JPS63141906A - 歯科鋳造用埋没材 - 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〕 本発明はクラウン、インレー、ブリッジなどの歯科金属
補綴物を精密鋳造法によって作製する際に鎚型材として
使用する歯科鋳造用埋没材に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、歯科金属補綴物は寸法精度に優れたロストワック
ス９密鋳造法によって作製されており、その際訪型材と
して使用されている埋没材は金合金、銀合金、金銀パラ
ジウム合金などの比較的溶融点の低い合金に使用される
石こう系埋没材と、Ｎｉ−Ｃｒ系合金、陶材焼付用貴金
属系合金などの比較的溶融点の高い合金に使用されるリ
ン酸塩系埋没材と、に大別される。しかし之等の埋没材
には以下の様な問題点があった。

（１）従来の埋没材は凝結膨張（吸水膨張を含む）と熱
膨張との組み合わせで金属の鋳造収縮を補償しているが
、この中で凝結膨張は部分的に不均一な膨張を示しワッ
クスパターンを変形させ、その結果、変形した鋳造体が
出来る原因となっている。

（２）従来の埋没材に耐火材として使用されている石英
やクリストバライトなどの熱膨張は加熱温度に依存した
可逆的な膨張であるため電気炉中で加熱された埋没材を
鋳造機にセットし鋳造する迄の間に時間が掛かると、そ
の間に埋没材は放冷され実際の鋳造時においては埋没材
の温度がワックス焼却時の温度である７００℃より可成
り低くなって了い、その間に熱膨張量が小さくなって了
う傾向がある。特に溶融点が約５００〜７００℃程度で
ある銀合金や銀インジウム合金などを鋳造する場合の様
に一旦７００℃でワックス焼去を行なった後、鋳型を約
３００〜４００℃程度迄冷却させた場合には熱膨張が不
足して了い適合精度の良い鋳造体が得られていない。

（３）従来の埋没材は加熱膨張を得るため熱膨張の大き
なりリストパライトが多量に配合されているが、この熱
膨張は相変態温度域で急激に生ずるためｕ型に亀裂が生
じ易く、その結果鋳造体にパリを生ずることが多い。こ
のことは相変態温度域での鋳型加熱速度が速い場合に著
しく発生する。

（４）ワックスパターンの表面状態の再現性を良くする
には耐火物粒子を細かくし、耐熱性。

鋳肌面を向上させることが必要であるが、それに伴い埋
没材の通気性が悪くなり鋳込み不良などの鋳造欠陥が生
じやすくなり、またスラリー状態での流動性が低下して
ワックスパターン埋没時の操作性を悪化させるため成る
特定粒度以下に細かくすることが出来ない。

（５）　Ｎｕ−Ｃｒ系合金や陶材焼付用貴金属系合金な
どの比較的溶融点の高い合金を鋳造した際に結合材とし
て使用されている半水石こうが熱分解し鋳造体表面に焼
付く傾向があるため、焼付いた半水石こうをサンドプラ
スターなどで除去する作業が必要となっていた。

（６）ワックスパータン埋没後、鋳型内部の水分の急速
な蒸発による埋没材表面の荒れを防止するため、鋳型を
１００℃以下で乾燥しなければいけないが、従来の埋没
材は熱電導性が悪いため鋳型内部の温度上昇が遅く、乾
燥に多大な時間を要していた。

そこで熱膨張のみで均一に膨張して金属の鋳造収縮を補
償し且つ耐火物の粒子を細かくしても埋没材の通気性を
悪化させず、更にスラリー状態での流動性の良い埋没材
として本発明者等は先きに特願昭５９−１３８９４２号
で半水石こうと石英及び／またはクリストバライトの混
合物に天然でんぷん単独または天然でんぷんと可溶性で
んぷんの両者を加えた歯科鋳造用埋没材を開示した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

確かに特願昭５９−１３８９４２号に開示した埋没材は
天然でんぷんの熱膨張と石英、クリストバライトの相変
態による熱膨張を利用して熱膨張のみで均一に膨張し金
属の鋳造収縮を補償し且つ耐火物の粒子を細かくしても
埋没材の通気性が低下せずスラリー状態での流動性も良
好なものであるが、（１）銀合金鋳造の際などの埋没材
冷却時の熱膨張量の不足。

