JPS6256336A - ＣａＯ−Ａｌ↓２Ｏ↓３−Ｐ↓２Ｏ↓５結晶化ガラスの製造方法 - Google Patents
ＣａＯ−Ａｌ↓２Ｏ↓３−Ｐ↓２Ｏ↓５結晶化ガラスの製造方法Info
- Publication number
- JPS6256336A JPS6256336A JP60194593A JP19459385A JPS6256336A JP S6256336 A JPS6256336 A JP S6256336A JP 60194593 A JP60194593 A JP 60194593A JP 19459385 A JP19459385 A JP 19459385A JP S6256336 A JPS6256336 A JP S6256336A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystallization
- glass
- al2o3
- cao
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Materials For Medical Uses (AREA)
- Dental Preparations (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
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。
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〕
本発明は歯科材料や人工骨材料等として最適であるリン
酸カルシウム結晶を含有するＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３Ｐ２０
Ｂ結晶化ガラス医用材料の製造方法に関するものである
。
酸カルシウム結晶を含有するＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３Ｐ２０
Ｂ結晶化ガラス医用材料の製造方法に関するものである
。
近年セラミックの応用範囲の拡大は目ざましく医用分野
にまで適用が及んでおり、従来は金属、プラスチックが
主に使用されて来た医用材料、例えば人工歯根等へもセ
ラミックの応用が試みられている。
にまで適用が及んでおり、従来は金属、プラスチックが
主に使用されて来た医用材料、例えば人工歯根等へもセ
ラミックの応用が試みられている。
本発明者らは生体に対する親和性を有するセラミック材
料を探し出し、それを任意の形状に自由にかつ高精度に
成形して高強度セラミックを製造する方法に関して研究
を重ねた結果、リン酸カルシウム系材料を素材として選
択することにより、それが可能であることを見出し、そ
れについて鋭意研究を重ねている。
料を探し出し、それを任意の形状に自由にかつ高精度に
成形して高強度セラミックを製造する方法に関して研究
を重ねた結果、リン酸カルシウム系材料を素材として選
択することにより、それが可能であることを見出し、そ
れについて鋭意研究を重ねている。
この優れた特徴を有するリン酸カルシウム系材料も、一
旦ガラス化し結晶化させた際に、ガラスと結晶との比重
差に基づく内部欠陥が発生し、そのため機械的強度が低
下したり、細面などが侵入しやすくなる。
旦ガラス化し結晶化させた際に、ガラスと結晶との比重
差に基づく内部欠陥が発生し、そのため機械的強度が低
下したり、細面などが侵入しやすくなる。
例えば、カルシウムとリンとの原子比Ｃａ ／ Ｐが０
．４８のリン酸カルシウムガラスの比重は２．６３であ
り、これを熱処理して結晶化するとＣａＯ・Ｐ２Ｏ６が
生成する。このＣａＯ−ＰｚＯｓ結晶の真比重は２．８
５であり、ガラスの比重よりかなり大きい。ところが結
晶化は表面失透機構で進行するため、結晶化に伴なう体
積減少はほとんどない。
．４８のリン酸カルシウムガラスの比重は２．６３であ
り、これを熱処理して結晶化するとＣａＯ・Ｐ２Ｏ６が
生成する。このＣａＯ−ＰｚＯｓ結晶の真比重は２．８
