CZ2011253A3 - Leucite for preparing ceramo-metallic or all-ceramic dental prostheses, obtained synthetically in hydrothermal environment - Google Patents

Abstract

Rešení se týká leucitu pro výrobu kovokeramických nebo celokeramických zubních náhrad, technicky získaného v hydrotermálních podmínkách, o chemickém vzorci K.sub.2.n.O.Al.sub.2.n.O.sub.3.n..4SiO.sub.2.n. resp. KAlSi.sub.2.n.O.sub.6.n.. Leucit je tvoren v práškové forme, viz obr. I. Obsah leucitu v kulovitých krystalických cásticích je 95 - 99,9 %.The present invention relates to leucite for the manufacture of metal ceramic or all ceramic dental restorations technically obtained under hydrothermal conditions, with the chemical formula K.sub.2.n.O.sub.2.sub.2.sub.2.sub.2. resp. Leucite is formed in powder form, see Fig. I. The leucite content in spherical crystalline particles is 95-99.9%.

Description

Leucit pro výrobu kovof-keramických či celoí-keramických zubních náhrad, synteticky získaný v hydrotermálních podmínkáchLeucite for the production of metal-ceramic or whole-ceramic dental restorations, synthetically obtained under hydrothermal conditions

Oblast technikyTechnical field

5*5 *

Technické řešení se týká leucjtu pro výrobu kovofkeramických či celolkeramických > X-ťzubních náhrad, synteticky získaný'v hydrotermálních podmínkách, o chemickém vzorci 0The technical solution relates to a leucite for the production of metal-ceramic or all-ceramic> X-tooth substitutes, synthetically obtained under hydrothermal conditions, of the chemical formula 0

KzO.AízOSASiOj respektive KAISi₂O₆. Leucit je vytvořený ve formě homogenní práškové směsi.KzO.AízOSASiOj or KAISi ₂ O ₆ . Leucite is formed in the form of a homogeneous powder mixture.

i oi o

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

První nálezy primitivních „dentálních implantátů“ pocházejí již ze starého Egypta.The first findings of primitive "dental implants" come from ancient Egypt.

V Evropě vzniká stomatologie jako samostatný obor v 18. století. Na začátku 18. století se L5 začínají používat první zubní protézy ze slonoviny a kovu, jako je např. zlato a stříbro, později se objevují i protézy z porcelánu a plastu.In Europe, dentistry originated as an independent field in the 18th century. At the beginning of the 18th century, the first dental prostheses made of ivory and metal, such as gold and silver, began to be used, and later porcelain and plastic prostheses appeared.

Výhodou dentální keramiky je snadno dosažitelná barva a stálost barevných odstínů, tvrdost a odolnost proti korozi v kyselém i alkalickém prostředí a především biosnášenlivost. Např. živcový porcelán užívaný v zubní protetice má tedy řadu 20 požadovaných vlastností chemických i estetických, zásadním nedostatkem je jeho X křehkost.The advantages of dental ceramics are easy to obtain color and color fastness, hardness and corrosion resistance in acidic and alkaline environments, and above all biocompatibility. E.g. feldspar porcelain used in dental prosthetics therefore has a number of 20 required chemical and aesthetic properties, a major drawback is its X fragility.

Současný výzkum v oblasti dentálních materiálů se zaměřuje na hledání vhodné technologie přípravy materiálu, který lze spájet s kovy, a který navíc vykazuje i vysokou hodnotu lomové houževnatosti keramiky. Tento problém je řešen spájením dentálního 25 porcelánu s kovovou výztuží, avšak, rozdíl v teplotních roztažnostech obou materiálů brání vytvoření pevného spoje mezi kovem a keramikou. Na základě zjištění, že např. leucit, vykrystalizovaný pri chlazení výrobku, zvýší koeficient teplotní roztažnosti na hodnotu blízkou kovům (13 -15xW⁶K'¹), byl připraven leucitový porcelán, který lze spájet s kovy.Recent research in the field of dental materials focuses on the search for a suitable technology for the preparation of a material that can be soldered with metals and which also exhibits a high value of the fracture toughness of ceramics. This problem is solved by joining dental porcelain with metal reinforcement, however, the difference in thermal expansion of the two materials prevents the formation of a strong bond between the metal and the ceramic. Based on the finding that, for example, leucite, crystallized upon product cooling, will increase the coefficient of thermal expansion to a value close to metals (13 -15xW ⁶ K ^-1 ), a leucite porcelain that can be soldered with metals was prepared.

Leucít je draselný aluminosilikát, o chemickém složení K₂O-AI₂O3-4SiO_2t resp.Leucite is a potassium aluminosilicate with the chemical composition of K ₂ O-Al ₂ O ₃ -4SiO _2t resp.

z *of *

KAISi₂O_e Patří do třídy silikátů, podtřídy tektosilikátů a skupiny feldspatoidů - minerálů vyvřelých hornin s nízkým obsahem SiO₂. V přírodě krystalizuje v kubické formě ve vulkanických horninách bohatých na draslík a deficitních na křemík. Za běžných podmínek není stabilní a mění se na směs nefelinu a ortoklasu, tzv. pseudoleucit. Pro 35 leucit jsou typické dvě polymorfní modifikace. Za vysokých teplot je stabilní kubická forma, při ochlazeni na teplotu 605±5°C dochází k bezdifúzní martenzitické fázové přeměně na formu tetragonální.KAISi ₂ O _e It belongs to the class of silicates, a subclass of tectosilicates and a group of feldspatoids - minerals of igneous rocks with a low content of SiO ₂ . In nature, it crystallizes in cubic form in volcanic rocks rich in potassium and silicon deficient. It is not stable under normal conditions and changes into a mixture of nepheline and orthoclase, called pseudoleucite. Two polymorphic modifications are typical for 35 leucites. At high temperatures, the cubic form is stable, while cooling to 605 ± 5 ° C, a diffusion-free martensitic phase conversion to the tetragonal form occurs.

·’ΰΜ, /· ’Ϋ́Μ /

-2 ”-2 ”

Leucit je hlavní krystalickou fází ve většině živcových dentálních keramik používaných v zubním lékařství k výrobě kovo-keramických náhrad. Jeho přítomnost ve skelné matrici zvyšuje hodnotu lineárního koeficientu teplotní roztažnosti výsledného kompozitního materiálu a umožňuje tak jeho spájení s kovovou výztuží. Leucitová 5 keramika navíc oproti klasickému živcovému dentálnímu porcelánu vykazuje vyšší hodnoty lomové houževnatosti.Leucite is the major crystalline phase in most feldspar dental ceramics used in dentistry to manufacture metal-ceramic substitutes. Its presence in the glass matrix increases the value of the linear coefficient of thermal expansion of the resulting composite material and thus allows it to be soldered to the metal reinforcement. In addition, Leucite 5 ceramics exhibits higher fracture toughness values than conventional feldspar dental porcelain.

V současné době existuje několik odlišných způsobů přípravy leucitu. Jedním z možných způsobů je krystalizace roztavené skleněné frity, kdy druh konečných fází je řízen počátečním složením frity a přídavkem vhodných nukleačních činitelů [1], Nukleace 10 a růst leucitových krystalů z taveniny jsou však děje neobyčejně pomalé a výpal proto vyžaduje mnoho desítek hodin. Rovněž reprodukovatelné řízení mikrostruktury je při tomto postupu velmi nesnadné. Zejména dosažení uniformní velikosti krystalů a homogenity, a jejich rozložení ve skelné matrici, se touto technologií zatím nepodařilo [2, 3, 4, 5].Currently, there are several different ways to prepare leucite. One possible way is to crystallize the molten glass frit, where the type of final phases is controlled by the initial composition of the frit and the addition of suitable nucleation agents [1]. Also, reproducible microstructure control is very difficult in this process. In particular, uniformity of crystal size and homogeneity, and their distribution in the glass matrix, have not yet been achieved by this technology [2, 3, 4, 5].

