JP2009097031A - High-carat gold alloy for dental use - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、パラジウムを含有しない歯科用高カラット金合金に関するものである。 The present invention relates to a dental high carat gold alloy containing no palladium.
従来より、高カラット金合金は、様々な歯の治療に使用される補綴物の材料として用いられている。前記補綴物には、歯冠、ブリッジ、可徹式架橋義歯（アタッチメント）、金属床、インプラント上部構造等を例示することができる。これらの補綴物は、寸法が狂ってしまうと、噛み合せが合わない等の不具合を生じたり、歯の治療に隙間等が出来、その隙間から虫歯等の不具合を生じたりするものであった。 Traditionally, high carat gold alloys have been used as prosthetic materials used in the treatment of various teeth. Examples of the prosthesis include a crown, a bridge, a penetrating bridged denture (attachment), a metal floor, and an implant superstructure. When these prostheses are out of dimensions, problems such as incompatibility occur, and gaps or the like are formed in tooth treatment, and defects such as caries are generated from the gaps.
そして、狂いのない寸法（寸法精度）を得ようとすると従来の高カラット金合金（例えば特許文献１）には、以下に示す１〜５のような問題があった。
１．寸法精度が得られないと、最初から補綴物の作製する場合もある。また寸法が合わない部分を細かく削り取る作業を行う場合もあり、余分な時間を要する。
２．高カラット金合金に加工作業（鋳造、熱処理、鋳接、ろう付け）を行うと、加熱・冷却を繰り返し、体積収縮や膨張による変形を起し、治療に必要とする寸法精度が得られない。
３．高カラット金合金の融点が高すぎると、歯科鋳造に使用される都市ガスと空気との混合炎加熱の溶解性が悪く、鋳巣や酸化物の巻き込み等の鋳造欠陥を起こす場合もある。
４．高カラット金合金の融点が低いと、ろう付け作業温度が近似するため、作業効率が悪く高カラット金合金を溶かす不具合を生じやすい。
５．異種合金と鋳接で補綴物を作製し接合強度が低い時は、口腔内で咬合負荷に耐えず接合面で破折することもある。従来法では接合面積が小さい時は使用を避けることや接合面積を十分確保するなどの作業者の工夫が必要である。
And when trying to obtain a dimension without any deviation (dimensional accuracy), the conventional high carat gold alloy (for example, Patent Document 1) has the following problems 1 to 5.
1. If dimensional accuracy cannot be obtained, a prosthesis may be manufactured from the beginning. In addition, there is a case where an operation for finely cutting a portion where the dimensions do not fit is performed, and extra time is required.
2. When processing (casting, heat treatment, casting, brazing) is performed on a high carat gold alloy, heating and cooling are repeated, deformation due to volume shrinkage and expansion occurs, and dimensional accuracy required for treatment cannot be obtained.
3. If the melting point of the high carat gold alloy is too high, the solubility of the mixed flame heating of city gas and air used for dental casting is poor, which may cause casting defects such as pits and entrapment of oxides.
4). If the melting point of the high carat gold alloy is low, the brazing operation temperature approximates, so that the working efficiency is poor and a problem of melting the high carat gold alloy is likely to occur.
5). When a prosthesis is produced by casting with a dissimilar alloy and the joint strength is low, the joint surface may not withstand an occlusal load and may break at the joint surface. In the conventional method, when the bonding area is small, it is necessary to devise an operator such as avoiding use or securing a sufficient bonding area.
上述の問題より、高カラット金合金の融点（固相点、液相点）を適正なものとし、加工作業（鋳造、熱処理、鋳接、ろう付け）を行った時の寸法精度や接合強度を向上させた歯科用高カラット金合金を、補綴物の作製や使用する歯科技工士や歯科医は待ち望んでいる。
そこで、この発明は、加工作業（鋳造、熱処理、鋳接、ろう付け）の加熱冷却があったとしても、体積収縮及び膨張による変形が少なく、また鋳接による高い接合強度を有する歯科用高カラット金合金を提供するものである。 Accordingly, the present invention is a dental high-carat having a small deformation due to volume shrinkage and expansion and having a high joint strength by casting even when there is heating and cooling of processing operations (casting, heat treatment, casting, brazing) A gold alloy is provided.
（請求項１記載の発明）
この歯科用高カラット金合金は、パラジウムを含有せず、金、白金、銅を含有する歯科用高カラット金合金であって、重量比割合は、Ａｕ／歯科用高カラット金合金＝７２〜７６％、Ｐｔ／歯科用高カラット金合金＝６〜８％、Ｃｕ／歯科用高カラット金合金＝８〜９．４％、であることを特徴とする。
パラジウムを含まない歯科用高カラット金合金であると、金属アレルギーの誘発率が低く、黄金色を維持することが可能で、高級感を有する金合金となる。
（参考文献）：井上昌幸，中山秀夫，松村光明：ＧＰＣのための金属アレルギー臨床，デンタルダイヤモンド社，６４〜６７，２００３．
（請求項２記載の発明）
この歯科用高カラット金合金は、請求項１記載の歯科用高カラット金合金であって、金と銅の重量比割合が、Ａｕ／（Ａｕ＋Ｃｕ）＝８９〜９０％であることを特徴とする。
（請求項３記載の発明）
この歯科用高カラット金合金は、請求項１又は２記載の歯科用高カラット金合金であって、白金と銅の重量比割合が、Ｐｔ／（Ｐｔ＋Ｃｕ）＝３９〜５０％であることを特徴とする。
（請求項４記載の発明）
この歯科用高カラット金合金は、請求項１乃至３のいずれかに記載の歯科用高カラット金合金に亜鉛を含有させ、重量比割合が、Ｚｎ／歯科用高カラット金合金＝０．５〜２％であることを特徴とする。
（請求項５記載の発明）
この歯科用高カラット金合金は、請求項１乃至４のいずれかに記載の歯科用高カラット金合金に金属が添加されており、前記添加金属の重量比割合は、添加金属／歯科用高カラット金合金＝０．０１〜０．２％であって、添加金属はイリジウム、ロジウム、ルテニウムからの１つ若しくはそれらの組み合わせであることを特徴とする。
（請求項６記載の発明）
この歯科補綴物は、請求項１乃至５のいずれかに記載の歯科用高カラット金合金により形成されたことを特徴とする。
(Invention of Claim 1)
This dental high carat gold alloy is a dental high carat gold alloy which does not contain palladium but contains gold, platinum and copper, and the weight ratio is Au / dental high carat gold alloy = 72 to 76. %, Pt / dental high carat gold alloy = 6-8%, Cu / dental high carat gold alloy = 8-9.4%.
