JPH0967628A

JPH0967628A - 歯科用金・チタン系合金

Info

Publication number: JPH0967628A
Application number: JP7223704A
Authority: JP
Inventors: Shosuke Otsuka; 昌助大塚; Osamu Okuno; 攻奥野; Kazunori Iijima; 一法飯島; Takechika Takada; 雄京高田; Toshiyuki Takahashi; 俊幸高橋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 1997-03-11

Abstract

(57)【要約】【課題】機械的性質が良く、生体安全性が高く、鋳造や
加工のしやすい歯科用に適した歯科用金・チタン合金を
提供する。【解決手段】金・チタン合金であって、チタンが３重量
％以下で含有する歯科用用金・チタン合金、及び該合金
において更にＡｇ７重量％以下、Ｃｕ２０重量％以
下、Ｐｔ７重量％以下、Ｐｄ２重量％以下、Ｚｎ４
重量％以下Ｉｒ２重量％以下、及びＩｎ１０重量％以
下の群から選ばれる一種以上を含有する歯科用金・チタ
ン合金。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術】本発明は歯科用金合金、特に機械
的性質が良く、生体安全性が高く、鋳造や加工のしやす
い歯科用に適している新規な歯科用金・チタン系合金に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、歯科鋳造用金合金は、すぐれ
た性質を有し、歯科材料として歯冠修復用、義歯床用、
クラスプ用、バー用、歯科インプラント用などとして広
く応用されている。即ち、金は耐蝕性の最も優れた元素
であり、展延性に富み、加工性の良好なものであるが、
歯冠修復材料として軟らかすぎるため、種々の元素を添
加して使用目的に応じた合金として使用されている。そ
して金合金は優れた耐久性と加工性を有する上に、生体
安全性の点ですぐれているため、歯科用合金の一つとし
て最も古くから使用されているのである。この金合金
は、金を主成分とし、これに銀、銅を加えた三元素合金
が基本であり、さらに、この金・銀・銅三元素合金に白
金、パラジウム、インジウム、イリジウム、スズ、亜鉛
などの元素を添加した加工用金合金あるいは鋳造用金合
金、陶材溶着冠用金合金がある。一方、チタンは耐蝕性
及び生体適合性が極めて高く、比重が小さく、資源が豊
富であるなどの特徴を有するので、純チタンあるいはチ
タンの含有率の高い合金が歯科用鋳造修復用合金（例え
ば特開昭６１−２２３１５１号公報）として使用されて
いる。しかしながら、これまで歯科用鋳造用合金として
金・チタン合金を使用した例は見られない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】チタンは軽くて強く、
また耐食性や生体安全性が良いという長所を持つが、融
点が高く（１６６８℃）、高温で非常に活性であり、酸
素や埋没材と反応しやすく、歯科鋳造が難しいため、特
別な鋳造機や埋没材を必要とする等の欠点を有し、又金
は化学的に安定であり、融点も低く（１０６３℃）鋳造
や加工がしやすいという長所を持つが、強さや硬さが小
さいという欠点をもち、Ｐｄなどの添加元素の量がこれ
までのものは比較的多く、生体安全性等の点で問題があ
り、これら従来の歯科用合金は必ずしも歯科用として具
備すべき諸条件、即ち生物学的要件と耐蝕性に代表され
る化学的要件及び鋳造や加工しやすい等の機械的要件を
十分にかつ同時に満たすものではなかった。したがって
歯科用合金としては、耐食性や生体安全性がよく、且つ
機械的性質がよく、鋳造や加工しやすい合金の開発が望
まれるところである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記の課題
を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、金とチタンとの
合金であって、比重の小さいチタンを金に少量添加した
ものが前記の課題を一挙に解決し、目的を達成し得るも
のであることを見出し、本発明に到達したものである。
即ち、本発明は、金・チタン合金であって、チタンを
３重量％以下で含有する歯科用金・チタン系合金、およ
びＡｇ７重量％以下、Ｃｕ２０重量％以下、Ｐｔ
７重量％以下、Ｐｄ２重量％以下、Ｚｎ４重量％以
下、Ｉｒ２重量％以下及びＩｎ１０重量％以下の群か
ら選ばれる一種以上を含有する記載の歯科用金・チタ
ン系合金、に関する。本発明の金、チタン合金は、金の
含有量９９．５〜６３．０重量％であり、チタンを３重
量％以下を含有するものであり、好ましくは１〜２重量
％のチタンを含有する。これにより以下のような歯科用
合金としての要件、（１）耐食性や生体適合性を低下さ
せる可能性のある合金元素を金に加えないかあるいは加
えてもごく少量で歯科鋳造用合金としての機械的性質を
満たすことができる、（２）従来、金を強化するために
融点を高くする白金やパラジウムを合わせて５％以上加
える場合が多いが、チタンの金への添加はこれより少量
ですむため、金合金の融点を低くすることができ、鋳造
を容易にする、（３）チタンは他の合金添加元素と異な
り金への少量の添加で歯科鋳造用合金としての機械的性
質を十分満たすことができるから、金色を損なわずに歯
科鋳造用金合金を作ることができる、を満たすことがで
きる。又、この金・チタン合金はさらに他の金属Ａｇ：
０〜７重量％、Ｃｕ：０〜２０重量％、Ｐｔ：０〜７重
量％、Ｐｄ：０〜２重量％、Ｚｎ：０〜４重量％、Ｉ
ｒ：０〜２重量％、Ｉｎ：０〜１０重量％が単独又は複
合して添加されてもよいものである。これらの金属を添
加することにより、次のような効果が奏せられる。（１）Ａｇ，Ｃｕ，Ｉｎ：融点を更に下げることができ
る。（２）Ｃｕ，Ｐｔ，Ｐｄ：機械的性質を更に向上させる
ことができる。（３）Ｚｎ：脱酸効果があり鋳造欠陥を減らすことがで
きる。（４）Ｉｒ：鋳造体の結晶粒を微細化し機械的性質を向
上させる。（５）Ｉｎ：陶材を焼き付け易くする。金合金に陶材を
焼き付けると天然歯に近い色調にすることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の金・チタン合金は例えば
以下の方法により作製することができる。原料スポンジ
チタンを融解し、純チタンインゴットを作製する。スポ
ンジチタンの融解は例えばアルゴンアーク炉で行うこと
ができる。得られた純チタンの一定量と純金とを融解
し、金・チタン合金インゴットを作製する。このとき、
純チタンを３重量％以下、例えば０．５〜３．０重量％
に変えて各種金・チタン合金を作製することができる。
又、他の添加元素、銀、銅、白金、パラジウム、亜鉛、
イリジウム、インジウムの一種又はそれ以上の少量を前
記金及びチタンと共に融解して、所望の含有量の金、チ
タン、添加元素からなる金・チタン合金を作製する。添
加元素の添加量は例えばＡｇ７重量％以下、Ｃｕ２０
重量％以下、Ｐｔ７重量％以下、Ｐｄ２重量％以下、
Ｚｎ４重量％以下、Ｉｒ２重量％以下、およびＩn １
０重量％以下である。

