JPH072617A - 歯科用埋没材組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱膨張および熱間強度に優れた歯科用埋没材
組成物を提供する。 【構成】 石膏およびメタリン酸金属塩を含有する歯科
用埋没材組成物である。この組成物は、さらにクリスト
バライトおよび石英よりなる群から選択される少なくと
も一種を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歯科用埋没材組成物に
関するものである。より詳細には本発明は、鋳型を膨張
させる際に高い熱膨張を得ることができ、かつ熱間強度
に優れた埋没材組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鋳造による成形法は、機械加工では難し
い複雑な形状のものをつくるのに適している。歯科精密
鋳造法においても鋳造による成形法が用いられ、ワック
スパターンを埋没材と呼ばれる膨張性耐火材料の中に埋
め込んで鋳型をつくり、加熱してワックスを取り除いた
後、鋳型に圧をかけて溶融金属を流し込むという方法が
用いられている。

【０００３】従来、歯科用埋没材鋳型を成形するための
歯科用埋没材としては、主成分として石膏およびクリス
トバライトを含有するクリストバライト系埋没材が広く
使用されている。しかしながら、このような埋没材で
は、これをいきなり高熱炉に入れて焼成するいわゆるヒ
ートショック法によって成形しようとすると、鋳型にク
ラック、割れ、破壊などが発生する。これを避けるため
には、ゆっくりとした予熱を必要とし、全成形工程に長
時間を要するという問題を有していた。

【０００４】このような問題を解決するために、急速加
熱型クリストバライト系埋没材が開発された。この埋没
材組成物は、例えば特開平４−３３０００６に記載され
ている様に主成分として焼石膏、クリストバライトおよ
び石英をいずれも２０重量％以上含有するものであり、
このような埋没材組成物を用いることによって耐熱衝撃
性に優れた鋳型が形成されるとともに、鋳型の製造時間
を大幅に短縮することができた。

【０００５】こうして製造された鋳型に溶融金属を流し
込んで鋳造を行なうに当たっては、合金が凝固収縮する
ために鋳型より小さくなる（鋳造収縮）。そこで、ワッ
クスパターンよりも大きい鋳型を作っておくことが必要
である。その為には埋没材組成物の鋳造成形に当たって
は前記パターンよりも膨張した鋳型とする必要がある。
この鋳型の膨張は、大部分が埋没材の膨張に依存してい
る。

【０００６】従来、歯科領域で鋳型を膨張させる手段と
しては、埋没材の熱膨張および硬化膨張を組み合わせた
方法（総合膨張法）が用いられているが、特に硬化膨張
への依存度が大きい。しかしながら硬化膨張は、経時的
に変化しやすいので均一な総合膨張が得られず、鋳造体
の適合精度がばらつくという欠点を有する。従って、総
合膨張法において、均一な膨張を起こす熱膨張への依存
度を高くすることが好ましい。しかしながら上記従来の
埋没材では、いずれも４００〜５００℃で石膏による熱
収縮が起こり、十分な熱膨張が得られないため、熱膨張
への依存度を高くすることは困難であった。

【０００７】熱膨張を高くするためには、埋没材中のク
リストバライトの含有量を高めることが好ましい。しか
しながら上記従来の急速加熱型クリストバライト系埋没
材組成物では、クリストバライトを２０重量％以上含有
することが必要とされているが、２５０℃付近での急激
な膨張を避けるため、現実にはクリストバライトの含有
量には限界があり、従って十分効果が得られるには至っ
ていない。さらに上記埋没材はいずれも、熱間強度が著
しく低いという欠点を有していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の欠点
を解決しようとするものであり、その目的は、石膏によ
る熱収縮に対抗して十分な熱膨張を達成すると共に、熱
間強度に優れた歯科用埋没材組成物を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の歯科用埋没材組
成物は、石膏およびメタリン酸金属塩を含有し、そのこ
とにより上記目的が達成される。

