JPS6163541A - リン酸カルシウム系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・ツ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由に　　　・
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かなり近い色調を得
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、またリン酸カル
シウ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、特にブリフジ等で場所により
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、減圧下で溶融を行なってガラスを製造し
ても、次の鋳造工程は大気圧下で行なうために、鋳造に
時間がか＼り過ぎると、通常の大気圧下で溶融ガラス化
を行なったと同じことになることが判明した。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明者らは、大気圧下での溶融継続時間とリン
酸カルシウムガラスの特性との関係を検討した結果、溶
融時間の経過と共に減圧溶融の効果が徐々に減少し、長
時間大気圧下で溶融すると大気圧溶融ガラスと同一とな
ることが判明した。

従って鋳造装置を工夫して、減圧下で溶融したま＼鋳造
するか、あるいは鋳造を減圧下で行なうことが難しけれ
ば、溶融後火気圧に戻して即座に鋳造すればよい、こと
がわかった。

〔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
タイト等のリン酸類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、
逆に結晶化処理が難しくなり、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、添加量を度えることによって微妙に
調整することが出来る。　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１色助剤として希土類酸化物。

Ａｌ２Ｏ３、Ｓ　ｉ、ｏ２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９００６Ｃ以
上、好ましくは１０００〜１６００”Ｃに加熱溶融する
。

溶融用容器は白金が最も好ましいが高価であるので、ア
ルミナやジルコニアのルツボでも温度によっては内面が
やや侵される場合もあるが使用可能である。溶融は１７
００”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〜ｌＱ　　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。

溶融終了後冷却ガラス化せずに、直ちに鋳造を行なう。

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〜ｓｏｏ
　＠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。

この際鋳造装置を工夫して、溶融と鋳造を同じ減圧装置
内で行なえるようにして、溶融終了後直ちに鋳造するこ
とが望ましい。装置の関係で鋳造が減圧下で行なえない
場合は、溶融終了後減圧を解除し、すぐ鋳造装置に移し
、なるべく短時間に鋳造を終了するように努力する。さ
もないと減圧下での溶融の特長が徐々に失われる。

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。コ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５０〜２０００°Ｃ／ｈｒ、
加熱温度は４００〜９００＠Ｃ，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。本発明の方法は従来の
溶融物を一旦冷却してガラス化する工程を省いたもので
、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
、しかも工程短縮による省力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　カ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、Ｃｅ０ｚ４０重量％、Ｔｉ０ｚ４０重量％、
Ｎｉ０２０重量％の割合の混合粉末を０．６重量部、Ａ
ｌ２０３３重量部を加えよく混練した後白金ルツボ中１
２００”Ｃ，２０Ｔｏｒｒの条件でｌｈｒ熔融した。そ
の後同じ減圧装置内にある鋳造機でロストワックス法に
より鋳造した。得られたガラスを電気炉中７１０’Ｃ，
Ｚｈｒ熱処理して結晶化した。

得ら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２６００ｋｇ／ｃ＋ｙ＋２であった。

実施例　２ 実施例１と同じ原料配合で同様に減圧下で溶融し、大気
圧に戻した後、即座にロストワックス法で鋳造した。鋳
造後のガラスは実施例１と同じ条件で結晶化した。

得られた試料の色調は実施例１と区別のつかない程審美
性は極めて良好であった。また曲げ強さは２６００ｋｇ
／ｃｍ”　ｉ’あツタ。

比較例　１ 実施例２と同様に溶融し、大気圧に戻した後２ｈｒその
ま＼溶融を続けた後、実施例２と同様に鋳造、結晶化し
た。得られた試料は透−明感が少なく審美性に劣ってお
り、曲げ強さは１１８０ｋｇ／ｃｙｎ”であり、実施例
１．２に比較して低かった。

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減圧下
   で溶融した後、そのまゝ鋳造するか、あるいは常圧に戻
   してすみやかに鋳造することを特徴とするリン酸カルシ
   ウム系結晶化ガラス歯科材料の製造方法。