（２）ワックス焼却のための加熱時の埋没材の亀裂発生
、 （３）溶融点の高い合金を鋳造した際の鋳造体表面への
埋没材の焼付き、 （４）長時間の紡型乾燥、 の諸点については未だ充分に改善されているとは言い難
いものである。このことは特願昭５９＝１３８９４２号
で開示された埋没材が熱膨張を天然でんぷんの膨張と石
英やクリストバライトの相変態による膨張の組み合わせ
によって得ていることに起因して埋没材冷却時の熱膨張
量の不足と加熱時の埋没材の亀裂発生が改善されないも
のと考えられる。また鋳造体表面への埋没材の焼付き、
長時間の鋳型乾燥に就いても何等対策が行なわれていな
かったためと考えられる。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明者等は特願昭５９−１３８９４２号で開示
した歯科用埋没材を改善し く１）金属の鋳造収縮を補償するに充分な量を均一な熱
膨張のみで得られること、 （２）埋没材を冷却しても熱膨張量が減少して不足しな
いこと、 （３）ワックス焼却のための加熱時に埋没材に亀裂を発
生しないこと、 （４）通気性が良く、しかも耐熱性が充分であること。

（５）スラリー状態での埋没材の流動性が良好であるこ
と、 （６）鋳造体表面に埋没材が焼付くことの無いこと、 （７）鋳型乾燥時間の短縮化。

などの性能の全てを満足する歯科幼造用埋没材の開発を
目的として研究を行なった結果、耐火材としてアルミナ
、ジルコニア、マグネシアクリンカ。

石英、クリストバライト、熔融シリカより選ばれた１種
または２種以上のものと結合材として可溶性リン酸塩と
酸化マグネシウムとの混合物、または半水石膏の何れか
とを混合したものに対して膨張剤として天然でんぷんと
周期律表第ＩＶ、Ｖ、ＶＩ族遷移金属の炭化物、窒化物
、硼化物、珪化物。

硫化物より選ばれた１種または２種以上の粉末を加え、
更に必要に応じて上記配合物に可溶性でんぷんを加えた
ものが有効であることを見い出した。

即ち膨張剤として天然でんぷんと周期律表第■。

Ｖ、ＶＩ族遷移金属の炭化物、窒化物、ｌｉ１！化物、
珪化物、硫化物より選ばれた１種または２種以上の粉末
とを用いると、先ず７５〜１１０℃程度で天然でんぷん
が膨潤して埋没材が熱膨張し５周期律表第ＩＶ、Ｖ、Ｖ
ｌ族の遷移金属の炭化物、窒化物、＋１１１化物、珪化
物、硫化物が４００〜７００℃程度で酸化し。

周期律表第１Ｖ、　Ｖ、　ＶＩ族遷移金属の酸化物に変
化することによって埋没材を熱膨張させるものであり、
之等の熱膨張は不可逆的な熱膨張であるため銀合金など
を鋳造するために埋没材を７００℃に加熱後３００〜４
００℃程度にまで冷却しても７００℃における熱膨張量
をその侭維持出来るものである。勿論周期律表第ＩＶ、
Ｖ、ＶＩ族遷移金属も同様の効果を示す訳であるが、そ
の粉末は化学的に活性度が大き過ぎるため、常温でも不
安定であり実用上不適当である。また金属の鋳造収縮を
補償するための熱膨張を石英やクリストバライトの相変
態による熱膨張に依存することなく天然でんぷんの膨張
と周期律表第ＩＶ、Ｖ、Ｖｌ族の遷移金属の炭化物。

窒化物、硼化物、珪化物、硫化物の酸化による膨張によ
って得ているため埋没材加熱時の熱膨張は約７５〜１１
０℃と約４００〜７００℃の２段階で起こり、しかもこ
の両者の熱膨張温度域が近接していないため、その結果
として埋没材は、歯科用金属の鋳造収縮を補うための膨
張量迄比較的緩やかに膨張することになり、よって鋳型
に亀裂が生じないで鋳造体にもパリが生じ難くなる。