B Leucit má bod tání 1693 °C, což značně znesnadňuje syntézu čistého leucitu za relativně nízkých teplot. Pokud se podaří leucit připravit, většinou je znečištěn přítomností ostatních fází, které negativně ovlivňují výsledné mechanické a estetické vlastnosti dentální keramiky. I. L. Dendry a spol. potvrdili přítomnost sanidinu ve vícenásobně kalcinované leucitem vyztužené dentální keramice [6], Další možnosti jak připravit leucit je 2í) metoda sol-gel. E. M. Erbe a R. S. Sapieszko pomocí metody sol-gei při teplotě 1000 °C připravili leucit, který byl však znečištěn kalsilitem [7], Liu a spol. syntetizovali leucit za relativně nízké teploty 900 °C, ale s přítomností velkého množství skelné fáze [8],B Leucite has a melting point of 1693 ° C, which makes it difficult to synthesize pure leucite at relatively low temperatures. If it is possible to prepare it, it is usually contaminated by the presence of other phases, which negatively affect the resulting mechanical and aesthetic properties of dental ceramics. I. L. Dendry et al. confirmed the presence of sanidine in multiple calcined leucite-reinforced dental ceramics [6], Another possibility to prepare leucite is the 2-sol-gel method. E. M. Erbe and R. S. Sapieszko prepared the leucite using the sol-gei method at 1000 ° C, but was contaminated with kalsilite [7], Liu et al. synthesized leucite at a relatively low temperature of 900 ° C, but with the presence of a large amount of glassy phase [8],

US 5,662,551 A (29.10.1993) popisuje synteticky získaný leucit, který je vhodný 2$ jako složka dentálního porcelánu. Leucit se připraví ze stabilní disperze z prekurzorú draslíku, hliníku a křemíku. Jako prekurzory draslíku jsou uvedeny: sole draslíku, zejména acetáty, nitráty, chloridy, karboxyly, sírany, perchloridy nebo jejich směsi. Jako nejvýhodnější je uveden acetát draslíku, který je stabilní v prekurzoru křemíku. Jako prekurzory hliníku jsou uvedeny: soli hliníku, přednostně ve vodném roztoku, a to bazické 3Q karboxyláty, zásadité dusičnany, zejména hydrolyzovaný alkoxid, a to formacetát hliníku.US 5,662,551 A (Oct. 29, 1993) discloses synthetically obtained leucite which is suitable for $ 2 as a component of dental porcelain. Leucite is prepared from a stable dispersion of potassium, aluminum and silicon precursors. Potassium precursors include: potassium salts, in particular acetates, nitrates, chlorides, carboxyls, sulfates, perchlorides or mixtures thereof. Most preferred is potassium acetate which is stable in the silicon precursor. Aluminum precursors which may be mentioned are: aluminum salts, preferably in aqueous solution, namely basic 30 carboxylates, basic nitrates, in particular hydrolyzed alkoxide, namely aluminum formacetate.

Jako prekurzory křemíku jsou uvedeny: vypálený residuální SiOŽ, vodný sol křemíku, L ,<’-«/ i Λ íx.Silicon precursors include: fired residual SiO2, silicon aqueous sol, L, < - &gt;

roztoky alkoxylanů nebo siloxany polymerů a oligomerů. Křemičitý sol by měl mít pH ne větší než 4.solutions of alkoxylanes or siloxanes of polymers and oligomers. The silica sol should have a pH of not more than 4.

K disperzi se přidávají různá aditiva, která usnadňují zpracování disperze nebo 35 vytváření konečného produktu, jako jsou napr. přechodové kovové kationty, látky kontrolující sušení, tenzidy, změkčovadla, monomery, polymery, případně organická rozpouštědla jako je aceton, metyletylketon, metanol či etanol. Jako pomocný kompatibilní prostředek se přidává roztok nebo sol, který zabraňuje zpevňování, flokulaci, .-3 ' srážení nebo dělení na fáze po dobu alespoň jedné hodiny od času přidání aditiva k disperzi. Užívají se též nukleační prostředky, např.částice krystalického leucitu.Various additives are added to the dispersion to facilitate dispersion processing or formation of the final product, such as transition metal cations, drying control agents, surfactants, plasticizers, monomers, polymers, or organic solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methanol or ethanol. A solution or sol is added as a compatible compatibilizer to prevent solidification, flocculation, precipitation or phase separation for at least one hour from the time the additive is added to the dispersion. Nucleating agents, e.g., crystalline leucite particles, are also used.

Prekurzor draslíku, hliníku a křemíku v daném poměru se smísí za tvorby stabilní vodné disperze. Disperze se vysuší a následně vypaluje při teplotě okolo 960°C, ne větší Š než 1170^oC. Získaný produkt obsahuje krystalickou a amorfní fázi, kde krystalická fáze obsahuje tetragonálni leucit. Je uvedeno, že získaná sloučenina obsahuje nejméně 40 % případně 75 % až 95 % teoretického množství krystalického leucitu. Vytvářejí se jemné granulky leucitu, rozptýlené uniformě v amorfní matrici o shodném chemickém složeni.The potassium, aluminum and silicon precursor in a given ratio are mixed to form a stable aqueous dispersion. The dispersion is dried and then fired at a temperature of about 960 ° C, not greater than 1170 ^° C. The product obtained contains a crystalline and amorphous phase, wherein the crystalline phase comprises tetragonal leucite. The compound obtained is said to contain at least 40% or 75% to 95% of the theoretical amount of crystalline leucite. Fine leucite granules are formed, dispersed in uniform in an amorphous matrix of identical chemical composition.

Nevýhodou tohoto postupu je poměrně velká složitost postupu, množství přídavných 10 látek a vysoká teplota výpalu.The disadvantage of this process is the relatively high complexity of the process, the amount of additional 10 substances and the high firing temperature.

V patentu LT 4357 B (28.7.1997) je uveden způsob přípravy zeolitů, konkrétně sodných hlinitokřemičitanů, které mohou být použity jako prací prostředky, prostředky pro měkčení vody, jako sorbenty a jako nosiče katalyzátorů v olejářském a chemickém 15 průmyslu. Jako vstupní reakční složky jsou využity odpady z průmyslové výroby, jako je SiO₂. nH₂O, kontaminovaný příměsí fluoridů. Způsob přípravy těchto zeolitů je založen na reakci sodných alkálií s amorfním křemičitým gelem ve vodném prostředí. Získaný produkt je filtrován, ze směsi jsou vymyty příměsi nezreagovaných fluoridů a vysušen. Reakce je prováděna za atmosférického tlaku nebo v autoklávu při 90 - 200°C, po dobu 0,5 2 hodin. Takto jsou synteticky získány sodné zeolity, a to amalcim a hydrosodalit.LT 4357 B (July 28, 1997) discloses a process for preparing zeolites, particularly sodium aluminosilicates, which can be used as laundry detergents, water softening agents, sorbents, and catalyst carriers in the oil and chemical industries. Wastes from industrial production such as SiO ₂ are used as input reactants. nH ₂ O, contaminated with fluoride admixture. The process for preparing these zeolites is based on the reaction of sodium alkali with an amorphous silica gel in an aqueous medium. The product obtained is filtered, the mixture is washed with impurities of unreacted fluorides and dried. The reaction is carried out at atmospheric pressure or in an autoclave at 90-200 ° C for 0.5 2 hours. In this way, sodium zeolites are synthetically obtained, namely amalcim and hydrosodalite.

