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JPH0764595B2 - Composite aluminosilicate glass particles - Google Patents
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JPH0764595B2 - Composite aluminosilicate glass particles - Google Patents

Composite aluminosilicate glass particles

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JPH0764595B2
JPH0764595B2 JP62220414A JP22041487A JPH0764595B2 JP H0764595 B2 JPH0764595 B2 JP H0764595B2 JP 62220414 A JP62220414 A JP 62220414A JP 22041487 A JP22041487 A JP 22041487A JP H0764595 B2 JPH0764595 B2 JP H0764595B2
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aluminosilicate glass
fluoride
particles
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紘士 楠本
康浩 小川
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Tokuyama Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、新規な複合アルミノシリケートガラス粒子に
関する。更に詳しくは、高分子電解質との反応を利用し
たグラスアイオノマーセメントのイオン交換性ガラス成
分として有用な複合アルミノシリケートガラス粒子に関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to novel composite aluminosilicate glass particles. More specifically, the present invention relates to composite aluminosilicate glass particles useful as an ion-exchangeable glass component of glass ionomer cement utilizing a reaction with a polymer electrolyte.

[従来の技術及び発明が解決しようとする問題点] グラスアイオノマーセメントは、イオン交換性のアルミ
ノシリケートガラス粒子とアクリル酸系の高分子電解質
水溶液とを混練して使用する酸・塩基反応を基本とする
セメントであり、湿潤下においても短時間の内に硬化
し、しかも実用に耐える機械的強度を有した硬化体が得
られるので、多方面にその応用が検討されている。
[Problems to be Solved by Conventional Techniques and Inventions] Glass ionomer cement is based on an acid-base reaction that is used by kneading ion-exchangeable aluminosilicate glass particles and an acrylic acid-based polymer electrolyte aqueous solution. Since it is a cement that can be hardened in a short time even when wet and has a mechanical strength that can withstand practical use, its application is being studied in various fields.

中でも、歯科用セメントとしての応用では、歯質硬組織
との親和性が高く、又、生体に対する為害作用も軽いと
いう特長を有し広く実用化されるに至っている。
Among them, in the application as a dental cement, it has been widely put into practical use because it has a high affinity with hard tissues of the tooth and has a small harmful effect on the living body.

しかしながら、歯科用セメントに応用した場合の最大の
欠点は、口腔内唾液との長期間に亙る接触によって、セ
メント硬化体が徐々に溶解或は崩壊する傾向(以下、こ
れを崩壊性という)が強いことである。その結果、例え
ば金属やセラミックスよりなる歯質補綴物の合着用とし
て用いた場合には、歯質と補綴物との間に空隙を生じ、
ついには補綴物の脱離、或は二次疾患を招くことにな
る。
However, the biggest drawback when applied to dental cement is that the hardened cement gradually dissolves or disintegrates due to long-term contact with oral saliva (hereinafter referred to as disintegration). That is. As a result, for example, when used as an attachment of a dental prosthesis made of metal or ceramics, a gap is generated between the dental substance and the prosthesis,
Eventually, the prosthesis may be detached or a secondary disease may be caused.

かかる崩壊の原因は未だ明かではないが、その一つとし
てセメントの混練操作性、或は機械的強度向上のために
ガラス中に添加されているフッ素イオンが、長期に亙っ
て流出し、高分子電解質と金属イオンとの架橋反応を阻
害していることが考えられる。従って、かかる問題を解
決するためには、長期に亙るフッ素イオンの流出がない
新たなフッ素イオン含有アルミノシリケートガラスの開
発が求められる。
The cause of such disintegration has not been clarified yet, but as one of them, fluorine ions added to the glass in order to improve the kneading operability of cement or the mechanical strength of the cement flow out over a long period of time, It is considered that the crosslinking reaction between the molecular electrolyte and the metal ion is inhibited. Therefore, in order to solve such a problem, it is required to develop a new aluminosilicate glass containing fluorine ions which does not cause outflow of fluorine ions for a long period of time.

[問題点を解決するための手段] 本発明者らは、かかる課題を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、実質的にフッ素イオンを含まないアルミノシリ
ケートガラス粒子を主成分とし、その表層部にのみフッ
素イオンを含有するガラスの被覆層を有する複合アルミ
ノシリケートガラスが、従来のフッ素イオン含有アルミ
ノシリケートガラスに比べ、グラスアイオノマーセメン
トのイオン交換性ガラス成分として用いた場合の機械的
強度、練和操作性が損なわれることなく、しかも崩壊性
の低いグラスアイオノマーセメント硬化体が得られるこ
とを見いだし本発明を完成した。
[Means for Solving Problems] As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have made aluminosilicate glass particles substantially free of fluorine ions as a main component, and have a surface layer portion thereof. Composite aluminosilicate glass with a coating layer of glass containing only fluorine ions, compared to conventional aluminosilicate glass containing fluorine ions, mechanical strength when used as an ion-exchangeable glass component of glass ionomer cement, kneading operation The present invention has been completed by finding that a cured glass ionomer cement having a low disintegration property can be obtained without impairing its properties.

即ち、本発明は、フッ素イオンを実質的に含有しないア
ルミノシリケートガラスの表層に0.01〜3μmの厚さ
で、少なくとも周期律表第I〜IV族金属のフッ素化物、
フルオロケイ酸塩及びこれらの任意の混合物の1種より
なり、且つフッ素イオンを1重量%以上含有する層を有
する複合アルミノシリケートガラス粒子を提供するもの
である。
That is, the present invention relates to a surface layer of an aluminosilicate glass that does not substantially contain fluorine ions, has a thickness of 0.01 to 3 μm, and is a fluorinated compound of at least a Group I to IV metal of the periodic table,
Provided is a composite aluminosilicate glass particle having a layer comprising a fluorosilicate and one kind of an arbitrary mixture thereof and having a fluorine ion content of 1% by weight or more.

本発明の複合アルミノシリケートガラス粒子の最大の特
徴は、表層部のみにフッ素イオンが存在するアルミノシ
リケートガラス粒子という点にあり、該フッ素イオン
は、溶出可能な形態即ち、金属等にイオン結合の形態で
存在していればよい。本発明の複合アルミノシリケート
ガラス粒子の基体となるアルミノシリケートガラス粒子
は、実質的にフッ素イオンを含有しないものである。
「実質的にフッ素イオンを含有しない」とは、フッ素イ
オンを化合物として、或は分子として全く含有しないと
いうことの外に、フッ素イオンが実質的に溶出しない量
含有された状態をも含み、実際には、フッ素イオン含有
量が0.5重量%迄を許容することができる。また、アル
ミノシリケートガラスの組成は、実質的にフッ素イオン
を含有しないものであれば、アルミナとシリカとを必須
成分とする公知の組成が特に制限なく採用される。例え
ば、アルミナとシリカとのモル比(AL2O3/SiO2)は0.2
〜4.0、好ましくは0.4〜2.0が適当である。
The greatest feature of the composite aluminosilicate glass particles of the present invention is that they are aluminosilicate glass particles in which fluorine ions are present only in the surface layer portion. It only needs to exist. The aluminosilicate glass particles that are the base of the composite aluminosilicate glass particles of the present invention are substantially free of fluorine ions.
The term "substantially free of fluoride ion" includes not only the absence of fluoride ion as a compound or molecule, but also the state of containing fluoride ion in an amount that does not substantially elute. In addition, a fluorine ion content of up to 0.5% by weight can be tolerated. Further, as the composition of the aluminosilicate glass, a known composition containing alumina and silica as essential components is adopted without particular limitation as long as it does not substantially contain a fluorine ion. For example, the molar ratio of alumina to silica (AL 2 O 3 / SiO 2 ) is 0.2.
〜4.0, preferably 0.4 to 2.0 is suitable.

