JPS61223151A - 歯科鋳造修復用合金 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は歯科鋳造修復用合金に係り、特に機械的性質な
らびに鋳造性に優れ、かつ表面あらさの小さいＴｉ−Ｐ
ｂ系およびＴｉ−Ｃｒ系の歯科鋳造修復用合金に関する
。

〔発明の背景〕

チタンは軽く、強く、延性があり、しかも強力な不動態
膜を形成するため耐食性が極めて優れている。しかも、
熱膨張が小さく、適度の熱伝導性があり、その上生体と
の馴染みが良く、為害作用がないことが細胞毒性試験や
動物実験などから確かめられている。このように、生体
とは極めて安定で適合性がよく、耐食性に優れ、かつ軽
くて強いチタンは歯科の修復物や補綴物などに用いる歯
科用材料として最適と考えられている。一方、現在歯科
用材料として用いられているＮｉ−Ｃｒ合金やＣｏ−Ｃ
ｒ合金など卑金属系合金の為害作用が問題となっており
、この点からも安全な歯科鋳造用チタン合金の開発が強
く望まれており、チタン合金をクラウンやインレーはも
ちろん義歯床などに用いれば口腔内粘膜との馴染み、軽
量性、強さから理想的な歯科用材料になるものと考えら
れる。

しかし、チタンには現在の歯科鋳造システムをそのまま
適用することができないという問題点がある。すなわち
、チタンは融点が１６７２℃と高く、しかも高温で活性
であるために酸素元素と激しく反応を起こして酸化し脆
化し、チタン本来の特性を失ってしまうことになる。こ
のために、チタン合金を高温不活性雰囲気中で溶解鋳造
ができるアルゴンアーク溶解装置の開発およびチタン合
金と反応して、鋳肌あれや伸びの低下、あるいは鋳巣−
が発生しない鋳型材である埋没材の研究開発などが、こ
の技術分野において活発に行なわれつつある。

本発明者らは、先に、チタン合金を高温不活性雰囲気中
で溶解するアルゴンアーク溶解加圧吸引鋳造機（岩谷産
業社製、キャストマチック）を用い、リン酸塩系埋没材
（ＧＣ社製セラベスト）の鋳型に鋳造して、機械的性質
が良好で、鋳巣がなく鋳造性のよい低融点で活性の少な
い歯科鋳造用チタン合金の開発に鋭意研究を重ねた結果
、いくつかの有望と考えられる２元系チタン合金を見い
出した。〔歯科用チタン合金の研究（第２報）第３回日
本歯科理工学会学術講演会、昭和５９年４月１日発表〕
その中で、　Ｔｉ　−５〜４７ｖｔ　（重量）％Ｐｄ系
合金およびＴｉ−１０〜３０ｖｔ％Ｃｒ系合金は鋳造性
の点において優れているが、Ｔｉ−１０〜３０ｖｔ％Ｃ
ｒ系チタン合金においては、伸びがやや小さいことおよ
び表面あらさが、市販のＣｏ　−Ｃｒ系合金の２０〜２
５Ｉ１ｍ、Ｎｉ　−Ｃｒ系合金の１３〜１８ａｍに比べ
て３０−程度とやや悪く、鋳造体の表面の性状は良好で
あるとは言えなかった。また、Ｔｉ−５〜４７ｖｔ％Ｐ
ｄ系合金においては、鋳造体の伸びおよび引張り強度は
良好であったが、表面のあれが比較的大きく、歯科用の
修復物あるいは補綴物を作製した際には寸法精度に大き
な影響を与えることになり実用化には問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、機械的性質ならびに鋳造性に優れ、か
つ鋳造体の表面あらさの小さいＴ１−５〜４７ｖｔ％Ｐ
ｄ系およびＴｉ−１０〜３０ｗｔ％Ｃｒ系の新規な歯科
鋳造修復用合金を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、Ｐｄを５〜４７ｖｔ％含有するＴｉ−Ｐｄ系
合金に、４ｖｔ％未満の舷、　０．５ｖｔ％未満のＳｉ
、１０ｖｔ％未満のＣｒのうちより選ばれる１種または
２種以上の元素を含有し、残部が不可避的に混入する不
純物およびＴｉからなる機械的性質ならびに鋳造性に優
れ、かつ鋳造体の表面あらさの小さい無害な歯科鋳造修
復用合金である。

さらに本発明は、Ｃｒを１０〜３０％１１％含有するＴ
ｉ−Ｃｒ系合金に、４ｗｔ％未満のＭ、０，５ｗｔ％未
満のＳｉのうちより選ばれ菖１種または２種の元素を含
有し、残部が不可避的に混入する不純物およびＴｉから
なる機械的性質ならびに鋳造性に優れ、かつ鋳造体の表
面あらさの小さい無害な歯科鋳造修復用合金である。