V patentu je popsána výroba sodných hlinitokřemičitanů hydrotermální metodou z odpadního silikagelu za přítomnosti fluoridových iontů. Výsledný produkt obsahuje NaF, což u uvedeného použití nevadí, ale pro využití v dentální protetice je tento produkt nevhodný. Čistota obou získaných sloučenin a velikost zrn nejsou uvedeny, protože 2$ nejsou důležité pro uvedené průmyslové účely.The patent describes the production of sodium aluminosilicates by the hydrothermal method from waste silica gel in the presence of fluoride ions. The resulting product contains NaF, which does not matter in the mentioned application, but this product is unsuitable for use in dental prosthetics. The purity of the two compounds obtained and the grain size are not given, as $ 2 are not important for said industrial purposes.

US 2008 138 768 A1 (19.1.2006), korespondující s DE 10 2005 003 755 B4, popisuje povlakovaný anorganický dentální prášek, který je pokryt nejméně jednou vrstvou, obsahující anorganické a/nebo organické složky nebo jejich směsi, a uvádí 30 rovněž proces jeho přípravy. Anorganický dentální prášek obsahující sklo nebo sklokeramíku nebo aluminosilikát, aluminofosfosilikát nebo aluminoborosilikát, má nanesenu alespoň jednou vrstvou anorganické nebo organické substance nebo směs obojího. Tato vrstva může mít tloušťku 0,5nm - 1pm, s výhodou 0,5 -r 200pm. Průměrná velikost částic prášku může být 50nm - 100 pm, s výhodou 5 - 50 pm. Dentální prášek může obsahovat 35 jednu nebo více krystalických fází. Krystalickou fází může být leucit nebo fluorapatit nebo jejich směs. Proces výroby anorganického dentálního prášku spočívá ve dvou krocích I a II. Krok I spočívá v zavedení organické složky do destilované vody a přidáni dentálního prášku. Poté se provádí homogenizace a následuje oddělení kapalné formy od prášku, které může být provedeno filtrací. Krok II představuje zpracování vodné kapaliny s anorganickou složkou, přidání prášku povlakovaného organickou látkou podle kroku I, homogenizace a sušení při teplotách 80 + 200 °C. Povlak anorganického dentálního prášku může obsahovat jako krystalickou fázi leucit, avšak je většinou uváděn 5 s fluorapatitem.US 2008 138 768 A1 (19.1.2006), corresponding to DE 10 2005 003 755 B4, describes a coated inorganic dental powder which is coated with at least one layer containing inorganic and / or organic components or mixtures thereof, and also discloses a process for preparation. Inorganic dental powder containing glass or glass ceramics or aluminosilicate, aluminophosphosilicate or aluminoborosilicate, has at least one layer of inorganic or organic substance or a mixture of both. This layer may have a thickness of 0.5nm - 1pm, preferably 0.5 - 200pm. The average particle size of the powder may be 50 µm - 100 µm, preferably 5-50 µm. The dental powder may comprise 35 one or more crystalline phases. The crystalline phase may be leucite or fluorapatite or a mixture thereof. The process of manufacturing inorganic dental powder consists of two steps I and II. Step I consists in introducing the organic component into distilled water and adding the dental powder. Thereafter, homogenization is carried out, followed by separation of the liquid form from the powder, which may be accomplished by filtration. Step II is treatment of the aqueous liquid with the inorganic component, addition of the powder coated with the organic substance of step I, homogenization and drying at temperatures of 80 + 200 ° C. The inorganic dental powder coating may contain leucite as the crystalline phase, but is mostly referred to as 5 with fluorapatite.

V příkladech provedení je jako anorganický dentální prášek uváděna pouze leucitoapatitová sklo*keramika, pro povlakování různými složkami, není uveden čistý leucit. Na připojených obrázcích jsou znázorněny shluky nepravidelně rozmístěných částic velmi rozdílných tvarů a velikostí. Též způsob přípravy je poměrně velmi komplikovaný a je 10 zřejmě pro speciální nárokované využití.In the exemplary embodiments, only leucitoapatite glass * ceramics is mentioned as the inorganic dental powder, for coating with various components, pure leucite is not mentioned. The attached figures show clusters of irregularly spaced particles of very different shapes and sizes. Also, the method of preparation is quite complicated and is probably 10 for the special claimed use.

WO 00/10509 (17. 8. 1998), korespondující s US 6 527 846 B1, popisuje sklokeramický materiál pro dentální výplně a způsob jeho výroby. Sklo-keramický materiál obsahuje krystalický leucit ve tvaru jehliček nebo válečků o tloušťce 0,3 - 1,5 pm a délce 1/ 7,5 - 20 pm. Sklo-keramický materiál obsahuje SiO₂₁ AI₂O₃, Na₂O, K₂O, CaO, BaO, a téžWO 00/10509 (Aug. 17, 1998), corresponding to US 6,527,846 B1, discloses a glass ceramic material for dental fillers and a process for its manufacture. The glass-ceramic material comprises crystalline needles in the form of needles or cylinders having a thickness of 0.3-1.5 µm and a length of 1 / 7.5-20 µm. Glass-ceramic material contains SiO ₂₁ Al ₂ O ₃ , Na ₂ O, K ₂ O, CaO, BaO, and also

CeO₂, TiO₂, a Br₂O₃. Výchozí směs silikátů, uhličitanů nebo oxidů se taví za vysokých teplot okolo 1500 °C. Jedná se o typ leucitové keramiky s obsahem velkého množství složek.CeO ₂ , TiO ₂ , and Br ₂ O ₃ . The starting mixture of silicates, carbonates or oxides melts at high temperatures of about 1500 ° C. It is a type of leucite ceramic containing a large number of components.

Sférický tvar krystalů leucitu a způsob jejich výroby uvádí JP 2001 134 82 20 A (1. 6. 2000). Vynález řeší vytvoření sférických částic krystalického leucitu a homogenní rozptýleni předepsaného množství v matrici. Sférické leucitové krystaly jsou vyráběny procesem smíchání K₂SO₄, AI₂(SO₄)₃ a SiO₂ v definovaném poměru a zahřívání vzniklé směsi na 900 t- 1200°C.The spherical shape of the leucite crystals and the method for their production are disclosed in JP 2001 134 82 20 A (1 June 2000). The invention solves the formation of spherical particles of crystalline leucite and homogeneous distribution of the prescribed amount in the matrix. Spherical leucite crystals are produced by a process of mixing K ₂ SO ₄ , Al ₂ (SO ₄ ) ₃ and SiO ₂ in a defined ratio and heating the resulting mixture to 900 t-1200 ° C.