また、上記の組成に他の金属酸化物を含有していても良
い。かかる金属酸化物の代表的なものとしては、例え
ば、リチウム、ナトリウム、カリウム等の周期律表第I
属の金属の酸化物、マグネシウム、カルシウム、ストロ
ンチウム、バリウム、亜鉛などの周期律表第II属の金属
の酸化物、ホウ素、イットリウム、ランタンなど周期律
表第III属の元素の酸化物、チタン、ジルコニウム、ハ
フニウム、錫など周期律表第IV属の金属の酸化物、及び
酸化リンなどの酸化物を挙げることができる。
Further, the above composition may contain another metal oxide. Typical examples of such metal oxides include, for example, the periodic table I of lithium, sodium, potassium and the like.
Oxides of metals of the group, magnesium, calcium, strontium, barium, oxides of metals of the periodic table group II such as zinc, boron, yttrium, oxides of elements of the group III of the periodic table such as lanthanum, titanium, Examples thereof include oxides of metals belonging to Group IV of the periodic table such as zirconium, hafnium and tin, and oxides such as phosphorus oxide.

これらの金属酸化物は1種または2種以上を組み合わせ
ることも可能である。また、該金属酸化物の割合は、ア
ルミナとシリカとの合計量100重量部に対して5〜75重
量部、好ましくは10〜65重量部で、ガラス状即ち、非結
晶質の固体物質を形成するものである。
These metal oxides may be used alone or in combination of two or more. Further, the proportion of the metal oxide is 5 to 75 parts by weight, preferably 10 to 65 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of alumina and silica, and forms a glassy, that is, amorphous solid substance. To do.

上記アルミノシリケートガラス粒子の製法は公知の方法
が特に制限なく採用される。一般には、少なくともアル
ミニウム化合物と珪素化合物とを含む混合物を熔融し、
これを急冷する方法(熔融法)によって得られる。該ア
ルミニウム化合物としてはアルミナ、燐酸アルミニウ
ム、水酸化アルミニウムなどが、また、珪素化合物とし
ては、シリカ、硅酸ソーダ、硅酸カルシウムなどが挙げ
られる。また、任意の添加成分として前記した金属酸化
物の他、燐酸ナトリウム、燐酸カルシウムなどの金属燐
酸塩、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸カリ
ウム、炭酸ナトリウムなどの金属炭酸塩、水酸化ナトリ
ウム、水酸化亜鉛などの金属水酸化物などが挙げられ
る。
As a method for producing the aluminosilicate glass particles, a known method is adopted without particular limitation. Generally, a mixture containing at least an aluminum compound and a silicon compound is melted,
It is obtained by a method of rapidly cooling (melting method). Examples of the aluminum compound include alumina, aluminum phosphate, and aluminum hydroxide, and examples of the silicon compound include silica, sodium silicate, calcium silicate, and the like. In addition to the above-mentioned metal oxides as optional additives, metal phosphates such as sodium phosphate and calcium phosphate, metal carbonates such as calcium carbonate, strontium carbonate, potassium carbonate and sodium carbonate, sodium hydroxide and zinc hydroxide. And metal hydroxides.

上記熔融法に於て、アルミノシリケートガラスを粒子状
(粉状)にする方法も特に限定されない。例えば、アル
ミノシリケートガラスを塊状物で得、これを粉砕する方
法、熔融物を急冷する際に粒状化する方法、ガラスハン
ドブック(朝倉書店、1975年発行)219頁に記載されて
いるストランド法によって短繊維状の粒子とする方法な
どが挙げられる。
In the above melting method, the method of making the aluminosilicate glass into particles (powder) is not particularly limited. For example, aluminosilicate glass is obtained in the form of a lump, and it is crushed by a method, granulated when the melt is rapidly cooled, or by the strand method described on page 219 of the Glass Handbook (Asakura Shoten, 1975). Examples thereof include a method of forming fibrous particles.

以上の他に、アルミノシリケートガラス粒子の製造方法
としては、少なくともアルミニウム珪素と金属アルコキ
シドを加水分解したのち、公知の方法で仮焼する方法
(ゾルーゲル法)が挙げられる。
In addition to the above, as a method of producing aluminosilicate glass particles, a method of hydrolyzing at least aluminum silicon and a metal alkoxide and then calcining by a known method (sol-gel method) can be mentioned.

上記のアルミニウムのアルコキシドとしては、アルミニ
ウム−トリ−sec−ブトキシド、アルミニウム−トリ−
イソプロポキシド、アルミニウム−トリ−エトキシドな
ど、また、珪素のアルコキシドとしては、シリコンテト
ラメトキシド、シリコンテトラエトキシドなどがある。
更に、任意の添加成分としての金属アルコキシドとして
は、ナトリウムメチラート、カルシウムジエトキシド、
ボロントリエトキシド、チタンテトラブトキシド、ジル
コニウムテトラブトキシド、燐酸トリエチルなどが一般
に使用される。
Examples of the above-mentioned aluminum alkoxide include aluminum-tri-sec-butoxide and aluminum-tri-
Isopropoxide, aluminum-tri-ethoxide and the like, and silicon alkoxides include silicon tetramethoxide and silicon tetraethoxide.
Further, as a metal alkoxide as an optional additive component, sodium methylate, calcium diethoxide,
Boron triethoxide, titanium tetrabutoxide, zirconium tetrabutoxide, triethyl phosphate and the like are generally used.

上記のゾルーゲル法に於て、アルミノシリケートガラス
を粒子状(粉状)で得る方法も特に限定されない。例え
ば、アルミノシリケートガラスを塊状で得、これを粉砕
する方法、該粉砕物を分散状態で火炎中を通過させて球
状化する方法、又、金属アルコキシドを溶液中に分散さ
せた状態で加水分解を行う方法などが挙げられる。
In the above sol-gel method, the method for obtaining the aluminosilicate glass in the form of particles (powder) is not particularly limited. For example, an aluminosilicate glass is obtained in the form of a lump, a method of pulverizing the aluminosilicate glass, a method of spheroidizing the pulverized product by passing it through a flame in a dispersed state, and a method of hydrolyzing a metal alkoxide dispersed in a solution The method of doing it is mentioned.

本発明において、アルミノシリケートガラスの表層に0.
01〜3μmの厚さで存在するフッ素イオン含有層は、フ
ッ素含有率が1重量%以上、好ましくは3重量%〜60重
量%でフッ素イオンを含有すればよい。
In the present invention, 0 on the surface layer of aluminosilicate glass.
The fluorine ion-containing layer having a thickness of 01 to 3 μm may contain fluorine ions at a fluorine content of 1% by weight or more, preferably 3% by weight to 60% by weight.

上記フッ素イオン含有層の形成は、アルミノシリケート
ガラスの表層にフッ素イオンを注入又は含浸させた状
態、アルミノシリケートガラスの表層部分と含フッ素無
機化合物が混合固体化した状態或いは、アルミノシリケ
ートガラス表面に含フッ素化合物又は、該含フッ素化合
物と金属酸化物或いはアルミノシリケートガラス等のフ
ッ素を含有しない物質との混合物が、層状に付着した状
態のいずれであってもよい。
The formation of the fluorine ion-containing layer is a state in which fluorine ions are injected or impregnated into the surface layer of the aluminosilicate glass, a surface layer portion of the aluminosilicate glass and a fluorine-containing inorganic compound are mixed and solidified, or the aluminosilicate glass surface contains. The fluorine compound or a mixture of the fluorine-containing compound and a substance not containing fluorine such as metal oxide or aluminosilicate glass may be in a layered state.

従って、当該フッ素イオン含有層は、ベースとなるアル
ミノシリケートガラスの一部がフッ素化されたフルオロ
アルミノシリケートなどのフルオロケイ酸塩、周期律表
第I〜IV族金属のフッ素化物或いは後述する各種金属の
フッ素化物又はこれらの混合物を少なくとも1種含有す
る層となっている。
Therefore, the fluorine ion-containing layer is a fluorosilicate such as fluoroaluminosilicate in which a part of the base aluminosilicate glass is fluorinated, a fluorinated compound of a metal of Group I to IV of the periodic table or various metals described later. Is a layer containing at least one kind of a fluorinated compound or a mixture thereof.

