JPH08104535A

JPH08104535A - 離型材スラリー

Info

Publication number: JPH08104535A
Application number: JP6235554A
Authority: JP
Inventors: Yasuko Osaki; 康子大崎; Hiroshi Usui; 寛臼井; Tsuneo Manabe; 恒夫真鍋
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1996-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】成形型材の表面に、窒化ホウ素を含む均質で安
定な反応抑制層を形成することにより、寸歩精度の良好
な結晶化ガラス歯科材料を製造する。【構成】窒化ホウ素５〜６０重量％、シリカコロイド１
〜２０重量％、溶媒に可溶または溶媒に均一に分散可能
な樹脂１〜２０重量％、高揮発性の有機溶媒と低揮発性
の有機溶媒の混合物からなる有機溶剤５０〜９０重量
％、リン酸カルシウム結晶２〜３０重量％からなる離型
材スラリー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、離型材スラリー、特に
リン酸カルシウム系結晶化ガラスによる歯科材料を成形
する際に用いられる型の離型材スラリーに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、種々のセラミックス系の歯科材料
が提案され、その一部は実用に供されつつある。これら
のうち、リン酸カルシウム系結晶化ガラスは成形性に優
れていること、また、物性が天然歯に酷似していること
等の特徴を有している。

【０００３】リン酸カルシウム系結晶化ガラス材料は、
ガラス融液の粘性が低く流動性に富むため成形が容易で
ある反面、成形する際に型材と反応しやすい。そこで、
型材の表面に窒化ホウ素を１重量％以上含有する反応抑
制層を設ける方法が提案されている（特公平１−１０４
４７号公報参照）。

【０００４】また、成形したリン酸カルシウム系ガラス
を型材中で熱処理し結晶化処理する場合には、型材の表
面にメタリン酸カルシウムの結晶を存在させると機械的
特性や審美性に優れた結晶化ガラスが安定的に得られる
こと（特公平２−５６２９１号公報参照）、さらに酸化
ストロンチウムを含有する組成のリン酸カルシウム系結
晶化ガラスにおいては、ストロンチウムが固溶したリン
酸カルシウム結晶を存在させた型材が有効であること
（特開平４−２３１３４４号公報参照）が提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】成形型材の表面に、窒
化ホウ素を含む反応抑制層を設けるための簡便な方法と
して、窒化ホウ素に適当な結合材や骨材を加え、これを
型の表面に塗布するか、またはロストワックス法等によ
る場合には型面の原型（ワックスパターンなど）の表面
に塗布した後に型基材で原型を埋没した後適当な方法で
原型を除去する方法がある。しかしながらこのような目
的に使用するには、単に必要な成分を混ぜ合わせただけ
ではその均質性や安定性が得られ難く、成形体の表面性
状にも問題がおこりがちであった。本発明は、成形型材
の表面などに、窒化ホウ素を含む反応抑制層を設けるた
めの離型材を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、窒化ホウ素５
〜６０重量％、シリカコロイド１〜２０重量％、溶媒に
可溶または溶媒に均一に分散可能な樹脂１〜２０重量
％、有機溶剤５０〜９０重量％からなる離型材スラリー
を提供するものである。

【０００７】この離型材スラリーは、型材の表面に層を
形成し、成形型材と被成形材との離型性を良好にするの
に用いる。離型材スラリーは、焼成して有機成分を除去
することにより、耐熱性のある離型層を形成することが
できる。成形型材および被成形材は特に限定されない
が、たとえばガラスを鋳造成形する場合の型材に好適に
用いることができる。

【０００８】窒化ホウ素は、被成形材と型材の離形作用
を付与するために必須である。窒化ホウ素の含有量が５
重量％未満では、離型効果が不十分であり不適当であ
る。窒化ホウ素の含有量は多いほど離型性は増すが、６
０重量％を超えると離型材スラリーの流動性が不十分に
なり、硬化後の機械的強度も低下するので不適当であ
る。窒化ホウ素として具体的には、ＢＮの組成式で現さ
れる六方晶系の窒化ホウ素の粉末が好ましい。