WO 2009/038 800 (21.9.2007) popisuje řízení mikrostruktury keramiky, konkrétněji řízení velikosti krystalů leucitu, elípsoidního typu, které se získají ze skelné fríty rozemletím a roztříděním na určitou velikost částic a následným vypálením. Nevýhodou je třídění krystalů na různé typy velikostí, což je poměrně zdlouhavá záležitost a je nutný 30 výpal disperze na vysokou teplotu.WO 2009/038 800 (September 21, 2007) describes controlling the microstructure of a ceramic, more specifically controlling the size of leucite crystals, of the ellipsoid type, which are obtained from a glass frit by grinding and screening to a particular particle size and subsequent firing. The disadvantage is the sorting of crystals into different types of sizes, which is a relatively lengthy matter and requires 30 firing of the dispersion to a high temperature.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u leucitu podle tohoto technického řešení, kde leucit je synteticky získaný v hydrotermálních podmínkách, o chemickém vzorci K₂O.AI₂ftj.4SiO₂ respektive KAISi₂O₆, s vysokou čistotou a bez příměsí chemických nečistot a dalších minerálů, vytvořený ve formě homogenní práškové směsi, podle tohoto technického řešení. Podstata tohoto technického řešení spočívá v tom, že '5 * homogenní prášková směs leucitu je tvořena pouze plně krystalickými částicemi leucitu kulovitého tvaru, o obsahu 95 ♦ 99,9 % hmotn. leucitu v konečném produktu, s vysokou chemickou a mineralogickou čistotou, bez zjistitelného amorfního podílu leucitu. Kulovitý tvar krystalických částic leucitu má uniformní velikost částic v rozmezí 0,1 pm-100pm, S a vykazuje poměr nejdelší a nejkratší osy v rozmezí 1:1 ^'1:1,5; přitom rozptyl velikosti krystalických částic leucitu je v rozmezí 5 ± 4 pm. Výchozím prekurzorem krystalických částí leucitu jsou krystalické částice analcimu pro následnou hydrotermální syntézu iontovou výměnu sodíku Na za draslík K. Analcim o chemickém složení NaAISi₂0₃.H₂O je sodným analogem draselného leucitu. Krystalické částice leucitu i analcimu mají 10 v podstatě shodnou a/nebo blízkou velikost, tvar a rozptyl velikosti částic, takže krystalické částice prekurzoru analcimu odpovídají finální velikosti, tvaru a rozptylu velikosti krystalických částic leucitu.These disadvantages are eliminated or substantially reduced for the leucite according to the present invention, where leucite is synthetically obtained under hydrothermal conditions, of the chemical formula K ₂ O.AI ₂ ftj.4SiO ₂ and KAISi ₂ O ₆ , with high purity and free of chemical impurities and other minerals formed in the form of a homogeneous powder mixture according to the present invention. The essence of this technical solution consists in that the 5% homogeneous powder mixture of leucite consists only of fully crystalline spherical leucite particles having a content of 95 ♦ 99.9% by weight. leucite in the final product, with high chemical and mineralogical purity, without detectable amorphous leucite content. The spherical shape of the crystalline leucite particles has a uniform particle size in the range of 0.1 µm-100 µm, S and exhibits a ratio of longest and shortest axes in the range of 1: 1 → 1: 1.5; wherein the size distribution of the crystalline leucite particles is in the range of 5 ± 4 µm. The starting precursor of the crystalline moieties of leucite is the crystalline particles of analcime for subsequent hydrothermal synthesis of sodium Na-potassium ion exchange. Analcim of the NaAISi ₂ 0 ₃ .H ₂ O chemical composition is a sodium analogue of potassium leucite. The crystalline particles of leucite and analcime have substantially the same size and / or near particle size, shape and dispersion, so that the crystalline particles of the analcim precursor correspond to the final size, shape and size dispersion of the crystalline leucite particles.

Hlavní výhodou tohoto technického řešení je nízkoteplotní syntéza krystalického tetragonálního leucitu s uniformní velikostí kulovitých částic v definovaném rozmezí 15 velikosti částic a rozptylu. Předností je vysoká homogenita částic, jejich konečná chemická i mineralogická čistota, která při dodrženi technologického postupu dosahuje až 99 % hmotn. , navíc bez nežádoucího amorfního podílu leucitu, který může způsobovat potíže zpracování při následné přípravě dentální keramiky. Hydrotermální podmínky syntézy snižují energetické nároky na výrobu leucitu. Při hydrotermální syntéze leucitu je 2Q prvním krokem nízkoteplotní výroba analcimu v hydrotermálních podmínkách, po níž následuje druhý důležitý krok, iontová výměna sodných iontů za draselné. Velkou předností je shodná nebo podobná velikost krystalických částic analcimu a konečného produktu leucitu, což usnadňuje řízení velikosti částic konečného práškového produktu.The main advantage of this technical solution is the low-temperature synthesis of crystalline tetragonal leucite with uniform spherical particle size within a defined range of 15 particle size and scattering. The advantage is the high homogeneity of the particles, their final chemical and mineralogical purity, which, while maintaining the technological process, reaches up to 99% by weight. moreover, without an undesirable amorphous fraction of leucite, which may cause processing difficulties in the subsequent preparation of dental ceramics. Hydrothermal synthesis conditions reduce the energy requirement for leucite production. In the hydrothermal synthesis of leucite, the first step is the low-temperature production of analcime under hydrothermal conditions, followed by the second important step, the sodium-potassium ion exchange. A great advantage is the same or similar crystalline particle size of the analcime and the leucite end product, which facilitates particle size control of the final powder product.

Za těchto podmínek se získají částice leucitu která jsou plně krystalické, a za 2^ pokojové teploty v tetragonální modifikaci, bez nežádoucího amorfního podílu.Under these conditions, leucite particles are obtained which are fully crystalline and at 2 room temperature in a tetragonal modification, without undesirable amorphous fraction.

Je výhodné, když kulovitý tvar krystalů leucitu vykazuje poměr nejdelší a nejkratší osy krystalických částic leucitu i analcimu v rozmezí 1:1 - 1:1,1, což představuje optimální tvar, nejvíce se blížící ideálnímu kulovému tvaru.It is preferred that the spherical shape of the leucite crystals exhibit a ratio of the longest and shortest axis of the crystalline particles of leucite and analcime in the range of 1: 1 - 1: 1.1, which is the optimum shape closest to the ideal spherical shape.

Kulovitý tvar krystalických částic leucitu i analcimu, vykazující velikost 1-10 pm, je vhodný pro výrobu dentálních leucitových surovin s homogenní disperzí leucitových částic. Z takto připravených leucitových surovin lze získat leucitové dentální kompozity s velmi příznivými mechanickými vlastnostmi pro výrobu zubních náhrad.The spherical shape of the crystalline particles of leucite and analcime, having a size of 1-10 µm, is suitable for the production of dental leucite raw materials with a homogeneous dispersion of leucite particles. From such prepared leucite raw materials, leucite dental composites with very favorable mechanical properties for dental restorations can be obtained.

Z hlediska výjimečně dobrých vlastností dentálních kompozitu z hlediska mechanických parametrů a možnosti spájitelnosti s různými konstrukčními materiály je 35 výhodné, když rozptyl velikosti krystalických částic leucitu i analcimu je v rozmezí ± 1 pm. Tohoto velmi úzkého rozptylu se dosáhne řízením podmínek hydrotermální syntézy.In view of the exceptionally good properties of dental composites in terms of mechanical parameters and the possibility of solderability to various construction materials, it is advantageous if the dispersion size of the crystalline particles of leucite and analcime is within ± 1 µm. This very narrow dispersion is achieved by controlling the hydrothermal synthesis conditions.

