JPS63176335A

JPS63176335A - 結晶化ガラス及びその製造方法

Info

Publication number: JPS63176335A
Application number: JP686787A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Shibuya; 武宏渋谷; Yoshinori Morita; 義典森田; Akira Matsui; 昌松井
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1987-01-14
Filing date: 1987-01-14
Publication date: 1988-07-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は人工歯冠として有用な結晶化ガラス及びその製
造方法に関するものである。

［従来波なとその問題点］従来より一般に人工歯冠ヒして用いられている材料とし
ては、アマルガム銀合金、貴金属、準貴金属、非貴金属
等の金属や台金、陶材、メタルボンドと呼ばれる金属と
陶材との複合体が存在するが各々一長一短がある。すな
、ｂち、金属や合金は鋳造成形によって高精度の形状に
成形出来るがその外観が生体歯牙と著しく異なり、しか
も金属によ・っては有害イオンを溶出するため口腔内で
の安定性に欠けている。また陶材及びメタルボンドは、
生体歯牙と調和した外観が得られ、口腔内での安定性も
良いが、製作するのに陶材粉末の盛付、焼成、形態修正
といった繁雑な工程が必要である。

近年上記事情から生体親和性に優れており口腔内での安
定性が良い結晶化ガラスが各種提案されているが、これ
らの結晶化ガラスのほとんどは、ガラスを微粉砕し、そ
の粉末を成形後焼結させさらに加熱処理するといった繁
雑な工程によって製造され、またこのような製造方法で
は人工歯冠のような複雑形状のものを成形するのは困難
であり、成形後切削加工する必要が生じ、そのため欠け
が生じやすくなる。さらに上記結晶化ガラス以外にも核
形成剤としてＴｉＯ２やＺｒＯ２を含有し鋳造成形が可
能な結晶化ガラス′があるが、結晶粒子が大きくなるな
め外観が不透明で審美性に欠けると共に化学耐久性が悪
く口腔内で不安定であるため表面が■れ、変色や異物付
着が起こりやすい等の問題点がある。

［発明の目的］本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、外観か乳白
色半透明を呈するため審美性に優れ、化学耐久性が高い
ため口腔内で安定すると共に生体親和性に優れ、まな強
度、硬度が高くさらに鋳造成形によって寸法精度よく作
製て゛きる結晶化ガラス及びその製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。

［発明の構成］本発明ハ、Ｓｉｎ、−Ａｌ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ５−ＣａＯ−
ＭｇＯ系のガラスにＢ２Ｏ３を０．００１〜５°栢、Ｃ
ａＦ２を０．１−５％添加することによって緻密な分相
構造が複（准にからみあった中にさらに微細なアパタイ
ト結晶が均一に析出した構造を有するため乳白色半透明
の外観を呈すると共に高強度で化学耐久性が良く機械加
工性に優れているため切削加工時に欠けが生じにくい結
晶化ガラスを提供するものである。すなわち、Ｂ２Ｏ３
を添加すると加熱処理することシ、：よってＳｉＯ２の
多いガラス相と、そうでないガラス相妃分離すると共に
２つのガラス相が０．１μ程度の大きさで網目状にがら
みあった打ｌ造になり、この結果分相ガラス特有の乳白
色半透明の外観を呈し、審美性に優れた結晶化ガラスが
得られる。またＣａＦ２を添加すると分相の界面がら低
温の加熱処理によって微細なアパタイト結晶が多数析出
する効果があると共に析出したアパタイト結晶が他のリ
ン酸；ウルシラム結晶に転移すると強度が低くなるため
それを防ぐという効果らある。

すなわち本発明の結晶化ガラスは分相し、且つ主結晶と
してアパタイト・結晶を析出していることを特徴とする
もので、より具体的には重量％でＳｉＯ２　２（１〜６
２％、Ａｌ２Ｏ３３〜３０％、Ｐ２Ｏ５２，５〜３０％
、ＣａＯ５〜４０％、ＭｇＯ　３〜２５％、Ｒ２０（Ｒ
はＬｉ、Ｎａ及びにを示す）０〜１０％、Ｂ２ｏ、　０
．００１〜５％、ＣａＦ２０．１〜５％の組成を有する
ことを特徴とする。

