(57)【要約】【課題】高い寸法精度の鋳造が可能とされるロストワックス法において、混水比の高いクリストバライト埋没材とリングレス法を併用することによって、より高精度の鋳型を形成することのできる歯科金属補修部鋳造方法を提供することを目的とすることである。【解決手段】所望の歯形を有するワックスパターンを円錐台に固定し円錐台を疎水性の型枠内に立設させる工程Ｓ３と、クリストバライト埋没材に加水して混水比０．４３〜０．５３の範囲内で調整する工程Ｓ４と、型枠内に調整されたクリストバライト埋没材を注入してワックスパターンを埋没させる工程Ｓ５と、型枠と円錐台を除去する工程Ｓ６と、クリストバライト埋没材を焼成してワックスパターンを気化させて所望の歯形を有するキャビティを形成する工程Ｓ７と、鋳造圧を加えてキャビティに溶融金属を鋳込みする工程Ｓ８とを有することを特徴とする歯科金属補修部鋳造方法。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の歯形を有する歯型部と該歯型部を支持する支持体とからなるワックスパターンを円錐台に固定し前記円錐台を疎水性の型枠内に立設させる工程と、クリストバライト埋没材に加水して混水比０．４３〜０．５３の範囲内で調整する工程と、前記型枠内に調整された前記クリストバライト埋没材を注入して前記ワックスパターンを埋没させる工程と、前記型枠と前記円錐台を除去する工程と、前記クリストバライト埋没材を焼成して前記ワックスパターンを気化させて前記所望の歯形を有するキャビティを形成する工程と、鋳造圧を加えて前記キャビティに溶融金属を鋳込みする工程とを有することを特徴とする歯科金属補修部鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯科金属補修部鋳造法における埋没材・鋳造方法に関する。
【０００２】
一般に、虫歯等で欠損した歯の修復には、欠損した部分をクラウン、インレー、ブリッジ、クラスプなどの歯科用金属鋳造物で置き換える方法が用いられている。また、歯の修復においては正確な咬み合せが要求され、高精度の鋳造技術が必要とされる。そのため、歯科鋳造では高い寸法精度の鋳造が可能とされるロストワックス法が主に用いられている。特許文献１にも、歯科鋳造においては、「何れの埋没材においても、熱膨張と石膏の二水塩化の水和膨張とを加えた総合膨張が鋳込金属の収縮率を補償し、高い寸法精度を得ることができるという基本理念がある。」と記載されている。
【０００３】また、このロストワックス法は、一般に次のような工程で行われる。まずはじめに、印象材を用いて歯の修復箇所の型をとり（印象の採取）、その陰型の印象の中へ石膏等の模型材を流し込んで硬化させ、陽型の模型を作製する。次に、この模型上で鋳造原型（ワックスパターン）をワックスや樹脂材で形成する。そして、このワックスパターンに溶融金属の通り道となるワックス（スプルー）を焼き付け、これを円錐台に焼き付ける。続いて、円錐台に円筒形状の金属製鋳造リングを取り付けて型枠を形成し、この型枠の中へ石膏またはリン酸塩系等の埋没材を流し込み、ワックスパターンを埋没させる。その後、埋没材が硬化したら円錐台を取り外し、鋳造リングを装着させたまま電気炉で埋没材を加熱する。すると、加熱によってワックスが焼却されてワックスパターン部分とスプルー部分が空洞となり、埋没材内に鋳型が形成される。この鋳型は所定温度まで加熱させておく。そして、加熱しておいた鋳型へと溶融金属を注ぎ込み、鋳込みを行う。最後に、鋳込んだ金属が冷却されて固化したら、ハンマー等で埋没材を破壊して内部の鋳造物を取り出し、研磨等の処理を行って金属補修物を完成させる。
【０００４】ロストワックス法による歯科鋳造においては、あくまでも精密さが要求されるため、通気性が高く鋳造欠陥が少ないクリストバライト埋没材（混水比０．３〜０．３８）と鋳造リングとを併用するのが一般的である。
【０００５】しかしながら、鋳造リングは金属製であるため、鋳造リングを装着させたまま埋没材を加熱すると、埋没材の自由な加熱膨張が鋳造リングによって阻害され、鋳型の変形が生じるという課題があった。
【０００６】このような課題に対処するため、いくつかの方法が取り入れられている。
例えば、鋳造リングによる硬化時及び加熱時の埋没材の膨張抑制を緩衝するために、加圧によって変形するライニング材（アスベストリボンやセラミックファイバー）を鋳造リングの内側に内張りして埋没材の膨張の異方性を減少させ、鋳型の変形を防ぐ方法が行われている。また、埋没材として強度の大きいリン酸塩系埋没材を使用することによって鋳造圧による埋没材の破損を防ぎ、かつ、加熱時に埋没材が等方的に膨張できるように加熱時に鋳造リングを使用しないリングレス法も行われている。
