JPH04200460A - Dentition orthodontic component and manufacture thereof - Google Patents

Dentition orthodontic component and manufacture thereof

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JPH04200460A
JPH04200460A JP2334665A JP33466590A JPH04200460A JP H04200460 A JPH04200460 A JP H04200460A JP 2334665 A JP2334665 A JP 2334665A JP 33466590 A JP33466590 A JP 33466590A JP H04200460 A JPH04200460 A JP H04200460A
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JP
Japan
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magnesium oxide
acrylic resin
binder material
weight
injection molding
Prior art date
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Pending
Application number
JP2334665A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masakazu Enboku
遠北 正和
Akihito Otsuka
大塚 昭仁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、セラミックス製の歯列矯正部品及びその製造
方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an orthodontic component made of ceramics and a method for manufacturing the same.

(従来技術) 従来、歯の表面に接着して使用されるセラミックス製の
歯列矯正部品としては、見栄えがよいことがら、透光性
の酸化アルミニウム製品が使用されていた。
(Prior Art) Conventionally, translucent aluminum oxide products have been used as ceramic orthodontic parts that are bonded to tooth surfaces because of their good appearance.

ところで歯列矯正部品は三次元的に複雑な形状を有する
ものであるため、従来のセラミックス製歯列矯正部品は
、セラミックス粉末をブしス成形した後に焼結を行ない
、次いて切削加工を行うことにより製造されていた。
However, since orthodontic parts have three-dimensionally complex shapes, conventional ceramic orthodontic parts are made by sintering ceramic powder after bush-forming, and then cutting. It was manufactured by.

また酸化アルミニウム単体では透光性かでないので、透
光性の酸化アルミニラl、製品には、焼結助剤として微
量の酸化マグネシウムか添加されている。
Also, aluminum oxide alone is not translucent, so a small amount of magnesium oxide is added as a sintering aid to translucent aluminum oxide products.

酸化マグネシウムの役割は、焼結の最終段階での結晶粒
の粒成長を抑制し、焼結体内部に含まれる気孔の消滅を
促進するというものである。
The role of magnesium oxide is to suppress the growth of crystal grains in the final stage of sintering and promote the disappearance of pores contained within the sintered body.

しかしなから、上述した従来の酸化アルミニウム製品で
は、結晶粒径のばらつきも大きく、不可避の残留気孔の
大きさも大てあり、十分満足する程度の透光性は得られ
ておらず、また機械的強度も不足していた。これらの原
因としては、従来の酸化アルミニウム製品は、プレス成
形法により成形されていることにあるものと考えられて
いる。即ち、プレス成形法では、成形体に均一に圧力か
加わらず、金属酸化物粉末の充填密度か成形体の各所で
ばらつき、その結果、焼結された最終製品(焼結体)に
おける密度(気孔の大きさ、数に対応する)及び結晶粒
径か各部分でばらつくためど考えらねる。またプレス成
形では、直接、三次元的に複雑な形状を得ることは困難
であるために、焼結後において切削加工か行なわれるか
、切削加工の際に焼結体表面にヘアークラックか生じる
ことかあり、これか歯列矯正部品の使用中における破壊
の原因ともなっていた。
However, in the conventional aluminum oxide products mentioned above, there is a large variation in crystal grain size, the size of unavoidable residual pores is large, and it is not possible to obtain a sufficiently satisfactory degree of translucency. It also lacked strength. The cause of these problems is thought to be that conventional aluminum oxide products are molded using a press molding method. In other words, in the press molding method, pressure is not applied uniformly to the compact, and the packing density of the metal oxide powder varies in various parts of the compact.As a result, the density (pores) in the sintered final product (sintered compact) (corresponding to the size and number of crystals) and grain size vary in each part, so it is difficult to think about it. In addition, with press forming, it is difficult to directly obtain a complex three-dimensional shape, so cutting is performed after sintering, or hair cracks may occur on the surface of the sintered body during cutting. However, this also caused the destruction of orthodontic parts during use.

(発明か解決しようとする課題) そこで、プレス成形法を用いずに、射出成形法により、
歯列矯正部品を製造する方法か考えられている。この方
法は、セラミックス粉末と有機バインダーとの混合物を
射出成形により所定形状に成形し、この成形体を脱バイ
ンダーした後に、焼結処理を行なって最終製品に仕上げ
るというものであり、機械的加工をせずに三次元的に複
雑な形状を有する歯列矯正部品が製造される。
(Problem to be solved by the invention) Therefore, instead of using the press molding method, by the injection molding method,
A method for manufacturing orthodontic parts is being considered. In this method, a mixture of ceramic powder and an organic binder is molded into a predetermined shape by injection molding, the binder is removed from this molded body, and the final product is finished by sintering, which requires no mechanical processing. Orthodontic components with three-dimensionally complex shapes are manufactured without any process.

