牙科修补物的制造方法、牙科修补物用二硅酸锂坯料的制造方法和牙科修补物用二硅酸锂坯料与流程

本发明涉及牙科修补物的制造方法、牙科修补物用二硅酸锂坯料的制造方法和牙科修补物用二硅酸锂坯料。

背景技术：

随着近年来的CAD、CAM的发展，在牙科修补物的制作时，以数据的形式处理该牙科修补物的形状，并将该数据转换为规定的形式并发送至加工装置，由此加工装置基于数据自动地进行切削、磨削等机械加工来制作牙科修补物。由此可以迅速地提供牙科修补物。

这种牙科修补物需要具有作为牙科修补物基本功能的强度、硬度、对口腔内环境的化学耐久性、以及与天然牙齿同样的审美性(色调、质感)。

除此以外，牙科修补物例如在咬合面等处具有复杂的凹凸，在不产生例如碎片(碎屑)等不良情况的情形下在短时间内机械加工这样的复杂形状也是重要的。通过形成这样的能够在短时间内加工的材料，能够更迅速地制造牙科修补物。

专利文献1中公开了包含规定的成分的牙科修补物用材料，由此谋求上述基本功能和切削性的提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4777625号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

然而，专利文献1记载的发明中，在以切削性优异的偏硅酸锂为主晶相的状态下进行机械加工，之后进行热处理而得到硬的二硅酸锂。这种情况下，在机械加工之后需要热处理，因此，尽管少许但也存在变形。

另一方面，主要晶相为二硅酸锂时，机械加工性缺乏，因此实质上未对其进行机械加工。假设想要进行加工，则在以二硅酸锂为主要晶相的状态下难以进行迅速的机械加工，条件不匹配实际的制造。

因此，鉴于上述问题点，本发明的课题在于提供迅速制作精度良好的牙科修补物的方法。另外，提供供给于该方法的牙科修补物用二硅酸锂坯料的制造方法、以及牙科修补物用二硅酸锂坯料。

用于解决问题的手段

以下，对本发明进行说明。

本发明的第一发明为一种牙科修补物的制造方法，其中，所述牙科修补物的制造方法包括：熔融工序，其中将包含60.0质量％以上且80.0质量％以下的SiO₂、10.0质量％以上且20.0质量％以下的Li₂O以及5.1质量％以上且10.0质量％以下的Al₂O₃的材料熔融；玻璃坯料制作工序，其中将熔融后的材料冷却固化而得到玻璃坯料；二硅酸锂坯料制作工序，其中将玻璃坯料加热而得到主要晶相为二硅酸锂的二硅酸锂坯料；和加工工序，其中对二硅酸锂坯料进行机械加工。

在此，“主要晶相”是指：使用多目的X射线衍射装置Empyrean(帕纳科)进行测定，作为基于里德伯尔德法(Rietveld method)的高精度的定量分析结果，晶体析出比例最大的晶相。以下相同。

另外，“玻璃坯料”是指将熔融后的材料冷却固化，尚未形成以二硅酸锂为主要晶相的状态的坯料(材料)。与此相对，“二硅酸锂坯料”是指形成了以二硅酸锂为主要晶相的状态的坯料(材料)。

本发明的第一发明中，机械加工可以是切削加工。

本发明的第二发明为一种牙科修补物用二硅酸锂坯料的制造方法，所述牙科修补物用二硅酸锂坯料供给于加工成牙科修补物的形状的机械加工，其中，所述牙科修补物用二硅酸锂坯料的制造方法包括：熔融工序，其中将包含60.0质量％以上且80.0质量％以下的SiO₂、10.0质量％以上且20.0质量％以下的Li₂O以及5.1质量％以上且10.0质量％以下的Al₂O₃的材料熔融；玻璃坯料制作工序，其中将熔融后的材料冷却固化而得到玻璃坯料；和二硅酸锂坯料制作工序，其中将玻璃坯料加热而得到主要晶相为二硅酸锂的二硅酸锂坯料。

本发明的第三发明为一种牙科修补物用二硅酸锂坯料，所述牙科修补物用二硅酸锂坯料供给于加工成牙科修补物的形状的机械加工，其中，所述牙科修补物用二硅酸锂坯料包含：60.0质量％以上且80.0质量％以下的SiO₂、10.0质量％以上且20.0质量％以下的Li₂O以及5.1质量％以上且10.0质量％以下的Al₂O₃。

本发明的第三发明中，优选主要晶相为二硅酸锂。

发明效果

根据本发明，可以通过直接对二硅酸锂坯料进行机械加工而得到牙科修补物，因而能够迅速提供具有高强度的精度好的牙科修补物。

附图说明

图1为牙科修补物10的外观立体图。

图2为牙科修补物10的剖视图。

具体实施方式

一个方式的牙科修补物用二硅酸锂坯料为棱柱、圆柱等这样的具有柱状的块状材料，由此出发可以通过切削等机械加工进行变形、切取而制造牙科修补物。

图1、图2示出了作为一个例子的牙科修补物10。图1为牙科修补物10的外观立体图。图2表示沿在图1中以II-II表示的线向箭头方向进行切割时的牙科修补物10的剖视图。由图1、图2可知，该例子的牙科修补物10为牙冠，口腔内侧面10a和侧面10b形成模拟天然牙齿的形状。另一方面，牙科修补物10中与口腔内侧面10a相反的一侧形成基台侧面10c，其为凹状。在形成有该凹状的内侧插入基台而在口腔内保持牙科修补物10。

