KR102558011B1 - Silicate composition having luminescence properties similar to natural teeth and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모체 결정 물질 (Host material)에 희토류 (Rare earth elements, REE) 금속 2가 양이온이 특정 비율로 도핑되어 피시술자의 자연치 (natural teeth)와 유사한 발광 특성을 갖는 실리케이트 (Silicate)계 형광체 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 피시술자의 자연치와 유사한 발광 특성을 갖는 형광체 조성물을 제공하여 치아 외관상 심미적 효과를 개선할 수 있다.The present invention relates to a silicate-based phosphor composition having a luminescent property similar to that of natural teeth of a person to be treated by doping a host material with divalent cations of rare earth elements (REE) in a specific ratio, and a method for producing the same. By providing a phosphor composition having luminescent properties similar to natural teeth of a person to be treated, it is possible to improve aesthetic effects on tooth appearance.

Description

자연치와 유사한 발광 특성을 갖는 실리케이트계 조성물 및 이의 제조 방법 {SILICATE COMPOSITION HAVING LUMINESCENCE PROPERTIES SIMILAR TO NATURAL TEETH AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Silicate-based composition having luminescent properties similar to natural teeth and method for preparing the same

본 발명은 실리케이트 (Silicate)계 형광체 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 구체적으로, 모체 결정 물질 (Host material)에 희토류 (Rare earth elements, REE) 금속 2가 양이온을 특정 비율로 도핑함으로써 피시술자의 자연치 (natural teeth)와 유사한 발광 특성을 갖는 실리케이트계 형광체 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a silicate-based phosphor composition and a method for producing the same, and more specifically, to a host material by doping rare earth elements (REE) metal divalent cations in a specific ratio to a silicate-based phosphor composition having light emitting characteristics similar to those of natural teeth of a person to be treated, and a method for producing the same.

일반적으로 치아가 우식이나 파절에 의한 손상 또는 결손 등으로 상실되면 발음, 저작, 심미성에 큰 장애가 발생한다. 또한, 치아가 없는 빈 공간으로 인접치아들이 이동함으로써, 치아의 정상적인 배열이 어긋나기 시작하면, 치아 사이에 음식물이 끼게 되어 충치나 풍치가 발생하고, 입 냄새가 나게 된다. 특히, 어금니의 손상 또는 결손은 식사를 제대로 하지 못하기 때문에 영양부족 현상이 발생할 수 있다. 또한, 앞니의 손상 또는 결손은 심미적인 문제를 야기할 뿐만 아니라, 손상 또는 결손된 부위에 2차 우식이 발생할 확률이 급격히 높아지게 된다.In general, when a tooth is lost due to damage or loss due to caries or fracture, a great obstacle occurs in pronunciation, chewing, and aesthetics. In addition, when adjacent teeth move into an empty space where there are no teeth, and the normal arrangement of the teeth starts to shift, food gets caught between the teeth, resulting in tooth decay or tooth decay and bad breath. In particular, damage or missing molars can cause malnutrition because they cannot eat properly. In addition, damage or deficiency of the front teeth not only causes aesthetic problems, but also increases the probability of secondary caries occurring in the damaged or missing area.

따라서, 이러한 치아의 손상 또는 결손이 발생된 환자에게는 치아 대체 치료인 치과용 수복 등의 저작 및 심미적 치료를 실시하고 있으며, 치과용 수복이란 치아의 우식이나 파절에 의한 부분적 손상 등의 원인으로 시술이 필요해진 치아에 환부를 도려내어 형성된 와동 (cavity)을 치아 대체 재료로 밀봉하는 것을 말하며, 이때 사용하는 치아 대체 재료가 치과용 수복재료이다.Therefore, for patients with such damage or loss of teeth, chewing and aesthetic treatment such as dental restoration, which is a tooth replacement treatment, is performed.

치과용 수복재료는 구강 내의 특수한 환경으로 인해 일반 재료와는 다르게 교합압, 생체조직 친밀도, 과민 반응 유발 여부 등 여러 가지 특성들이 요구된다. 최근에는 대중 매체의 발달로 개인의 심미적 욕구 등이 높아짐을 반영하여, 치질과의 색 조화 등도 고려되어야 한다.Due to the special environment in the oral cavity, dental restorative materials require various properties, such as occlusal pressure, biological tissue intimacy, and hypersensitivity reactions, unlike general materials. In recent years, color harmony with hemorrhoids should also be considered, reflecting the increase in individual aesthetic desires due to the development of mass media.