【０００７】また、特許文献２には、「歯科用埋没材及び歯科用鋳型の製造方法」という名称で、通気性に優れれた歯科用埋没材及び歯科用鋳型の製造方法を提供することによって、高温焼成の際に、石膏またはワックスの熱分解によって発生するガスによるクラックの発生や、溶融金属の圧入時に生じるバリの発生を抑制する発明が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−２９９３８５号公報
【特許文献２】
特開２０００−８７９１８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の技術においては、例えばライニング材を用いる方法では鋳造リングの膨張を減少させ、埋没材の膨張の異方性を減少させることができるものの、その緩衝能力には限界があり、ブリッジやクラスプなど縦横方向に均等な形をしていない場合には埋没材の横方向の膨張が特に抑制され、膨張による歪が非常に大きくなるという課題がある。
【００１０】また、リングレス法では加熱時に埋没材が等方的に膨張することができるものの、鋳造リングがない分、溶融金属鋳造時の鋳造圧に耐えうるだけの大きな強度がなければならないという課題があった。そのため、リングレス法では、強度の大きなリン酸塩系埋没材が使用されているが、リン酸塩系埋没材は通気性が悪く、構造欠陥が発生しやすく、しかも高価であるという課題があった。
【００１１】特許文献２に開示された発明においては、半水石膏と耐熱材とからなる主成分に炭酸カルシウムを添加混合した埋没材を使用することによって、炭酸カルシウムの分解によって発生する炭酸ガスが多数の通気孔を形成して通気性を向上させ、クラックやバリの発生を抑制することができるものの、鋳造リングを装着したまま埋没材を加熱するので、埋没材の自由な加熱膨張が鋳造リングによって抑制され、鋳型の変形が生じるという課題があった。
【００１２】本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、高い寸法精度の鋳造が可能とされるロストワックス法において、混水比の高いクリストバライト埋没材とリングレス法を併用することによって埋没材の等方的な加熱膨張を促すとともに、鋳造圧による埋没材の破損を防ぎ、より高精度の鋳型を形成することのできる歯科金属補修部鋳造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明である歯科金属補修部鋳造方法は、所望の歯形を有する歯型部と該歯型部を支持する支持体とからなるワックスパターンを円錐台に固定し円錐台を疎水性の型枠内に立設させる工程と、クリストバライト埋没材に加水して混水比０．４３〜０．５３の範囲内で調整する工程と、型枠内に調整されたクリストバライト埋没材を注入してワックスパターンを埋没させる工程と、型枠と円錐台を除去する工程と、クリストバライト埋没材を焼成してワックスパターンを気化させて所望の歯形を有するキャビティを形成する工程と、鋳造圧を加えてキャビティに溶融金属を鋳込みする工程とを有するものである。
【００１４】上記構成の歯科金属補修部鋳造方法は、埋没材として使用するクリストバライト埋没材の混水比を０．４３〜０．５３の範囲内に調整することによって埋没材の粘性を小さくし、加熱時の水の蒸発によって形成される通気孔の数を増加させ、これによって硬化時の埋没材の通気性が高くなる。また、この埋没材の通気性の向上によって、埋没材の強度の小ささが補われ、キャビティ（鋳型）に溶融金属を鋳込みする際に鋳型に加えられる鋳造圧によっておこる鋳型の欠損を失くすという作用を有する。さらに、埋没材硬化後に型枠を除去することによって、埋没材加熱時に埋没材を等方的に膨張させるという作用を有する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る歯科金属補修部鋳造方法の実施の形態を図１乃至図６に基づき説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る歯科金属補修部鋳造法の工程を示すフローチャートである。図１を参照して、本実施の形態の歯科金属補修部鋳造法の手順を説明する。まず、印象材を用いて歯形を取り、印象を採取する。そして、印象に石膏を流して作業模型を作製する。次に、この作業模型にワックス分離材を塗布して、さらに、その上にワックスを塗布した後、所望の歯形にワックスを形成し、これに溶融金属の通り道となるワックス製のスプルー（湯道）を植立し、ワックスパターンを作製する。これがステップＳ１である。続いて、ステップＳ２でワックスパターンを円錐台に植立する。
