Brevet FR2580530A1 — publié le 19861024

La présente invention a trait à l'élaboration des poudres d'alliage destinées, moyennant trituration avec du mercure, à l'obtention des amalgames à l'argent pour obturation dentaire. On sait que l'alliage considéré est constitué principalement d'argent, d'étain et de cuivre auxquels on incorpore eventuellement d'autres éléments métalliques mineurs, tels que le zinc, l'indium, l'ors etc... Les proportions des trois éléments métalliques principaux varient dans une mesure assez large, en ce sens que l'argent peut représenter de 50 à 72%, le cuivre de 5 à 30% et l'étain de 20 à 28X, ces pourcentages étant donnés en poids. Le procédé classique pour l'élaboration d'une poudre d'alliage consiste à faire fondre les éléments métalliques, à les homogéniser à ltétat liquide, à couler l'alliage en lingotière, à opérer éventuellement un traitement thermique du lingot obtenu et à réduire enfin celui-ci en poudre à l'aide de moyens mécaniques. L'expérience démontre qu'un tel processus conduit à des hétérogénéités de composition liées à la solidification du lingot ; de plus la réduction en poudre donne lieu à un rendement assez faible. Aussi a-t-on proposé plus récemment d'assurer la solidification de l'alliage liquide homogénisé par projection de celui-ci dans un jet de gaz ou d'eau donnant directement naissance à une poudre formée de grains sphériques et susceptible à ce titre d'être utilisée telle quelle, sans réduction mécanique. Toutefois la technologie est coûteuse et il arrive fr & uemment qu'on obtienne des poudres trop ou pas assez réactives avec le mercure. On observera que dans les deux procédés connus il est indispensable de faire subir à la poudre une opération de tamisage propre à permettre l'obtention de la granulométrie recherchée, ce qui conduit en pratique à des rebuts qu'il est nécessaire de recycler. Les propribtés exigées des amalgames dentaires sont multiples et l'on citera en premier lieu les propriétés mécaniques, notamment en ce qui concerne la dureté. I1 faut par ailleurs que l'amalgame présente une bonne tenue à la corrosion en bouche, ce qui tient compte aussi bien de la résistance de l'amalgame lui-même (pas de dissolution, pas de noircissement) que de l'absence de création de couplages galvaniques entre l'amalgame considéré et d'autres matériaux dentaires (alliages d'or, nickel-chrome, base cobalt ou autre amalgame). Enfin il est indispensable pour la mise en oeuvre par le praticien que l'amalgame comporte un temps de prise suffisant, en ce sens qu'il doit rester plastique et non cassant le laps de temps nécessaire à sa mise en place dans la cavité dentaire et à sa sculpture subséquente. A l'heure actuelle on peut distinguer deux catégories principales de poudres d'alliage pour amalgames dentaires, à savoir - les poudres riches en argent et pauvres en cuivre (classiquement environ 70% d'argent et moins de 6% en cuivre). La structure cristallographique de ces poudres correspond à la phase r43sn ; après amalgation elles donnent naissance à une phase rl (Ag2Hg3) et à une phase t2 (HgSn78) avec conservation d'une partie de la phase initiale. - les poudres pour amalgame non t 2 r2 qui sont riches en cuivre (10 à 30%) et qui donnent naissance à des amalgames où la phase t2 est remplacée par une phase de type Cu6Sn5 plus dure et moins corrodable. Cette seconde catégorie présente en conséquence une tenue supérieure en bouche. Malheureusement le temps de prise de l'amalgame correspondant est court, ce qui rend son emploi difficile dans le cas de reconstitutions dentaires complexes. On notera encore que toutes les caractéristiques des poudres d'alliage, c'est-à-dire leur composition chimique, les phases présentes, la granulométrie et la forme des grains, ont une influence déterminante sur les propriétés de l'amalgame final, de telle sorte qu'il est nécessaire de mattriser et de contrôler ces caractéristiques lors de l'élaboration de ces poudres. C'est à ce problème que s'est principalement attachée la présente invention. Conformément à l'invention; on procède en premier lieu, à l'intérieur d'un four chauffé à 900 ou 1000"C, de préférence sous atmosphère neutre ou sous vide, à la fusion et à I'homogénéisation d'un mélange renfermant préférablement 50% d'argent, 30% d'étain et 20% de cuivre. Cet alliage liquide est alors coulé dans l'eau afin d'obtenir une grenaille dont les grains sont de l'ordre de 5 mm, étant observé que cette taille n'est pas critique. Après sÉchage, la grenaille ainsi obtenue est traitée à une tempErature comprise entre 100 et 4000C pendant un laps de temps qui peut varier de 1 à 24 heures, ici encore préféremment sous atmosphère neutre ou sous vide. Cette opération lui confère la structure Ag3Sn (r) + Cu3Sn. L'opération suivante consiste en un prébroyage dans des broyeurs classiques à boulet, à marteau ou autre, conduisant à une grenaille dont les grains sont inférieurs à 1,5 ou 2 mm de diamètre. L'opération finale réside dans la réduction en poudre, laquelle est effectuée dans des broyeurs continus du type de ceux commercialisés sous la Marque "FRITSCH", type pulvérisette 14". On rappellera que dans les broyeurs de ce genre la grenaille est envoyée sur un batteur formé par un disque comportant sur l'une au moins de ses faces, au voisinage immédiat de la périphérie, un certain nombre de pales longitudinales, lequel disque est entraîné en rotation à grande vitesse afin que les pales sectionnent les grains de la grenaille introduite ; les particules ainsi obtenues sont projetées contre une passoire annulaire fixe dont les trous présentent un profil circulaire ou trapézoIdal. On comprend qu'on obtient de la sorte un abaissement de la granulométrie, étant observé que l'opération peut être répétée, avec modification des conditions de traitement (nombre des pales du batteur, calibre des trous de la passoire), jusqu'A obtenir par passes successives la granulométrie désirez. La poudre qui traverse la passoire est recueillie par aspiration dans un sac collecteur, ce qui présente l'avantage d'éviter l'échauffement de la poudre et son oxydation. On exposera ci-aprAs en détail le cycle de broyage qui au cours des essais a conduit aux résultats les plus favorables en temps et en qualité 1er broyage : partant d'une grenaille supérieure à 1 mm, le broyage est effectué avec un batteur à huit pales et une passoire à trous de 5 mm de diamètre. 