1991년에 Studel이 자외선 빔의 조사하에 자연치가 강한 푸른 형광성 (strong blue fluorescence)이 나타냄을 확인하였다. 이러한 특성은 일광 (daylight)에서 자연치를 보다 하얗고 밝게 보이도록 한다. 또한, 이러한 특성은 구강 내부의 치아에 나타나는 형광성에 의한 것임이 Clark에 의해 확인된 바 있다. 이 후, 많은 연구자들에 의해 자연치의 형광스펙트럼 (fluorescence spectrum)이 블루 모브 (blue mauve)의 특성인 약 410 nm에서 420 nm의 파장에서 가장 큰 폭의 대역 (band)을 보이다가 점차 680 nm까지 감소되는 것을 관찰하였다.In 1991, Studel confirmed that natural teeth exhibit strong blue fluorescence under irradiation with an ultraviolet beam. These properties make natural teeth appear whiter and brighter in daylight. In addition, it was confirmed by Clark that this characteristic is due to fluorescence appearing on teeth in the oral cavity. After this, many researchers observed that the fluorescence spectrum of natural teeth shows the widest band at a wavelength of about 410 nm to 420 nm, which is characteristic of blue mauve, and gradually decreases to 680 nm.

이러한 자연치는 구강내 자외선 (ultraviolet radiation)을 노출시킬 때, 단일의 치아 또는 치아들 사이로부터 다양한 형광이 나타나는데, 사람마다 차이는 있으나 청백색 (bluish-white) 내지 옐로우위쉬 화이트 (yellowish-white) 색상을 보인다. 자연치의 형광은 치아의 길이와 면적에 많은 영향을 미치게 되는데, 서양인 치아는 길이와 면적에서 동양인보다 크기 때문에 청백색에 가까우며, 동양인의 경우에는 잇몸으로부터 오는 붉은색 (reddish)에 의해 옐로우위쉬 화이트 색 (yellowish-white)에 가깝다.When these natural teeth are exposed to ultraviolet radiation (ultraviolet radiation) in the oral cavity, various fluorescence appears from a single tooth or between teeth. The fluorescence of natural teeth has a great effect on the length and area of the teeth. Western teeth are larger than Asians in length and area, so they are close to bluish-white, and in the case of Asians, reddish from the gums. It is close to yellowish-white.

따라서, 자연치 (natural teeth) 발광 특성과 유사하여, 각기 다른 심미적 욕구를 만족시킬 수 있는 형광체 조성물의 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop a phosphor composition that is similar to natural teeth in light emitting characteristics and can satisfy different aesthetic needs.

이에 본 발명자들은 희토류 금속의 2가 양이온을 포함하는 실리케이트 (Silicate)계 형광체 조성물을 제조하였고, 본 발명에 따른 조성물은 희토류 금속의 2가 양이온의 도핑 농도를 조절함으로써, 자연치 (natural teeth) 발광 특성과 유사한 발광 특성을 나타낼 수 있음을 확인하였다.Accordingly, the present inventors prepared a silicate-based phosphor composition containing divalent cations of rare earth metals, and the composition according to the present invention adjusts the doping concentration of divalent cations of rare earth metals, thereby confirming that natural teeth can exhibit light emitting properties similar to those.

이에, 본 발명의 목적은 실리케이트계 형광체 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a silicate-based phosphor composition.

본 발명의 다른 목적은 실리케이트계 형광체 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for preparing a silicate-based phosphor composition.

본 발명의 또 다른 목적은 실리케이트계 형광체 조성물을 포함하는 치과용 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a dental composition comprising a silicate-based phosphor composition.

본 발명의 또 다른 목적은 실리케이트계 형광체 조성물의 도포 방법에 관한 것이다.Another object of the present invention relates to a method of applying a silicate-based phosphor composition.

본 발명은 실리케이트 (Silicate)계 형광체 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 구체적으로, 모체 결정 물질 (host material)에 희토류 (rare earth elements, REE) 금속 2가 양이온의 도핑 비율을 조절함으로써 피시술자의 자연치 (natural teeth)와 유사한 발광 특성을 갖는 실리케이트계 형광체 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a silicate-based phosphor composition and a method for producing the same, and more specifically, to a silicate-based phosphor composition having light-emitting characteristics similar to natural teeth of a person to be treated by adjusting the doping ratio of a rare earth element (REE) metal divalent cation in a host material, and a method for manufacturing the same.

이하 본 발명을 더욱 자세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 일 예는 화학식 1로 표시되는 실리케이트계 형광체 조성물에 관한 것이다.An example of the present invention relates to a silicate-based phosphor composition represented by Chemical Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

(AE1-x-yREE1xREE2y)Al2Si2O8 (AE 1-xy REE1 x REE2 y )Al 2 Si 2 O 8

본 발명에 있어서 용어 “모체 결정 물질”은 Al2Si2O8를 의미하는 것일 수 있다.In the present invention, the term “mother crystal material” may mean Al 2 Si 2 O 8 .

