JP7098329B2 - ケイ酸リチウムガラスセラミック製の有形物体の強度を増大させる方法 - Google Patents
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Description
本発明は、歯科用物品、特にブリッジまたは歯科用物品の一部の形状を有する、ケイ酸リチウムガラスセラミックを含む有形物体の強度を増大させる方法であり、前記有形物体は所望の最終的な幾何形状を有し、有形物体の表面に影響する材料、たとえば平滑化用および／または着色用の材料、たとえば上薬材料、ベニアリング材料および／または染色材料を施用されたら、有形物体に熱処理を施す、方法に関する。
歯科技術において実績のある方法は、歯科用修復材の製作のためのブランクとしてケイ酸リチウムガラスセラミックを、その強度および生体適合性が理由となって使用することであった。メタケイ酸リチウムを主要結晶相として含有するケイ酸リチウムブランクの場合、大きな工具の摩耗なしで難なく機械加工できることは、利点であることが判明した。この製品は、後続する熱処理を行ったときに、二ケイ酸リチウムガラスセラミックに変換され、すると高い強度を有するようになる。この製品は、良好な光学特性および十分な化学的安定性も有する。対応する方法は、たとえば、ＤＥ１９７５０７９４Ａ１またはＤＥ１０３３６９１３Ｂ４において開示されている。
高い強度と同時に良好な透光性も達成するために、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウムまたはこれらの混合物の群からの少なくとも１種の安定剤、特に、酸化ジルコニウムが、炭酸リチウム、石英、酸化アルミニウム等、すなわち、通常の出発成分の形態で原材料に添加される。ここで、たとえば、ＤＥ１０２００９０６０２７４Ａ１、ＷＯ２０１２／１７５４５０Ａ１、ＷＯ２０１２／１７５６１５Ａ１、ＷＯ２０１３／０５３８６５Ａ２またはＥＰ２６６２３４２Ａ１に注目が寄せられる。
Ｉ．Ｌ．Ｄｅｎｒｙら、Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｏｆ Ｆｅｌｄｓｐａｔｈｉｃ Ｄｅｎｔａｌ Ｐｏｒｃｅｌａｉｎ、Ｊ Ｄｅｎｔ Ｒｅｓ、１９９３年１０月、１４２９～１４３３頁およびＲ．Ｒ．Ｓｅｇｈｉら、Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｉｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅ ｏｎ Ｈａｒｄｎｅｓｓ ａｎｄ Ｆｒａｃｔｕｒｅ Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ Ｄｅｎｔａｌ Ｃｅｒａｍｉｃｓ、Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｒｏｓｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ、第５巻、Ｎｏ．４、１９９２、３０９～３１４頁の刊行物は、リューサイト沈殿物が存在していてもよい長石質ガラスの品種から構成される、複合セラミックについての調査を開示している。強度を増大させるために、二工程方式の方法により、リチウムイオンによってナトリウムイオンを置きかえ、次いで、カリウムイオンによってリチウムイオンを置きかえることが提案された。より小さなイオンは、ルビジウムイオンによって置きかえることもできる。これにより、酸化ルビジウムが使用された場合では、最大で８０％に至るまでの強度の増大が可能になった。しかしながら、ルビジウムは、セラミックの熱膨張係数が増大するという欠点を有する。
ＤＥ３０１５５２９Ａ１は、歯科用磁器の機械的強度を改善するための方法を開示している。この方法において、エナメル中でアルカリイオンが交換されるように、修復材をエナメルによってコーティングする。この目的のために、２００℃乃至エナメルの転移点の温度で修復材を溶融塩の浴中に浸漬する。
ＵＳ４７８４６０６Ａは、ガラス製の歯列矯正具を開示しており、この歯列矯正具の強度は、イオン交換によって増大されている。
ケイ酸塩ガラス物品、たとえばボトルの硬度を増大させるための方法が、ＤＥ２４０１２７５Ａ１において開示されており、好ましくは、物品を少なくとも３７０℃に加熱し、アルカリ金属塩の微粉状混合物によってスプレー塗りする。これにより、強度を増大させるイオン交換が可能になる。
本発明の目的は、簡便なプロセス技術手段を使用して、物体の強度の増大、特に、引張応力にさらされる領域における物体の強度を増大させるように、上記種類の方法をさらに発展させることである。
さらなる側面において、強度を増大させるために必要な手段によって有形物体中の不純物を防止することがあり得るようにすべきである。
本発明の目的は、材料、たとえば上薬材料、ベニアリング材料および／または染色材料を、少なくとも１つの領域を除いた表面に施用した後、熱処理を実施して、焼成済みコーティングを得、次いで、直径のより大きなアルカリイオンによるリチウムイオンの置きかえによって表面圧縮応力を発生させ、コーティングによって被覆されていない少なくともその領域を、直径のより大きなイオンを伴う１種以上のアルカリ金属の塩からなるまたはこの塩を含有する溶融物またはペーストによって被覆し、この結果、物体を、時間ｔにわたって温度Ｔで溶融物またはペーストと接触させておき、次いで、溶融物またはペーストを物体から除去することによって、実質的に達成される。
有形物体、たとえばブリッジを製造し、コーティングを施用し、焼成した後に本発明の方法を適用することにより、歯科用有形物体の強度が、特に大きな引張応力が発生する領域において、すなわち、特に基礎領域において増大する。ブリッジの場合、この領域は、たとえば、接続具の基礎領域である。前述の歯科用有形物体の強度を増大させるという目的のために、コーティング材料は、対応する引張応力が発生する領域に施用されていない。引張応力は、基礎部分として延在する領域において基本的に見受けられるため、この領域にコーティングが存在しないことは、歯科用有形物体の美観に悪影響せず、結果として、通常の方法によって、咬合領域、口唇領域および口腔内頬側領域に焼成済みコーティング、たとえば上薬、ベニアリング材料または染色材料を設けることができる。
本発明によれば、特に大きな引張応力にさらされる領域においては、歯科用有形物体の美観に特に影響するコーティング材料が施用されず、この結果、後続する焼成、すなわち、熱処理したときに、コーティング材料、たとえば上薬、ベニアリング用セラミックまたは染料からできた層が存在しないことになる。コーティングによって被覆されていない領域においては、イオン交換を実施することが可能であり、すなわち、リチウムイオンが、直径のより大きなアルカリ金属イオンによって置きかえられ、この結果、所望の表面圧縮応力およびこれに伴う強度の増大が発生する。
溶融物であれペーストであれ、イオン交換を可能にする材料は、原則的に、焼成から生じたコーティングを有さない領域にのみ施用すれば十分であるとしても、しかしながら有形物体は、イオン交換プロセス中に溶融物またはペーストによって完全に被覆されていることが好ましい。
不純物が有形物体を汚染する恐れなく、訓練を受けていない者が、強度を増大させるための相応の行為を実施できるようにするという目的で、小分けにした量の塩を溶融物のために使用すべきであることが、特に定められており、この溶融物は、強度を増大させようとする有形物体の外形寸法に適合させることができる。本発明のさらなる発展形態において、アルカリ金属またはアルカリ金属塩物体をプレス加工／圧縮によって得、塩物体を有形物体上に設置し、または有形物体を塩物体上に直接もしくは間接的に設置し、次いで塩物体を溶融させる。
有形物体を、複数の孔を有する第１の入れ物、たとえばバスケットの中に配置し、これにより、
・ 有形物体を収容した第１の入れ物を、溶融物中に導入するか、または
・ 塩を、有形物体を収容した第１の入れ物内に導入し、溶融させるか、または
・ 有形物体が入った第１の入れ物を、塩上に配置し、次いでこの塩を溶融させる
ようにすることが、可能である。
・ 有形物体を収容した第１の入れ物を、溶融物中に導入するか、または
・ 塩を、有形物体を収容した第１の入れ物内に導入し、溶融させるか、または
・ 有形物体が入った第１の入れ物を、塩上に配置し、次いでこの塩を溶融させる
ようにすることが、可能である。
有形物体は、１種以上のアルカリ金属を含有する塩上に設置するか、またはこの塩によって取り囲むことができ、この結果、後で塩を溶融させると、これにより、次いで、有形物体が、イオン交換が起きることになる領域において溶融物によって被覆される。
提案された一解決法として、小分けにした塩は、下記において第２の入れ物と呼ばれている入れ物、たとえば引裂きまたは回して外すことによって除去可能な封かん材が付いたカプセルの中に入れた状態で利用可能にされている。特に、有形物体を塩上に設置した後で、塩を溶融させるか、または塩を第２の入れ物内で溶融させ、次いで有形物体を溶融物中に浸漬する可能性がある。本発明は、下記において第３の入れ物と呼ばれている、複数の孔を有する入れ物が付いた有形物体を、第２の入れ物内に存在する溶融物中に浸漬する可能性も包含する。
さらなる好ましい提案によれば、本発明は、物体を、下記において第４の入れ物と呼ばれている入れ物として、小分けにした量の塩が中に存在する耐熱性ホイルによって包み込むこと、および、次いで塩を溶融させることを教示している。
驚くべきことに、ケイ酸リチウムガラスセラミック製の有形物体中に存在するリチウムイオンをより大きなアルカリ金属イオンによって置きかえると、元応力およびこの結果としての表面圧縮応力が発生し、強度の実質的な増大につながることが判明した。
驚くべきことに、同時に、耐腐食性も増大したことが判明した。イオン交換によって強度が増大すると、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ６８７２－２００９－０１において指定されている３点曲げ測定法によって測定して５００ＭＰａ超、好ましくは８００ＭＰａ超の曲げ強さ値が得られたことに加えて、耐薬品性も改善され、この改善により、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ６８７２－２００９－１において定められている方法によってやはり測定して９５μｇ×ｃｍ-2未満の化学的溶解度がもたらされたことが判明した。
表面圧縮応力を発生させるために使用されるアルカリ金属イオンは、好ましくは、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓおよび／またはＲｂイオンである。
