(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銀６０％以上、鉄１０％以上および銅１０％以上の銀、鉄および銅の粉末（合計１００％）を、前記金属粉末と混和させると泥状となる揮発性の溶媒を用いて混和させた後に、３分乃至４分間電子レンジ（６００Ｗ）内で焼成することを特徴とした歯科インレー用金属化合物の製造方法。
【請求項２】
銀が６０％以上、鉄の粉末が１０％以上および銅の粉末が１０％以上の銀、鉄および銅の粉末（合計１００％）を、前記粉末質量に対して０．２倍乃至０．４倍のメチルエチルケトンと混和させ泥状とした後に、３分乃至４分間電子レンジ（６００Ｗ）を用いて焼成することを特徴とした歯科インレー用金属化合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、歯科材料、特に、歯科インレーに用いられる金属化合物及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
歯科分野で用いられるインレーとは、窩洞形成後、その穴に合う様に作られた固形の修復物をいい、その材料は金属、陶材、レジンなどが用いられている。インレー修復とは、虫歯の穴（ウ窩）及び周りの窩洞に対する模型を形成し、それに合致するように鋳造した金属を歯科用セメントで歯に装着する方法をいう。この方法は、模型をとって口の外で作成するもので、直接詰め物をするよりも隅々まで最適な形とできることが利点である。
【０００３】
しかし、従来法では任意の形状に金属を加工して歯科用材料とするには長時間を要した。この治療を受ける患者は最低２回の通院を強いられていた。従来のインレー作成の工程とそれに係る時間を説明すると、印象（５分）、石膏注入（５分）、注入した石膏を安定させるためのインキュベーション（２０分）、ワックスアップ（１０分）、埋没（８０分）、電気炉（１８０分）、鋳造（１０分）及び完成（２０分）の多段階に渡る。この製造工程に要する時間は、連続して作業をしても最低３３０分以上の長時間かかる。ここで印象とは、採得ともいい、歯型やその周囲の歯槽部分の型をとることであり、次いでこれに石膏を盛ってインレーの作成をしていく。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本願発明では金属インレーを作成するために、上記工程とは異なる工程での作成を検討することで、短時間に作成方法を発明することを目的とする。また、歯科インレーの目的を達成するような性質の金属、すなわち展性を持ち周りの環境に合わせて形状を変化させることができること、又はひずみに強く負荷により破断・破壊しない性質を有する歯科インレー用金属化合物を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本願発明では銀６０％以上、鉄１０％以上および銅１０％以上の銀、鉄および銅の粉末（合計１００％）を、前記金属粉末と混和させると泥状となる揮発性の溶媒を用いて混和させた後に、３分乃至４分間電子レンジ（６００Ｗ）内で焼成することを特徴とした歯科インレー用金属化合物を提供するものである。この金属化合物の性質は後述のように歯科インレーに適しているものである。ここで、揮発性の溶媒は耐熱塗料に含まれているものが好ましい。
【０００６】
また、より具体的な態様としては、銀が６０％以上、鉄の粉末が１０％以上および銅の粉末が１０％以上の銀、鉄および銅の粉末（合計１００％）と、前記粉末重量に対して０．２倍乃至０．４倍のメチルエチルケトンと混和させ泥状とした後に、３分乃至４分間程度電子レンジ（６００Ｗ）を用いて焼成することを特徴とした歯科インレー用金属化合物の製造方法が挙げられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本願発明にかかる製造工程は、印象（５分）、石膏注入（５分）、銀粘土充填（５分）、電子レンジ（５分）、レーザー照射（５分）及び完成（５分）である。この工程は他段階に渡るが、従来法であれば３３０分要するのに対し、わずか１／１０程度の３０分で完成に至ることができる。特に鋳造工程を省略することができることが利点である。
【０００９】
本願発明では、銀６０％以上、鉄１０％以上および銅１０％以上の銀、鉄および銅の粉末（合計１００％）を、前記金属粉末と混和させると泥状となる揮発性の溶媒、例えばメチルエチルケトンと混和させ、３分乃至４分間程度電子レンジ内で焼成することを特徴とした歯科インレー用金属化合物の製造方法である。以下、本願発明に係る製造方法による金属試料の性質を調べる試験法及びその結果について説明する。
【００１０】