본 발명에 있어서 AE는 바륨 (Ba), 스트론튬 (Sr), 및 칼슘 (Ca) 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 알칼리 토금속 (Alkali earth elements)을 의미하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 칼슘일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, AE may mean an alkaline earth element selected from the group consisting of barium (Ba), strontium (Sr), calcium (Ca), etc., for example, may be calcium, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 알칼리 토금속은 원소 주기율표상 2족 원소 군을 의미하는 것일 수 있다.In the present invention, the alkaline earth metal may mean a Group 2 element group on the periodic table of elements.

본 발명에 있어서 REE1은 란타넘 (La), 가돌리늄 (Gd), 이트륨 (Y), 세륨 (Ce), 프라세오디뮴 (Pr), 네오디뮴 (Nd), 사마륨 (Sm), 유로퓸 (Eu), 가돌리늄 (Gd), 터븀 (Tb), 디스프로슘 (Dy), 홀뮴 (Ho), 어븀 (Er) 및 툴륨 (Tm)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 희토류 금속 (rare earth elements, REE)일 수 있으며, 예를 들어, 유로퓸일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, REE1 is lanthanum (La), gadolinium (Gd), yttrium (Y), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er) and thulium (T m) may be any rare earth metal (rare earth elements, REE) selected from the group consisting of, for example, europium, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 REE2는 란타넘 (La), 가돌리늄 (Gd), 이트륨 (Y), 세륨 (Ce), 프라세오디뮴 (Pr), 네오디뮴 (Nd), 사마륨 (Sm), 유로퓸 (Eu), 가돌리늄 (Gd), 터븀 (Tb), 디스프로슘 (Dy), 홀뮴 (Ho), 어븀 (Er) 및 툴륨 (Tm)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 희토류 금속 (rare earth elements, REE)일 수 있으며, 예를 들어, 터븀일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, REE2 is lanthanum (La), gadolinium (Gd), yttrium (Y), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er) and thulium (T m) may be any one rare earth metal (rare earth elements, REE) selected from the group consisting of, for example, terbium, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 용어 “희토류 금속 (rare earth elements, REE)”은 원소주기율표상 원자 번호 57번부터 71번까지의 군에 속하는 금속을 의미하는 것일 수 있다.In the present invention, the term “rare earth elements (REE)” may mean a metal belonging to the group of atomic numbers 57 to 71 on the periodic table of elements.

본 발명에 있어서 x는 0<x≤0.15인 것일 수 있고, 이는 x가 0은 포함하지 않고 0.15를 포함하되, 0과 0.15의 사이의 값을 갖는 것임을 의미하는 것일 수 있다.In the present invention, x may be 0<x≤0.15, which means that x does not include 0 and includes 0.15, but has a value between 0 and 0.15.

본 발명에 있어서 화학식의 원소비는 일반적으로 정수로 기재하는 것이나, 합금 또는 특수광물 등 하나의 분자에 포함되는 원소의 비율이 복잡하여 소수로 기재하는 것이 정수로 기재하는 것보다 더 간단한 경우에는 소수로 기재할 수도 있다.In the present invention, the element ratio of the chemical formula is generally described as an integer, but if the ratio of elements contained in one molecule such as alloys or special minerals is complicated, it is simpler to describe as a decimal rather than as an integer.

본 발명에 있어서 x는 화학식에서 모체결정의 희토류 금속 REE1 자리에 도핑되는 희토류 금속 REE2의 비율이며, 고상법 및 액상법 등 합성법에 따라 wt% 또는 mol%로 표기할 수 있다. 예를 들어, 5 wt% 또는 5 mol%인 경우 x는 0.05인 것일 수 있다.In the present invention, x is the ratio of the rare earth metal REE2 doped at the site of the rare earth metal REE1 of the parent crystal in the chemical formula, and can be expressed as wt% or mol% depending on the synthesis method such as the solid phase method and the liquid phase method. For example, in the case of 5 wt% or 5 mol%, x may be 0.05.

본 발명에 있어서 x는 0.01 내지 0.15, 0.01 내지 0.13, 0.01 내지 0.11, 0.01 내지 0.09, 0.03 내지 0.15, 0.03 내지 0.13, 0.03 내지 0.11 또는 0.03 내지 0.09일 수 있으며, 예를 들어, 0.03 내지 0.09일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, x may be 0.01 to 0.15, 0.01 to 0.13, 0.01 to 0.11, 0.01 to 0.09, 0.03 to 0.15, 0.03 to 0.13, 0.03 to 0.11 or 0.03 to 0.09, for example, 0.03 to 0.09. However, it is not limited thereto.

본 발명에 있어서 y는 0≤y≤0.15인 것일 수 있고, 이는 y가 0 및 0.15를 포함하되, 0과 0.15의 사이의 값을 갖는 것임을 의미하는 것일 수 있다.In the present invention, y may be 0≤y≤0.15, which means that y includes 0 and 0.15, but has a value between 0 and 0.15.

