(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼石膏と繊維状抗菌剤とを含有し、該繊維がチタン化合物、リン酸化合物、セラミック、ゼオライトのいずれか１種よりなり、該繊維状抗菌剤の平均繊維長が５〜１００μｍであることを特徴とする模型用石膏組成物。
【請求項２】
焼石膏、繊維状抗菌剤及び樹脂を含有し、該繊維がチタン化合物、リン酸化合物、セラミック、ゼオライトのいずれか１種よりなり、該繊維状抗菌剤の平均繊維長が５〜１００μｍであることを特徴とする模型用石膏組成物。
【請求項３】
繊維状抗菌剤の含有量が、焼石膏１００重量部に対して０．０５〜２０重量部である請求項１又は２に記載の模型用石膏組成物。
【請求項４】
樹脂の含有量が、焼石膏１００重量部に対して０．０５〜２０重量部である請求項２に記載の模型用石膏組成物。
【請求項５】
歯科用石膏組成物である請求項１〜４のいずれか１項に記載の模型用石膏組成物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の模型用石膏組成物から成形されたことを特徴とする石膏硬化体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水と練和し凝結硬化後に得られる硬化体の切削加工時の耐チッピング（角欠け）性及び抗菌性を有し、特に歯科用石膏、工業用石膏等の石膏模型の製作に有用な焼石膏を主成分とした石膏組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
焼石膏は、水と練和することにより短時間で凝結硬化し、得られる硬化体の経時寸法変化が小さく、又、優れた造形性を示すことから、工業用、医療用、陶磁器型材用及び美術工芸用等の用途に広く用いられている。
例えば、工業用模型（型材）製作の分野においては、一般にかかる焼石膏を所定量の水とともに練和又は混練し、該混練物（以下、泥漿という）を原形（原型）に流し込むことにより、又はブロック状に成型された石膏硬化体を切削加工することにより石膏模型が作製されている。
又、歯科分野においても印象材を用いて撮像した患者口腔内の歯型印象に歯科用石膏の泥漿を注入し、硬化を待って離型及び乾燥することにより得られた歯型模型を切削加工した後、種々の工程を経て最終的に義歯や冠が作製されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これらの分野では、原形或いは印象から石膏模型を離型する際又は該模型に切削加工を施す際に、破損やチッピングを生じやすいという問題を抱えていた。この問題は、工業用模型の分野においては技術の高度化等により石膏模型の形状が精緻複雑化し、それと共にかかる石膏模型にも高強度が要求されるようになり、一層顕著になってきたが、このような高強度の石膏模型の耐チッピング性を向上させる具体的且つ確実な方法は、従来見い出されていなかった。
【０００４】
又、近年、特に石膏組成物に種々の品質付加を目的として種々の有機質添加剤が含有される場合が多く、かかる添加剤を含有した工業用石膏模型は、高湿等の雰囲気条件によりかびや細菌が繁殖しやすく、模型或いは型材の外観上の問題と共に衛生面での問題も発生するという欠点があった。かかる問題は、歯科分野では更に深刻であり、上記のように印象材が直接患者の口腔内に接触するため、患者が細菌やウイルスを保有している場合には、石膏型材もその細菌等で汚染されることになり、歯科技工士には直接感染の危険性があった。
そこで、本発明は、石膏模型における耐チッピング性及び切削加工性及び抗菌性に関する上記課題を解決することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる目的を達成すべく、焼石膏と繊維状抗菌剤とを必須成分として含有し、該繊維がチタン化合物、リン酸化合物、セラミック、ゼオライトのいずれか１種よりなり、該繊維状抗菌剤の平均繊維長が５〜１００μｍであることを特徴とする模型用石膏組成物を提供する。
