EINBETTMASSE FÜR DIE MODELLGUSSTECHNIK IN DER DENTALTECHNIK, VERWENDUNG DER EINBETTMASSE UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER EINBETTMASSE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Einbettmasse für die Modellgußtechnik in der Dentaltechnik, bestehend aus Sand und Binder, wobei der Binder Monoammoniumphosphat (MAP) und Magnesiumoxid (MGO) enthält. Sie betrifft weiterhin eine Verwendung der Einbettmasse und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Einbettmasse.

[0002] In der Dentaltechnik werden Modellgußarbeiten auf einem Einbettmassemodell modelliert, mit Einbettmasse überbettet und auf hohe Temperaturen zwischen 900°C und 1050°C vorgewärmt und dann gegossen. Der Vorwärmprozeß läuft hierbei folgendermaßen ab: Die mit Einbettmasse überbettete Arbeit ("Modellgußmuffel") wird in den kalten Ofen gestellt und linear (mit einer üblichen Aufheiztemperatur von 2 bis 9°C/min) auf die Endtemperatur hochgeheizt.

[0003] Es gibt jedoch zwei Temperaturbereiche, bei denen die Temperatur langer gehalten werden muß Die erste Haltezeit in dem Vorwärmprogramm liegt bei ca 270°C. In diesem Temperaturbereich findet ein Expansionssprung der Einbettmasse statt (Cristobalitsprung) und die Temperatur muß ca. 30 bis 40 min lang gehalten werden. Dann wird weiter mit 2 bis 9°C/min aufgeheizt, bis bei 580°C die zweite Haltezeit erreicht wird. Bei 573°C findet der Quarzsprung (Expansionsbewegung des Quarzes) statt Auch dieser Temperaturbereich muß ca. 30 bis 40 min gehalten werden.

[0004] Anschließend wird weiter linear mit 2 bis 9°C/min zur Endtemperatur aufgeheizt Auch die Endtemperatur wird dann noch einmal 30 bis 40 min gehalten, bis die Modellgußmuffel homogen heiß ist. Anschließend kann die Arbeit dann gegossen werden. Dieser gesamte Aufheizprozeß dauert ca. 4 bis 5 Stunden und wird in der Regel in der Nacht durchgeführt.

[0005] Die Endtemperatur muß in der Modellgußtechnik oberhalb von 900°C liegen, wobei in der Regel Temperaturen von bis zu 1050°C und gegebenenfalls auch noch höhere Temperaturen erreicht werden. Dies richtet sich nach den jeweiligen Kobalt-Chrom-Molybdän-Modellgußlegierungen, welche in der Modellgußtechnik eingesetzt werden Die Endtemperatur der Vorwärmphase soll aus metallurgischen Gründen um 400 bis 450°C unter dem Schmelzpunkt der jeweiligen Modellgußlegierung liegen. Außerdem kühlt die Muffel im

[0006] Gießgerät während der sogenannten Gußverzugszeit noch etwas aus, so daß zum Gießzeitpunkt die Muffeltemperatur niedriger ist als die Endtemperatur der Vorwärmphase. Daher darf die Muffel auf keinen Fall unter 900°C vorgewärmt werden, da ansonsten die Möglichkeit eines Kaltgusses besteht, welcher in der Dentaltechnik unbedingt vermieden werden muß.

[0007] Bei einem alternativen Vorwärmverfahren wird die Muffel in einen auf 600°C vorgewärmten Ofen gegeben, ca. 30 min bei dieser Temperatur vorgewärmt und dann linear auf eine Endtemperatur von 900°C und höher aufgeheizt Nach einer entsprechenden Endhaltezeit von ca. 40 bis 60 min kann die Muffel dann gegossen werden Bei dieser Methode erhält man aufgrund der höheren Anfangstemperatur und einer verkürzten linearen Aufheizung eine gewisse Zeitersparnis.

[0008] Bekannte Einbettmassen setzen sich zusammen aus Sand (Quarze und Cristobalite) und einem Binder Bei sogenannten phosphatgebundenden Einbettmassen besteht der Binder überwiegend aus Monoammoniumphosphat (MAP) und aus Magnesiumoxid (MGO) Bei herkömmlichen Einbettmassen beträgt der Sandanteil ca. 80 bis 85 Gewichts-% und der Binderanteil ca. 15 bis 20 Gewichts-%. Innerhalb des Binders liegt der MAP-Anteil häufig in etwa um 2 bis 3% über dem MGO-Anteil, manchmal sind die beiden Anteile aber in etwa gleich.

