不透Ｘ－射线的无钡玻璃及其应用制造技术

本发明专利技术涉及不透Ｘ－射线的无钡玻璃及其应用，涉及含有锆、不含ＢａＯ和ＰｂＯ的不透Ｘ－射线的玻璃，具有１．５７到１．６１的折射率ｎｄ，以及至少４００％铝等效厚度的高的Ｘ－射线不透性。所述玻璃基于ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－Ｌａ２Ｏ３－ＺｒＯ２－Ｃｓ２Ｏ系统，添加了Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、ＺｎＯ和／或Ｔａ２Ｏ５。该玻璃可用作特别是牙科玻璃或光学玻璃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无钡、无铅、不透X-射线的玻璃及其应用。
技术介绍
塑性牙科用组合物正越来越多地用于牙科领域中的牙齿修复。这些塑性牙科用组 合物通常含有有机树脂基质和各种不同无机填充剂。无机填充剂主要包含玻璃、(玻璃)陶 瓷、石英或其它晶体物质(例如YbF3)的粉末，溶胶-凝胶材料或气相二氧化硅，它们作为 填充材料添加到塑性组合物中。塑性牙科用组合物的使用是为了避免汞齐的可能的有害副作用，并获得改进的美 感印象。取决于所选的塑性牙科用组合物，它们可用于不同的牙齿修复手段中、例如用于牙 齿填充物，也可用于固定部件，例如牙冠、牙桥、嵌体、高嵌体等。填充材料本身打算用于最小化固化过程中由树脂基质的聚合而引起的收缩。例 如，如果在牙壁与填充物之间存在强粘附，过度的聚合收缩会引起牙壁破裂。如果粘附不 足，过度的聚合收缩可能导致在牙壁和填充物之间形成外周缝隙，可能促进二次龋齿。此 外，对填充剂有特定的物理和化学要求必须可以对填充材料进行加工，以形成尽可能细的粉末。粉末越细，填充物的外观 越均勻。同时，填充物的抛光性质得到改进，这除了减小可供攻击的表面积之外，也导致了 对磨损的抗性增加，从而产生了更经久耐用的填充物。为了使粉末能够被成功地加工，还希 望粉末不结块。借助于溶胶-凝胶过程产生的填充材料中特别容易发生这种不希望的效应。此外，如果填充剂包被有功能化的硅烷，将是有利的，因为这有助于牙科用组合物 的配制，并改进了机械性质。在本专利技术中，特别是填充剂颗粒的表面至少部分被功能化的硅焼覆盖。此外，塑性牙科用组合物的整体(因此也是填充剂)的折射率和颜色，应该尽可能 好地与天然牙齿材料匹配，使得它尽可能与周围的健康牙齿材料无区别。粉状填充剂的粒 度尽可能小，也在这种美观标准中发挥作用。此外，塑性牙科用组合物在使用的温度范围内、即通常在-30°C到+70°C内的热膨 胀与天然牙齿材料的热膨胀相匹配也是重要的，以便确保牙齿修复手段足以能够抵抗温度 变化。由温度变化引起的过高的应力，也可以导致在塑性牙科用组合物与周围的牙齿材料 之间形成缝隙，这反过来可以形成二次龋齿优选的攻击位点。一般来说，使用具有可能的最 低热膨胀系数的填充剂，以便补偿树脂基质的高热膨胀率。填充剂对酸、碱和水的良好化学抗性，以及在负载下、例如在通过咀嚼产生的运动 过程中的良好机械稳定性，也能有助于延长牙齿修复手段的使用寿命。此外，为了治疗患者，必须要求牙齿修复手段可以在X-射线图像中看见。因为树 脂基质本身一般在X-射线图像中不能看见，因此填充剂必须提供所需的X-射线吸收。这 种类型的提供了对X-辐射的足够吸收的填充剂，被描述为不透X-射线的。一般来说，填充剂的组成成分，例如某些玻璃成分或附加物质，造成了 X-射线不透性。这样的附加物质也 被称为X-射线遮光剂。标准的X-射线遮光剂是YbF3，它可以以晶体、磨碎的形式添加到填 充剂中。根据DIN ISO 4049，牙齿玻璃或材料的X-射线不透性相对于铝的X-射线吸收，表 示为铝等效厚度(ALET)。ALET是与2mm厚的待测试材料样品具有同样吸收值的铝样品的 厚度。因此，200%的ALET意味着具有平面平行表面、厚度为2mm的小玻璃板，产生了与厚 度为4mm的小铝板同样的X-射线衰减作用。类似地，150%的ALET意味着具有平面平行表 面、厚度为2mm的小玻璃板，产生了与厚度为3mm的小铝板同样的X-射线衰减作用。因为塑性牙科用组合物在使用中通常从药筒导入龋孔中，然后在龋孔中造型，因 此通常它在未固化状态下应该是触变性的。这意味着当施加压力时它的粘度降低，而没有 压力作用下，它的形状稳定。在塑性牙科用组合物中，还需要注意区分牙科粘固剂(dentalcements)与复合材 料。