【０００６】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。ま
た実施例中で用いられている％は特に断わらない限り、
重量％を表わす。実施例１スポンジチタン（９９．８重量％）をアルゴンアーク炉
で融解し、純チタンインゴットを作製した。純金（９
９．９９重量％）とこの純チタンを０．５、１．０、
１．５、２．０重量％Ｔｉの組成となるように秤量し、
アルゴンアーク炉で融解して１０ｇのＡｕ-Ｔｉ合金の
インゴットを作製した。これらの各組成の合金をφ２×
１５ｍｍの棒状にアルゴンキャスターＴ（松風（株）
製）を用いて鋳造した。なお、埋没材としてブルーベス
ト（徳山曹達（株）製）を用いた。この棒状の鋳造体を
２ｍｍの長さに切断し、試料として各種物性の測定を行
った。はじめに、溶体化処理の時間を求めるため、Ａｕ
-２．０重量％Ｔｉの試料を石英管に真空封入し、１０
００℃で５、１０、２０、３０、６０分間加熱急冷し
た。これらの試料の硬さを荷重２００ｇの条件でマイク
ロビッカース硬度計（明石（株））を用いて測定した。
その結果、１０分から６０分まで硬さに変化はなかった
ため、各試料の溶体化処理条件を１０００℃で１０分間
加熱急冷とした。次に、各組成のＡｕ-Ｔｉ合金を、前
述の条件に基づき溶体化処理し、各々の硬さを測定し
た。溶体化処理後の各Ａｕ-Ｔｉ合金について、加熱温
度を４００、５００、６００、７００℃、加熱時間を
５、１０、２０、３０、６０分とした条件で、時効処理
を行い、硬さを測定した。比較のため、ａｓｃａｓｔ
（鋳造のまま）の試料についても同様の方法で硬さを測
定した。なお、硬さは１試料５点について平均と標準偏
差を求めた。Ａｕ-２．０重量％Ｔｉ合金の時効温度お
よび時効時間と硬さの関係を図１に示す。各時効時間で
の硬さを比較すると、４００℃、５００℃、６００℃の
順で硬さが大きくなっており、７００℃では６００℃に
比べ硬さが小さく、５００℃と同程度の硬さを示した。
時効時間に関しては、５００℃、６００℃では１０分程
で硬さがほぼ一定であったが、７００℃では５分で硬さ
が最大となった後、減少傾向となり、４００℃では６０
分まで上昇傾向を示した。以上より明らかなように、Ａ
ｕ-２．０重量％Ｔｉ合金では６００℃、１０分で硬さ
は最大であった。又、他の組成のＡｕ-Ｔｉ合金におい
ても同様の条件で最も硬くなった。次に、ａｓｃａｓ
ｔ、溶体化処理、時効処理（６００℃、１０分）での各
Ａｕ-Ｔｉ合金の硬さを図２に示す。いずれの場合にお
いてもチタン添加量の増加に伴い硬さが増加しているこ
とが分かる。組成別にみると、Ａｕ-０．５重量％Ｔｉ
合金では時効硬化はしていない。Ａｕ-１．０、１．
５、２．０重量％Ｔｉ合金は、溶体化処理では３組成と
もＡＤＡ規格のＴｙｐｅＩ相当の硬さを示し、時効処
理ではＡｕ-２．０重量％Ｔｉ合金がＴｙｐｅ IV 相当
の硬さを示した。ａｓｃａｓｔでも時効処理したもの
に硬さは近い。これらの時効硬度は、Ａｕ-Ｔｉ系状態
図(ASM Handbook Volume 3 Alloy Phase Diagrams, Ed.
Hugh Baker, ASM International, 1992, Section 2・7
8)から、Ａｕ-Ｔｉの固溶体中への金属間化合物Ｔｉ-Ａ
ｕ₄の析出によるものと考えられ、チタンの添加量が増
加するとＴｉ-Ａｕ₄の析出量が増加するために、硬さが
増加すると考えられる。このように、少量のチタンを金
に添加することで、合金の機械的性質は大きく変化し
た。また、同一組成でもａｓｃａｓｔ、溶体化処理、
時効処理と、熱処理条件を変えることによって硬さはＴ
ｙｐｅＩからＴｙｐｅ IV まで得られた。このよう
に、その硬さからみて本発明の金・チタン合金は歯科用
として有用であることが分かる。

