DE2705770B2

DE2705770B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer Grundmasse-Schicht auf einen metallischen Grundformling in der Dentaltechnik

Info

Publication number: DE2705770B2
Application number: DE2705770A
Authority: DE
Inventors: Hans Walter Prof. Dipl.- Chem. Dr.Rer.Nat. 3392 Clausthal-Zellerfeld Hennicke; Joachim 2800 Bremen Weiss
Original assignee: BEGO BREMER GOLDSCHLAEGEREI WILH HERBST 2800 BREMEN
Current assignee: BEGO BREMER GOLDSCHLAEGEREI WILH HERBST 2800 BREMEN
Priority date: 1977-02-11
Filing date: 1977-02-11
Publication date: 1980-03-06
Also published as: US4246086A; FR2380020A1; DE2705770A1; IT1101764B; JPS53128190A; GB1545460A; IT7847989A0; CH625411A5; FR2380020B1

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Aufbringen einer Grundmasse-Schicht auf einen metallischen Grundformling, z. B. eine Gußkappe, für die Herstellung von metallkeramischen Kronen, Brücken etc. in der Dentaltechnik.
Der Grundmasse-Schicht kommt für den Aufbau metallkeramischer Kronen, Brücken etc. eine besondere Bedeutung zu. Zunächst dient die Grundmasse-Schicht als Haftvermittler zwischen dem metallischen Grundformling, z. B. einer Gußkappe, und den nach außen folgenden Schichten, wie Dentinmasse-Schicht und Schmelzmasse-Schicht. Des weiteren bildet die Grundmasse-Schicht einen Schutz gegen Korrosion und bewirkt eine farbliche Abdeckung des metallischen Untergrundes. Durch besondere Struktur der äußeren Oberfläche der Grundmasse-Schicht wird eine günstige Haftung der in den technologischen Eigenschaften abweichenden Dentinmasse-Schicht gewährleistet.

Das Aufbringen der Grundmasse-Schicht erfolgte bisher in der Dentaltechnik in aufwendiger Weise manuell. Der Grundformling wird gewöhnlich zunächst in Essigsäureäthylester gewaschen und sodann mit destilliertem Wasser benetzt. Sodann wird eine erste Schicht der sogenannten Grundmasse von Hand mit einem Pinsel aufgetragen. Die Grundmasse-Schicht wird sodann durch Brennen in einem Vakuumofen verfestigt. Danach wird eine zweite Schicht dieser Grundmasse ebenfalls mit einem Pinsel manuell aufgetragen und nochmals im Vakuumofen gebrannt. Danach wird eine weitere Schicht, und zwar aus Dentin-

und Schneidemasse mit einem Pinsel auf die Grundmasse-Schichten aufgebracht Auch diese Schicht wird wiederum im Vakuumofen gebrannt Es folgt dann eine weitere Dentin- bzw. Schneidemasse-Schicht Nach Verfestigen wird das dann vorliegende Werkstück durch Oberflächenbearbeitung geformt Nach Auftragen von Farbmassen mit einem Pinsel an bestimmten Stellen des Werkstückes erfolgt nochmaliges Brennen in einem Ofen (sogenannter Glanzbrand).

Durch dv? Schichten aus Grundmasse werden die darüberliegenden Schichten, insbesondere der Dentin- und Schneidemasse, auf dem metallischen Grundformling verankert Es ist wichtig, die Grundmasse außerordentlich e\akt auf den Grundformling aufzutragen, und zwar derart, daß eine möglichst gleichmäßige, sehr dünne Schicht gebildet wird. Dies erfordert einen entsprechenden manuellen Aufwand.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Aufbi ingen einer Grundmasse-Schicht auf einen metallischen Grundformling, z. B. eine Gußkappe, für die Herstellung von metallkeramischen Kronen, Brücken etc. in der Dentaltechnik zu vereinfachen, zu erleichtern und zeitlich zu verkürzen.