【００１０】

【作用】本発明の歯科用埋没材組成物において、石膏は
バインダーとして用いられ、他の成分同士を結合させて
埋没材の強度を高める作用を有する。従って、埋没材の
強度は、このバインダーの含有量に依存する。石膏は半
水塩の形態で用いられ、特に、熱収縮の少ないα半水塩
を含有するα石膏を用いることが好ましい。本発明の埋
没材組成物に用いられる石膏は、全組成物に対して２０
〜４０重量％の範囲で含有されることが好ましい。

【００１１】本発明の組成物は、埋没材の熱膨張および
熱間強度を高めるためにメタリン酸金属塩を含有させた
点に重要なポイントがあり、メタリン酸金属塩を含有す
ることによって、後述する様にクリストバライトを過大
に含有させなくとも高い熱膨張を得ることができるの
で、多量のクリストバライトによる２５０℃付近での急
激な熱膨張を抑制し得る。

【００１２】好適な実施態様ではメタリン酸金属塩は、
全組成物に対して０．０５〜５０重量％の割合で含有さ
れる。メタリン酸金属塩の含有量が０．０５重量％未満
の場合には、十分な熱膨張および熱間強度を有する埋没
材組成物が得られないため、好ましくない。一方、５０
重量％を超えると、硬化促進効果が過剰に作用するた
め、好ましくない。上記メタリン酸金属塩としては例え
ばメタリン酸アルミニウム、メタリン酸スズなどが挙げ
られる。

【００１３】好適な実施態様では、本発明の埋没材組成
物はさらにクリストバライトおよび／または石英を含有
する。クリストバライトおよび石英は、シリカの一種で
あり、ともに耐熱材として用いられる。これらは、埋没
材に耐熱性を付与し、さらに、熱膨張を調節する作用を
有する。これは、クリストバライトおよび石英が、それ
ぞれ特有の転移点で結晶形態が変化することに起因して
いる。例えば、石英は、５７５℃付近で低温型のα−石
英から高温型のβ−石英に変化する。一方、クリストバ
ライトは、２００〜２７０℃で低温型のα−クリストバ
ライトから高温型のβ−クリストバライトに転移する。
α型からβ型に変化すると密度が小さくなって容積が増
えるので急激に結晶が膨張する。そのため、石膏の熱収
縮による熱膨張の低下を補償できる。

【００１４】本発明の組成物に用いられるクリストバラ
イトは、全組成物に対して２０〜６０重量％の範囲で含
有されることが好ましい。クリストバライトの含有量が
２０重量％未満であると充分な熱膨張が得られないので
好ましくなく、一方、６０重量％を超えると急激な温度
変化に際して割れを生じる場合もある。尚、本発明では
前述の如くメタリン酸金属塩を含有させているのでクリ
ストバライトの含有量を軽減し得るという利点があり、
かかる観点においてはクリストバライトのより好ましい
含有量は２０〜４０重量％である。

【００１５】本発明の組成物に用いられる石英として
は、α石英が挙げられ、全組成物１００重量％に対して
２０〜５０重量％の範囲で含有されることが好ましい。
石英の含有量が２０重量％未満であると充分な耐熱性が
得られないので好ましくなく、一方、５０重量％を超え
ると硬化反応や操作性を悪くするので好ましくない。本
発明の組成物は、上記成分以外に、硬化促進剤、遅延剤
などの調節剤が用いられ得る。

【００１６】上記硬化促進剤は埋没材の硬化を促進し、
埋没材の強度を短時間に高める作用を有する。従って、
硬化時の膨張および硬化時間を調節するのみならず、３
００〜４５０℃に加熱した時に生じる、熱収縮（石膏に
よる）を防ぐことができる。本発明の組成物に用いられ
得る硬化促進材としては硫酸カリウム、遅延剤としては
クエン酸カリウム、塩化ストロンチウムなどが挙げら
れ、これらは全埋没材組成物に対して０．０００１〜
４．０重量％の範囲で含有されることが好ましい。

【００１７】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、下記の実施例は本発明を制限するもので
はなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更して実施
することは全て、本発明の技術的範囲に包含される。

