JPH01215938A

JPH01215938A - 歯科用パラジウム合金

Info

Publication number: JPH01215938A
Application number: JP3949788A
Authority: JP
Inventors: Michio Ogawa; 道生小川; Mitsuhiko Matsui; 光彦松井; Sunao Urabe; 浦部　素直
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1988-02-24
Filing date: 1988-02-24
Publication date: 1989-08-29
Also published as: JPH0575810B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、歯科用の新規なパラジウム合金を提供する。

〔従来技術及び本発明が解決しようとする問題点〕

歯科用パラジウム合金は歯科陶材焼付用として使用され
る合金であり、該陶材焼付用合金とは、歯科補綴物の一
種である金属焼付陶材の基体部分を作る金属のことであ
る。また金属焼付陶材とは、金属基体上に陶材を接合し
た補綴物である。陶材と金属基体とを接合する方法は、
−船釣にはまず金属基体を高温に保持し該金属基体表面
に酸化被膜を形成させ、次いで該酸化被膜に覆われた金
属基体上に陶材粉末を水で溶いた泥状物を築盛し、乾燥
させた後高温で焼成し、同時に該金属基体と接合せしめ
るという方法である。従って、歯科用合金特に陶材焼付
用合金は、歯科用合金に要求される強度、耐食性、生体
親和性をパ有することはもちろんのこと、陶材と熱膨張
係数が一致し、かつ陶材と強固に接合すること、また高
温強度が高いこと、さらには高強度、高弾性率で変形し
にくいこと等が要求される。

現在使用されている陶材焼付用合金は、Ａｕ−ｐｔ−ｐ
ｄあるいはＡｕ−Ｐｄ−Ａｇを主成分とする貴金属系合
金が主流である。ところが該貴金属系合金は、Ａｕ及び
ｐｔが高価で経済的に不利であること、及び合金強度が
不十分であるという問題点がある。そこでこのような問
題点を解決したＰｄ系合金が開発され、提案（特開昭５
９−２８５４５あるいは特開昭６１−１８６４３７に示
されるようなｐｄ−Ｃｕ　−Ｇ　ａ　を主成分とするｐ
ｄ金合金れている。これらＣｕ、　Ｇａを主添加元素と
するｐｄ金合金、比較的低価格で高強度、高耐食性。

生体為害性が少ないという点で優れた合金である。しか
し該合金は硬く比較的脆いため、実用上大きな外力が加
わったときに破折する場合があるうえ、研削あるいは圧
延等の加工がしに＜〈・、また、該合金は融点が低いた
め鋳造性は良いが、一方で高温強度が十分とは言えず、
陶材を接合するための、前処理を含めた熱処理中に変形
を生じ易いという問題点があり、精度を要求される歯科
補綴物においては適合が悪くなるという欠点を有してい
る。

また特開昭６１−２９５３４８号には、′パラジウム６
０〜８０％、全０〜８％、白金０〜５％、ルテニウムお
よび／またはレニウムθ〜１弼、銅２〜２０％、錫およ
び／またはインジウム１〜１２％、タングステン、モリ
ブデン、ニオブおよびタンタルなる元素の１種以上０．
２〜５％およびコバルトθ〜１５％から成り、錫および
インジウムの全含有量が５〜１４％でなければならない
組成を有する銀不含パラジウム合金を使用する歯科用陶
材溶着用材料″が提案されている。上記材料は高強度で
あり且つ比較的大きな伸びを有し、また融点も低過ぎる
こともない優れたものである。

しかし、該材料は弾性率が比較的低いため、外力が加わ
った場合比較的大きな歪を生ずる。

従って、該材料に陶材を接合した状態で外力が加わった
場合、はとんど伸びを示さない該陶材が上記歪に耐えき
れず割れるという場合が生ずるケースがあり、改良の余
地があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、合金強度が高く高弾性率であり、かつ適
度に大きな伸びを有し、陶材との接合強度が高く、また
融点が作業性を損わ、ない程度に適度に高く従って熱処
理による変形の少ない、前記諸問題のない歯科用合金を
得るため鋭意研究して来た。その結果、本発明を完成す
るに至った。

即ち本発明は、銅５〜１５重量％；錫８〜１８重量％：
ゲルマニウム０．５〜４重量％及び残部がパラジウムか
らなる歯科用パラジウム合金である。

′　　また本発明は、銅５〜１５重量％：錫８〜１８重
量％；ゲルマニウム０．５〜４ｍ１％；インジウム、鉄
及びコバルトよりなる群から選ばれた少くとも１種を合
計０．００１〜５重量％及び残部がパラジウムからなる
歯科用パ゛ラジウム合金をも提供するものである。