５であり、ガラスの比重よりかなり大きい。ところが結
晶化は表面失透機構で進行するため、結晶化に伴なう体
積減少はほとんどない。
ところが結晶化によって比重が増加するということは体
積が減少することを意味し、全体の体積が変化しなけれ
ば、結晶内部には比重の増加に相当する体積減少分の空
隙が発生し、これがクラックやボアのような内部欠陥と
なる。この内部欠陥のため結晶体の強度は欠陥のないも
のに比べて低下してしまうのである。また、ボアなどの
発生の様子はガラスのカルシウムとリンの原子比、結晶
化温度、結晶化時間などの種々の要因に左右されるため
、機械的強度のバラツキも大きくなることも避けられな
い。
積が減少することを意味し、全体の体積が変化しなけれ
ば、結晶内部には比重の増加に相当する体積減少分の空
隙が発生し、これがクラックやボアのような内部欠陥と
なる。この内部欠陥のため結晶体の強度は欠陥のないも
のに比べて低下してしまうのである。また、ボアなどの
発生の様子はガラスのカルシウムとリンの原子比、結晶
化温度、結晶化時間などの種々の要因に左右されるため
、機械的強度のバラツキも大きくなることも避けられな
い。
この内部欠陥は、添加物を加えたり、結晶化の方法に工
夫を加えたバルク・クリスタリゼーシコン機構による結
晶化でも結晶化の体積収縮が表面失透機構による場合よ
りや＼大きいので内部欠陥の発生する程度は小さいけれ
ども、やはり同様に起こるのである。
夫を加えたバルク・クリスタリゼーシコン機構による結
晶化でも結晶化の体積収縮が表面失透機構による場合よ
りや＼大きいので内部欠陥の発生する程度は小さいけれ
ども、やはり同様に起こるのである。
上述の欠点を解消するためには、結晶化前後の比重差を
なくすればよいわけで、本発明者らはリン酸カルシウム
の生体親和性と結晶化の際の体積収縮の無いという特徴
を損なわずに内部欠陥を生じないような方法について種
々検討した結果、ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｐ２０５３成分
系結晶化ガラスを採用することによって、上記問題を解
決することに成功した。
なくすればよいわけで、本発明者らはリン酸カルシウム
の生体親和性と結晶化の際の体積収縮の無いという特徴
を損なわずに内部欠陥を生じないような方法について種
々検討した結果、ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｐ２０５３成分
系結晶化ガラスを採用することによって、上記問題を解
決することに成功した。
しかし、結晶化前後の比重差を小さくするためにはある
程度以上のＡｌ２Ｏ３量が必要であるが、Ａｌ２Ｏ３の
量を増すに従って次第に融点が上昇してしまい、添加し
たＡｌ２Ｏ３を完全に溶融するためには、かなり高温に
しなければならなくなる。
程度以上のＡｌ２Ｏ３量が必要であるが、Ａｌ２Ｏ３の
量を増すに従って次第に融点が上昇してしまい、添加し
たＡｌ２Ｏ３を完全に溶融するためには、かなり高温に
しなければならなくなる。
しかし、溶融のために温度を上げるとリン酸成分の窯発
が顕著になるという不都合が生ずる。
が顕著になるという不都合が生ずる。
またＡｌ２Ｏ３の量が多くなるとガラスの軟化点もリン
酸カルシウムの結晶化温度も上昇し、比重差を補正する
はずのＡｌ２Ｏ３・Ｐ２Ｏ５の結晶が十分に生成せず、
そのため結晶化前後の比重差による空隙やクラックの発
生が防げないという問題が発生するのである。
酸カルシウムの結晶化温度も上昇し、比重差を補正する
はずのＡｌ２Ｏ３・Ｐ２Ｏ５の結晶が十分に生成せず、
そのため結晶化前後の比重差による空隙やクラックの発
生が防げないという問題が発生するのである。
本発明者らはＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３Ｐ２Ｏ１５３成分系の
組成にフッ素原子を含有させることによりＡｌ２Ｏ３の
溶解度を増し、さらに結晶化の際にガラス質鋳造体の軟
化点とリン酸カルシウムの結晶化温度との間の温度で次