【００１８】

【実施例】 （実施例１〜８および比較例１）表１に示す所定量の石
膏およびメタリン酸アルミニウムからなる試料１００ｇ
に対して水３０ｃｃを１０秒間かけて投入し、さらに手
練和を３０秒間、真空練和（歯科用真空練和機、回転数
３６５ｒｐｍ、真空圧６５０ｍｍＨｇ以上）を３０秒間
行なうことにより、本発明の埋没材組成物を得た。な
お、比較例ではメタリン酸アルミニウムを含有しない試
料を用いた。

【００１９】上記実施例および比較例で得られた埋没材
組成物について、室温２３±２℃、湿度５０±１０％、
水温２０℃の条件下で熱膨張試験を行った。すなわち、
各埋没材組成物を熱膨張試験片作製用金型に注ぎ、水の
投入開始から２時間後に型から取り出してＴＭＡ（リガ
ク社製）にセットした。昇温速度１０℃／ｍｉｎで常温
から７００℃までＴＭＡにて熱膨張を測定した。測定さ
れたデータは解析装置により解析されて熱膨張曲線を得
る。得られた熱膨張曲線から、３００〜４５０℃におけ
る各試験片の熱収縮率（％）を計測した。その結果を表
１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１から明らかな様に、メタリン酸アルミ
ニウムの含有量が増加するにつれて本発明の埋没材組成
物の熱収縮率は低くなり、熱膨張率は高くなっているこ
とから、本発明の組成物によって石膏による熱収縮を抑
制できることがわかった。

【００２２】（実施例９〜１１および比較例２〜９）表
２に示す所定量の石膏、石英、およびメタリン酸アルミ
ニウムを用いたこと以外は実施例１と同様にして本発明
の埋没材組成物を得た。なお、比較例ではメタリン酸ア
ルミニウムを含有しない試料を用いた。上記実施例およ
び比較例で得られた組成物は、上記の方法に基づいて熱
膨張試験を行った。その結果を表２に示す。

【００２３】

【表２】

【００２４】石英の含有量を０．５から４０．０％まで
増加させても（比較例２〜９）、熱収縮率はせいぜい
０．１３％まで低下するにとどまったのに対して、石英
の含有量を２０．０％に固定したときの実施例９（メタ
リン酸アルミニウムの含有量：１．０％）と比較例６と
を比較すると、実施例９では熱収縮率が０．０９％まで
低下し、熱収縮が著しく改善されることがわかった。ま
た同様に石英の含有量を５．０％に固定したときの実施
例１０（メタリン酸アルミニウムの含有量：３．０％）
および実施例１１（メタリン酸アルミニウムの含有量：
２０．０％）は比較例４に比べて熱収縮率がさらに改善
され、実施例１１では−０．５０％まで低下した。

【００２５】次に、圧縮強度に関するメタリン酸アルミ
ニウムの効果をみるために、上記比較例２と実施例１、
比較例３と実施例２、比較例４と実施例４、比較例５と
実施例５、比較例６と実施例７、および比較例７と実施
例８の埋没材組成物の圧縮強度をそれぞれ測定すること
にした。すなわち、室温２３±２℃、湿度５０±１０
％、水温２０℃の条件下で、各組成物をＪＩＳ Ｔ−６
６０１で定められた圧縮強度試験片作製用金型に注ぎ、
水の投入開始から１時間後に金型から取り出して炉にセ
ットした。昇温速度３０℃／ｍｉｎで常温から７００℃
まで加熱し、７００℃で１０分間焼成した後、炉から取
り出した。３０秒以内に、オートグラフ（島津社製）を
用いてクロスヘッドスピード１ｍｍ／ｍｉｎの測定条件
下で各試験片の最大破砕強度を測定することにより、圧
縮強度（Ｍｐａ）を得た。その結果を表３に示す。

【００２６】

【表３】

【００２７】表３から明らかな様に、実施例の組成物は
いずれも比較例の組成物に比べて圧縮強度が高くなって
いることから、メタリン酸アルミニウムを含有すること
によって熱間強度が高められることがわかった。