しかしなから、この射出成形法によっても、透光性及び
機械的強度に不満足な製品しか得られていない。この原
因は、射出成形を行なうために使用される多量のバイン
ダーにあるものと考えられる。即ち、用いるバインダー
の種類によっては、射出成形後の行なわれる脱バインダ
ーかネト分となってカーホンか焼結後においても残留し
、透光性か低下することがある。また多量のバインダー
の使用は、微量に使用される酸化マグネシウムの酸化ア
ルミニウム中への均一分散を困難とし、この結果として
、製品の透光性か不満足なものとなる。
However, even with this injection molding method, only products with unsatisfactory translucency and mechanical strength are obtained. This is thought to be caused by the large amount of binder used for injection molding. That is, depending on the type of binder used, the binder is removed after injection molding, and remains even after sintering, resulting in a decrease in translucency. Also, the use of a large amount of binder makes it difficult to uniformly disperse the magnesium oxide used in a small amount into the aluminum oxide, resulting in unsatisfactory light transmittance of the product.

従って、本発明の目的は、透光性及び機械的強度に優れ
た歯列矯正部品及びその製造方法を提供することである
Therefore, an object of the present invention is to provide an orthodontic component with excellent translucency and mechanical strength, and a method for manufacturing the same.

本発明の他の目的は、射出成形法を用いて透光性及び機
械的強度に優れた歯列矯正部品を製造する方法を提供す
ることである。
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing orthodontic parts with excellent translucency and mechanical strength using an injection molding method.

(課題を達成するだめの手段) 本発明によれば、酸化マグネシウム0.02〜0.08
重i%及び残部か酸化アルミニウムである組成を有し且
つ結晶粒径か5〜40μmである焼結体から成ることを
特徴とする歯列矯正部品か提供される。
(Means for achieving the object) According to the present invention, magnesium oxide 0.02 to 0.08
An orthodontic component is provided, characterized in that it is made of a sintered body having a composition in which the weight is 1% and the balance is aluminum oxide, and the crystal grain size is 5 to 40 μm.

また本発明によれば、 酸化マグネシウム含量か0.02〜0.08重量%とな
るように調合された酸化マグネシラl、と酸化アルミニ
ウムとの金属酸化物混合粉末に、ガラス転移温度か10
0℃以下のアクリル系樹脂を全体の1〜10重量96と
なるように混合して、酸化マグネシウムを均一に分散さ
せる工程、 酸化マグネシウム粉か均一に分散さ第1た前記混合粉末
に、軟化点が50〜90℃のワックスとメルトフローレ
ートか100〜300g/10分の熱可塑性プラスチッ
クとから成るバインダー材を、該バインダー材と前記ア
クリル系樹脂との合計■か全体の35〜70容量%とな
るように添加して混練する工程、前記混練物を所定形状
の成形体に射出成形する工程、 前記成形体から、前記アクリル系樹脂及びバインダー材
を除去する工程、 及び、 前記アクリル系樹脂及びバインダー材が除去された成形
体を、水素雰囲気または真空中において、1600〜2
000℃て焼成する工程、から成る歯列矯正部品の製造
方法か提供される。
Further, according to the present invention, a metal oxide mixed powder of magnesil oxide and aluminum oxide prepared to have a magnesium oxide content of 0.02 to 0.08% by weight is added with a glass transition temperature of 10% by weight.
A step of uniformly dispersing magnesium oxide by mixing acrylic resin at a temperature of 0° C. or lower to a total weight of 1 to 10 96; A binder material consisting of a wax with a temperature of 50 to 90°C and a thermoplastic plastic with a melt flow rate of 100 to 300 g/10 minutes is used, and the total amount of the binder material and the acrylic resin is 35 to 70% by volume of the total. a step of injection molding the kneaded material into a molded object of a predetermined shape; a step of removing the acrylic resin and the binder material from the molded object; and a step of removing the acrylic resin and the binder material from the molded object. The molded body from which the material has been removed is heated to 1600 to 2
A method of manufacturing an orthodontic component is provided, comprising the step of firing at 000°C.

本発明の歯列矯正部品は、透光f1及び機械的強度に優
れており、これは、上記のように、バインダー材として
特定の熱可塑性プラスチックを用いての射出成形法によ
って製造されるものである。
The orthodontic component of the present invention has excellent light transmission f1 and mechanical strength, and as described above, it is manufactured by injection molding using a specific thermoplastic as a binder material. be.

金属酸化物混合粉末 本発明においては、出発原料として、酸化マグネシウム
と酸化アルミニウムとの混合粉末か使用される。
Metal oxide mixed powder In the present invention, a mixed powder of magnesium oxide and aluminum oxide is used as a starting material.