本発明によれば、利用可能にしようとする歯科用物品の幾何形状、特にブリッジ、クラウン、キャップ、インレー、アンレー、ベニアの幾何形状、好ましくはブリッジの幾何形状を結果として有する有形物体を、時間ｔにわたって溶融物中でアニーリングして、または、時間ｔにわたって、溶融物と同様に所望の濃度のカリウム金属イオンを含有するペーストによって包み込んで、直径のより大きなアルカリ金属イオンによるリチウムイオンの所望の置きかえを可能にし、この結果、所望の表面圧縮応力が発生し、その結果、強度が増大する。
概して必要な量のみが利用可能になるように溶融物を小分けにし、この結果、有形物体を溶融物中に完全に浸漬することができ、この結果、アニーリング後、すなわち、イオン交換後に溶融物が処分され、この結果、強度を増大させるプロセスごとに、新たな塩およびこの塩による新たな溶融物が使用され、この結果、溶融物を１回より多く使用する方法に比較して汚染がないことが、特に定められている。しかしながら、対応する溶融物が１回より多く使用される場合でも、本発明からの逸脱ではないが、これは、好ましくない。
有形物体を、カリウムイオンを含有する溶融物中でアニーリングすることが、特に定められており、好ましい塩溶融物は、ＫＮＯ3、ＫＣｌまたはＫ2ＣＯ3塩溶融物である。
対応する塩をペーストのために使用することもできる。
好ましくは、本発明は、有形物体を、カリウムイオンを含有する溶融物、特にＫＮＯ3、ＫＣｌもしくはＫ2ＣＯ3を含有する溶融物またはナトリウムイオンを含有する溶融物、特にＮａＮＯ3、酢酸ナトリウムもしくは有機酸のナトリウム塩を含有する溶融物、または、カリウムイオンとナトリウムイオンとの混合物を特に５０：５０ｍｏｌ％の比で含有する溶融物、好ましくはＮａＮＯ3およびＫＮＯ3を含有する溶融物中でアニーリングすることを特徴とする。
上記の事柄と独立に、有形物体は、ペーストとして、粘性の高い塩の溶液または分散物によって被覆されていてもよい。
イオン交換中に一定のイオン交換能力が確実に存在するようにするために、本発明は、塩に進入しているリチウムイオンを結合させておくことをさらに提案している。特に、イオン交換を可能にするアルカリ金属塩に、塩、たとえばアルカリ金属リン酸塩、たとえばＫ2ＨＰＯ4を添加することによって、リチウムイオンを結合させておくことが提案されている。リチウムを含有する塩、たとえばリン酸塩が、溶融物中に沈殿する。
上記の事柄と独立に、表面領域において必要なイオン交換は、Ｔ≧３００℃、特に３５０℃≦Ｔ≦６００℃、好ましくは４３０℃≦Ｔ≦５３０℃の温度Ｔにおいて、ｔ≧５分、特に０．５時間≦ｔ≦１０時間、特に好ましくは３時間≦ｔ≦８時間の時間ｔにわたって、有形物体を溶融物中でアニーリングするかまたは対応するペーストと接触させておく場合に、特に良好であることが判明している。
上記領域におけるアニーリングまたは接触時間をより短くして、３０分以下にしても、原則的に、表面領域において所望の表面圧縮応力を発生させるのに十分である。２０μｍ以上の深さまで有形物体の強度を増大させることが所望される限り、アニーリング温度に応じて、たとえば６または１０時間というより長い接触またはアニーリング時間が、必要となる。
イオン交換を可能にするように、有形物体を被覆しているペーストは、好ましくは、カリウム金属イオンに関して上記溶融物と同じ組成を有する。
省エネルギーの且つ必要な温度に制御された様式で塩を確実に溶融させ、並びに、所望の長さの時間にわたって有形物体を確実にアニーリングするために、本発明は、下記において第５の入れ物と呼ばれている入れ物が入った加熱デバイスを特徴としており、この第５の入れ物は、第２の入れ物の外形寸法の幾何形状に、少なくとも第２の入れ物の領域の一部にわたって適合させる。第５の入れ物は、加熱デバイスの加熱プレート内に収納することが可能である。
有形物体または有形物体が得られるブランクは、ガラス溶融物から製作することが好ましく、このガラス溶融物は、出発成分として少なくとも、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、少なくとも１種の核形成剤、たとえばＰ2Ｏ5および少なくとも１種の安定剤、たとえばＺｒＯ2を含有する。
特定の様式において、本発明は、リチウムイオンが、より大きなアルカリイオン、特にカリウムおよび／またはナトリウムイオンによって置きかえられるだけでなく、出発物質の強度を増大させ、この結果として、有形物体または有形物体が得られるブランクのガラス相の強度を増大させるために、溶解された少なくとも１種の安定剤、特にＺｒＯ2の形態の少なくとも１種の安定剤が含有されており、この安定剤の濃度が、好ましくは、初期組成に対して８～１２重量％までの範囲であることも特徴とする。
特に、本発明は、合計が１００重量％である重量百分率で以下の組成：
・ ＳｉＯ2 ５０～８０、好ましくは５２～７０、特に好ましくは５６～６１
・ 核形成剤、たとえばＰ2Ｏ5、０．５～１１、好ましくは３～８、特に好ましくは４～７
・ Ａｌ2Ｏ3 ０～１０、好ましくは０．５～５、特に好ましくは１．５～３．２
・ Ｌｉ2Ｏ １０～２５、好ましくは１３～２２、特に好ましくは１４～２１
・ Ｋ2Ｏ ０～１３、好ましくは０．５～８、特に好ましくは１．０～２．５
・ Ｎａ2Ｏ ０～１、好ましくは０～０．５、特に好ましくは０．２～０．５
・ ＺｒＯ2 ０～２０、好ましくは４～１６、特に６～１４、特に好ましくは８～１２
・ ＣｅＯ2 ０～１０、好ましくは０．５～８、特に好ましくは１．０～２．５
・ Ｔｂ4Ｏ7 ０～８、好ましくは０．５～６、特に好ましくは１．０～２．０
・ オプションとして、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムの群からの１種以上のアルカリ土類金属の１種以上の酸化物
０～２０、好ましくは０～１０、特に好ましくは０～５
・ オプションとして、Ｂ2Ｏ3、ＭｎＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｓｂ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＳｎＯ2およびフルオリドの群からの１種以上の添加剤
０～６、好ましくは０～４
・ オプションとして、原子番号５７、５９～６４、６６～７１の希土類金属、特にランタン、イットリウム、プラセオジム、エルビウムおよびユウロピウムの１種以上の酸化物
０～５、好ましくは０～３
を有するガラス溶融物から、有形物体またはブランクを製作することを特徴とする。
・ ＳｉＯ2 ５０～８０、好ましくは５２～７０、特に好ましくは５６～６１
・ 核形成剤、たとえばＰ2Ｏ5、０．５～１１、好ましくは３～８、特に好ましくは４～７
・ Ａｌ2Ｏ3 ０～１０、好ましくは０．５～５、特に好ましくは１．５～３．２
・ Ｌｉ2Ｏ １０～２５、好ましくは１３～２２、特に好ましくは１４～２１
・ Ｋ2Ｏ ０～１３、好ましくは０．５～８、特に好ましくは１．０～２．５
・ Ｎａ2Ｏ ０～１、好ましくは０～０．５、特に好ましくは０．２～０．５
・ ＺｒＯ2 ０～２０、好ましくは４～１６、特に６～１４、特に好ましくは８～１２
・ ＣｅＯ2 ０～１０、好ましくは０．５～８、特に好ましくは１．０～２．５
・ Ｔｂ4Ｏ7 ０～８、好ましくは０．５～６、特に好ましくは１．０～２．０
・ オプションとして、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムの群からの１種以上のアルカリ土類金属の１種以上の酸化物
０～２０、好ましくは０～１０、特に好ましくは０～５
・ オプションとして、Ｂ2Ｏ3、ＭｎＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｓｂ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＳｎＯ2およびフルオリドの群からの１種以上の添加剤
０～６、好ましくは０～４
・ オプションとして、原子番号５７、５９～６４、６６～７１の希土類金属、特にランタン、イットリウム、プラセオジム、エルビウムおよびユウロピウムの１種以上の酸化物
０～５、好ましくは０～３
を有するガラス溶融物から、有形物体またはブランクを製作することを特徴とする。
「オプションとして１種以上の酸化物」は、１種以上の酸化物がガラス溶融物中に含有されることが、絶対に必要とは限らないことを意味する。
特に、物体またはブランクは、合計が１００重量％である重量百分率で以下の組成：
を有する。
ある態様において、本発明は、冷却中または室温への冷却後にブランクをガラス溶融物から形成し、次いでブランクに、温度ＴW1において時間ｔW1にわたって、第１の熱処理Ｗ１を少なくとも施し、このとき、６２０℃≦ＴW1≦８００℃、特に６５０℃≦ＴW1≦７５０℃であり、および／または１分≦ｔW1≦２００分、好ましくは１０分≦ｔW1≦６０分であることを特徴とする。有形物体は、ブランク／熱処理済みブランクから製作される。
核およびメタケイ酸リチウム結晶は、第１の熱処理工程中に形成される。対応するケイ酸リチウムガラスセラミックブランクは、有形物体、すなわち、歯科用物品への加工によって難なく形成することができ、工具の摩耗は、最小限である。
有形物体は、上記組成のブランクまたはペレットからのプレス加工によって製作することもでき、１回以上の熱処理工程は、プレス加工手順の最中または後に実施することができる。
特に、最終的な結晶化を得るために、特に二ケイ酸リチウム結晶を生成するまたはメタケイ酸塩結晶を二ケイ酸塩結晶に変換するために、第１の熱処理Ｗ１後のケイ酸リチウムガラスセラミックブランクに、温度ＴW2で時間ｔW2にわたって第２の熱処理Ｗ２を施し、このとき、８００℃≦ＴW2≦１０４０℃、好ましくは８００℃≦ＴW2≦９００℃であり、および／または２分≦ｔW2≦２００分、好ましくは３分≦ｔW2≦３０分であることが、定められている。
下記の温度値および加熱速度は、好ましくは、予備結晶化または最終的な結晶化につながる熱処理工程のために選択される。第１の熱処理Ｗ１の場合、第１の保持段階が、６４０℃～６８０℃までの範囲であり、第２の保持段階が、７２０℃～７８０℃までの範囲である、二工程方式の手法が、特に定められている。各段階において、加熱されているブランクは、時間にわたってある温度に保持されるが、第１の段階において、この時間は、好ましくは、３５乃至４５分であり、第２の段階において、好ましくは、１５乃至２５分である。
第１の熱処理段階後または第２の熱処理段階後のいずれかにおいて、ただし、好ましくは第２の熱処理段階後において、研削またはミリングによってブランクを加工して、所望の幾何形状の有形物体を得る。
技術水準によれば、歯科用物品、すなわち、有形物体は、プレス加工によって製作されてもよい。