また埋没材中の周期律表第ｒＶ、Ｖ、ＶＩ族の遷移金属
の炭化物、窒化物、硼化物、珪化物、硫化物は酸化する
と高融点の安定な金属酸化物となり、比較的高融点の合
金を鋳造した場合にも熱分解することが無いため埋没材
の焼付きを軽減させる効果を示す、この様に本発明によ
る埋没材は従来の様な不均一な凝固膨張（吸水膨張を含
む）を利用せず均一でしかも前記利点を具備した熱膨張
を示す訳である。更に上記周期律表第ｍＶ、Ｖ、ＶＩ族
遷移金属の化合物は１００℃付近では極めて安定であり
。

しかも熱電導性が極めて良好であるので、之等を埋没材
に添加すると鋳型の熱電導性が良くなり鋳型の乾燥時間
が短縮化される。

一方、ワックスを焼却して鋳造時のリング温度まで埋没
材を加熱した際には本発明埋没材中の天然でんぷんは完
全に燃焼し、その結果埋没材中の天然でんぷんの占めて
いた個所に非常に微細な空孔を生じ、耐火物粒子を微細
にしても埋没材の通気性は非常に良好なものとなる。よ
って耐火物粒子を微細にすることが出来るためワックス
パターンの表面における耐火物粒子の割合が増し、比較
的低融点の銀合金、金合金、金銀パラジウム合金から高
融点のニッケルクロム系合金、高融点の貴金属系合金、
高融点の準貴金属系合金などにも使用出来る。この様に
本発明埋没材中で用いる膨張剤は種々の利点を具備した
ものであるが、更に可溶性でんぷんを少量添加するとス
ラリー状態時の流動性を良くすることが出来、埋没時に
おける操作性を向上させることが出来る０本発明に使用
する天然でんぷんは馬鈴薯、トウモロコシ、小麦。

米、甘藷、キャラサバでんぷんなどを単独または混合し
て使用出来るが、馬鈴薯でんぷんが特に好ましい。

また周期律表第ｒｖ、　Ｖ、　ＶＩ族の遷移金属炭化物
としては炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウ
ム、炭化バナジウム、炭化ニオブ、炭化タンタル、炭化
クロム、炭化モリブデン、炭化タングステンなどの粉末
が使用出来る。

周期律表第［Ｖ、Ｖ、ＶＩ族の遷移金属窒化物としては
窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム、窒化
バナジウム、窒化ニオブ、窒化タンタル、窒化クロム、
窒化モリブデン、窒化タングステンなどの粉末が使用出
来る。

周期律表第ｒｖ、　Ｖ、　ＶＩ族の遷移金属硼化物とし
ては硼化チタン、１４化ジルコニウム、硼化ハフニウム
、硼化バナジウム、硼化ニオブ、硼化タンタル、硼化ク
ロム、硼化モリブデン、硼化タングステンなどの粉末が
使用出来る。

周期律表第ｔｖ、Ｖ、ＶＩ族の遷移金属珪化物としては
珪化チタン、珪化ジルコニウム、珪化ハフニウム、珪化
バナジウム、珪化ニオブ、珪化タンタル、珪化クロム、
珪化モリブデン、珪化タングステンなどの粉末が使用出
来る。

周期律表第１Ｖ、　Ｖ、　ＶＩ族の遷移金属硫化物とし
ては硫化チタン、硫化ジルコニウム、硫化ハフニウム、
硫化バナジウム、硫化ニオブ、硫化タンタル、硫化クロ
ム、硫化モリブデン、硫化タングステンなどの粉末が使
用出来る。

また可溶性でんぷんは天然でんぷんを糊化することなし
に鉱酸または次亜塩素酸ソーダ、サラシ粉などの酸化剤
で処理したものを単独または混合して使用出来るが次亜
塩素酸ソーダによって処理したものが特に好ましい。

本発明埋没材に用いる耐火材は通常の耐火物の原料とな
るアルミナ、ジルコニア、マグネシアクリンカ、石英、
クリストバライト、熔融石英より選ばれた１種または２
種以上のものを使用出来、埋没材に耐火性を与える。従
来の埋没材や特願昭５９−１３８９４２号で開示した埋
没材においては石英。