また本発明の結晶化ガラスは、上記組成を有するガラス
になるように調合した原料を溶融し、鋳型内に注入して
ガラスを成形した後、鋳型から取り出して加熱処理する
ことによって製造さノする。

本発明の結晶化ガラスは、ガラスの粘性を温度によって
変化が大きくなるように設定してあり、しかも液相温度
を低くしであるので成形性に優れており、人工歯冠とし
てロストワックス法による鋳造成形あるいは金型による
プレス成形が容易に行える。

本発明の分相性結晶化ガラスの組成範囲を上記のように
限定したのは次の理由による。

ＳｉＯ２が２０％より少ない場合は、化学耐久性が悪く
なり、６２％より多い場合は溶融温度が高くなり均質な
ガラスが得難くなる。

Ａｌ２Ｏ，が３％より少ない場合は化学耐久性が悪くな
ると共に失透性が高くなり、３０％より多い場合は溶融
温度が高くなり均質なガラスが得難くなる。

Ｐ２Ｏ５が２．５％より少ない場合は生体歯牙の構成成
分であるアパタイト等のリン酸カルシウム系結晶の析出
量が少なくなり、３０％より多い場合は化学耐久性が悪
くなるため口腔内で不安定になると共に失透性が高くな
るため好ましくない。

ＣａＯが５％より少ない場合はアパタイト結晶が析出し
難くなり、４０％より多い場合は結晶サイズの大きな異
種結晶が析出し、半透光性が損なわれるため審美性が悪
くなると共に化学耐久性が悪くなる。

１）ｇ０が３％より少ない場合は分相が急速に進行す、
６ため色調が白くなりすぎて審美性が悪くなり。

２５％より多い場合は結晶サイズの大きな異種結晶が析
出し、審美性が悪くなると共に強度も低くなる。

Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの３成分はガラスを均質に
溶融しやすくすると共にアパタイト結晶以外の好ましい
結晶、すなわち審美性を損なわずに強度を向上させる効
果を有するβ−石英固溶体結晶やネフェリン等のアルミ
ノ′ケイ酸塩系結晶を析出させる。

しかしながら２成分の含量が１０％より多い場合は化学
耐久性が悪くなる。

Ｂ２Ｏ３は上記したように結晶化ガラスを分相させるの
に有効な成分であるが、０．００１％より少ない場合は
この効果が得られず、５％より多い場合はアパタイト結
晶が析出しにくくなり生体親和性が悪くなり、また結晶
化ガラスが変形しやすくなると共に化学耐久性が悪くな
る。

ＣａＦ２は微細なアパタイト結晶を安定して析出させる
のに有効な成分であるが、０，１％より少ない場合はこ
の効果が得られず、５％より多い場合は表面結晶化が起
こり強度が低下する。

以上のように本発明の分相性結晶化ガラスは、審美性に
優れ外観も生体歯牙に近似しているが、生体歯牙の色調
は各人微妙に相違しており、外観上生体歯牙にさらに似
せる必要がある場合はガラス原料にＶ　、Ｃｒ、　Ｍｕ
、　Ｆｅ、　Ｃｏ、旧、Ｃｕ、入ｇ、　Ａｕ、Ｃｅ、　
Ｎｄの酸化物、ハロゲン化物、水酸化物、炭酸塩等各種
塩よりなる群から選ばれた１種あるいは２種以上の着色
成分を混合するか、あるいは上薬を着色グレージングす
ることによって結晶化ガラスを着色することが可能であ
る。