金属材料は、銀の粉末（AgC-D、タップ密度3.08ｇ/cm3、福田金属箔粉工業）、銅の粉末（FCC-115A、タップ密度1.44ｇ/cm3、福田金属箔粉工業）と鉄の粉末（FEE、粒径５um、竹内金属箔粉工業）を用いた。特定の組成比の銀、銅、鉄の粉末の耐熱塗料に含まれているメチルエチルケトン（２−ブタノン、CH3CHC2H5）の液体を混和して泥状にした。実験例は、これらの粉末の合計１ｇとメチルエチルケトン0.2ｇ（粉末重量に比して０．２倍乃至０．４倍程度のメチルエチルケトンその他の揮発性溶媒）をカプセルに入れ、アマルガムミキサー（松風）で１５秒間練和した。
【００１１】
この揮発性溶媒は、メチルエチルケトンのように耐熱塗料に用いられているものが好ましい。上記の金属粉末とこの溶媒を混和させると、加工しやすい泥状・粘土状態になり、その後の焼成等の取り扱いができるものとなる。
【００１２】
この練和した金属泥をこのカプセルから取り出し、内径４mm高さ８mmのガラス管により円柱状試料を作製した。この金属泥が入ったガラス管をアートボックスミニに入れ、電子レンジ（600W）で加熱・焼成する。このように、この泥状態を用いて成形して、電子レンジの加熱（約６００ｗ）で3分〜4分程度焼成すると、一連の鋳造操作を経ることなく、金属製のインレーを作成することができる。また、本願発明にかかる製造方法による金属材料は歯科インレーに適した性質を有することを後述の試験から示された。
【００１３】
上記レーザー照射は、YAGレーザーを用いて金属試料の表面に1パルス（0.8mm２づつ６msの時間で15.6Jの出力、重なり率８６％）で行う。YAGレーザー照射は任意で行うことができるが、電子レンジで焼成した後に金板・金箔の下に金属試料を置いてYAGレーザー照射すると金合金化することができ、金属試料の耐性が向上する。また、外観においても金属試料の表面が金色となるので歯科治療に使用される物である。耐食性向上に適するものとなる。YAGレーザーは現在の歯科医院では導入率が低いが、年々安価になってきており本機の導入が進むものと考えられる。
【００１４】
以下に、本願発明の製造方法で製造された金属化合物の性質を調べるための試験方法とその結果を説明する。金属試料の試験は、金属の成分比を変えて圧縮強さの試験を行った。この試験は万能試験機（丸菱科学）を用いて、クロスヘッドスピード１mm/minで円柱状の垂直方向に負荷を掛けていき、樽状に変形しながらも明確な破断を示さない場合には、その降伏点を圧縮強とした。
【００１５】
先ず、銀、銅及び鉄のそれぞれ１種類の金属で作製した金属試料の圧縮強さ（MPa）を測定した。図１乃至図３に、それぞれの単種類の金属でのメチルエチルケトン0.2ｇにおける粉末量と電子レンジの加熱時間（分）を変化させた場合の結果を示した。横軸に加熱時間、縦軸が粉末量（ｇ）で各圧縮強さの結果を表した。
【００１６】
３種類の金属で共通して、加熱時間が長いほど圧縮強さ（MPa）が大きくなっている。その金属粉（ｇ）が少量でも圧縮強さが向上することが示されている。また、図４は、一定量の金属粉（本発明に係る試験で圧縮強さの大きい値を示した粉末量）に対しての圧縮強さ（MPa）を算出したものであるが、銅、鉄が２０〜２５MＰa程度に対して、銀を添加した場合には９０MＰaと４倍以上強度が増すことが示された。尚、グラフのエラーバーは９５％の信頼区間で行ったものであることを示す。
【００１７】
次いで、銀、銅と鉄の重量を各３３％wtづつ変化させた１０種類（図５の三角形の各交点）を各々合計１ｇ秤量し、メチルエチルケトン（0.2g）と混ぜた金属泥を、電子レンジによって４分間加熱焼成した。図５の結果より、銀と鉄の割合の大きい場合に圧縮強さ（MPa）が強くなることが示された。
【００１８】
銀７０％銅１５％鉄１５％の粉末合計１ｇとメチルエチルケトン（0.2ｇ）との泥（圧縮強さ（MPa）の強い領域）、電子レンジにより2.5，3.0，3.5，4.0，4.5分間それぞれ加熱焼成したものを用意した。試料の切断面を耐水ペーパー＃１５００で研磨後、EPMA（島津製作所、EPMA-８７０５型：加速電圧２０ｋＶ）による面分析と線分析した。ここでEPMA（Electron probe microanalyser）試験装置とは、固体表面の微小部分の元素分析をする装置をいい、直径１um以下に絞った電子線を試料表面に当てて、そこから出てくる特性Ｘ線をＸ線分光器で測定するものである。特性Ｘ線の波長及び強度から元素の種類・含有率を測定することができる。
【００１９】
