CH632529A5 - Dentallegierung. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Dentallegierung auf der Grundlage Wismut (Bi)/Zinn (Sn) zur Herstellung von Modellen in der 15 Zahntechnik.
Die Bereitstellung von Zahnersatz beginnt damit, dass der Zahnarzt eine Abformung vom Kiefer des Patienten oder vom Einzelzahn mit Hilfe geeigneter Abformmaterialien nimmt. Solche Abformmaterialien sind z.B. Elastomere, Polysulfid-Ela-20 stomere (Thiokole), Silikone, Hydrokolloide, Alginate, Gips und dergleichen.
Aus der Negativform des Kiefers oder des Einzelzahnes des Patienten fertigt der Zahntechniker ein Modellpositiv an. Dazu bedient er sich verschiedener Modellwerkstoffe, die expandie-25 ren oder schrumpfen können. Da auch die Abformmaterialien gewissen Volumenänderungen unterworfen sind, ist es wichtig, durch werkstoffgerechte Verarbeitung die Toleranzgrenze möglichst niedrig zu halten. Es ist somit die Kombinationsmöglichkeit von Abformmaterial und Modellmaterial beschränkt. 30 Als Modellwerkstoffe stehen Gips, Kunststoffe, Zemente, leicht schmelzende Legierungen, Amalgame, Galvanometalle sowie Metallspritzlegierungen zur Verfügung. Von diesen sind Gips, Kunststoffe und Zemente mehr oder weniger grossen Volumenänderungen ausgesetzt. Ferner wird Gips beim Erwär-35 men über 100 °C weich und ist als Modellwerkstoff ungeeignet, wenn beispielsweise bei der Herstellung von Brücken höhere Polymerisationstemperaturen angewendet werden. Ausserdem besteht die Gefahr der Beschädigung durch Einritzen, Abrieb oder Bruch.
•to Als Modellwerkstoffe verwendete leicht schmelzende Giesslegierungen enthalten z.B. Blei, Zinn, Wismut und Cadmium und haben einen Schmelzpunkt von etwa 70 °C. Diese Werkstoffe sind in Kombination mit allen thermoplastischen Abformmassen ungeeignet. Ausserdem ist die Wiedergabege-45 nauigkeit feiner Partien wegen der hohen Oberflächenspannung dieser Legierungen nicht sehr gut. Schliesslich sind die Komponenten Blei und Cadmium wegen ihrer Giftigkeit als Bestandteile von Legierungen für Dentalzwecke abzulehnen.
Kupfer- und Silberamalgame sind als Modellwerkstoffe in so der Verarbeitung problematisch, da die Aushärtung 10 bis 12 Stunden beträgt und während der Verarbeitung giftige Quecksilberdämpfe frei werden können. Sie werden deshalb heute nur noch selten verwendet.
Galvanometalle werden durch Galvanisierung auf die ther-55 moplastischen oder gummielastischen Abformmaterialien aufgebracht. Als Galvanometall wird meistens Kupfer verwendet, wobei die verbleibenden Hohlräume mit Kunststoff oder Gips hintergossen oder hinterfüttert werden. Die Dimensionsgenauigkeit dieses Verfahrens schwankt, da das Abformmaterial im 60 Galvanobad quillt und sich verändert. Die Herstellzeit von 6 bis 24 Stunden für ein Modell ist ausserdem zu gross.