この混合粉末の組成は、酸化マグネシウム粉末か0.0
2〜0.08重量%てあり、残部を酸化アルミニウム粉
末とすることが重要である。この範囲外の組成とすると
きには、満足すべき透光性を得ることかできない。即ち
、透光性を発現させるためには、後述する焼結により得
られる焼結体の相対密度を少なくとも99%とすること
か必要である。酸化マグネシウムは、前述した通り、焼
結の最終段階での結晶粒の成長を抑制し、これにより結
晶粒界内部のボアの消滅の促進及び焼結密度の向上に寄
与し、また結晶粒の大きさを揃えるように作用する。従
って、酸化マグネシウムは、透光性向」二に大きな役割
を果たすものである。例えは、酸化マグネシウム含量か
、0.02重量%未満ては、このような効果を発揮する
には不十分であり、焼結体の密度か充分に高くならず、
歯列矯正部品として使用するに十分な透光性か得られな
い。また0、08重量%よりも多い場合には、焼結体の
結晶粒界に、酸化マグネシウムあるいは酸化マグネシウ
ムと酸化アルミニウムの複合酸化物か形成され、光散乱
の原因となり、透光性及び機械的強度が低下し、歯列矯
正部品とし2て不満足なものどなる。
The composition of this mixed powder is magnesium oxide powder or 0.0
It is important that the amount is 2 to 0.08% by weight, with the remainder being aluminum oxide powder. If the composition is outside this range, satisfactory translucency cannot be obtained. That is, in order to exhibit translucency, it is necessary that the relative density of the sintered body obtained by sintering, which will be described later, be at least 99%. As mentioned above, magnesium oxide suppresses the growth of crystal grains in the final stage of sintering, thereby promoting the disappearance of bores inside the grain boundaries and improving the sintered density, and also increases the size of the crystal grains. It acts to equalize the height. Therefore, magnesium oxide plays a major role in the "translucent property". For example, a magnesium oxide content of less than 0.02% by weight is insufficient to exhibit such an effect, and the density of the sintered body is not high enough.
It does not have sufficient translucency to be used as orthodontic parts. If the amount exceeds 0.08% by weight, magnesium oxide or a composite oxide of magnesium oxide and aluminum oxide will be formed at the grain boundaries of the sintered body, causing light scattering and reducing the translucency and mechanical properties. The strength decreases, making it unsatisfactory as an orthodontic component.

本発明において、この混合粉末の調製に使用する酸化マ
グネシウム粉末及び酸化アルミニラj、粉末どしては、
それぞれ市販のものを用いることかできるか、透光性を
発現させるために、高純度のものを使用することか好適
である。また、焼結密度を向上させ、良好な透光性を発
現させるためには、これらの平均粒径は0、■−ll1
mの範囲にあるものを使用することか望ましい。平均粒
径か1μmよりも大きい粉末を用いると、最終製品であ
る焼結体の密度を高くすることか困難となり、透光性か
不満足なものどなる場合かあり、また0、 1μmより
も小さい粉末を用いると、射出成形のために使用するバ
インダーの量か多くなり、その結果として、セラミック
ス粉末の初期充填密度か低くなり、密度の高い焼結体を
得ることか困難となる場合がある。
In the present invention, the magnesium oxide powder, aluminum oxide powder, etc. used for preparing this mixed powder are as follows:
It is possible to use commercially available products, or it is preferable to use highly purified products in order to exhibit translucency. In addition, in order to improve the sintered density and express good translucency, the average particle size of these should be 0, ■-ll1
It is desirable to use one within the range of m. If a powder with an average particle size larger than 1 μm is used, it will be difficult to increase the density of the final product, sintered body, and the translucency may be unsatisfactory. If this method is used, the amount of binder used for injection molding increases, and as a result, the initial packing density of the ceramic powder becomes low, which may make it difficult to obtain a high-density sintered body.

射出成形用混練物の調製 本発明においては、上述した金属酸化物混合粉末にアク
リル系樹脂を加えて均一な混合物とした後に、バインダ
ー材を加えて混練を行うことにより、射出成形用の混線
物の調製を行なうものである。
Preparation of a kneaded material for injection molding In the present invention, a mixed material for injection molding is prepared by adding an acrylic resin to the metal oxide mixed powder described above to form a uniform mixture, and then adding a binder material and kneading. It is used for the preparation of

ここで使用されるアクリル系樹脂は、界面活性剤的な作
用を有するものであり、バインダー材との混線に先立っ
て、このアクリル系樹脂を配合しておくことにより、酸
化マグネシウム粉末が酸化アルミニウ粉末中に均一に分
散されるという利点か達成される。このアクリル系樹脂
は、金属酸化物粉末どの合計量を基準として、1〜10
重量%、特に2〜6重量%の割合で使用する。アクリル
系樹脂の使用量か1重量%未満あるいは10重量%を超
えるときには、酸化アルミニウム粉末中に酸化マグネシ
ウムか均一に分散されず、その結果として、最終製品(
焼結体)の透光性かその部分によって異なってし7まう
The acrylic resin used here has a surfactant-like effect, and by blending this acrylic resin before mixing with the binder material, the magnesium oxide powder becomes the aluminum oxide powder. The advantage of uniform dispersion is achieved. This acrylic resin is 1 to 10% based on the total amount of metal oxide powder.
It is used in proportions by weight, in particular from 2 to 6% by weight. If the amount of acrylic resin used is less than 1% by weight or more than 10% by weight, magnesium oxide will not be uniformly dispersed in the aluminum oxide powder, and as a result, the final product (
The translucency of the sintered body varies depending on the part.