본 발명에 있어서 y는 0 내지 0.05, 0 내지 0.04, 0.01 내지 0.05 또는 0.01 내지 0.04일 수 있으며, 예를 들어, 0.01 내지 0.03일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, y may be 0 to 0.05, 0 to 0.04, 0.01 to 0.05, or 0.01 to 0.04, for example, 0.01 to 0.03, but is not limited thereto.

y는 수용액에서 희토류 금속의 mol% 농도를 소수로 나타낸 것일 수 있으며, 예를 들어, 수용액에서 희토류 금속의 농도가 1 mol%인 경우 y는 0.01인 것일 수 있다.y may represent the mol% concentration of the rare earth metal as a decimal number in the aqueous solution, and for example, when the concentration of the rare earth metal in the aqueous solution is 1 mol%, y may be 0.01.

본 발명에 있어서 용어 “도핑 (dopping)”은 금속공학 분야에서 모체 결정 물질에 미량의 다른 물질을 첨가하여 모체 결정 물질의 성질을 개선 또는 개질 (reforming)하는 행위를 의미하는 것일 수 있다.In the present invention, the term "doping" may refer to an act of improving or reforming the properties of a parent crystal material by adding a small amount of another material to the parent crystal material in the field of metallurgy.

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 실리케이트계 조성물은 (Ca0.95Eu0.05)Al2Si2O8인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the silicate-based composition represented by Chemical Formula 1 may be (Ca 0.95 Eu 0.05 )Al 2 Si 2 O 8 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 실리케이트계 조성물은 (Ca0.85Eu0.12Tb0.03)Al2Si2O8인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the silicate-based composition represented by Formula 1 may be (Ca 0.85 Eu 0.12 Tb 0.03 )Al 2 Si 2 O 8 .

본 발명의 일 구현예에서, 화학식 1로 표시되는 실리케이트계 조성물은 (Ca0.87Eu0.12Tb0.01)Al2Si2O8인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the silicate-based composition represented by Chemical Formula 1 may be (Ca 0.87 Eu 0.12 Tb 0.01 )Al 2 Si 2 O 8 .

본 발명에 있어서 형광체 조성물의 평균 입자경은 0.01 내지 10 um, 0.01 내지 8 um, 0.01 내지 6 um, 0.01 내지 4 um, 0.1 내지 10 um, 0.1 내지 8 um, 0.1 내지 6 um, 0.1 내지 4 um, 1 내지 10 um, 1 내지 8 um, 1 내지 6 um, 1 내지 4 um, 2 내지 10 um, 2 내지 8 um, 2 내지 6 um, 2 내지 4 um, 3 내지 10 um, 3 내지 8 um, 3 내지 6 um 또는 3 내지 4 um일 수 있으며, 예를 들어, 3 um일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the average particle diameter of the phosphor composition is 0.01 to 10 um, 0.01 to 8 um, 0.01 to 6 um, 0.01 to 4 um, 0.1 to 10 um, 0.1 to 8 um, 0.1 to 6 um, 0.1 to 4 um, 1 to 10 um, 1 to 8 um, 1 to 6 um , 1 to 4 um, 2 to 10 um, 2 to 8 um, 2 to 6 um, 2 to 4 um, 3 to 10 um, 3 to 8 um, 3 to 6 um, or 3 to 4 um, for example, It may be 3 um, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 형광체 조성물의 발광 파장은 420 내지 600 nm, 420 내지 590 nm, 420 내지 580 nm, 420 내지 570 nm, 420 내지 560 nm, 420 내지 550 nm, 420 내지 540 nm, 420 내지 530 nm, 420 내지 520 nm, 420 내지 510 nm, 430 내지 600 nm, 430 내지 590 nm, 430 내지 580 nm, 430 내지 570 nm, 430 내지 560 nm, 430 내지 550 nm, 430 내지 540 nm, 430 내지 530 nm, 430 내지 520 nm, 430 내지 510 nm, 440 내지 600 nm, 440 내지 590 nm, 440 내지 580 nm, 440 내지 570 nm, 440 내지 560 nm, 440 내지 550 nm, 440 내지 540 nm, 440 내지 530 nm, 440 내지 520 nm, 440 내지 510 nm, 450 내지 600 nm, 450 내지 590 nm, 450 내지 580 nm, 450 내지 570 nm, 450 내지 560 nm, 450 내지 550 nm, 450 내지 540 nm, 450 내지 530 nm, 450 내지 520 nm, 450 내지 510 nm, 460 내지 600 nm, 460 내지 590 nm, 460 내지 580 nm, 460 내지 570 nm, 460 내지 560 nm, 460 내지 550 nm, 460 내지 540 nm, 460 내지 530 nm, 460 내지 520 nm, 460 내지 510 nm, 470 내지 600 nm, 470 내지 590 nm, 470 내지 580 nm, 470 내지 570 nm, 470 내지 560 nm, 470 내지 550 nm, 470 내지 540 nm, 470 내지 530 nm, 470 내지 520 nm, 470 내지 510 nm, 480 내지 600 nm, 480 내지 590 nm, 480 내지 580 nm, 480 내지 570 nm, 480 내지 560 nm, 480 내지 550 nm, 480 내지 540 nm, 480 내지 530 nm, 480 내지 520 nm 또는 480 내지 510 nm일 수 있으며, 예를 들어, 480 내지 510 nm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the emission wavelength of the phosphor composition is 420 to 600 nm, 420 to 590 nm, 420 to 580 nm, 420 to 570 nm, 420 to 560 nm, 420 to 550 nm, 420 to 540 nm, 420 to 530 nm, 420 to 520 nm, 420 to 510 nm, 430 to 600 nm, 430 to 590 nm, 430 to 580 nm, 430 to 570 nm, 430 to 560 nm, 430 to 550 nm, 430 to 540 nm, 430 to 530 nm, 430 to 520 nm, 430 to 510 nm, 440 to 600 nm, 44 0 to 590 nm, 440 to 580 nm, 440 to 570 nm, 440 to 560 nm, 440 to 550 nm, 440 to 540 nm, 440 to 530 nm, 440 to 520 nm, 440 to 510 nm, 450 to 600 nm, 450 to 590 nm, 450 to 580 nm, 450 to 570 nm, 450 to 560 nm, 450 to 550 nm, 450 to 540 nm, 450 to 530 nm, 450 to 520 nm, 450 to 510 nm, 460 to 600 nm, 460 to 590 nm, 460 to 580 nm, 460 to 5 70 nm, 460 to 560 nm, 460 to 550 nm, 460 to 540 nm, 460 to 530 nm, 460 to 520 nm, 460 to 510 nm, 470 to 600 nm, 470 to 590 nm, 470 to 580 nm, 470 to 570 nm, 470 to 560 nm, 470 to 550 nm, 470 to 540 nm, 470 to 530 nm, 470 to 520 nm, 470 to 510 nm, 480 to 600 nm, 480 to 590 nm, 480 to 580 nm, 480 to 570 nm, 480 to 560 nm, 480 to 550 nm, It may be 480 to 540 nm, 480 to 530 nm, 480 to 520 nm, or 480 to 510 nm, for example, 480 to 510 nm, but is not limited thereto.