When the dental high-carat gold alloy does not contain palladium, the induction rate of metal allergy is low, the golden color can be maintained, and the gold alloy has a high-class feeling.
(References): Masayuki Inoue, Hideo Nakayama, Mitsuaki Matsumura: Metal Allergy for GPC, Dental Diamond, 64-67, 2003.
(Invention of Claim 2)
The dental high carat gold alloy is the dental high carat gold alloy according to claim 1, wherein the weight ratio of gold to copper is Au / (Au + Cu) = 89 to 90%. .
(Invention of Claim 3)
This dental high carat gold alloy is the dental high carat gold alloy according to claim 1 or 2, wherein the weight ratio ratio of platinum and copper is Pt / (Pt + Cu) = 39 to 50%. And
(Invention of Claim 4)
This dental high carat gold alloy contains zinc in the dental high carat gold alloy according to any one of claims 1 to 3, and the weight ratio is Zn / dental high carat gold alloy = 0.5- It is characterized by 2%.
(Invention of Claim 5)
The dental high carat gold alloy is obtained by adding a metal to the dental high carat gold alloy according to any one of claims 1 to 4, and the weight ratio ratio of the added metal is added metal / dental high carat. Gold alloy = 0.01 to 0.2%, wherein the additive metal is one of iridium, rhodium, ruthenium or a combination thereof.
(Invention of Claim 6)
This dental prosthesis is formed of the dental high carat gold alloy according to any one of claims 1 to 5.
この歯科用高カラット金合金及び、それを用いた歯科補綴物は、加工作業（鋳造、熱処理、鋳接、ろう付け）の加熱冷却があったとしても、体積収縮及び膨張による変形が少ないものであって、且つ接合強度が高いものである。 This dental high-carat gold alloy and dental prosthesis using the same are less deformed due to volume shrinkage and expansion even if there is heating / cooling during processing (casting, heat treatment, casting, brazing). In addition, the bonding strength is high.
（発明を実施する為の最良の形態）
本発明を実施するための最良の形態例について説明を行う為、先ずは金合金の特性について説明する。
(Best Mode for Carrying Out the Invention)
In order to describe the best mode for carrying out the present invention, first, the characteristics of the gold alloy will be described.
〔金合金の特性〕
金合金は、口腔内で極めて安定であり、優れた耐食性を示し、生体親和性が良好なものである。また、金への添加金属の種類や量を変化させることによって、機械的性質・溶融温度を変更させることができる。
[Characteristics of gold alloy]
Gold alloys are extremely stable in the oral cavity, exhibit excellent corrosion resistance, and have good biocompatibility. Further, the mechanical properties and melting temperature can be changed by changing the kind and amount of the metal added to gold.
〔金に添加する金属によって変化する合金の特性〕
（金に銀を添加した場合）
金に銀を添加した場合、融点が下がり、合金の色が白色化する。
（金に白金又はパラジウムを添加した場合）
金に白金又はパラジウムを添加した場合、融点が上がり、硬さ、耐久性、引張強さが向上する。パラジウムは白金より色調の白色化が増大する。
（金に銅を添加した場合）
金に銅を添加した場合、機械的性質が向上し、展延性が悪化し、融点が下がり、熱処理効果性を有する合金となる。また多量に添加すると耐食性が低下する。
そして、以下に合金成分の金含有が半分以上（重量比割合％）を占める金と銅の合金の特性について述べる。
[Characteristics of alloys that change depending on the metal added to gold]
(When silver is added to gold)
When silver is added to gold, the melting point decreases and the color of the alloy turns white.
(When platinum or palladium is added to gold)
When platinum or palladium is added to gold, the melting point is increased, and the hardness, durability, and tensile strength are improved. Palladium is more whitened in color than platinum.
(When copper is added to gold)
When copper is added to gold, the mechanical properties are improved, the ductility is deteriorated, the melting point is lowered, and the alloy has a heat treatment effect. Moreover, when it adds abundantly, corrosion resistance will fall.
And the characteristic of the alloy of gold | metal | money which the gold content of an alloy component occupies more than half (weight ratio ratio%) is described below.
〔金と銅の合金の特性〕
図１は金（Ａｕ）と銅（Ｃｕ）の不規則格子及び規則格子の原子配列を示す図である。
図２は金（Ａｕ）と銅（Ｃｕ）の２元系状態図である。
金と銅の合金の格子は、図１に示すような金（Ａｕ）原子と銅（Ｃｕ）原子が、不規則的に配列した不規則格子と規則的に配列した規則格子とそれ以外の規則格子があるが、高カラット金合金は、この２つが関与する。
この格子は、格子定数ａ，ｂ，ｃ，で特定されるが、不規則格子はａ＝ｂ＝ｃであるのに対し規則格子はａ＝ｂ＞ｃとなる。また、体積は、不規則格子＞規則格子となる。
例えば、金の重量比割合７６ｗｔ％の高カラット金合金に加工作業（鋳造、熱処理、鋳接、ろう付け）を行った場合、加工作業で約８００℃〜常温への急冷及び加熱によって、規則―不規則転移点（約３８５℃）をまたぐ（通過する）ことが、図２の状態図から分かる。
加工作業が図２に記載の転移点をまたぐ温度で行うものであると、前述の格子定数が変化してしまい、合金は体積収縮及び膨張による変形を起し、前記高カラット金合金から作製する歯科補綴物は、治療に必要とする十分な寸法精度を得られないことが多い。
[Characteristics of gold-copper alloy]
FIG. 1 is a diagram showing an atomic arrangement of irregular lattice and regular lattice of gold (Au) and copper (Cu).