本発明におけるＴｉ−Ｐｄ系歯科鋳造修復用合金は、Ｐ
ｄの含有量が５ｖｔ％未満では鋳造性が悪くなり鋳巣が
発生し易く、かつ鋳造体の表面あらさが大きくなり、ま
たその含有量が４７ｖｔ％を超えるとＰｄが高価である
ために歯科用合金としてのコストが高くなり実用的でな
いので、Ｐｄの含有量は５〜４７ｖｔ％とし、さらに好
ましいＰｄの含有　　　　　　　。

量は１５〜２５％＃ｔ％である。そして、このＴｉ−５
〜４７ｖｔ％Ｐｄ合金に添加する紅の含有量は、少量の
添加でも機械的性質、特に伸びは向上するが、４ｖｔ％
以上になると伸びが小さくなり、湯流れが―く、かつ鋳
造体の表面あらさが増大するので、態の含有量は４ｖｔ
％未満がよく、好ましくは、３ｖｔ％以下である。添加
するＳｉの含有量は、Ｏ，’５ｗｔ％未満が好ましく１
機械的強度および伸びが向上し、湯流れが良くなり鋳造
体の表面あらさは小さくな菖が、その含有量が０，５ｗ
ｔ％以上となると、機械的強度、伸びは小さくなり、か
つ湯流れが悪くなる傾向を示す、そして、Ｓｉのより好
ましい範囲は０．３ｗｔ％以下であるｓｃｒの添加量は
少量でも、機械的強度は向上し、特に湯流れが非常によ
くなり鋳造体の表面あらさが小さくなる効果があるが、
その添加量が１０ｗｔ％以上となると機械的強度は小さ
くなり、伸びが悪くなるので、Ｃｒ含有量は１０ｖｔ％
未満とし、より好ましくは５％＋１％未満である。

本発明におけるＴｉ−Ｃｒ系歯科鋳造用合金は、Ｃｒの
含有量が１０ｗｔ％未満では鋳造性が悪く、鋳肌の荒れ
が著しくなり、またその含有量が３０ｖｔ％を超えると
機械的性質である伸びが小さくなるので、Ｃｒの含有量
は１０〜３０ｗｔ％とし、さらに好ましいＣｒの含有量
は１５〜２５ｗｔ％である。そして、このＴ　１−１０
〜３０ｗｔ％Ｃｒ合金に添加するＭの含有量は、少量の
添加でも伸びを向上させる効果は１　　　　　　あるが
、その含有量が４ｗｔ％以上になると、伸びが小さくな
り、湯滴れが悪く、かつ鋳造体の表面あらさが大きくな
るので、Ａ１１の含有量は４％未満が好ましく、より好
ましい範囲は３ｗｔ％以下である。そして添加するＳｉ
の含有量は、　０．５ｗｔ％未満が好ましく１機械的強
度および伸びは向上し、湯滴れが良くなり鋳造体の表面
あらさは小さくなるが、その含有量が０．５ｖｔ％以上
になると１機械的強度、伸びが小さくなり、湯滴れが悪
くなる。

さらに、Ｓｉ添加量のより好ましい範囲は０．３ｗｔ％
以下である。

〔発明の実施例〕

以下に、本発明の一実施例をあげさらに詳細に説明する
。

Ｔ　ｉ　−２５ｗｔ％Ｐｄ合金に対して、Ｃｒを１，２
゜５．１０ｗｔ％含有させたＴｉ−Ｐｄ−Ｃｒ合金、お
よびＴ　ｉ　−２０ｗｔ％Ｃｒ合金に対して、態を１．
２゜４．８ｖｔ％含有させたＴｉ−Ｐｄ−Ａｌ１合金と
、Ｓｌを０．１．０．２．０．５％＋１％含有させたＴ
ｉ　−Ｐｄ　−Ｓｉ　”合金を、通常のアルゴンアーク
溶解炉を用い高純度アルゴンガス中（真空度２　Ｘ　１
０−”　Ｔｏｒｒ）でボタン溶解法によって溶製した。

なお、本実施例において比較例として用いたＴ　ｉ　−
２５ｗｔ％Ｐｄ台金およびＴ　ｉ　−２０ｗｔ％Ｃｒ合
金についても上記と同じ条件で溶製した。

鋳造は、埋没材としてリン酸塩系埋没材（ＧＣ社製、セ
ラベスト）を用い、パターンにはワックスを用いた。ワ
ックスパターンを埋没後、室温にて十分に乾燥し、電気
炉にて７５０℃まで加熱し、１時間以上係留し、炉から
取り出した後、ただちにアルゴンアーク溶解加圧吸引鋳
造機（岩谷産業社製、キャストマチック）を用いて鋳造
した。鋳造の際には、７回アルゴンガスによって置換し
た後、ガス圧１．２ｋｇ／ｃｄで鋳造した。鋳造後ただ
ちに水中にて急冷し、埋没材中から鋳造体を取り出し試
料を作製した。