본 발명의 다른 일 예는 다음의 단계를 포함하는 실리케이트계 형광체 조성물의 제조 방법에 관한 것이다:Another example of the present invention relates to a method for preparing a silicate-based phosphor composition comprising the following steps:

탄산칼슘 (Calcium carbonate, CaCO3), 산화알루미늄 (Aluminium oxide, Al2O3), 산화규소 (Silicon Dioxide, SiO2) 및 산화유로퓸 [Europium(III) oxide, Eu2O3]을 용매에 용해하여 용해물을 준비하는 준비 단계;Calcium carbonate (CaCO 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon oxide (Silicon Dioxide, SiO 2 ) and europium oxide [Europium(III) oxide, Eu 2 O 3 ] A preparation step of preparing a melt by dissolving in a solvent;

상기 용해물을 건조하여 건조 혼합물을 수득하는 건조 단계;a drying step of drying the lysate to obtain a dry mixture;

상기 건조 혼합물을 대기 (air) 조건 하에서 열처리하여 제1하소 혼합물을 수득하는 제1하소 단계; 및a first calcination step of heat-treating the dry mixture under air conditions to obtain a first calcination mixture; and

상기 제1하소 혼합물을 혼합 가스 조건 하에서 열처리하여 제2하소 혼합물을 수득하는 제2하소 단계.A second calcination step of heat-treating the first calcination mixture under a mixed gas condition to obtain a second calcination mixture.

본 발명에 있어서 준비 단계는 탄산칼슘 (Calcium carbonate, CaCO3), 산화알루미늄 (Aluminium oxide, Al2O3), 산화규소 (Silicon Dioxide, SiO2) 및 산화유로퓸 [Europium(III) oxide, Eu2O3]을 건식 혼합하고 용매에 용해하여 용해물을 준비하는 것일 수 있다.In the present invention, the preparation step is calcium carbonate (Calcium carbonate, CaCO 3 ), aluminum oxide (Aluminium oxide, Al 2 O 3 ), silicon oxide (Silicon Dioxide, SiO 2 ) and europium oxide [Europium (III) oxide, Eu 2 O 3 ] may be dry mixed and dissolved in a solvent to prepare a melt.