[0009] Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Einbettmasse für die Modellgußtechnik in der Dentaltechnik und ein Verfahren zur Herstellung einer Einbettmasse zu schaffen, die es ermöglichen, im Rahmen einer Verwendung der Einbettmasse die Modellgußmuffel ohne vorheriges Vorwärmen direkt in den auf Endtemperatur (900 bis 1050°C) vorgeheizten Ofen zu geben, ohne daß es zu Beschädigungen der Modellgußmuffel kommt.

[0010] Diese Aufgabe wird bei einer Einbettmasse gemäß dem Oberbegriff erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gewichtsanteil von Monoammoniumphosphat (MAP) an der Gesamtmasse der Einbettmasse um mindestens 3,5% höher ist als der Gewichtsanteil von Magnesiumoxid (MGO).

[0011] Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Gewichtsanteil des Binders an der Gesamtmasse der Einbettmasse mehr als 20% beträgt.

[0012] Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Gewichtsanteil des Binders an der Gesamtmasse zwischen 20% und 35% beträgt.

[0013] Erfindungsgemäß ist auch eine Verwendung der Einbettmasse in einem Modellgußverfahren für die Dentaltechnik, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• Modellieren der Modellgußarbeiten auf einem Einbettmassemodell, wobei eine Einbettmasse verwendet wird,
• Überbetten der Modellgußarbeit mit einer Einbettmasse gemäß den Ansprüchen 1 bis 3,
• Einbringen der Modellgußmuffel in einen auf eine Temperatur oberhalb von ca. 900°C vorgewärmten Ofen,
• Gießen der Modellgußmuffel nach ca. 1 Stunde.

[0014] Ebenfalls erfindungsgemäß ist die Verwendung der Einbettmasse gemäß den Ansprüchen in einem Modellgußverfahren für die Dentaltechnik, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• Modellieren der Modellgußarbeit mit Wachs oder Kunststoff auf dem Meistermodell,
• Abheben und Anstiften der Modellgußarbeit auf einem Muffelsockel, der mit einer Manschette umschlossen wird,
• Einbetten der Modellgußarbeit mit einer Einbettmasse gemaß den Ansprüchen 1 bis 3,
• Einbringen der Modellgußmuffel in einen auf eine Temperatur oberhalb von ca. 900°C vorgewärmten Ofen,
• Gießen der Modellgußmuffel nach ca. 1 Stunde.

[0015] Gießgerät während der sogenannten Gußverzugszeit noch etwas aus, so daß zum Gießzeitpunkt die Muffeltemperatur niedriger ist als die Endtemperatur der Vorwärmphase. Daher darf die Muffel auf keinen Fall unter 900 °C vorgewärmt werden, da ansonsten die Möglichkeit eines Kaltgusses besteht, welcher in der Dentaltechnik unbedingt vermieden werden muß.

[0016] Bei einem alternativen Vorwärmverfahren wird die Muffel in einen auf 600 °C vorgewärmten Ofen gegeben, ca. 30 min bei dieser Temperatur vorgewärmt und dann linear auf eine Endtemperatur von 900 °C und höher aufgeheizt. Nach einer entsprechenden Endhaltezeit von ca. 40 bis 60 min kann die Muffel dann gegossen werden. Bei dieser Methode erhält man aufgrund der höheren Anfangstemperatur und einer verkürzten linearen Aufheizung eine gewisse Zeitersparnis.

[0017] Bekannte Einbettmassen setzen sich zusammen aus Sand (Quarze und Cristobalite) und einem Binder. Bei sogenannten phosphatgebundenen Einbettmassen besteht der Binder überwiegend aus Monoammoniumphosphat (MAP) und aus Magnesiumoxid (MGO). Bei herkömmlichen Einbettmassen beträgt der Sandanteil ca. 80 bis 85 Gewichts-% und der Binderanteil ca. 15 bis 20 Gewichts-%. Innerhalb des Binders liegt der MAP-Anteil häufig in etwa um 2 bis 3 % über dem MGO-Anteil, manchmal sind die beiden Anteile aber in etwa gleich.