本発明の歯科用合金にあっては、合金を構成する成分と
その組成比が本発明の目的を達成するために極めて重要
な要件である。

本発明の合金を構成する成分の１つは銅である。該銅（
Ｃｕ、）は得られる合金の融点及び熱膨張係数の調整と
合金強度の向上、及び陶材とのぬれが良い緻密な外部酸
化被膜の形成に効果的である。該銅の組成比は合金中に
５〜１５重量呪存在せしめると好適である。

該銅の含有量が５重量％未滴になると融点が高くなり作
業性が劣るとともに、合金強度が低くなり実用に耐えな
い。反対に該銅の含有量が１５重量％をこえると外部酸
化被膜が厚くなり合金素地との密着性が悪くなるため、
陶材との接合強度の低下をまねき、かつ該外部酸化被膜
の色が黒色化し、審美性を損うので好ましくない。

本発明の合金を構成する成分の他の１つは錫（Ｓｎ）で
ある。該錫はゲルマニウムと特定割合となるように複合
添加することによって極めて効果的な成果を発揮する。

即ち合金中に、錫を８〜１８重量％好ましくは１０〜１
５重量％と比較的多量に含有させ、かつゲルマニウムを
共存させることにより、高強度。

高弾性率、大きな伸び及び適切な融点が得られる。また
、錫は熱膨張係数を調整する効果、さらには、合金表面
直下に内部酸化層を形成し、後述する銅の外部酸化被膜
の厚さを制御し、該外部酸化被膜と合金素地の結合性を
高める効果がある。合金中の錫の含有量が８重量％未満
であると合金強度が低下し、かつ融点が高くなり鋳造が
容易でなくなる傾向があり、また、上記内部酸化層が不
完全となり、外部酸化被膜の厚さを適切に制御し難くな
り、陶材との接合強度が低下するので好ましくない。反
対に合金中の錫の含有量が１８重量％ｔこえると、外部
酸化被膜に悪影響を及はし陶材との接合強度が低下する
とともに、合金が脆化し始めるので好ましくない。

本発明の合金を構成する更に他の１つはゲルマニウム（
Ｇｏ）である。本発明の合金中には該ゲルマニウムは０
．５〜４重量％の範囲で含有されるのが好ましい。該ゲ
ルマニウムは前記のように比較的多量台まれる錫との共
存によって本発明の優れた効果が発揮される。

即チ、該ゲルマニウム（Ｇｅ）は少量の添加で、合金を
脆化させることなく合金強度２弾性率を高め、かつ融点
を適度に下げ溶解時の溶湯の性状を良くし鋳造性を向上
する効果がある。

また、前述の内部酸化層を微細化、緻密化し後述する外
部酸化被膜の厚さ、性状をより最適に制御する効果も発
揮する。

該合金中に含まれるゲルマニウムが０．５重量％未満で
あると上記効果が発現し難くなり、逆に４重量％をこえ
ると合金が脆化する傾向があるので好ましくない。

本発明の合金は前記各成分及び構成比の残部はパラジウ
ム（Ｐｄ）である。該パラジウムは、本発明合金のベー
ス元素であり、本発明合金の全ての性質の基盤となって
おり、特に合金の耐食性を高める上で重要な役割を果し
ている。

本発明で提案する特定量の銅、錫、ゲルマニウムを含み
残部がパラジウムよりなる合金は前、記のように歯科用
合金として数々の優れた性質を有している。かかる性質
を更に優れたものとするために上記成分に更に、インジ
ウム、鉄及びコバルトからなる群から選ばれた少くとも
１種の成分を特定量含有させることはしばしば好適であ
る。

該インジウム（Ｉｎ）は、合金強度の向上及び前記錫と
の相互作用により微細な内部酸化層を形成し、外部酸化
被膜の厚さ、性状をより最適に制御する効果がある。ま
た、鉄（Ｆｅ）及びコバル）　（Ｃｏ）は合金強度の向
上及び外部酸化被膜の構成要素となり陶材との接合強度
を高めるとともに該外部酸化被膜の色を淡くする効果が
ある。また、熱膨張係数を高める効果もあり、より熱膨
張係数の大きい陶材に対応することも出来る。

本発明の合金中に上記インジウム、鉄及びコバルトは必
要に応じて１成分でもよく、２成分或いは３成分を含有
させてもよい。該インジウム、鉄及びコバルトから群か
ら選ばれた少くとも１種の成分は合金中に最大５重量％
までの含有量にとどめると好ましい。一般には該成分を
０．００１　〜５重量％の範囲で含有させれば好適であ
る。該成分の含有量が合金中に５重量％を越えると合金
が脆化する傾向が生ずるので好ましくない。

