牙科修复体用块体的制作方法

1.本发明涉及牙科修复体用块体。


背景技术：

2.随着近年来cad/cam(计算机辅助设计/计算机辅助制造)技术的发展，在牙科修复体的制作中，将设计出的牙科修复体的形状利用转换为规定形式的数字数据进行处理，将该数据发送到加工装置，由此，加工装置基于该数据自动地进行切削、磨削等机械加工，从而制作牙科修复体。由此能够迅速地提供牙科修复体。
3.对于这样的牙科修复体，要求具有作为牙科修复体的基本功能、即强度、硬度、对口腔内环境的化学耐久性和与天然牙同样的审美性(色调、质感)。
4.除此以外，牙科修复体具有复杂的凹凸，在不产生例如崩边等不良的情况下在短时间内机械加工出复杂形状也很重要。通过制成这样的能够在短时间内加工的材料，能够更迅速地制作牙科修复体。
5.专利文献1中公开了含有规定成分的牙科修复体用材料，由此实现了上述基本功能和切削性的提高。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：国际公开号wo2016/031399


技术实现要素：

9.发明所要解决的问题
10.本发明的课题在于提供机械加工性良好的牙科修复体用块体。
11.用于解决问题的方法
12.本发明的一个方式为一种牙科修复体用块体，其是进行用于制成牙科修复体的机械加工之前的牙科修复体用块体，其中，牙科修复体用块体为柱状或板状，主要晶相为焦硅酸锂，并且，在将牙科修复体用块体的切断面的一部分放大后的视野内进行观察时，放大后的视野内存在的具有0.5μm以上的长度的晶体所占的面积的总和相对于放大后的视野的面积的比率为21％以下。
13.在此，“主要晶相”是指通过利用x射线衍射装置的分析观测到的晶相中晶体析出比例最大的晶相。以下同样。
14.比率可以设定为1％以下。
15.上述牙科修复体用块体可以以包含60质量％以上且80质量％以下的sio2、10质量％以上且20质量％以下的li2o、3质量％以上且15质量％以下的al2o3和4.2质量％以上且10质量％以下的p2o5的方式构成。
16.上述牙科修复体用块体可以以包含60质量％以上且80质量％以下的sio2、10质量％以上且20质量％以下的li2o、3质量％以上且15质量％以下的al2o3和5质量％以上且10
质量％以下的p2o5的方式构成。
17.还可以包含选自na、k、ca、sr、ba、mg、rb、cs、fr、be和ra中的至少一种元素的氧化物。
18.还可以包含ti和zr的氧化物中的至少一者。
19.还可以包含选自v2o5、ceo2、er2o3、mno、fe2o3和tb4o7中的至少一种。
20.上述机械加工可以为切削加工。
21.上述牙科修复体用块体中，可以以在切断面中空隙所占的面积平均为2％以下的方式构成。
22.上述牙科修复体用块体中，可以以在切断面的倍率为200倍的显微镜照片中未观察到着色材料的粒状物的方式构成。
23.发明效果
24.根据本发明，可以得到机械加工性良好的牙科修复体用块体。
附图说明
25.图1是牙科修复体用块体10的外观立体图。
26.图2是将切断面的一部分放大而以可看到晶体的方式示出的图。
27.图3是对比率的测定方法进行说明的图。
28.图4是对比率的测定方法进行说明的另一图。
具体实施方式
29.以下，对具体方式例进行说明。但是，本发明并非限定于这些方式。
30.一个方式的牙科修复体用块体(以下有时记载为“块体”)为棱柱、圆柱等柱状、或者板状(盘状)，由该块体通过切削、磨削等机械加工进行变形、削出而制成牙科修复体。其中，通过切削制作牙科修复体的情况下，可以制成棱柱或板状(盘状)。棱柱的块体大多是主要用于削出单个牙科修复体，板状的块体有时用于从一个块体削出多个牙科修复体。
31.图1中示出作为棱柱的块体10的外观立体图。棱柱的情况下，可以将宽度w、深度d、高度h分别设定为10mm以上且35mm以下的范围。另一方面，板状的块体的情况下，可以以厚度为10mm以上且35mm以下的范围的方式构成。