Als weitere Modellwerkstoffe sind Metallspritzlegierungen bekannt. Dies sind in der Industrie gebräuchliche Wismut-Zinn-Legierungen, die je nach Zusammensetzung bei 138-170 °C 65 schmelzen. Das Dimensionsverhalten kann durch den Gehalt an Wismut gesteuert werden, da reines Wismut sich beim Erstarren ausdehnt. Schwierigkeiten ergeben sich jedoch beim Ausspritzen von engen Räumen, z.B. beim Präparieren von o
3
632529
unteren Frontzahnstümpfen bezüglich der Oberflächengüte. Ferner ist die Benetzbarkeit der Abformmaterialien durch das Metall nicht in jedem Falle befriedigend. Ausserdem können noch Probleme bezüglich der Verarbeitung mit dem Hinterfütterungsmaterial auftreten. Eine gewisse Sprödigkeit der 5 Legierungen birgt die Gefahr in sich, dass beim Bearbeiten Metallteile absplittern.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Metall-spritz-Legierungen auf der Grundlage Wismut/Zinn so zu verbessern, dass sie für den speziellen zahntechnischen Gebrauch io besonders geeignet sind. So soll die Härte erhöht werden, ohne dass gleichzeitig die Legierungen verspröden. Weiterhin soll eine Verbesserung der Oberfläche erfolgen, wie sie für den Dentalgebrauch besonders gewünscht wird. Die Legierungen sollen sich ausserdem leicht von den Abformmaterialien ablö- 15 sen lassen. Beim Aufspritzen der Legierungen in Schichten sollen sich die einzelnen Schichten gut miteinander verbinden, und gleichzeitig soll eine feste Verbindung mit dem Hinterfütterungsmaterial stattfinden.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass eine 20 Wismut/Zinn-Legierung durch Zusätze von Silber und/oder Antimon und ggf. von Kupfer die gewünschten Eigenschaften erhält.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Dentallegierung auf der Grundlage Wismut (Bi)/Zinn (Sn) zur Herstellung von 25 Modellen in der Zahntechnik, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie 30 bis 74 Gew.-% Bi und 69,9 bis 19 Gew.-% Sn als Grundbestandteile sowie als Zusätze entweder
(a) Ag in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-% oder
(b) Sb in Mengen von 0,1 bis 7 Gew.-% oder 30
(c) Ag und Sb in Mengen von 0,1 bis 7 Gew.-%, wobei der Anteil des Ag nicht mehr als 5 Gew.-% beträgt,
enthält.
Diese Dentallegierung kann als weiteren Zusatz etwa 0,1 bis 1 Gew.-% Kupfer (Cu) enthalten, wobei die Gesamtmenge 35 aller Zusätze im Fall (a) nicht mehr als etwa 5 Gew.-% und in den Fällen (b) und (c) nicht mehr als etwa 7 Gew.-% beträgt. Vorzugsweise beträgt die Menge der Zusätze (b) und (c) bzw. die Gesamtmenge aller Zusätze nicht mehr als etwa 5 Gew.-%.
Es war nicht vorhersehbar, dass durch die beanspruchten 40 Zusätze zu an sich bekannten Legierungen die Detailgenauigkeit beim Aufsprühen der Legierungen auf ein Abformmaterial verbessert werden kann. Als weitere positive Erscheinung tritt eine Härtesteigerung ein, ohne dass sich das Sprödverhalten der Legierungen verschlechtert. Dies wird vom Zahntechniker 45 besonders geschätzt, da das Material sich bei der Weiterbearbeitung als weitgehend kratzfest erweist. Ein Ausbrechen von Metallteilen konnte bei den erfindungsgemässen Legierungen nicht beobachtet werden. Bei visueller und mikroskopischer Begutachtung wurde eine überraschende Wiedergabegenauig- so keit der Spritzlegierungen festgestellt.
Weiterhin zeigen die erfindungsgemässen Legierungen nach dem Aufspritzen eine gute Verbindung der einzelnen Schichten untereinander. Auch die Verbindung mit den Hinterfütterungsmaterialien ist gut. Besonders geeignete Hinterfütte- 55 rungsmaterialien sind Kunstharze und Metallguss-Legierungen. Ferner kann als Hinterfütterungsmaterial auch Gips verwendet werden, wenn bei der Weiterverarbeitung bei Temperaturen von weniger als 100° gearbeitet wird.
Die erfindungsgemässen Legierungen haben vorzugsweise 60 einen Schmelzbereich bzw. ein Erstarrungsintervall zwischen etwa 120 und 300 °C. Da die heutigen Polymerisationsgeräte bei Temperaturen über 90 °C, vorzugsweise bei 120 °C arbeiten, können Legierungen mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als Modellmaterialien nicht verwendet werden. Auch die Ver- 65 wendung von Gips als Modellmaterial ist bei diesen Temperaturen nicht möglich. Eine Überschreitung des angegebenen Schmelzbereichs ist beim Metallspritzverfahren unzweckmässig, da bei Temperaturen von mehr als 300 °C in der Spritzpistole technologische Schwierigkeiten auftreten.
Der Zusatz von Antimon allein verbessert die Oberfläche und gibt dem Modell die nötige Kratzfestigkeit. Der Antimonzusatz kann bis zu etwa 7 Gew.-% betragen, ohne dass der Schmelzpunkt der Legierung allzu hoch ansteigt.
Der Zusatz von Silber allein verbessert ebenfalls deutlich die Oberfläche, die völlig glänzend und glatt wird. Dabei verschiebt sich der Schmelzbereich der Legierung aber nach oben, so dass Ag-Zusätze von mehr als 5 Gew.-% nicht mehr zweckmässig sind.
Der Zusatz von Antimon und Silber verbindet vorteilhaft die guten Oberflächeneigenschaften und die günstigen Schmelzbereiche miteinander.