クリストバライトの熱膨張が不可欠であったため耐火材
は石英、クリストバライトに限定されていたが１本発明
の埋没材は熱膨張を天然でんぷんと前述の周期律表第Ｉ
Ｖ、Ｖ、ＶＩ族遷移金属の炭化物。

窒化物、硼化物、珪化物、硫化物との両者の熱膨張によ
って得ているため、耐火材は耐熱性を有するものであれ
ば、熱膨張量に関係無く、従来の石英、クリストバライ
トは勿論のこと、アルミナ。

ジルコニア、マグネシアクリンカ、熔融石英なども使用
出来るものである。之等の耐火材の中でアルミナ、ジル
コニア、マグネシアクリンカ、熔融石英は耐熱温度が高
いため鋳型の耐熱性を向上させることが出来る利点があ
る。

また結合材としては従来より歯科で用いられている様な
可溶性リン酸塩と酸化マグネシウムとの混合物、または
半水石膏の何れかが使用される。

特願昭５９−１３８９４２号では結合材は半水石膏のみ
に限定されていたが、その理由としては結合材に可溶性
リン酸塩と酸化マグネシウムとの混合物を用いた場合、
鋳型の常温強度が高いため膨張剤として天然デンプンの
みを用いると所定の熱膨張を得るためには結合材に半水
石膏を用いた場合より多量の天然でんぷんを必要とし、
その結果！５造体の表面が荒れる結果を招いたためであ
る。しかし。

本発明においては、熱膨張は天然でんぷんと前述の周期
律表第１Ｖ、　Ｖ、　ＶＩ族遷移金属の化合物の両者の
熱膨張によって得るため、天然でんぷんの量を多量に用
いる必要が無いため、鋳造体に面荒れを生ずることが殆
んど無くなるため、半水石膏は勿論のこと、可溶性リン
酸塩と酸化マグネシウムとの混合物も結合材として使用
可能となったものであり、この可溶性リン酸塩と酸化マ
グネシウムとの混合物は半水石膏よりも耐熱性が良好で
あるので鋳型に耐熱性を要求される場合好適に使用され
る。

膨張剤として用いる天然でんぷんの添加量は、耐火材と
してアルミナ、ジルコニア、マグネジチクリンカ、石英
、クリストバライト、熔融石英より選ばれた１種または
２種以上のものと、結合材として可溶性リン酸塩と酸化
マグネシウムとの混合物または半水石膏の何れかとを混
合したもの１００重量部に対して０．５〜５重量重量部
１倖Ｖ，ＶＩ族の遷移金属の炭化物，窒化物，硼化物。

珪化物，硫化物より選ばれた１種または２種以上の粉末
の添加量は０．１〜５０重量部が適当である。

これは天然でんぷんの添加量が０．５重量部未満である
と膨張量が金属の収縮を補うことが出来ず、５重量部を
超えると鋳造体の表面が荒れて来るためである。周期律
表第１Ｖ，Ｖ，ＶＩ族の遷移金属の炭化物，窒化物，硼
化物，珪化物，硫化物より選ばれた１種または２種以上
の粉末の添加量については、その添加量が０．１重量部
未満であると鋳型に亀裂が生じ、鋳造体にパリが生じ易
くなり５０重量部を超えると鋳造体の表面が荒れて来る
ためである。

また可溶性でんぷんは前記耐火材と結合材との混合物１
００重量部に対して０．１〜１重量部が適当であり、０
．１重量部未満であると埋没材スラリーの流動性は充分
ではなく、１重量部を超えると埋没材の凝固時間が遅く
なる。

なお、以上配合物以外にも本発明埋没材には通常用いら
れる様な半水石膏の凝固時間調整剤としてのＮａＣＱや
に，　ＳＯ２などの無機酸塩，アルカリ、微粉２水石膏
などから成る凝固促進剤やホウ砂、カルボン酸ソーダ塩
、コロイドから成る凝固遅延剤或いは軽量化材としての
アルミナシリカ、フィライトなどや着色剤などが加えら
れても良く１本発明埋没材の特性は失われることはない
。

〔実施例〕

以下、具体例を挙げ本発明を更に詳細に説明する。実施
例１〜１３，及び比較例１〜７のものは表に示した組成
割合で各物質を計量し、乳鉢で混合し、埋没材を調整し
た。之等の埋没材のうち半水石膏を結合材とした１〜８
，　１２．　１３及び比較例１。