またこのアクリル系樹脂としては、ガラス転移温度(T
g)か100℃以下のものか使用される。ガラス転移温
度か100℃よりも高いアクリル系樹脂を用いると、後
述する射出成形により得られる成形体か硬くて脆いもの
となり、そのハンドリング性の問題を生じる。アクリル
系樹脂の具体例としては、アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、
アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸2−エチルシク
ロヘギシル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ヒドロギ
シエチ/L、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル
、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタ
クリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸2−エチ/lヘ
キシル、メタクリル酸t〜ブチル、メタクリル酸グリシ
ジル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル
酸ラウリル等の重合体を挙げることができ、これらは単
独または2種以上をブレンドして使用することかでき、
さらに上記の千ツマ−の2種以」−を共重合して使用に
供することもてきる。
In addition, this acrylic resin has a glass transition temperature (T
g) or below 100°C. If an acrylic resin with a glass transition temperature higher than 100° C. is used, the molded product obtained by injection molding, which will be described later, will be hard and brittle, leading to problems in handling. Specific examples of acrylic resins include methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, isobutyl acrylate,
Cyclohexyl acrylate, 2-ethylcyclohegycyl acrylate, propyl acrylate, hydroxyethyl acrylate/L, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, 2-ethyl methacrylate/L Polymers such as hexyl, t-butyl methacrylate, glycidyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, and lauryl methacrylate can be mentioned, and these can be used alone or in a blend of two or more,
Furthermore, two or more of the above-mentioned polymers can be copolymerized and used.

上述したアクリル系樹脂と、金属酸化物粉末との混合は
、それ自体公知の種々の方法により行うことかできるか
、ファインセラミックスでしばしば用いられるスプレー
ドライヤーにより顆粒粉を作製する方法か最も好適であ
る。
The above-mentioned acrylic resin and metal oxide powder can be mixed by various methods known per se, or the most suitable method is to prepare granular powder using a spray dryer, which is often used in fine ceramics. .

アクリル系樹脂か添加配合された混合物は、これにバイ
ンダー材が加えられて射出成形用混練物とされる。用い
るバインダー材は、後述する射出成形を有効に行うだめ
のものであり、軟化点(JIS K 7206)か50
〜90℃の範囲にあるワックス類と、メルトフローレー
) (MFR,ASTM D 1236.230℃)か
100〜300g/10分の範囲にある熱可塑性プラス
チックとから成るものである。
The mixture containing the acrylic resin is mixed with a binder material to form a kneaded material for injection molding. The binder material used is one that is effective in injection molding as described below, and has a softening point (JIS K 7206) or 50
It consists of waxes in the range of ~90°C and thermoplastics in the range of 100-300 g/10 min.

上記ワックス類は、射出成形時の流動性に寄与するもの
であり、この軟化点か50℃よりも低い場合には、射出
成形のサイクルタイムか長くなり、また軟化し易いため
に成形時の作業性か悪くなる等の不都合を生じる。さら
に軟化点か90℃よりも高い場合には、流動性か低下し
、また熱分解点か高くなるので、脱バインダー性か低下
する。このようなワックス類としては、例えばパラフィ
ンワックス、マイクロクリスタリンワックス、低分子量
ポリ二手レジワックス、変性ワックス、アタクチックポ
リプロピレン等を挙げることができる。
The above-mentioned waxes contribute to fluidity during injection molding, and if their softening point is lower than 50°C, the cycle time of injection molding will be longer, and the waxes will easily soften, making it difficult to work during molding. This may cause inconveniences such as poor sexual performance. Further, if the softening point is higher than 90° C., the fluidity decreases and the thermal decomposition point increases, resulting in a decrease in binder removal properties. Examples of such waxes include paraffin wax, microcrystalline wax, low molecular weight polyester wax, modified wax, and atactic polypropylene.

また前記熱可塑性プラスチックは、射出成形後の成形体
の形状保持に寄与するものであり、MFRか100g/
10分よりも低い場合には、射出成形性か不満足なもの
となり、また300g/10分よりも高い場合には、射
出成形体の強度や形状保持性か低くなる。
Furthermore, the thermoplastic plastic contributes to maintaining the shape of the molded product after injection molding, and has an MFR of 100g/
If it is less than 10 minutes, the injection moldability will be unsatisfactory, and if it is more than 300 g/10 minutes, the strength and shape retention of the injection molded product will be poor.

二のような熱可塑性プラスチックとしては、例えはポリ
エチレン、ポリプロピレン、エチレン−西乍酸ビニル共
重合体、エチレン−アクリレート共重合体、ポリスチレ
ン等を例示することかできる。
Examples of such thermoplastic plastics include polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl nitride copolymer, ethylene-acrylate copolymer, and polystyrene.

