JPS6163540A - リン酸カルシウム結晶化ガラス歯科材料の製造方法 - 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〕 本発明は歯科材料として最適なリン酸カルシウム系結晶
化ガラスの製造方法の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

近年セラミックの応用範囲の拡大は目ざましく医用分野
にまで適用が及んでおり、従来は金属、プラスチックが
主に使用されて来た医用材料、例えば人工歯根等へもセ
ラミックの応用が試みられている。

本発明者らはセラミックを任意の形状に自白にかつ高精
度に成形して高強度セラミックを製造する方法に関して
研究を重ねた結果、リン酸カルシウム系材料を素材とし
て選択することにより、それが可能であることを見出し
、それについて鋭意研究を重ねている。この優れた特徴
を有するリン酸カルシウム系材料も、その色調が白色で
あるため審美性に劣っていたが、特定の金属酸化物を添
加しリン酸カルシウム成分と反応、結晶化させることに
より解決することが出来た。

〔発明が解決しようとする問題〕

この着色成分の添加により天然歯にがなり近い色調を得
ることが出来るが、透明感が無いため天然歯の間に挿入
された場合、どうしても周囲の天然歯と違和感があった
。この違和感を解消しようとしてリン酸カルシウム系ガ
ラスを結晶化する操作を途中で止め、ガラスを一部残す
ことにより透明感を出すと、ガラスが残存することによ
り、材料の靭性が低下しもろくなり、またリン酸力ルシ
ラム成分が使用中に徐々に溶出することも考えられ好ま
しくない。しかも結晶化を途中で止めてガラス量を制御
することは困難であり、特にブリッジ等で場所により厚
みに差があるものは、結晶化度がアンバランスとなる。

そこで本発明者らは原料配合を加熱溶融する工程を減圧
下（真空中を含む。以下同じ）で行うことにより、製品
の透明感を出し、従来のリン酸カルシウム系結晶化ガラ
ス材料の上述の欠点を大きく改良するものとして特許出
願した（特願昭５９−６１９９６号）。

しかしながら、減圧下で反応性の高い原料混合物を溶融
することは、大気圧下で溶融を行なう場合に比べて溶融
容器や溶融炉の損傷が激しく、工業的な製造には適さな
いことが判明した。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明者らは、溶融条件について種々検討した結
果、まず原料混合物を大気圧下で溶融してガラス化した
後、今度は減圧下で再溶融することによって、原料配合
を大気圧下で溶融した場合と全く同じ効果が得られるこ
とを見出した。

〔作用〕

原料配合を大気圧下で溶融した場合にガラス中に含まれ
るガス成分、例えば水、空気、炭酸ガス等が減圧下で溶
融すると除去されるために、該ガラスを結晶化した際に
透明感が発現するものと考えられる。

〔発明の構成〕

本発明の出発原料は酸化カルシウムあるいは水酸化カル
シウム、炭酸カルシウム、修酸カルシウム等焼成によっ
てＣａＯを生成するカルシウム含有化合物と、リン酸、
ポリリン酸等同じく焼成によってリンの酸化物を生成す
るリン含有化合物である。またリン酸カルシウム、アパ
タイト等のリンＭＯのカルシウム塩も単独で、あるいは
他のカルシウム含有化合物やリン含有化合物と混合して
使用出来る。

カルシウム含有化合物及びリン含有化合物の出発原料の
それぞれ１種あるいは２種以上を選び、　　　“カルシ
ウム含有化合物とリン含有化合物が、そのカルシウムの
リンに対する原子比Ｃａ　／　Ｐとして０．３５〜１．
７とす−る。この原子比が１．７を越えると溶融温度が
高くなり、かつガラス化しない。一方原子比が０．３５
を下回ると溶融温度が低下する□と同時にガラス化も容
易になるが、逆に結晶化処理が離しくなり、かつ過剰の
リン酸が遊離して化学的に不安定となり好ましくない。

本発明のリン酸カルシウム系ガラスは基本的にはＣａ及
びＰの２成分から構成されるが、生体の歯牙と全く同じ
色沢と゛するために着色剤成分、及び必要に応じて着色
助剤成分を加えることが出来る。この着色剤成分はリン
酸カルシウム成分と作用して発色し、その色調は着色剤
成分の種類、組合せ、添加量を変えることによって微妙
に調整すること糸出来る。　着色剤成分を加える場合に
はＺｎ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｗ、Ｃｅ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ。

Ｃｒ、Ｖの酸化物の中から選ばれた１種あるいは２種以
上であり、特に２種以上を組合せることが好ましい。そ
の添加量はリン酸カルシウム１００重量部に対して０．
０１〜１５重量部である。添加量が１５重量部以上では
混合物の融点が上昇し、融液の粘性が増大し鋳造が困難
となり、０．０１重量部以下では着色が不十分である。