FIG. 2 is a binary system phase diagram of gold (Au) and copper (Cu).
As shown in FIG. 1, a gold-copper alloy lattice includes an irregular lattice in which gold (Au) atoms and copper (Cu) atoms are irregularly arranged, a regular lattice in which they are regularly arranged, and other rules. Although there is a lattice, a high carat gold alloy involves these two.
This lattice is specified by lattice constants a, b, and c. The irregular lattice is a = b = c, whereas the regular lattice is a = b> c. The volume is irregular lattice> regular lattice.
For example, when processing work (casting, heat treatment, casting, brazing) on a high-carat gold alloy with a gold weight ratio of 76 wt%, it is regulated by rapid cooling and heating from about 800 ° C. to room temperature in the processing work. It can be seen from the phase diagram of FIG. 2 that it crosses (passes) the irregular transition point (about 385 ° C.).
If the processing operation is performed at a temperature crossing the transition point shown in FIG. 2, the above-mentioned lattice constant changes, and the alloy undergoes deformation due to volume shrinkage and expansion, and is produced from the high carat gold alloy. Dental prostheses often fail to achieve sufficient dimensional accuracy required for treatment.
〔金と銅の合金の性能を改善〕
上述の問題を解決するため、本発明の歯科用高カラット金合金は、含有する金属の重量比割合を、金７２〜７６％、白金６〜８％、銅８〜９．４％、とした。このような重量比割合の歯科用高カラット金合金であると、加工作業（鋳造、熱処理、鋳接、ろう付け）を行ったとしても、体積収縮及び膨張が小さく且つ高い接合強度を有した高カラット金合金となる。前記高カラット金合金は、金（Ａｕ）と銅（Ｃｕ）の重量比割合をＡｕ／（Ａｕ＋Ｃｕ）＝８９〜９０％とし、白金（Ｐｔ）と銅（Ｃｕ）の重量比割合をＰｔ／（Ｐｔ＋Ｃｕ）＝３９〜５０％とするのが好ましい。
また、銅（Ｃｕ）や白金（Ｐｔ）を主成分の金（Ａｕ）に含有させたことによって、機械的特性が向上した高カラット金合金となる。
[Improved performance of gold and copper alloys]
In order to solve the above-mentioned problems, the dental high-carat gold alloy of the present invention has a weight ratio of metal contained in 72 to 76% gold, 6 to 8% platinum, and 8 to 9.4% copper. . The dental high-carat gold alloy having such a weight ratio ratio has a small volume shrinkage and expansion and a high bonding strength even when processing operations (casting, heat treatment, casting, brazing) are performed. Carat gold alloy. In the high carat gold alloy, the weight ratio of gold (Au) to copper (Cu) is Au / (Au + Cu) = 89 to 90%, and the weight ratio of platinum (Pt) to copper (Cu) is Pt / ( Pt + Cu) = 39 to 50% is preferable.
In addition, by containing copper (Cu) or platinum (Pt) in the main component gold (Au), a high carat gold alloy with improved mechanical properties is obtained.
次に、本発明を実施するための最良の形態例について、実施例として示す各図を参照して詳細に説明する Next, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings shown as examples.
〔実施例１〜５〕
以下、この発明の歯科用高カラット金合金の実施例について詳細に説明する。なお、比較例、従来例として、この発明の歯科用高カラット金合金の重量比割合の範囲外の金合金について説明する。
表１は、実施例１〜５と比較例１〜２と従来例１〜２の各高カラット金合金の重量比割合を示すものである。
[Examples 1 to 5]
Examples of the dental high carat gold alloy according to the present invention will be described in detail below. As a comparative example and a conventional example, a gold alloy outside the range of the weight ratio of the dental high carat gold alloy of the present invention will be described.
Table 1 shows the weight ratios of the high carat gold alloys of Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 and 2, and Conventional Examples 1 and 2.
〔実験に使用した高カラット金合金について〕
（実施例１の高カラット金合金）
実施例１の高カラット金合金は、表１に示す通り、重量比割合が、金７２％、白金６％、銀１２．６５％、銅８％、亜鉛１．３％、イリジウム０．０５％からなるものである。このことから、金と銅の重量比割合はＡｕ／（Ａｕ＋Ｃｕ）＝９０．０％、白金と銅の重量比割合はＰｔ／（Ｐｔ＋Ｃｕ）＝４２．９％である。
（実施例２の高カラット金合金）
実施例２の高カラット金合金は、表１に示す通り、重量比割合が、金７３％、白金７％、銀１０．２％、銅８．７％、亜鉛１％、イリジウム０．１％からなるものである。このことから、金と銅の重量比割合はＡｕ／（Ａｕ＋Ｃｕ）＝８９．４％、白金と銅の重量比割合はＰｔ／（Ｐｔ＋Ｃｕ）＝４４．６％である。
（実施例３の高カラット金合金）
実施例３の高カラット金合金は、表１に示す通り、重量比割合が、金７４％、白金６．５％、銀９．６％、銅８．６％、亜鉛１．２％、ロジウム０．１％からなるものである。このことから、金と銅の重量比割合はＡｕ／（Ａｕ＋Ｃｕ）＝８９．６％、白金と銅の重量比割合はＰｔ／（Ｐｔ＋Ｃｕ）＝４３．０％である。
（実施例４の高カラット金合金）
実施例４の高カラット金合金は、表１に示す通り、重量比割合が、金７５％、白金８％、銀６．５２％、銅９％、亜鉛１．４％、ルテニウム０．０８％からなるものである。このことから、金と銅の重量比割合はＡｕ／（Ａｕ＋Ｃｕ）＝８９．３％、白金と銅の重量比割合はＰｔ／（Ｐｔ＋Ｃｕ）＝４７．１％である。
（実施例５の高カラット金合金）
実施例５の高カラット金合金は、表１に示す通り、重量比割合が、金７６％、白金７．５％、銀５．４５％、銅９．４％、亜鉛１．５％、ロジウム０．０８％、ルテニウム０．０７％からなるものである。このことから、金と銅の重量比割合はＡｕ／（Ａｕ＋Ｃｕ）＝８９．０％、白金と銅の重量比割合はＰｔ／（Ｐｔ＋Ｃｕ）＝４４．４％である。
[About the high carat gold alloy used in the experiment]
(High Carat Gold Alloy of Example 1)
As shown in Table 1, the high carat gold alloy of Example 1 has a weight ratio of 72% gold, 6% platinum, 12.65% silver, 8% copper, 1.3% zinc and 0.05% iridium. It consists of From this, the weight ratio of gold to copper is Au / (Au + Cu) = 90.0%, and the weight ratio of platinum to copper is Pt / (Pt + Cu) = 42.9%.