このようなフッ素イオン含有層のフッ素イオン含有率が
1重量%より少ない場合は、フッ素イオン含有層からの
フッ素イオン溶出量が不足し、例えばグラスアイオノマ
ーセメントの成分として使用した場合に、充分な硬化体
の機械的強度を得ることが困難となる。
When the fluorine ion content of such a fluorine ion-containing layer is less than 1% by weight, the amount of elution of fluorine ions from the fluorine ion-containing layer is insufficient, and for example, when it is used as a component of glass ionomer cement, sufficient curing is achieved. It becomes difficult to obtain the mechanical strength of the body.

またフッ素イオン含有層の厚みは、0.01〜3μm、好ま
しくは、0.05〜2μmである。該厚みが0.01μm以下の
場合には、本発明の複合アルミノシリケートガラス粒子
をグラスアイオノマーセメントの成分として、使用した
場合、硬化体の機械的強度が充分でなく、逆に厚すぎる
と硬化体から長期に亙ってフッ素イオンが溶出し崩壊率
が上昇する傾向がある。
The thickness of the fluorine ion-containing layer is 0.01 to 3 μm, preferably 0.05 to 2 μm. When the thickness is 0.01 μm or less, when the composite aluminosilicate glass particles of the present invention are used as a component of the glass ionomer cement, the mechanical strength of the cured product is not sufficient, and conversely if it is too thick, Over a long period of time, fluoride ions tend to elute and the disintegration rate tends to increase.

本発明に於て、複合アルミノシリケートガラス粒子の形
状、大きさなどは特に制限されないが、グラスアイオノ
マーセメントの成分として使用する場合は、高分子電解
質溶液との混練性などを勘案すると球形状、ウィスカー
状、不定形状などの形状が一般的であり、大きさは平均
粒径、又は直径が0.1〜100μm、とくに0.3〜50μmが
好適である。
In the present invention, the shape, size, etc. of the composite aluminosilicate glass particles are not particularly limited, but when used as a component of the glass ionomer cement, spherical shape, whiskers in consideration of the kneadability with the polymer electrolyte solution. A shape such as a shape or an irregular shape is common, and the size is preferably an average particle diameter or a diameter of 0.1 to 100 μm, particularly 0.3 to 50 μm.

本発明の複合アルミノシリケートガラス粒子の製造方法
は特に制限されるものではないが、一般的には、フッ素
イオンを実質的に含有しないアルミノシリケートガラス
粒子の表面をフッ素イオンを供給し得る化合物、例えば
フッ素ガス、六フッ化イオウ、フレオン、(フッ化炭化
水素類の商品名)、フッ化水素ガスなどのフッ素含有ガ
ス、フッ化アンモニウム、フッ化水素酸などの固体又は
液状のフッ素化剤、或いはフルオロアルミノシリケート
又はそのアルミニウムの1部を他の金属で置換したも
の、フッ化リチウム、フッ化カリウム及びフッ化ナトリ
ウムなどの周期律表第I族金属のフッ素化物、フッ化マ
グネシウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ
化ストロンチウム及びフッ化亜鉛などの周期律表第II族
金属のフッ素化物、フッ化アルミニウムなどの周期律表
第III族金属フッ素化物、フッ化第一錫などの周期律表
第IV族金属フッ素化物及びジルコンフッ化カリウム、ジ
ルコンフッ化ナトリウムなどの周期律表第IV族金属の錯
塩類、氷晶石などの天然の含フッ素鉱物、フッ素イオン
含有ガラスなどの1種又は2種以上で処理する方法が挙
げられる。またこれらのフッ素イオンを供給し得る物質
とフッ素イオンを含有しない無機物質例えば、アルミノ
シリケートガラス粉末や金属酸化物粉末等とを混合して
用いることもできる。
The method for producing the composite aluminosilicate glass particles of the present invention is not particularly limited, but generally, a compound capable of supplying fluorine ions to the surface of the aluminosilicate glass particles substantially free of fluorine ions, for example, Fluorine gas, sulfur hexafluoride, Freon (trade name of fluorohydrocarbons), fluorine-containing gas such as hydrogen fluoride gas, solid or liquid fluorinating agent such as ammonium fluoride, hydrofluoric acid, or Fluoroaluminosilicate or a part of aluminum thereof substituted with other metal, fluorinated compounds of Group I metal of the periodic table such as lithium fluoride, potassium fluoride and sodium fluoride, magnesium fluoride, calcium fluoride, Fluorides of Group II metals of the periodic table such as barium fluoride, strontium fluoride and zinc fluoride, Periodic Table Group III metal fluorides such as aluminum fluoride, Group IV metal fluorides such as stannous fluoride, and complex salts of Group IV metal groups such as potassium zircon fluoride and sodium zircon fluoride. And natural fluorine-containing minerals such as cryolite, and fluorine ion-containing glass. It is also possible to use a mixture of these substances capable of supplying fluorine ions and an inorganic substance not containing fluorine ions, such as aluminosilicate glass powder or metal oxide powder.

処理方法を更に具体的に説明すると、まずフッ素含有ガ
スで処理する場合には、アルミノシリケートガラス粉末
と該ガスとを電気炉などを用いて加熱接触させればよ
い。またフッ化アンモニウム、フッ化水素酸などの液体
又は可溶性物質にあっては、アルミノシリケートガラス
粒子とれらの液体又は溶液とを混合し、乾燥及び加熱処
理する。更にフッ化ナトリウム、フッ化マグネシウム、
フッ素含有ガラスなどの如く、固体である場合には、両
者を乳鉢、ボールミル、擂がい機、ミキサー等でよく混
合する。好ましくは、水、アルコールなどの液体媒体を
添加し、ペースト状或いはスラリー状態で、混合分散す
ればよい。
The treatment method will be described more specifically. First, in the case of treating with a fluorine-containing gas, the aluminosilicate glass powder and the gas may be heated and brought into contact with each other using an electric furnace or the like. Further, in the case of liquid or soluble substances such as ammonium fluoride and hydrofluoric acid, aluminosilicate glass particles and these liquids or solutions are mixed, dried and heated. Furthermore, sodium fluoride, magnesium fluoride,
When it is a solid such as fluorine-containing glass, they are mixed well with a mortar, a ball mill, a gargling machine, a mixer and the like. It is preferable to add a liquid medium such as water or alcohol and mix and disperse it in a paste state or a slurry state.

こうして得られた混合物はさらに風乾又はロータリーエ
バポレーター等によって大部分の媒体を除去した後、乾
燥、加熱される。
The mixture thus obtained is further dried and heated after removing most of the medium by air drying or a rotary evaporator.

乾燥は、風乾によることも可能であるが、一般に100℃
〜250℃の温度で一夜程度行う。また加熱処理は、一般
に250℃〜1100℃で1〜3時間程度行えばよい。なお使
用するフッ素化物がフッ化アンモニウム、フッ化リチウ
ム、フッ化カリウム、フッ化ナトリウム、フッ化マグネ
シウム、フッ化カルシウム等の易反応性のフッ素化合物
の場合或いは、フッ素イオンを1重量%以上含有するガ
ラス粉末を用いる場合は、実質的にフッ素イオンを含有
しないガラス粒子との混合物を250℃〜1100℃で5分〜
1時間の加熱で十分目的を達することもできる。
Drying can be done by air drying, but it is generally 100 ℃
Perform overnight at a temperature of ~ 250 ° C. The heat treatment may be generally performed at 250 ° C to 1100 ° C for about 1 to 3 hours. When the fluorinated compound used is an easily reactive fluorine compound such as ammonium fluoride, lithium fluoride, potassium fluoride, sodium fluoride, magnesium fluoride, calcium fluoride, or contains 1% by weight or more of fluorine ion. When glass powder is used, a mixture with glass particles containing substantially no fluoride ions is used at 250 ° C to 1100 ° C for 5 minutes to
It is possible to achieve the purpose sufficiently by heating for 1 hour.