本発明の方法では、従来の方法に比べて、結晶化後の製
品の透明感が増すので、着色剤の添加によって一層天然
の歯に近い色調が出せるのである。

更に必要に応じて着色助剤として希土類酸化物、Ａｌ２
Ｏ３、Ｓ　ｉ　０２の中から選ばれた１種あるいは２種
以上を１０重量部以下含有させて発色を微妙に調節する
こともできる。上述の着色剤、着色助剤成分料に添加す
る際には酸化物の他アンモニウム塩、炭酸塩、酢酸塩、
塩化物、硝酸塩等、溶融過程で酸化物となり得る化合物
が用いられる。

原料配合は秤量後よく混合し、容器に入れ９００″Ｃ以
上、好ましくは１０００〜１６００’Ｃに加熱溶融する
。

溶融は１７００’Ｃ以上となるとリン成分の蒸発が始ま
るので注意が必要である。

この溶融は大気圧下で行なう。溶融終了後冷却してガラ
スする。次にこのガラスを再度溶融用容器に入れ、９０
０’Ｃ以上、好ましくは１０００〜１６００”Ｃの温度
で加熱溶融する。この溶融工程を減圧下で行う。この際
の減圧度は１００　Ｔｏｒｒ以下、好ましくは　４０〜
１０　　Ｔｏｒｒである。減圧度が増すほど透光性が増
し、透明感が上がる。なお、この減圧溶融の操作を行な
う際、大気圧下で溶融した後一旦冷却せずに、溶融状態
のま＼減圧して、減圧溶融工程に入ることも可能である
。

溶融終了後は減圧のま＼鋳造するか、あるいは常圧に戻
した後鋳造を行なう。

あるいは再び冷却して減圧熔融ガラスとした後大気圧下
または減圧下で溶融鋳造する。大気圧下で溶融鋳造する
場合は長時間大気圧下の溶融状態を続けると減圧溶融の
効果が失われるので、できるだけ短時間に留めることが
好ましい。

鋳造成形はロストワックス法により行なうことがリン酸
カルシウム系材料の場合には特に適している。鋳造型の
予熱温度は８００”Ｃ以下、好ましくは２００〜８００
　’Ｃの範囲で鋳造型の材質、ガラス質の組成により適
宜選択される。

本発明に基づいて鋳造された鋳造物はガラス質である。

このガラス質の材料に適切な熱処理を加えて結晶化ガラ
ス質とすることにより一段と特性を向上させることがで
きる。

本発明によるリン酸カルシウム系結晶化ガラスの結晶化
方法は次の通りである。ロストワックス法等により成形
された成形体は電気炉などの適当な加熱装置中で加熱さ
れる。この際の昇温速度は５０〜２０口０＠Ｃ／ｈｒ、
加熱温度は４００〜９００６Ｃ，保持時間は１００　ｈ
ｒ以下で十分である。

〔発明の効果〕

本発明によるリン酸カルシウム系歯科材料は基本的に天
然の歯を構成する主成分と同一のリン酸及びカルシウム
から成ることから、生体との親和性に本質的に優れるこ
とは言うまでもなく、金属やプラスチックで懸念される
生体への為害作用は皆無である。本発明の方法は原料配
合の溶融を大気圧下で行ない一旦冷却してガラス化して
反応性を無くした後、減圧下で溶融するもので、減圧溶
融ガラスを結晶化したものの特長である強度・靭性の向
上、透明感の発現による審美性の向上を発揮し、しかも
溶融容器や溶融炉の長寿命化をはかったものである。

〔実施例〕

実施例　１ カルシウムのリンに対する原子比Ｃａ／Ｐが０．５５と
なるように秤量した炭酸カルシウム粉末と正リン酸の混
合物に、リン酸カルシウムに換算して１００重量部に対
して、ＣｅＯ２４０重量％、Ｔｉ０２４０重゛量％、Ｎ
ｉ０２０重量％の割合の混合粉末を０．６重量部、Ａ１
２０３３重量部を加えよく混練した後白金ルツボ中大気
圧下１２００＠Ｃ，１ｈｒ熔融した後一旦冷却してガラ
スした。得られたガラスを再び白金ルツボ中で１２００
°Ｇ＋　２０Ｔｏｒｒの条件でｌｈｒ熔融した後、大気
圧に戻し即座にロストワックス法により鋳造した。得ら
れたガラス鋳造体を電気炉中７１０６Ｃ＋　２ｈｒ熱処
理して結晶化した。こうして製造されたリン酸カルシウ
ム結晶化ガラスの色調は非常に透明感のある象牙色で、
審美性は極めて良好であった。また曲げ強さは２６２０
ｋｇ／ｃｒｎ２であった。

この審美性の良さと曲げ強さとは原料配合を直接溶融し
た場合と変わらず、ルツボや炉の損傷は直接溶融の場合
に比較して少なく、本発明の優秀さが示された。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カルシウムのリンに対する原子比Ｃａ／Ｐが０．３５〜
   １．７の範囲のリン酸カルシウム系原料配合物を一旦常
   圧下で溶融ガラス化した後、減圧下で溶融処理をするこ
   とを特徴とするリン酸カルシウム結晶化ガラス歯科材料
   の製造方法。