本発明の合金の製造方法は特に限定されるものではない
。一般に例えば本発明の合金成分例えばＰｃＬ　Ｃｕ＋
　Ｓｎ＋　Ｇｅｔ　Ｉｎｎ　Ｃｏ、　Ｆｅをそれぞれ単
体ミあるいはこれら元素群から選ばれた２種あるいはそ
れ以上をあらかじめ合金化した母合金をも含めて原料と
し、これらを真空中、不活性ガス中、大気中を問わず、
アーク溶解、高周波溶解、炉内溶解等を用いたいかなる
溶解法によって合金化してもよい。

尚溶製順序は一般的には、量が多く融点が適度でありさ
はと活性でない原料から溶解させ、順、次、少量あるい
は活性な原料ケ添加してゆ〈方法がとられる。本発明合
金においては、例えば、ｐｄ、　Ｃｏ、　Ｆｅ、　Ｃｕ
、　Ｓｎ、　Ｇｅ、　Ｉｎの順序で添加、溶製してゆく
ことになるが、この順序に限定されることはなく、また
２種以上の原料を同時に添加してもよく、さらには全原
料を一括して同時に溶製してもよい。また、各元素単体
の粉末、あるいは母合金粉末を含めた各原料粉末を混合
した後焼成、焼結させる粉末冶金法等により作製しても
よい。

〔発明の効果〕

本発明の合金はどのような陶材に対しても優れた機能を
発揮する。特に歯科用陶材例えば５ｉｎ２が４０〜７０
重量％１Ａ１２０３が１０〜２０重量％、に２０が１〜
１０重量１Ｎａ２０が３〜７重ｔ％、８ｎＯ２がθ〜１
５創Ｉ。

ＣａＯがθ〜７ｉｆｆｉ％、ＺｒＯが０〜５重量％。

Ｔ１０□が０〜３重量％、Ｂ２Ｏ３がθ〜１０重量％、
ＺｎＯが０〜１重量％等の組成を有するフリットガラス
に対して優れた機能を発揮する。

また本発明の合金は、高強度、高弾性率。

大きな伸び及び適切な融点を有し、かつ陶材との接合強
度が高い。さらに本発明の合金は一般的に歯科用合金に
要求される諸物性を満足しており、口腔内に長期間、安
全かつ安定に維持できる補綴物例えば鋳造歯冠、橋義歯
。

義歯床に使用することができるし、人工骨やインブラン
ト等の生体材料等の歯科用材料としてもすぐれた合金と
なる。

〔実施例〕

本発明をより具体的に説明するために以下、実施例及び
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。また、各実施例及び比較例の
結果は表１にそれぞれ、各合金の組成、融点、硬度、引
張強度、伸び２弾性率及び合金と陶材との接合強度をま
とめて示した。それぞれの測定法は以下に示すとおりで
ある。

１）合金の融点熱分析装置（ＤＴＡ）により測定した合金の液相点温度
を融点とした。

２）合金の強度１ＯＮｘＸ１０ｎ＋の板状試験片を鋳造し、表面を鏡面
研磨した後マイクロビッカース硬度計を用い、荷＄５０
０　ｇ、保持時間１５秒の条件で測定した。

３）合金の引張強度、伸び及び弾性率直径＄２３ｉｎ、標点間距離１５ｍの棒状試験片を鋳造
し、表面をエメリーペーパー＃１５００で仕上げた後、
これを引張り破断させ、この時の破断強度な引張強度と
し、この時の標点間の伸び率を伸びとした。また、この
試験により得られる応力−歪曲線から弾性率を求めた。

４）合金と陶材との接合強度長さ２５ｍ９幅６Ｍ、厚さ１ｕの２枚の試験片の表面を
鏡面状に研磨した後、９８０℃の大気中で５分間加熱し
、合金表面に酸化皮膜を形成させた。次に、一方の試験
片の端から長さ４ｕ１幅６ｔａの部分に水を加えて泥状
にしたＶＩＴＡ社製のオペーク陶材（ＶＭＫ６８．５１
１．Ａ２）を盛り、この厚さが０．１諺になるようにし
て、他方の試験片ではさんだ。なお、２枚の試験片は、
水平方向に互いに逆向きに重ね合せた。陶材を乾燥させ
た後、重ね合わせた試験片を８００℃の電気炉に入れ、
真空中で９８０℃まで毎分５℃で昇温して陶材と試験片
を焼付けた。両試験片を引張試験機で、水平方向に互い
に反対側に引張ってこれを破断させ、この時の平均応力
を陶材と金属との接合強度とした。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）銅５〜１５重量％；錫８〜１８重量％；ゲルマニ
ウム０．５〜４重量％及び残部がパラジウムからなる歯
科用パラジウム合金。
（２）銅５〜１５重量％；錫８〜１８重量％；ゲルマニ
ウム０．５〜４重量％；インジウム、鉄及びコバルトよ
りなる群から選ばれた少くとも１種を合計０．００１〜
５重量％及び残部がパラジウムからなる歯科用パラジウ
ム合金。