(High Carat Gold Alloy of Example 2)
As shown in Table 1, the high carat gold alloy of Example 2 has a weight ratio of 73% gold, 7% platinum, 10.2% silver, 8.7% copper, 1% zinc, 0.1% iridium. It consists of From this, the weight ratio ratio of gold and copper is Au / (Au + Cu) = 89.4%, and the weight ratio ratio of platinum and copper is Pt / (Pt + Cu) = 44.6%.
(High Carat Gold Alloy of Example 3)
As shown in Table 1, the high carat gold alloy of Example 3 has a weight ratio of 74% gold, 6.5% platinum, 9.6% silver, 8.6% copper, 1.2% zinc, rhodium. It consists of 0.1%. From this, the weight ratio ratio of gold and copper is Au / (Au + Cu) = 89.6%, and the weight ratio ratio of platinum and copper is Pt / (Pt + Cu) = 43.0%.
(High Carat Gold Alloy of Example 4)
As shown in Table 1, the high carat gold alloy of Example 4 has a weight ratio of 75% gold, 8% platinum, 6.52% silver, 9% copper, 1.4% zinc and 0.08% ruthenium. It consists of From this, the weight ratio ratio of gold and copper is Au / (Au + Cu) = 89.3%, and the weight ratio ratio of platinum and copper is Pt / (Pt + Cu) = 47.1%.
(High Carat Gold Alloy of Example 5)
As shown in Table 1, the high carat gold alloy of Example 5 has a weight ratio of 76% gold, 7.5% platinum, 5.45% silver, 9.4% copper, 1.5% zinc, and rhodium. It consists of 0.08% and ruthenium 0.07%. From this, the weight ratio ratio of gold and copper is Au / (Au + Cu) = 89.0%, and the weight ratio ratio of platinum and copper is Pt / (Pt + Cu) = 44.4%.
（比較例１の高カラット金合金）
比較例１の高カラット金合金は、表１に示す通り、重量比割合が、金７３％、白金５％、銀１３．７％、銅７．２％、亜鉛１％、イリジウム０．１％からなるものである。このことから、金と銅の重量比割合はＡｕ／（Ａｕ＋Ｃｕ）＝９１．０％、白金と銅の重量比割合はＰｔ／（Ｐｔ＋Ｃｕ）＝４１．０％である。
比較例１は、この発明の重量比割合の範囲外である。すなわち、白金の重量比割合５％は６〜８％より小さく、銅の重量比割合７．２％は８〜９．４％より小さい。また、Ａｕ／（Ａｕ＋Ｃｕ）の重量比割合９１．０％は８９〜９０％より大きい。
（比較例２の高カラット金合金）
比較例２の高カラット金合金は、表１に示す通り、重量比割合が、金７６％、白金３％、銀９．６％、銅１０．３％、亜鉛１％、イリジウム０．１％からなるものである。このことから、金と銅の重量比割合はＡｕ／（Ａｕ＋Ｃｕ）＝８８．１％、白金と銅の重量比割合はＰｔ／（Ｐｔ＋Ｃｕ）＝２２．６％である。
比較例２は、この発明の重量比割合の範囲外である。すなわち、白金の重量比割合３％は６〜８％より小さく、銅の重量比割合１０．３％は８〜９．４％より大きい。また、Ａｕ／（Ａｕ＋Ｃｕ）の重量比割合８８．１％は８９〜９０％より小さく、Ｐｔ／（Ｐｔ＋Ｃｕ）の重量比割合２２．６％は３９〜５０％より小さい。
(High Carat Gold Alloy of Comparative Example 1)
As shown in Table 1, the high carat gold alloy of Comparative Example 1 has a weight ratio of 73% gold, 5% platinum, 13.7% silver, 7.2% copper, 1% zinc, 0.1% iridium. It consists of From this, the weight ratio ratio of gold and copper is Au / (Au + Cu) = 91.0%, and the weight ratio ratio of platinum and copper is Pt / (Pt + Cu) = 41.0%.
Comparative Example 1 is outside the range of the weight ratio of the present invention. That is, the weight ratio 5% of platinum is smaller than 6-8%, and the weight ratio 7.2% of copper is smaller than 8-9.4%. The Au / (Au + Cu) weight ratio 91.0% is greater than 89-90%.
(High Carat Gold Alloy of Comparative Example 2)
As shown in Table 1, the high carat gold alloy of Comparative Example 2 has a weight ratio of 76% gold, 3% platinum, 9.6% silver, 10.3% copper, 1% zinc, 0.1% iridium. It consists of From this, the weight ratio ratio of gold and copper is Au / (Au + Cu) = 88.1%, and the weight ratio ratio of platinum and copper is Pt / (Pt + Cu) = 22.6%.
Comparative Example 2 is outside the range of the weight ratio of the present invention. That is, 3% by weight of platinum is less than 6-8%, and 10.3% by weight of copper is more than 8-9.4%. The Au / (Au + Cu) weight ratio 88.1% is smaller than 89 to 90%, and the Pt / (Pt + Cu) weight ratio 22.6% is smaller than 39 to 50%.