引張り試験片は第１図に示すごとく、直径ｄ２−φ、曲
率半径Ｒ＝１０ｍ、標点間距離ａは１５■の形状に、上
記の方法によって鋳造して試験片を作った。引張り試験
は、室温においてインストロン型万能材料試験機を使用
し、引張り速度１ｍ／■ｉｎでテストし、伸びは破折試
験片を突き合わせて測定した。試験結果は、各試験片に
ついて３回行ないその平均値を採用した。

鋳造性については湯滴れを観察した。湯滴れについては
第２図に示すごとく、直径が１■φのワックスで作られ
た中心径りが１０１、ピッチｐが３■、ターンを数が５
のラセン状ワックスパターンｌをリン酸塩系埋没材にて
埋没後、各合金１０ｇを３回鋳造し鋳込まれたターン数
の平均値から判定した。

表面あらさについては、１０Ｘ１０Ｘ１．５ｍの鋳造体
を酸洗して埋没材を除去した後１面中央部３■の間を表
面形状測定機（小板研究所製）で触針法ｌｔより表面形
状を測定し、最大高さを表面あらさとしで示した。ｆＳ
だし、極端に大きな値が１つのみあった場合には最大高
さから除外した。

本実施例における各試験結果を第１表に示す。

第１表から明らかなごとく、Ｃｒを添加したＴ　ｉ　−
２５ｖｔ％Ｐｄ系合金は、引張り強度（ｋｇ／ｍ”）が
Ｔ　ｉ　−２５ｖｔ％Ｐｄ合金とほぼ同等かそれ以上に
若干改善され、伸び（％）については、１．２゜および
５ｗｔ％のＣｒの添加で５％以上と大きくなっており、
特にＴｉ−２５ｖｔ％Ｐｄ合金において湯滴れ（ターン
数）が悪く鋳造体の表面あらさく＃−）は非常に大であ
ったが、Ｃｒの添加により著しく湯滴れが改善され、Ｔ
　ｉ　−２５ｗｔ％Ｐｄ−Ｃｒ系合金において表面あら
さは非常に小さく優れた効果を示している。

そして、態を添加したＴ　ｉ　−２０ｗｔ％Ｃｒ系合金
第１表 は、４ｖｔ％以下のＭ添加では、Ｔｉ−２０ｗｔ％Ｃｒ
合金とほぼ同等の引張り強度を示すが、Ｕの添加量が８
％になると引張り強度は３０ｋｇ／■２以下に低下して
いる。一方、伸びについては、１，２ｖｔ％＾党添加の
場合は５〜６％の良好な値を示している。

しかし、荊を４ｖｔ％以上添加すると伸びは１．９％と
やや低い値となり、湯流れもＴ　ｉ　−２０ｗｔ％Ｃｒ
合金に比較して多少低下している。

さらに、Ｓｉを０．１ｗｔ％および０．２ｗｔ％添加し
たＴ　ｉ　−２０ｖｔ％Ｃｒ系合金においては、特に引
張り強度の向上が見られ、共に１００ｋｇ／Ｂｌ”以上
を示している。そして、伸びについても、ＳｉをＯ，１
ｗｔ％または０．２ｖｔ％添加したＴｉ−２０Ｃｒ系合
金は約７％と著しい向上が見られた。また、湯流れにつ
いてはＴ　ｉ　−２０ｖｔ％Ｃｒ合金とほぼ同等であっ
たが、表面あらさばＳｉを添加することによって著しく
改善されている。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したごとく、本発明による歯科鋳造修復
用合金は、耐食性に優れ、生体とは極めて適合性がよ＜
−、その上機械的強度および伸びが大きく、湯流れが良
好であるために鋳造性がよく、かつ鋳造体にした場合の
表面あらさが小さいので、歯科用修復物あるいは補綴物
として好適な材料であり、実用的価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１ｗＩは本発明の実施例における引張り試験片の形状
を示す図、第２図は本発明の実施例における湯流れ試験
用のワックスパターンの形状を示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で、Ｐｄを５〜４７％含有するＴｉ−Ｐｄ
   系合金に、４％未満のＡｌ、０．５％未満のＳｉ、１０
   ％未満のＣｒのうちより選ばれる１種または２種以上の
   元素を含み、残部が不可避的に混入する不純物およびＴ
   ｉからなることを特徴とする機械的性質ならびに鋳造性
   に優れた無害な歯科鋳造修復用合金。
2. （２）重量％で、Ｃｒを１０〜３０％含有するＴｉ一Ｃ
   ｒ系合金に、４％未満のＡｌ、０．５％未満のＳｉのう
   ちより選ばれる１種または２種の元素を含み、残部が不
   可避的に混入する不純物およびＴｉからなることを特徴
   とする機械的性質ならびに鋳造性に優れた無害な歯科鋳
   造修復用合金。