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Grundmasse-Schicht durch elektrophoretische A bscheidung auf den Grundformling aufgebracht wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ersetzt das oben beschriebene aufwendige manuelle Auftragen Her Grundmasse-Schicht auf metallische Grundformlinge in der Dentaltechnik. Es hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren einen sehr exakten Schichtaufbau von gleichmäßiger Dicke und frei von Lücken ermöglicht. Besonders vorteilhaft ist die durch die Elektrophorese gegebene Möglichkeit, den strukturellen Aufbau der Schicht zu beeinflussen, derart, daß die äußere Oberfläche eine sehr rauhe Gestalt hat, die einen entsprechend günstigen Übergang zur Schicht aus Dentinmasse schafft. Dadurch wird nicht nur die Haltbarkeit der Verbindung zwischen diesen Schichten günstig beeinflußt, sondern auch das äußere Erscheinungsbild verbessert. Die Elektrophorese ermöglicht auch die Bestimmung der jeweils erwünschten Schichtdicke, die vorzugsweise in einem Bereich von 80-100 μηι liegen kann.

Die Elektrophorese ist für die Herstellung von Beschichtungen auf großvolumigen Werkstücken aus Eisenmetallen bereits bekannt, nämlich in der Emailliertechnik. Hier ist die elektrophoretische Emailliermethode ein Tauchprozeß, bei dem der Emaillauftrag mit Hilfe eines elektrischen Gleichstroms erfolgt. Das Werkstück bildet dabei den positiven Pol. Die Gegenelektioden mit negativer Polung befinden sich in einer wäßrigen Suspension einer Emaillfritte.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Elektrophorese überraschenderweise für die Beschichtung von dentaltechnischen Werkstükken aus Nichteisenmetallen, nämlich aus Edelmetallegierungen bzw. Nichtedelmetallegierungen zum Aufbringen einer Grundmasse-Schicht geeignet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2—10 beschrieben.

Gemäß Anspruch 2 wird bei Grundformlingen aus Edelmetallegierungen vor dem Aufbringen der Grundmasse-Schicht durch Elektrophorese eine metallische Zwischenschicht aufeetraeen. und zwar insbesondere eine Zink- oder Zinn-Schicht Gemäß Anspruch 3 erfolgt die Aufbringung der metallischen Zwischenschicht durch galvanische Abscheidung auf den Grundformling.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch wenigstens einen Behälter aus elektrisch nicht leitendem Material, insbesondere aus Glas oder Kunststoff, mit einer im Behälter angeordneten

ίο Kathode, vorzugsweise aus nicht rostendem Stahl.

Zum Vorbehandeln von Grundformlingen aus Edelmetallegierungen weist die Vorrichtung einen zweiten Behälter für ein galvanisches Bad auf. In dem zweiten Behälter erfolgt die Aufbringung einer metallischen Zwischenschicht

Konstruktive Weiterbildungen der Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens sind in den Ansprüchen 12—20 näher beschrieben.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten erfindungsgemäßen Gerätes erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung in perspektivischer Ansicht, schematisiert,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig.3 einen Behälter als Teil der Vorrichtung im Grundriß, in vergrößertem Maßstab.

Die als Ausführungsbeispiel gezeigte Vorrichtung ist

jo für die Behandlung von dentaltechnischen Werkstücken 10 aus Edelmetallegierungen ebenso geeignet wie für solche Werkstücke aus Nichtedelmetallegierungen, zum Beispiel Nickellegierungen. Bei diesen Werkstücken 10 kann es sich um einzelne Kronen handeln (zeichnerische

J5 Darstellung), aber auch um Brücken, die entsprechend der Zahnanordnung eines Gebisses bogenförmig ausgebildet sind.