2me broyage : la poudre préalablement obtenue est soumise à un batteur à douze pales avec passoire à trous de 0,5 mm. 3ème broyage : effectué avec un batteur à douze pales et passoire à trous de 0,2 mm. 4ème broyage : effectué à l'aide d'un batteur à vingt quatre pales et une passoire à trous de 0,12 mm. 5eme broyage : opéré avec un batteur à vingt quatre pales et une passoire à trous de 0,8 mm. Entre deux broyages successifs, la poudre obtenue a été soumise à une opération de tamisage à lOO m et à chaque fois la poudre qui a traver sé le tamis a été conservée séparément. On a ainsi réalisé une poudre finale inférieure à 100/Um dont les grains sont polyédriques. Dans tous les cas la poudre finale peut faire l'objet de tamisages différents en vue de l'obtention de mélanges présentant une granulométrie déterminée. D'excellents résultats ont été ainsi atteints avec un mélange contenant 50% en poids de poudres comprises entre 1 et 50 m, et 50t de poudres comprises entre 50 et 100j(m. tes essais ont démontré que la poudre d'alliage élaborée conformément à l'invention pouvait être utilisée sans difficulté à la manière classique, par trituration avec du mercure selon tous les procédés employés par les praticiens. On obtient après trituration les phases &gamma; résiduel, &gamma; l et CugSng, de telle sorte que l'amalgame est en conséquence non r 2. L'évolution de sa dureté (HV0,3) en fonction du temps au cours de la prise se place de manière tries favorable par rapport aux amalgames conventionnels et aux autres amalgames non t2 connus.On peut relever une très bonne dureté finale ( > 100HV0,3) et surtout un temps de prise comparable à celui d'un amalgame conventionnel ; on notera sur ce point que la dureté de (2011V0,3) qui correspond à la limite de sculpture est obtenue au bout de 15 minutes environ. Au niveau de la tenue en corrosion naturelle, l'évolution du potentiel, relevé par rapport à une électrode au calomel saturé, en fonction du temps dénote un excellent comportement. I1 en va de même pour le courant de couplage avec un or à 22 carats, ce courant étant de 2,6 A/cm contre 3,5 A/cm pour un amalgame conventionnel et 90 A/cm pour certains amalgames non &gamma; 2 connus dans le commerce. La tenue in vivo de ces propriétés a été confirmée. En tout gtat de cause il convient finalement d'observer que le procédé d'élaboration suivant l'invention permet d'éviter le passage par le lingot et l'atomisation directe en courant de gaz et d'eau. Le mode de broyage conduit à l'absence de pertes puisque les particules les plus grosses sont recyclées au niveau du broyage et non pas de la fusion. Le processus est plus économique que les modes d'obtention connus, alors que les propriétés mécaniques et en corrosion sont excellentes. I1 va de soi que le mode d'élaboration suivant l'invention peut s'appliquer à des compositions différentes ; il est ainsi possible d'obtenir un alliage pour amalgame conventionnel (71Z Ag, 26XSn et 3%Cu en poids), ou un alliage tries riche en cuivre. D'autres éléments métalliques tels que aluminium, zinc, indium ou fluorures peuvent être ajoutés lors de la fusion ou en mélange dans la poudre. I1 doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'A titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'éxécution durits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Procédé pour ltélaboration de poudres d'alliage pour amalgames dentaires, du genre dans lequel des proportions appropriées d'argent, de cuivre et d'étain sont introduites dans un four pour l'obtention d'un alliage liquide qui est alors homogénéisé avant d'être solidifié et d'être réduit en poudre, caractérisé en ce que l'alliage liquide est coulé dans l'eau pour réaliser une grenaille > celle-ci est soumise à un prébroyage pour obtenir des grains de l'ordre de 1,5 à 2 mm de diamètre, et ces grains sont finalement soumis à un broyage final à l'aide de batteurs tournants à pales longitudinales et à passoire annulaire fixe, cette opération étant répétée avec des batteurs et des passoires de caractéristiques différentes jusqu'A obtention de la granulométrie recherchée. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'auprès sa coulée dans l'eau, la grenaille d'alliage est séchée, puis traitée à chaud pour lui conférer la structure Ag3Sn ( t ) + Cu3Sn. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la fusion dans le four et le traitement thermique sont opérés sous atmosphère neutre ou sous vide. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 A 3, caractérisé en ce qu'on procède à un tamisage à la fin de chaque broyage, afin de mettre directement de côté les poudres inférieures à la dimension finale désirée. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le mélange introduit dans le four renferme, en poids, 50% d'argent, 30% d'étain et 20% de cuivre. 6. Poudres d'alliage pour amalgames dentaires à l'argent, caractérisées en ce qu'elle sont élaborées par mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5.