これらのワックス類と熱可塑性プラスチックとは、その
種類によっても異なるか、一般に重量基準て、4:1〜
14、特に3.1〜13の割合て使用されることか好適
である。
The ratio of these waxes and thermoplastics varies depending on the type, and generally the ratio is 4:1 to 1 on a weight basis.
14, particularly preferably 3.1 to 13.

1述したワックス類と熱可塑性プラスチックとから成る
バインダー材は、アクリル系樹脂との合計量で、混練物
当たり、35〜70容量%の割合て使用されることが必
要である。35容量%よりも少ないと、混線物の流動性
が低下して射出成形か困難となり、また75容量%を超
えると、脱バインダーか非常に困難となり、最終製品の
透光性か低下する等の不都合を生じる。
The binder material made of the waxes and thermoplastic plastic mentioned above needs to be used at a ratio of 35 to 70% by volume based on the kneaded material, based on the total amount with the acrylic resin. If it is less than 35% by volume, the fluidity of the mixed material will decrease and injection molding will be difficult, and if it exceeds 75% by volume, it will be very difficult to remove the binder and the translucency of the final product will decrease. cause inconvenience.

またバインダー材との混練は、ニーダ−1各種ミキサー
等の混練装置を用いて容易に行うことかできる。
Further, kneading with the binder material can be easily carried out using a kneading device such as a kneader 1 or various mixers.

射出成形 次いて、前記工程で調製された混練物を所望の型を有す
る金型内に射出し、目的とする形状を有する成形体を得
る。
Injection molding Next, the kneaded material prepared in the above step is injected into a mold having a desired mold to obtain a molded product having the desired shape.

この射出成形は、通常のプラスチックの射出成形で用い
られている設備、装置をそのまま利用して行うことかで
きる。射出条件は、一般に加熱温度80〜200℃1射
出圧力500〜2000kg10fとすることか望まし
い。
This injection molding can be carried out using the equipment and equipment used for ordinary injection molding of plastics as they are. Generally, the injection conditions are preferably heating temperature of 80 to 200° C., injection pressure of 500 to 2000 kg, and 10 f.

プレス成形の場合には、成形体に均一(こ応力かかから
ず、セラミックス粉末の充填密度か不均一な分布を示し
、その結果として得られる焼結体の透光性及び機械的強
度か不満足なものとなるか、本発明においては、射出成
形を採用しているため、このような問題を有効に回避で
きる。
In the case of press molding, the compact is uniform (no stress is applied), the packing density of the ceramic powder is uneven, and the resulting sintered compact exhibits unsatisfactory translucency and mechanical strength. Since the present invention employs injection molding, such problems can be effectively avoided.

脱バインダー 次いて、上記成形体について脱バインダーを行い、成形
体に含まれているバインダー材あるいはアクリル系樹脂
とバインダー材の除去を行う。
Binder Removal Next, the molded body is debindered to remove the binder material or the acrylic resin and binder material contained in the molded body.

この脱バインダーは、通常、大気中あるいは窒素ガス等
の不活性雰囲気中において、前記バインダー等の分解温
度以上に加熱することによって容易に行なうことかでき
る。
This removal of the binder can be easily carried out by heating to a temperature higher than the decomposition temperature of the binder, etc., usually in the air or in an inert atmosphere such as nitrogen gas.

焼成処理 上記の脱バインダーに引き続いて焼成処理か行われる。Firing treatment Following the binder removal described above, a firing treatment is performed.

本発明においては、この焼成を水素雰囲気中あるいは真
空中で行うことか必要である。一般に、焼成の最終段階
では、通常、結晶粒内に小さいボアが存在しており、こ
のボアを消滅することか透光性を向上させる」二で重要
となる。即ち、水素中で焼成を行うと、このボア内には
水素か残存することになるが、水素は拡散性に優れてて
いるために、容易にボアから結晶粒界を通って焼成体か
ら排出される。この結果どして、ボアはイオンの拡散に
より、容易に消滅することになる。また真空中ではボア
内には殆ど気体が存在しないために、同様にして、ボア
はイオンの拡散により容易に消滅するのである。従って
、水素雰囲気中あるいは真空中での焼成により、透光性
に優れたセラミックスが得られるのである。
In the present invention, it is necessary to perform this firing in a hydrogen atmosphere or in a vacuum. In general, in the final stage of firing, there are usually small bores within the grains, and it is important to eliminate these bores or improve the light transmission. In other words, when firing in hydrogen, some hydrogen will remain in the bore, but since hydrogen has excellent diffusivity, it can easily be discharged from the bore through grain boundaries and from the fired body. be done. As a result of this, the bore easily disappears due to ion diffusion. Furthermore, since there is almost no gas inside the bore in a vacuum, the bore is similarly easily annihilated by the diffusion of ions. Therefore, ceramics with excellent translucency can be obtained by firing in a hydrogen atmosphere or in a vacuum.