歯科用物品の最終的な幾何形状を原則的に有する有形物体は、特に、素手で研磨して、コーティング材料、たとえば染色材料、ベニアリング材料および／または上薬材料を所望の領域に施用し、焼成を実施するようにする。この手順は、１回または数回実施してもよく、６５０℃～８００℃までの温度範囲で実施される。このプロセスにおいて、材料は、焼成済みコーティング層が、主に、口唇領域、口腔内頬側領域および咬合領域にのみ展開し、この結果、コーティングによって達成され得る所望の美観的効果が視認可能な状態のままであるように、施用される。特に、あご領域における歯科用物品の使用後に引張応力が見受けられる基礎領域には、材料が施用されない。技術水準の場合と同様に、対応する材料、たとえば上薬材料、ベニアリング材料および／または染色材料は、有形物体の内側領域に施用されず、この有形物体は、たとえば、残存歯またはブリッジの支台上に設置されている。ブリッジの場合、これは、内面であり、すなわち、ブリッジの支台を内包するブリッジ固定要素の内面である。
次いで、焼成済みコーティング層が付いた領域を有する有形物体を、溶融物中でアニーリングするか、または有形物体を、必要なアルカリ金属イオンを含有するペーストによって被覆する。
この目的のために、室温の有形物体を塩と接触させるか、または室温のペーストによって被覆し、塩／ペーストを溶融させる。特に、≧３００℃、特に３５０℃≦Ｔ≦６００℃、好ましくは４３０℃≦Ｔ≦５３０℃の温度Ｔにおいて、ｔ≧５分、特に０．５時間≦ｔ≦１０時間、特に好ましくは３時間≦ｔ≦８時間の時間ｔにわたって、溶融物中の有形物体をアニーリングするかまたは対応するペーストと接触させることが、定められている。
塩溶融物から取り出し、冷却し、付着しているあらゆる塩溶融物またはペーストの残留物を除去した後で、このようにして利用可能にされた有形物体をある程度加工することが必要な場合、この有形物体は、特に、所望の度合いまで歯科用修復材として活用されてもよい。基礎領域の強度の増大を考慮すると、有形物体は、特に、多要素型ブリッジであってもよい。
対応する有形物体の試料は、８００ＭＰａ超の曲げ強さ値を達成できることを実証した。この値は、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ６８７２：２００９－１において指定されている曲げ強さ用の３点法を使用して測定された。
ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ６８７２：２００９－１において指定されている加水分解試験で得られた化学溶解度の値は、９５μｇ×ｃｍ-2未満だった。したがって、本発明による方法は、有形物体の強度だけでなく、耐腐食性も増大させた。
特に、１種以上のアルカリ金属塩を含む塩をプレス加工または圧縮して、塩物体に変え、この塩物体を有形物体上に設置し、または有形物体をこの塩物体上に設置し、次いで塩物体を溶融させ、この結果、塩溶融物が有形物体を完全に包み込み、所望のイオン交換を実施することができることが、定められている。このプロセスにおいて、有形物体は、複数の孔を有する入れ物内に収納されていてもよい。
上記のように１種のアルカリ塩もしくは複数種のアルカリ塩であってもよいまたはこのアルカリ塩を含有してもよい溶融塩を使用した、イオン交換の実施を可能にするために、塩は、引裂きまたはねじることによって除去可能な封かん材が付いた下記において第２の入れ物と呼ばれている入れ物、たとえばカプセルの中に入ったアリコートの状態で利用可能にされていてもよい。同時に、第２の入れ物は、有形物体のための入れ物として使用されてもよく、この結果、有形物体が塩上に設置されている状態で塩を溶融させる。当然ながら、最初に塩を溶融させ、次いで溶融物中に有形物体を浸漬する可能性もある。上記の記載は、最初に塩によって有形物体を取り囲み、次いで塩を溶融させる可能性も包含する。複数の孔を有する入れ物、たとえばワイヤーバスケット内の溶融物中に有形物体を浸漬する可能性もある。
有形物体の簡便な取扱いを可能にするために、すなわち、溶融物中への有形物体の浸漬または溶融物からの取出しを容易にして、難なく行えるものにするために、本発明のさらなる発展形態において、有形物体を第１の入れ物と一緒に、下記において第３の入れ物と呼ばれている塩を収容した入れ物の中に導入する。
本発明は、有形物体を、ペーストとしての粘性の高いアルカリ金属塩の溶液または分散物によってコーティングすることも特徴とする。この目的のために、１種以上のアルカリ金属塩を、不燃性物質、一価または多価アルコール、ハロゲン化炭化水素化合物、水の群からの少なくとも１種の物質、特に１，４－ブタンジオール、ヘキサントリオール、アセトン、水または１種以上の物質の混合物の群の１種と混合することが、特に定められている。
ペーストの場合、アルカリイオン、特にＮａまたはＫイオンを使用して、表面圧縮応力を発生させる。
上記の事柄と独立に、ペーストは、すべての表面が被覆される程度に有形物体に施用してもよいが、０．５ｍｍ以上の厚さＤ、好ましくは１ｍｍ＜Ｄ＜３ｍｍの厚さＤを維持すべきである。当然ながら、ペーストは、やはり、コーティングが存在しないイオン交換の実施対象領域にのみ施用してもよい。
本発明によれば、ガラス相が、２０～６５体積％、特に４０～６０体積％であることも、特に定められている。
したがって、本発明は、ケイ酸リチウム結晶が、３５～８０体積％、特に４０～６０体積％までの範囲で存在する、有形物体を特徴とする。ここで、ケイ酸リチウム結晶は、Ｐ2Ｏ5が含有される場合、二ケイ酸リチウム結晶、メタケイ酸リチウム結晶およびリン酸リチウム結晶の合計を意味する。
特に、有形物体は、リチウムイオンを置きかえるアルカリ金属イオンの濃度は、特にカリウムイオンが使用される場合、コーティングによって被覆されていない領域の表面から１０μｍの深さに至るまでで、５～２０重量％までの範囲であることを特徴とする。表面から８乃至１２μｍの深さにおいて、アルカリイオンは、５～１０重量％までの範囲で存在すべきである。表面から１２乃至１４μｍの深さにおいて、アルカリイオンは、４～８重量％までの範囲で存在すべきである。表面から１４乃至１８μｍの深さにおいて、対応するアルカリイオンの範囲は、１乃至３重量％である。アルカリイオンの重量百分率は、層を経るごとに低下していく。
上記のように、重量百分率の値は、有形物体中にすでに存在するアルカリイオンを考慮に入れない。この数値は、特に、カリウムイオンに当てはまる。
本発明のさらなる詳細、利点および特徴は、そこからこれらの特徴が単独でおよび／または組み合わさって派生することになる、特許請求の範囲から派生するだけでなく、以下に与えられている例からも派生する。
ケイ酸リチウムガラスセラミック製の有形物体のガラス成分中に存在するリチウムイオンが、直径のより大きなアルカリ金属イオンによって置きかえられた結果として、表面圧縮応力が増大し、強度の増大につながることは、最初に例示すべきである。
下記の試験において、目視により均一な混合物が得られるまで、少なくとも原材料、たとえば炭酸リチウム、石英、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムをドラムミキサー内で混合した。試験のために使用された製造業者のデータに従った組成が、以下に与えられている。
下記は、原則的に、以下に与えられている試験に当てはまる。
対象とする混合物を、高温に耐え切る白金合金るつぼ内において１５００℃の温度で５時間の期間にわたって溶融させた。続いて、溶融物を型に注ぎ込んで、長方形の物体（ブロック）を得た。続いて、ブロックに、第１の熱処理工程と称されている二工程方式の熱処理を施して、メタケイ酸リチウム結晶を主要結晶相として精製した（第１の処理工程）。これにより、ブロックを、第１の熱処理工程Ｗ１において２Ｋ／分の加熱速度で６６０℃に加熱し、この温度に４０分保持した。次いで、ブロックを１０Ｋ／分の加熱速度で７５０℃にさらに加熱した。供試材をこの温度に２０分保持した。この熱処理が核形成に影響し、メタケイ酸リチウム結晶が形成される。
次いで、ブロックに第２の熱処理工程Ｗ２（第２の処理工程）を施して、二ケイ酸リチウム結晶を主要結晶相として形成する。この熱処理工程において、ブロックを、時間ｔ2にわたって温度Ｔ2に維持した。対応する値が、以下に与えられている。次いで、ブロックを室温に冷却した。
次いで、冷却されたブロックを機械加工して、ブロックの研削により、長方形形状の曲げ操作対象のロッド（供試材）を得た（第３の処理工程）。曲げ操作対象のロッドは、長さ１５ｍｍ、幅４．１ｍｍおよび高さ１．２ｍｍという寸法を有していた。次いで、供試材を研磨した（処理工程４）。次いで、模擬的な上薬の焼成を実施し（第５の処理工程）、すなわち、いかなる材料も曲げ操作対象のロッド（供試材）に施用することなく温度処理を実施した。一部の供試材に関しては、第５の処理工程の完了後に上薬材料を施用し、焼成を実施して（第６の処理工程）、コーティング層を生成した。温度処理（焼成）は、６５０℃乃至８００℃の温度で実施した。
この手順において、図２から概略的に分かるように、上薬は、荷重を与えるピストンおよびこの結果としての力Ｆが作用して、曲げ強さの３点測定が、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ６８７２：２００９－０１において指定されているように実施されるようになっている、供試材（第６の処理工程）の面にのみ施用してもよい。図２によりさらに明瞭になっているように、焼成したときにコーティングが生じ得ないように、反対側の面５０には材料が施用されていない。上薬または上薬層は、図２において、番号１６によって示されている。長方形の供試材自体は、番号１０によって示されている。図２は、供試材１０の側面および前面がコーティングされていないことも示している。
ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ６８７２：２００９－０１において指定されているように、３点曲げ強さ測定を実施した。この目的のために、供試材（小さなロッド）１０を、図２において示されているように１０ｍｍの距離を空けて２個の支持体１２、１４に取り付けた。荷重を与えるピストンは、ロッド１０間にある供試材に作用するが、このとき、ロッド１０の先端が、０．８ｍｍの半径を有する供試材と接触している。
ブロックの製作のために、製造業者のデータに従って（重量百分率での）次の初期組成を採用して、ケイ酸リチウムガラスを得、このガラスからケイ酸リチウムガラスセラミック材料を得た。
ガラス相は、４０～６０体積％までの範囲だった。
二ケイ酸リチウム結晶を形成するための最終的な結晶化（第２の熱処理工程）を、温度Ｔ2＝８３０℃において、５分の時間ｔ2にわたって実施した。
合計７０本のロッドを調製し、これらのロッドに処理工程１～５を実施した。これらのロッドを用いて、下記の試験を実施した。
試験系列第１番
次いで、材料の施用なしで処理工程１～５を実施したこれらの１０本のロッドを試験して、強度を測定した。上記３点曲げ強さ試験において得られた平均値は、３５８ＭＰａだった。