【０００９】シリカコロイドは加熱処理したときに窒化
ホウ素の結合剤となるものであり、強度を維持するため
には固形分として１重量％以上を配合することが必要で
ある。しかし、シリカコロイドが多すぎると窒化ホウ素
の離型作用が弱められるので、シリカコロイドの量は固
形分として２０重量％以下であることが必要である。シ
リカコロイドのより好ましい含有量は、３〜１０重量％
である。

【００１０】シリカコロイドは、粉末状のものを使用し
てもよく、あるいは溶媒に分散された状態のものを使用
してもよい。溶媒としては、アルコール系のものが好ま
しいシリカコロイド。粉末の場合は、一次粒子径が１〜
１００ｎｍ程度のものが好ましい。分散液の場合は、シ
リカの分散粒子径が０．１〜５０μｍ程度のものが好ま
しい。

【００１１】樹脂成分はスラリーの均質性を維持し、塗
布時などにおける操作性を向上させる働きをもつ。樹脂
成分としては有機溶媒に可溶または均一に分散するもの
であればよく、加熱処理するときに有害なガスを発生す
るものは避ける方が好ましい。例えば、種々の分子量か
らなるエチルセルロース、エチルハイドロキシエチルセ
ルロース、ニトロセルロースあるいはポリビニルブチラ
ールなどが好ましく利用できる。樹脂成分の量は、樹脂
の種類および溶媒の種類と量との兼ね合いで、適度の粘
性をもつように調節するのが好ましいが、１重量％より
少ない場合にはスラリー均質性向上効果が得られない。
２０重量％を超える場合は加熱処理後の離型材が崩れや
すくなり好ましくない。樹脂成分のより好ましい含有量
は、２〜１０重量％である。粘度調整などの目的で、複
数の樹脂を混合して用いることもできる。

【００１２】有機溶媒は、樹脂を均一に溶解または分散
し、かつ、窒化ホウ素、シリカコロイドや他の成分を分
散させるのに十分な量が必要であり、５０重量％以上は
必要である。有機溶媒の含有量は、塗布しようとする型
材または型の原型の材質や形状、塗布方法などに応じて
調節されるが、９０重量％を超えるとスラリーの均一性
が損なわれるので不適当である。有機溶媒の含有量が５
５〜７０重量％の場合は、特に好ましい。

【００１３】有機溶媒は、スラリーに適当な粘度と乾燥
速度を与えるよう、比較的揮発性の高いものと揮発性の
低いものの１種類またはいくつか組み合わせて使用する
のが好ましい。

【００１４】高揮発性の有機溶媒として、沸点が１５０
℃以下、さらに好ましくは沸点が１００℃以下のものが
好ましい。具体的には、メタノール、エタノール、プロ
パノール、ブタノールの炭素数４以下のアルコールが好
ましい。

【００１５】低揮発性の有機溶媒として、沸点が１５０
℃以上、さらに好ましくは沸点が２００℃以上のものが
好ましい。具体的には、トリメチルペンタンジオールイ
ソブチレート、ジエチレングリコールモノブチルエーテ
ルアセテート、α−テルピネオールが挙げられる。純物
質以外にも、パインオイル（マツから抽出されるα−テ
ルピネオールを主成分とする油状液）のような、天然物
あるいは合成、半合成物の混合物が使用できる。

【００１６】高揮発性の有機溶媒と低揮発性の有機溶媒
の混合割合は、目的に応じた乾燥速度が得られるように
適宜調整するのが好ましいが、シリカコロイドを安定に
分散させるためには、高揮発性の有機溶媒の量が、シリ
カゾルに含まれるアルコールなどの分も含めて、スラリ
ー全体の１０〜６０重量％が好ましく、特に２０〜４０
重量％が好ましい。低揮発性の有機溶媒は、スラリー全
体の５〜５０重量％が好ましく、特に１０〜４０重量％
が好ましい。

