JPS6160843A - 歯科陶材焼付用パラジウム合金 - 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】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、歯科治癒治療において陶材を焼き付けする
合金の組成技術の分野に属する。

而して、この発明は、歯科陶材を焼付けするための合金
であってパラジウム、アンチモン、インジウム、スズ、
鉄の所定組成から成る基合金に対し、他の微量元素を添
加されている歯科＠材焼付用パラジウム合金に関する発
明であり、特に、上記基合金の組成をその素材元素、及
び、重量比において、パラジウム５０〜９０％、アンチ
モン１〜２５％、インジウム０．５〜１５％、スズ０．
５〜１５％、鉄０．１〜５％として成る配合比の組成合
金とし、これに対して添加する他の元素についてその配
合比をＷｆｉ比において示すと、モリブデン０．０５〜
５％、銀０．０１〜５％、コバルト０．０１〜１％、ニ
ッケル０．０１〜５％、シリコン０，０１〜１％、アル
ミニウム０．０１〜５％、イリジウム０．０１〜１％、
ルテニウム０．０１〜１％とし、而して、上記配合比の
組成合金に対しこれらの元素を一種以上添加させて成る
ようにした歯科陶材焼付用パラジウム合金に係る発明で
ある。

〈従来技術〉 周知の如く、歯科治療において様々な始線方法、手段が
あるが、折歯等の歯の欠儂部に代替は能する物としてｆ
ｉ歯を装着する技工方法が古くから種々採用されている
。

而して、該梗ｆｉ歯は使用上のは能に対処する物理的側
面と、使用中における性状変化に対処する化学的側面と
、使用における衛生、及び、心理的側面に大きく影響す
る審美的側面の三点が冶１１ジ、技工の制約条件として
無視されなくなってＪ５す、これらの三点の機能を基本
的に満足さけるために古くから主として合金を中心とす
る金属体の表面に陶材を焼付は処理して一体化する技術
が採用されており、この陶材を焼付けする合金は所謂陶
材焼付用合金とされている。

而して、上記義歯の基本的機能をｉ、ＩＩ約する該陶材
焼付用合金の具備する基本的条件としては、当然のこと
ながら、結合する陶材の特性にマツチングさせるべく、
該陶材の曙械的な特性である固くはあるが、脆いという
マイナス面を合金、金属によって可及的に補うという条
件と、そもそ−６両者の結合を図る強い化学的一体化条
件がある。

而して、口腔内での高頻度に反復される咬合明畷に際し
て印加される力に対して合金の弾性率が高く、又、焼付
ける際の陶材と合金の熱膨張率が可及的に一致し、更に
、焼付ける際の両者の化学的な性質として合金の融点が
陶材の焼成温度より高く、しかも、焼付けした後の陶材
と合金の金属分子間の結合力が大である特性を有してい
ることが必要条件とされるものである。

そして、これまで開発されてきた在来ＢＩ！Ｉの陶材焼
付用合金は大別して金を主成分とする貴金属合金、パラ
ジウム、及び銀を主成分とするパラジウム銀系合金、そ
して、ニッケル、クロム、コバルトを主体とする非貴金
属合金とに類別されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 而して、上記在来の陶材焼付用合金において金を主体と
する貴金属合金は当然のことながら金が主成分を成して
いるためにコスト的に高くつくという不利点があり、又
、金を主体としていることにより硬さ値が低く、したが
って、陶＋４焼付用合金としては軟らかく、上記咀畷の
際の咬合時に印加される力に耐えられないという欠点が
あり、反復する摂食によって結合されている陶材が剥ｌ
ｌ１ｌｌＶる虞があり、又、高温度に対する強度が弱い
ために陶材焼成処理中に合金が変形して基本的な要求条
件に適合しないという不具合がある。