この結果より金属試料の各深度における特定の金属（銅・銀）の含有率が示される（図６）。図６では、電子レンジでの焼成時間をそれぞれ、2.5分、3.0分、3.5分、4.0分及び4.5分間における金属化合物の銀と銅がどのような状態にあるのかを示している。横軸は作成した金属化合物の深度（um）を示し、縦軸は銅又は鉄の相対強度（含有率）を示している。3.5分、4.0分の焼成では、銅の相対強度が特定の深度においてシングルピークを呈していることが分かる。これは、適度に銅の粒子が銀の周りにあることを示している。2.5分の焼成では、ピークの山が複数あり、不均一な粒子があるものと考えられる。また、4.5分の焼成では、銅の粒子は見られず完全に銅と銀が液状となり混和されていることが示される。この場合には形状を保つことが難しく、歯科インレーに用いることは困難である。したがって、収縮はするが変形によって破断しない安定した形状を持つ金属化合物は、電子レンジ（600W）にて３分乃至４分間焼成したものであることが示された。もちろん電子レンジの出力によってこの時間は異なり、600Ｗの出力で３分乃至４分に相当するエネルギーであれば、その時間は前後してもよい。
【００２０】
次に、明確な破断を示さなかった（銀７０％銅１５％鉄１５％）の粉末合計１ｇとメチルエチルケトン０．２ｇを電子レンジで４分間加熱焼成した金属試料（インレーとして適当なもの（実験試料という、以下同じ））の「ひずみ試験」を行った。「ひずみ」が３３％、６６％及び８３％となるまで圧縮加重を加え、各々の試料の状態を写真撮影した。コントロールとして、（銀４０％銅１５％鉄４５％）の粉末合計１ｇとメチルエチルケトン０．２ｇを電子レンジで４分間加熱焼成した試料の圧縮試験を行った（図１）。試料の状態を見ると、銀７０％の試料は、「ひずみ」の割合が増しても、単にそれに応じて試料の容量が圧縮されるだけで、試料の破断は観察されなかった。これに比してコントロール試料では、圧縮を加えると「ひずみ」は見られず、すぐに破断した。上記写真撮影した試料の状態を説明したものであり、図７▲１▼〜▲５▼は実験試料に圧縮加重を加えて各々の「ひずみ」となったときの形状を示したものである。図７▲５▼は、コントロール試料である。
【００２１】
図８では、圧縮荷重（Kgf）に対する「ひずみ（％）」を荷重―ひずみ曲線のグラフにしたものである。荷重（Kgf）が増していくと、「ひずみ」は２０％程度になるまでは比例する。しかし、「ひずみ」が２０％〜３０％の部分では、荷重を加えなくとも「ひずみ」が進行する。そして、「ひずみ」が３０％以上であると、また比例的に荷重を要することが示された。
【００２２】
次いで、実験試料とコントロールとしてメチルエチルケトン０．２ｇのみを空気中に放置し１５秒ごとの重量を測定した。本試験からメチルエチルケトンの蒸発の程度が分かる。メチルエチルケトン０．２ｇのみのコントロールでは、空気中への放置開始からすぐに蒸発し始め、１８０秒後にはほぼ完全に蒸発し、重量は０ｇ程度になることが示された（図９）。また、実験試料も同じく１８０秒程度で実験試料中のメチルエチルケトンが蒸発することが示された。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の金属化合物は、歯科修復に適当な圧縮強さを示し、圧縮加重を加えても明確な破断を示さず辺縁の展延性を有し生体組織にあった形状に変形し、歯科用インレーに適当な物性を持つものである。また、本願発明による製造方法により従来よりも短時間で且つ特段の装置を用いることなくインレーを作製することができ、患者も１回の通院（即日修復）でインレーの挿入ができることが特徴である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る金属化合物の製造方法で作成した銀単独の粉末量と焼成時間を変化させた場合の金属試料の強度を示すグラフ
【図２】本願発明に係る金属化合物の製造方法で作成した銅単独の粉末量と焼成時間を変化させた場合の金属試料の強度を示すグラフ
【図３】本願発明に係る金属化合物の製造方法で作成した鉄単独の粉末量と焼成時間を変化させた場合の金属試料の強度を示すグラフ
【図４】図１〜図３における一定量の銀、銅、鉄の粉末重量を使用した場合の圧縮強さを比較したグラフ
【図５】銀、銅と鉄の重量を各３３％wtづつ変化させた１０種類の本願発明方法による金属試料の圧縮強さを示したグラフ
【図６】試料の状態
【図７】本願製造方法により作成された金属試料のEPMA測定結果を示すグラフ
【図８】本願製造方法により作成された金属試料の圧縮負荷とひずみの関係を示すグラフ
【図９】メチルエチルケトン単独と金属粉末を混和された泥状物から当該溶媒が蒸発する時間を示したグラフ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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