本発明の複合アルミノシリケートガラス粒子の粒径は粒
度分布計をまたその形状は走査型又は透過型電子顕微鏡
を、更にフッ素イオン含有ガラス層の厚さは、X線マイ
クロアナライザーを用いて測定することができる。又フ
ッ素イオン含有層の成分及び組成は同じくX線マイクロ
アナライザーを用い、非晶質か結晶質かの構造はX線回
折計を用いてそれぞれ知ることができるので、これの手
段を用いて、実験的にフッ素イオン含有層の厚さ及びフ
ッ素含有率などをコントロールすることがてきる。
The particle size of the composite aluminosilicate glass particles of the present invention should be measured with a particle size distribution meter, the shape thereof with a scanning or transmission electron microscope, and the thickness of the fluorine ion-containing glass layer should be measured with an X-ray microanalyzer. You can The components and composition of the fluorine ion-containing layer can also be determined by using an X-ray microanalyzer and the structure of amorphous or crystalline can be determined by using an X-ray diffractometer. It is possible to control the thickness and the fluorine content of the fluorine ion-containing layer.

本発明の複合アルミノシリケートガラス粒子は、高分子
電解質と組み合わせてグラスアイオノマーセメントとし
て好適に使用される。
The composite aluminosilicate glass particles of the present invention are suitably used as a glass ionomer cement in combination with a polymer electrolyte.

該高分子電解質としては、複合アルミノシリケートガラ
ス粉末と反応して固まるものであれば公知のポリマーが
限定されることなく採用される。例えば、アクリル酸、
ビニル酢酸、クロトン酸、メタクリル酸、等の不飽和モ
ノカルボン酸の単独重合体又は共重合体、前記の不飽和
モノカルボン酸とマレイン酸、フマル酸、アコニット
酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、チグリン
酸、1−ブテン−1、2、3−トリカルボン酸の様な不
飽和ポリカルボン酸との共重合体、該不飽和ポリカルボ
ン酸同士の共重合体、或は、前記の不飽和モノカルボン
酸又は不飽和ポリカルボン酸とビニルホスホン酸との共
重合体などを挙げることが出来る。
As the polymer electrolyte, any known polymer may be used without limitation as long as it reacts with the composite aluminosilicate glass powder and solidifies. For example, acrylic acid,
Homopolymers or copolymers of unsaturated monocarboxylic acids such as vinyl acetic acid, crotonic acid, methacrylic acid, the above unsaturated monocarboxylic acids and maleic acid, fumaric acid, aconitic acid, citraconic acid, mesaconic acid, itaconic acid , Tiglic acid, a copolymer with an unsaturated polycarboxylic acid such as 1-butene-1,2,3-tricarboxylic acid, a copolymer of the unsaturated polycarboxylic acids with each other, or the above-mentioned unsaturated monocarboxylic acid. Examples thereof include a copolymer of carboxylic acid or unsaturated polycarboxylic acid and vinylphosphonic acid.

これらの重合体の分子量は、濃度40〜70重量%の水溶液
の粘度が23℃に於いて500〜10000cpsになりうるもので
あれば特に限定されないが、通常、分子量5000〜200000
が好適である。
The molecular weight of these polymers is not particularly limited as long as the viscosity of an aqueous solution having a concentration of 40 to 70% by weight can be 500 to 10,000 cps at 23 ° C., but the molecular weight is usually 5,000 to 200,000.
Is preferred.

グラスアイオノマーセメント中の高分子電解質と複合ア
ルミノシリケートガラス粒子との混合重量比は、通常、
1:1〜1:6が好ましく採用される。
The mixing weight ratio of the polymer electrolyte and the composite aluminosilicate glass particles in the glass ionomer cement is usually
1: 1 to 1: 6 are preferably adopted.

高分子電解質が予め調製された水溶液として使用される
場合、濃度は、30〜80重量%、好ましくは40〜60重量%
であり、その時の粘度が500〜9000cps、好ましくは900
〜4000cpsのものが採用される。又、高分子電解質水溶
液には、複合アルミノシリケートガラス粒子と練和した
場合の練和操作性及び硬化特性の向上及び硬化時間の調
製のために、マロン酸、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸等
の有機酸、オルトリン酸、ピロリン酸、ポリリン酸等の
リン酸類、又は、フッ化アルミニウム、フッ化カリウ
ム、ヘキサフルオロケイ酸カリウム、ヘキサフルオロチ
タン酸ナトリウム、ヘキサフルオロジルコン酸カリウム
等のフッ素化合物が添加される場合がある。
When the polyelectrolyte is used as a pre-prepared aqueous solution, the concentration is 30-80% by weight, preferably 40-60% by weight.
And the viscosity at that time is 500 to 9000 cps, preferably 900
~ 4000cps is adopted. In addition, the polymer electrolyte aqueous solution contains malonic acid, tartaric acid, malic acid, citric acid, etc. in order to improve the kneading operability and the hardening characteristics and the hardening time when kneaded with the composite aluminosilicate glass particles. Phosphoric acids such as organic acids, orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, and polyphosphoric acid, or fluorine compounds such as aluminum fluoride, potassium fluoride, potassium hexafluorosilicate, sodium hexafluorotitanate, and potassium hexafluorozirconate are added. There is a case.

[作用及び効果] 本発明の複合アルミノシリケートガラス粒子は、表層部
にのみフッ素イオンを含有するため、酸やアルカリの作
用を受けた際、一時的にフッ素イオンを放出するが、一
旦被覆層中のフッ素イオンが消費されると、以後はその
溶出量が著しく減少する。
[Action and Effect] Since the composite aluminosilicate glass particles of the present invention contain fluorine ions only in the surface layer portion, when they are subjected to the action of acid or alkali, they release fluorine ions temporarily, but once in the coating layer. When the fluoride ion of is consumed, the elution amount thereof is significantly reduced thereafter.

従って、本発明の複合アルミノシリケートガラス粒子を
グラスアイオノマーセメントのガラス粉末として用いた
場合には、該ガラス粉末と高分子電解質水溶液との練和
時の流動性や硬化体の機械的強度が低下することなく、
且つ耐崩壊性を著しく向上させることができる。
Therefore, when the composite aluminosilicate glass particles of the present invention are used as the glass powder of the glass ionomer cement, the fluidity at the time of kneading the glass powder and the aqueous solution of the polymer electrolyte and the mechanical strength of the cured product decrease. Without
In addition, the collapse resistance can be significantly improved.

かかる硬化の発現機構は、未だ明確ではないが本発明者
らは、次のように推定している。
Although the mechanism of manifestation of such hardening is not yet clear, the present inventors presume as follows.

先ず、アルミノシリケートガラス粒子とカルボン酸基を
持つ高分子電解質水溶液からなるアイオノマーセメント
の硬化機構であるが、これは両者の混合によってアルミ
ノシリケートガラスから溶離される金属イオンと高分子
電解質のカルボン酸基との反応が主反応とされている。
しかしながら、実用上ではアルミノシリケートガラスに
添加されているフッ素イオンが上記金属イオンと同時に
溶離し主反応に作用して、混練操作時の流動性や硬化後
の力学強度発現に重要な役割を果していると考えられて
いる。
First, there is the curing mechanism of ionomer cement consisting of aluminosilicate glass particles and aqueous solution of polyelectrolyte having carboxylic acid group. This is because the metal ion eluted from the aluminosilicate glass by mixing both and the carboxylic acid group of polyelectrolyte. The reaction with is considered to be the main reaction.
However, in practical use, the fluorine ions added to the aluminosilicate glass elute at the same time as the metal ions and act on the main reaction, and play an important role in the fluidity during the kneading operation and the development of mechanical strength after curing. It is believed that.