次に、銀を主成分とするパラジウム銀系合金は上記貴金
属合金に対して金の含有がないためにコスト的には安く
つき、硬さ値も高くなっている利点はあるものの、それ
でも摂食の際の咬合圧に充分に耐えるだけの理想的な硬
さ値としては不充分であるという難点があるうえに、陶
材の焼成時に該陶材に着色を生じて陶材焼付用合金の大
ぎな特徴である審美性を失うという不都合さがある。

又、非貴金属合金はコスト的には１＆心安くつくのに加
えて、硬さ値、高温強度に浸れているが、歯科治口治療
における鋳造性が悪く、又、含イ１元素の主成分の酸化
物が生じ易く、したがって、焼成時に陶材に着色を生じ
て口腔用材として審美性に劣るというマイナス点があり
、更に、陶材との結合力も充分でないという不具合があ
る。

この発明の目的は上述従来技術に基づく陶材焼付用合金
の問題点を解決すべき技術的課題とし、弾性率、熱膨張
率、強度等の苅械的性質に優れ、又、高温特性や鋳造性
、融点等の化学的性質にも優れ、更に、陶材との結合性
にも優れて陶材焼付用合金としての要求特性のほとんど
全てを満足し得るような基合金とこれに対して選択的な
添加により陶材焼付用合金としての優れた点を更に向上
させる他の微の元素を決定することによって極めて満足
すべき歯科用材料を得るようにして保ｕ　Ｕｌｉ生産業
における歯科治癒・治療技術利用分野に益する優れた歯
科陶材焼付用パラジウム合金を提供Ｕんとするものであ
る。

く問題点を解決するための手段・作用〉治癒・治療陶材
焼付用パラジウム合金として基本的に、陶材との熱膨張
率を一致さＵて、又、陶材との焼成においてその融点を
陶材の焼成温度Ｊ：り高くし、両者の結合、適合性を向
上さＵ、更には、口腔内で変色したり、腐蝕することが
ないように、パラジウムのｌｆｆ１比を５０〜９０％ど
し、又、アンチモンについては陶材に対する適合性を向
上させるのみならず、鋳造性を向上するために添加して
陶材に着色を生じさせず、審美的な健ＤＪ　（！！を低
下させることがないように１〜２５％のｆＪｆｊＪ比と
し、更に、インジウムについては合金表面に６口化皮膜
を形成させて合金との結合力を増強し、更に、鋳造性、
適合性も良好にするためにｍｍ比について０．５〜１５
％とし、又、スズについては該インジウム同様に機械的
特性を良好にするために０．５〜１５％のｍｍ比とし、
鉄についてはそのヰ木的性質から機械的特性を向上させ
、合金の弾性率を高め、そのために、０．１〜５％の重
量比とし、而して、これらの組成による基合金に対して
それらの特性を助勢的に、且つ、選択的に向上させるべ
く陶材との結合力を増大させ、口腔内での歯肉部に審美
的Ｂ１１Ｉ色を再現し、脱酸効果を与え、機械的Ｆｊ性
を向上させ、鋳造性を良好にし、結晶の微細化を図り、
合金の脆性化を防止するように該他の元素についてはモ
リブデン０．０５〜５％とし、銀については０．０１〜
５％とし、コバルトについては０．０１〜１％、ニッケ
ルについては０．０１〜５％、シリコンについては０．
０１〜１％、アルミニウムについては０．０１〜５％、
イリジウムについては０．０１〜１％、ルテニウムにつ
いても同様にｏ、０１〜１％としたｍｍ比組成とし、し
がも、上記これらの元素の添加による選択的な特性向上
のためにこれらを少くとも一種添加させて歯科陶材焼付
用パラジウム合金とした技術的手段を講じたものである
。

〈理論的組成の背景〉 次に、歯科陶材焼付用パラジウム合金における各成分と
その重量比の組成配合についての定性、及び、定量限定
の理論的背景と条件限定する実験的背景について次の理
由を述べる。