また焼成温度は1600〜2000℃1好ましくは17
00〜1900℃の範囲とされる。1600℃よりも低
い温度では、得られる焼成体の相対密度か充分に向上せ
ず、その結果として、透光性が低下し、また2000℃
より高い温度で焼成を行うと、焼成体表面からマグネシ
ウムか蒸発し、その結果として、表面近傍部はど結晶粒
径か異常に大きくなったり、あるいは焼成体表面の相対
密度か向上せず、透光性とならずに白色化することにな
る。
The firing temperature is 1,600 to 2,000℃, preferably 17
The temperature range is 00 to 1900°C. If the temperature is lower than 1600°C, the relative density of the obtained fired body will not be sufficiently improved, resulting in a decrease in translucency, and if the temperature is lower than 2000°C
When firing at a higher temperature, magnesium evaporates from the surface of the fired product, and as a result, the crystal grain size near the surface becomes abnormally large, or the relative density of the surface of the fired product does not improve, resulting in transparent It becomes white without becoming photosensitive.

また焼結体の結晶粒径は、本発明方法を用いた場合、焼
結温度及び時間の影響を受ける。例えは、本発明にした
かって焼成温度を1600〜2000℃どしだ時には、
焼成時間を最大8時間を越えず、特に4〜7時間とする
ことか好適である。焼結時間か短いと結晶粒径が揃わず
、また長すぎると異常粒成長か生じて同様に結晶粒径か
揃わない。
Furthermore, the grain size of the sintered body is influenced by the sintering temperature and time when the method of the present invention is used. For example, when the firing temperature is set to 1,600 to 2,000°C according to the present invention,
It is preferable that the firing time does not exceed a maximum of 8 hours, particularly 4 to 7 hours. If the sintering time is too short, the crystal grain sizes will not be uniform, and if the sintering time is too long, abnormal grain growth will occur and the crystal grain sizes will also not be uniform.

かかる焼成は、焼成体の相対密度が99%以上となる程
度に行われる。
Such firing is performed to such an extent that the relative density of the fired body is 99% or more.

歯列矯正部品 かくして得られる本発明の歯列矯正部品は、酸化マグネ
シウム0.02〜0.08重量%及び残部が酸化アルミ
ニウムである組成を有し且つ結晶粒径か5〜40μmで
ある焼結体から成り、このようなマグネシウム含量及び
結晶粒径を有していることに関連して、透光性及び機械
的強度に優れている。例えば、優れた透光性を示すには
、結晶粒界で可視光線か散乱しないように、結晶粒径か
大きくて且つ均一なものか望ましい。その意味で単結晶
か好適であるか、単結晶は破壊した場合、壁間破壊を生
じるためにその面が非常に鋭利な形状となり、患者の口
内を傷つける等の問題があるために、歯列矯正部品とし
ては不適当である。また価格も非常に高いものとなる。
Orthodontic parts The orthodontic parts of the present invention thus obtained have a composition of 0.02 to 0.08% by weight of magnesium oxide and the balance aluminum oxide, and have a crystal grain size of 5 to 40 μm. Due to its high magnesium content and crystal grain size, it has excellent translucency and mechanical strength. For example, in order to exhibit excellent light transmittance, it is desirable that the crystal grain size be large and uniform so that visible light is not scattered at grain boundaries. In this sense, single crystals are preferable. When single crystals break, they cause wall-to-wall fracture, resulting in very sharp surfaces, which can cause problems such as injuring the patient's mouth. It is unsuitable as an orthodontic component. Moreover, the price is also very high.

一方、機械的強度を高くするためには、結晶粒径の小さ
いものが望ましい。本発明の歯列矯正部品を構成する焼
結体の結晶粒径が5〜40μmの範囲にあるため、透光
性と機械的強度の何れも満足するものとなっている。
On the other hand, in order to increase mechanical strength, it is desirable that the crystal grain size is small. Since the crystal grain size of the sintered body constituting the orthodontic component of the present invention is in the range of 5 to 40 μm, both light transmittance and mechanical strength are satisfied.

(実施例) 実施例1〜5 平均粒径が0.15μmの酸化マグネシウム粉末と、平
均粒径が0.53μmの酸化アルミニウム粉末とを用い
て、酸化マグネシウム含量を第1表に示す様に種々変え
て混合粉末を調製した。
(Example) Examples 1 to 5 Using magnesium oxide powder with an average particle size of 0.15 μm and aluminum oxide powder with an average particle size of 0.53 μm, the magnesium oxide content was varied as shown in Table 1. A mixed powder was prepared by changing the method.

次いで、アクリル系樹脂としてポリブチルメタアクリレ
ート(ガラス転移温度;20℃)を、全体で5重量%と
なるように混合粉末に添加し、遠心式スプレードライヤ
ーを用いて顆粒化し、均一分散物を調製した。
Next, polybutyl methacrylate (glass transition temperature: 20°C) as an acrylic resin was added to the mixed powder so that the total amount was 5% by weight, and the mixture was granulated using a centrifugal spray dryer to prepare a uniform dispersion. did.