［実施例］以下実施例に基づいて本発明を説明する。

次表は本発明の結晶化ガラスの組成とその曲げ強度、ビ
ッカース硬度、化学耐久性を示したものである。

表のガラス試料は次の、ように調製した。

酸化物、水酸化物、塩化物、炭酸塩、弗化物などを原料
に用いて表のガラス組成になるよて）にバッチを調合し
、これらを白金るつぼに入れて電気炉中で１３００〜１
５００℃で２時間溶融した後冷却して均一なガラスを得
た。一方鋳造型は通常のロストワックス法を用いて作製
した。即ち用意した歯型に溶融したパラフィンを肉盛し
、パラフィンを硬化ｉ５せてワックス模型を作製し、該
ワックス模型にガラスを導くためのパラフィンのスプー
ル線を溶層した後、燐酸塩系又はクリストバライト系埋
没材に埋没し、た。埋没材が硬化した後、徐々に１２０
〜１５０°Ｃまで昇温してワックス模型及びスプール線
を焼却してから徐々に昇温しで７００〜９００℃で保持
することによって作製した。次に上記ガラスを再度１３
００〜１５０１）℃に溶融した融液を上記鋳造型の上面
に注ぎ、遠心鋳造機や真空・加圧鋳造機を用いて鋳造を
完成した。

鋳造したガラス体は鋳型からはずして加熱処理して結晶
化するためガラスによっては少々軟化変形が結晶化工程
で起こり、寸法精度を悪くするので、このＪ：うな場合
は軟化変形が起きないようにＡｌ２Ｏ，やＺ「０２等の
ガラス体と不活性であろ粉末に埋没して結晶化工程に供
する必要がある。結晶化工程は６０〜２４０’Ｃ／ｈｒ
でガラス体を昇温加熱し、７５０〜９５０℃で保持する
ことによって行い、これによって分相し、また主結晶と
して微細なアパタイト結晶を析出した結晶化ガラスが得
られた。

このようにし、て製造された試ｆ４　ＮＩＬ　１〜８の
本発明の結晶化ガラスは曲げ強度、ビッカース硬度が高
く、化学耐久性も良好であり、さらに外観が乳白色！ｈ
透明を呈しているため審美性にも優れていた。

尚、実施例の曲げ強度は５φＸ　５０ｍｍの棒状の結晶
化ガラスを周知の３点荷重方法で、またビッカース硬度
はビッカース硬度計を用いて測定しｌ≧。

さらに化学耐久性は２０Ｘ　２０Ｘ　５　ａｒｍのガラ
スの平板を作製し、結晶化させた後鏡面研磨し、これを
１％乳酸に３７℃で７日間浸漬して減量を測定し、た。

「発明の効果コ以上のように本発明丙結晶化ガラスは、強度及び硬度が
高く、また化学耐久性が良好であるため口腔内で安定で
ある。

さらに分相し、且つ微細なアパタイト結晶を多量析出す
るため外観が乳白色半透明を呈するため審美性に優れ、
また鋳造成形によって寸法精度よく作製できるため人工
歯冠用の材料として好適である。

特許出願人　　日本電気硝子株式会社代表者　岸　１）清　作

Claims

【特許請求の範囲】

（１）分相し、且つ主結晶としてアパタイト結晶を析出
しており、外観が乳白色半透明を呈することを特徴とす
る結晶化ガラス。
（２）重量％で、ＳｉＯ＿２　２０〜６２％、Ａｌ＿２
Ｏ＿３　３〜３０％、Ｐ＿２Ｏ＿５　２．５〜３０％、
ＣａＯ　５〜４０％、ＭｇＯ　３〜２５％、Ｒ＿２Ｏ（
ＲはＬｉ、Ｎａ及びＫを示す）０〜１０％、Ｂ＿２Ｏ＿
３　０．００１〜５％、ＣａＦ＿２　０．１〜５％の組
成を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の結晶化ガラス。
（３）重量％で、ＳｉＯ＿２　２０〜６２％、Ａｌ＿２
Ｏ＿３　３〜３０％、Ｐ＿２Ｏ＿５　２．５〜３０％、
ＣａＯ　５〜４０％、ＭｇＯ　３〜２５％、Ｒ＿２Ｏ（
ＲはＬｉ、Ｎａ及びＫを示す）０〜１０％、Ｂ＿２Ｏ＿
３　０．００１〜５％、ＣａＦ＿２　０．１〜５％の組
成を有するガラスになるように調合した原料を溶融し、
鋳型内に注入してガラスを成形した後、鋳型から取り出
して加熱処理することによって分相させ、且つ主結晶と
してアパタイトを析出させることを特徴とする結晶化ガ
ラスの製造方法。