【０００７】実施例２実施例１と同様に操作して、添加物を有する以下の組成
の金・チタン合金を得た。Ａｕ（金２３Ｋ）１８．２４６ｇ（９１．２％）Ｔｉ（チタン純度９９．８％以上）０．４ｇ（２％）添加物（α）１．３５４ｇ（６．８％）（白金１．２３％、パラジウム０．０７％、銀１．０７％、銅３．４９％、亜鉛０．７１％、イリジウム０．２３％）この金・チタン合金の硬さ及び引張試験の結果は以下の
通りである。ビッカース硬さ試験（３００ｇ１５″）２１８（ＨＶ）２１４（ＨＶ）２１４（ＨＶ）２０６（ＨＶ）２１４（ＨＶ）平均２１３（ＨＶ）引張試験（φ２．０ｍｍ×５０ｍｍ）６７^kgf／ｍｍ² 〔ｋｇｆにおけるｆはフォース（応力）を示す〕伸び（％）２．１１％実施例３実施例１と同様にして、以下の組成の金・チタン合金を
得た。Ａｕ（金２２Ｋ）１５．４３２ｇ（７７．１６％）Ｔｉ（チタン９９．８％以上）０．３ｇ（１．５％）添加物（α）４．２６８ｇ（２１．３４％）（白金３．８８％、パラジウム０．８％、銀３．９３％、銅１０．３３％、亜鉛１．６７％、イリジウム０．７３％）この金・チタン合金の硬さ及び引張試験の結果は以下の
通りである。実施例４実施例１と同様にして、以下の組成の金・チタン合金を
得た。Ａｕ（金２１Ｋ）１２．６１ｇ（６３．０５％）Ｔｉ（チタン９９．８％以上）０．２ｇ（１％）添加物（α）７．１９ｇ（３５．９５％）（白金６．５２％、パラジウム１．０３％、銀６．３１％、銅１７．７４％、亜鉛３．１２％、イリジウム１．２３％）この金・チタン合金の硬さ及び引張試験の結果は以下の
通りである。実施例５実施例１と同様にして、以下の組成の金・チタン合金を
得た。含有量含有割合Ａｕ（金純度９９．９％以上）１２ｇ（６０％）Ｔｉ（チタン純度９９．８％以上）０．２ｇ（１％）Ｐｔ（白金純度９９．９％以上）０．７６ｇ（３．８％）Ｐｄ（パラジウム純度９９．９％以上）０．１４ｇ（０．７％）Ａｇ（銀純度９９．９％以上）１．０８ｇ（５．４％）Ｃｕ（銅純度９９．９％以上）３．９ｇ（１９．５％）Ｚｎ（亜鉛純度９９．９％以上）１．０ｇ（２％）Ｉｎ（インジウム純度９９．９％以上）０．９２ｇ（７．６％）この金・チタン合金の硬さ及び引張試験の結果は以下の
通りである。