【００１６】ここで、図２を用いてステップＳ２を詳細に説明する。図２は円錐台５に歯形部１とスプルー２からなるワックスパターン４を立設させた状態を示す外観図である。円錐台５の中央部は盛り上がった形となっており、挿入穴が設けられている。そのため、ワックスパターン４を円錐台５へ立設させる場合には、挿入穴に加熱によって軟化させたワックス３を詰め、そこへワックスパターン４のスプルー２を挿入することにより植立を行うことができる。
【００１７】次に、再び図１に戻る。ステップＳ３では、円錐台を型枠内に立設させる。また、次のステップＳ４では、クリストバライト埋没材と水を石膏系埋没材の標準混水比である０．３０〜０．３８よりもさらに高い混水比０．４３〜０．５３で真空攪拌し、埋没材６を調合する。さらに、ステップＳ５では、ステップＳ４で調合した埋没材をステップＳ３の型枠内に流し込み、ワックスパターンを埋没材中に埋没させる。
【００１８】ここで、図３を用いてステップＳ３及びステップＳ５を詳細に説明する。図３（ａ）は型枠内に円錐台を立設させ、そこへ埋没材を流し込んでいる工程を示す図であり、図３（ｂ）はワックスパターンを埋没材内に埋没させ、硬化させている工程を示す図である。図３（ａ）において、符号７はビニールやシリコンのような疎水性材料で作った埋没リング（型枠）であり、ワックスパターン４が内側に収まるように、円錐台５を埋没リング７内に立設させる。そして、そこへ調合した埋没材６を流し込み、図３（ｂ）に示すようにワックスパターン４を埋没材６中に埋没させ、硬化させる。
【００１９】再び図１に戻り、ステップＳ６では、埋没材の硬化後、型枠と円錐台を除去する。さらに、ステップＳ７では、これを電気炉に入れて加熱し、埋没材内のワックスパターンを焼却する。これにより、歯形部とスプルーに相当する部分が空洞として残り、所望の歯形のキャビティ（鋳型）が形成される。
【００２０】ここで、図４を用いてステップＳ７を詳細に説明する。図４（ａ）は埋没材を加熱し、ワックスパターンを焼却してキャビティを形成する工程を示す図であり、図４（ｂ）は内部にキャビティが形成された埋没材を示す図である。図４（ａ）において符号９は電気炉であり、これにワックスパターン４を埋没させた埋没材６を入れて設定温度７００℃で３０分加熱する。加熱によって埋没材６内のワックスパターン４が焼却されて、歯形部１とスプルー２に相当する部分が空洞として残り、図４（ｂ）に示すように所望の歯形のキャビティ１０が形成される。また、図４（ａ）に示すように埋没材６は加熱によって加熱膨張をおこしており、膨張方向８の方向へと膨張する。従来のロストワックス法のように金属製の鋳造リングをしたまま加熱した場合には、ライニング材を用いて埋没リングの膨張を減少させ、埋没材の膨張の異方性を減少させることができたものの、その緩衝能力には限界があり、ブリッジやクラスプなど縦横方向に均等な形をしていない場合には鋳造リングによって埋没材の横方向の膨張が特に抑制され、膨張による歪がたいへん大きくなることがあったが、本実施の形態ではリングレス法を用いることによって図４（ａ）に示すように埋没材の加熱膨張を等方的に起こさせ、加熱膨張時に生じる鋳造リングによる膨張の抑制と異方性をできるだけ小さくしてより高い寸法精度のキャビティを形成することが可能となる。
【００２１】再び図１に戻る。ステップＳ８では、内部にキャビティを形成した埋没材に溶融金属を流し込み、鋳込みを行う。
【００２２】ここで、図５を用いてステップＳ８を詳細に説明する。図５（ａ）は金属を溶解している様子を示す図であり、図５（ｂ）は溶融金属を鋳型に鋳込みする前の状態を示す図、図５（ｃ）は溶融金属を鋳型に鋳込みしている様子を示す図である。図５（ａ）において、符号１１は真空加圧型鋳造機であり、この中に金属１４が入ったカーボン容器１３を入れ、ヒーター１２で１０５０℃まで加熱して溶融金属に変化させる。また、この間に内部にキャビティ１０を形成したこの埋没材６と溶融金属の温度差が開かないように内部にキャビティを形成したこの埋没材を所定温度まで加熱しておく。