（従来例１の高カラット金合金）
従来例１の高カラット金合金は、山本貴金属地金社製のＢＩイエローである。
従来例１の高カラット金合金は、表１に示す通り、重量比割合が、金７１％、白金４％、銀１２．３％、銅１２．１％、亜鉛０．５％、イリジウム０．１％からなるものである。このことから、金と銅の重量比割合はＡｕ／（Ａｕ＋Ｃｕ）＝８５．４％、白金と銅の重量比割合はＰｔ／（Ｐｔ＋Ｃｕ）＝２４．８％である。
従来例１は、この発明の重量比割合の範囲外である。すなわち、白金の重量比割合４％は６〜８％より小さく、銅の重量比割合１２．１％は８〜９．４％より大きい。また、Ａｕ／（Ａｕ＋Ｃｕ）の重量比割合８５．４％は８９〜９０％より小さく、Ｐｔ／（Ｐｔ＋Ｃｕ）の重量比割合２４．８％は３９〜５０％より小さい。
（従来例２の高カラット金合金）
従来例２の高カラット金合金は、山本貴金属地金社製のベネフィットＧである。
従来例２の高カラット金合金は、表１に示す通り、重量比割合が、金７０％、白金４．５％、パラジウム２％、銀１３．６％、銅８．８％、亜鉛１％、イリジウム０．１％からなるものである。このことから、金と銅の重量比割合はＡｕ／（Ａｕ＋Ｃｕ）＝８８．８％、白金と銅の重量比割合はＰｔ／（Ｐｔ＋Ｃｕ）＝３３．８％である。
従来例２は、この発明の重量比割合の範囲外である。すなわち、白金の重量比割合４．５％は６〜８％より小さい。また、Ａｕ／（Ａｕ＋Ｃｕ）の重量比割合８８．８％は８９〜９０％より小さく、Ｐｔ／（Ｐｔ＋Ｃｕ）の重量比割合３３．８％は３９〜５０％より小さい。
さらに、従来例２はパラジウムを含有するものであるから、金合金が白色化してしまい、高級感が無くなると共に、金属アレルギーを誘発しやすいものである。
(High Carat Gold Alloy of Conventional Example 1)
The high carat gold alloy of Conventional Example 1 is BI yellow manufactured by Yamamoto Precious Metals.
As shown in Table 1, the high carat gold alloy of Conventional Example 1 has a weight ratio of 71% gold, 4% platinum, 12.3% silver, 12.1% copper, 0.5% zinc, 0.5% iridium. It consists of 1%. From this, the weight ratio ratio of gold and copper is Au / (Au + Cu) = 85.4%, and the weight ratio ratio of platinum and copper is Pt / (Pt + Cu) = 24.8%.
Conventional Example 1 is outside the range of the weight ratio of the present invention. That is, the platinum weight ratio of 4% is less than 6-8%, and the copper weight ratio of 12.1% is greater than 8-9.4%. The Au / (Au + Cu) weight ratio 85.4% is smaller than 89-90%, and the Pt / (Pt + Cu) weight ratio 24.8% is smaller than 39-50%.
(High Carat Gold Alloy of Conventional Example 2)
The high carat gold alloy of Conventional Example 2 is benefit G manufactured by Yamamoto Precious Metals.
As shown in Table 1, the high carat gold alloy of Conventional Example 2 has a weight ratio of 70% gold, 4.5% platinum, 2% palladium, 13.6% silver, 8.8% copper, 1% zinc. And iridium 0.1%. From this, the weight ratio of gold to copper is Au / (Au + Cu) = 88.8%, and the weight ratio of platinum to copper is Pt / (Pt + Cu) = 33.8%.
Conventional Example 2 is outside the range of the weight ratio of the present invention. That is, the platinum weight ratio of 4.5% is smaller than 6-8%. Also, the Au / (Au + Cu) weight ratio 88.8% is smaller than 89-90%, and the Pt / (Pt + Cu) weight ratio 33.8% is smaller than 39-50%.
Furthermore, since Conventional Example 2 contains palladium, the gold alloy is whitened, and there is no sense of luxury, and metal allergy is easily induced.
〔実験方法〕
上述の重量比割合の各高カラット金合金（実施例１〜５、比較例１〜２、従来例１〜２）を以下の方法で作製し、熱処理し、試験を行った。
〔experimental method〕
Each high-carat gold alloy (Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 and 2, and Conventional Examples 1 and 2) having the above-mentioned weight ratio was prepared by the following method, heat-treated, and tested.
（１．高カラット金合金作製方法）
実施例１〜５と比較例１〜２と従来例１〜２を、表１記載の重量比割合となるよう計量し、高周波加熱炉のアルゴン雰囲気（約１１００〜１２００℃）で溶解し、金型に鋳込み所定の形状にした。その後冷間圧延加工を行い、所定の形状に裁断加工した。
（２．高カラット金合金の鋳造及び熱処理）
各高カラット金合金の試験片は、歯科において通常行われているロストワックス法にてワックスパターン、埋没、焼却の操作を行い、高周波加熱式鋳造機（アルゴン雰囲気）にて溶解鋳造を行った。
（３．試験片及び熱処理）
試験片は、鋳造後、軟化処理、硬化処理の試験片を使用した。軟化処理は、試験片を約７５０℃の炉内で約２０分間保持後、水中（氷水）急冷した。また、硬化処理は、軟化処理後約４５０℃の炉内で約５分間保持後、約２５０℃まで約３０分間かけて冷却後、大気中で放冷した。
(1. Method for producing high carat gold alloy)
Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 to 2, and Conventional Examples 1 to 2 are weighed so as to have the weight ratio shown in Table 1, and dissolved in an argon atmosphere (about 1100 to 1200 ° C.) of a high-frequency heating furnace. The mold was cast into a predetermined shape. Thereafter, cold rolling was performed to cut into a predetermined shape.
(2. Casting and heat treatment of high carat gold alloy)
Each high-carat gold alloy test piece was subjected to wax casting, burying, and incineration operations by a lost wax method commonly used in dentistry, and was melt-cast by a high-frequency heating casting machine (argon atmosphere).
(3. Test piece and heat treatment)
The test piece used was a softened or hardened test piece after casting. In the softening treatment, the test piece was kept in a furnace at about 750 ° C. for about 20 minutes and then rapidly cooled in water (ice water). Moreover, the hardening process was held for about 5 minutes in a furnace at about 450 ° C. after the softening process, cooled to about 250 ° C. over about 30 minutes, and then allowed to cool in the air.