即ち、基合金についてパラジウムは歯科治癒治療用材と
して陶材との結合、適合性を充分に保証するために、用
いられるものであり、したがって、陶材の熱膨張率と同
じ熱膨張率を有し、合金の融点を陶材の焼成温度より高
くするために必要であり、更には、先述した如く装着さ
れた後、口腔内で変色したり溶出したすせず、充分な耐
蝕性を保証するために必要な基本的金属であって、実験
上５０％を割るとその効果が低減され、又、９０％より
多く添加されると融点が必要以上に高くなり、鋳造性や
適合性を劣化させるのみならず、陶材との結合力が悪く
なることが実験的に確認されたために、このｉｉｉ比に
ついては５０〜９０％としたものである。

次に、アンチモンについては！ｉ造性と陶材に対する適
合性を更に良好にするために配合り゛るものであって、
ｉ歯を口腔内に装着した状態では舌側周辺部の金ａｎ出
部分が現われるのが一般的であるが、当該部分の歯肉部
にも審美的に社康色を再現し、意匠性も悪くないように
するため、更には、陶材に着色変色を生じないようにす
るために必要であって、１％未満のｍｍ比ではその効果
が期待出来ず、さりながら、２５％以上の添加では逆に
その良好な機能が失われることが実験的に確認され、し
たがって、当該アンチモンについては重量比を１〜２５
％を最適添加範囲と限定したものである。

インジウムについては、口腔内に６ける咀噛の際の咬合
時に印加される力に対する弾性力を良くし、機械的特性
を向上させる一方、陶材との結合に際しては合金表面に
適度の薄い酸化皮膜を形成して鋳造性、適合性を良好に
するように作用し、これらの特性をフルに発揮するため
には最低０．５％のｍｍ比の添加が必要であり、一方、
１５％を越えて添加されると高温特性が悪化し、又、合
金が脆化することが実験的に確認され、したがって、イ
ンジウムについてのｍｍ比は０．５〜１５％とその範囲
を限定したものである。

又、スズについては上記インジウムと同様に明嘴時の咬
合に際しての印加力に対する機械的特性を向上させ、パ
ラジウム同様に陶材との結合力を強化するために添加す
る配合されるものであり、実験によれば、０．５％未満
では効果が弱く、１５％を越えると脆化して好ましくな
いためにそのｒｉｍ比は０．５〜１５％と限定したもの
である。

次に、鉄についてはその基本的性質からは域内特性を向
上さぼるものであるが、一方にｄｉいて合金表面に適度
の酸化皮膜が形成され、したがって、陶材との結合力を
増大し、合金の弾性率を高くするために必要な元素であ
り、０．１％未満ではこれらの目的とする効果がほとん
どなく、さりながら、５％を越えて多く添加されると逆
にその１ｉ質を損ってしまうことが実験的に確認された
ことによって最適添加範囲も重量比は０．１〜５％と決
定したものである。

而して、これらの基合金に対して選択的に添加される他
の微量元素については、先ずモリブデンは上記鉄量様に
合金表面に適度の酸化皮膜を形成して陶材との結合力を
強化するばがゆでなく、義歯を口腔内に装着した場合、
前述の如く舌側周辺の金属露出部分の歯肉部にも審美性
を損わない健康色を効果的に再現し、又、陶材に着色を
生じて審美性を低下しないようにし、又、合金に脱酸効
果を与えるｇＭ能を発揮するものとして必要であり、こ
れらの優れた効果がＩｌＩ］特出来るのはＯ，ＯＳ％と
５％の範囲内であり、０．０５％未満では効果が期待出
来ず、５％を越えると鋳造性や適合性が悪化するために
その重量比については０．０５〜５％としたものである
。

次に、銀については義賊的特性を向上し、鋳造性を良好
にするために添加するものであり、０．０１％以上の場
合には効果があり、５％を越えると陶材に着色を生じる
好ましくない作用があるために、そのｍ１！ｌ比につい
ては０．０１〜５％を最適範囲と決めたものである。