金属１４がすべて溶融金属１５に変化したら、図５（ｂ）に示すように所定温度まで加熱しておいた埋没材６を真空加圧型鋳造機１１に入れて蓋をし、符号Ａで示されるような方向から空気を抜いて減圧をかけてキャビティ１０中の空気を抜く。続けて、図５（ｃ）に示すようにハンドル１６を引きながら真空加圧型鋳造機１１を反転させて、符号Ｂで示される方向から４．０ｋｇｆ／ｃｍ２程度に加圧された圧搾空気を供給して、一気に溶融金属１５をキャビティ１０に流し込んで鋳込みを行う。図中、符号１７は溶融金属の流出方向を示している。埋没材６の混水比を通常よりも大きくしているため、ステップＳ７における加熱時により多くの水分が蒸発し、その結果、多数の通気孔ができる。その結果、鋳造時に通気孔内の空気やガスが抜けやすくなり、クラックやバリが発生しにくくなる。また、通気孔内の空気やガスが抜けることによって、鋳造圧がキャビティ１０内にこもることもないため、混水比を高めたことによる埋没材の強度や耐久性の低下を補うことができる。
【００２３】再び図１戻る。最後の工程であるステップＳ９では、鋳込んだ金属が冷えて固化後に埋没材を除去し、鋳造物（固化した金属）を取り出す。
【００２４】ここで、図６を用いてステップＳ９を詳細に説明する。図６（ａ）は金属の固化後に埋没材を崩して鋳造物を取り出す様子を示す図であり、図６（ｂ）は得られた鋳造物の概念図である。図６（ａ）において、冷却により埋没材６中には固化した金属１８が内在されている。そこで、ハンマー１９等で埋没材６を崩し、内在している固化した金属１８を取り出すと、図６（ｂ）に示すように所望の歯形に作製された固化した金属１８を得ることができる。
【００２５】さらに、この固化した金属１８にアルミナの粉を吹き付けて固化した金属１８に付着している酸化物等を取り除いた後、鋳造物を研磨するなどの処理を行って歯科金属補修部を完成させる。
【００２６】以上の歯科金属補修部鋳造法を用いて歯科金属補修部鋳造を行うことによって、以前よりもさらに高い寸法精度を備えた歯科金属補修部を作成することができる可能となる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の歯科金属補修部鋳造方法においては、クリストバライト埋没材の混水比０．４３〜０．５３の範囲内で調整することによって、埋没材の粘性を小さくし、加熱時の水の蒸発によって形成される通気孔の数を増加させ、これによって硬化時の埋没材の通気性を高めることができる。また、この埋没材の通気性の向上によって、埋没材の強度の小ささが補われ、キャビティ（鋳型）に溶融金属を鋳込みする際に鋳型に加えられる鋳造圧によっておこる鋳型の欠損を失くすことができる。さらに、埋没材硬化後に型枠を除去することによって、埋没材の加熱膨張を等方的に行わせ、ブリッジやクラスプなど縦横方向に均等な形をしていない場合にも埋没材の横方向の膨張が抑制されることがないので、膨張による歪が生じにくくなり、より高い寸法精度の歯科金属補修部を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る歯科金属補修部鋳造法の工程を示すフローチャートである。
【図２】ワックスパターンを円錐台に植立している工程を示す概念図である。
【図３】（ａ）は型枠に埋没材を流し込んでいる工程を示す概念図であり、（ｂ）はワックスパターンを埋没材中に埋没させている工程を示す概念図である。
【図４】（ａ）は埋没材が加熱膨張をしている状態を示す概念図であり、（ｂ）はワックスパターンが焼却されて埋没材中にキャビティが形成されている状態を示す概念図である。
【図５】（ａ）は真空加圧型鋳造機中で金属を溶融している工程を示す概念図であり、（ｂ）は減圧をかけてキャビティ中の空気を抜いている状態を示す概念図であり、（ｃ）は真空加圧型鋳造機を反転させて加圧し、溶融金属の鋳込みを行っている工程を示す概念図である。
【図６】（ａ）は埋没材を除去している工程を示す概念図であり、（ｂ）は完成した歯科金属補修部を示す概念図である。
【符号の説明】
１…歯形部　２…スプルー　３…ワックス　４…ワックスパターン　５…円錐台　６…埋没材　７…埋没リング　８…膨張方向　９…電気炉　１０…キャビティ　１１…真空加圧型鋳造機　１２…ヒーター　１３…カーボン容器　１４…金属　１５…溶融金属　１６…ハンドル　１７…流出方向　１８…固化した金属　１９…ハンマー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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