〔測定１：各高カラット金合金の機械的特性及び液相点、固相点について〕
実施例１〜５と比較例１〜２と従来例１〜２について以下の試験方法で、高カラット金合金の機械的性質及び液相点、固相点の測定を行った。
[Measurement 1: Mechanical properties, liquid phase point and solid phase point of each high carat gold alloy]
With respect to Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 and 2, and Conventional Examples 1 and 2, the mechanical properties, liquid phase point, and solid phase point of the high carat gold alloy were measured by the following test methods.
（１−１．引張試験測定）
引張試験は、ＪＩＳ Ｔ ６１１６「歯科鋳造用金合金」に準じて行った。ＪＩＳ Ｔ ６１１６の５．１「引張試験」のつかみ部円柱状試験片の形状に各高カラット金合金を鋳造し試験片とし、作製した試験片に熱処理を行った。その後、前記熱処理を行った試験片について、（株）島津製作所 オートグラフＡＧＳ−１０ｋＮＤを用いて、「最大応力（引張強さ）」「０．２％耐力」「伸び」の測定を行った。測定条件は標点距離１５ｍｍ、クロスヘッドスピード１．５ｍｍ／ｍｉｎとした。
（１−２．ビッカース硬さ測定）
ビッカース硬さ測定は、ＪＩＳ Ｚ ２２４４「ビッカース硬さ試験―試験方法」に準じて行った。各高カラット金合金を所定の形状に鋳造し試験片とし、熱処理を行った後、ビッカース硬さ試験装置（株式会社明石製作所 微小硬度計 ＭＶＫ−Ｅ２）を用いて測定した。測定条件は荷重３００ｇ、保持時間１５秒とした。
（１−３．液相点及び固相点測定）
液相点及び固相点測定は、ＪＩＳ Ｔ ６１１６「歯科鋳造用金合金」に準じて行った。高カラット金合金をるつぼ内で溶融し、温度計を使用して放冷時における温度変化を測定して、これによって冷却曲線を描き液相点及び固相点を求めた。
(1-1. Tensile test measurement)
The tensile test was conducted according to JIS T 6116 “Gold alloy for dental casting”. Each high-carat gold alloy was cast into the shape of a cylindrical test piece of the grip portion of 5.1 “tensile test” of JIS T 6116 to form a test piece, and the produced test piece was subjected to heat treatment. Then, about the test piece which performed the said heat processing, the "maximum stress (tensile strength)", "0.2% yield strength", and "elongation" were measured using Shimadzu Corporation autograph AGS-10kND. The measurement conditions were a gauge distance of 15 mm and a crosshead speed of 1.5 mm / min.
(1-2. Vickers hardness measurement)
The Vickers hardness was measured in accordance with JIS Z 2244 “Vickers hardness test—test method”. Each high-carat gold alloy was cast into a predetermined shape to obtain a test piece, which was heat-treated, and then measured using a Vickers hardness tester (Akashi Seisakusho Co., Ltd. Microhardness Tester MVK-E2). The measurement conditions were a load of 300 g and a holding time of 15 seconds.
(1-3. Measurement of liquid phase point and solid phase point)
The liquidus point and the solidus point were measured according to JIS T 6116 “Gold alloy for dental casting”. A high carat gold alloy was melted in a crucible, and the temperature change during cooling was measured using a thermometer, whereby a cooling curve was drawn to obtain a liquid phase point and a solid phase point.
〔各高カラット金合金の機械的性質の測定結果〕
上述の測定によって得られた結果を表２に示す。
[Measurement results of mechanical properties of each high carat gold alloy]
The results obtained by the above measurement are shown in Table 2.
（１−１．引張試験測定の結果、１−２．ビッカース硬さ測定の結果）
表２からわかるように、実施例１〜５の高カラット金合金は、既に歯科用高カラット金合金として使用されている従来例１〜２の高カラット金合金と比較しても機械的特性（引張強さ、耐力、伸び、硬さ）が劣るものではない。しかし、比較例１〜２の機械的特性は、実施例１〜５や従来例１〜２に比べてやや劣るものである。
比較例１及び２は、引張強さ、耐力、硬さの値が小さいものである。特に比較例２の機械的特性は、熱処理を行ったとしても改善されない。そして、必要な強度を有さない補綴物では口腔内で変形も予測される。
(1-1. Results of tensile test measurement, 1-2. Results of Vickers hardness measurement)
As can be seen from Table 2, the high carat gold alloys of Examples 1 to 5 have mechanical properties (compared to the high carat gold alloys of Conventional Examples 1 and 2 that are already used as dental high carat gold alloys). (Tensile strength, yield strength, elongation, hardness) is not inferior. However, the mechanical characteristics of Comparative Examples 1 and 2 are slightly inferior to those of Examples 1 to 5 and Conventional Examples 1 and 2.
Comparative Examples 1 and 2 have small values of tensile strength, yield strength, and hardness. In particular, the mechanical properties of Comparative Example 2 are not improved even when heat treatment is performed. And in the prosthesis which does not have required intensity | strength, a deformation | transformation is also estimated in an oral cavity.
したがって、高カラット金合金の機械的特性は以下の範囲が好ましい。
鋳造後引張り強さ ：６５０〜８００ＭＰａ
鋳造後０．２％耐力：５００〜７００ＭＰａ
鋳造後伸び ： １５〜 ３０％
鋳造後硬さ（ＨＶ）：２２０〜３００
上述のような機械的特性を有する高カラット金合金を使用した補綴物であると、口腔内での変形や破損が発生せず、安心して使用できるものである。
Accordingly, the mechanical properties of the high carat gold alloy are preferably within the following ranges.
Tensile strength after casting: 650 to 800 MPa
0.2% yield strength after casting: 500-700 MPa
Elongation after casting: 15-30%
Hardness after casting (HV): 220-300
The prosthesis using the high-carat gold alloy having the mechanical properties as described above can be used with confidence without causing deformation or breakage in the oral cavity.