K syntetickému získáni analcimu je výhodné, když pro krystalické částice analcimu je vstupní surovinou zdroj obsahující křemík Sí, hliník AI a sodík Na ve vodné disperzi. Vodná disperze umožňuje poměrně nenáročné podmínky přípravy nezatížené použitím organických rozpouštědel a komplikovaných příměsí.In order to synthetically obtain analcime, it is preferred that for the crystalline particles of analcime the feedstock is a silicon containing Si, aluminum Al and sodium Na in an aqueous dispersion. The aqueous dispersion allows relatively undemanding preparation conditions free of the use of organic solvents and complicated admixtures.

Š Je výhodné, když pro krystalické částice analcimu je vstupní surovinou zdroj, obsahující křemík Si, vybraný ze skupiny, obsahující alespoň jednu složku, zahrnující amorfní práškový SiO₂₁ bílé saze SiO₂, metakaolinit AI₂O₃.2SiO₂ a vypálený kaolin při teplotě 700 °C ± 20 °C. Jedná se o běžné dostupné suroviny.It is preferred that for the crystalline particles of analcime the feedstock is a Si-containing source selected from the group consisting of at least one component comprising amorphous powdered SiO ₂₁ white carbon black SiO ₂ , metakaolinite Al ₂ O ₃ .SiO ₂ and baked kaolin at temperature 700 ° C ± 20 ° C. These are commonly available raw materials.

Též je výhodné, když pro krystalické Částice analcimu je vstupní surovinou zdroj, obsahující hliník AI, vybraný ze skupiny alespoň jedné složky, zahrnující amorfní práškový práškový hliník AI, oxid hlinitý AI₂O₃, metakaolinit AI₂O₃.2SiO₂ nebo vypálený kaolin při teplotě 700 °C ± 20 °C. Také se jedná o dostupné suroviny.Also preferably, for the crystalline particles of analcim, the feedstock is an aluminum-containing source selected from the group of at least one component including amorphous powdered aluminum Al, alumina Al ₂ O ₃ , metakaolinite Al ₂ O ₃ .2SiO ₂ or baked kaolin at a temperature of 700 ° C ± 20 ° C. They are also available raw materials.

Také je výhodné, když pro krystalické částice analcimu je vstupní surovinou zdroj, obsahující sodík Na v zásaditém roztoku, jako je vodný roztok hydroxidu sodného NaOH, s výhodou zásaditý vodný roztok hydroxidu sodného NaOH o molaritě v rozmezí 1M - 5M. Jedná se též o běžnou surovinu, ekonomicky nenáročnou, s optimální molaritou pro hydrotermální syntézy.It is also preferred that for the crystalline particles of analcime, the feedstock is a sodium Na-containing source in a basic solution such as aqueous sodium hydroxide solution NaOH, preferably a basic aqueous sodium hydroxide solution having a molarity in the range of 1M - 5M. It is also a common raw material, economically undemanding, with optimal molarity for hydrothermal syntheses.

Pro získání chemicky čistého jemně krystalického analcimu je výhodné, když jsou vstupní surovinové zdroje křemíku Si a hliníku AI, a/nebo jejich oxidů (SiO₂ , AI₂O₃) nebo jejich solí, při optimálním poměru Si ku AI, nebo SiO₂ ku AI₂O₃ v rozmezíIn order to obtain a chemically pure finely crystalline analcim, it is preferred that the feedstock sources of Si and Al are Al, and / or their oxides (SiO ₂ , Al ₂ O ₃ ) or salts thereof, at an optimal Si to Al or SiO ₂ to Si ratio Al ₂ O ₃ in the range

2,5 + 7 ku 1.2.5 + 7 to 1.

Pro krystalické částice analcimu je vhodným vstupním surovinovým zdrojem oxid křemíku SiO₂ ve vodné disperzi, kde poměr vody H₂O ku SiO₂ v rozmezí 6 ~ 28, což zajisti průběh hydrotermální syntézy s konečným produktem analcimu při vysoké Ž5 výtěžnosti.For crystalline particles of analcime, a suitable feedstock is silicon dioxide SiO ₂ in aqueous dispersion, where the ratio of water H ₂ O to SiO _{2 is} in the range of 6-28, which ensures the hydrothermal synthesis with the final product of analcime at high 55 yield.

Je výhodné, když pro analcim, který je prekurzorem leucitu pro intovou výměnu v hydrotermálních podmínkách, je vstupní surovinou zdroj obsahující draslík K ve vodném roztoku, jako je hydroxid draselný KOH, chlorid draselný KCI, dusičnan draselný KNO₃, uhličitan draselný K₂CO₃₁ hydrogen-uhličitan draselný KHCO₃. PřiIt is preferred that for the analcime, which is the precursor of the intact exchange leucite under hydrothermal conditions, the feedstock is a potassium K-containing source in an aqueous solution such as potassium hydroxide KOH, potassium chloride KCl, potassium nitrate KNO ₃ , potassium carbonate K ₂ CO ₃₁ potassium hydrogen carbonate KHCO ₃ . At

X - použití těchto surovin dochází k vysokému stupni iontové výměny. Tato iontová výměna probíhá při relativně nízkých teplotách 100 - 250 °C, které nejsou pro syntézy keramických surovin pro dentálni účely běžné. Přináší tak úsporu energetickou, časovou a v důsledku toho i nákladovou.X - The use of these raw materials leads to a high degree of ion exchange. This ion exchange takes place at relatively low temperatures of 100-250 ° C, which are not common for the synthesis of ceramic raw materials for dental purposes. It brings energy, time and consequently cost savings.

Iontová výměna poměrně úspěšně probíhá při využití prostředí vodného roztoku chloridu draselného s molaritou 1 + 5M, jedná se o běžnou chemikálii s optimálně volenou molaritou.Ion exchange is relatively successful using an aqueous solution of potassium chloride with a molarity of 1 + 5M, it is a common chemical with optimally selected molarity.

i*and*

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Technické řešení je podrobné popsáno dále na příkladných provedeních a blíže je objasněno na připojených obrázcích, z nichž představuje obr. 1 schematické znázornění výroby leucitu, obr. 2 difrakční spektrum připraveného analcímu, obr. 3 difrakční spektrum připraveného leucitu, obr. 4 snímky A-1.A-2, A-3 připraveného analcimu a obr. 5 snímky B-1, B-2, B-3 připraveného leucitu.The technical solution is described in detail in the examples below and is explained in more detail in the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a schematic representation of leucite production, FIG. 2 diffraction spectrum prepared by analysis, FIG. 3 diffraction spectrum prepared leucite, FIG. Fig. 1A-2, A-3 prepared by analcime and Fig. 5 shows images of B-1, B-2, B-3 prepared leucite.

WW

Příklady provedení technického řešeniExamples of technical solution

Dále jsou popsány neomezující příklady provedení technického řešení.Non-limiting examples of embodiments of the invention are described below.

Příklad 1 (Obr. 1)Example 1 (Fig. 1)

Na připojeném obr. 1 je schématicky znázorněna příprava leucitu iontovou výměnou analcimu v jednotlivých technologických krocích.The attached Fig. 1 shows schematically the preparation of leucite by an ion exchange ion exchange in individual technological steps.