牙科修补物具有复杂的形状，并且其一部分形成得较薄，为了精度好、不产生碎片(碎屑)等且迅速机械加工这样的形状，构成牙科修补物的材料的影响也较大。与此相对，在本方式中，牙科修补物用二硅酸锂坯料和由该坯料制作的牙科修补物由如下的牙科修补物用材料形成。

即，牙科修补物用材料包含如下成分而构成。并且，其主要晶相为二硅酸锂。

SiO₂：60.0质量％以上且80.0质量％以下

Li₂O：10.0质量％以上且20.0质量％以下

Al₂O₃：5.1质量％以上且10.0质量％以下

当它们脱离上述范围时，在机械加工性方面产生不良情况的可能性变高。

另外，除此之外，SiO₂脱离该范围时，难以得到均质的玻璃坯料。优选为65质量％以上且75质量％以下。Li₂O脱离该范围时，也难以得到均质的玻璃坯料。优选为11质量％以上且17质量％以下。并且，Al₂O₃少于5.1质量％时，虽然二硅酸锂作为主要晶相而析出，但是在机械加工性方面产生问题，大于10.0质量％时，主要晶相就不是二硅酸锂(例如析出锂铝硅酸盐)。

此外，牙科修补物用材料除上述成分以外还可以包含如下成分。其中，从包含0质量％也可知，在此表示的成分是未必需要包含、可以包含任意者的意思。

Na₂O：0质量％以上且2.8质量％以下

Rb₂O：0质量％以上且2.8质量％以下

Cs₂O：0质量％以上且2.8质量％以下

Fr₂O：0质量％以上且2.8质量％以下

K₂O：0质量％以上且10.0质量％以下

MgO：0质量％以上且3.0质量％以下

CaO：0质量％以上且3.0质量％以下

BeO：0质量％以上且3.0质量％以下

SrO：0质量％以上且10.0质量％以下

BaO：0质量％以上且10.0质量％以下

RaO：0质量％以上且10.0质量％以下

利用这些成分，可以调节制作牙科修补物用材料时的材料的熔融温度。但是，由于即使包含比上述范围更多的该些成分，效果提高也有限，因此优选为上述的范围。

另外，还可以包含作为晶核形成材料的如下化合物。晶核形成材料的材料种类没有特别限定，可以广泛应用公知的晶核形成材料。由此，高效地生成形成二硅酸锂晶体的晶核。作为晶核形成材料的例示， 可列举：P₂O₅、ZrO₂、TiO₂、Ta₂O₅、ZnO、Nb₂O₅、Y₂O₃、La₂O₃等，可以在0质量％以上且10.0质量％以下的范围内含有这些材料。

除此之外，为了消除从对天然牙齿的审美性的观点考虑的违和感，牙科修补物用材料可以包含公知的着色剂。该着色剂中可以列举例如V₂O₅、CeO₂和Er₂O₃等。

利用以上的牙科修补物用材料、牙科修补物用二硅酸锂坯料和由该坯料加工制作成的牙科修补物，可以具备作为牙科修补物的基本功能的强度、硬度、对口腔内环境的化学耐久性以及与天然牙齿同样的审美性(色调、质感)。除此以外，机械加工性也提高，可以直接对牙科修补物用二硅酸锂坯料进行切削等来进行机械加工，不需要例如粉碎形成粉末后重新成形、或者在加工后进行热处理等后处理。因此，尽管具有充分的强度，但能够在与以往的切削用陶瓷材料同等的加工条件下不产生不良情况地进行机械加工。

接着，对上述的制作牙科修补物的方法的一个例子进行说明。在此也包括制作牙科修补物用二硅酸锂坯料的方法、以及牙科修补物用二硅酸锂坯料。本方式的制作方法具备熔融工序、玻璃坯料制作工序、二硅酸锂坯料制作工序(加热工序)、冷却工序和加工工序而构成。

熔融工序中，将作为上述成分而说明的材料进行调配，在1300℃以上且1600℃以下进行熔融。由此可以得到牙科修补物用材料的起始玻璃的熔融物。为了得到充分均匀的性质，该熔融优选进行几小时。

玻璃坯料制作工序中，使在熔融工序中得到的起始玻璃的熔融物流入模具并进行冷却，由此制造玻璃坯料。冷却的温度优选为玻璃化转变温度以下，更优选为室温与玻璃化转变温度之间的温度。

二硅酸锂坯料制作工序(加热工序)是对在玻璃坯料制作工序中得 到的玻璃坯料进行加热而得到主要晶相为二硅酸锂的二硅酸锂坯料的工序。二硅酸锂坯料制作工序(加热工序)包括：晶核形成工序和晶体生长工序。