このフッ素イオンの作用機構については未だ明確な解析
がなされているわけではないが、一般的には共存するフ
ッ素イオンが金属イオンのマスキング剤として作用し練
和時の硬化反応を一時的に抑え、練和物の流動性を保ち
ながら、同時に練和後の硬化体の力学強度発現に影響す
ると思われる無機塩類の水和物生成をも促すものと考え
られている。
Although the mechanism of action of this fluoride ion has not yet been clarified, generally coexisting fluoride ion acts as a masking agent for metal ions and temporarily suppresses the curing reaction during kneading, It is considered that, while maintaining the fluidity of the kneaded product, at the same time, it also promotes the formation of a hydrate of an inorganic salt, which is considered to affect the development of mechanical strength of the cured product after kneading.

この様に、フッ素イオンの存在は練和時から硬化初期に
かけては非常に重要な役割を果たすものの、長期に亙っ
てガラス粒子から溶離され続けると逆に金属イオンと高
分子電解質との反応により形成されていた架橋が解離又
は切断され、硬化していた高分子電解質の再溶解や崩壊
の原因となる。そのため理想的には、練和時から硬化初
期にかけて適量のフッ素イオンが共存し、充分硬化反応
が進行した後には、その供給が抑えられるのが一番好ま
しい姿であると推測される。
Thus, although the presence of fluorine ions plays a very important role from the time of kneading to the early stage of curing, if they continue to be eluted from the glass particles for a long period of time, on the contrary, the reaction between the metal ions and the polymer electrolyte causes The formed cross-links are dissociated or broken, which causes re-dissolution or disintegration of the hardened polymer electrolyte. Therefore, ideally, it is presumed that the most preferable form is that an appropriate amount of fluorine ions coexist from the time of kneading to the initial stage of curing and the supply thereof is suppressed after the curing reaction has sufficiently proceeded.

然るに、本発明が提供する複合アルミノシリケートガラ
スは、前述した如く、粒子の表層部にのみフッ素イオン
を含有するため、従来の粒子内部まで多量のフッ素イオ
ンを含んでいるアミノシリケートガラスに比べて練和時
から硬化初期にかけては、フッ素イオンが反応に介在
し、その後硬化の進行と共に供給は減少し、最終的には
上述した理想に近い状態が再現されているものと推測さ
れる。
However, the composite aluminosilicate glass provided by the present invention contains fluorine ions only in the surface layer portion of the particles as described above, and therefore, compared to conventional aminosilicate glass containing a large amount of fluorine ions up to the inside of the particles. It is presumed that fluorine ions intervene in the reaction during the period from the Japanese time to the early stage of curing, and thereafter the supply decreases as the curing progresses, and finally the state close to the ideal described above is reproduced.

本発明の複合アルミノシリケートガラス粒子は、以上述
べた如くグラスアイオノマーセメントとして優れた性質
を示す他、例えば複合樹脂などの充填剤として、或は、
表面の熔融温度が中心部よりも低いことを利用した焼結
用原料、焼結助剤、またはガラスセラミック原料として
も有用である。又、フッ素化合物の使用量が少ないた
め、製造時に有毒なフッ素含有ガスの発生が少なく、環
境衛生からも装置の損傷上からも極めて有利な材料であ
る。
The composite aluminosilicate glass particles of the present invention show excellent properties as a glass ionomer cement as described above, or as a filler such as a composite resin, or
It is also useful as a sintering raw material, a sintering aid, or a glass ceramic raw material, which utilizes the fact that the melting temperature of the surface is lower than that of the central portion. Further, since the amount of the fluorine compound used is small, the production of toxic fluorine-containing gas is small at the time of production, and it is an extremely advantageous material from the viewpoint of environmental hygiene and damage to the device.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、本
分中並びに実施例中に示した材料の性状に関する諸量の
定義及びそれらの測定方法については次の通りである。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The definitions of various quantities relating to the properties of the materials shown in this section and the examples and the measuring methods thereof are as follows.

(1)平均粒子径 得られた粒子を水に分散させて、粒度分布計(マイクロ
トラックリードアンドノースラップ社)で測定した。測
定原理は、レーザー光による散乱回折像の測定によるも
のである。
(1) Average particle size The obtained particles were dispersed in water and measured with a particle size distribution meter (Microtrac Lead & Northlap Co.). The measurement principle is based on the measurement of a scattered diffraction image by laser light.

(2)構造 X線回折測定装置(日本電子)を用いて粉末のX線回折
を測定し、複合酸化物の構造(形態)を調べた。
(2) Structure The X-ray diffraction of the powder was measured using an X-ray diffraction measuring device (JEOL) to investigate the structure (morphology) of the composite oxide.

(3)組成及びガラスの被覆層の厚さ 粉末の組成は、蛍光X線分析装置(理学電機)で、又、
複合アルミノシリケートガラスのフッ素イオン含有ガラ
ス層の厚さ、及びフッ素の含有量は、該ガラス粒子の断
面を、LEDI分光結晶を装備したX線マイクロアナライザ
ーを使って求めた。
(3) Composition and thickness of glass coating layer The composition of the powder was measured with a fluorescent X-ray analyzer (Rigaku Denki).
The thickness of the fluorine ion-containing glass layer of the composite aluminosilicate glass and the content of fluorine were determined by using an X-ray microanalyzer equipped with an LEDI dispersive crystal for the cross section of the glass particles.

(4)セメントの硬化時間 JIS T6602に記載されている歯科用リン酸亜鉛セメント
の凝固試験に準じた。
(4) Hardening time of cement According to the coagulation test of dental zinc phosphate cement described in JIS T6602.

すなわち、内径が10×10×2mmのテフロン製モールド
に、ガラス粉末とセメント液とを1分間練和したセメン
トを満たし、その表面を平らにした。練和の開始から2
分を経過したときこれを温度37℃、相対湿度100%の恒
温槽中に移した。その後、重量560gのビッカー針(針の
断面席1mm2)を試験片の面に静かに落し、針跡がつか
なくなった時を、練和開始時から起算して硬化時間とし
た。
That is, a Teflon mold having an inner diameter of 10 × 10 × 2 mm was filled with cement prepared by kneading glass powder and cement liquid for 1 minute to flatten the surface. 2 from the start of training
After the lapse of minutes, this was transferred to a constant temperature bath at a temperature of 37 ° C and a relative humidity of 100%. Then, a Vickers needle having a weight of 560 g (needle cross-section seat 1 mm 2 ) was gently dropped on the surface of the test piece, and the time when no needle mark was left was counted from the start of kneading as the curing time.

(5)セメントの操作時間 英国規格BS6039に記載のグラスアイオノマーセメントの
測定法を参考にした。
(5) Cement operation time The measuring method of glass ionomer cement described in British Standard BS6039 was referred to.

すなわち、23±1℃の室内で、ガラス粉末とセメント液
とを練和したセメントを内径が8×10×5mmφのモール
ドに満たし、これに断面の直径が2mmの針を静かに落
し、針の断面の跡が明瞭に残らなくなったときを、練和
開始時から起算して操作時間とした。
That is, in a room of 23 ± 1 ° C., a mixture of glass powder and cement liquid is filled into a mold with an inner diameter of 8 × 10 × 5 mmφ, and a needle with a cross-sectional diameter of 2 mm is gently dropped to The operation time was calculated from the time when the kneading was started when the trace of the cross section was not left clearly.

(6)粉液比 ガラス粉末(Pg)のセメント液(Lg)に対する重量比
(P/L)とした。
(6) Powder-liquid ratio The weight ratio (P / L) of the glass powder (Pg) to the cement liquid (Lg) was used.