2$ Leucit o chemickém vzorci K2O.AI₂0₃.4SiO₂ respektive KAISi₂O_e je vyrobený synteticky ve formě homogenní práškové směsi v hydrotermálních podmínkách při teplotě do 200°C. Tento nízkoteplotní způsob výroby leucitu umožňuje, na rozdíl od technologii pracujících za vysokých teplot, lépe řídit mikrostrukturu výsledného produktu, především s ohledem na jeho homogenitu a velikost částic. Způsob výroby zahrnuje dva \ 25 kroky (obrázek 1). Nejprve je hydrotermální syntézou přípraven analcim a následně v druhém kroku získán leucit pomocí iontové výměny sodného iontu Naf v analcímu za draselný ion ΚΛ z disperze.2 $ Leucite of chemical formula K2O.AI ₂ 0 ₃ .4SiO ₂ and KAISi ₂ O _{e, respectively,} is produced synthetically in the form of a homogeneous powder mixture under hydrothermal conditions at temperatures up to 200 ° C. This low-temperature process for producing leucite allows, in contrast to high temperature technology, better control of the microstructure of the resulting product, especially with regard to its homogeneity and particle size. The manufacturing process comprises two steps (Figure 1). Initially, an analcim is prepared by hydrothermal synthesis and then in a second step the leucite is obtained by means of sodium ion exchange Naf in the analysis for potassium ion ΚΛ from the dispersion.

Oba tyto technologické kroky, tj. získání analcimu v prvním kroku a leucitu iontovou výměnou ve druhém kroku, se provádí v hydrotermálních podmínkách ve 30 vodném prostředí za nízkých teplot 100 - 250 °C.Both of these technological steps, i.e. obtaining analcime in the first step and leucity by ion exchange in the second step, are carried out under hydrothermal conditions in 30 aqueous medium at low temperatures of 100-250 ° C.

V prvním kroku získaný analcim je sodný analog leucitu. Analcim má chemický vzorec NaAISi₂O₆.H₂O, respektive Na₂O.AI₂O₃.4SiO/ .2H₂O. Velmi důležitým bodem popisované technologie je příprava vstupní směsi surovin, která má určující vliv na 35 mikrostrukturu výsledného produktu. Byla provedena řada experimentů, při kterých byl sledován vliv reakčních proměnných ( složení výchozí suspenze, reakční teploty a Času) na výsledný charakter produktu syntézy s cílem připravit homogenní analcimové prášky s uniformní velikostí a tvarem částic, jež budou vhodným prekurzorem pro následnou přípravu leucitu. Takto byla vymezena oblast reakčních podmínek a složení vstupní 7 •8 směsi, která vede k přípravě homogenních analcimových prášků. Vstupní směs vzniká smícháním a důkladnou homogenizací hlinitanových a křemičitanových disperzi, které byly získány odděleným rozpouštěním surovin obsahujících křemík Si, resp. hliník Al, v roztoku např. hydroxidu sodného za intenzivního míchání. Pro krystalické částice 5 analcimu jsou vstupní surovinou zdroj, obsahující křemík Si, hliník Al a sodík Na, a/nebo jejich oxidy a/nebo jejich sole; kde poměr Si ku AI, nebo oxidů SíO₂ ku AI₂O₃ je v rozmezí 2,5 / 7 ku 1; a poměr vody H₂O k oxidu křemičitému SiO₂ v rozmezí 6 28.In the first step obtained by the analcime is a sodium analogue of leucite. Analcim has the chemical formula NaAISi ₂ O ₆ .H ₂ O and Na ₂ O.AI ₂ O ₃ .4SiO / .2H ₂ O. A very important point of the described technology is the preparation of feedstock mixture, which has a decisive influence on 35 microstructure of the final product . A number of experiments were performed in which the influence of reaction variables (composition of the initial suspension, reaction temperature and time) on the resulting nature of the synthesis product was investigated in order to prepare homogeneous analcimic powders of uniform size and particle shape. In this way, the range of reaction conditions and composition of the feed mixture was determined, resulting in the preparation of homogeneous analcim powders. The feed mixture is formed by mixing and thoroughly homogenizing the aluminate and silicate dispersions obtained by separately dissolving the Si-containing feedstock and the Si-containing feedstock. aluminum Al, in a solution such as sodium hydroxide with vigorous stirring. For the crystalline particles 5 of the analcim, the feedstock is a source comprising Si, aluminum Al and sodium Na, and / or their oxides and / or salts thereof; wherein the ratio of Si to Al or SiO ₂ to Al ₂ O ₃ is in the range of 2.5 / 7 to 1; and a ratio of water H ₂ O to SiO ₂ in the range of 6 28.

Zdroj křemíku Si je vybraný ze skupiny, obsahující alespoň jednu složku, zahrnující amorfní práškový SiO₂₁ bílé saze SiO₂, metakaolinit AI₂O₃.2SiO₂ a vypálený kaolin. Zdroj IQ hliníku Al je vybraný ze skupiny alespoň jedné složky, zahrnující amorfní práškový hliník Al, oxid hlinitý AI₂O₃, metakaolinit AI₂O₃.2SiO₂ nebo vypálený kaolin. Zdroj sodíku Na v zásaditém roztoku je např. vodný roztok hydroxidu sodného NaOH, o molaritě v rozmezí 1M / 5M. K získání analcimu se odděleně rozpouští jednak zdroj křemíku Si a jednak zdroj hliníku AI, v zásaditém roztoku NaOH, s výhodou o molaritě 1 / 5M. Po 15 dokončení odděleného rozpouštění jednak zdroje křemíku Si a jednak zdroje hliníku Al se oba rozpuštěné zdroje smísí a důkladně homogenizují do křemičitano-hlinitanové disperze po dobu 1 60 min, za intenzivního míchání disperze. Získaná homogenní vstupní disperze zdroje křemíku Si a hliníku Al se umístí do uzavřené reakční nádoby, kde se zahřívá na teplotu 100 r 250 °C po dobu 2 /42 hodin. Získaný reakční produkt 20 se ochlazuje na pokojovou teplotu. Poté se vyjme z uzavřené nádoby, následně se zfiltruje a promývá destilovanou vodou k odstranění nezreagovaných vstupních surovin.The source of Si is selected from a group comprising at least one component comprising the amorphous SiO powder ₂₁ white carbon, SiO _2, metakaolinite Al ₂ O ₃ .2SiO ₂ and calcined kaolin. The source of aluminum Al is selected from the group of at least one component, including amorphous aluminum powder Al, alumina Al ₂ O ₃ , metakaolinite Al ₂ O ₃ S ₂ O ₂ or baked kaolin. Sodium source Na in an alkaline solution is, for example, an aqueous solution of sodium hydroxide NaOH, with a molarity in the range of 1M / 5M. To obtain analcime, both the silicon source Si and the aluminum source A1 are separately dissolved in a basic NaOH solution, preferably with a molarity of 1 / 5M. After 15 complete dissolution of both the silicon source Si and the aluminum source Al was mixed, the two dissolved sources were mixed and thoroughly homogenized into the silicate aluminate dispersion for 1 60 min, with vigorous stirring of the dispersion. The obtained homogeneous feed dispersion of the silicon source Si and aluminum Al is placed in a sealed reaction vessel, where it is heated to 100 r 250 ° C for 2/42 hours. The reaction product 20 obtained is cooled to room temperature. It is then removed from the sealed container, then filtered and washed with distilled water to remove unreacted feedstock.

Získaný prášek se vysuší s výhodou při teplotách kolem 100 °C. Po ochlazeni na pokojovou teplotu se získá prekurzor leucitu, analcim, ve formě krystalických částic analcimu.The obtained powder is preferably dried at temperatures around 100 ° C. After cooling to room temperature, the leucite precursor, analcim, is obtained in the form of crystalline analcim particles.