コバルトについては、機械的特性を強化すると共に陶材
との結合力を増加させる機能を有しており、実験によれ
ば、その重量比が０．０１％未満では効果的でなく、１
％を越えると酸化物を生成し易く、したがって、陶材に
着色や変色を生ずることが分り、そこで、実験的に重量
比は０．０１〜１％とそのｉ５！囲を決めたものである
。

又、ニッケルについてはコバルト同様に機械的特性を向
上し、合金表面に適度の酸化皮膜を形成して陶材との結
合力を増大させるために必要な配合材とされたものであ
って、最低０．０１％のｆｕｆｆｉ比の添加が必要であ
り、逆に５％を越えると酸化物が著しく形成されて陶材
に着色を生じるのみならず、その結合力を低下させるこ
とが実験的に確認され、したがって、ニッケルについて
はその虫ｍ比を０．０１〜５％と最適範囲に決定したも
のである。

次に、シリコンについては合金に脱酸効果を付与し、又
、流動性を良好にし、ｖＩ造性をも向上させる曙能を有
しており、実験によれば０．０１％未満では効果が期待
出来ず、一方、１％を越えると合金が脆化することが判
明した。

したがって、シリコンについてはそのｌｆｆ１比を最適
範囲として０．０１〜１％に決めたものである。

又、アルミニウムについては陶材との結合力が増加され
、したがって、機械的特性を−し強化１′ることが出来
るために添加されるものであるが、実験によれば、その
瓜囚比は０．０１％未満ではほとんど効果がなく、さり
ながら、５％以上の添加では脆さが現われ、更に、酸化
生成物が出来て鋳造性が悪化することが実験により確認
された。

そのため、アルミニウムの１ｉｆｆｉ比は０．０１〜５
％に最適範囲として決めたものである。

次に、イリジウムについては機械的特性を増加させ結晶
を微細化させるために添加するようにしたものであって
、実験によれば０．０１％未満の重量比では効果不充分
であり、又、１％以上の添加では合金が脆化するこぐが
実験的に確認され、それによってイリジウムの垂ノ比に
ついてはその最適範囲を０．０１〜１％としたものであ
る。

最後に、ルテニウムについては、イリジウム同様に結晶
の微細化に鍬能的に関与し、又、機械的特性を増強する
ために添加するものであるが、重量比について０．０１
％未満では効果がほとんどなく、これに対し１％を越え
ると合金が脆化することが確認された。

したがって、ルテニウムについてはその最適範囲の重量
比を０．０１〜１％に決めたものである。

〈実施例〉 次に、この発明の実施例を示ずと第１表の通りであり、
公知の陶材焼付用合金と共に表示し／、：　ｂ当該第１
表の対比実施例の試料番号１〜１０番のもの、及び、公
知試料については各素材元画を各々周知の高周波加熱溶
解炉にて１４００℃の溶解温度で３０分間溶解し、ｔ　
１０ＸＷ　５０Ｘ　ｌ　１００１１１１１の形状に鋳造
し、その後、周知の圧延ロールによって所定の形状に圧
延加工した。

而して、上述の如くして得られたところの実施倒台試料
の加工材、及び、公知試料を遠心鋳造法により ｔ　　１．ＯＸｗ　１０Ｘ　ｌ　１５ｍ１ｌｌの所望数
の板状試験片に成形して硬さ試験を行った。

又、同様な製作手段によってφ２．０×１５０１Ｉｌｌ
の棒状試験片を作製して引っ張り試験、伸び１ｌｌｌ定
試験を行ったものである。

各試験内容については次の通りである。

１）硬さ試験 マイクロビッカース硬さ試験機を用い荷重２００ｇ、荷
重印加時間３０秒の条件で測定した。

２）引っ張り強さ試験 標点の長さ２０ｍｍの引っ張り試験片をテンシロン引っ
張り試験機により引っ張り速度１０ｍｍ／ｍ＋＊で測定
した。

３）伸び測定試験 この試験は上記引っ張り強さ試験と同様に行ったもので
ある。

４）変色観察試験 各試験片についてはＪＩＳ−Ｒ・６２５３ＡＱ定〜の４
００番研磨紙にて研磨した後、 一種類の試験片は３７±２℃の０．１％硫化ナトリウム
溶液中にて３日間全浸積させた後の変色を観察した。

