JPH04200950A - 高融点金属鋳造用鋳型材 - Google Patents

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、歯科の分野において使用される高融点金属鋳
造用鋳型材、特にＴ１金属並びにＺｒ金属及びそれらの
合金鋳造用埋没材に関するものである。

〔従来の技術〕

今日まで、歯科の分野においては、虫歯や脱落した歯を
修復する際に、補綴物を利用することが一般的に行われ
ており、このような１科用補綴物を作製するには、歯科
用金属を鋳造しなければならない。近年、歯科用金属と
して、種々の高融点の合金が開発されているが、耐蝕性
や生体適合性の点を比較した場合においては、チタンが
特に優れており、その他、チタンの特徴としては、軽い
こと、強さ硬さが歯科用金属として適していること等が
挙げられる。

そして、これらの歯科用金属を鋳造する際には、歯科鋳
造用鋳型が用いられてきているが、この鋳型には、溶融
した金属を直接注入するので、優れた耐熱性が要求され
る。

歯科鋳造用鋳型を作製するだめの鋳型材としては、骨材
と結合材からなるものが使用されており、一般に、主成
分となる骨材にはシリカが使用される。一方、これを硬
化させるための結合材には、せつこう、リン酸塩、エチ
ルシリケート等がある。中でもリン酸塩系結合材は、耐
熱性が高く、融点が１１００°Ｃ以上の合金等の高温鋳
造用に使用できる点において優れている。

−船釣に歯科鋳造用鋳型は、ワンクスで形成したパター
ンの周囲に、主成分のシリカと結合材とが混合された鋳
型材を充填して硬化させた後、電気炉内で加熱を行って
作製する。

しかしながら、このような従来法に従ってシリカを主成
分とする骨材に、結合材としてリン酸塩を添加して鋳造
を行った場合、高温の熔融金属、例えばチタンの影響を
受け、リン酸塩が分解してリン酸塩ガスが発生するとい
う問題点があり、このリン酸塩ガスの発生を減少させる
には、鋳型を少なくとも一度９５０°Ｃ以上の温度で約
３〜８時間加熱して、分解したリン酸ガスを除去しなげ
ればならなかった。このような問題は、チタン以外の金
属の場合においても起こり得るが、チタンは特に、その
活性が高いために影響が大きい。

更に、チタンを用いて鋳造を行う場合には、溶融された
チタンが非常に活性であるために、骨材であるシリカの
酸素を奪って表面は酸化し、鋳型との焼付けを起こすと
同時に、内部がｌη染されて物性変化を起こすという問
題があり、例えば、チタンの鋳造において８００°Ｃの
温度の鋳型を使用した場合には、良好な鋳造品を得るこ
とが困難である。

そこで、焼付けを防止するためには、これまでは、チタ
ンを鋳込む隙の鋳型の温度を少なくとも５００’Ｃ以下
、好ましくば１Ｉ００°Ｃ以下に冷却しておく方法が行
われてきたが、このように鋳型の温度を下げた場合には
、溶融されたチタンが非常に急冷されることとなるため
、寸法精度の高い鋳造物が得られず、又、表面性状が均
一であるものを製造することも困難であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記の欠点を改良し、リン酸塩系結合材の分
解によるガスの発生を減少させるための鋳型の加熱が不
要であって、しかも、高融点金属を鋳造する場合におい
ても鋳型を冷却する必要がなく、表面の酸化が少ない鋳
造物を製造することが可能な、高融点金属鋳造用鋳型材
を提供することを課題とする。

〔課題を解決をするだめの手段〕

本発明の高融点金属鋳造用鋳型材は、主成分である骨材
に、結合材が添加されたものであって、この骨材の５０
重量％以上が、マグネノア（ＭｇＯ）、ジ／ｌ／　コニ
７　（ＺｒＯ２）、アルミナ（Ａ１２０．　）、カルシ
ア（ＣａＯ）、イツトリア（ｙ２ｏ、）からなる群より
選ばれる少なくとも１種の金属酸化物から構成され、か
つ、結合材として、リン酸塩を含有することを特徴とす
る。

即ち、本発明において使用される上記の金属酸化物は、
いずれも酸化チタン（Ｔ１０．）よりも酸化物生成に対
する標準自由エネルギーが小さいものであって、これら
を単独で使用しても、あるいは絹み合わせて使用しても
良い。

そして、本発明では、これらの金属酸化物の総量が、骨
材の５０重景％以上であることが必要であり、７０重量
％以上であるものが特に好ましい。もし、通常使用され
るシリカ等の割合が多くなり過ぎた場合には、結合材の
分解によって発生したガスのために、鋳造品が非常に多
孔質になり良好なものが得られない。

一方、本発明に使用可能な結合材としては、市販の歯科
鋳造用リン酸塩がいずれも利用できるが、リン酸アンモ
ニウム、リン酸カリウムが好ましい。これらのリン酸塩
は、一般・的には粉末の状態で骨材と混合した後、水を
添加して更に混合するが、予め水に熔解さゼておき、そ
の後、骨材と混合しても良い。又、本発明では、硬化時
間の調整のために、ホウ砂等の成分を添加することもで
きる。