[0018] Aus der FR 1 623 187 A1 ist ein feuerfestes Zahnmodellmaterial bekannt, das aus 5 bis 20 % eines löslichen Phosphates, 5 bis 20 % Magnesiumoxid und 10 bis 50 % wenigstens eines Elementes aus der Gruppe von Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Sinterquarz, Mullit, Spinell und Cordierit.

[0019] Die DE 37 40 883 A1 beschreibt eine dentale Gußeinbettungsmasse zur Herstellung von metallischen Zahnprothesen wie Kronen, Inlays und Brücken, die aus einer Mischung wenigstens eines Feuerfestmaterials, ausgewählt aus Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Magnesiumoxidklinker, Quarz, Kristobalit und Sinterquarz mit entweder einer Mischung aus löslichem Phosphat mit Magnesiumoxid oder Gipshemihydrat als Bindemittel sowie Rohstärke und wenigstens einer Verbindung aus der Gruppe der pulverförmigen Carbide, Nitride, Boride, Silicide und Sulfide der Übergangsmetalle der Gruppen IV, V und VI des Periodensystems und gegebenenfalls löslicher Stärke als Treibmittel zugegeben werden, besteht. Diese Zusammensetzung wird gewählt, um eine ausreichende thermische Expansion der Masse zu erreichen.

[0020] Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Einbettmasse für die Modellgußtechnik in der Dentaltechnik und ein Verfahren zur Herstellung einer Einbettmasse zu schaffen, die es ermöglichen, im Rahmen einer Verwendung der Einhettmasse die Modellgußmuffel ohne vorheriges Vorwärmen direkt in den auf Endtemperatur (900 bis 1050 °C) vorgeheizten Ofen zu geben, ohne daß es zu Beschädigungen der Modellgußmuffel kommt.

[0021] Diese Aufgabe wird bei einer Einbettmasse gemäß dem Oberbegriff erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gewichtsanteil von Monoammoniumphosphat (MAP) an der Gesamtmasse der Einbettmasse um mindestens 3,5 % höher ist als der Gewichtsanteil von Magnesiumoxid (MGO).

[0022] Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Gewichtsanteil des Binders an der Gesamtmasse der Einbettmasse mehr als 20 % beträgt.

[0023] Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Gewichtsanteil des Binders an der Gesamtmasse zwischen 20 % und 35 % beträgt.

[0024] Diese Angaben beziehen sich auf Sandmischungen,bei denen ca.8 bis 12 Gewichts-% feiner Sand (feines Quarzmehl bzw feiner Cristobalit mit einer Korngröße d50% von unter 20 um vorliegt und der Rest aus grobem Sand besteht. Bei Sandmischungen mit einem höheren Anteil an feinem Sand muß der Gewichtsanteil von MAP an der Gesamtmasse um mehr als 3,5 % über dem von MGO liegen.

[0025] Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß ein Binderanteil an der Gesamtmasse von über 20 Gewichts-% vorteilhaft ist. Je höher der Anteil an feinen Sanden ist, desto höher muß auch der Binderanteil an der Gesamtmasse sein, wobei Werte von über 30 % erreicht werden können.

Beispiel 1:

[0026] Aus Sand und Binder wird unter folgender Mischung (in Gewichts-%) eine Einbettmasse hergestellt:

Sand	F34 (Quarzwerke Frechen)	38 %
	W3 (Quarzwerke Frechen )	32 %
	M0010 (S.C.R. Sibelco )	9,5 %
Binder	MAP (Fabudent 746 )	12 %
	MGO (MAF Magnesite B.V.)	8,5 %

[0027] Bei dieser Rezeptur liegt ein relativ hoher Anteil (ca. 70 %) an grobem Sand (Quarzsand F34 und Quarzmehl W3) und lediglich 9,5 % feiner Sand (Cristobalit M0010) Hier reicht also ein um 3,5 % über dem MGO-Anteil liegender MAP-Anteil aus, damit diese Rezeptur einen Temperaturschock von ca. 1050°C aushalten kann. Bei einer geringeren Reaktivität des MAP oder einer stärkeren Reaktivität des MGO mußte bei gleichen Sandanteilen der MAP-Anteil leicht erhöht (z.B. auf 12,3 %) oder der MGO-Anteil leicht herabgesetzt (z.B. auf 8,2 %) werden, um zu erreichen, daß beim Einbringen der Modellgußmuffel in den Ofen der Temperaturschock ausgehalten wird Im vorliegenden Fall liegt der Gewichtsanteil des Binders bei 20,5 % der Gesamtmasse