これら均一分散物の各々に、パラフィン系ワックス(日
本精ロウ製、125、軟化点50℃)と低密度ポリエチ
レン(住友化学製、スミ力センG308)とを重量比で
3:1で含むバインダー材を、上記アクリル系樹脂との
合計量て40容量%となるように加え、プラネタリ−ミ
キサーで射出成形用混練物を調製した。
Each of these uniform dispersions contains a binder material containing paraffin wax (manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd., 125, softening point 50°C) and low density polyethylene (manufactured by Sumitomo Chemical, Sumirikisen G308) in a weight ratio of 3:1. were added in a total amount of 40% by volume with the above acrylic resin, and a kneaded material for injection molding was prepared using a planetary mixer.

この混練物を用いて、射出成形機にて、射出温度90℃
及び射出圧600kg/enrの条件て射出成形し、直
径か10市、厚さ2mmの円盤状の成形体(透光性試験
用)と、板厚3mm、板幅4世及び長さ25mmの板状
成形体(機械的強度測定用)とを成形した。
Using this kneaded material, the injection temperature was 90°C using an injection molding machine.
And injection molded under the conditions of injection pressure 600 kg/enr, a disc-shaped molded body with a diameter of 10 mm and a thickness of 2 mm (for translucency test), and a plate with a thickness of 3 mm, a width of 4, and a length of 25 mm. A shaped body (for measuring mechanical strength) was molded.

次いて、空気気流中で、この成形体を加熱しなから(加
熱温度;500℃)脱バインダーを行い、さらに水素気
流中において、1800℃の温度て6時間焼成を行って
焼結体を作成した(実施例1)。
Next, the molded body was heated in an air stream to remove the binder (heating temperature: 500°C), and then fired in a hydrogen stream at a temperature of 1800°C for 6 hours to create a sintered body. (Example 1).

得られた焼結体の結晶粒径の分布を第1表に示す。Table 1 shows the distribution of crystal grain sizes of the obtained sintered body.

また該焼結体の透光性及び及び機械的強度を次の方法て
評価した。
Further, the translucency and mechanical strength of the sintered body were evaluated by the following methods.

透光性: 透光性試験用成形体から得られた焼結体表面をダイヤモ
ンドで研磨し、厚さを1卸の揃えた後、吸光度計を用い
て可視光領域(300nm−110100nてインライ
ン透過率を測定した。測定結果を第1表に示す。
Translucency: After polishing the surface of the sintered body obtained from the molded body for translucency testing with diamond and making the thickness uniform, it was measured using an absorbance meter for in-line transmission in the visible light region (300 nm - 110,100 nm). The measurement results are shown in Table 1.

二のインライン透過率は、一定厚さの試料に対して、一
定強度の平行光線を入射した時の入射光強度に刻する一
定角度内に入射する透過光強度の比率を示すものである
The second in-line transmittance indicates the ratio of the intensity of transmitted light incident within a certain angle to the intensity of incident light when a parallel light beam of a certain intensity is incident on a sample of a certain thickness.

機械的強度、 機械的強度用成形体から得られた焼結体を、板厚2mm
、板幅4mm及び長さ20關の寸法に揃えた後、ぞの曲
げ強度を測定した。結果を第1表に示す。
Mechanical strength: The sintered body obtained from the molded body for mechanical strength is made into a plate with a thickness of 2 mm.
The bending strength of each plate was measured after adjusting the dimensions to 4 mm in width and 20 mm in length. The results are shown in Table 1.

また酸化マグネシウム含量を第1表に示すように種々変
えた以外は、実施例1と同様にして焼結体を作成した(
実施例2〜5)。得られた焼結体の結晶粒径分布、透光
性及び機械的強度の評価結果を第1表に示す。
In addition, sintered bodies were prepared in the same manner as in Example 1, except that the magnesium oxide content was varied as shown in Table 1.
Examples 2-5). Table 1 shows the evaluation results of the crystal grain size distribution, translucency, and mechanical strength of the obtained sintered body.

比較例1〜5 射出成形の代わりにプレス成形(プレス圧1ton/c
m)を行なった以外は上記と全く同様にして、焼結体を
作成した(比較例1)。
Comparative Examples 1 to 5 Press molding (press pressure 1 ton/c) instead of injection molding
A sintered body was produced in exactly the same manner as above except that step m) was performed (Comparative Example 1).

酸化マグネシウム含量か0.01重量%及び1.0重r
%の金属酸化物混合粉末を用いた以外は、実施例1と同
様にして焼結体を作成した(比較例2.3)。
Magnesium oxide content: 0.01% by weight and 1.0% by weight
A sintered body was produced in the same manner as in Example 1, except that % of metal oxide mixed powder was used (Comparative Example 2.3).

また比較例4は、実施例1において、焼結温度を180
0℃1焼結時間を10時間とし、比較例5は、焼結温度
を2050℃1焼結時間を6時間とし7て、結晶粒径分
布か本発明範囲外となるようにした以外は、実施例1と
同様にして焼結体を作成した。
Furthermore, in Comparative Example 4, the sintering temperature was changed to 180°C in Example 1.
The sintering time at 0°C was 10 hours, and in Comparative Example 5, the sintering temperature was set at 2050°C for 6 hours, and the grain size distribution was outside the range of the present invention. A sintered body was created in the same manner as in Example 1.