Der Zusatz von Kupfer verbessert die Theologischen Eigenschaften der Legierung beim Spritzen.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemässen Dentallegierungen die Zusätze etwa in folgenden Mengen:
(a) etwa 0,1 bis 2,5 Gew.-% Sb oder
(b) etwa 0,1 bis 2,0 Gew.-% Ag oder
(c) etwa 0,2 bis 4,5 Gew.-% Sb und Ag zusammen.
Wird Cu als weiterer Zusatz verwendet, so beträgt dessen Menge vorzugsweise etwa 0,2 bis 0,8 Gew.-%.
Eine besonders bevorzugte Dentallegierung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie als Zusätze entweder etwa
(a) 1,0 bis 2,5 Gew.-% Sb oder
(b) 0,5 bis 1,0 Gew.-% Ag oder
(c) etwa 2,0 bis 3,0 Gew.-% Sb und Ag sowie als weiteren Zusatz gegebenenfalls
(d) 0,5 Gew.-% Cu enthält.
Zweckmässig enthält die Dentallegierung gemäss der Erfindung etwa 36 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise etwa 36 bis 65 Gew.-% Bi und etwa 63,9 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise etwa 63,9 bis 30 Gew.-% Sn.
Weitere bevorzugte Bereiche für die Grundbestandteile liegen bei etwa 52 bis 59 Gew.-% Bi und etwa 47 bis 36 Gew.-% Sn, zwischen etwa 38 bis 45 Gew.-% Bi und 61 bis 50 Gew.-% Sn sowie zwischen etwa 47 bis 53 Gew.-% Bi und 52 bis 42 Gew.-% Sn.
Als besondere geeignete Spritzlegierungen haben sich solche erwiesen, die vom Eutektikum Wismut-Zinn ausgehen. Derartige Legierungen sind etwa durch folgende Zusammensetzung gekennzeichnet:
56,5 ± l,5Gew.-%Bi;41 ± l,5Gew.-%Sn;
1,5 ± 1 Gew.-% Sb und/oder 1,5 ± 1 Gew.-% Ag;
0,5 ± 0,5 Gew.-% Cu.
Der Schmelzpunkt, die Oberfläche und die Härte dieser Legierungen sind gut und den herkömmlichen Legierungen mit der entsprechenden Grundzusammensetzung deutlich überlegen. Beispiele für diese Legierungen sind in der Tabelle unter Nr. 14 bis 26 angegeben.
Besonders geeignete Legierungen, deren Expansion bei der Erstarrung relativ gering ist, sind durch folgende Zusammensetzung gekennzeichnet:
39 ± 1,5 Gew.-% Bi; 58 ± 1,5 Gew.-% Sn;
1,5+1 Gew.-% Sb und/oder 1,5 ± 1 Gew.-% Ag;
0,5 + 0,5 Gew.-% Cu.
Derartige Legierungen sind in der Tabelle unter Nr. 28 bis
40 angegeben.
Es haben sich aber auch Legierungen als brauchbar erwiesen, die aufgrund ihres relativ hohen Wismutgehaltes bei der Erstarrung etwas stärker expandieren. Bei der Verwendung eines schrumpfenden Abformmaterials, wie es manchmal unumgänglich ist, gleicht sich dieser Effekt jedoch wieder aus.
Derartige Legierungen sind etwa durch folgende Zusammensetzungen gekennzeichnet:
632529 «
68 ± 2 Gew.-% Bi; 28,5 ± 1,5 Gew.-% Sn;
1,5 ± 1 Gew.-% Sb und/oder 1,5+1 Gew.-% Ag;
0,5 ± 0,5 Gew.-% Cu.
Beispiele für diese Legierungen sind in der Tabelle unter Nr. 2 bis 12 angegeben.
Es können auch Legierungen Verwendung finden, die durch folgende Zusammensetzung gekennzeichnet sind: 48,5 + 1,5Gew.-% Bi;48,5 ± 1,5Gew.-%Sn;
2,5 ± 1 Gew.-% Sb und/oder 0,5 ± 0,4 Gew.-% Ag.