(7)圧縮強度 JIS T−6602のリン酸亜鉛セメントの破砕抗力試験に準
じた。
(7) Compressive strength According to JIS T-6602 zinc phosphate cement crushing resistance test.

すなわち、ガラス粉末とセメント液とを1分間練和した
セメントをモールドに入れ、これを温度37℃、相対湿度
100%の恒温槽中に1時間保ってから、硬化体をモール
ドから取り出した。試験片の大きさ及び形状は12mm×6m
mφの円柱状である。その後、この試験片を更に37℃の
蒸留水中に23時間保った後、テンシロン(東洋ボールド
ウィン社製)を使用してクロスヘッドスピード毎分1mm
で試験片が破砕するまで加圧した。この時の破砕抗力を
圧縮強度(kg/cm2)とした。
That is, cement mixed with glass powder and cement liquid for 1 minute is put into a mold, and this is placed at a temperature of 37 ° C. and a relative humidity.
After being kept in a 100% thermostat for 1 hour, the cured product was taken out of the mold. The size and shape of the test piece is 12 mm x 6 m
It has a cylindrical shape of mφ. After that, this test piece was kept in distilled water at 37 ° C for 23 hours, and then Tensilon (manufactured by Toyo Baldwin Co., Ltd.) was used to crosshead speed 1 mm / min.
The pressure was applied until the test piece was crushed. The crushing resistance at this time was defined as the compressive strength (kg / cm 2 ).

(8)崩壊率 JIST6602の崩壊率試験に準じた。(8) Disintegration rate Based on the JIS T6602 disintegration rate test.

すなわち、ガラス粉末とセメント液とを1分間練和した
セメントをモールドに入れ、直径0.148mmのナイロン線
を挿入した。これを37℃、相対湿度100%に1時間保っ
た後、モールド試験片を取り出した。試験片の大きさ及
び形状は5mm×15mmφの円盤状である。この後、ただち
に重量既知の内容積約100mlのガラス瓶にいれて栓をし
ひょう量した。この重量と瓶及びナイロン線の合計重量
との差を求め、試験片の重量とする。これに50mlの蒸留
水を入れ試験片を細線で水中に懸垂させ、軽く栓をして
温度37℃の恒温槽中に、7日間保った。ナイロン線及び
試験片を取り出した後、ガラス瓶を水浴上で加熱して水
を蒸発させ、更に温度150℃の恒温器中で、瓶の重量変
化が24時間につき0.5mg以下になるまで乾燥させた。次
いで、こうして得られたガラス瓶の重量から元のガラス
瓶重量を差し引いて蒸発残留物の重量を得た。この蒸発
残留物重量の試験片の重量に対する割合をもとめ、この
値を崩壊率とした。
That is, cement prepared by kneading glass powder and cement liquid for 1 minute was placed in a mold, and a nylon wire having a diameter of 0.148 mm was inserted. After keeping this at 37 ° C. and 100% relative humidity for 1 hour, the mold test piece was taken out. The size and shape of the test piece is a disk shape of 5 mm x 15 mmφ. Immediately thereafter, a glass bottle having an internal volume of known weight of about 100 ml was placed, stoppered and weighed. The difference between this weight and the total weight of the bottle and nylon wire is calculated and used as the weight of the test piece. 50 ml of distilled water was added to this, the test piece was suspended in water with a fine wire, lightly stoppered and kept in a constant temperature bath at a temperature of 37 ° C. for 7 days. After taking out the nylon wire and the test piece, the glass bottle was heated on a water bath to evaporate the water, and further dried in a thermostat at a temperature of 150 ° C until the weight change of the bottle became 0.5 mg or less per 24 hours. . The original glass bottle weight was then subtracted from the glass bottle weight thus obtained to obtain the weight of the evaporation residue. The ratio of the weight of the evaporation residue to the weight of the test piece was determined, and this value was used as the disintegration rate.

(9)フッ素イオン溶出量 崩壊率測定と同様にして、試験片(5×15mm¢)を温度
37℃の蒸留水(50ml)に7日間保った。この間に、蒸留
水中に溶離したフッ素イオン量を細管式電気泳動分析装
置(島津製作所製)を使って求めた。この値より、計算
によって試験片1グラムから溶出するミリグラム数を求
め、これをフッ素イオン溶出量とした。
(9) Fluorine ion elution amount The test piece (5 × 15 mm ¢) was heated at the same temperature as the disintegration rate measurement.
It was kept in distilled water (50 ml) at 37 ° C for 7 days. During this period, the amount of fluorine ions eluted in distilled water was determined using a capillary electrophoresis analyzer (manufactured by Shimadzu Corporation). From this value, the number of milligrams eluted from 1 gram of the test piece was obtained by calculation, and this was taken as the amount of fluorine ion eluted.

実施例1 0.01N−塩酸24mlとエタノール320mlの混合溶液にテトラ
エチルシリケート(Si(OC2H5,日本コルコート
製)333gを加えて、80℃で2時間還流した。該溶液に、
アルミニウムトリ−sec−ブトキシド(Al(O−sec−C4
H93、東京化成製)551gとリン酸トリエチル((C2H
5O)3P=O、和光純薬製)58gを加えて、更に1時間還
流した。この溶液をA液とする。
Example 1 To a mixed solution of 0.01N hydrochloric acid (24 ml) and ethanol (320 ml) was added 333 g of tetraethyl silicate (Si (OC 2 H 5 ) 4 , manufactured by Nippon Corcoat), and the mixture was refluxed at 80 ° C. for 2 hours. In the solution,
Aluminum tri-sec-butoxide (Al (O-sec-C 4
H 9 ) 3 , 551 g manufactured by Tokyo Kasei) and triethyl phosphate ((C 2 H
5 O) 3 P = O, by adding Wako Pure Chemical) 58 g, it was refluxed for 1 hour. This solution is referred to as solution A.

粒状金属カルシウム(和光純薬製)19.2gをエタノール4
lに加えて、60℃で2時間還流するとカルシウムはエタ
ノールと反応し、カルシウムジエトキシドを生成し、エ
タノールに溶けた。この反応溶液をB液とする。
Granular metallic calcium (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 19.2 g ethanol 4
In addition to l, calcium was reacted with ethanol when refluxed at 60 ° C. for 2 hours to produce calcium diethoxide, which was dissolved in ethanol. This reaction solution is designated as solution B.

B液にA液を加え、更にナトリウムメチラートを28%含
むメタノール溶液(和光純薬製)62gを加えてから、80
℃で1時間還流した後、この液を室温まで冷却した。こ
うして得られた液に、攪はんしながら予め調合したアン
モニア水1.2l並びにメタノール1.2lの混合液を徐々に加
えた。更に、一夜、室温で保つと寒天状のゲルが生成し
た。得られたゲルを、60℃で24時間乾燥してから、800
℃で1時間加熱したところ、白色粉末が得られた。
After adding solution A to solution B, and further adding 62 g of a methanol solution containing 28% sodium methylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 80
After refluxing at 0 ° C for 1 hour, the liquid was cooled to room temperature. A mixture of 1.2 l of ammonia water and 1.2 l of methanol prepared in advance was gradually added to the liquid thus obtained with stirring. Furthermore, when kept at room temperature overnight, an agar-like gel was formed. The gel obtained is dried at 60 ° C for 24 hours and then dried at 800
When heated at 0 ° C. for 1 hour, a white powder was obtained.

得られた白色粉末を、ポリエチレン製のビーカーに取
り、ポリプロピレン製の棒で砕いてからナイロン製の25
0メッシュふるいにかけた。ふるいを通過した粉末を金
属酸化物粉とする。
Take the obtained white powder in a polyethylene beaker, crush it with a polypropylene rod, and then
It was sifted through 0 mesh. The powder that has passed through the sieve is used as a metal oxide powder.