試験系列第２番
次いで、さらなる１０本のロッドを、工業用純品ＫＮＯ3の塩浴中において、４８０℃の温度で１０時間アニーリングした。次いで、ロッドを溶融物から取り出し、温水を使用して溶融物残留物を除去した。次いで、３点曲げ強さ測定を、上記のように実施した。３点曲げ強さの平均値は、８７０ＭＰａだった。
試験系列第３番
７０本のロッドのうちの１０本を、工業用純品ＫＮＯ3塩浴中において４８０℃の温度で１０時間アニーリングした。次いで、上薬材料を、図２において示されているように、力Ｆが作用するロッドの一面に部分的に施用し、供試材を６６０℃の温度Ｔ3で焼成し、６０秒の期間ｔ3にわたって維持した。４０７ＭＰａの３点曲げ強さの平均値が、得られた。
試験系列第４番
最初に、試験系列第３番の場合と同様の１０本のロッドを、工業用純品ＫＮＯ3塩浴中において４８０℃の温度で１０時間アニーリングした。次いで、上薬材料を、力Ｆが作用するロッド面に部分的に施用し、供試材を６８０℃の温度Ｔ3で焼成し、６０秒の期間ｔ3にわたって維持した。３８１ＭＰａの３点曲げ強さの平均値が、得られた。
試験系列第５番
試験系列第３番および第４番の場合と同様に、最初に、さらなる１０本のロッドを、工業用純品ＫＮＯ3塩浴中において４８０℃の温度で１０時間アニーリングした。前述のように、次いで上薬材料を、力Ｆが作用する面に部分的に施用し、供試材を７５０℃の温度Ｔ3で焼成し、９０秒の期間ｔ3にわたって維持した。３２６ＭＰａの３点曲げ強さ値が、得られた。
試験系列第６番
さらなる１０本のロッドは、３点曲げ強さ測定試験においてスタンプが作用する面、すなわち、図２において示されているように、力Ｆが作用する面上を上薬材料によって部分的にコーティングした。したがって、引張応力にさらされる領域５０は、被覆されていない状態のままである。同じ事柄が、側面にも当てはまる。焼成を、７５０℃の温度Ｔ3で９０秒の期間ｔ3にわたって実施した。次いで、試験系列第２番に関して記述したのと同様にして、供試材を、工業用純品ＫＮＯ3塩浴中において４８０℃の温度で１０時間アニーリングした。供試材を溶融物から取り出し、溶融物残留物を除去し、３点曲げ強さ測定を実施し、上記のように、コーティング層１６（上薬）を担持したロッドの面に力を加えた。８７４ＭＰａの３点曲げ強さの平均値が、得られた。
試験系列第７番
残りの１０本のロッドの全体を、上薬材料によってコーティングした。次いで、上薬の焼成を７５０℃の温度Ｔ3で９０秒の期間ｔ3にわたって実施した。次いで、試験系列第２番に関して記述したのと同様にして、供試材を、工業用純品ＫＮＯ3塩浴中において４８０℃の温度で１０時間アニーリングした。供試材を溶融物から取り出し、溶融物残留物を除去し、３点曲げ強さ測定を、上記のように実施した。３点曲げ強さの値は、３５３ＭＰａだった。
試験系列第１番
次いで、材料の施用なしで処理工程１～５を実施したこれらの１０本のロッドを試験して、強度を測定した。上記３点曲げ強さ試験において得られた平均値は、３５８ＭＰａだった。
試験系列第２番
次いで、さらなる１０本のロッドを、工業用純品ＫＮＯ3の塩浴中において、４８０℃の温度で１０時間アニーリングした。次いで、ロッドを溶融物から取り出し、温水を使用して溶融物残留物を除去した。次いで、３点曲げ強さ測定を、上記のように実施した。３点曲げ強さの平均値は、８７０ＭＰａだった。
試験系列第３番
７０本のロッドのうちの１０本を、工業用純品ＫＮＯ3塩浴中において４８０℃の温度で１０時間アニーリングした。次いで、上薬材料を、図２において示されているように、力Ｆが作用するロッドの一面に部分的に施用し、供試材を６６０℃の温度Ｔ3で焼成し、６０秒の期間ｔ3にわたって維持した。４０７ＭＰａの３点曲げ強さの平均値が、得られた。
試験系列第４番
最初に、試験系列第３番の場合と同様の１０本のロッドを、工業用純品ＫＮＯ3塩浴中において４８０℃の温度で１０時間アニーリングした。次いで、上薬材料を、力Ｆが作用するロッド面に部分的に施用し、供試材を６８０℃の温度Ｔ3で焼成し、６０秒の期間ｔ3にわたって維持した。３８１ＭＰａの３点曲げ強さの平均値が、得られた。
試験系列第５番
試験系列第３番および第４番の場合と同様に、最初に、さらなる１０本のロッドを、工業用純品ＫＮＯ3塩浴中において４８０℃の温度で１０時間アニーリングした。前述のように、次いで上薬材料を、力Ｆが作用する面に部分的に施用し、供試材を７５０℃の温度Ｔ3で焼成し、９０秒の期間ｔ3にわたって維持した。３２６ＭＰａの３点曲げ強さ値が、得られた。
試験系列第６番
さらなる１０本のロッドは、３点曲げ強さ測定試験においてスタンプが作用する面、すなわち、図２において示されているように、力Ｆが作用する面上を上薬材料によって部分的にコーティングした。したがって、引張応力にさらされる領域５０は、被覆されていない状態のままである。同じ事柄が、側面にも当てはまる。焼成を、７５０℃の温度Ｔ3で９０秒の期間ｔ3にわたって実施した。次いで、試験系列第２番に関して記述したのと同様にして、供試材を、工業用純品ＫＮＯ3塩浴中において４８０℃の温度で１０時間アニーリングした。供試材を溶融物から取り出し、溶融物残留物を除去し、３点曲げ強さ測定を実施し、上記のように、コーティング層１６（上薬）を担持したロッドの面に力を加えた。８７４ＭＰａの３点曲げ強さの平均値が、得られた。
試験系列第７番
残りの１０本のロッドの全体を、上薬材料によってコーティングした。次いで、上薬の焼成を７５０℃の温度Ｔ3で９０秒の期間ｔ3にわたって実施した。次いで、試験系列第２番に関して記述したのと同様にして、供試材を、工業用純品ＫＮＯ3塩浴中において４８０℃の温度で１０時間アニーリングした。供試材を溶融物から取り出し、溶融物残留物を除去し、３点曲げ強さ測定を、上記のように実施した。３点曲げ強さの値は、３５３ＭＰａだった。
これらの試験においては、イオン交換を実施して、さらなる熱処理の前に表面の硬度を増大させると、この場合、上薬を焼成すると、イオン交換によってあらかじめ達成された表面圧縮応力が、再度低下することが判明した。この理由として可能性が高いのは、さらなる熱処理中に、カリウムイオンが、表面圧縮応力が失われるほどに供試材中にさらに拡散することであった。
コーティング（上薬）が供試材用物体のすべての部分に施用された場合、上薬は、表面の硬度が原則的に増大し得ないように、拡散ブロックを形成する。
対照的に、コーティングのために必要な材料の部分的な施用は、引張応力にさらされる区域が、被覆されていない状態のままである限り、すなわち、この区域に施用されたコーティングがない限りは少なくとも、直径のより大きなアルカリ金属イオンによるリチウムイオンの置きかえによって、表面圧縮応力の所望の発生に影響することがない。
図１は、二ケイ酸リチウムセラミック材料から製作された３要素型ブリッジ２０の形態である歯科用有形物体を示しており、外面２２は、口唇領域、口腔内頬側領域および咬合領域において上薬を備え付けられており、基礎領域２４において、まさに最大で部分的となるように上薬を備え付けられている。基礎領域２４は、接続具３０、３１の領域３２、３３および中間部材３６の基礎領域３４において、上薬を無含有である。このようになすために、ブリッジ２０は、上薬材料または焼成によってコーティングを形成する他の材料、たとえば染色材料または複合セラミック材料によって部分的にのみ被覆されている。
上記態様例において、上薬によって被覆されていない基礎領域２４は、ブリッジ固定要素の縁部３５、３７までのある距離にわたっている。これにより、美観的に好適な効果を引き出す層を、対応するブリッジ固定要素縁部３５と３７との間および基礎領域３２、３３、３４の領域に施用することが可能になる。図１において、層が施用されたこの領域は、各ブリッジ固定要素縁部３５／３７と、近い地点４０／４２との間に延在する。断面図において、歯用ブリッジ２０の基礎領域３２、３３および基礎領域３４は、地点４０、４２の間に部分的に延在しており、被覆されていない状態のままであり、すなわち、美観的に好適な効果を引き出して、これらの領域におけるイオン交換を容易にする、これらの領域に施用された層がない。ブリッジ２０の内面、すなわち、ブリッジ固定要素２８の内側領域は、やはり、技術水準の場合と同様に、不正確に上薬を通り抜けてしまうことがないように、被覆されていない。
特に二ケイ酸リチウム結晶を主要結晶相として有する、ケイ酸リチウムセラミック材料製の対応するブリッジ２０の強度は、本発明による手順が実施されなかった場合の強度より著しく高い。技術水準によって製作されたブリッジの値より１００％を超えて高い値を得ることが、可能である。必須条件は、本発明の教示に従って、大きな引張応力が見受けられる領域、すなわち、特に基礎領域において、すなわち、ブリッジの場合は特に、中間要素３６の下側および外面の領域にある接続具３０、３１の下側において、リチウムイオンが、直径のより大きなアルカリ金属イオンによって置きかえられることである。
以下に、本願発明の態様を付記する。
［１］ 歯科用物品（２０）の形状を有するケイ酸リチウムガラスセラミック製の有形物体、特にブリッジまたは歯科用物品の一部の強度を増大させる方法であり、前記有形物体は所望の最終的な幾何形状を有し、前記有形物体の表面（２２）に影響する材料、たとえば平滑化用および／または着色用の材料、たとえば上薬材料、ベニアリング材料および／または染色材料を施用されたら、前記有形物体に熱処理を施して、コーティングを形成する方法であって、
前記材料を、前記有形物体の前記表面（２２）にある少なくとも１つの領域（３２、３３、３４）を除いた表面に施用し、前記熱処理を実施して、この後、直径のより大きなアルカリイオンによるリチウムイオンの置きかえによって表面圧縮応力を発生させ、前記コーティングによって被覆されていない少なくとも前記領域を、直径のより大きなイオンを伴う１種以上のアルカリ金属の塩の溶融物もしくはペーストまたはこの塩を含有する溶融物もしくはペーストによって被覆し、前記有形物体を、時間ｔにわたって温度Ｔで前記溶融物またはペーストと接触させておき、次いで、前記溶融物またはペーストを前記有形物体から除去すること
を特徴とする、
方法。
［２］ イオン交換中の前記有形物体（２０）が、前記溶融物またはペーストによって完全に被覆されていること
を特徴とする、
［１］に記載の方法。
［３］ 小分けにした量の塩を前記溶融物のために使用すること
を特徴とする、
［１］または［２］に記載の方法。
［４］ 前記ペーストを、前記材料によって被覆されていない、前記有形物体（２０）の少なくとも前記領域（３２、３３、３４）に施用すること
を特徴とする、
先行する［１］から［３］の少なくとも１に記載の方法。
［５］ 引張応力にさらされる、前記有形物体（２０）の前記１つ以上の領域（３２、３３、３４）が、前記材料によって被覆されていない状態のままであること