得られた焼結体の結晶粒径分布、透光性及び機械的強度
の評価結果を第1表に示す。
Table 1 shows the evaluation results of the crystal grain size distribution, translucency, and mechanical strength of the obtained sintered body.

第1表 比較例1idプレス成形を行なった例である。Table 1 Comparative Example 1 This is an example in which id press molding was performed.

インライン透過率は、1r+mの板厚での測定値である
The in-line transmittance is a measured value at a plate thickness of 1r+m.

実施例6〜9.比較例6〜10 上記実施例1〜4及び比較例1−5にそれぞれ対応する
方法で、金型を変え、第1図の斜視図及び第2図の断面
図(第1図のA−A切断面)に示される実際によく使用
される歯列矯正部品形状の焼結体を作成し、透光性及び
機械的強度の評価を行なった。
Examples 6-9. Comparative Examples 6 to 10 The molds were changed using methods corresponding to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5, respectively, and the perspective view in Figure 1 and the sectional view in Figure 2 (A-A in Figure 1) were used. A sintered body in the shape of an orthodontic part that is often used in practice as shown in the cross section was prepared, and its translucency and mechanical strength were evaluated.

この場合、透光性については、第2図の矢印方向からイ
ンライン透過率を測定し、また機械的強度については、
矢印の方向から一定速度で力を加えて、その時の最大強
度で評価した。結果を第2表に示す。
In this case, for translucency, in-line transmittance is measured from the arrow direction in Figure 2, and for mechanical strength,
Force was applied at a constant speed from the direction of the arrow, and the maximum strength at that time was evaluated. The results are shown in Table 2.

第2表 比較例6(表プレス成形を行なった例である。Table 2 Comparative Example 6 (This is an example in which surface press molding was performed.

インライン透過率1t、2.6旧の板厚での測定値であ
る。
Inline transmittance is 1t, measured value at 2.6 old plate thickness.

(発明の効果) 本発明によれば、射出成形法により、透光性及び機械的
強度に優れた複雑形状品である歯列矯正部品を供給する
ことか可能となる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, by injection molding, it is possible to supply orthodontic components that are complex-shaped products with excellent translucency and mechanical strength.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、実施例において作成(7た歯列矯正部品の形
状を示す斜視図てあり、 第2図は、第1図の歯列矯正部品の、’l−A断面[4
である。
FIG. 1 is a perspective view showing the shape of the orthodontic component created in the example. FIG. 2 is a cross-sectional view of the orthodontic component shown in FIG.
It is.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)酸化マグネシウム0.02〜0.08重量%及び
残部が酸化アルミニウムである組成を有し且つ結晶粒径
が5〜40μmである焼結体から成ることを特徴とする
歯列矯正部品。
(1) An orthodontic component comprising a sintered body having a composition of 0.02 to 0.08% by weight of magnesium oxide and the balance being aluminum oxide and having a crystal grain size of 5 to 40 μm.
(2)酸化マグネシウム含量が0.02〜0.08重量
%となるように調合された酸化マグネシウムと酸化アル
ミニウムとの金属酸化物混合粉末に、ガラス転移温度が
100℃以下のアクリル系樹脂を全体の1〜10重量%
となるように混合して、酸化マグネシウムを均一に分散
させる工程、 酸化マグネシウム粉が均一に分散された前記混合粉末に
、軟化点が50〜90℃のワックスとメルトフローレー
トが100〜300g/10分の熱可塑性プラスチック
とから成るバインダー材を、該バインダー材と前記アク
リル系樹脂との合計量が全体の35〜70容量%となる
ように添加して混練する工程、 前記混練物を所定形状の成形体に射出成形する工程、 前記成形体から、前記アクリル系樹脂及びバインダー材
を除去する工程、 及び、 前記アクリル系樹脂及びバインダー材が除去された成形
体を、水素雰囲気または真空中において、1600〜2
000℃で焼成する工程、 から成る歯列矯正部品の製造方法。
(2) Acrylic resin with a glass transition temperature of 100°C or less is added to the metal oxide mixed powder of magnesium oxide and aluminum oxide prepared so that the magnesium oxide content is 0.02 to 0.08% by weight. 1-10% by weight of
A step of uniformly dispersing magnesium oxide by mixing the magnesium oxide powder uniformly, adding a wax having a softening point of 50 to 90°C and a melt flow rate of 100 to 300 g/10 to the mixed powder in which magnesium oxide powder is uniformly dispersed. a step of adding and kneading a binder material consisting of a thermoplastic plastic such that the total amount of the binder material and the acrylic resin is 35 to 70% by volume of the whole; a step of injection molding into a molded object; a step of removing the acrylic resin and the binder material from the molded object; and a step of molding the molded object from which the acrylic resin and binder material have been removed in a hydrogen atmosphere or in a vacuum for 1600 minutes. ~2
A method for manufacturing orthodontic parts, comprising the steps of firing at 000°C.
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