ついで、該金属酸化物粉を多重管式バーナーを用いて毎
分25gの速度で、水素(2.3Nm3/時)、空気(2.0Nm3
時)並びに酸素(0.75Nmm3/時)で形成された火炎中に
供給した。原料粉中の粒子は火炎中で溶融状態になった
後、サイクロンに至るまでに冷却されて、サイクロンで
回収された。
Then, the metal oxide powder at a rate of 25g using a multi-tube burner, the hydrogen (2.3 nm 3 / h), air (2.0 Nm 3 /
Hour) and oxygen (0.75 Nmm 3 / h). The particles in the raw material powder were melted in a flame, cooled down to a cyclone, and collected by the cyclone.

得られた粒子は、平均粒径5、3μm,非晶質球状であっ
た。組成分析によると、シリカ35.6%、アルミナ42.3重
量%、酸化カルシウム10.0%、五酸化リン8.4重量%、
酸化ナトリウム3.7重量%で、仕込量から算出される組
成比に等しかった。X線マイクロアナライザーによる組
成分析によると、粒子間及び粒子内で組成は均一であっ
た。
The obtained particles had an average particle size of 5, 3 μm and an amorphous spherical shape. According to the composition analysis, silica 35.6%, alumina 42.3% by weight, calcium oxide 10.0%, phosphorus pentoxide 8.4% by weight,
The amount of sodium oxide was 3.7% by weight, which was equal to the composition ratio calculated from the charged amount. Compositional analysis by an X-ray microanalyzer showed that the composition was uniform between particles and within particles.

以上のようにして、球状のアルミノシリケートガラス粉
末(G−1)を得た。次いで、球状のアルミノシリケー
トガラス粉末(G−1)10gを、フッ化アンモニウム
(和光純薬製)0.44gと適量の水と共に、アルミナ乳鉢
で練和してペースト状にし、更にドライエアーを吹き付
けながら練和を続け、粉末状にした。該粉末を、100℃
で12時間乾燥したのち、250℃で1時間仮焼して表面が
フッ素含有ガラスで被覆された改質アルミノシリケート
ガラス粉末を得た。
As described above, spherical aluminosilicate glass powder (G-1) was obtained. Next, 10 g of spherical aluminosilicate glass powder (G-1) was kneaded with 0.44 g of ammonium fluoride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and an appropriate amount of water in an alumina mortar to form a paste, and further while blowing dry air. Kneading was continued to make a powder. The powder at 100 ° C
After being dried for 12 hours, it was calcined at 250 ° C. for 1 hour to obtain a modified aluminosilicate glass powder whose surface was coated with fluorine-containing glass.

得られた粒子の形状、粒径、及びフッ素以外の組成比
は、G−1のそれらと同じであった。X線マイクロアナ
ライザーによると、フッ素イオン含有ガラス層の厚み
は、約0.3μmで、フッ素イオン含有ガラス層中のフッ
素イオン濃度は、約6重量%であった。また、x線回折
の測定によると、得られた粒子は非晶質を示し、被覆層
はガラスであることが確認された。
The shape, particle size, and composition ratio of the obtained particles other than fluorine were the same as those of G-1. According to an X-ray microanalyzer, the thickness of the fluorine ion-containing glass layer was about 0.3 μm, and the fluorine ion concentration in the fluorine ion-containing glass layer was about 6% by weight. Also, according to the measurement of x-ray diffraction, it was confirmed that the obtained particles were amorphous and the coating layer was glass.

実施例2〜7 フッ素イオン含有ガラス層形成の為の、フッ化アンモニ
ウムの量及び加熱条件以外は、実施例1と同様の方法で
球状の複合アルミノシリケートガラスを製造した。フッ
素イオン含有ガラス層の形成条件及び得られた粒子の性
質を表−1に示す。
Examples 2 to 7 Spherical composite aluminosilicate glasses were produced in the same manner as in Example 1 except for the amount of ammonium fluoride and the heating conditions for forming the fluorine ion-containing glass layer. Table 1 shows the conditions for forming the fluorine ion-containing glass layer and the properties of the obtained particles.

実施例8〜11 フッ素イオン含有ガラス層形成の為の、フッ化物の種類
及び量、並びに加熱条件が表−2の通りの外は、実施例
1と同様にして、球状の複合アルミノシリケートガラス
を製造した。フッ素イオン含有ガラス層の形成条件及び
得られた粒子の性質を表−2に示す。
Examples 8 to 11 A spherical composite aluminosilicate glass was prepared in the same manner as in Example 1 except that the type and amount of fluoride and the heating conditions for forming the fluorine ion-containing glass layer were as shown in Table 2. Manufactured. Table 2 shows the formation conditions of the fluorine ion-containing glass layer and the properties of the obtained particles.

実施例12 実施例1で得られた寒天状のゲルを、60℃で24時間の乾
燥後、800℃で1時間加熱し、更に、1500℃に加熱して
熔融した後、水中に投入して急冷した。得られたガラス
を、振動ボールミルで粉砕し、420メッシュのふるいに
かけた。ふるいを通過した粉末を、粉砕アルミノシリケ
ートガラス粉末(G−2)とする。
Example 12 The agar-like gel obtained in Example 1 was dried at 60 ° C. for 24 hours, heated at 800 ° C. for 1 hour, further heated at 1500 ° C. to melt, and then put into water. Quenched. The resulting glass was ground with a vibrating ball mill and passed through a 420 mesh screen. The powder that has passed through the sieve is used as ground aluminosilicate glass powder (G-2).

次いで、G−2 10gを、フッ化アンモニウム1.50gと水50
mlとよりなる水溶液に分散させた後、40℃のロータリー
エバポレーターにかけ粉末状にした。該粉末を100℃で1
2時間乾燥した後、600℃で1時間仮焼した。
Next, 10 g of G-2 is added with 1.50 g of ammonium fluoride and 50 g of water.
After being dispersed in an aqueous solution of 100 ml, the mixture was pulverized by a rotary evaporator at 40 ° C. The powder at 100 ℃ 1
After drying for 2 hours, it was calcined at 600 ° C. for 1 hour.

得られた粒子の形状は不定形、平均粒径4、6μm,フッ
素以外の組成比は、G−1のそれと同じであった。X線
マイクロアナライザーによると、フッ素イオン含有ガラ
ス層の厚みは約1μm,フッ素イオン濃度は約8重量%で
あった。また、得られた粒子は、非晶質であった。
The shape of the obtained particles was irregular, the average particle diameter was 4, 6 μm, and the composition ratio other than fluorine was the same as that of G-1. According to an X-ray microanalyzer, the glass layer containing fluorine ions had a thickness of about 1 μm and a fluorine ion concentration of about 8% by weight. Moreover, the obtained particles were amorphous.

実施例13〜16 実施例1記載の条件に基ずき、複合アルミノシリケート
ガラスを製造した。得られた粒子の性質を表−3に示
す。
Examples 13 to 16 Based on the conditions described in Example 1, composite aluminosilicate glass was produced. The properties of the obtained particles are shown in Table 3.

実施例17 実施例1で製造した球状のアルミノシリケートガラス粉
末(G−1)10g、実施例12で製造した粉砕アルミノシ
リケートガラス粉末2、5g及びフッ化ナトリウム0.33g
に適量の水を加えてスラリー状にし、乳鉢で充分に混練
した。その後、このスラリーに乾燥空気を吹き付けて水
分を揮散させた。得られた粉末を100℃で1時間乾燥し
た後、1000℃で5分間加熱し、複合アルミノシリケート
ガラスを得た。
Example 17 10 g of the spherical aluminosilicate glass powder (G-1) produced in Example 1, 2,5 g of the ground aluminosilicate glass powder produced in Example 12 and 0.33 g of sodium fluoride.
An appropriate amount of water was added to form a slurry, and the mixture was sufficiently kneaded in a mortar. Then, dry air was blown to the slurry to vaporize the water. The obtained powder was dried at 100 ° C. for 1 hour and then heated at 1000 ° C. for 5 minutes to obtain a composite aluminosilicate glass.