を特徴とする、
先行する［１］から［４］の少なくとも１に記載の方法。
［６］ 引張応力にさらされる少なくともいくつかの領域（３２、３３、３４）、特に前記有形物体（２０）の基礎領域において、前記有形物体（２０）が、前記材料の施用および後続する熱処理によって形成されるコーティングを有さないこと
を特徴とする、
先行する［１］から［５］の少なくとも１に記載の方法。
［７］ 前記１種以上のアルカリ金属からの前記小分けにした量としての前記塩から、プレス加工または圧縮によって塩物体を調製すること、および、前記塩物体を前記有形物体上に設置するか、または前記有形物体を前記塩物体上に直接もしくは間接的に設置し、次いで前記塩物体を溶融させること
を特徴とする、
先行する［１］から［６］の少なくとも１に記載の方法。
［８］ 前記有形物体（２０）を、複数の孔を有する入れ物、たとえばワイヤーバスケットの中に設置すること、および、その後に、
・ 前記有形物体が入った前記入れ物を、前記溶融物中に浸するか、または
・ 前記有形物体が入った前記入れ物を、前記塩中に導入し、次いで前記塩を溶融させるか、または
・ 前記有形物体が入った前記入れ物を、前記塩または前記塩物体上に配置し、前記塩を溶融させ、同時に、形成しつつある前記溶融物中に前記有形物体が浸漬されること
を特徴とする、
先行する［１］から［７］の少なくとも１に記載の方法。
［９］ 前記有形物体（２０）を、前記小分けにした量の塩を収容した耐熱性ホイルによって包み込むこと、および、次いで前記塩を溶融させること
を特徴とする、
先行する［１］から［８］の少なくとも１に記載の方法。
［１０］ 前記小分けにした塩が、たとえば引裂きによって除去可能な封かん材が付いた入れ物、たとえばカプセルの中に入れた状態で利用可能にされていること
を特徴とする、
先行する［１］から［９］の少なくとも１に記載の方法。
［１１］ イオン交換を可能にする前記アルカリ金属塩に、リン酸塩、たとえばＫ 2 ＨＰＯ 4 を添加して、リチウムイオンを結合させること
を特徴とする、
先行する［１］から［１０］の少なくとも１に記載の方法。
［１２］ Ｎａ、Ｋ、Ｃｓおよび／またはＲｂイオンをアルカリ金属イオンとして使用して、前記表面圧縮応力を発生させること
を特徴とする、
先行する［１］から［１１］の少なくとも１に記載の方法。
［１３］ 前記有形物体（２０）を、カリウムイオンを含有する溶融物、特にＫＮＯ 3 、ＫＣｌもしくはＫ 2 ＣＯ 3 を含有する溶融物またはナトリウムイオンを含有する溶融物、特にＮａＮＯ 3 、酢酸ナトリウムもしくは有機酸のナトリウム塩を含有する溶融物、または、カリウムイオンとナトリウムイオンとの混合物を特に５０：５０のモル百分率の比で含有する溶融物、好ましくはＮａＮＯ 3 およびＫＮＯ 3 を含有する溶融物中でアニーリングすること
を特徴とする、
先行する［１］から［１２］の少なくとも１に記載の方法。
［１４］ Ｔ≧３００℃、特に３５０℃≦Ｔ≦６００℃、好ましくは４３０℃≦Ｔ≦５３０℃の温度Ｔにおいて、特に、ｔ≧５分、好ましくは０．５時間≦ｔ≦１０時間、特に好ましくは３時間≦ｔ≦８時間の時間ｔにわたって、前記有形物体（２０）をアニーリングすること
を特徴とする、
先行する［１］から［１３］の少なくとも１に記載の方法。
［１５］ 前記有形物体（２０）を、出発成分として少なくとも、ＳｉＯ 2 、Ａｌ 2 Ｏ 3 、Ｌｉ 2 Ｏ、Ｋ 2 Ｏ、少なくとも１種の核形成剤、たとえばＰ 2 Ｏ 5 および少なくとも１種の安定剤、たとえばＺｒＯ 2 を含有するガラス溶融物から調製すること
を特徴とする、
先行する［１］から［１４］の少なくとも１に記載の方法。
［１６］ 前記有形物体（２０）または前記有形物体が製造されるブランクを、重量百分率で以下の成分：
・ ＳｉＯ 2 ５０～８０、好ましくは５２～７０、特に好ましくは５６～６１、
核形成剤、たとえばＰ 2 Ｏ 5 、０．５～１１、好ましくは３～８、特に好ましくは４～７
・ Ａｌ 2 Ｏ 3 ０～１０、好ましくは０．５～５、特に好ましくは１．５～３．２
・ Ｌｉ 2 Ｏ １０～２５、好ましくは１３～２２、特に好ましくは１４～２１
・ Ｋ 2 Ｏ ０～１３、好ましくは０．５～８、特に好ましくは１．０～２．５
・ Ｎａ 2 Ｏ ０～１、好ましくは０～０．５、特に好ましくは０．２～０．５
・ ＺｒＯ 2 ０～２０、好ましくは４～１６、特に６～１４、特に好ましくは８～１２
・ ＣｅＯ 2 ０～１０、好ましくは０．５～８、特に好ましくは１．０～２．５
・ Ｔｂ 4 Ｏ 7 ０～８、好ましくは０．５～６、特に好ましくは１．０～２．０
・ オプションとして、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムの群からの１種以上のアルカリ土類金属の１種以上の酸化物
０～２０、好ましくは０～１０、特に好ましくは０～５、
・ オプションとして、Ｂ 2 Ｏ 3 、ＭｎＯ 2 、Ｆｅ 2 Ｏ 3 、Ｖ 2 Ｏ 5 、ＴｉＯ 2 、Ｓｂ 2 Ｏ 3 、ＺｎＯ、ＳｎＯ 2 およびフルオリドの群からの１種以上の添加剤
０～６、好ましくは０～４
・ オプションとして、原子番号５７、５９～６４、６６～７１の希土類金属、特にランタン、イットリウム、プラセオジム、エルビウム、ユウロピウムの１種以上の酸化物
０～５、好ましくは０～３
を含有するガラス溶融物から調製すること
を特徴とする、
少なくとも［１５］に記載の方法。
［１７］ 前記ガラス溶融物が、重量百分率で出発成分として以下：
ＳｉＯ 2 ５８．１±２．０
Ｐ 2 Ｏ 5 ５．０±１．５
Ａｌ 2 Ｏ 3 ４．０±２．５
Ｌｉ 2 Ｏ １６．５±４．０
Ｋ 2 Ｏ ２．０±０．２
ＺｒＯ 2 １０．０±０．５
ＣｅＯ 2 ０～３、好ましくは１．５±０．６
Ｔｂ 4 Ｏ 7 ０～３、好ましくは１．２±０．４
Ｎａ 2 Ｏ ０～０．５、好ましくは０．２～０．５
を含有すること
を特徴とする、
少なくとも［１５］に記載の方法。
［１８］ 冷却の途中または室温への冷却後に前記ガラス溶融物から前記ブランクを形成し、次いで前記ブランクに、温度Ｔ W1 において時間ｔ W1 にわたって少なくとも１回の第１の熱処理Ｗ１を施し、このとき、６２０℃≦Ｔ W1 ≦８００℃、特に６５０℃≦Ｔ W1 ≦７５０℃であり、および／または１分≦ｔ W1 ≦２００分、好ましくは１０分≦ｔ W1 ≦６０分であること
を特徴とする、
少なくとも［１５］に記載の方法。
［１９］ 前記第１の熱処理Ｗ１を２つの工程で実施し、このとき、特に第１の工程において、温度Ｔ St1 が、６３０℃≦Ｔ St1 ≦６９０℃に設定されており、および／または第２の工程において、温度Ｔ ST2 が、７２０℃≦Ｔ St2 ≦７８０℃に設定されており、および／または前記温度Ｔ St1 に至るまでの加熱速度Ａ St1 が、１．５Ｋ／分≦Ａ St1 ≦２．５Ｋ／分であり、および／または前記温度Ｔ St2 に至るまでの加熱速度Ａ St2 が、８Ｋ／分≦Ｔ St2 ≦１２Ｋ／分であること
を特徴とする、
少なくとも［１８］に記載の方法。
［２０］ 前記ケイ酸リチウムガラスセラミックブランクに、前記第１の熱処理Ｗ１後に温度Ｔ W2 において時間ｔ W2 にわたって第２の熱処理Ｗ２を施し、このとき、８００℃≦Ｔ W2 ≦１０４０℃、好ましくは８００℃≦Ｔ W2 ≦８７０℃であり、および／または２分≦ｔ W2 ≦２００分、好ましくは３分≦ｔ W2 ≦３０分であること
を特徴とする、
少なくとも［１８］に記載の方法。
［２１］ 前記第１または第２の熱処理の工程の後、特に前記第１の熱処理の工程の後、前記有形物体（２０）を、研削および／もしくはミリングまたはプレス加工によって前記ブランクから調製し、このとき、１回以上の前記熱処理の工程を、プレス加工の最中または後に実施すること
を特徴とする、
少なくとも［１８］に記載の方法。
［２２］ 前記有形物体（２０）、または、前記コーティングによって被覆されていない少なくとも前記領域（３２、３３、３４）を、前記ペーストとして、粘性の高い前記塩の溶液または分散物によってコーティングすること
を特徴とする、
少なくとも［１］に記載の方法。
［２３］ 前記ペーストを、前記有形物体（２０）に施用するか、または前記有形物体上へのスプレー塗りによる前記コーティングによって被覆されていない少なくとも前記領域（３２、３３、３４）に施用すること
を特徴とする、
［２２］に記載の方法。
［２４］ 前記ペーストを調製するために、前記塩を、不燃性物質、一価または多価アルコール、ハロゲン化炭化水素化合物、水の群からの、特に１，４－ブタンジオール、ヘキサントリオール、アセトン、水または１種以上の物質の混合物の群からの少なくとも１種の物質と混合すること
を特徴とする、
先行する［１］から［２３］の少なくとも１に記載の方法。
［２５］ 特に少なくとも０．５ｍｍの厚さＤ、特に１ｍｍ＜Ｄ＜３ｍｍの厚さＤにおいて、前記ペーストを、好ましくは、前記有形物体（２０）のすべての表面に施用すること
を特徴とする、
先行する［１］から［２４］の少なくとも１に記載の方法。
［２６］ 歯科用物品の形状を有する有形物体（２０）、特にケイ酸リチウムガラスセラミック製のブリッジまたは歯科用物品の一部の形状を有する有形物体（２０）であり、前記有形物体の表面（２２）が、少なくとも複数の領域にわたって、材料、たとえば上薬材料、ベニアリング材料および／または染色材料を前記有形物体に施用し、続いて熱処理することによる焼成済みコーティングを有する、有形物体であって、
前記コーティングが、前記有形物体（２０）の前記表面（２２）の複数の領域のみに限定されていること、および、前記コーティングによって被覆されていない前記有形物体の少なくとも領域（３２、３３、３４）において、直径のより大きなアルカリ金属イオンによるリチウムイオンの置きかえによって表面圧縮応力を発生させること
を特徴とする、
有形物体。
［２７］ 少なくとも、前記有形物体（２０）の基礎領域（２４）、特にブリッジの接続具の基礎領域において、コーティングが存在しないこと
を特徴とする、
［２６］に記載の有形物体。
［２８］ 前記有形物体（２０）の、引張応力にさらされる前記領域（３２、３３、３４）の領域において、コーティングが存在しないこと
を特徴とする、
［２６］に記載の有形物体。
［２９］ 前記アルカリ金属イオンが、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓおよび／またはＲｂイオン、特にＮａイオンもしくはＫイオンまたはＮａおよびＫイオンであること
を特徴とする、
［２６］に記載の有形物体。
［３０］ 前記有形物体（２０）または前記有形物体が調製されるブランクのガラス相が、前記有形物体の強度を増大させる少なくとも１種の安定剤、特にＺｒＯ 2 の形態の少なくとも１種の安定剤を含有し、前記有形物体の出発組成における前記安定剤の濃度が、好ましくは８～１２重量％であること