又、本発明は、かかる目的を達成すべく、焼石膏、繊維状抗菌剤及び樹脂を必須成分として含有し、該繊維がチタン化合物、リン酸化合物、セラミック、ゼオライトのいずれか１種よりなり、該繊維状抗菌剤の平均繊維長が５〜１００μｍであることを特徴とする模型用石膏組成物を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に発明の実施の形態を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
本発明において、焼石膏とは、天然石膏、化学石膏等の輸入或いは国産の石膏原料を焼成して得られた半水石膏或いは硫酸カルシウム半水塩（ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ）を主成分とする粉末状の水硬性結合材をいい、その焼成方法によってβ型とα型の多形が存在する。両者は、その特性として練和に必要とされる水量が異なることから、硬化させた後の硬化体の比重、機械的強度又は硬化時の寸法変化率等が相違するため、用途や石膏模型に要求される機械強度、寸法変化率等の諸物性に応じて、それぞれ単独又は組み合わせることにより使用することができる。
【０００７】
本発明は、抗菌剤として所定の形状の繊維状物質を用いることに特徴があり、その形態としては、かかる繊維状物質に化学的に抗菌性成分を担持させたものの他、繊維状物質表面に物理的に抗菌性成分を付着又は一体化せしめたものも使用することができる。かかる抗菌剤の形状は、その平均繊維径が０．３〜１０μｍ、平均繊維長が５〜１００μｍ、望ましくは前者が０．３〜５μｍ、後者が５〜５０μｍを有するものである。この範囲を超えて細く短い繊維では補強の目的を十分には満足させず、又、上記範囲を超えて太く長いものでは、成形時における組成物の作業性や操作感を十分には満足させない。ここで、操作感とは、石膏組成物に加水後、練和中を含め、石膏組成物を型に流し込み成型するまでの作業の間に作業者が感じる感触をいい、例えば、石膏組成物の練和の際に感触として得られる泥漿の硬さや流し込み時の流し込み易さ等を指す。
【０００８】
上記の化学的に抗菌性成分を担持させた繊維状抗菌剤は、水に対して難溶性を示すことを要するが、このような抗菌剤としては、チタン化合物、リン酸化合物、セラミック、ゼオライト等の繊維状物質に銅、亜鉛、銀等の抗菌性を有する金属陽イオンを吸着又は陽イオン交換させて得られたものが使用でき、例えば、四チタン酸カリウム単結晶繊維に銀を担持させた大塚化学（株）製「バイカムＡＫシリーズ」等が使用できる。
【０００９】
又、物理的に抗菌性成分を付着又は一体化せしめた抗菌剤は、抗菌性成分を水に溶解又は懸濁させ、繊維状物質表面にスプレー後、乾燥させる等、種々の方法により得ることができるが、この場合の繊維状物質は、上記に列記したものが使用できる。
【００１０】
又、この場合の抗菌性成分としては、水と化学反応を起こし、抗菌作用の低下や消滅を生じさせない薬剤、例えば、ラウリル硫酸塩、パラオキシ安息香酸塩、スルホンクロルアミド化合物又は抗菌性ゼオライト等の液体や粉体を単独又は組み合わせて使用することができる。
【００１１】
上記抗菌剤の配合量は、焼石膏１００重量部当たり０．０５〜２０重量部、好ましくは０．１〜５重量部であり、模型の用途又は種類、大きさ、練和に必要とされる混水量等の条件により上記範囲内でその配合量を調整することができる。この範囲を超えて添加量が低いと、本発明の課題である抗菌性及び耐チッピング性について要求される性能を十分には満足させない。一方、添加量が上記範囲を超えて多い場合には、焼石膏を練和して得られる石膏硬化体の強度低下や上述した操作感の悪化を招くことがある。
【００１２】