（１−３．液相点及び固相点測定の結果）
また、実施例１〜５の高カラット金合金の融点（液相点、固相点）は、鋳造後のろう付け作業に適しており、従来例２と同等である。しかし、比較例２や従来例１の高カラット金合金の融点は、鋳造後のろう付け作業に適していない。
鋳造後の高カラット金合金にろう付け作業に使用するろう材の融点は、液相点が７５０〜８００℃のものが一般的であり、７９５℃（山本貴金属地金社製：ビーアイソルダー）や７８０℃（山本貴金属地金社製：ワイピーＫ１８ソルダー）が挙げられる。これらのろう材を用いて高カラット金合金にろう付けする作業温度は、ろう材の液相点より約５０〜１００℃高い温度である。このため、高カラット金合金の固相点は９００℃以上であることが好ましい。また、高カラット金合金の液相点は１０００℃以下が好ましい。液相点が１０００℃を超えるとブローパイプの都市ガス−空気との混合炎加熱では溶解に時間を要するためである。
(1-3. Results of liquid phase point and solid phase point measurement)
Further, the melting points (liquid phase point and solid phase point) of the high carat gold alloys of Examples 1 to 5 are suitable for the brazing operation after casting, and are equivalent to those of Conventional Example 2. However, the melting points of the high carat gold alloys of Comparative Example 2 and Conventional Example 1 are not suitable for brazing after casting.
The melting point of the brazing material used for brazing the high-carat gold alloy after casting is generally a liquid phase point of 750 to 800 ° C. 780 ° C. (manufactured by Yamamoto Precious Metals Co., Ltd .: Wipey K18 Solder). The working temperature at which these brazing materials are brazed to a high carat gold alloy is about 50-100 ° C. higher than the liquidus point of the brazing material. For this reason, the solid phase point of the high carat gold alloy is preferably 900 ° C. or higher. The liquid phase point of the high carat gold alloy is preferably 1000 ° C. or less. This is because, when the liquidus point exceeds 1000 ° C., it takes time to dissolve the mixed flame heating of the blow pipe with city gas-air.
上述の内容から、実施例１〜５の高カラット金合金（及び前記高カラット金合金から作製する歯科補綴物）は、従来使用されているものと同等の機械的特性を有し、ろう付け作業に適した融点を有するものであることがわかる。 From the above description, the high carat gold alloys of Examples 1 to 5 (and dental prostheses made from the high carat gold alloys) have mechanical properties equivalent to those conventionally used, and are brazed. It can be seen that it has a melting point suitable for.
〔測定２：各高カラット金合金の鋳接強さ、熱ヒステリシスについて〕
次に、加工作業（鋳造、熱処理、鋳接、ろう付け）を行う際の試験を行った。
鋳接試験は、鋳造で高カラット金合金と他の合金を接合する際の接合強度を示す目安となる。また、熱膨張ヒステリシスは、鋳造、軟化処理や硬化処理、鋳接、ろう付け作業を行う時の熱の影響力の受けやすさの目安となる。
[Measurement 2: Cast strength and thermal hysteresis of each high carat gold alloy]
Next, a test for performing processing operations (casting, heat treatment, casting, brazing) was performed.
The cast welding test is a standard indicating the bonding strength when a high carat gold alloy is bonded to another alloy by casting. The thermal expansion hysteresis is a measure of the susceptibility to the influence of heat when performing casting, softening treatment, hardening treatment, casting, and brazing.
（２−１．鋳接試験）
実施例１〜５と比較例１〜２と従来例１〜２記載の高カラット金合金について鋳接試験を行った。
先ず、Ａｕ−Ｐｔ−Ｐｄ合金（φ３ｍｍ×Ｌ３０ｍｍ）に円筒状（φ３ｍｍ×Ｌ３０ｍｍ）のワックスパターンを固定し、ロストワックス法の操作と鋳造を行い、各高カラット金合金を鋳接（金合金を鋳造により接合）し、試験片（φ３ｍｍ×Ｌ６０ｍｍ）とする。
この試験片を、万能試験機（株式会社島津製作所製：オートグラフ ＡＧＳ−１０ｋＮＤ）を用いて鋳接面が破断するまで引張り、鋳接強さを測定した。フルスケール１０００Ｋｇｆ、クロスヘッドスピード（１．５ｍｍ／ｍｉｎ）の条件で測定後、破断時の応力を求め各高カラット金合金の鋳接強さを算出した。
算出した結果を表３に示す。
(2-1. Casting test)
Casting tests were performed on the high carat gold alloys described in Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 and 2, and Conventional Examples 1 and 2.
First, a cylindrical (φ3 mm × L30 mm) wax pattern is fixed to an Au—Pt—Pd alloy (φ3 mm × L30 mm), the lost wax method is operated and cast, and each high-carat gold alloy is cast (gold alloy). Bonded by casting) to obtain a test piece (φ3 mm × L60 mm).
The test piece was pulled using a universal testing machine (manufactured by Shimadzu Corporation: Autograph AGS-10kND) until the cast contact surface was broken, and the cast strength was measured. After measurement under the conditions of a full scale of 1000 kgf and a crosshead speed (1.5 mm / min), the stress at break was obtained to calculate the casting strength of each high carat gold alloy.
The calculated results are shown in Table 3.
表３から分かるように、この発明の範囲である実施例１〜５の鋳接強さは、６００ＭＰａ以上の値を示している。特に実施例２（６７３ＭＰａ）は、従来例１（６１４ＭＰａ）、従来例２（５３３ＭＰａ）より大きい値を示している。この発明の重量比割合に該当しない比較例２（５２４ＭＰａ）は、特に低い値である。
すなわち、加工作業（鋳接）において、この発明の範囲である実施例１〜５の高カラット金合金は、強固に接合可能なものである。
鋳接強さは６００〜７００ＭＰａであることが好ましい。
また、比較例２、従来例２の高カラット金合金は鋳接強さ（接合強度）が弱いものであることが分かる。
As can be seen from Table 3, the casting strengths of Examples 1 to 5, which are the scope of the present invention, show values of 600 MPa or more. Especially Example 2 (673MPa) has shown the value larger than the prior art example 1 (614MPa) and the prior art example 2 (533MPa). Comparative Example 2 (524 MPa) that does not correspond to the weight ratio of the present invention is a particularly low value.