Beispiel 2:

[0028] Aus Sand und Binder wird unter folgender Mischung (in Gewichts-%) eine Einbettmasse hergestellt:

Sand	F34 (Quarzwerke Frechen )	30 %
	W6 (Quarzwerke Frechen )	33,7 %
	SF3000 (Quarzwerke Frechen)	15%
Binder	MAP (Fabudent 746)	12,8 %
	MGO (MAF Magnesite B.V.)	8,5 %

[0029] Bei dieser Rezeptur liegt ein höherer Anteil an feinen Sanden als in Beispiel 1 vor, nämlich 33,7 % W6 (Quarzmehl) und 15 % SF3000 (sehr feiner Cristobalit) Folglich ist der MAP-

[0030] Überschuß höher, um die vielen kleinen Sandmoleküle im Hochtemperaturbereich zu binden. Hier liegt der Binderanteil an der Gesamtmasse bei 21,3 %.

Ansprüche

1. Einbettmasse für die Modellgußtechnik in der Dentaltechnik, bestehend aus Sand und Binder, wobei der Binder Monoammoniumphosphat (MAP) und Magnesiumoxid (MGO) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil von Monoammoniumphosphat (MAP) an der Gesamtmasse der Einbettmasse um mindestens 3,5% höher ist als der Gewichtsanteil von Magnesiumoxid (MGO).

2. Einbettmasse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil des Binders an der Gesamtmasse der Einbettmasse mehr als 20% beträgt.

3. Einbettmasse gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil des Binders an der Gesamtmasse zwischen 20% und 35% beträgt.

4. Verwendung der Einbettmasse gemäß den Ansprüchen 1 bis 3 in einem Modellgußverfahren für die Denaltechnik, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• Modellieren der Modellgußarbeit auf einem Einbettmassemodell, wobei eine Einbettmasse gemaß den Ansprüchen 1 bis 3 verwendet wird,

• Überbetten der Modellgußarbeit mit einer Einbettmasse gemäß den Ansprüchen 1 bis 3,

• Einbringen der Modellgußmuffel in einen auf eine Temperatur oberhalb von ca. 900°C vorgewärmten Ofen,

• Gießen der Modellgußmuffel nach ca. 1 Stunde.

5. Verwendung der Einbettmasse gemaß den Ansprüchen 1 bis 3 in einem Modellgußverfahren für die Dentaltechnik, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• Modellieren der Modellgußarbeit mit Wachs oder Kunststoff auf dem Meistermodell,

• Abheben und Anstiften der Modellgußarbeit auf einem Muffelsockel, der mit einer Manschette umschlossen wird,

• Einbetten der Modellgußarbeit mit einer Einbettmasse gemäß den Ansprüchen 1 bis 3,

• Einbringen der Modellgußmuffel in einen auf eine Temperatur oberhalb von ca. 900°C vorgewärmten Ofen,

• Gießen der Modellgußmuffel nach ca. 1 Stunde.

6. Verwendung gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofentemperatur beim Einbringen der Modellgußmuffel zwischen 900°C und 1050°C liegt.

7. Verfahren zur Herstellung einer Einbettmasse für die Modellgußtechnik in der Dentaltechnik, die ein Einbringen der mit dieser Einbettmasse hergestellten Modellgußmuffel in einen auf Temperaturen von über 900°C vorgeheizten Ofen ermöglicht, wobei im wesentlichen aus Monoammoniumphosphat (MAP) und aus Magnesiumoxid (MGO) ein Binder gemischt wird, wobei der Gewichtsanteil von Monoammoniumphosphat (MAP) an der Gesamtmasse der Einbettmasse um mindestens 3,5% höher ist als der Gewichtsanteil von Magnesiumoxid (MGO) und dieser Binder mit Sand gemischt wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sand aus Quarz und Cristobalit besteht.

Claims

1. An investment compound for casting in the field of dentistry, consisting of sand and binder, the binder containing monoammonium phosphate (MAP) and magnesium oxide (MGO),
characterized in that
the proportion by weight of monoammonium phosphate (MAP) relative to the total weight of investment compound is at least 3.5 % higher than the proportion by weight of magnesium oxide (MGO).