第に温度を上げながら２段階以上の結晶化処理を行なう
ことにより上記の問題点を解消し本発明を完成させたの
である。
組成にフッ素原子を含有させることによりＡｌ２Ｏ３の
溶解度を増し、さらに結晶化の際にガラス質鋳造体の軟
化点とリン酸カルシウムの結晶化温度との間の温度で次
第に温度を上げながら２段階以上の結晶化処理を行なう
ことにより上記の問題点を解消し本発明を完成させたの
である。
本発明による製造方法の特徴はＣａＯ１０〜６０重量％
、Ａｌ２０３５〜３５重量％、Ｐ ２０ ｓ ２５〜８
５重量％なる組成範囲（７）ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｐ２
０Ｓ系素材においてＣａＯＳＡｌ２Ｏ３およびＰ２Ｏ５
の合量１００重量部に対しＦ原子として３重量部以下を
含有せしめ、溶融、鋳造後、ガラス質鋳造体の軟化点と
リン酸カルシウムの結晶化温度との間の温度で次第に温
度を上げながら２段階以上の結晶化処理を行なうことに
ある。
、Ａｌ２０３５〜３５重量％、Ｐ ２０ ｓ ２５〜８
５重量％なる組成範囲（７）ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｐ２
０Ｓ系素材においてＣａＯＳＡｌ２Ｏ３およびＰ２Ｏ５
の合量１００重量部に対しＦ原子として３重量部以下を
含有せしめ、溶融、鋳造後、ガラス質鋳造体の軟化点と
リン酸カルシウムの結晶化温度との間の温度で次第に温
度を上げながら２段階以上の結晶化処理を行なうことに
ある。
上記組成のガラスを結晶化した場合に生成する結晶は主
にＣａＯ−Ｐ２０ａと２ＣａＣＩＰｚ○６とそれにＡｌ
２Ｏ３・Ｐ２Ｏ５である。その真比重はそれぞれ順に２
．８５．３．０９、および２．５９となっており、Ａｌ
２Ｏ３・Ｐ２０Ｅ＋の比重が他の２種のリン酸カルシウ
ム結晶よりかなり低い。
にＣａＯ−Ｐ２０ａと２ＣａＣＩＰｚ○６とそれにＡｌ
２Ｏ３・Ｐ２Ｏ５である。その真比重はそれぞれ順に２
．８５．３．０９、および２．５９となっており、Ａｌ
２Ｏ３・Ｐ２０Ｅ＋の比重が他の２種のリン酸カルシウ
ム結晶よりかなり低い。
例えば、Ｃａ ０２１．８重量％、Ａｌ２Ｏ３９，３重
量％、Ｐ２０ｒ、 ６８．９重量％の組成のガラスの比
重は２．６４であり、このガラスを結晶化させる際に、
生成する結晶が上記２種のリン酸カルシウムのみであれ
ば、その結晶の比重がガラスの比重より大きいため体積
収縮を起こして外形に歪が生ずるか、あるいは体積収縮
がなければ、結晶内部にボアなどの欠陥が生ずる。しか
しガラス中にＡｌ２Ｏ３を含むため比重の小さいＡｌ２
Ｏ３・Ｐ２Ｏ６が同時に生成する。Ａｌ２Ｏ３・Ｐ２Ｏ
６の結晶を十分に生成させると、その体積膨張により、
リン酸カルシウムによる体積収縮を補なうことになり、
結晶化後の比重は２．６５となり、比重差はほとんどな
くなり、内部欠陥は全（見られなくなる。
量％、Ｐ２０ｒ、 ６８．９重量％の組成のガラスの比
重は２．６４であり、このガラスを結晶化させる際に、
生成する結晶が上記２種のリン酸カルシウムのみであれ
ば、その結晶の比重がガラスの比重より大きいため体積
収縮を起こして外形に歪が生ずるか、あるいは体積収縮
がなければ、結晶内部にボアなどの欠陥が生ずる。しか
しガラス中にＡｌ２Ｏ３を含むため比重の小さいＡｌ２
Ｏ３・Ｐ２Ｏ６が同時に生成する。Ａｌ２Ｏ３・Ｐ２Ｏ
６の結晶を十分に生成させると、その体積膨張により、
リン酸カルシウムによる体積収縮を補なうことになり、
結晶化後の比重は２．６５となり、比重差はほとんどな
くなり、内部欠陥は全（見られなくなる。
しかしＣａＯ／Ｐ２Ｏ５のモル比の範囲によってはガラ
スの結晶化前後の比重差を無くすためにはＡｌ２Ｏ３の
量を多くしなければならない場合がある。しかし、Ａｌ
２Ｏ３の量を増すに従って次第に融点が上昇してしまい
、添加したＡｌ２Ｏ３を完全に溶融するためには、かな
り高温にしなければならなくなる。しかし、溶融のため
に温度を上げるとリン酸成分の蒸発が顕著になるという