That is, in the processing operation (casting), the high carat gold alloys of Examples 1 to 5, which are the scope of the present invention, can be firmly joined.
The cast strength is preferably 600 to 700 MPa.
Moreover, it turns out that the high carat gold | metal alloy of the comparative example 2 and the prior art example 2 is a thing with a weak casting strength (joining strength).
（２−２．熱膨張ヒステリシスによる変位量の測定）
次に、熱膨張ヒステリシスによる変位量の測定を行った。
この測定で用いる試験片は、各高カラット金合金を、遠心鋳造法により作製し、φ５ｍｍ×Ｌ２０ｍｍの形状に調整した。
熱膨張ヒステリシスによる変異量（％）は、ＪＩＳ Ｔ ６１２０（歯科メタルセラミック修復物の試験方法）の熱膨張試験に準じて、熱機械分析装置（リガク社製 ＴＭＡ８３１０）を用いて測定した。
測定は、Ａｒガス雰囲気中における、昇降温速度１０℃／分での室温（２５℃）→９００℃→室温の加熱冷却操作を３回連続的に繰り返した時の、長さ（Ｌ）の変位量（％）（最初の長さに対する３回終了後の長さの変化）を算出する方法で行った。
温度変化による長さの変化が少なければ少ないほど、変位量（％）が小さく加熱冷却に対し、変形しにくい性質があると評価できる。
すなわち、加工作業（鋳造、熱処理、鋳接、ろう付け）を行った時の体積収縮による変形が大きいか否かの判断材料となる。
熱膨張ヒステリシスによる変位量の測定結果を表４に示す。
(2-2. Measurement of displacement by thermal expansion hysteresis)
Next, the amount of displacement by thermal expansion hysteresis was measured.
The test piece used in this measurement was prepared by centrifugal casting method for each high-carat gold alloy and adjusted to a shape of φ5 mm × L20 mm.
The amount of variation (%) due to thermal expansion hysteresis was measured using a thermomechanical analyzer (TMA8310 manufactured by Rigaku Corporation) in accordance with the thermal expansion test of JIS T 6120 (test method for dental metal ceramic restorations).
The measurement was performed in the Ar gas atmosphere at a temperature increase / decrease rate of 10 ° C./min. Room temperature (25 ° C.) → 900 ° C. → Displacement of length (L) when heating and cooling operations at room temperature were repeated three times. The amount (%) (change in length after completion of 3 times with respect to the initial length) was calculated.
It can be evaluated that the smaller the change in length due to the temperature change, the smaller the displacement (%), and the less the deformation with respect to heating and cooling.
That is, it becomes a judgment material as to whether or not deformation due to volume shrinkage is large when a processing operation (casting, heat treatment, casting, brazing) is performed.
Table 4 shows the measurement results of the displacement due to thermal expansion hysteresis.
この発明の範囲である実施例１〜５の変位量は、最小で実施例２（０．１８％）、最大で実施例５（０．４４％）の範囲であった。特に実施例２（０．１８％）は、従来例２（０．２２％）より小さい値であった。この発明の重量比割合の範囲外である比較例２と従来例１は、変形が大きく測定不可であった。
すなわち、この発明の範囲である実施例１〜５の高カラット金合金は、加工作業（鋳造、熱処理、鋳接、ろう付け）を行った時の体積収縮による変形が小さく、寸法精度の高い歯科補綴物を作製することができる。
熱膨張ヒステリシスは、変位量が０．０１〜０．５％であることが好ましい。
The displacement amounts of Examples 1 to 5, which are the scope of the present invention, were the minimum in Example 2 (0.18%) and the maximum in Example 5 (0.44%). In particular, Example 2 (0.18%) was smaller than Conventional Example 2 (0.22%). In Comparative Example 2 and Conventional Example 1, which are outside the range of the weight ratio of the present invention, the deformation was so great that measurement was impossible.
In other words, the high-carat gold alloys of Examples 1 to 5, which are within the scope of the present invention, have small deformation due to volume shrinkage when performing processing operations (casting, heat treatment, casting, brazing), and have high dimensional accuracy. A prosthesis can be made.
The thermal expansion hysteresis preferably has a displacement of 0.01 to 0.5%.
〔総合評価〕
前述の測定１、測定２に基づき、実施例１〜５と比較例１〜２と従来例１〜２の比較・検討を行った。
比較検討の結果を表５に示す。
〔Comprehensive evaluation〕
Based on the above-mentioned measurement 1 and measurement 2, Examples 1-5, Comparative Examples 1-2, and Conventional Examples 1-2 were compared and examined.
Table 5 shows the results of the comparative study.
表５に示す通り、実施例１〜５記載の発明は、補綴物として必要な機械的特性を満たし、融点温度が最適なものであり、鋳接強さ、寸法精度（温度変化による体積収縮や膨張による変形）が改善されたものである。
また、パラジウムを含まないことから、金属アレルギーを誘発する可能性も低いものである。
実施例１〜５記載の歯科用高カラット金合金であると、加工作業者（歯科医、歯科技工士等）のやり直し回数が減少し、作業効率が良いものとなる。
そして、表５からも明らかであるように、実施例２の高カラット金合金を使用するのが最も好ましい。
As shown in Table 5, the inventions described in Examples 1 to 5 satisfy the mechanical properties necessary as a prosthesis, have an optimum melting point temperature, cast strength, dimensional accuracy (volume shrinkage due to temperature change and (Deformation due to expansion) is improved.
Moreover, since it does not contain palladium, the possibility of inducing metal allergy is low.
When the dental high carat gold alloy described in Examples 1 to 5 is used, the number of reworking of the processing operator (dentist, dental technician, etc.) is reduced, and the working efficiency is improved.
As is apparent from Table 5, it is most preferable to use the high carat gold alloy of Example 2.
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|---|---|---|---|---|
| WO2023232938A1 (en) * | 2022-06-01 | 2023-12-07 | Patek Philippe Sa Geneve | Method for manufacturing a timepiece or jewellery component, and said timepiece or jewellery component |
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| US5221207A (en) * | 1990-10-03 | 1993-06-22 | Degussa Aktiengesellschaft | Yellow dental alloy with a high gold content |
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