得られた複合アルミノシリケートガラス粒子は、平均粒
径5.7μm、フッ素イオン含有ガラス層の厚みは0.4μ
m、非晶質、球状であった。フッ素イオン含有ガラス層
には、フッ素イオンが6重量%含まれていた。又、フッ
素イオン以外の組成は、実施例1と同様であった。
The obtained composite aluminosilicate glass particles have an average particle diameter of 5.7 μm and the thickness of the fluorine ion-containing glass layer is 0.4 μm.
m, amorphous, and spherical. The fluorine ion-containing glass layer contained 6% by weight of fluorine ions. The composition other than the fluorine ion was the same as in Example 1.

用途例1 実施例1で製造した複合アルミノシリケートガラス2.0g
に対して、市販のグラスアイオノマーセメント(合着
用、商品名 フジアイオノマー、タイプI 而至歯科工
業株式会社製)の液1.0gの割合で練和し、操作時間、硬
化時間、圧縮強度、崩壊率及びフッ素イオン溶出量を測
定した。
Application Example 1 2.0 g of composite aluminosilicate glass produced in Example 1
In the meanwhile, a commercially available glass ionomer cement (combined, Fuji Ionomer, type I manufactured by Denso Dental Industry Co., Ltd.) was kneaded at a ratio of 1.0 g, and operation time, curing time, compressive strength, disintegration rate And the amount of fluoride ion elution was measured.

その結果、硬化時間5分30秒、操作時間2分、圧縮強度
1750Kg/cm2,崩壊率0.11%、及びフッ素イオン溶出量0.
30mg/gであった。
As a result, curing time 5 minutes 30 seconds, operation time 2 minutes, compressive strength
1750Kg / cm 2 , disintegration rate 0.11%, and fluoride ion elution rate 0.
It was 30 mg / g.

用途例2〜17 実施例2〜17で製造した複合アルミノシリケートガラス
を用途例1記載のグラスアイオノマーセメント液と練和
した場合の物性を調べた。その結果を、表ー4に示す。
Use Examples 2 to 17 The physical properties of the composite aluminosilicate glass produced in Examples 2 to 17 when kneaded with the glass ionomer cement liquid described in Use Example 1 were examined. The results are shown in Table 4.

比較例1 シリカ、アルミナ、氷晶石、リン酸アルミニウム、フッ
化カルシウム、及びフッ化アルミニウムを原料として、
実施例17と同様の方法で、平均粒径5.6μm,組成(重量
比、SiO2 33.5、Al2O3 32.0、CaO 9.9、Na2O 2.5、P2O5
8.1 F 13.9)のフルオロアルミノシリケートガラス粉
末を得た。
Comparative Example 1 Using silica, alumina, cryolite, aluminum phosphate, calcium fluoride, and aluminum fluoride as raw materials,
In the same manner as in Example 17, the average particle size was 5.6 μm, the composition (weight ratio, SiO 2 33.5, Al 2 O 3 32.0, CaO 9.9, Na 2 O 2.5, P 2 O 5
A fluoroaluminosilicate glass powder of 8.1 F 13.9) was obtained.

該フルオロアルミノシリケートガラス粉末1.7gを、用途
例1記載のグラスアイオノマーセメント液1.0gと練和し
た場合の物性を調べた。
The physical properties of 1.7 g of the fluoroaluminosilicate glass powder mixed with 1.0 g of the glass ionomer cement liquid described in Application Example 1 were examined.

硬化時間5分20秒、操作時間2分10秒、圧縮強度1650Kg
/cm2,崩壊率0.87%、及びフッ素イオン溶出量3.59mg/g
であった。
Curing time 5 minutes 20 seconds, operation time 2 minutes 10 seconds, compressive strength 1650Kg
/ cm 2 , disintegration rate 0.87%, and fluoride ion elution amount 3.59 mg / g
Met.

比較例2 比較例1と同様にして、平均粒径4.9μm、組成(重量
比、SiO2 36.8,Al2O3 35.7、CaO 10.9 Na2O 2.7,P2O5
8.9、F 5)のフルオロアルミノシリケートガラス粉末を
得た。このフルオロアルミノシリケートガラス粉末を実
施例1記載の方法で、フッ化アンモニウムで処理して表
面に更にフッ素を多く含むガラスで被覆されたフルオロ
アルミノシリケートガラス粉末を得た。
Comparative Example 2 As in Comparative Example 1, the average particle size was 4.9 μm, the composition (weight ratio, SiO 2 36.8, Al 2 O 3 35.7, CaO 10.9 Na 2 O 2.7, P 2 O 5
8.9, F 5) fluoroaluminosilicate glass powder was obtained. This fluoroaluminosilicate glass powder was treated with ammonium fluoride by the method described in Example 1 to obtain a fluoroaluminosilicate glass powder whose surface was further coated with a glass containing a large amount of fluorine.

得られたフルオロアルミノシリケートガラス粉末1.7g
を、用途例1記載のグラスアイオノマーセメント液1.0g
と練和した場合の物性を調べた。硬化時間5分50秒、操
作時間3分、圧縮強度1550Kg/cm2、崩壊率0.79%、及び
フッ素イオン溶出量3.17mg/gであった。
1.7 g of the obtained fluoroaluminosilicate glass powder
1.0 g of the glass ionomer cement liquid described in Application Example 1
The physical properties when kneaded with were investigated. The curing time was 5 minutes and 50 seconds, the operation time was 3 minutes, the compressive strength was 1550 Kg / cm 2 , the disintegration rate was 0.79%, and the fluorine ion elution amount was 3.17 mg / g.

比較例3 実施例1で得られた球状のアルミノシリケートガラス粉
末(G−1)10g及びフッ化アンモニウム0.1gを用い、
実施例1と同様にして、ガラスの被覆層の厚み0.3μ
m、フッ素イオン含有量0.5重量%で、フッ素イオン以
外の組成並びに粒子の形状及び大きさが実施例1で得た
複合アルミノシリケートガラスと同じガラス粒子を得
た。
Comparative Example 3 Using 10 g of the spherical aluminosilicate glass powder (G-1) obtained in Example 1 and 0.1 g of ammonium fluoride,
In the same manner as in Example 1, the thickness of the glass coating layer was 0.3 μm.
m, the content of fluorine ions was 0.5% by weight, and glass particles having the same composition as that of the composite aluminosilicate glass obtained in Example 1 except for the fluorine ions and the shape and size of the particles were obtained.

得られたガラス粒子2.0gを、用途例1記載のグラスアイ
オノマーセメント液1.0gと練和した場合の物性を調べ
た。硬化時間25分30秒、操作時間21分、圧縮強度620kg/
cm2、崩壊率18%、フッ素イオン溶出量0.25mg/gであっ
た。
The physical properties of 2.0 g of the obtained glass particles when kneaded with 1.0 g of the glass ionomer cement liquid described in Application Example 1 were examined. Curing time 25 minutes 30 seconds, operation time 21 minutes, compressive strength 620 kg /
The content was cm 2 , the disintegration rate was 18%, and the fluoride ion elution amount was 0.25 mg / g.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フッ素イオンを実質的に含有しないアルミ
ノシリケートガラスの表層に0.01〜3μmの厚さで、少
なくとも周期律表第I〜IV族の金属フッ素化物、フルオ
ロケイ酸塩及びこれらの任意の混合物の1種よりなり、
且つフッ素イオンを1重量%以上含有する層を有する複
合アルミノシリケート粒子
1. A surface layer of an aluminosilicate glass substantially free of fluorine ions, having a thickness of 0.01 to 3 .mu.m, at least a metal fluoride of Group I to IV of the periodic table, a fluorosilicate, and any of these. Consists of one kind of mixture,
And composite aluminosilicate particles having a layer containing 1% by weight or more of fluorine ions
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