２、３，６，７のものに就いては各々１００ｇに対して
水３３ｍＱで練和し、また可溶性リン酸塩と酸化マグネ
シウムを結合材とした実施例９〜１１及び比較例４，５
のものに就いては各々１００　ｇに対して水２４−のコ
ロイダルシリカ溶液で練和した．上記の練和した埋没材
を内径Ｌｏｗ，長さ５０ｍの円筒金型に流し込み，熱膨
張試料を作製した。この試料を使用し、熱膨張測定装置
にて練和開始より１時ａ■後から測定をＵｇ始し３時間
後で７００℃の温度に到達させ熱膨張を測定した。適合
性については。

Ａｇ合金．　Ｎｉ−Ｃｒ合金に就いて行なったが，Ｎｉ
Ｃｒ合金に就いてはＴａｉｃｏｎｉｕｍ．Ｇｏ．製，商
品名Ｔｉｃｏｎを用い臨床模型によって作製した小Ｒの
ワックスパターンを表中組成の埋没材にて埋没し、鋳型
作製後、ワックス焼却を行ない．Ｈ型温度７００℃にて
鋳造を行ないＡｇ合金については而至歯科工業株式会社
製，商品名ミロシルバーを用い同様にワックス焼却を行
ない，一度鋳型を７００℃にした後、３５０℃まで冷却
し，鋳造を行ない適合性を調べた。

埋没材の加熱時の亀裂については前記練和埋没材を用い
，直径２０ｍｍ，高さ３０ｍ＋ｓの円筒型試料を各埋没
材につき１０個作製し，之を室温より７００℃まで約１
時間で加熱し、亀裂発生個数を調べた。

また高溶合金の焼付に関してはＮｉ−Ｃｒ合金の適合性
試験の際に埋没材の焼付の状態を目視にて０：全く焼付
かず、 Δニ一部焼付く ×：全体に焼付く の３段階にて評価した。

埋没材のスラリー状態での流動性については円筒型熱膨
張試料作製時及び小Ｒのワックスパターン埋没時におけ
る埋没材の流れ易さを比較した。

埋没材の乾燥時間については，鋳造リングに埋没材スラ
リーを注入し、１ｌｌｌｌｆｊｌ後、赤外線乾燥装置付
きの電子天秤にて８０℃で乾燥し、重量変化が殆んど無
くなる迄の時間を乾燥時１間とした。

熱膨張曲線に就いては実施例中の埋没材及び比較例中の
埋没材の代表的なものに就いて図に示した。

表より明らかな様に耐火材と結合材より成るものに膨張
材として天然でんぷん及び周期律表第■。

Ｖ、Ｖｌ族遷移金属の炭化物、窒化物、硼化物、珪化物
、硫化物より選ばれた１種または２種以上の粉末を添加
した実施例１〜１３の埋没材及び膨張剤として天然でん
ぷんのみを用いた比較例６の埋没材の７００℃での熱膨
張は１．８〜２．２％で耐火材と結合材のみの比較例１
〜５，７の０．５〜１．４に比べて大きな値を示し膨張
量においては類似組成の実施例１３．比較例６，７より
明らかな様に従来の耐火材と結合材のみのものに比較し
て、″本発明埋没材及び膨張材として天然でんぷんのみ
を添加したものは可成り大きく歯科用金属の鋳造収縮を
補償するに充分な値を示した。更に図より明らかな様に
本発明埋没材は膨張剤として天然でんぷんのみを添加し
たものよりその膨張が緩やかであり、しかも冷却時にお
ける収縮も小さい。その結果、本発明埋没材である実施
例１〜１３の埋没材及び膨張剤として天然でんぷんのみ
を用いた場合のＮｉ　−Ｃｒ合金においての適合性は従
来の埋没材より良好であり、特に実施例１〜１３の埋没
材の場合、鋳型を冷却して鋳造したＡｇ合金においても
、その適合性は良好であった。