Tabelle
Legierung
Bi
Sn
Sb
Ag
Cu
Vickers-. härte 0,2 kg (kg/mm2)
Erstarrungsintervall Liquidum Solidus CC) CO
Oberfläche, Wiedergab'e-genauigkeit
1*
70
30
21,5
182
134
matt, porös, verschwommen
2
66,5
28,5
5
28,8
231
137
glänzend, glatt, scharf
3
68,3
29,2
2,5
26,2
197
141
glänzend, glatt, scharf
4
69,3
29,7
1
24,6
185
140
glänzend, glatt, scharf
5
66,5
28,5
5
25,6
290
133
glänzend, glatt, scharf
6
68,3
29,2
2,5
24,2
225
135
glänzend, glatt, scharf
7
69,3
29,7
1
23,1
190
135
glänzend, glatt, scharf
8
66,5
28,5
2,5
2,5
28,1
230
134
glänzend, glatt, scharf
9
68,6
29,4
1,0
1,0
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195
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glänzend, glatt, scharf
10
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240
131
glänzend, glatt, scharf
11
67,9
29,1
2,5
0,5
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241
140
glänzend, glatt, scharf
12
67,9
29,1
2,5
0,5
24,9
239
132
glänzend, glatt, scharf
13*
58
42
22,0
138
138
matt, leicht porös, unsauber
14
55
40
5
34,4
254
140
glänzend, glatt, scharf
15
56,6
40,9
2,5
29,2
188
138
glänzend, glatt, scharf
16
57,4
41,6
1
24,0
141
135
glänzend, glatt, scharf
17
55
40
5
27,0
295
131
glänzend, glatt, scharf
18
56,6
40,9
2,5
26,2
234
131
glänzend, glatt, scharf
19
57,4
41,6
1
25,5
195
129
glänzend, glatt, scharf
20
55
40
2,5
2,5
33,1
231
138
glänzend, glatt, scharf
21
56
40,5
2,5
1,0
31,2
190
138
glänzend, glatt, scharf
22
56,3
40,7
2,5
0,5
29,1
182
136
glänzend, glatt, scharf
23
56,8
41,2
1,0
1,0
25,4
188
133
glänzend, glatt, scharf
24
55
40
2,5
2,0
0,5
32,2
235
135
glänzend, glatt, scharf
25
56,3
40,7
2,5
0,5
30,3
233
139
glänzend, glatt, scharf
26
56,3
40,7
2,5
0,5
28,2
233
139
glänzend, glatt, scharf
27*
40
60
23,9
177
139
matt, porös, verwaschen
28
38
57
5
31,2
231
137
glänzend, glatt, scharf
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1
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34
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glänzend, glatt, scharf
35
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glänzend, glatt, scharf
38
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139
glänzend, glatt, scharf
40
38,8
58,2
2,5
0,5
28,9
245
135
glänzend, glatt, scharf
*Die Legierungen 1,13 und 27 sind nicht erfindungsgemäss.
Das nachstehende Beispiel erläutert die Anwendung der erfindungsgemässen Legierungen.
Anwendungsbeispiel
Vom Unterkiefer eines Patienten wird vom Zahnarzt ein Alginatabdruck genommen. Dieser wird vom Zahntechniker mit einer der erfindungsgemässen Legierungen stossweise ausgespritzt, bis sich eine relativ dünne, aber widerstandsfähige Schicht auf dem Abdruck niedergeschlagen hat. Die Dicke der
60 Metallschicht beträgt dabei gewöhnlich etwa 0,5 bis 2 mm. Verwendet man beispielsweise die Legierung Nr. 36 gemäss der Tabelle, so wird eine Spritzpistole verwendet, deren Metallvorrat bis zur Spritzdüse mit Hilfe einer thermostatgesteuerten elektrischen Heizung auf etwa 180 bis 190 °C erhitzt ist.
65 Die Rückseite des Metalles weist Rauhigkeiten auf, die sich gut eignen, mit einem dünnflüssigen kalthärtenden Kunstharz hintergossen zu werden. Nach etwa 20 Minuten ist das Kunstharz ausgehärtet, und das Ganze wird vom Alginatabdruck
gelöst. Man erhält ein mit Kunstharz hintergossenes, metallbeschichtetes Modell (positives Arbeitsmodell), das eine sehr hohe Wiedergabegenauigkeit aufweist und bei der Weiterverarbeitung weitgehend unempfindlich gegen Beschädigungen ist. An diesem Modell führt nun der Zahntechniker die entsprechenden Arbeiten aus, d. h. er stellt zum Beispiel Zähne auf oder fertigt Kronen oder ganze Brücken an. Die so auf dem metallbeschichteten Modell hergestellte zahntechnische Arbeit, zum Beispiel eine Brücke, kann nun mit Verblendkunststoff an den dafür vorgesehenen Flächen überzogen werden. Zur Aushärtung des Verblendkunststoffes wird das metallbe5 632529
schichtete Modell samt Brücke und Verblendkunststoff in ein Polymerisationsgerät gebracht. Die Kunststoffmasse wird gewöhnlich bei 120 °C unter Druck auspolymerisiert. Nach Beendigung der Polymerisation wird das Gefäss geöffnet, 5 worauf das auspolymerisierte Dentalteil ohne Schwierigkeiten von der Metalloberfläche abgelöst werden kann. Es wird dann in üblicher Weise vom Zahntechniker weiterbearbeitet.