Die Vorrichtung besteht aus einem Sockel 11 und einem an diesen anschließenden Seitenteil 12. Auf dem Sockel 11 finden Behälter Aufnahme, und zwar bei dem vorliegenden Beispiel ein Behälter 13 zur Aufnahme eines galvanischen Bades und ein Behälter 14 für die Aufnahme eines eiektrophoretischen Bades. Die Behälter 13 und 14 bestehen aus elektrisch nichtleitendem Werkstoff, zum Beispiel aus Glas.

In den Behältern 13 und 14 sind jeweils Kathoden 15 und 16 angeordnet In dem Behälter 13 besteht die Kathode 15 beispielsweise aus einem Zinkmantel (zum Verzinken des Werkstücks 10), während die Kathode 16

so im Behälter 14 aus nichtrostendem Stahl (V2A) besteht. Die Kathoden 15 und 16 sind hier in beiden Fällen mit bogenförmigem Grundriß ausgebildet, und zwar konzentrisch zum kreisförmigen Behälter 13 und 14 und mit einer sich etwa über den halben Mantel des Behälters

^ri5 13,14 erstreckenden Abmessung. Die Kathoden 15 und 16 können aber auch so ausgebildet sein, daß sie im Krümmungsgrad der Krümmung der am häufigsten auftretenden (Brücken-)Werkstücke 10 entsprechen, derart, daß diese in das jeweilige Bad eingetauchten Werkstücke 10 mit der der jeweiligen Kathode 15, 16 zugekehrten Seite einen mindestens annähernd gleichen Abstand von dieser haben. Es können weiterhin für die Kathoden 15 und 16 Ansatzstücke vorgesehen sein, die lösbar zur Vergrößerung der Kathoden 15 und 16 an diese angesetzt werden, und zwar sowohl unter Erweiterung des Umfangsbereichs wie auch im Bereich des Bodens, so daß erforderlichenfalls allseitige Beschichtung?!! ausgeführt werden können.

Die Kathoden 15 und 16 sind über durch die Wandung des Behälters 13 bzw. 14 hindurchtretende elektrische Anschlüsse 17 und 18 mit einer Stromquelle verbindbar. Im vorliegenden Fall sind diese Anschlüsse 17,18 durch Steckverbindungen, nämlich Bananenstecker 19, an das Seitenteil 12 anschließbar, nämlich in entsprechende Buchsen 20 einsetzbar.

Das als Anode wirkende Werkstück 10, nämlich ein metallischer Grundformling einer Krone, einer Brücke oder dergl., wird durch einen elektrischleitenden Halter, im vorliegenden Falle durch eine Zange 21 bzw. 22 erfaßt und in das betreffende Bad eingetaucht. Die Zange 21 bzw. 22 schließt über eine Leitung 23 bzw. 24 an das Seitenteil 12 an, und zwar mit einer Steckverbindung aus Bananenstecker 25 und Buchse 26.

Dem Behälter 14 für das Elektrophoresebad ist ein Rührwerk zugeordnet. Dies besteht im vorliegenden Fall aus einem Magnetrührer 27, dessen Motor 28 und Magnetplatte 29 im Sockel 11 untergebracht sind. Im Behälter 14 befindet sich ein durch die drehende Magnetplatte 2S antreibbarer Stab 30, der den Rühreffekt auf das Elektrophoresebad ausübt.

In dem Seitenteil 12 sind die erforderlichen Einrichtungen zum Transformieren und Regeln des zugeführten Stroms untergebracht und auch von außen bedienbare Schalter und Regelorgane. Hierzu gehören ein Schalter 31 zum Ein- und Ausschalten des Gerätes, ein Schalter 32 für die alternative Stromzuführung zum einen oder anderen Behälter 13 bzw. 14. Es ist weiterhin eine Zeituhr 33 eingebaut, durch die die Dauer der Stromzufuhr einstellbar und abschaltbar ist. Über einen Drehknopf 34 kann die Stromzufuhr zum jeweils angeschlossenen Behälter J 3 bzw. 14 und durch einen weiteren Drehknopf 35 der Antrieb des Magnetrührers 27 verändert werden.