更に、本発明の石膏組成物には、ポリ酢酸ビニル、酢酸ビニルと他のモノマー（例えば、エチレン、ベオバ、スチレン、アクリルモノマー等）との共重合系、アクリル樹脂、アクリルモノマーと他のモノマー（例えば、エチレン、ベオバ、スチレン、酢酸ビニル等）との共重合系等の樹脂、それらの各種変性物や鹸化物等の樹脂を配合することができる。これらの樹脂としては、粉末状の樹脂、水溶性樹脂、親水性樹脂、疎水性樹脂の水性エマルジョン等が使用でき、特に容易に水中に分散若しくは乳化する粉末状の樹脂を使用することが好ましい。このような粉末状の樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（例えば、リカボンドＧＬ−Ｊ−１３８の商品名で入手することができる）や、アクリル系の粉末状樹脂（例えば、モビニールパウダーＡ１０００の商品名で入手することができる）等が好適に使用される。これらの粉末状の樹脂は石膏組成物中に予め混合しておいてもよいし、石膏組成物を使用する際に該組成物に加えて使用することもできる。
【００１３】
これらの樹脂の１種又は２種以上を組み合わせて後述する所定量を上記の石膏組成物に配合することにより、加水練和により得られた石膏模型硬化体を乾燥する際、型材表面に樹脂が余剰水分とともに硬化体表面に移動し、その表面に被膜を形成することにより、その切削加工性、且つ切削加工面の滑沢性や耐チッピング性を向上させる働きを有する。このような水性樹脂は、その添加又は練和方法に特に限定されないが、予め混練水に所定量溶解、分散又は混合させて使用することもできる。
【００１４】
水性樹脂の配合量は、焼石膏１００重量部当たり０．０５〜２０重量部、望ましくは０．１〜５重量部であり、この配合量を増すことにより、それに比例して上記表面滑沢性等は向上するが、石膏模型の強度が低下するため、模型の用途又は種類等を考慮して当該範囲内でその配合量を調整することができる。即ち、０．０５重量部未満では、上記のような切削加工面に滑沢性や耐チッピング性を付加させる点で十分には満足できず、一方、上記範囲を超えた配合では、石膏模型に要求される強度特性を十分には満たすことが困難となる。
【００１５】
本発明の石膏組成物は、上記成分を必須成分とするが、かかる石膏組成物には、用途に応じて泥漿の流動性向上又は硬化時間の調整を目的として、例えば、食塩、硫酸カリウム、硫酸カルシウム二水塩等の硬化促進剤、にかわ、ゼラチン、クエン酸等の硬化遅延剤を配合することができる。又、本発明における効果を損なわない範囲で、着色剤、界面活性剤、消泡剤、整泡剤、紫外線吸収剤、その他の薬剤の添加を妨げるものではない。
【００１６】
又、本発明の石膏組成物は、工業用、歯科用、陶磁器型材用或いは美術工芸用等の用途に限定されるものではなく、いずれの用途においても切削加工におけるチッピングの問題を解消し、優れた切削加工性、表面滑沢性が得られるとともに、石膏模型の取り扱いに際して、かかる石膏模型に恒久的に抗菌性をもたらすことができる。
【００１７】
【実施例】
次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
焼石膏成分としては、歯科用石膏が一般的に小型で且つ精巧な石膏模型が必要とされるため、歯科用硬質石膏を使用した。本発明の石膏組成物を評価するに当たり、以下の試験方法を用いた。
１．硬化時間、硬化膨張試験及び乾燥後圧縮試験
ＪＩＳ  Ｔ６６０５に準じて測定した。
【００１８】
２．アルジネート印象材表面粗さ
表面の滑沢なアクリル板（２５ｍｍ×３５ｍｍ×５ｍｍ）の表面にアルジネート印象材（アルギン酸塩を基材とし、硫酸カルシム等の硬化剤や、ケイソウ土等の充填材を加えたもの。）を盛り、その硬化後にアクリル板を取り除き、印象を採得し、試験基準混水比で練和した石膏を当該印象材硬化体のアクリル板印象部分に流し込み、室温で１時間静置し、該印象材硬化体を取り外して石膏硬化体（２５ｍｍ×３５ｍｍ×５ｍｍ）に複写された上記印象部の表面粗さを（株）ミツトヨ製表面粗さ計Ｓｕｆｔｅｓｔ−４０２により測定した。