본 발명에 있어서 용매는 증류수, 황산 수용액, 질산 수용액, 및 염산 수용액으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것일 수 있으며, 예를 들어, 증류수일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the solvent may be any one selected from the group consisting of distilled water, sulfuric acid aqueous solution, nitric acid aqueous solution, and hydrochloric acid aqueous solution, for example, distilled water, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 용해물의 상 (phase)은 수용액상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the phase of the lysate may be an aqueous solution, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 건조 단계는 100 내지 200 ℃, 100 내지 180 ℃, 100 내지 160 ℃, 120 내지 200 ℃, 120 내지 180 ℃ 또는 120 내지 160 ℃의 온도 조건 하에서 수행되는 것일 수 있으며, 예를 들어, 150 ℃의 온도 조건 하에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the drying step may be performed under a temperature condition of 100 to 200 ° C, 100 to 180 ° C, 100 to 160 ° C, 120 to 200 ° C, 120 to 180 ° C or 120 to 160 ° C, for example, It may be carried out under a temperature condition of 150 ° C, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 건조 단계는 12 내지 72시간, 12 내지 60시간, 12 내지 48시간, 12 내지 36시간 또는 12 내지 24시간 동안 수행되는 것일 수 있으며, 예를 들어, 12시간 동안 수행되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the drying step may be performed for 12 to 72 hours, 12 to 60 hours, 12 to 48 hours, 12 to 36 hours, or 12 to 24 hours, for example, it may be performed for 12 hours, but is not limited thereto.

건조 단계가 12시간 보다 적게 수행되는 경우, 용해물에 포함되는 용매가 충분히 증발되지 못하고, 용매가 잔류하여 형광체 조성물이 오염될 수 있다.If the drying step is performed for less than 12 hours, the solvent included in the melt may not be sufficiently evaporated, and the solvent may remain, contaminating the phosphor composition.

본 발명에 있어서 제1하소 단계는 건조 단계를 수행한 건조 혼합물을 열처리하여 제1하소 혼합물을 수득하는 것일 수 있다.In the present invention, the first calcination step may be to heat-treat the dry mixture subjected to the drying step to obtain the first calcination mixture.

본 발명에 있어서 제1하소 단계는 700 내지 1100 ℃ 700 내지 1050 ℃ 700 내지 1000 ℃ 700 내지 950 ℃, 700 내지 900 ℃ 750 내지 1100 ℃750 내지 1050 ℃ 750 내지 1000 ℃ 750 내지 950 ℃ 또는 750 내지 900 ℃의 온도 조건 하에서 수행되는 것일 수 있으며, 예를 들어, 750 내지 900 ℃의 온도 조건 하에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the first calcination step is 700 to 1100 ℃ 700 to 1050 ℃ 700 to 1000 ℃ 700 to 950 ℃, 700 to 900 ℃ 750 to 1100 ℃ 750 to 1050 ℃ 750 to 1000 ℃ under temperature conditions of 750 to 950 ℃ or 750 to 900 ℃ It may be performed, for example, it may be performed under a temperature condition of 750 to 900 ℃, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 제1하소 단계는 6 내지 24시간, 6 내지 20시간, 6 내지 16시간, 6 내지 12시간 또는 6 내지 8시간 동안 수행되는 것일 수 있으며, 예를 들어, 6 내지 8시간 동안 수행되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the first calcination step may be performed for 6 to 24 hours, 6 to 20 hours, 6 to 16 hours, 6 to 12 hours, or 6 to 8 hours, for example, 6 to 8 hours. It may be performed, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 제2하소 단계는 제1하소 혼합물을 하소하여 제2하소 혼합물을 수득하는 단계일 수 있다.In the present invention, the second calcination step may be a step of obtaining a second calcination mixture by calcination of the first calcination mixture.

본 발명에 있어서 제2하소 단계는 700 내지 1100 ℃ 700 내지 1050 ℃ 700 내지 1000 ℃ 750 내지 1100 ℃ 750 내지 1050 ℃ 750 내지 1000 ℃ 800 내지 1100 ℃, 800 내지 1050 ℃, 800 내지 1000 ℃, 900 내지 1100 ℃, 900 내지 1050 ℃ 또는 900 내지 1000 ℃의 온도 조건 하에서 수행되는 것일 수 있으며, 예를 들어, 900 내지 1000 ℃의 온도 조건 하에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the second calcination step is 700 to 1100 ℃ 700 to 1050 ℃ 700 to 1000 ℃ 750 to 1100 ℃ 750 to 1050 ℃ 750 to 1000 ℃ 800 to 1100 ℃, 800 to 1050 ℃, 800 to 1000 ℃, 900 to 1100 ℃, 900 to 1050 ℃ or may be carried out under a temperature condition of 900 to 1000 ℃, for example, it may be carried out under a temperature condition of 900 to 1000 ℃, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 제2하소 단계는 6 내지 24시간, 6 내지 20시간, 6 내지 16시간, 8 내지 24 시간, 8 내지 20 시간, 8 내지 16 시간, 10 내지 24 시간, 10 내지 20 시간 또는 10 내지 16 시간 동안 수행되는 것일 수 있으며, 예를 들어, 10 내지 16 시간 동안 수행되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the second calcination step may be performed for 6 to 24 hours, 6 to 20 hours, 6 to 16 hours, 8 to 24 hours, 8 to 20 hours, 8 to 16 hours, 10 to 24 hours, 10 to 20 hours or 10 to 16 hours, for example, it may be performed for 10 to 16 hours, but is not limited thereto.