2. The investment compound of claim 1,
characterized in that
the proportion by weight of binder relative to the total weight of investment compound is more than 20 %.

3. The investment compound of claim 1,
characterized in that
the proportion by weight of binder relative to the total weight is between 20 % and 35 %.

4. Use of the investment compound of claims 1 to 3 in a dental casting process,
characterized by
the following steps:

° Modelling of the pattern on an investment compound model for which an investment compound according to claims 1 to 3 is used

° Investing the pattern with an investment compound according to claims 1 to 3

° Introduction of the invested pattern into an oven preheated to a temperature above about 900 °C

° Casting after about 1 hour.

5. Use of the investment compound of claims 1 to 3 in a dental casting process,
characterized by
the following steps:

° Modelling of the wax or plastic pattern on a master model

° Removal of the wax pattern and attachment thereof via sprues to a base which is surrounded by a collar

° Investing the pattern with an investment compound according to claims 1 to 3

° Introduction of the invested pattern into an oven preheated to a temperature above about 900 °C

° Casting after about 1 hour.

6. Use according to claim 4 or claim 5,
characterized in that
the oven temperature is between 900 °C and 1050 °C when the invested pattern is put in.

7. A method of producing an investment compound for casting in the field of dentistry, the investment compound allowing the pattern invested with it to be introduced into an oven preheated to a temperature of over 900 °C, and the method essentially involving the mixing of a binder comprising monoammonium phosphate (MAP) and magnesium oxide (MGO) such that the proportion by weight of monoammonium phosphate (MAP) relative to the total weight of investment compound is at least 3.5 % higher than the proportion by weight of magnesium oxide (MGO), and this binder being mixed with sand.

8. The method of claim 7,
characterized in that
the sand consists of quartz and cristobalite.

Revendications

1. Revêtement pour la coulée de modèle en dentisterie, composé de sable et d'un liant contenant du phosphate d'ammonium diacide (MAP) et de l'oxyde de magnésium (MGO), caractérisé en ce que la fraction pondérale du phosphate d'ammonium diacide (MAP) dans la masse totale du revêtement est supérieure d'au moins 3,5 % à la fraction pondérale de l'oxyde de magnésium (MGO).

2. Revêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fraction pondérale du liant dans la masse totale du revêtement est supérieure à 20 %.

3. Revêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fraction pondérale du liant dans la masse totale est comprise entre 20 % et 35 %.

4. Utilisation du revêtement selon les revendications 1 à 3 dans un procédé de coulée de modèle pour la dentisterie, caractérisée par les étapes de procédé suivantes :

• modelage de la maquette sur un modèle en revêtement, un revêtement selon les revendications 1 à 3 étant utilisé,

• enrobage de la maquette avec un revêtement selon les revendications 1 à 3,

• introduction du moufle de coulée de modèle dans four préchauffé à une température supérieure à environ 900 °C,

• remplissage par coulée du moufle de coulée de modèle après environ une heure.

5. Utilisation du revêtement selon les revendications 1 à 3 dans un procédé de coulée de modèle pour la dentisterie, caractérisée par les étapes de procédé suivantes :

• modelage de la maquette avec de la cire ou une matière plastique sur le modèle maître,

• démoulage et fixation à l'aide de tiges de coulée de la maquette sur un socle de moufle entouré d'un cylindre,

• enrobage de la maquette avec du revêtement selon les revendications 1 à 3,

• introduction du moufle de coulée de modèle dans un four préchauffé à une température supérieure à environ 900 °C,

• remplissage par coulée du moufle de coulée de modèle après environ une heure.

6. Utilisation selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisée en ce que la température du four lors de l'introduction du moufle de coulée de modèle est comprise entre 900 °C et 1 050 °C.

7. Procédé de fabrication d'un revêtement pour la coulée de modèles en dentisterie, qui rende possible l'introduction du moufle de coulée de modèle fabriqué avec ce revêtement dans un four préchauffé à une température supérieure à 900 °C, un liant étant mélangé principalement à base de phosphate d'ammonium diacide (MAP) et d'oxyde de magnésium (MGO), la fraction pondérale du phosphate d'ammonium diacide (MAP) dans la masse totale de revêtement étant supérieure d'au moins 3,5 % à la fraction pondérale de l'oxyde de magnésium (MGO) et ce liant étant mélangé à du sable.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le sable se compose de quartz et de cristobalite.