を特徴とする、
［２６］に記載の有形物体。
［３１］ 前記有形物体（２０）を、重量百分率で以下の成分：
・ ＳｉＯ 2 ５０～８０、好ましくは５２～７０、特に好ましくは５６～６１
・ 核形成剤、たとえばＰ 2 Ｏ 5 、
０．５～１１、好ましくは３～８、特に好ましくは４～７
・ Ａｌ 2 Ｏ 3 ０～１０、好ましくは０．５～５、特に好ましくは１．５～３．２
・ Ｌｉ 2 Ｏ １０～２５、好ましくは１３～２２、特に好ましくは１４～２１
・ Ｋ 2 Ｏ ０～１３、好ましくは０．５～８、特に好ましくは１．０～２．５
・ Ｎａ 2 Ｏ ０～１、好ましくは０～０．５、特に好ましくは０．２～０．５
・ ＺｒＯ 2 ０～２０、好ましくは４～１６、特に６～１４、特に好ましくは８～１２
・ ＣｅＯ 2 ０～１０、好ましくは０．５～８、特に好ましくは１．０～２．５
・ Ｔｂ 4 Ｏ 7 ０～８、好ましくは０．５～６、特に好ましくは１．０～２．０
・ オプションとして、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムの群からの１種以上のアルカリ土類金属の１種以上の酸化物
０～２０、好ましくは０～１０、特に好ましくは０～５、
・ オプションとして、Ｂ 2 Ｏ 3 、ＭｎＯ 2 、Ｆｅ 2 Ｏ 3 、Ｖ 2 Ｏ 5 、ＴｉＯ 2 、Ｓｂ 2 Ｏ 3 、ＺｎＯ、ＳｎＯ 2 およびフルオリドの群からの１種以上の添加剤
０～６、好ましくは０～４
・ オプションとして、原子番号５７、５９～６４、６６～７１の希土類金属の１種以上の酸化物、特にランタン、イットリウム、プラセオジム、エルビウム、ユウロピウムの１種以上の酸化物
０～５、好ましくは０～３
を含有するガラス溶融物から調製すること
を特徴とする、
少なくとも［２６］に記載の有形物体。
［３２］ 前記有形物体（２０）を、重量百分率で以下の成分：
ＳｉＯ 2 ５８．１±２．０
Ｐ 2 Ｏ 5 ５．０±１．５
Ａｌ 2 Ｏ 3 ４．０±２．５
Ｌｉ 2 Ｏ １６．５±４．０
Ｋ 2 Ｏ ２．０±０．２
ＺｒＯ 2 １０．０±０．５
ＣｅＯ 2 ０～３、好ましくは１．５±０．６
Ｔｂ 4 Ｏ 7 ０～３、好ましくは１．２±０．４
Ｎａ 2 Ｏ ０～０．５、好ましくは０．２～０．５
を含有するガラス溶融物から調製すること
を特徴とする、
少なくとも［２６］に記載の有形物体。
［３３］ 前記有形物体が、２０～６５体積％までの範囲のガラス相を有すること
を特徴とする、
少なくとも［２６］に記載の有形物体。
［３４］ 前記有形物体が、前記物体（２０）に対して３５体積％乃至８０体積％のケイ酸リチウム結晶を含有すること
を特徴とする、
少なくとも［２６］に記載の有形物体。
［３５］ 前記リチウムイオンを置きかえるアルカリイオンの百分率が、コーティングによって被覆されていない前記領域（３２、３３、３４）の表面を起点として１０μｍの深さに至るまでで、５～２０重量％までの範囲であり、および／または、前記表面から８乃至１２μｍの深さにおいて、アルカリイオンの百分率が、５～１０重量％までの範囲であり、および／または、前記表面から１２乃至１４μｍの層深さにおいて、アルカリイオンの百分率が、４～８重量％までの範囲であり、および／または、前記表面から１４乃至１８μｍの深さにおいて、アルカリイオンの百分率が、１～３重量％までの範囲であり、前記アルカリイオンの重量百分率が、層を経るごとに低下していくこと
を特徴とする、
［２６］から［３４］の少なくとも１に記載の有形物体。
以下に、本願発明の態様を付記する。
［１］ 歯科用物品（２０）の形状を有するケイ酸リチウムガラスセラミック製の有形物体、特にブリッジまたは歯科用物品の一部の強度を増大させる方法であり、前記有形物体は所望の最終的な幾何形状を有し、前記有形物体の表面（２２）に影響する材料、たとえば平滑化用および／または着色用の材料、たとえば上薬材料、ベニアリング材料および／または染色材料を施用されたら、前記有形物体に熱処理を施して、コーティングを形成する方法であって、
前記材料を、前記有形物体の前記表面（２２）にある少なくとも１つの領域（３２、３３、３４）を除いた表面に施用し、前記熱処理を実施して、この後、直径のより大きなアルカリイオンによるリチウムイオンの置きかえによって表面圧縮応力を発生させ、前記コーティングによって被覆されていない少なくとも前記領域を、直径のより大きなイオンを伴う１種以上のアルカリ金属の塩の溶融物もしくはペーストまたはこの塩を含有する溶融物もしくはペーストによって被覆し、前記有形物体を、時間ｔにわたって温度Ｔで前記溶融物またはペーストと接触させておき、次いで、前記溶融物またはペーストを前記有形物体から除去すること
を特徴とする、
方法。
［２］ イオン交換中の前記有形物体（２０）が、前記溶融物またはペーストによって完全に被覆されていること
を特徴とする、
［１］に記載の方法。
［３］ 小分けにした量の塩を前記溶融物のために使用すること
を特徴とする、
［１］または［２］に記載の方法。
［４］ 前記ペーストを、前記材料によって被覆されていない、前記有形物体（２０）の少なくとも前記領域（３２、３３、３４）に施用すること
を特徴とする、
先行する［１］から［３］の少なくとも１に記載の方法。
［５］ 引張応力にさらされる、前記有形物体（２０）の前記１つ以上の領域（３２、３３、３４）が、前記材料によって被覆されていない状態のままであること
を特徴とする、
先行する［１］から［４］の少なくとも１に記載の方法。
［６］ 引張応力にさらされる少なくともいくつかの領域（３２、３３、３４）、特に前記有形物体（２０）の基礎領域において、前記有形物体（２０）が、前記材料の施用および後続する熱処理によって形成されるコーティングを有さないこと
を特徴とする、
先行する［１］から［５］の少なくとも１に記載の方法。
［７］ 前記１種以上のアルカリ金属からの前記小分けにした量としての前記塩から、プレス加工または圧縮によって塩物体を調製すること、および、前記塩物体を前記有形物体上に設置するか、または前記有形物体を前記塩物体上に直接もしくは間接的に設置し、次いで前記塩物体を溶融させること
を特徴とする、
先行する［１］から［６］の少なくとも１に記載の方法。
［８］ 前記有形物体（２０）を、複数の孔を有する入れ物、たとえばワイヤーバスケットの中に設置すること、および、その後に、
・ 前記有形物体が入った前記入れ物を、前記溶融物中に浸するか、または
・ 前記有形物体が入った前記入れ物を、前記塩中に導入し、次いで前記塩を溶融させるか、または
・ 前記有形物体が入った前記入れ物を、前記塩または前記塩物体上に配置し、前記塩を溶融させ、同時に、形成しつつある前記溶融物中に前記有形物体が浸漬されること
を特徴とする、
先行する［１］から［７］の少なくとも１に記載の方法。
［９］ 前記有形物体（２０）を、前記小分けにした量の塩を収容した耐熱性ホイルによって包み込むこと、および、次いで前記塩を溶融させること
を特徴とする、
先行する［１］から［８］の少なくとも１に記載の方法。
［１０］ 前記小分けにした塩が、たとえば引裂きによって除去可能な封かん材が付いた入れ物、たとえばカプセルの中に入れた状態で利用可能にされていること
を特徴とする、
先行する［１］から［９］の少なくとも１に記載の方法。
［１１］ イオン交換を可能にする前記アルカリ金属塩に、リン酸塩、たとえばＫ 2 ＨＰＯ 4 を添加して、リチウムイオンを結合させること
を特徴とする、
先行する［１］から［１０］の少なくとも１に記載の方法。
［１２］ Ｎａ、Ｋ、Ｃｓおよび／またはＲｂイオンをアルカリ金属イオンとして使用して、前記表面圧縮応力を発生させること
を特徴とする、
先行する［１］から［１１］の少なくとも１に記載の方法。
［１３］ 前記有形物体（２０）を、カリウムイオンを含有する溶融物、特にＫＮＯ 3 、ＫＣｌもしくはＫ 2 ＣＯ 3 を含有する溶融物またはナトリウムイオンを含有する溶融物、特にＮａＮＯ 3 、酢酸ナトリウムもしくは有機酸のナトリウム塩を含有する溶融物、または、カリウムイオンとナトリウムイオンとの混合物を特に５０：５０のモル百分率の比で含有する溶融物、好ましくはＮａＮＯ 3 およびＫＮＯ 3 を含有する溶融物中でアニーリングすること
を特徴とする、
先行する［１］から［１２］の少なくとも１に記載の方法。
［１４］ Ｔ≧３００℃、特に３５０℃≦Ｔ≦６００℃、好ましくは４３０℃≦Ｔ≦５３０℃の温度Ｔにおいて、特に、ｔ≧５分、好ましくは０．５時間≦ｔ≦１０時間、特に好ましくは３時間≦ｔ≦８時間の時間ｔにわたって、前記有形物体（２０）をアニーリングすること
を特徴とする、
先行する［１］から［１３］の少なくとも１に記載の方法。
［１５］ 前記有形物体（２０）を、出発成分として少なくとも、ＳｉＯ 2 、Ａｌ 2 Ｏ 3 、Ｌｉ 2 Ｏ、Ｋ 2 Ｏ、少なくとも１種の核形成剤、たとえばＰ 2 Ｏ 5 および少なくとも１種の安定剤、たとえばＺｒＯ 2 を含有するガラス溶融物から調製すること
を特徴とする、
先行する［１］から［１４］の少なくとも１に記載の方法。
［１６］ 前記有形物体（２０）または前記有形物体が製造されるブランクを、重量百分率で以下の成分：
・ ＳｉＯ 2 ５０～８０、好ましくは５２～７０、特に好ましくは５６～６１、
核形成剤、たとえばＰ 2 Ｏ 5 、０．５～１１、好ましくは３～８、特に好ましくは４～７
・ Ａｌ 2 Ｏ 3 ０～１０、好ましくは０．５～５、特に好ましくは１．５～３．２
・ Ｌｉ 2 Ｏ １０～２５、好ましくは１３～２２、特に好ましくは１４～２１
・ Ｋ 2 Ｏ ０～１３、好ましくは０．５～８、特に好ましくは１．０～２．５
・ Ｎａ 2 Ｏ ０～１、好ましくは０～０．５、特に好ましくは０．２～０．５
・ ＺｒＯ 2 ０～２０、好ましくは４～１６、特に６～１４、特に好ましくは８～１２
・ ＣｅＯ 2 ０～１０、好ましくは０．５～８、特に好ましくは１．０～２．５
・ Ｔｂ 4 Ｏ 7 ０～８、好ましくは０．５～６、特に好ましくは１．０～２．０
・ オプションとして、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムの群からの１種以上のアルカリ土類金属の１種以上の酸化物
０～２０、好ましくは０～１０、特に好ましくは０～５、
・ オプションとして、Ｂ 2 Ｏ 3 、ＭｎＯ 2 、Ｆｅ 2 Ｏ 3 、Ｖ 2 Ｏ 5 、ＴｉＯ 2 、Ｓｂ 2 Ｏ 3 、ＺｎＯ、ＳｎＯ 2 およびフルオリドの群からの１種以上の添加剤
０～６、好ましくは０～４
・ オプションとして、原子番号５７、５９～６４、６６～７１の希土類金属、特にランタン、イットリウム、プラセオジム、エルビウム、ユウロピウムの１種以上の酸化物
０～５、好ましくは０～３
を含有するガラス溶融物から調製すること
を特徴とする、
少なくとも［１５］に記載の方法。