【００１７】本発明の離型材スラリーは、金属やガラス
など種々の材料の成形に用いることができる。ガラスを
鋳造成形した後、そのまま結晶化させることもできる。
本発明の離型材スラリーを、リン酸カルシウム系ガラス
の成形結晶化の型材に用いる場合には、離型材スラリー
中にメタリン酸カルシウム結晶を２〜３０重量％程度含
有させることが好ましい。離型材スラリー中に配合され
たメタリン酸カルシウム結晶は、ガラスから結晶が析出
する場合の種結晶として作用し、結晶化ガラス表面近傍
の構造を均一化して、緻密で強度の高い結晶化ガラスが
得ることができる。メタリン酸カルシウム結晶の配合量
が２重量％より少ない場合には、結晶化を均一にする効
果が十分に発揮できないおそれがあるので好ましくな
い。メタリン酸カルシウム結晶の配合量が、３０重量％
を超える場合には、窒化ホウ素の離型効果を損ねるおそ
れがあるので好ましくない。

【００１８】また、ガラス組成によってはメタリン酸カ
ルシウムとは異なり、例えばストロンチウムが固溶した
メタリン酸カルシウムの結晶が析出した結晶化ガラスが
得られる場合があり、そのような場合には、種結晶とし
てのメタリン酸カルシウム結晶も、同様にストロンチウ
ムが固溶したメタリン酸カルシウム結晶を用いるのが好
ましい。

【００１９】さらに、離型材スラリーには、窒化ホウ素
の分散性を向上させる目的で、界面活性材をなどを適宜
添加することも可能である。

【００２０】離型材スラリーは上記配合成分を混合する
ことにより作製できるが、各成分を十分に混合すること
が必要である。すべての成分を一度に混合してもよい
が、特に樹脂とシリカコロイドは単にかき混ぜるだけで
は十分混合しないおそれがあるので、予めそれぞれを有
機溶剤に溶解あるいは分散させてから混ぜ合わせるのが
好ましい。混合手段としては、スラリーの粘度にもよる
が、スターラーを用いる方法、乳鉢あるいはミキサーを
用いる方法、ボールミル、ロールミルを用いる方法など
を適宜採用できる。また、場合によっては適当に加熱す
ることによって混合を促進させることもできる。アルコ
ールや他の溶剤が揮散するおそれのあるときは、蓋付き
の容器を使用するとよい。

【００２１】この離型材スラリーを用いて、型材の表面
に離型性の優れた層を形成する方法としては、型材の表
面に刷毛またはコテなどで塗り付ける方法、スプレーな
どで吹き付ける方法、型をこのスラリーに浸した後引き
上げる方法など種々の方法が採用できる。また、場合に
よっては型材の全部をこの離形材によって作製すること
も可能である。いずれの場合にしても、型表面の強度を
高めるために適当な温度で加熱処理することが好まし
い。

【００２２】歯科材料の鋳造成形によく用いられるロス
トワックス法においては、パラフィンワックス製の原型
（ワックスパターン）に本発明の離型材スラリーを塗布
し、これを埋没材とよばれる成形型材のスラリー中に埋
没し、加熱処理して型材を硬化させると同時に、ワック
スパターンを除去しその部分にできた空隙にガラスを鋳
造する。ここで、上記埋没処理の前に、ワックスパター
ンの表面に種々の方法で離型材スラリーを塗布しておく
と、加熱処理で型材が硬化するときに、離型材スラリー
も焼成されて、型基材の表面に離型層を形成する。