不都合が生ずるのである。そこで ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３
−Ｐ２０ｓ ３成分系素材中にＦ原子を含有させるとよ
り低温でのＡｌ２Ｏ３の溶解が可能となるのである。な
お含有するＦ原子は結晶化に際してはガラス中に残り結
晶化前後の比重差には影響しない。
スの結晶化前後の比重差を無くすためにはＡｌ２Ｏ３の
量を多くしなければならない場合がある。しかし、Ａｌ
２Ｏ３の量を増すに従って次第に融点が上昇してしまい
、添加したＡｌ２Ｏ３を完全に溶融するためには、かな
り高温にしなければならなくなる。しかし、溶融のため
に温度を上げるとリン酸成分の蒸発が顕著になるという
不都合が生ずるのである。そこで ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３
−Ｐ２０ｓ ３成分系素材中にＦ原子を含有させるとよ
り低温でのＡｌ２Ｏ３の溶解が可能となるのである。な
お含有するＦ原子は結晶化に際してはガラス中に残り結
晶化前後の比重差には影響しない。
もちろんＡｌ２Ｏ３量がそれほど多（ない領域であって
もＦ原子の含有は試料の溶融の助けになるので含有して
いることが望ましい。
もＦ原子の含有は試料の溶融の助けになるので含有して
いることが望ましい。
またＦ原子の含有は溶融した原料の清澄化が容易となり
、溶融している時間が短くなり、さらにガラスの結晶化
の際に結晶核の核形成を促進する作用もあり、製品の強
度向上に貢献するという利点も合わせ持つ。
、溶融している時間が短くなり、さらにガラスの結晶化
の際に結晶核の核形成を促進する作用もあり、製品の強
度向上に貢献するという利点も合わせ持つ。
一方Ａｌ２Ｏ３が存在することはＣａＯＨＰ２Ｏ５と２
ＣａＯ−Ｐ２Ｏ５の結晶化温度を上昇させ、もともとあ
ったＡｌ２Ｏ３・Ｐ２Ｏ５の結晶化温度との開きをさら
に大きくする。従って２種のリン酸カルシウムの結晶化
温度付近で結晶化させた場合は２種のリン酸カルシウム
の結晶が主として生成してしまい、Ａｌ２Ｏ３・Ｐ２Ｏ
５の結晶はあまり生成せず、その体積膨張による比重差
の補填効果が発揮されないのである。
ＣａＯ−Ｐ２Ｏ５の結晶化温度を上昇させ、もともとあ
ったＡｌ２Ｏ３・Ｐ２Ｏ５の結晶化温度との開きをさら
に大きくする。従って２種のリン酸カルシウムの結晶化
温度付近で結晶化させた場合は２種のリン酸カルシウム
の結晶が主として生成してしまい、Ａｌ２Ｏ３・Ｐ２Ｏ
５の結晶はあまり生成せず、その体積膨張による比重差
の補填効果が発揮されないのである。
この難点を解決するために、ガラスの軟化点よりや＼高
い温度であって、リン酸カルシウムの結晶化温度より低
い温度で処理して、まずリン酸アルミニウムの結晶を生
成させ、次いで、リン酸カルシウムの結晶化温度に上げ
てリン酸カルシウムの結晶化を完成させる方法を採用す
ることによって、結晶内でのリン酸アルミニウムによる
体積補填効果を十分に発揮させることができる。この結
晶化の操作を上記の２段階でなく、ガラスの軟化点とリ
ン酸カルシウムの結晶化温度との間の温度で次第に温度
を上げながら３段階以上行なうことも可能である。さら
にガラスの軟化点とリン酸カルシウムの結晶化温度との
間で連続的に温度を上げて行ってもよい。
い温度であって、リン酸カルシウムの結晶化温度より低
い温度で処理して、まずリン酸アルミニウムの結晶を生
成させ、次いで、リン酸カルシウムの結晶化温度に上げ
てリン酸カルシウムの結晶化を完成させる方法を採用す
ることによって、結晶内でのリン酸アルミニウムによる
体積補填効果を十分に発揮させることができる。この結
晶化の操作を上記の２段階でなく、ガラスの軟化点とリ
ン酸カルシウムの結晶化温度との間の温度で次第に温度
を上げながら３段階以上行なうことも可能である。さら
にガラスの軟化点とリン酸カルシウムの結晶化温度との
間で連続的に温度を上げて行ってもよい。
この多段階処理による結晶化によって、ガラスと結晶と
の間の比重差を無くして、結晶内の欠陥の発生を防ぐと
同時に、低温での結晶化によって結晶内部にも結晶核が