본 발명의 일 구현예에서, 제2하소 단계는 도핑되는 희토류 금속 이온의 환원을 위해 H2 및 N2 가스를 포함하고, 이를 제외한 다른 종류의 가스는 포함하지 않는 혼합 가스 조건 하에서 수행되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the second calcination step may be performed under a mixed gas condition including H 2 and N 2 gases for reducing doped rare earth metal ions and not including other types of gases.

본 발명에 있어서 혼합 가스는 전체 가스의 몰 기체 분율을 기준으로 H2 가스를 5 내지 10%, 5 내지 9%, 5 내지 8%, 5 내지 7% 또는 5 내지 6% 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 5% 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the mixed gas may contain 5 to 10%, 5 to 9%, 5 to 8%, 5 to 7%, or 5 to 6% of H 2 gas based on the molar gas fraction of the total gas, For example, it may contain 5%, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 혼합 가스는 전체 가스의 몰 기체 분율을 기준으로 N2 가스를 90 내지 95%, 91 내지 95%, 92 내지 95%, 93 내지 95% 또는 94 내지 95% 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 95% 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the mixed gas may contain 90 to 95%, 91 to 95%, 92 to 95%, 93 to 95%, or 94 to 95% of N 2 gas based on the molar gas fraction of the total gas, for example, it may contain 95%, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 형광체 제조 방법은 제2하소 단계가 완료된 후, 제2하소 혼합물을 분쇄하는 분쇄 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.In the present invention, the phosphor manufacturing method may further include a pulverization step of pulverizing the second calcination mixture after the second calcination step is completed.

본 발명에 있어서 분쇄 단계는 미분쇄기 또는 초분쇄기 중 어느 하나인 것으로 하소 혼합물을 분쇄하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the pulverization step may be pulverization of the calcined mixture with any one of a fine pulverizer or an ultra pulverizer, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 미분쇄기는 볼 밀 (ball mill), 진동 밀 (vibration mill), 롤러 밀 (roller mill), 제트 밀 (jet mill) 및 유성 밀 (Planetary mill)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것일 수 있으며, 예를 들어, 볼 밀일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the pulverizer may be any one selected from the group consisting of a ball mill, a vibration mill, a roller mill, a jet mill, and a planetary mill, and may be, for example, a ball mill, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 분쇄 단계는 6 내지 24시간, 6 내지 20시간, 6 내지 16시간, 6 내지 12시간 또는 6 내지 8시간 동안 수행되는 것일 수 있으며, 예를 들어, 6시간 동안 수행되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the grinding step may be performed for 6 to 24 hours, 6 to 20 hours, 6 to 16 hours, 6 to 12 hours, or 6 to 8 hours, for example, it may be performed for 6 hours, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 분쇄 단계는 6시간 미만 수행되는 경우, 보레이트계 형광체 조성물이 충분한 분쇄되지 않아, 조성물을 분쇄한 분말의 균일도가 떨어지므로 치아에 적용 (도포) 시 매끈한 표면을 구현하는 것이 곤란할 수 있다.In the present invention, when the pulverization step is performed for less than 6 hours, the borate-based phosphor composition is not sufficiently pulverized, and the uniformity of the pulverized powder is reduced, so it may be difficult to implement a smooth surface when applied (applied) to teeth.

본 발명의 또 다른 일 예는 화학식 1로 표시되는 실리케이트계 형광체 조성물을 포함하는 치과용 조성물을 제공하는 것이다.Another example of the present invention is to provide a dental composition comprising the silicate-based phosphor composition represented by Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

(AE1-x-yREE1xREE2y)Al2Si2O8 (AE 1-xy REE1 x REE2 y )Al 2 Si 2 O 8

본 발명에 있어서 치과용 조성물의 제형은 치아 수복물, 치아 보철물 및 치아 보형물 표면처리제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the formulation of the dental composition may be any one or more selected from the group consisting of dental restorations, dental prostheses, and dental prosthesis surface treatment agents, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 치아는 자연치 및/또는 인공치를 의미하는 것일 수 있다.In the present invention, teeth may mean natural teeth and/or artificial teeth.

본 발명의 또 다른 일 예는 다음의 단계를 포함하는 형광체 조성물의 도포 방법에 관한 것이다:Another example of the present invention relates to a method of applying a phosphor composition comprising the following steps:

화학식 1로 표시되는 형광체 조성물 및 파우더를 포함하는 분말 혼합물, 및 바인더를 혼합하여 도포물을 준비하는 혼합 단계;A mixing step of preparing a coating material by mixing a powder mixture including the phosphor composition represented by Formula 1 and the powder, and a binder;

대상체에 상기 도포물을 도포하는 도포 단계; 및an application step of applying the application material to a target object; and

대상체에 도포된 도포물을 40 내지 60 ℃/분의 승온 속도로 300 내지 900 ℃의 온도 조건까지 승온시키고 20 내지 40분 동안 등온 상태로 유지하는 열 처리 단계.A heat treatment step of raising the temperature of the coating material applied to the object to a temperature condition of 300 to 900 ° C. at a heating rate of 40 to 60 ° C./min and maintaining it in an isothermal state for 20 to 40 minutes.

