 3 og ca. 5 kg. Den grønne styrke er resistensen mod brud, når tabletten undersøges for kompressionstryk på kanten deraf. Grønne styrker på ca. 2 til ca. 5 kg ønskes med henblik på let amalgamering.

Hvis tabletterne kræver spændingsfrigørelse, gøres dette hensigtsmæssigt ved at opvarme tabletterne i en ovn til ca. 90 til ca.

100° C i ca. 1 til 4 timer. En atmosfære af indifferent gas, såsom nitrogen, anvendes til at minimere overfladisk oxidation.

Den bedste udførelsesform for opfindelsen vil fremgå af de følgende eksempler.

EKSEMPEL_1 20 g sfæriske legeringspartikler blev indført i et glasbæger. Legeringerne havde følgende sammensætning: sølv 59,5 %, tin 27,1 'kobber 14,3 % og zink 0,05 %· 100 ml af forskellige opløsninger af saltsyre, vand og cuprichlorid blev tilsat til bægeret, som vist i tabel i. Legeringen i opløsning blev holdt under omrøring i et tidsrum af 10 minutter, hvorefter den sure opløsning blev separeret fra legeringspartiklerne ved vakuumfiltrering på filterpapir. Man førte derpå ca. 300 ml vand gennem legeringspartiklerae for at fjerne den residuale opløsning af saltsyre og cuprichlorid. Efter vaskevandet blev de sfæriske legeringspartikler igen placeret i et bæger, bragt i omrøring og opvarmet til ca. 100° C, indtil vandet var fordampet .

Efter afkøling til stuetemperatur blev prøver af partiklerne, der vejede ca. 0,389 g, komprimeret i en cylindrisk form under en kraft af 4 tons i under 1 sekund. Trykket blev bragt til ophør, og de cylindriske tabletter blev undersøgt under en forstørrelse af 70 X for overfladens kontinuitet. Forholdet mellem det kviksølv, som kræves til amalgamering, blev også bestemt.

T A B E L I

Behandling af de sfæriske legeringspartikler med saltsyre og cuprichlorid

Vand 3790 saltsyre Cuprichlorid·2H20 (cm3) (cm3) (g) 0 100 0,25 10 90 . 0,25 25 75 0,25 50 50 0,25 70 30 0,25 75 25 0,25 90 10 0,25

Ved de forsøg, hvor man gjorde brug af saltsyre ved et volumenforhold større end 30 % saltsyre til 70 % vand, blev overfladen af legeringspartikleme ætset i overdreven grad, således at den mængde kviksølv, der krævedes til amalgamering, overskred 55 %> og at tabletterne af den grund blev bedømt som utilfredsstillende, selv om der fremkom tabletter, der havde tilfredsstillende grøn styrke. Ved anvendelse af volumenforhold af saltsyre på fra ca. 50 % til ca. 10 % fremkom der tilfredsstillende tabletter.

EKS©ffEL_2

Under anvendelse af et forhold mellem saltsyre og vand på 10 volu-men-% varierede koncentrationen af cuprichlorid-dihydrat som vist i tabel li.

TABEL II

Koncentration af cuprichlorid-dihydrat i sfæriske legeringstabletter

Vand 37 % saltsyre CuCl^^H^O

(cm3) (cm3) , (g) 90 10 0,10 90 10 0,25 90 10 0,50 90 10 1,00 90 10 5,00 90 10 10,00

Man fremstillede tilfredsstillende tabletter efter behandling med saltsyreopløsninger med mellem ca. 0,1 g og ca. 1 g CuC^^H^O per 100 ml syreopløsning. Ved højere koncentrationer kunne der ikke dannes tabletter.

EKSEMPEL_3

Idet man følger den i eksempel 1 beskrevne metode, varierer man kontakttiden mellem en opløsning af 10 volumen 37 % saltsyre og 90 volumen vand indeholdende 0,25 g CuC^*2H20 fra 10 minutter til 40 minutter. Alle tabletterne fremstillet ud fra de behandlede sfæriske amalgam-legeringspartikler var tilfredsstillende.

EKSEMPEL 4

Sfæriske amalgam-legeringspartikler med legeringssammensætninger som angivet i det følgende blev behandlet på den i eksempel 1 angivne måde, og i. alle tilfælde fremkom der tilfredsstillende tabletter.

Sølv Tin Kobber Zink 59.4 27,1 14,3 0,05 59.7 26,6 14,3 0,05 59,2 26,9 14,1 0,05 59.1 26,5 13,9 0,01 59.4 27,6 12,9 0,01 71.7 25,2 2,1 1,0 71.1 25,8 1,4 0,6 71.5 26,5 2,0 0,2-

Claims (2)

1. Fremgangsmåde til behandling af sfæriske, dentale amalgam-legeringspartikler, eventuelt med efterfølgende tablettering i en kompressionspresse, kendetegnet ved, at man bringer de sfæriske dentale amalgampartikler i kontakt med en saltsyreopløsning af cuprichlorid i et tidsrum, der er tilstrækkeligt til, at der kan foregå en reaktion med legeringens overflade og en vækst af kubiske krystaller, der indeholder kobber, derpå, hvorved saltsyrens koncentration ligger mellem ca. 10 volumen-% og ca. 30 volumen-% koncentreret saltsyre, og hvorved cuprichloridets koncentration ligger mellem ca. 0,1 g og ca. 1 g per 100 ml saltsyreopløsning; at man separerer saltsyreopløsningen af cuprichlorid fra de sfæriske amalgam-legeringspartikler; at man vasker de separerede sfæriske amalgam-legeringspartikler med vand for at fjerne den residuale saltsyreopløsning af cuprichlorid, og at man tørrer de vaskede sfæriske amalgam-legeringspartikler for at fjerne residualt vand.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at saltsyreopløsningen af cuprichlorid er i kontakt med de sfæriske amalgam-legeringspartikler i et tidsrum mellem ca. 10 minutter og ca. 40 minutter.