Ve druhém kroku se krystalické částice analcimu podrobí iontové výměně sodíku Na za draslík K v hydrotermálních podmínkách, při níž se nejdříve smísí krystalické částice analcimu a vodný roztok draselné sloučeniny. Získaná směs se zahřívá na teplotu 100 r- 250 °C při hydrotermálních podmínkách v uzavřené nádobě po dobu 1 -10 * ^r >In a second step, the crystalline particles of analcim are subjected to an ion exchange of sodium Na for potassium K under hydrothermal conditions, in which the crystalline particles of analcim and the aqueous solution of the potassium compound are first mixed. The resulting mixture is heated to 100 r-250 ° C under hydrothermal conditions in a closed vessel for 1 -10 * ^r >

hodin. Předností získání leucitu pomocí iontové výměny Na+ v analcimu za K+ z roztoku, je nízká teplota, krátká doba přípravy a zachování mikrostruktury v hydrotermálních podmínkách.hours. The advantage of obtaining leucite by means of Na + ion exchange in analcim for K + from solution is low temperature, short preparation time and preservation of the microstructure in hydrothermal conditions.

Bylo zjištěno, že procento připraveného leucitu výrazně narůstá s rostoucí molaritou roztoku KCI a stejně tak i se stoupající reakční teplotou. Dále bylo ověřeno, že při 35 optimálních podmínkách, např. tři hodiny hydrotermálního zahřívání při teplotě 200°C v 4M roztoku KCI jsou dostatečné pro kvantitativní přeměnu analcimu na leucit.It has been found that the percentage of leucite prepared increases significantly with increasing molarity of the KCl solution as well as with increasing reaction temperature. Furthermore, it has been verified that under 35 optimal conditions, e.g. three hours of hydrothermal heating at 200 ° C in 4M KCl solution are sufficient to quantitatively convert analcim to leucite.

8L8L

Takto získaná homogenní prášková směs leucitu je tvořena pouze plně krystalickými částicemi leucitu kulovitého tvaru, o obsahu 95 * 99,9 % hmotn. leucitu v konečném produktu, s vysokou chemickou a mineralogickou čistotou.The homogeneous powder mixture of leucite thus obtained consists only of fully crystalline spherical leucite particles having a content of 95 * 99.9% by weight. leucite in the final product, with high chemical and mineralogical purity.

Rovněž bylo zjištěno, že v průběhu iontové výměny nedochází k výrazným změnámIt was also found that no significant changes occurred during the ion exchange

5. velikosti či tvaru částic analcimu a leucitu. Kulovitý tvar krystalických částic leucitu i analcimu má uniformní velikost částic v rozmezí 0,1 pm 100 pm, s výhodou pm * 10 pm. Kulovitý tvar krystalických částic leucitu i analcimu vykazuje poměr nejdelší a nejkratší osy v rozmezí 1:1 - 1:1,5; s výhodou v rozmezí 1:1 * 1:1,1. Rozptyl velikosti krystalických částic leucitu i analcimu je v rozmezí 5 ± 4 pm, s výhodou5. the size or shape of the analcim and leucite particles. The spherical shape of the crystalline particles of both leucite and analcime has a uniform particle size in the range of 0.1 µm to 100 µm, preferably pm * 10 µm. The spherical shape of both leucite and analcum crystalline particles exhibits a ratio of the longest and shortest axes in the range of 1: 1 - 1: 1.5; preferably in the range of 1: 1 * 1: 1.1. The size distribution of both leucite and analcime crystalline particles is in the range of 5 ± 4 µm, preferably

2 ± 1 pm. Krystalické částice leucitu mají tetragonální modifikaci, která je stabilní pň pokojové teplotě.2 ± 1 µm. Crystalline leucite particles have a tetragonal modification that is stable at room temperature.

Příklad 2 (Obr. 2, obr. 3, obr. 4, obr. 5)Example 2 (Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5)

Příprava vstupní reakční směsi:Preparation of the input reaction mixture:

Příprava vstupní reakční směsi surovin má zásadní vliv na kvalitu, především homogenitu a velikost částic, výsledného produktu, proto jí musí být věnována zvláštní pozornost a je samostatně uvedena v tomto příkladu. Vstupní reakční směs se získává 20 smícháním hlinitanové a křemičitanové disperze v poměru SiO₂/AI₂O₃ = 4,8 H₂O/SiO₂ = 16, 4M NaOH.The preparation of the feedstock reaction mixture has a fundamental influence on the quality, in particular the homogeneity and particle size of the final product, therefore it has to be given special attention and is separately presented in this example. The feed reaction mixture is obtained by mixing the aluminate and silicate dispersions in a ratio of SiO ₂ / Al ₂ O ₃ = 4.8 H ₂ O / SiO ₂ = 16M NaOH.

Jako suroviny byly pro přípravu použity jemně mletý SiO₂ (P.P.H. Glivice, PL) a práškový AI (Lachema, CZ). Hlinitanová disperze AIO²' se získává postupným přidáváním práškového hiiníku k míchanému 4M roztoku NaOH. Vznikající disperze je po celou dobu 25 přípravy intenzivně míchána s pomocí magnetické míchačky při otáčkách 1000 ^ 2500 ot/min. Křemičitanové disperze SiO3²’ se připravuje rozpouštěním amorfního SiO2 v 4M roztoku NaOH. Po smíchání hlinitanové a křemičitanové disperze a jejich důkladné homogenizaci v teflonovém kelímku vzniká gel, který je použit jako vstupní směs pro následnou hydrotermální syntézu.Fine ground SiO ₂ (PPH Glivice, PL) and powdered AI (Lachema, CZ) were used as raw materials. AIO ² 'aluminate dispersion is obtained by sequentially adding a powdered aluminum to a stirred 4M NaOH solution. The resulting dispersion is vigorously stirred throughout the preparation with a magnetic stirrer at a speed of 1000 ^ 2500 rpm. SiO ^{3 2} 'silicate dispersions are prepared by dissolving amorphous SiO 2 in 4M NaOH solution. After mixing the aluminate and silicate dispersions and thoroughly homogenizing them in a Teflon crucible, a gel is formed which is used as a feed mixture for subsequent hydrothermal synthesis.

Syntéza analcimu :Synthesis of analcim:

Získaná reakční směs se vloží do autoklávu a umístí do sušárny vyhřáté na 200°C. Po dvou hodinách se autokláv vyndá ze sušárny a ochladí v proudu studené vody. Po zfiltrování a promytí horkou destilovanou vodou se produkt syntézy vysuší při 100°C.The resulting reaction mixture was placed in an autoclave and placed in an oven heated to 200 ° C. After two hours, the autoclave is removed from the oven and cooled in a stream of cold water. After filtering and washing with hot distilled water, the synthesis product is dried at 100 ° C.

Takto je připraven jemný bílý prášek s difrakčnim spektrem uvedeným na obrázku 2, které odpovídá požadovanému analcimu.Thus, a fine white powder with a diffraction spectrum as shown in Figure 2, which corresponds to the desired analcime, is prepared.

-10/ ’-10 / ’

Morfologie vyrobeného práškového analcimu je zdokumentována na snímcích z rastrovacího elektronového mikroskopu na obr. 4. Na fotografiích A1 - A3 vidět homogenní směs sférických částic analcimu o velikosti 34 pm, kde představuje snímek A -1 zvětšení částic analcimu 10 OOOx,The morphology of the produced analcim powder is documented by scanning electron microscope images in Fig. 4. In photos A1-A3, a homogeneous mixture of 34 µm analcim spherical particles is shown, where image A -1 is an 10,000x magnification of analcim particles,

A -2 zvětšení částic analcimu 5 000 xA -2 magnification of analcum particles 5,000x

A - 3 zvětšení částic analcimu 2 OOOx.A - 3 magnification of analcum particles 2,000x.