［１７］ 前記ガラス溶融物が、重量百分率で出発成分として以下：
ＳｉＯ 2 ５８．１±２．０
Ｐ 2 Ｏ 5 ５．０±１．５
Ａｌ 2 Ｏ 3 ４．０±２．５
Ｌｉ 2 Ｏ １６．５±４．０
Ｋ 2 Ｏ ２．０±０．２
ＺｒＯ 2 １０．０±０．５
ＣｅＯ 2 ０～３、好ましくは１．５±０．６
Ｔｂ 4 Ｏ 7 ０～３、好ましくは１．２±０．４
Ｎａ 2 Ｏ ０～０．５、好ましくは０．２～０．５
を含有すること
を特徴とする、
少なくとも［１５］に記載の方法。
［１８］ 冷却の途中または室温への冷却後に前記ガラス溶融物から前記ブランクを形成し、次いで前記ブランクに、温度Ｔ W1 において時間ｔ W1 にわたって少なくとも１回の第１の熱処理Ｗ１を施し、このとき、６２０℃≦Ｔ W1 ≦８００℃、特に６５０℃≦Ｔ W1 ≦７５０℃であり、および／または１分≦ｔ W1 ≦２００分、好ましくは１０分≦ｔ W1 ≦６０分であること
を特徴とする、
少なくとも［１５］に記載の方法。
［１９］ 前記第１の熱処理Ｗ１を２つの工程で実施し、このとき、特に第１の工程において、温度Ｔ St1 が、６３０℃≦Ｔ St1 ≦６９０℃に設定されており、および／または第２の工程において、温度Ｔ ST2 が、７２０℃≦Ｔ St2 ≦７８０℃に設定されており、および／または前記温度Ｔ St1 に至るまでの加熱速度Ａ St1 が、１．５Ｋ／分≦Ａ St1 ≦２．５Ｋ／分であり、および／または前記温度Ｔ St2 に至るまでの加熱速度Ａ St2 が、８Ｋ／分≦Ｔ St2 ≦１２Ｋ／分であること
を特徴とする、
少なくとも［１８］に記載の方法。
［２０］ 前記ケイ酸リチウムガラスセラミックブランクに、前記第１の熱処理Ｗ１後に温度Ｔ W2 において時間ｔ W2 にわたって第２の熱処理Ｗ２を施し、このとき、８００℃≦Ｔ W2 ≦１０４０℃、好ましくは８００℃≦Ｔ W2 ≦８７０℃であり、および／または２分≦ｔ W2 ≦２００分、好ましくは３分≦ｔ W2 ≦３０分であること
を特徴とする、
少なくとも［１８］に記載の方法。
［２１］ 前記第１または第２の熱処理の工程の後、特に前記第１の熱処理の工程の後、前記有形物体（２０）を、研削および／もしくはミリングまたはプレス加工によって前記ブランクから調製し、このとき、１回以上の前記熱処理の工程を、プレス加工の最中または後に実施すること
を特徴とする、
少なくとも［１８］に記載の方法。
［２２］ 前記有形物体（２０）、または、前記コーティングによって被覆されていない少なくとも前記領域（３２、３３、３４）を、前記ペーストとして、粘性の高い前記塩の溶液または分散物によってコーティングすること
を特徴とする、
少なくとも［１］に記載の方法。
［２３］ 前記ペーストを、前記有形物体（２０）に施用するか、または前記有形物体上へのスプレー塗りによる前記コーティングによって被覆されていない少なくとも前記領域（３２、３３、３４）に施用すること
を特徴とする、
［２２］に記載の方法。
［２４］ 前記ペーストを調製するために、前記塩を、不燃性物質、一価または多価アルコール、ハロゲン化炭化水素化合物、水の群からの、特に１，４－ブタンジオール、ヘキサントリオール、アセトン、水または１種以上の物質の混合物の群からの少なくとも１種の物質と混合すること
を特徴とする、
先行する［１］から［２３］の少なくとも１に記載の方法。
［２５］ 特に少なくとも０．５ｍｍの厚さＤ、特に１ｍｍ＜Ｄ＜３ｍｍの厚さＤにおいて、前記ペーストを、好ましくは、前記有形物体（２０）のすべての表面に施用すること
を特徴とする、
先行する［１］から［２４］の少なくとも１に記載の方法。
［２６］ 歯科用物品の形状を有する有形物体（２０）、特にケイ酸リチウムガラスセラミック製のブリッジまたは歯科用物品の一部の形状を有する有形物体（２０）であり、前記有形物体の表面（２２）が、少なくとも複数の領域にわたって、材料、たとえば上薬材料、ベニアリング材料および／または染色材料を前記有形物体に施用し、続いて熱処理することによる焼成済みコーティングを有する、有形物体であって、
前記コーティングが、前記有形物体（２０）の前記表面（２２）の複数の領域のみに限定されていること、および、前記コーティングによって被覆されていない前記有形物体の少なくとも領域（３２、３３、３４）において、直径のより大きなアルカリ金属イオンによるリチウムイオンの置きかえによって表面圧縮応力を発生させること
を特徴とする、
有形物体。
［２７］ 少なくとも、前記有形物体（２０）の基礎領域（２４）、特にブリッジの接続具の基礎領域において、コーティングが存在しないこと
を特徴とする、
［２６］に記載の有形物体。
［２８］ 前記有形物体（２０）の、引張応力にさらされる前記領域（３２、３３、３４）の領域において、コーティングが存在しないこと
を特徴とする、
［２６］に記載の有形物体。
［２９］ 前記アルカリ金属イオンが、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓおよび／またはＲｂイオン、特にＮａイオンもしくはＫイオンまたはＮａおよびＫイオンであること
を特徴とする、
［２６］に記載の有形物体。
［３０］ 前記有形物体（２０）または前記有形物体が調製されるブランクのガラス相が、前記有形物体の強度を増大させる少なくとも１種の安定剤、特にＺｒＯ 2 の形態の少なくとも１種の安定剤を含有し、前記有形物体の出発組成における前記安定剤の濃度が、好ましくは８～１２重量％であること
を特徴とする、
［２６］に記載の有形物体。
［３１］ 前記有形物体（２０）を、重量百分率で以下の成分：
・ ＳｉＯ 2 ５０～８０、好ましくは５２～７０、特に好ましくは５６～６１
・ 核形成剤、たとえばＰ 2 Ｏ 5 、
０．５～１１、好ましくは３～８、特に好ましくは４～７
・ Ａｌ 2 Ｏ 3 ０～１０、好ましくは０．５～５、特に好ましくは１．５～３．２
・ Ｌｉ 2 Ｏ １０～２５、好ましくは１３～２２、特に好ましくは１４～２１
・ Ｋ 2 Ｏ ０～１３、好ましくは０．５～８、特に好ましくは１．０～２．５
・ Ｎａ 2 Ｏ ０～１、好ましくは０～０．５、特に好ましくは０．２～０．５
・ ＺｒＯ 2 ０～２０、好ましくは４～１６、特に６～１４、特に好ましくは８～１２
・ ＣｅＯ 2 ０～１０、好ましくは０．５～８、特に好ましくは１．０～２．５
・ Ｔｂ 4 Ｏ 7 ０～８、好ましくは０．５～６、特に好ましくは１．０～２．０
・ オプションとして、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムの群からの１種以上のアルカリ土類金属の１種以上の酸化物
０～２０、好ましくは０～１０、特に好ましくは０～５、
・ オプションとして、Ｂ 2 Ｏ 3 、ＭｎＯ 2 、Ｆｅ 2 Ｏ 3 、Ｖ 2 Ｏ 5 、ＴｉＯ 2 、Ｓｂ 2 Ｏ 3 、ＺｎＯ、ＳｎＯ 2 およびフルオリドの群からの１種以上の添加剤
０～６、好ましくは０～４
・ オプションとして、原子番号５７、５９～６４、６６～７１の希土類金属の１種以上の酸化物、特にランタン、イットリウム、プラセオジム、エルビウム、ユウロピウムの１種以上の酸化物
０～５、好ましくは０～３
を含有するガラス溶融物から調製すること
を特徴とする、
少なくとも［２６］に記載の有形物体。
［３２］ 前記有形物体（２０）を、重量百分率で以下の成分：
ＳｉＯ 2 ５８．１±２．０
Ｐ 2 Ｏ 5 ５．０±１．５
Ａｌ 2 Ｏ 3 ４．０±２．５
Ｌｉ 2 Ｏ １６．５±４．０
Ｋ 2 Ｏ ２．０±０．２
ＺｒＯ 2 １０．０±０．５
ＣｅＯ 2 ０～３、好ましくは１．５±０．６
Ｔｂ 4 Ｏ 7 ０～３、好ましくは１．２±０．４
Ｎａ 2 Ｏ ０～０．５、好ましくは０．２～０．５
を含有するガラス溶融物から調製すること
を特徴とする、
少なくとも［２６］に記載の有形物体。
［３３］ 前記有形物体が、２０～６５体積％までの範囲のガラス相を有すること
を特徴とする、
少なくとも［２６］に記載の有形物体。
［３４］ 前記有形物体が、前記物体（２０）に対して３５体積％乃至８０体積％のケイ酸リチウム結晶を含有すること
を特徴とする、
少なくとも［２６］に記載の有形物体。
［３５］ 前記リチウムイオンを置きかえるアルカリイオンの百分率が、コーティングによって被覆されていない前記領域（３２、３３、３４）の表面を起点として１０μｍの深さに至るまでで、５～２０重量％までの範囲であり、および／または、前記表面から８乃至１２μｍの深さにおいて、アルカリイオンの百分率が、５～１０重量％までの範囲であり、および／または、前記表面から１２乃至１４μｍの層深さにおいて、アルカリイオンの百分率が、４～８重量％までの範囲であり、および／または、前記表面から１４乃至１８μｍの深さにおいて、アルカリイオンの百分率が、１～３重量％までの範囲であり、前記アルカリイオンの重量百分率が、層を経るごとに低下していくこと
を特徴とする、
［２６］から［３４］の少なくとも１に記載の有形物体。
Claims (30)
- 歯科用物品の形状を有するケイ酸リチウムガラスセラミック製の歯科用物品のための有形物体（２０）の強度を増大させる方法であり、ここで、前記歯科用物品のための有形物体（２０）は所望の最終的な幾何形状を有し、前記歯科用物品のための有形物体（２０）の表面（２２）の美観に影響する材料を施用された後、前記歯科用物品のための有形物体（２０）に熱処理を施して、コーティングを形成し、
前記材料を、前記歯科用物品のための有形物体（２０）の前記表面（２２）にある少なくとも１つの領域（３２、３３、３４）を除いた表面に施用し、前記熱処理を実施して、この後、直径のより大きなアルカリイオンによるリチウムイオンの置きかえによって表面圧縮応力を発生させ、前記コーティングによって被覆されていない少なくとも前記領域を、直径のより大きなイオンを伴う１種以上のアルカリ金属の塩の溶融物もしくはペーストまたはこの塩を含有する溶融物もしくはペーストによって被覆し、前記歯科用物品のための有形物体（２０）を、ｔ≧５分の時間ｔにわたってＴ≧３００℃の温度Ｔで前記溶融物またはペーストと接触させておき、次いで、前記溶融物またはペーストを前記歯科用物品のための有形物体（２０）から除去することを特徴とする、方法であって、
引張応力にさらされる少なくともいくつかの領域（３２、３３、３４）において、前記歯科用物品のための有形物体（２０）が、前記材料の施用および後続する熱処理によって形成されるコーティングが存在せず、
前記歯科用物品のための有形物体（２０）または前記歯科用物品のための有形物体（２０）が製造されるブランクを、重量百分率で以下の成分：
・ ＳｉＯ2 ５０～８０、
・核形成剤 ０．５～１１、
・ Ａｌ2Ｏ3 ０～１０、
・ Ｌｉ2Ｏ １０～２５、
・ Ｋ2Ｏ ０～１３、
・ Ｎａ2Ｏ ０～１、
・ ＺｒＯ2 ０～２０、
・ ＣｅＯ2 ０～１０、
・ Ｔｂ4Ｏ7 ０～８、