32.由此，成为容易通过切削加工来制作牙科修复体的块体。
33.另外，图1所示的本方式的块体10具备如下所述的结构。图2中示出将沿着图1中以符号a1表示的虚线切断后的块体10的切断面中的一部分放大的图。该图是在纵向(宽度方向)为5μm、横向(深度方向)为5μm的视野内放大的图。这样的图可以通过扫描电子显微镜(sem)图像得到。
34.块体10的主要晶相为焦硅酸锂。在此，“主要晶相”是指通过利用x射线衍射装置的分析观测到的晶相中晶体析出比例最大的晶相。
35.另外，关于块体10，在图2所示的视野范围内，提取出显现出的各个晶体中具有0.5μm以上的长度的晶体时，所提取的晶体的面积的总和相对于图2所示的视野的面积(5μm
×
5μm)为21％以下的比率。该比率优选为10％以下，进一步优选为1％以下。
36.由此，即使制成主要晶相为焦硅酸锂的块体，也能够在与以往的由容易加工的(例
如以偏硅酸锂作为主晶相的)材质形成的块体的加工同等以上的条件下进行切削、磨削。并且，据此，例如不需要对于以偏硅酸锂作为主晶相的块体而言所需的加工后的热处理，因此，能够在形状不发生变化的情况下以维持机械加工的精度的状态制成牙科修复体。
37.这样的比率如下得到。
38.以图1中所示的块体10为例，在最大的方向(在图1的例子中为高度方向)上，得到中央a1、自端面起相对于全高h为10％的位置的两个端部a2和端部a3处的三个切断面。图3中示出三个切断面中的中央a1处的切断面。
39.然后，对于中央a1、端部a2、端部a3处的各切断面，针对以虚线表示的中央b1、相对于该b1在宽度w方向上相邻且自端部起相对于全宽w为10％的位置的两个端部b2以及相对于中央b1在深度d方向上相邻且自端部起相对于全深d为10％的位置的两个端部b3，分别在如图2那样的5μm
×
5μm的视野内得到基于扫描电子显微镜的图像。因此，得到每一个切断面5个、全部共15个该图像。将所得到的图像的例子示于图4的上部。
40.接着，针对各图像，如图4的下部所示那样，提取出其中显现出的晶体中晶体的长度为0.5μm以上的晶体(图4的下部的图中涂实的部分)，求出该晶体的面积的总和s。接着，用该面积的总和s除以图像的视野面积s0(5μm
×
5μm)并以百分率表示，对于每个图像单独地得到比率(s/s0×
100％)。因此，得到全部共15个单独的比率。
41.然后，算出这些单独的比率的平均值，将其作为比率。
42.如上得到的比率可以设定为21％以下。
43.本方式的块体可以包含下述成分而构成。并且，其主要晶相为焦硅酸锂。
44.60质量％以上且80质量％以下的sio2、
45.10质量％以上且20质量％以下的li2o、
46.3质量％以上且15质量％以下的al2o3、
47.4.2质量％以上且10质量％以下的p2o5。
48.关于上述各成分，如下所述。
49.sio2的含量小于60质量％或者超过80质量％时，难以得到均质的块体。更优选为65质量％以上且75质量％以下。
50.li2o的含量小于10质量％或者超过20质量％时，难以得到均质的块体，并且具有机械加工性降低的倾向。更优选为12质量％以上且18质量％以下。
51.al2o3的含量小于3质量％时，焦硅酸锂作为主要晶相析出，但具有机械加工性降低的倾向。另一方面，超过15质量％时，主要晶相不是焦硅酸锂，具有强度降低的倾向。更优选为3质量％以上且7质量％以下。
52.p2o5的含量小于4.2质量％时，具有长度为0.5μm以上的晶体增加的倾向，机械加工性有可能降低。优选为5质量％以上。另一方面，超过10质量％时，具有失透而难以得到透明的块体的倾向。
53.进而，牙科修复体用块体可以在上述成分的基础上包含下述成分。但是，由在此所示的成分包含0质量％这一点可知，意味着无需一定包含、可以包含任意一种。
54.可以含有0质量％以上且15质量％以下的用于调节熔融温度的成分。由此，在后述的制造中能够使熔融温度适当。关于各成分，可以含有多于15质量％，但其效果的提高有限。作为熔融温度调节材料，具体而言，可以列举na、k、ca、sr、ba、mg、rb、cs、fr、be、ra的氧