在牙科粘固剂、也被称为玻璃离子交联聚合物粘固剂中，填充剂与树脂基质的化学反应 导致牙科用组合物的固化，因此牙科用组合物的固化性质、以及因此它们的操作性能，受到 填充剂反应性的影响。这通常包括安装过程，首先是通过游离基表面固化，例如在UV光的 作用下。相反，复合材料、也被称为填充复合材料，包含尽可能化学惰性的填充剂，因为它们 的固化性质由树脂基质本身的组成成分所决定，填充剂的化学反应通常对此具有破坏性。因为玻璃，由于它们的不同组成，代表了一类具有广泛性质的材料，因此它们通常 被用作塑性牙科用组合物的填充剂。其它以纯的形式或作为材料混合物的成分作为牙科材 料的应用也是可能的，例如用于嵌体，高嵌体，牙冠和牙桥的覆面材料，人造牙齿的材料，或 假牙、保护性和/或预防性牙科治疗的其它材料。这种类型的用作牙科材料的玻璃，一般被 称为牙科玻璃。除了上面描述的牙科玻璃的性质之外，对于这种玻璃来说，还希望不含被分类为 对健康有害的钡和/或氧化钡(BaO)，也不含铅和/或氧化铅(PbO)。此外，对于牙科玻璃的成分来说，二氧化锆(Zr02)是理想的。&02是在牙科学和光 学
中广泛使用的材料。&02生物相容性好，并具有对温度波动不敏感的特点。它 用于所有牙冠、牙桥、嵌体、附着件和植入物形式的牙科供应品中。因此，牙科玻璃代表了具有特别高质量的玻璃。这种类型的玻璃也可用于光学应 用中，特别是如果应用得益于玻璃的X-射线不透性。因为X-射线不透性意味着玻璃吸收 X-射线波谱区域中的电磁辐射，因此相应的玻璃同时可以用作X-辐射的过滤器。灵敏的电 子器件可能受到X-辐射的破坏。例如，在电子成像传感器的情况下，X-射线量子的通过可 能损坏传感器的相应区域，或产生不理想的传感器信号，它们可能被捕捉成例如图像干扰 和/或扰乱的像素。因此，对于特定应用来说，通过使用相应的玻璃将所述部分从入射辐射 波谱中过滤掉，以保护所述电子器件免于被X-射线辐射，是有必要的或至少是有利的。大量的牙科玻璃和其它光学玻璃在现有技术中是已知的。DE10063939描述了用于例如自固化的牙科陶瓷组合物的牙科玻璃。玻璃与酸反应 并释放离子，用于建立起网络从而用于固化。对于使用UV光进行固化的复合材料来说，这 是不想要的性质。此外，Y203、La203和其他镧系元素的总含量为30到70wt%，这提供了高于 1. 61的折射率。在本专利技术的玻璃中该总含量下调了很多，La203含量为13到小于20wt%。EP1547572描述了用于环氧树脂系统的玻璃填充剂材料及其生产。理想的颗粒的 颗粒尺寸为0. 1 y m到最大20 u m,并包括具有不同碱金属浓度的内部和外部区域，其中在 使用过程中，内层的碱金属离子不迁移到外层中。在另一个步骤中，在将熔化过的玻璃碾碎 后，通过加入有机或无机酸，然后再洗掉来进行外层的贫化。根据本专利技术，通过这种方式产 生的玻璃粉末的折射率(nd)为1. 49到1. 55。为了使碱金属离子可以被浸析出来，熔化过的玻璃必须具有低的化学抗性。这与 本专利技术的要求和性质不符，本专利技术的特点在于杰出的化学抗性。W0 2007077680描述了具有至少20mol%的高镧系元素含量的辐射遮蔽玻璃，因 此所有以这种方式获得的玻璃的折射率(nd)超出了美容复合材料的使用范围，美容复合材 料的最大折射率(nd)为大约1. 60。US 20070042894描述了用于平板屏的基材，本文档来自技高网...

【技术保护点】
不含ＢａＯ和／或ＰｂＯ的不透Ｘ－射线的玻璃，具有１．５７到１．６１的折射率ｎｄ，以及至少４００％的铝等效厚度，含有（基于氧化物以ｗｔ％计）　　ＳｉＯ↓［２］　４３－５３　　Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］　１５－２１　　Ｌｉ↓［２］Ｏ　０－６　　Ｎａ↓［２］Ｏ　０－２　　Ｋ↓［２］Ｏ　０－２　　Ｃｓ↓［２］Ｏ　０．５－７　　ＺｎＯ　０－６　　ＺｒＯ↓［２］　３－１０　　Ｌａ↓［２］Ｏ↓［３］　１３－＜２０　　Ｔａ↓［２］Ｏ↓［５］　０－５　　∑碱金属氧化物　３．５－９。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：西蒙莫尼卡里特尔，奥利弗霍赫赖因，赛宾皮希勒威廉，
申请(专利权)人：肖特公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]