生成し、表面から結晶が発達する表面失透性を弱め、ク
ラックの発生を防止し、さらに高温での結晶化処理時間
が短くなることで、製品の軟化変形を少なくできる効果
も生ずる。
の間の比重差を無くして、結晶内の欠陥の発生を防ぐと
同時に、低温での結晶化によって結晶内部にも結晶核が
生成し、表面から結晶が発達する表面失透性を弱め、ク
ラックの発生を防止し、さらに高温での結晶化処理時間
が短くなることで、製品の軟化変形を少なくできる効果
も生ずる。
本発明の出発原料は酸化カルシウムあるいは水酸化カル
シウム、炭酸カルシウム、蓚酸カルシウムなど焼成によ
つてＣａＯを生成するカルシウム含有化合物と、リン酸
、ポリリン酸など同じ（焼成によってリンの酸化物を生
成するリン含有化合物およびアルミナ、水酸化アルミニ
ウムなど焼成してＡｌ２Ｏ３となるようなアルミニウム
含有化合物が用いられる。またリン酸カルシウム、アパ
タイト類、リン酸アルミニウム、アルミン酸カルシウム
なども使用出来る。またフッ素源としてはフッ化カルシ
ウム、フッ化アルミニウム、フッ素含有アパタイトなど
が利用できるが、昇華のないフッ化カルシウムが最も適
している。
シウム、炭酸カルシウム、蓚酸カルシウムなど焼成によ
つてＣａＯを生成するカルシウム含有化合物と、リン酸
、ポリリン酸など同じ（焼成によってリンの酸化物を生
成するリン含有化合物およびアルミナ、水酸化アルミニ
ウムなど焼成してＡｌ２Ｏ３となるようなアルミニウム
含有化合物が用いられる。またリン酸カルシウム、アパ
タイト類、リン酸アルミニウム、アルミン酸カルシウム
なども使用出来る。またフッ素源としてはフッ化カルシ
ウム、フッ化アルミニウム、フッ素含有アパタイトなど
が利用できるが、昇華のないフッ化カルシウムが最も適
している。
カルシウム、ワン、アルミニウムおよびフッ素を含有す
る化合物のそれぞれ１種あるいは２這以上を選び、ガラ
スの組成をＣａＯ１０〜６０重量％、Ａｌ２Ｏ３５〜３
５重量％、Ｐ ２０ ｓ ２５〜８５重量％の範囲に、
またＦ原子としてはＣａ Ｏ，Ａｌ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ６の
合量１圓重量部に対し、３重量部以下とする。
る化合物のそれぞれ１種あるいは２這以上を選び、ガラ
スの組成をＣａＯ１０〜６０重量％、Ａｌ２Ｏ３５〜３
５重量％、Ｐ ２０ ｓ ２５〜８５重量％の範囲に、
またＦ原子としてはＣａ Ｏ，Ａｌ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ６の
合量１圓重量部に対し、３重量部以下とする。
ＣａＯ６０重量％以上あるいはＰ ２０６２５重量％未
満では溶融温度が高くなり、かつガラス化しない。逆に
ＣａＯ１０重量％未満またはＰ ２０ ｓ ８５重量％
以上では溶融温度が低下すると同時にガラス化も容易に
なるが、結晶化処理が難しくなり、かつ過剰のリン酸が
遊離して化学的に不安定となり好マしくない。一方アル
ミナの含有量が３５重量％を越えると溶融温度が高くな
り、また５重量％未満とするとＡｌ２Ｏ３・Ｐ２Ｏ５の
結晶が生成しないか生成量が少な（、ボアなどの内部欠
陥の発生が防げないので好ましくない。一方Ｆ原子の含
有量が３重量部以上ではＣａＦ２の結晶が析出し、この
比重が大きいためＡｌ２Ｏ３の効果がなくなり好ましく
ない。
満では溶融温度が高くなり、かつガラス化しない。逆に
ＣａＯ１０重量％未満またはＰ ２０ ｓ ８５重量％
以上では溶融温度が低下すると同時にガラス化も容易に
なるが、結晶化処理が難しくなり、かつ過剰のリン酸が
遊離して化学的に不安定となり好マしくない。一方アル
ミナの含有量が３５重量％を越えると溶融温度が高くな
り、また５重量％未満とするとＡｌ２Ｏ３・Ｐ２Ｏ５の
結晶が生成しないか生成量が少な（、ボアなどの内部欠
陥の発生が防げないので好ましくない。一方Ｆ原子の含
有量が３重量部以上ではＣａＦ２の結晶が析出し、この
比重が大きいためＡｌ２Ｏ３の効果がなくなり好ましく
ない。