Die Erfindung ist nicht auf das angegebene Anwendungsbeispiel beschränkt; die erfindungsgemässen Legierungen kön-io nen auch für andere Anwendungsgebiete in der Zahntechnik angewendet werden.
Claims (16)
1,5 ± 1 Gew.-°/o Sb und/oder 1,5 ± 1 Gew.-% Ag;
0,5 ± 0,5 Gew.-% Cu.
1,5+1 Gew.-° o Sb und/oder 1,5 ± 1 Gew.-% Ag; 0,5 ± 0,5 Gew.-% Cu.
1,5 ± 1 Gew.-% Sb und/oder 1,5 ± 1 Gew.-% Ag; 0,5 ± 0,5 Gew.-% Cu.
1. Dentallegierung auf der Grundlage Wismut (Bi)/Zinn (Sn) zur Herstellung von Modellen in der Zahntechnik, dadurch gekennzeichnet, dass sie 30 bis 74 Gew.-% Bi und 69,9 bis 19 Gew.-°/o Sn als Grundbestandteil sowie als Zusätze entweder
(a) Ag in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-% oder
(b) Sb in Mengen von 0,1 bis 7 Gew.-% oder
(c) Ag und Sb in Mengen von 0,1 bis 7 Gew.-%, wobei der Anteil des Ag nicht mehr als 5 Gew.-% beträgt,
enthalt.
2,5 ± 1 Gew.-% Sb und/oder 0,5 ± 0,4 Gew.-% Ag.
2. Dentallegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als weiteren Zusatz 0,1 bis 1 Gew.-% Cu enthält, wobei die Gesamtmenge aller Zusätze im Fall (a) nicht mehr als 5 Gew.-1/» und in den Fällen (b) und (c) nicht mehr als 7 Gew.-% beträgt.
2
PATENTANSPRÜCHE
3. Dentallegierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der Zusätze (b) und (c) bzw. die Gesamtmenge aller Zusätze nicht mehr als 5 Gew.-% beträgt.
4. Dentallegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Zusätze entweder
(a) 0,1 bis 2,5 Gew.-% Sb oder
(b) 0,1 bis 2,0 Gew.-% Ag oder
(c) 0,2 bis 4,5 Gew.-% Sb und Ag sowie als weiteren Zusatz gegebenenfalls
(d) 0,2 bis 0,8 Gew.-% Cu enthält.
5. Dentallegierung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Zusätze entweder
(a) 1,0 bis 2,5 Gew.-% Sb oder
(b) etwa 1,0 Gew.-% Ag oder
(c) 2,0 bis 3,0 Gew.-% Sb und Ag sowie als weiteren Zusatz gegebenenfalls
(d) etwa 0,5 Gew.-% Cu enthält.
6. Dentallegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie 36 bis 70 Gew.-% Bi und 63,9 bis 25 Gew.-% Sn als Grundbestandteile enthält.
7. Dentallegierung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie 36 bis 65 Gew.-% Bi und 63,9 bis 30 Gew.-% Sn enthält.
8. Dentallegierung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie 52 bis 59 Gew.-% Bi und 47 bis 36 Gew.-% Sn als Grundbestandteile enthält.
9. Dentallegierung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie 38 bis 45 Gew.-% Bi und 61 bis 50 Gew.-% Sn als Grundbestandteile enthält.
10. Dentallegierung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie 47 bis 53 Gew.-% Bi und 52 bis 42 Gew.-% Sn als Grundbestandteile enthält.
11. Dentallegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Schmelzbereich zwischen 120 und 300 °C liegt.
12. Dentallegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung:
56,5 ± 1,5 Gew.-% Bi;41 ± 1,5 Gew.-% Sn;
13. Dentallegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung:
39 ± 1,5 Gew.-% Bi; 58 ± 1,5 Gew.-% Sn;
14. Dentallegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung:
68 ± 2 Gew.-% Bi; 28,5 ± 1,5 Gew.-% Sn;
15. Dentallegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Zusammensetzung:
48,5 + 1,5 Gew.-% Bi; 48,5 ± 1,5 Gew.-% Sn;
16. Verwendung der Dentallegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 als Metallspritzlegierung zur Herstellung von Modellen in der Zahntechnik.
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