【０００８】

【本発明の効果】金に少量のチタンを添加することによ
り金の機械的性質を強化できそれにより、歯科用とし
て、金及びチタンは耐食性がきわめて良好であり、生
体との親和性がよい、チタンを少量添加することによ
り金を大きく強化できるので、金の鋳造や加工特性を損
なうことなく保持し、又、その他の添加強化元素であ
るＡｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｉｒ、Ｉｎについて
も従来の金合金に比べて極少量で十分であるので、これ
らの合金元素によるアレルギーになる確率は著しく減少
することができ、従来の金合金に比べ添加元素の総量
を極めて低くでき純金に近い状態で歯科用としてその目
的に合った合金とすることができる等のすぐれた効果を
奏する合金である。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａｕ-２．０重量％Ｔｉ合金の時効処理温度、
時間と硬さの関係を示す図である。

【図２】ａｓｃａｓｔ、溶体化処理、時効処理（６０
０℃；１０分）での各Ａｕ-Ｔｉ合金の硬さを示す図で
ある。

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【手続補正書】

【提出日】平成７年９月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】実施例２実施例１と同様に操作して、添加物を有する以下の組成
の金・チタン合金を得た。Ａｕ（金２３Ｋ）１８．２４６ｇ（９１．２％）Ｔｉ（チタン純度９９．８％以上）０．４ｇ（２％）添加物（α）１．３５４ｇ（６．８％）（白金１．２３％、パラジウム０．０７％、銀１．０７％、銅３．４９％、亜鉛０．７１％、イリジウム０．２３％）この金・チタン合金の硬さ及び引張試験の結果は以下の
通りである。実施例３実施例１と同様にして、以下の組成の金・チタン合金を
得た。Ａｕ（金２２Ｋ）１５．４３２ｇ（７７．１６％）Ｔｉ（チタン９９．８％以上）０．３ｇ（１．５％）添加物（α）４．２６８ｇ（２１．３４％）（白金３．８８％、パラジウム０．８％、銀３．９３％、銅１０．３３％、亜鉛１．６７％、イリジウム０．７３％）この金・チタン合金の硬さ及び引張試験の結果は以下の
通りである。実施例４実施例１と同様にして、以下の組成の金・チタン合金を
得た。Ａｕ（金２１Ｋ）１２．６１ｇ（６３．０５％）Ｔｉ（チタン９９．８％以上）０．２ｇ（１％）添加物（α）７．１９ｇ（３５．９５％）（白金６．５２％、パラジウム１．０３％、銀６．３１％、銅１７．７４％、亜鉛３．１２％、イリジウム１．２３％）この金・チタン合金の硬さ及び引張試験の結果は以下の
通りである。実施例５実施例１と同様にして、以下の組成の金・チタン合金を
得た。含有量含有割合Ａｕ（金純度９９．９％以上）１２ｇ（６０％）Ｔｉ（チタン純度９９．８％以上）０．２ｇ（１％）Ｐｔ（白金純度９９．９％以上）０．７６ｇ（３．８％）Ｐｄ（パラジウム純度９９．９％以上）０．１４ｇ（０．７％）Ａｇ（銀純度９９．９％以上）１．０８ｇ（５．４％）Ｃｕ（銅純度９９．９％以上）３．９ｇ（１９．５％）Ｚｎ（亜鉛純度９９．９％以上）１．０ｇ（２％）Ｉｎ（インジウム純度９９．９％以上）０．９２ｇ（７．６％）この金・チタン合金の硬さ及び引張試験の結果は以下の
通りである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋俊幸宮城県仙台市青葉区水の森３−５−13− 105

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金・チタン合金であって、チタンを３重量
％以下で含有する歯科用金・チタン系合金。
【請求項２】Ａｇ７重量％以下、Ｃｕ２０重量％以
下、Ｐｔ７重量％以下、Ｐｄ２重量％以下、Ｚｎ４
重量％以下、Ｉｒ２重量％以下およびＩｎ１０重量％
以下の群から選ばれる一種以上を含有する請求項１記載
の歯科鋳造用金・チタン系合金。