Für d!e Herstellung beispielsweise einer Krone mit Grundformling aus einer Edelmetallegierung wird dieser Grundformling als Werkstück 10 zunächst in ein Aktivierungsbad (nicht dargestellt) getaucht. Dieses saure Aktivierungsbad besteht aus einer dreiprozentigen HCi-Lösung mit 3 g Kupfersulfat (CUSO4) auf i I Wasser. Nach dieser Aktivierung, die in einem Behälter auf dem entsprechend vergrößerten Sockel 11 erfolgen kann, wird das Werkstück 10 mit destilliertem Wasser abgespült. Auch dies kann in einem weiteren Behälter (nicht dargestellt) auf dem Sockel 11 erfolgen.

Sodann wird das aktivierte Werkstück 10 durch die Zange 21 erfaßt und in das galvanische Bad im Behälter 13 eingetaucht. Hier wird die Zwischenschicht, eine Zinkschicht, in Stärke von max. I μίτι galvanisch aufgetragen. Das Verzinkungsbad kann in herkömmlicher Weise zusammengesetzt sein.

Das mit der Zwischenschicht versehene Werkstück 10 wird sodann wiederum mit destilliertem Wasser abgespült.

Nunmehr wird das Werkstück 10 mit der Zange 22 in den Behälter 14 mit dem elektrophoretischen Bad eingetaucht. Dieses besteht aus herkömmlicher Dental-Grundmasse, die in destilliertem Wasser suspendiert ist. Die Suspension wird durch zusätzliches Stellmittel und durch den Einsatz des Magnetrührers 27 aufrechterhalten. Von den marktüblichen Dental-Grundniassen hat sich für die elektrophoretische Beschichtung besonders die unter der Bezeichnung »Opaker Nr. 13« der Firma Ivoclar (ohne Zusatz von mineralischem Zirkondioxyd/ Baddeleyit) als günstig erwiesen. Die Grundmasse soll eine sehr feine und gleichmäßige Körnung aufweisen. Das elektrophoretische Bad setzt sich beispielsweise so zusammen, daß !00 g Grundmasse, 50 m! Stellmittel und 50 ml Wasser (destilliert) vermischt werden. Als Stellmittel kommt Methylzellulose in Betracht.

Die Durchführung der elektrophoretischen Beschichtung über eine Dauer von einigen Sekunden erfolgt in einem Spannungsbereich von 5 bis 40 V, je nach der Zusammensetzung der Grundmasse bzw. des Bades. Die Dicke der Schicht ist dabei durch die einstellbare Dauer der Stromzufuhr bestimmt. Die erforderliche Stromstärke wird selbsttätig in Abhängigkeit von der Größe bzw. der Oberfläche des Werkstücks 10 eingestellt. Die Dauer der Stromzufuhr wird durch die Zeituhr 33 eingestellt.

Das mit der Grundmasse-Schicht versehene Werkstück 10 wird nach Beendigung des Beschichtungsver-

jo fahrens erneut mit destilliertem Wasser abgespült und dann in herkömmlicher Weise weiterbearbeitet, nämlich durch Brennen im Vakuumofen. Allerdings kann auf die durch Elektrophorese hergestellte Schicht der Grundmasse unmittelbar die Dentin- und Schneidemasse

j5 aufgetragen werden. Es ist demnach ein nochmaliges Beschichten mit Grundmasse nicht erforderlich.

Bei der Verwendung von Grundformlingen aus Nichtedelmetallegierungen, zum Beispiel aus Nickellegierungen, kann auf eine Verzinkung bzw. Verzinnung, also auf die zuerst aufgebrachte Zwischenschicht, verzichtet werden. Derartige Werkstücke 10 können demnach unmittelbar nach dem bereits beschriebenen Aktivieren und Abspülen in destilliertem Wasser in den Behälter 14 mit dem Elektrophoresebad eingetaucht werdcii. Die elektrophoretische Beschichtung vollzieht sich hier in gleicher Weise wie bei Werkstücken aus Edelmetallegierungen.