亀裂、焼付きについても、比較例１〜５，７の耐火材と
結合材のみのもの及び比較例６の耐火材と結合材に膨張
剤として天然でんぷんのみを添加したものは亀裂、焼付
きが認められたが、本発明埋没材においては全く認めら
れなかった。

また乾燥時間に就いては、従来の埋没材は比較例１〜７
の如＜、１２０〜１５０分と可成り長い時間を要してい
たが１本発明埋没材では、実施例１〜１２の様にその乾
燥時間は１０〜３０分であり従来の埋没材に比べて４分
の１以下になった。

更に実施例３，５．８は可溶性でんぷんが添加されてい
るが、実施例１，２，４，６，７，９゜１０、１１．１
２と比較して、円筒型熱膨張試料作製時及び単一のワッ
クスパターン埋没時において埋没材スラリーの流動性に
優れ、操作性が良好であった。

以下余白 〔効果〕 以上詳述した如く、従来の埋没材では加熱膨張が歯科用
金属の鋳造収縮より可成り低く、更にその熱膨張がクリ
ストバライト、石英の相変態に起因する可逆的なものの
ため鋳造時には鋳型の膨張が更に低くなっていたため鋳
造体の適合性は良くなかった。しかも上記クリストバラ
イトや石英の急激な膨張によって鋳型に亀裂が生じたり
、埋没材自体の熱電導性が低いため鋳型の乾燥時間に可
成り長い時間を要したりしていた。そのため従来の埋没
材より高い熱膨張を有したものを得るため。

耐火材と結合材なるものに膨張剤として天然でんぷんを
添加すると歯科用金属の鋳造収縮を充分に補う膨張量を
埋没材に与えることが出来、この埋没材により得ら九た
鋳造体は良好な適合状態を示した。しかし本発明の如く
、膨張剤として天然でんぷんと更に周期律表第ＩＶ、Ｖ
、Ｖｌ族遷移金属の炭化物、窒化物、硼化物、珪化物、
硫化物を添加すると、この周期律表第■、Ｖ、ＶＩ族遷
移金屈化合物による膨張が不可逆的な酸化膨張であり、
しかもその膨張温度域が天然でんぷんのそれと近接して
いないため、埋没材の熱膨張が緩やかでしかも冷却時に
も収縮することは無く、酸化後は安定な酸化物となる。

更にこの周期律表第ＩＶ、Ｖ、ＶＩ族遷移金属化合物は
熱電導性が良いため之を埋没材に添加すると埋没材自体
の熱電導性が向上する。

従って本発明埋没材により鋳造を行なうと膨張材として
天然でんぷんのみを添加したことによる適合性の向上に
加え、鋳型の乾燥が速く、亀裂や金属との焼付きが無く
、しかも鋳型を冷却して鋳造しても良好な適合性を有し
た鋳造体が得られる。

【図面の簡単な説明】

図は実施例１，２および比較例１，２．６の熱膨張曲線
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　耐火材としてアルミナ、ジルコニア、マグネシアク
   リンカ、石英、クリストバライト、熔融石英より選ばれ
   た１種または２種以上のものに、結合材として可溶性リ
   ン酸塩と酸化マグネシウムとの混合物または半水石膏の
   何れかを混合したもの１００部に対して膨張剤として天
   然でんぷんを０．５〜５重量部、及び周期律表第IV、Ｖ
   、VI族の遷移金属の炭化物、窒化物、硼化物、珪化物、
   硫化物より選ばれた１種または２種以上のものが０．１
   〜５０重量部加えられていることを特徴とする歯科鋳造
   用埋没材。 ２　耐火材としてアルミナ、ジルコニア、マグネシアク
   リンカ、石英、クリストバライト、熔融石英より選ばれ
   た１種または２種以上のものに、結合材として可溶性リ
   ン酸塩と酸化マグネシウムとの混合物または半水石膏の
   何れかを混合したもの１００部に対して膨張剤として天
   然でんぷんを０．５〜５重量部、及び周期律表第IV、Ｖ
   、VI族の遷移金属の炭化物、窒化物、硼化物、珪化物、
   硫化物より選ばれた１種または２種以上のものが０．１
   〜５０重量部加えられており更に可溶性でんぷんが０．
   １〜１重量部加えられていることを特徴とする歯科鋳造
   用埋没材。