本発明のリン酸カルシウム系ガラスは基本的にはＣａ
ｓ Ａ ｌ及びＰの３成分から構成されるが、本発明の
方法により製造された結晶化ガラスを歯冠材料として使
用する場合は、天然の歯牙と全（同じ色沢とするために
着色剤成分を加えることも出来る。着色剤成分を加える
場合にはＺｎ、Ｆｅ。
ｓ Ａ ｌ及びＰの３成分から構成されるが、本発明の
方法により製造された結晶化ガラスを歯冠材料として使
用する場合は、天然の歯牙と全（同じ色沢とするために
着色剤成分を加えることも出来る。着色剤成分を加える
場合にはＺｎ、Ｆｅ。
Ｍｎ、 Ｗ、 Ｃｅ、 Ｔｉ、 Ｎｉ、 Ｇｏ、 Ｃｒ
、 Ｖの酸化物の中から選ばれた１種あるいは２種以上
を使用し、特に２種以上を組合せて使用することが好ま
しい。その添加量は Ｃａｂ−Ａｌｔｏｓ−Ｐ２０Ｓ３
成分系酸化物の１００重量部に対して０．０１〜１５重
量部とする。
、 Ｖの酸化物の中から選ばれた１種あるいは２種以上
を使用し、特に２種以上を組合せて使用することが好ま
しい。その添加量は Ｃａｂ−Ａｌｔｏｓ−Ｐ２０Ｓ３
成分系酸化物の１００重量部に対して０．０１〜１５重
量部とする。
原料配合は秤量後よく混合し、容器に入れ９０口°Ｃ以
上、好ましくは１０００〜１７００″Ｃに加熱して溶融
する。溶融は１８００＠Ｃ以上となるとリン成分の蒸発
が始まるので注意が必要である。本発明の場合にはＦ原
子の存在により、上記温度範囲でＡｌ２Ｏ３が十分融解
するはずである。
上、好ましくは１０００〜１７００″Ｃに加熱して溶融
する。溶融は１８００＠Ｃ以上となるとリン成分の蒸発
が始まるので注意が必要である。本発明の場合にはＦ原
子の存在により、上記温度範囲でＡｌ２Ｏ３が十分融解
するはずである。
溶融終了後冷却ガラス化する。続いて再度溶融して鋳造
するのであるが、最初の溶融物を一旦冷却ガラス化せず
、直接鋳造してもよい。本発明のＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−
Ｐ２Ｏ５３成分系材料の場合には、鋳造成形は金属の歯
科材料において行なわれるロストワックス法が適してい
る。鋳造型の予熱温度は８００９Ｃ以下、好ましくは２
００〜８００°Ｃの範囲で鋳造型の材質、ガラス質の組
成により適宜選択される。
するのであるが、最初の溶融物を一旦冷却ガラス化せず
、直接鋳造してもよい。本発明のＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−
Ｐ２Ｏ５３成分系材料の場合には、鋳造成形は金属の歯
科材料において行なわれるロストワックス法が適してい
る。鋳造型の予熱温度は８００９Ｃ以下、好ましくは２
００〜８００°Ｃの範囲で鋳造型の材質、ガラス質の組
成により適宜選択される。
このようにして鋳造された鋳造物はガラス質である。こ
のガラス質の材料に適切な熱処理を加えて結晶化ガラス
とする際の結晶化処理方法に本発明の製造方法の一つの
特徴がある。本発明による３成分系結晶化ガラスの結晶
化方法は次の通りである。ロストワックス法などにより
成形された成形体は通常埋没型のま＼電気炉などの適当
な加熱装置中で加熱される。この際の加熱温度はまず示
差熱分析などを利用して、ガラスの軟化点とリン酸カル
シウムの結晶化温度を求める。まずガラスの軟化点より
や−高い温度で結晶化し、次いで温度を少し上げ再び結
晶化処理を行なう。こうして温度を上げなから結晶化処
理し、最後はリン酸カルシウムの結晶化温度で処理する
。この処理段階は２段階以上何段階でもよいが、操作性
の点から２〜４段階が好ましい。処理時間は全体で５〜
５０ｈｒとする。
のガラス質の材料に適切な熱処理を加えて結晶化ガラス
とする際の結晶化処理方法に本発明の製造方法の一つの
特徴がある。本発明による３成分系結晶化ガラスの結晶
化方法は次の通りである。ロストワックス法などにより
成形された成形体は通常埋没型のま＼電気炉などの適当
な加熱装置中で加熱される。この際の加熱温度はまず示
差熱分析などを利用して、ガラスの軟化点とリン酸カル