【００２３】離型材層の厚さは、被成形体の材質、大き
さ、形状、成形温度などに応じて適宜調整するのが好ま
しいが、１０〜３００μｍの範囲にあることが好まし
い。

【００２４】離型層は、成形の際には加熱処理により、
有機成分を除去しておくことが必要である。有機成分が
残留している場合には、気体の発生によりガラス成形体
へ気泡が巻き込まれたり、あるいは、リン酸カルシウム
系ガラスのように高温で比較的還元されやすいガラスの
場合には、還元による着色が発生するなどの不都合があ
る。加熱処理後の離型材層は、窒化ホウ素および種結晶
を用いている場合には種結晶が、シリカバインダーで結
合された構造を有している。

【００２５】

【実施例】

実施例１イソプロパノール３０重量部にポリビニルブチラール樹
脂（電気化学工業株式会社製、ポリビニルブチラール２
０００Ｌ）を４重量部加え、撹拌して溶解した。これを
乳鉢に入れ、窒化ホウ素粉末２０重量部、メタリン酸カ
ルシウム結晶粉末１０重量部、コロイド状シリカ粉末
（触媒化成工業株式会社製、商品名ＯＳＣＡＰ）６重量
部を加えて混ぜ、さらにパインオイル３０重量部を加え
てよく混合し、離型材スラリーを作製した。

【００２６】長さ２０ｍｍ、幅２ｍｍ、厚さ２ｍｍのア
クリル樹脂製の棒に上記の離型材スラリーを塗ったとこ
ろスラリーは滑らかでのびがよく、薄く均一に塗ること
ができた。これをゴム製の台上に立てて柔らかいワック
ス（而至歯科工業株式会社製、商品名ユーティリティー
ワックス）で固定した。ゴム製の台の上にスラリーを塗
ったアクリル樹脂棒を囲むように金属製のリングを置
き、リング内に歯科用埋没材（株式会社トクヤマ製、商
品名ブルーベスト）粉末を水で溶いたスラリーを流し込
み、硬化させた後、ゴム台を外して電気炉に入れ、７０
０℃で熱処理することによって鋳型を作製した。

【００２７】この鋳型を６５０℃に保持し、１１００℃
で溶融したＰ₂ Ｏ₅ が６７重量％、ＣａＯが２６重量
％、Ａｌ₂ Ｏ₃ が４重量％、Ｃｅ₂ Ｏ₃ が３重量％のガ
ラスを遠心鋳造により鋳造し、そのまま、型とともに７
００℃で１６時間保って結晶化した。結晶化の後、室温
まで冷却し、結晶化ガラスを型材から取り出した。得ら
れた結晶化ガラス鋳造体は半透明で均一に結晶化してお
り、表面は滑らかで、棒の形状が正確に再現されてい
た。

【００２８】スラリーの保存安定性試験のために、スラ
リーを容器に入れて密閉し、４０℃の恒温槽中に４ヶ月
保存した後、はじめと同様にして鋳型を作製し、ガラス
を鋳造結晶化した。スラリーには少量の上澄み部分が生
じていたものの軽くかき混ぜることによって容易に均一
化することができ、はじめと同様に薄く滑らかに塗るこ
とができた。また、はじめと同様に美しい外観をもつ結
晶化ガラス鋳造体が得られた。

【００２９】実施例２分子量の異なる２種類のエチルセルロース（米国ハーキ
ュレス社製、商品名Ｎ−７およびＮ−２２）それぞれ１
重量％と４重量％およびポリビニルブチラール樹脂（電
気化学工業株式会社製、商品名ポリビニルブチラール２
０００Ｌ）１０重量％、溶媒としてα−テレピネオール
５５重量％、ジエチレングリコールモノブチルエーテル
アセテート３０重量％からなる液３６重量部に、約３０
重量％のシリカコロイドを含みイソプロパノールを溶媒
とするシリカバインダー液（触媒化成工業株式会社製、
商品名ＯＳＣＡＬ１４３２）１８重量部、窒化ホウ素１
９重量部、Ｐ₂ Ｏ₅ として５０モル％のリン酸とＣａＯ
として３７モル％のカルシウムＳｒＯとして１３モル％
のストロンチウムを含有するストロンチウムが固溶した
メタリン酸カルシウム結晶粉末９重量部、イソプロパノ
ール１８重量部を加えて十分に混ぜて、離型材スラリー
を作製した。