Experimentálně bylo prokázáno, že analcim je v této oblasti složení v teplotním intervalu 100r200£C stabilní fází a nejkratší doba potřebná k jeho krystalizaci je 1 hodina při 20Q°C.It has been shown experimentally that analcim is a stable phase in this temperature range of 100 ° C to 200 ° C and the shortest crystallization time is 1 hour at 20 ° C.

'10'10

Příprava leucitu :Leucite preparation:

Pro přípravu leucitu se používá analcimový prášek připravený syntézou popsanou výše. 1g práškového vzorku analcimu se smíchá s 20ml 4M roztoku KCI a umístí v autoklávu do sušárny vyhřáté na 200°C. Po třech hodinách se autokláv prudce ochladí Ϊ5 v proudu studené vody, zfiltruje a vysuší při 100°C. Na obr. 3 je znázorněno difrakční spektrum připraveného syntetického leucitu.For the preparation of leucite, an analimum powder prepared by the synthesis described above is used. A 1g powder sample of analcim is mixed with 20ml of 4M KCl solution and placed in an autoclave in an oven heated to 200 ° C. After three hours, the autoclave is quenched with Ϊ5 in a stream of cold water, filtered and dried at 100 ° C. Figure 3 shows the diffraction spectrum of the prepared synthetic leucite.

Na obr. 5 je na fotografiích B1 - B3 vidět homogenní směs sférických částic leucitu o velikosti 3-4 pm, kde představuje snímekIn Fig. 5, a homogeneous mixture of 3-4 µm spherical leucite particles is shown in Figures B1-B3, showing the image

2Q A -1 zvětšení částic leucitu 10 OOOx,2Q A -1 magnification of leucite particles 10,000x,

A -2 zvětšení částic leucitu 5 000 xA -2 magnification of leucite particles 5,000 x

A - 3 zvětšení částic leucitu 2 OOOx.A - 3 magnification of leucite particles 2,000x.

Z porovnání obrázků 4 a 5 je patrné, že v průběhu iontové výměny nedochází ke 15 změnám ve velikosti a tvaru částic. Bylo zjištěno, že uvedeným postupem bylo v práškové směsi obsaženo alespoň 99 % hmotn. leucitu, téměř ideálního kulovitého tvaru, o velikostí částic 3 /4 pm. Tohoto velmi úzkého rozdělení velikosti částic leucitu se dosáhlo přísným dodržením technologického postupu. Malá velikost a úzké rozdělení velikosti částic leucitu zajistí zlepšení mechanických vlastností výsledného leucitového kompozitu 30 a to dává dobrý předpoklad pro jeho využití v oboru zubní protetiky.Comparison of Figures 4 and 5 shows that there are no 15 particle size and shape changes during ion exchange. It was found that at least 99 wt. leucite, an almost ideal spherical shape, with a particle size of 3/4 µm. This very narrow particle size distribution of the leucite was achieved by strict adherence to the technological process. The small size and narrow size distribution of the leucite particles will improve the mechanical properties of the resulting leucite composite 30 and this provides a good basis for its use in the field of dental prosthetics.

Průmyslová využitelnost:Industrial Applicability:

Leucit ve formě homogenních prášků je možné použít jako surovinu pro přípravu 35 dentální leucitové keramiky pro kovo-keramické či celo-keramícké zubní náhrady, nebo výplně.Leucite in the form of homogeneous powders can be used as a raw material for the preparation of dental leucite ceramics for metal-ceramic or all-ceramic dentures or fillers.

Claims (4)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Leucit pro výrobu kovo_Tkeramických či celo.*keramických zubních náhrad, synteticky získaný v hydrotermálních podmínkách, o chemickém vzorci ^O.AIÁ^SÍO;, respektive1. Leucite for the production of metal _T ceramic or wholly ceramic denture substitutes, synthetically obtained under hydrothermal conditions, of the chemical formula &lt; EMI ID = 7.1 &gt; 5 KAISi₂O_6l vytvořený v homogenní práškové formě a získaný ve dvou krocích v hydrotermálních podmínkách, kde v prvním kroku se získají krystalické částice analcimu o chemickém složení NaAISi₂O_e.H₂O, respektive Na5 KAISi ₂ O _6l formed in a homogeneous powder form and obtained in two steps under hydrothermal conditions, where in the first step crystalline particles of analimum with the chemical composition NaAISi ₂ O _e .H ₂ O and Na respectively are obtained 2O.AI2O3.4SiO4~.2H2O, který je sodným analogem draselného leucitu, a ve druhém kroku se iontovou výměnou sodíku Na za draslík K získá z analcimu syntetický leucit,2O.Al2O3.4SiO4 - .2H2O, which is a sodium analogue of potassium leucite, and in a second step, a synthetic leucite is obtained from the analcime by ion exchange of sodium Na with potassium K, 10 vyznačující se tím, že (a) homogenní prášková forma synteticky získaného leucitu ze synteticky získaného analcimu iontovou výměnou v hydrotermálních podmínkách je tvořena pouze plně krystalickými částicemi leucitu kulovitého tvaruj o obsahu 95 > 99,9 % hmotn. leucitu v konečném produktu (V vysokouchemickou a mineralogickou čistotou“'^ 15 (b) kulovitý tvar krystalických částic leucitu má uniformní velikost částic v rozmezí10, characterized in that (a) the homogeneous powder form of synthetically obtained leucite from synthetically obtained analcius by ion exchange under hydrothermal conditions consists of only fully crystalline spherical leucite particles having a content of 95> 99.9% by weight. leucite in the final product (In high chemical and mineralogical purity &quot; 15 (b) the spherical shape of the crystalline leucite particles has a uniform particle size in the range of 0,1 pm r 100 pm, a (c) vykazuje poměr nejdelší a nejkratší osy v rozmezí 1:1 /-1:1,5; přitom (d) rozptyl velikosti krystalických částic leucitu je v rozmezí 5 ± 4 pm.0.1 pm r 100 pm, and (c) exhibits a ratio of the longest and shortest axes in the range of 1: 1 / -1: 1.5; wherein (d) the dispersion size of the crystalline leucite particles is in the range of 5 ± 4 µm. 20 2. Leucit podle nároku 1, vyznačující se tím, že krystalické částice leucitu mají tetragonální modifikaci.20. The leucite of claim 1, wherein the crystalline leucite particles have a tetragonal modification. 3. Leucit podle nároku 1, vyznačující se tím, že kulovitý tvar krystalů leucitu vykazuje poměr nejdelší a nejkratší osy krystalů leucitu 35 v rozmezí 1:1 /Ί: 1,1.Leucite according to claim 1, characterized in that the spherical shape of the leucite crystals has a ratio of the longest and shortest axis of the leucite crystals 35 in the range of 1: 1 / Ί: 1.1. 4. Leucit podle nároku 1, vyznačující se tím, že ¹ X kulovitý tvar krystalických částic leucitu vykazuje velikost 1 pm-10pm.Leucite according to claim 1, characterized in that the ¹ X spherical shape of the crystalline leucite particles has a size of 1 µm-10 µm. 30 5. Leucit podle nároku 1, vyznačující se tím, že rozptyl velikosti krystalických částic leucitu je v rozmezí 2 ± 1 pm.The leucite of claim 1, wherein the size dispersion of the crystalline leucite particles is in the range of 2 ± 1 µm.