シウムの結晶化温度を求める。まずガラスの軟化点より
や−高い温度で結晶化し、次いで温度を少し上げ再び結
晶化処理を行なう。こうして温度を上げなから結晶化処
理し、最後はリン酸カルシウムの結晶化温度で処理する
。この処理段階は２段階以上何段階でもよいが、操作性
の点から２〜４段階が好ましい。処理時間は全体で５〜
５０ｈｒとする。
実施例 １
炭酸カルシウム粉末、アルミナ粉末、正リン酸およびフ
ッ化カルシウム粉末を最終組成がＣａＯ１３，６重量％
、Ａｌ２０３２８．０重量％、Ｐ ２０ ｒ、 ５８．
４重量％、ＣａＯ＋ＡｌｚＯ３＋Ｐ２Ｏ６１００重量部
に対しＦ原子が１．５重量部となるように秤量し、よく
混練した後白金ルツボ中１６００＠Ｃでｌｈｒ熔融して
、連結歯冠を埋没した型に圧迫鋳造し、冷却ガラス化し
た。得られたガラスを埋没型のま＼電気炉中で６８８℃
で２ｈｒ、６９０℃で２ｈｒ、次いで７００℃で１０ｈ
ｒ処理し結晶化した。
ッ化カルシウム粉末を最終組成がＣａＯ１３，６重量％
、Ａｌ２０３２８．０重量％、Ｐ ２０ ｒ、 ５８．
４重量％、ＣａＯ＋ＡｌｚＯ３＋Ｐ２Ｏ６１００重量部
に対しＦ原子が１．５重量部となるように秤量し、よく
混練した後白金ルツボ中１６００＠Ｃでｌｈｒ熔融して
、連結歯冠を埋没した型に圧迫鋳造し、冷却ガラス化し
た。得られたガラスを埋没型のま＼電気炉中で６８８℃
で２ｈｒ、６９０℃で２ｈｒ、次いで７００℃で１０ｈ
ｒ処理し結晶化した。
得られた結晶体は白色半透明で、結晶体の微細組織を顕
微鏡により観察したところボアやクラッタなどの欠陥は
全（見られなかった。結晶体のＸ線回折の結果は結晶体
中にはＣａＯ・Ｐ２Ｏ６とＡｌ２Ｏ３・Ｐ２Ｏ６が存在
した。またガラスの比重は２．６４で、結晶体の比重は
２゜６５であった。
微鏡により観察したところボアやクラッタなどの欠陥は
全（見られなかった。結晶体のＸ線回折の結果は結晶体
中にはＣａＯ・Ｐ２Ｏ６とＡｌ２Ｏ３・Ｐ２Ｏ６が存在
した。またガラスの比重は２．６４で、結晶体の比重は
２゜６５であった。
比較例 １
フッ化カルシウムを含有しない以外は実施例１と同様の
材料を溶融しようとしたが、１６００℃では原料が完全
には溶融しないので、温度を１８５０℃まで上げるとや
っと溶融したが、融液が清澄となるまで加熱を続ける間
にリン酸成分が蒸発し、次第に結晶が析出しはじめた。
材料を溶融しようとしたが、１６００℃では原料が完全
には溶融しないので、温度を１８５０℃まで上げるとや
っと溶融したが、融液が清澄となるまで加熱を続ける間
にリン酸成分が蒸発し、次第に結晶が析出しはじめた。
比較例 ２
実施例１と全く同じ組成の原料を溶融、鋳造後７００℃
、１０ｈｒで一段階で結晶化した。
、１０ｈｒで一段階で結晶化した。
得られた結晶化ガラスも白色半透明ではあったが、結晶
体にはＡｌ２Ｏ３・Ｐ２Ｏ５の結晶は少なく、ガラスの
比重は２．６４で、結晶体の比重は２．７０で、結晶内
部にはボアがわずか見られた。
体にはＡｌ２Ｏ３・Ｐ２Ｏ５の結晶は少なく、ガラスの
比重は２．６４で、結晶体の比重は２．７０で、結晶内
部にはボアがわずか見られた。
比較例１に見られるように、フッ素を含有しないＣａＯ
−Ａｌ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ６のみの原料混合物では、ＡｈＯ
３ｆｆｉが多いと溶融が不可能であり、比較例２のよう
にフッ素を含有させると溶融は可能であるが、Ａｌ２Ｏ
３量が多いため一段階で結晶化させるとＡｌ２Ｏ３・Ｐ
２Ｏ５の結晶が十分に生成しないため内部欠陥が生じて
しまう。
−Ａｌ２Ｏ３−Ｐ２Ｏ６のみの原料混合物では、ＡｈＯ
３ｆｆｉが多いと溶融が不可能であり、比較例２のよう
にフッ素を含有させると溶融は可能であるが、Ａｌ２Ｏ
３量が多いため一段階で結晶化させるとＡｌ２Ｏ３・Ｐ
２Ｏ５の結晶が十分に生成しないため内部欠陥が生じて
しまう。
ところが、実施例１にみられるように、本発明のＦ原子
を含むＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＰｚＯｓ系結晶化ガラスは