を含有するガラス溶融物から調製することを特徴とする、
方法。 - イオン交換中の前記歯科用物品のための有形物体（２０）が、前記溶融物またはペーストによって完全に被覆されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 小分けにした量の塩を前記溶融物のために使用することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
- 前記ペーストを、前記材料によって被覆されていない、前記歯科用物品のための有形物体（２０）の少なくとも前記領域（３２、３３、３４）に施用することを特徴とする、請求項１～３何れか１項に記載の方法。
- 前記１種以上のアルカリ金属からの前記小分けにした量としての前記塩から、プレス加工または圧縮によって塩物体を調製すること、および、前記塩物体を前記歯科用物品のための有形物体（２０）上に設置するか、または前記歯科用物品のための有形物体（２０）を前記塩物体上に直接もしくは間接的に設置し、次いで前記塩物体を溶融させることを特徴とする、請求項１～４何れか１項に記載の方法。
- 前記歯科用物品のための有形物体（２０）を、複数の孔を有する入れ物の中に設置すること、および、その後に、
・ 前記歯科用物品のための有形物体（２０）が入った前記入れ物を、前記溶融物中に浸するか、または
・ 前記歯科用物品のための有形物体（２０）が入った前記入れ物を、前記塩中に導入し、次いで前記塩を溶融させるか、または
・ 前記歯科用物品のための有形物体（２０）が入った前記入れ物を、前記塩または前記塩物体上に配置し、前記塩を溶融させ、同時に、形成しつつある前記溶融物中に前記歯科用物品のための有形物体（２０）が浸漬されることを特徴とする、請求項１～５何れか１項に記載の方法。 - 前記歯科用物品のための有形物体（２０）を、前記小分けにした量の塩を収容した耐熱性ホイルによって包み込むこと、および、次いで前記塩を溶融させることを特徴とする、請求項１～６何れか１項に記載の方法。
- 前記小分けにした塩が、除去可能な入れ物の中に入れた状態で利用可能にされていることを特徴とする、請求項１～７何れか１項に記載の方法。
- イオン交換を可能にする前記アルカリ金属塩に、リン酸塩を添加して、リチウムイオンを結合させることを特徴とする、請求項１～８何れか１項に記載の方法。
- Ｎａ、Ｋ、Ｃｓおよび／またはＲｂイオンをアルカリ金属イオンとして使用して、前記表面圧縮応力を発生させることを特徴とする、請求項１～９何れか１項に記載の方法。
- 前記歯科用物品のための有形物体（２０）を、カリウムイオンを含有する溶融物またはナトリウムイオンを含有する溶融物または、カリウムイオンとナトリウムイオンとの混合物を含有する溶融物中でアニーリングすることを特徴とする、請求項１～１０何れか１項に記載の方法。
- ３５０℃≦Ｔ≦６００℃の温度Ｔにおいて、０．５時間≦ｔ≦１０時間ｔにわたって、前記歯科用物品のための有形物体（２０）をアニーリングすることを特徴とする、請求項１～１１何れか１項に記載の方法。
- 前記歯科用物品のための有形物体（２０）を、出発成分として少なくとも、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、少なくとも１種の核形成剤および少なくとも１種の安定剤を含有するガラス溶融物から調製することを特徴とする、請求項１～１２何れか１項に記載の方法。
- 前記ガラス溶融物が、重量百分率で出発成分として以下：
ＳｉＯ2 ５８．１±２．０
Ｐ2Ｏ5 ５．０±１．５
Ａｌ2Ｏ3 ４．０±２．５
Ｌｉ2Ｏ １６．５±４．０
Ｋ2Ｏ ２．０±０．２
ＺｒＯ2 １０．０±０．５
ＣｅＯ2 ０～３、
Ｔｂ4Ｏ7 ０～３、
Ｎａ2Ｏ ０～０．５、
を含有することを特徴とする、少なくとも請求項１３に記載の方法。 - 冷却の途中または室温への冷却後に前記ガラス溶融物から前記ブランクを形成し、次いで前記ブランクに、温度ＴW1において時間ｔW1にわたって少なくとも１回の第１の熱処理Ｗ１を施し、このとき、６２０℃≦ＴW1≦８００℃であり、および／または１分≦ｔW1≦２００分であることを特徴とする、少なくとも請求項１３に記載の方法。
- 前記第１の熱処理Ｗ１を２つの工程で実施し、このとき、第１の工程において、温度ＴSt1が、６３０℃≦ＴSt1≦６９０℃に設定されており、および第２の工程において、温度ＴST2が、７２０℃≦ＴSt2≦７８０℃に設定されており、および前記温度ＴSt1に至るまでの加熱速度ＡSt1が、１．５Ｋ／分≦ＡSt1≦２．５Ｋ／分であり、および前記温度ＴSt2に至るまでの加熱速度ＡSt2が、８Ｋ／分≦ＴSt2≦１２Ｋ／分であることを特徴とする、少なくとも請求項１５に記載の方法。
- 前記ブランクに、前記第１の熱処理Ｗ１後に温度ＴW2において時間ｔW2にわたって第２の熱処理Ｗ２を施し、このとき、８００℃≦ＴW2≦１０４０℃であり、および／または２分≦ｔW2≦２００分であることを特徴とする、少なくとも請求項１５に記載の方法。
- 前記第１または第２の熱処理の工程の後、前記歯科用物品のための有形物体（２０）を、研削および／もしくはミリングまたはプレス加工によって前記ブランクから調製し、このとき、１回以上の前記熱処理の工程を、プレス加工の最中または後に実施することを特徴とする少なくとも請求項１５に記載の方法。
- 前記歯科用物品のための有形物体（２０）、または、前記コーティングによって被覆されていない少なくとも前記領域（３２、３３、３４）を、前記ペーストとして、粘性の高い前記塩の溶液または分散物によってコーティングすることを特徴とする、少なくとも請求項１に記載の方法。
- 前記ペーストを、前記歯科用物品のための有形物体（２０）に施用するか、または前記歯科用物品のための有形物体（２０）上へのスプレー塗りによる前記コーティングによって被覆されていない少なくとも前記領域（３２、３３、３４）に施用することを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
- 前記ペーストを調製するために、前記塩を、不燃性物質、一価または多価アルコール、ハロゲン化炭化水素化合物、水の群からの少なくとも１種の物質または１種以上の混合物と混合すること特徴とする、請求項１～２０何れか１項に記載の方法。
- ０．５ｍｍ以上の厚さＤにおいて、前記ペーストを施用することを特徴とする、請求項１～２１何れか１項に記載の方法。
- １ｍｍ＜Ｄ＜３ｍｍの厚さＤにおいて、前記ペーストを施用することを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
- 歯科用物品の形状を有する歯科用物品のための有形物体（２０）または歯科用物品の一部の形状を有する歯科用物品のための有形物体（２０）であり、前記歯科用物品のための有形物体（２０）の表面（２２）が、少なくとも複数の領域にわたって、材料を前記歯科用物品のための有形物体（２０）に施用し、続いて熱処理することによる焼成済みコーティングを有する、歯科用物品のための有形物体（２０）であって、
前記コーティングが、前記歯科用物品のための有形物体（２０）の前記表面（２２）の複数の領域のみに限定されていること、および、前記コーティングによって被覆されていない前記歯科用物品のための有形物体（２０）の少なくとも領域（３２、３３、３４）において、直径のより大きなアルカリ金属イオンによるリチウムイオンの置きかえによって表面圧縮応力を発生させることを特徴とする、歯科用物品のための有形物体（２０）であって、
引張応力にさらされる少なくともいくつかの領域（３２、３３、３４）において、前記歯科用物品のための有形物体（２０）が、前記材料の施用および後続する熱処理によって形成されるコーティングが存在せず、
前記歯科用物品のための有形物体（２０）または前記歯科用物品のための有形物体（２０）が製造されるブランクを、重量百分率で以下の成分：
・ ＳｉＯ2 ５０～８０、
・核形成剤 ０．５～１１、
・ Ａｌ2Ｏ3 ０～１０、
・ Ｌｉ2Ｏ １０～２５、
・ Ｋ2Ｏ ０～１３、
・ Ｎａ2Ｏ ０～１、
・ ＺｒＯ2 ０～２０、
・ ＣｅＯ2 ０～１０、
・ Ｔｂ4Ｏ7 ０～８、
を含有するガラス溶融物から調製することを特徴とする、
歯科用物品のための有形物体（２０）。 - 前記アルカリ金属イオンが、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓおよび／またはＲｂイオンであることを特徴とする、請求項２４に記載の歯科用物品のための有形物体（２０）。
- 前記歯科用物品のための有形物体（２０）または前記歯科用物品のための有形物体（２０）が調製されるブランクのガラス相が、前記歯科用物品のための有形物体（２０）の強度を増大させる少なくとも１種の安定剤を含有し、前記歯科用物品のための有形物体（２０）の出発組成における前記安定剤の濃度が、８～１２重量％であることを特徴とする、請求項２４に記載の歯科用物品のための有形物体（２０）。
- 前記歯科用物品のための有形物体（２０）を、重量百分率で以下の成分：
ＳｉＯ2 ５８．１±２．０
Ｐ2Ｏ5 ５．０±１．５
Ａｌ2Ｏ3 ４．０±２．５
Ｌｉ2Ｏ １６．５±４．０
Ｋ2Ｏ ２．０±０．２
ＺｒＯ2 １０．０±０．５
ＣｅＯ2 ０～３、
Ｔｂ4Ｏ7 ０～３、
Ｎａ2Ｏ ０～０．５、
を含有するガラス溶融物から調製することを特徴とする、請求項２４～２６何れか１項に記載の歯科用物品のための有形物体（２０）。 - 前記歯科用物品のための有形物体（２０）が、２０～６５体積％までの範囲のガラス相を有することを特徴とする、請求項２４～２７何れか１項に記載の歯科用物品のための有形物体（２０）。
- 前記歯科用物品のための有形物体（２０）が、前記歯科用物品のための有形物体（２０）に対して３５体積％乃至８０体積％のケイ酸リチウム結晶を含有することを特徴とする、請求項２４～２８何れか１項に記載の歯科用物品のための有形物体（２０））。
- 前記リチウムイオンを置きかえるアルカリイオンの百分率が、コーティングによって被覆されていない前記領域（３２、３３、３４）の表面を起点として１０μｍの深さに至るまでで、５～２０重量％までの範囲であり、および／または、前記表面から８乃至１２μｍの深さにおいて、アルカリイオンの百分率が、５～１０重量％までの範囲であり、および／または、前記表面から１２乃至１４μｍの層深さにおいて、アルカリイオンの百分率が、４～８重量％までの範囲であり、および／または、前記表面から１４乃至１８μｍの深さにおいて、アルカリイオンの百分率が、１～３重量％までの範囲であり、前記アルカリイオンの重量百分率が、層を経るごとに低下していくことを特徴とする、請求項２４～２９何れか１項に記載の歯科用物品のための有形物体（２０）。
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