晶核形成工序中，对在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℃以下保持规定的时间。由此形成用于晶体生成的晶核。保持的时间只要是充分形成晶核的时间即可，因而优选为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。

晶体生长工序中，从上述晶核形成工序起在不进行冷却的情况下对玻璃坯料进行加热，并在800℃以上且1000℃以下保持规定的时间。由此二硅酸锂的晶体生长，从而可以得到主要晶相为二硅酸锂的二硅酸锂坯料。保持的时间优选为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。

需要说明的是，晶体生长工序中可以设置温度不同的中间过程。即，在如上述那样在800℃以上且1000℃以下保持之前，继晶核形成工序后在不进行冷却的情况下对玻璃坯料进行加热，并在600℃以上且800℃以下保持规定的时间。由此生成晶体而得到中间物。此时的保持的时间优选为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。在该中间过程之后，可以在不进行冷却的情况下如上述那样进行在800℃以上且1000℃以下保持的加热。

另外，在晶核形成工序和晶体生长工序中，如上所述，需要保持在规定的温度范围内，但是只要为规定的温度范围内，则并不一定需要保持在恒定的温度。即，也可以连续升温。

在此，二硅酸锂坯料是形成以二硅酸锂为主要晶相的状态的坯料(材料)，更优选其形状适合于进行加工成牙科修补物的形状的机械加 工。具体来说，该形状包括：牙科修补物制作用块体、牙科修补物制作用的盘体等。

冷却工序是将在二硅酸锂坯料制作工序中得到的二硅酸锂坯料冷却至常温的工序。由此，可以将二硅酸锂坯料提供给加工工序。

加工工序是对所得到的二硅酸锂坯料进行机械加工而形成牙科修补物的形状的工序。机械加工的方法没有特别限定，可以列举：切削、磨削等。由此得到牙科修补物。尤其对于切削加工而言可以防止碎片(碎屑)等，其效果显著。

该加工可以在比以往生产率更好的条件下进行。即，在以往，具有以二硅酸锂为主要晶相的牙科修补物用的材料的机械加工性缺乏，因此不能进行高效率的切削。因此，以往需要经过如下工序：在不以二硅酸锂为主要晶相的容易加工的状态下进行加工，将其进一步进行热处理等从而其后提高强度。

与此相对，根据本发明，即使作为具有以二硅酸锂为主要晶相的材料，也可以在与以往的易加工材质的加工同等的条件下进行切削、磨削。而且，在加工后不需要热处理，因而可以在形状不发生变化的情况下以保持机械加工精度的状态制成牙科修补物。另外，也不需要粉碎材料并再次进行成型等，可以以块体的原样进行机械加工而直接形成最终的形态。

实施例

实施例(No.1～No.9)中，变更所含成分，通过上述说明的制作方法准备主要晶相为二硅酸锂的二硅酸锂坯料，通过切削加工制作牙科修补物，并评价了此时的机械加工性和强度。

表1中对于每个成分，其含量以质量％表示。另外，也准备了作 为比较例的材料并进行了同样的评价(No.10～No.15)。另外，在表1中作为结果分别示出了主要晶相(主晶相)的成分、机械加工性和强度。需要说明的是，表1的成分的项目中的空栏表示0质量％。

“主晶相”为：使用多目的X射线衍射装置Empyrean(帕纳科)进行测定，作为根据里德伯尔德法进行高精度的定量分析的结果，比例最高的晶相。在表1中，“LS2”表示二硅酸锂，“LAS”表示锂铝硅酸盐。

对于机械加工性而言，准备了两种以往的加工用材料作为参照1、参照2。分别为如下材料。

(参照1)以偏硅酸锂为主晶相的材料，以如下比例包含：72.3质量％的SiO₂、15.0质量％的Li₂O、1.6质量％的Al₂O₃。

(参照2)以大致相同比例含有偏硅酸锂的晶相和二硅酸锂的晶相的材料，以如下比例包含：56.3质量％的SiO₂、14.7质量％的Li₂O、2.1质量％的Al₂O₃。

对于实施例和比较例，分别评价了对于参照1、参照2的材料的加工时间、工具的损耗情况和碎片(碎屑)的程度。对于加工时间、工具的损耗情况和碎片(碎屑)的程度均相对于参照1、参照2为同等或良好的材料以“良好”表示，对于加工时间、工具的损耗情况和碎片(碎屑)的程度的任意项中相对于参照1、参照2产生了不良情况的材料以“不良”表示。

对于“强度”而言，依据ISO6872对二硅酸锂坯料进行双轴弯曲试验，以算出的双轴弯曲强度(MPa)来表示。参照1的材料的强度为370MPa、参照2的材料的强度为230MPa。

由表1可知，通过制作基于实施例的牙科修补物，除了主晶相为二硅酸锂(LS2)以外，而且机械加工性良好且得到了必要的强度。另一方面，在比较例中，机械加工性均不良，还存在强度低的例子。另外，比较例之中的No.10、No.13和No.15中，生成了锂铝硅酸盐，未能以二硅酸锂为主晶相。

附图标记

10 牙科修补物