【００１９】
３．切削面チッピングの有無
上記の表面粗さを測定した石膏硬化体（２５ｍｍ×３５ｍｍ×５ｍｍ）を４０℃に調整した乾燥機内で４８時間乾燥した後、歯科技工用の電動鋸で硬化体を切断し、切断面をルーペで観察してチッピングの有無を確認した。評価基準は以下の通りである。
×：  大きなチッピング有り。
△：  小さなチッピング多数有り。
○：  数箇所に小さなチッピング有り。
◎：  チッピング無し。
【００２０】
４．黄色ブドウ球菌の生菌数の測定
抗菌剤配合による抗菌性効果を調べるために、フィルム密着法を用いた。即ち、５０ｍｍ×５０ｍｍ×５ｍｍの石膏硬化体試験片表面に黄色ブドウ球菌の菌液を滴下し、当該菌液の上にポリエチレンフィルムを被せて菌液と密着させ、３５℃条件下に２４時間保存後に、ＥＰＭＡを用いて試験片上の生菌数を測定した。５．総合評価
上記１〜４の評価を総合して本発明の効果を評価した。評価基準は以下の通りである。
×：  チッピング抑制、抗菌性のどちらも確認されない。
△：  チッピング抑制、抗菌性の効果が不充分、或いは他の物性に悪影響がみられる。
○：  チッピング抑制、抗菌性は確認されるが、他の物性に低下、悪影響がみられる。
◎：  チッピング抑制、抗菌性の効果が充分に確認され、他の物性に殆ど変化がみられない。
【００２１】
実施例１〜１６
上記硬石膏１００重量部に、後記表１に記載の各成分を表１に記載の重量比で混合して実施例１〜１６の本発明の石膏組成物を得た。該組成物に所定量の水を加えて練和し、上記評価試験を行った。その結果を後記表２に示す。
比較例
実施例で使用した歯科用硬石膏単独で同様の評価試験を行った。
【００２２】
表１
0003612233.tif 000002
【００２３】
表２
0003612233.tif 000003
【００２４】
尚、表１中の配合物は下記のものを示す。
歯科用硬石膏  ：吉野石膏（株）製「商品名  タイガーストーン」
抗菌剤１      ：大塚化学（株）製  チタン酸カリウム−銀抗菌剤「商品名バイカムＡＫ−ＬＳ」
抗菌剤２      ：品川燃料（株）製  ゼオライト−銀系抗菌剤「商品名ゼオミック」
樹脂          ：＊１＝中央理化工業（株）製  エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂「商品名  リカボンド  ＧＬ−Ｊ１３８」
＊２＝ヘキスト合成（株）製  アクリル共重合樹脂「商品名  モビニール  パウダーＡ１０００」
混水比        ：石膏１００重量部当たりに水の使用部数
【００２５】
表２に示す試験結果から、従来の歯科用硬石膏（比較例）を練和するのに必要とされる水量と同等量の混練水により練和した本発明の石膏組成物では、特許請求の範囲に記載した抗菌剤又は水性樹脂の添加範囲内にて切削面におけるチッピングの発生が抑えられ、２４時間経過後における黄色ブドウ球菌生菌数においても著しい減少が認められた。
又、この範囲から低い方に逸脱した場合には、耐チッピング性の低下が認められ、高い方に逸脱した場合には圧縮強度の低下とともに操作感が著しく悪化した。尚、両成分のいずれの添加量においても、アルジネート印象材表面粗さに差異は認められなかった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明により、従来問題となっていた切削加工時におけるチッピングの発生がなく、切削加工性に優れるとともに抗菌性を有し、カビ、細菌等の微生物の繁殖を抑えることができ、又、同時にその表面をも衛生的に維持できる石膏硬化体を得ることができる。
又、切削加工時に発生する切り粉、粉塵についても抗菌性を有するため、作業者の体内に吸入された場合であっても、細菌による感染を防止することができる。