内部欠陥もなく、医用材料として最適であることを示し
ている。
を含むＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＰｚＯｓ系結晶化ガラスは
内部欠陥もなく、医用材料として最適であることを示し
ている。
Claims (1)
- ＣａＯ１０〜６０重量％、Ａｌ＿２Ｏ＿３５〜３５重量
％、Ｐ＿２Ｏ＿５２５〜８５重量％よりなる組成の原料
混合物にＣａＯ、Ａｌ＿２Ｏ＿３およびＰ＿２Ｏ＿５の
合量１００重量部に対しＦ原子として３重量部以下を添
加し、溶融、鋳造後、ガラス質鋳造体の軟化点とリン酸
カルシウムの結晶化温度との間の温度で次第に温度を上
げながら２段階以上の結晶化処理を行なうことを特徴と
するＣａＯ−Ａｌ＿２Ｏ＿３−Ｐ＿２Ｏ＿５結晶化ガラ
スの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60194593A JPS6256336A (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | ＣａＯ−Ａｌ↓２Ｏ↓３−Ｐ↓２Ｏ↓５結晶化ガラスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60194593A JPS6256336A (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | ＣａＯ−Ａｌ↓２Ｏ↓３−Ｐ↓２Ｏ↓５結晶化ガラスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6256336A true JPS6256336A (ja) | 1987-03-12 |
Family
ID=16327122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60194593A Pending JPS6256336A (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | ＣａＯ−Ａｌ↓２Ｏ↓３−Ｐ↓２Ｏ↓５結晶化ガラスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6256336A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0473048A2 (en) * | 1990-08-21 | 1992-03-04 | Asahi Glass Company Ltd. | Calcium phosphate type glass-ceramic |
| CN108275883A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-07-13 | 福州瑞克布朗医药科技有限公司 | 一种含铝的硼磷系生物活性玻璃及其制备方法 |
-
1985
- 1985-09-02 JP JP60194593A patent/JPS6256336A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0473048A2 (en) * | 1990-08-21 | 1992-03-04 | Asahi Glass Company Ltd. | Calcium phosphate type glass-ceramic |
| CN108275883A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-07-13 | 福州瑞克布朗医药科技有限公司 | 一种含铝的硼磷系生物活性玻璃及其制备方法 |
| CN108275883B (zh) * | 2018-02-01 | 2020-08-04 | 福州瑞克布朗医药科技有限公司 | 一种含铝的硼磷系生物活性玻璃及其制备方法 |
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