化物。进一步优选如下所述。
55.na2o：2.8质量％以下
56.k2o：10质量％以下
57.cao：3质量％以下
58.sro：10质量％以下
59.bao：10质量％以下
60.mgo：3质量％以下
61.rb2o：2.8质量％以下
62.cs2o：2.8质量％以下
63.fr2o：2.8质量％以下
64.beo：3质量％以下
65.rao：10质量％以下
66.另外，可以含有合计为0质量％以上且10质量％以下的用于形成晶核的成分。由此，能高效地生成形成焦硅酸锂晶体的核。但是，即使含有多于上述范围的该化合物，效果的提高也有限，因此设定为10质量％以下。作为在此作为晶核形成材料发挥功能的化合物，可以列举zr、ti的氧化物(zro2、tio2)。此时，优选包含选自zro2和tio2中的至少一种且其合计为0质量％以上且10质量％以下。
67.从提高审美性的观点出发，牙科修复体用块体还可以包含公知的着色剂。这可以列举例如选自v2o5、ceo2、er2o3、mno、fe2o3、tb4o7中的至少一种。
68.在此，优选在牙科修复体用块体中未观察到空隙。但是，认为少许空隙的影响小，因此，优选的是，在测定上述比率的15个部位，在纵向(宽度方向)60μm
×
横向(深度方向)60μm的观察范围内空隙所占的面积平均为2％以下。
69.另外，优选的是，在测定上述比率的15个部位，在倍率为200倍的显微镜照片中通过目视未观察到着色材料的粒状物。
70.这些空隙、粒状物有可能产生与母材的界面而对机械加工性带来影响。另外，着色材料的粒状物的存在也有可能导致牙科修复体的颜色不均。
71.这样的牙科修复体用块体能够通过如之后说明的那样利用材料的熔融进行成型而不是通过粉末成型来可靠地实现。
72.利用上述牙科修复体用块体以及由其加工而制作的牙科修复体，能够具备作为牙科修复体的基本功能、即强度、硬度、对口腔内环境的化学耐久性和与天然牙同样的审美性(色调、质感)。除此以外，机械加工性也提高，尽管具有不需要加工后的热处理这样的强度，但能够在与以往的切削用陶瓷块体相同程度以上的加工条件下不产生不良地进行机械加工。
73.接着，对制作牙科修复体的方法的例子进行说明。在此包括制作牙科修复体用块体的方法。本方式的制作方法具备熔融工序、玻璃坯料制作工序、成核工序、热处理工序、冷却工序和加工工序而构成。
74.熔融工序中，在1100℃以上且1600℃以下使上述说明的各成分熔融。由此，可以得到用于牙科修复体用块体的熔融玻璃。为了得到充分均匀的性质，该熔融优选进行数小时。
75.玻璃坯料制作工序是得到具有与牙科修复体用块体的形状相近的形状的玻璃坯
料的工序。将熔融工序中得到的熔融玻璃浇注到模具中，冷却至室温，由此得到玻璃坯料。为了防止材料的变质、破裂，该冷却通过缓慢的温度变化进行。
76.成核工序是对玻璃坯料制作工序中得到的玻璃坯料进行加热并在400℃以上且600℃以下维持规定时间的工序。由此，形成用于生成晶体的核。维持的时间只要是能充分地形成核的时间即可，因此优选为10分钟以上。该时间的上限没有特别限定，可以设定为6小时以下。
77.热处理工序是不进行冷却地对玻璃坯料进行加热并在800℃以上且1000℃以下维持规定时间的工序。由此，可以得到主要晶相为焦硅酸锂的焦硅酸锂坯料。维持的时间优选为1分钟以上，进一步优选为3分钟以上。该时间的上限没有特别限定，可以设定为3小时以下。
78.另外，在成核工序和热处理工序中，如上所述，需要在规定的温度范围内进行维持，但是，只要在规定的温度范围内，则无需一定维持于恒定的温度。即，可以持续升温。
79.需要说明的是，热处理工序可以设置温度不同的中间过程。即，在如上所述在800℃以上且1000℃以下进行维持之前，在成核工序之后不进行冷却地对玻璃坯料进行加热，例如在600℃以上且800℃以下维持规定时间。由此，生成晶体，得到中间物。此时维持的时间优选为10分钟以上。该时间的上限没有特别限定，可以设定为6小时以下。可以在该中间过程之后不进行冷却地进行如上所述在800℃以上且1000℃以下进行维持的加热。