又、他の独類の試験片については３７±２℃の０．１％
硫化ナトリウム１、及び、１％乳酸等ｍ混合溶液中に３
日間全浸積させた後の変色状態をａ察したものである。

５）Ｉ材変色Ｕ奈試験 各試験片に陶材を焼付けした後の陶材変色の有無を観察
した。

而して、上記各試験の結果を、第２表に示ずが、第２表
に示す変色試験結果中における０印は全く変化がなかっ
たものを示すものである。

■２表 上記第２表に示す＆Ｃ験データによっても分る如く、こ
の発明の歯科陶材焼付用パラジウム合金においては従来
の公知合金と比較しても硬さ、引っ張り強さにおいても
著しく優れており、伸びにおいても遜色はなく、陶材に
対する特殊条件においても充分に満足するデータが得ら
れている。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限る一ｂのでな
いことは勿論であり、例えば、先述特許請求の範団の構
成要件の各元素と同等な機能、及び、作用効果を有する
均等元素が代替して用いることが出来る等種々の態様が
採用可能である。

〈発明の効果〉 以上、この発明によれば、基本的に歯科隔月焼付用合金
において基合金、及び、これに添加づ゛る微ｍ元素の組
成を先述特許請求の範囲の範囲記載の構成要件の如く限
定したことによって口腔治癒治療の義歯等に必要とされ
る物理的、機械的、化学的性質、及び、衛生上、審美性
の点にＪ５いてｂ全てほとんど充分に満足し得る合金を
提供することが出来る優れた効果が奏される。

したがって、口腔内においてセットされた状態において
も陶材との結合状態が充分に経時的に維持され、しかも
、摂食に際しての咀畷による咬合の機械的に反復される
印加力に対しても充分に弾性率を保持し、陶材の剥離を
防止し、又、舌側周辺部の金属露出部の歯肉部を審美的
な健康色に再現して維持出来る優れ１＝効果が奏され、
実用性を充分に満足することが出来る効果が奏される。

又、単に義歯としての特性に優れるばかりでなく、これ
を口腔内にセットする場合の技工の面でも鋳造性が良く
、脱酸効果が良い等作業性に優れ、操作がし易く最適ｆ
ｉ歯を提供し得るという侵れＩζ効果が秦される。

又、金の含有が無いためにコスト的に安く入手がし易い
という歯科冶シ治療側のメリットにつながるという優れ
た効果が奏される。

而して、上記基合金に対する微量添加元素も該基合金の
品持性を助長、付勢を促進することが出来るためにこれ
らの元素を選択的に添加することにより、歯科陶材焼付
用パラジウム合金としての優れた特性をより向上させる
ことが出来る鎧れた効果が秦される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パラジウム、アンチモン、インジウム、スズ、鉄から成
   る基合金に対し他の元素を添加されている歯科陶材焼付
   用パラジウム合金において、上記基材の重量配合比がパ
   ラジウム５０〜９０％、アンチモン１〜２５％、インジ
   ウム０．５〜１５％、スズ０．５〜１５％、鉄０．１〜
   ５％とし、そして上記他の添加元素及びその配合重量比
   がモリブデン０．０５〜５％、銀０．０１〜５％、コバ
   ルト０．０１〜１％、ニッケル０．０１〜５％、シリコ
   ン０．０１〜１％、アルミニウム０．０１〜５％、イリ
   ジウム０．０１〜１％、ルテニウム０．０１〜１％であ
   り、而してこれらの添加元素の内少くとも一種を上記基
   合金に添加されて成ることを特徴とする歯科陶材焼付用
   パラジウム合金。