本発明の鋳型材に含有される、これらの骨材及び結合材
の粒度は、鋳造物の表面が滑らかなものとするためには
、微細なものが好ましい。

次に、本発明の鋳型材を用いて鋳造物を製造する際の工
程を説明する。

まず、歯科用ワックスによって所望の大きさ及び形状を
有するワックスパターンを作製し、このワックスパター
ンを、特定の金属酸化物とリン酸塩とを含存する本発明
の鋳型材中に埋没させる。そして、鋳型材を硬化させた
後、ワックスを焼却させるために鋳型を加熱し、最後に
得られた鋳型に熔解さゼた金属を鋳込んで、鋳造物を得
る。

このように、金属を鋳造する前にはワックスを焼却する
ために電気炉を用いて加熱が行われるが、本発明の鋳型
材を硬化させて得られた鋳型の焼却温度としては、ワッ
クスが完全に焼却できる温度であれば良いので、リン酸
塩ガスの除去に使用されるような高温（例えば９５０’
Ｃ以上）を必要とせず、一般的には８００°Ｃ程度に加
熱する。

又、本発明の高融点金属鋳造用鋳型材では、鋳造時にお
けるリン酸ガスの発生が殆どないので、金属を鋳込む前
に予め、脱ガスを目的として鋳型を高温まで加熱する必
要がない。

更に、本発明の鋳型材の場合、骨材に含まれる金属酸化
物が、いずれも酸化チタンよりも酸化物生成に対する標
準自由エネルギーが小さいものであるために、溶融され
たチタンの酸化を防くことができ、チタンと鋳型との焼
付けが起こらない。よって、鋳造時の鋳型温度は、鋳込
まれる金属の融点以下であれば良く、従来のように鋳型
を冷却しておく必要がない。そのため、本発明の鋳型材
では、８００°Ｃの温度の鋳型を使用して鋳造を行うこ
とも可能である。

この他、本発明の鋳型材は、原型となるワックスパター
ンに変形を生じることがないので、寸法精度の点におい
ても優れた鋳造物を製造することができる。

尚、本発明の鋳型材の硬化時間は、早過ぎるとワックス
で形成したパターンを埋没する時間的余裕がなくなり、
硬化が遅過ぎると電気炉に入れるまでの時間的ロスが大
きくなるので、適当なものでなければならず、一般的に
は１０〜３０分間程度である。

〔実施例〕

以下、本発明の高融点金属鋳造用鋳型材、及び比較用の
鋳型材に関する各種実験とその結果について説明する。

実験に使用した鋳型材の成分は次の第１表に示す通りで
ある。

１、結合材の分解による鋳造物表面への泡の抱き込み状
態の評価 前記の構成成分からなる実施例１〜５及び比較例１．２
の各混合物を均一になるまで混合し、各混合粉末７０ｇ
に対して、水１３ｇをそれぞれ加え、均一に混合した後
、ワックスパターンを各鋳型材で埋没させ、室温にて約
３時間乾燥させた。

硬化させた後の鋳型材は、電気炉を用いて加熱し、この
時の加熱条件は、（ａ）　８５０°ＣＸ１時間、及び（
ｂ）１０００°ＣＸ６時間の２種類とした。

−Ｆ記の各鋳型材から得られた鋳造物について、それぞ
れの表面における泡の抱き込み状態を目視にて評価した
。

評価基準は以下の通りである。

○・・・泡の抱き込み無し △・・・泡の抱き込みが少ない ×・・・泡の抱き込みが多い その結果を次の第２表に示す。

第２表 ■、鋳鋳造裏表面おける焼き付き状態の評価実施例１〜
５及び比較例１．２に記載の各鋳型材から得られた鋳型
の内部に、溶融された歯科鋳造用チタン（純度９９．８
％以上）を鋳込んだ。この際、各鋳型の温度を、（ａ）
５０°Ｃ１及び（ｂ）６００°Ｃに調整した。

鋳造後、取り出した鋳造物の表面の焼き付き（酸化）状
態を目視にて評価した。

＝　１１− 評価基準は以下の通りである。

○・・・焼き付き無し △・・・焼き付きが少ない ×・・・焼き付きが多い その結果を次の第３表に示す。

第３表 〔発明の効果〕 本発明の高融点金属鋳造用鋳型材にあっては、リン酸塩
系結合材の分解によるガスの発生を減少さセるために、
前もって鋳型を加熱する必要がない。

しかも、本発明の鋳型材を使用した場合、高融点金属、
例えばチタンを鋳造する場合においても鋳型を冷却する
必要がなく、表面の酸化が少ない上、高精度な鋳造物を
製造することができる。

特許出願人　　株式会社　ニラシン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）主成分である骨材に、結合材が添加されたもので
   あって、 上記骨材の５０重量％以上が、ＭｇＯ、ＺｒＯ＿２、Ａ
   ｌ＿２Ｏ＿３、ＣａＯ、Ｙ＿２Ｏ＿３からなる群より選
   ばれる少なくとも１種の金属酸化物から構成され、かつ
   結合材として、リン酸塩を含有することを特徴とする高
   融点金属鋳造用鋳型材。