80.冷却工序是将通过热处理工序得到的焦硅酸锂坯料冷却至室温的工序。由此，焦硅酸锂坯料成为牙科修复体用块体，能够供给至加工工序。
81.加工工序是对所得到的牙科修复体用块体进行机械加工而加工成牙科修复体的形状的工序。机械加工的方法没有特别限定，可以列举切削、磨削等。由此，可以得到牙科修复体。
82.该加工可以在生产率优良的条件下进行。即，迄今为止，具有焦硅酸锂作为主要晶相的牙科修复体用块体由于机械加工性不足而难以进行高效的切削。因此，需要利用不以焦硅酸锂作为主要晶相的容易加工的材质的块体(例如以偏硅酸锂作为主晶相的块体)进行加工，对其进一步进行热处理而转换为焦硅酸锂，然后经过提高强度的工序。
83.与此相对，根据本方式，即使是具有焦硅酸锂作为主要晶相的块体，也能够在与基于容易加工的材质的加工同等以上的条件下进行切削、磨削。并且，加工后无需热处理，因此，能够在形状不发生变化的情况下以维持机械加工的精度的状态制成牙科修复体。
84.实施例
85.在实施例1～实施例10以及比较例1～比较例4中，改变所含的成分，通过基于上述说明的熔融成型法的制作方法，准备主要晶相为焦硅酸锂的块体，通过切削制作牙科修复体，对机械加工性进行评价。
86.各例中的块体如下制作。
87.针对各例，将表1所示的材料根据其比例进行混合，在1300℃下熔融3小时，得到熔融玻璃(熔融工序)。接着，将所得到的熔融玻璃浇注到模具中，冷却至室温，由此制成玻璃坯料(玻璃坯料制作工序)。然后，对所得到的玻璃坯料进行加热，在650℃下维持60分钟(成核工序)。对其进一步进行加热，在850℃下维持10分钟，制成主要晶相为焦硅酸锂的焦硅酸锂坯料(热处理工序)。然后，缓冷至室温(冷却工序)而得到块体。
88.所得到的块体是宽度w为14mm、深度d为12mm、高度h为18mm的长方体。
89.表1中针对各成分以质量％示出其含量。另外，表1中分别示出通过上述说明的方法得到的长度为0.5μm以上的晶体所占的比率(％)、机械加工性。需要说明的是，表1的成分的项目中的空栏表示0质量％。
90.主晶相设定为：使用x射线衍射装置(empyrean(注册商标)；spectris株式会社制造)进行测定、并利用里特沃尔德法进行的定量分析的结果中，所观测到的晶相中晶体析出比例最高的晶相。本实施例和比较例中的块体均是焦硅酸锂为主要晶相。
[0091]“比率”为上述具有0.5μm以上的长度的晶体的比率，为通过上述方法得到的面积比率(％)。
[0092]
关于“机械加工性”，评价时，准备两种以往的加工用块体作为参考1、参考2。分别为如下所述的块体。
[0093]
(参考1)为以偏硅酸锂作为主晶相的块体，以72.3质量％的比例包含sio2、以15.0质量％的比例包含li2o、以1.6质量％的比例包含al2o3。
[0094]
(参考2)为以大致相同的比例含有偏硅酸锂的晶相和焦硅酸锂的晶相的块体，以56.3质量％的比例包含sio2、以14.7质量％的比例包含li2o、以2.1质量％的比例包含al2o3。
[0095]
针对实施例和比较例，分别评价相对于利用陶瓷加工机(cerec(注册商标)mc xl；sirona dental systems株式会社制造)加工时的参考1、参考2的块体的、加工时间、刀具的损耗情况和崩边的程度。将加工时间、刀具的损耗情况和崩边中的任一项与参考1、参考2的块体相比都良好的块体设定为“良好”，将其中特别优良的块体设定为“特别良好”，将为同等的块体设定为“同等”，将加工时间、刀具的损耗情况和崩边中的某一项与参考1、参考2的块体相比低于同等的块体以“不良”表示。
[0096][0097]
由表1可知，根据实施例的牙科修复体用块体，尽管主晶相为焦硅酸锂，但机械加工性良好。需要说明的是，实施例和比较例中的任一块体都具备所需的强度。另外，关于空
隙、粒状物，也满足上述优选的条件。
[0098]
符号说明
[0099]
10 牙科修复体用块体