【００２８】（実施例１２〜１９および比較例１０〜１
４）表４に示す所定量の石膏、石英、クリストバライ
ト、およびメタリン酸アルミニウムを用いたこと以外は
実施例１と同様にして本発明の埋没材組成物を得た。な
お、比較例ではメタリン酸アルミニウムを含有しない試
料を用いた。上記実施例および比較例で得られた組成物
について、上記の方法に基づいて熱膨張試験および圧縮
強度試験を行った。その結果を表４に示す。

【００２９】

【表４】

【００３０】石膏と石英の含有量を同じにして、クリス
トバライトの一部をメタリン酸アルミニウムに置換した
ときの効果の変化は、比較例１０と実施例１２、比較例
１１と実施例１３、比較例１２と実施例１４、比較例１
３と実施例１５および比較例１４と実施例１６〜１９の
組成物をそれぞれ対比することによって明らかになる。
クリストバライトの代わりにメタリン酸アルミニウムを
少量含有している各実施例の組成物は、比較例の組成物
に比べて熱収縮率が小さくなっており、石膏による熱収
縮を抑制できることがわかった。また圧縮強度に関して
も、本発明の組成物は比較例の組成物に比べて７００℃
での熱間強度を高めることができた。

【００３１】（実施例２０〜２２）表５に示す組成の成
分を含有する試料１００ｇに対して３４ｃｃ、３３ｃ
ｃ、または３６ｃｃの水を１０秒間かけて投入したこと
以外は実施例１と同様にして本発明の埋没材組成物を得
た。

【００３２】

【表５】

【００３３】上記実施例で得られた組成物は、下記の方
法に基づき物性を評価した。なお、以下の物性評価はす
べて室温２３±２℃、湿度５０±１０％、水温２０℃の
条件で行なった。 １．凝結時間 上記実施例で得られたサンプルをＪＩＳ Ｔ−６６０１
で定められた円筒型のステンレス鋼製リング中に注い
で、荷重３００ｇのビッカー針が試料の上部から１ｍｍ
以上入らなくなるまでの時間（ｍｉｎ）を測定する。

【００３４】２．流動性試験 ＪＩＳ Ｔ−６６０１で定められた円筒型のステンレス
鋼製リングをガラス板上に置き、このリング中に上記実
施例で得られたサンプルを注いで、水の投入開始から２
分後にリングを静かに引き上げてガラス板上に練和泥を
残す。１分後に、ガラス板上に接する練和泥の最大直径
値と最少直径値を測定し、その平均値をフロー値（ｍ
ｍ）とする。

【００３５】３．圧縮強度試験 上記実施例で得られたサンプルをＪＩＳ Ｔ−６６０１
で定められた圧縮強度試験片作製用金型に注ぎ、水の投
入開始から３０分後に金型から試験片を取り出して７０
０℃の炉内へセットし、３０分間焼成した後、炉から取
り出して３０秒以内に測定した。 ４．硬化膨張試験 ＪＩＳ ６６０５−１９８７（歯科用硬質石膏）の凝結
膨張試験に準じて測定した。

【００３６】５．熱膨張試験 上述の試験法に準じる。 ６．適合状態 ブリッジへの適合状態を評価した。結果を表６に示す。

【００３７】

【表６】

【００３８】各実施例の組成物は、混水比の違いによっ
て若干差があるもののいずれも、熱膨張率および７００
℃での熱間強度が高かった。また、凝結時間、流動性、
硬化膨張率についても良好な結果が得られた。なお、ブ
リッジへの適合状態は実施例２２（混水比：０．３６）
の組成物が最も優れていた。

【００３９】

【発明の効果】上述の通り、本発明の歯科用埋没材組成
物によって熱膨張および熱間強度を向上させることがで
き、ヒートショック法での鋳造が可能となった。さらに
このような埋没材を用いることにより、滑沢な表面状態
を有する鋳造体が得られる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 石膏およびメタリン酸金属塩を含有する
   ことを特徴とする歯科用埋没材組成物。
2. 【請求項２】 さらに、クリストバライトおよび石英よ
   りなる群から選択される少なくとも一種を含有する請求
   項１に記載の埋没材組成物。
3. 【請求項３】 前記メタリン酸金属塩の含有量が、全埋
   没材組成物に対して０．０５〜５０重量％である請求項
   １または２に記載の埋没材組成物。