【００３０】歯冠形状のワックスパターンに上記のスラ
リーを極く薄く塗布して乾燥した後、歯科用埋没材（株
式会社松風製、商品名ユニベストノンプレシャス）を用
いて通法に従って埋没およびワックス焼却を行って鋳型
を作製した。

【００３１】この型材を６５０℃に保持し、１１００℃
で溶融したＰ₂ Ｏ₅ が６７重量％ＣａＯが１６重量％、
ＳｒＯが１０重量％、Ａｌ₂ Ｏ₃ が４重量％、Ｃｅ₂ Ｏ
₃ が３重量％のガラスを遠心鋳造により鋳造し、そのま
ま、型とともに７００℃で１６時間保って結晶化した。
結晶化の後、室温まで冷却し、結晶化ガラスを型材から
取り出した。得られた結晶化ガラス鋳造体は半透明で均
一に結晶化しており、表面は滑らかで、ワックスパター
ンの形状が正確に再現されていた。

【００３２】スラリーの保存安定性試験のために、スラ
リーを容器に入れて密閉し、４０℃の恒温槽中に４ヶ月
保存した後、はじめと同様にして鋳型を作製し、ガラス
を鋳造結晶化した。スラリーには少量の上澄み部分が生
じていたものの軽くかき混ぜることによって容易に均一
化することができ、はじめと同様に薄く滑らかに塗るこ
とができた。また、はじめと同様に美しい外観をもつ結
晶化ガラス鋳造体が得られた。

【００３３】実施例３実施例２の離型材スラリーのメタリン酸カルシウムに代
えて、同じ重量の窒化ホウ素粉末を加え、窒化ホウ素を
合計２８重量部にした以外は実施例２と同様にして離型
材スラリーを作製した。

【００３４】型の内側に上記の離型材スラリーを塗り７
００℃で１時間焼成したところへ、１１００℃で溶融し
たＰ₂ Ｏ₅ が６７重量％ＣａＯが１６重量％、ＳｒＯが
１０重量％、Ａｌ₂ Ｏ₃ が４重量％、Ｃｅ₂ Ｏ₃ が３重
量％のガラスを流し入れてガラスのブロックを作製し
た。冷却後、ガラスは型から容易に取り出すことがで
き、きれなガラスブロックが得られた。

【００３５】

【発明の効果】本発明の離型材スラリーは、滑らかで塗
布性が良好であるため、型表面に薄く均一な厚さの離型
層を形成することができる。また、乾燥の速度の制御す
ることが可能であり、クラックの発生などの乾燥時に生
じる問題点も解決することができる。この離型材スラリ
ーにより形成した離型層を有する鋳型を用いて、リン酸
カルシウム系結晶化ガラスを製造する場合には、寸法精
度が高く、表面の平滑な結晶化ガラスが歯科材料が得ら
れる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】窒化ホウ素５〜６０重量％、シリカコロイ
ド１〜２０重量％、溶媒に可溶または溶媒に均一に分散
可能な樹脂１〜２０重量％、有機溶剤５０〜９０重量％
からなる離型材スラリー。
【請求項２】有機溶媒が、高揮発性の有機溶媒と低揮発
性の有機溶媒の混合物である請求項１の離型材スラリ
ー。
【請求項３】メタリン酸カルシウム結晶またはストロン
チウムが固溶したリン酸カルシウム結晶を２〜３０重量
％含有する請求項１または請求項２の離型材スラリー。
【請求項４】リン酸カルシウム系結晶化ガラス歯科材料
の製造に用いる型材の作製に使用する請求項１〜３いず
れか１の離形材スラリー。