Die durch Elektrophorese aufgetragenen Schichten zeichnen sich nicht nur durch ihre Qualität aus. Sie führen auch zu besseren Haftungsergebnissen der keramischen Schichten auf MetalL Das Aufbringen ist einfach und zeitsparend. Das Verfahren kann auch durch eingearbeitete Hilfskräfte ausgeführt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbringen einer Grundmasse-Schicht auf einen metallischen Grundformling, z. B. eine Gußkappe, für die Herstellung von metallkeramischen Kronen, Brücken etc. in der Dentaltechnik, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundmasse-Schicht durch elektrophoretische Abscheidung auf den Grundformling aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Grundformlinge aus Edelmetallegierungen zunächst mit einer metallischen Zwischenschicht, insbesondere aus Zink oder Zinn, und sodann durch elektrophoretische Beschichtung mit der Grundmasse versehen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Zwischenschicht durch galvanische Abscheidung auf den Grundformling aufgebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundformlinge vor dem Aufbringen der Grundmasse bzw. der metallischen Zwischenschicht in ein sauberes Aktivierungsbad eingetaucht werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Grundmassen mit einem größeren Anteil an Zinndioxyd verwendet werden, vorzugsweise ohne Zirkondioxyd.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundformling zur Beschichtung mit Grundmasse in ein elektrophoretisches Band eingetaucht wird, in dem die Grundmasse suspendiert ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrophorese-Bad aus destilliertem Wasser gebildet wird, in dem die Grundmasse unter Einsatz eines Stellmittels suspendiert ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrophorese-Bad zur Vermeidung des Absetzens der Grundmasse ständig bewegt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrophorese-Bad im Verhältnis aus 100 g Grundmasse, 50 ml Stellmittel und 50 ml destilliertem Wasser zusammengesetzt ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspannung zur elektrophoretischen Beschichtung der Grundformlinge zwischen 5 V und 40 V beträgt.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch wenigstens einen Behälter (14) aus elektrisch nichtleitendem Material, insbesondere aus Glas oder Kunststoff, mit einer im Behälter (14) angeordneten Kathode (16), vorzugsweise aus nichtrostendem Stahl (V2A).

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (15) als Blechmantel über einen Teilbereich der Innenseite des Behälters (14) bogenförmig angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestaltung der Kathode (16) an die Form des Werkstücks (10) (Grundformling), insbesondere an eine am häufigsten auftretende bogenförmige Gestaltung eines Grundformlings für Brücken angepaßt ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis

13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (16) mit vorzugsweise abnehmbaren Erweiterungen im Bereich des Bodens sowie der Seiten versehen ist, erstere insbesondere in Gestalt von Zungen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis

14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (16) über einen durch die Wandung des Behälters (14) hindurchtretenden Anschluß (18) und über eine Steckverbindung (Bananenstecker 19, Buchse 20) an

ίο eine Stromquelle angeschlossen ist

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis

15, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Sockel (11) und einem daran anschließenden Seitenteil (12) besteht, wobei der Behälter (14) auf dem Sockel (11) aufsteht und elektrotechnische Steuer- bzw. Regeleinrichtungen im Seitenteil (12) untergebracht sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis

16, dadurch gekennzeichnet, daß dem Behälter (14) ein Rührwerk zugeordnet ist, vorzugsweise ein Magnetrührer (27), dessen Antrieb einschließlich Magnetplatte (29) im Sockel (11) montiert ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis

17, gekennzeichnet durch wenigstens einen weiteren Behälter (13) zur Aufnahme eines galvanischen Bades neben dem Behälter (14) auf dem Sockel (11).

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (13) für das galvanische Bad mit einer bogenförmigen Kathode

(15) aus Zink oder Zinn versehen ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, gekennzeichnet durch einen an eine elektrische Leitung (24) anschließenden Halter, insbesondere Zange (21,22) für das Werkstück (10).