[화학식 1][Formula 1]

(AE1-x-yREE1xREE2y)Al2Si2O8 (AE 1-xy REE1 x REE2 y )Al 2 Si 2 O 8

본 발명에 있어서 파우더는 치과용 글레이즈 파우더로서, 인공 치아에 광택을 부여하여 심미감을 일으키게 하기 위한 치과 재료를 의미하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the powder is a dental glaze powder, which may mean a dental material for giving gloss to artificial teeth to cause aesthetics, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 분말 혼합물은 화학식 1로 표시되는 형광체 조성물 및 파우더를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the powder mixture may include the phosphor composition represented by Formula 1 and the powder, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 분말 혼합물에 포함되는 형광체 조성물 및 파우더의 중량비 (w/w%)는 2:8인 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the weight ratio (w/w%) of the phosphor composition and the powder included in the powder mixture may be 2:8, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 바인더는 프로필렌 글리콜 (propylene glycol)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 실리케이트계 형광체 조성물의 성형성을 용이하게 하기 위하여 적절한 것을 이용할 수 있다.In the present invention, the binder may be propylene glycol (propylene glycol), but is not limited thereto, and a suitable binder may be used to facilitate moldability of the silicate-based phosphor composition.

본 발명에 있어서 도포물에 포함되는 분말 혼합물의 중량비 (w/w%)는 50 내지 70 중량%, 50 내지 65 중량%, 50 내지 60 중량%, 55 내지 70 중량%, 55 내지 65 중량% 또는 55 내지 60 중량%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the weight ratio (w / w%) of the powder mixture included in the coating may be 50 to 70% by weight, 50 to 65% by weight, 50 to 60% by weight, 55 to 70% by weight, 55 to 65% by weight or 55 to 60% by weight, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 도포물에 포함되는 바인더의 중량비 (w/w%)는 30 내지 50 중량%, 30 내지 45 중량%, 35 내지 50 중량%, 35 내지 45 중량%, 40 내지 50 중량% 또는 40 내지 45 중량%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the weight ratio (w / w%) of the binder included in the coating is 30 to 50% by weight, 30 to 45% by weight, 35 to 50% by weight, 35 to 45% by weight, 40 to 50% by weight or 40 to 45% by weight, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 도포물은 대상체에 적절히 도포되기 위한 점도를 갖도록 분말 혼합물 및 바인더를 혼합한 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the coating material may be a mixture of a powder mixture and a binder so as to have a viscosity to be properly applied to the target object, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 열 처리 단계의 승온 속도는 40 내지 60 ℃/분, 40 내지 58 ℃/분, 40 내지 56 ℃/분, 40 내지 54 ℃/분, 40 내지 52 ℃/분, 42 내지 60 ℃/분, 42 내지 58 ℃/분, 42 내지 56 ℃/분, 42 내지 54 ℃/분, 42 내지 52 ℃/분, 44 내지 60 ℃/분, 44 내지 58 ℃/분, 44 내지 56 ℃/분, 44 내지 54 ℃/분, 44 내지 52 ℃/분, 46 내지 60 ℃/분, 46 내지 58 ℃/분, 46 내지 56 ℃/분, 46 내지 54 ℃/분, 46 내지 52 ℃/분, 48 내지 60 ℃/분, 48 내지 58 ℃/분, 48 내지 56 ℃/분, 48 내지 54 ℃/분 또는 48 내지 52 ℃/분 일 수 있으며, 예를 들어, 48 내지 52 ℃/분일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the temperature increase rate of the heat treatment step is 40 to 60 °C/min, 40 to 58 °C/min, 40 to 56 °C/min, 40 to 54 °C/min, 40 to 52 °C/min, 42 to 60 °C/min, 42 to 58 °C/min, 42 to 56 °C/min, 42 to 54 °C/min, 42 to 52 °C/min, 44 to 60 ℃/min, 44 to 58 ℃/min, 44 to 56 ℃/min, 44 to 54 ℃/min, 44 to 52 ℃/min, 46 to 60 ℃/min, 46 to 58 ℃/min, 46 to 56 ℃/min, 46 to 54 ℃/min, 46 to 52 ℃/min, 48 to 60 ℃/min, 4 It may be 8 to 58 °C/min, 48 to 56 °C/min, 48 to 54 °C/min or 48 to 52 °C/min, for example, 48 to 52 °C/min, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 열 처리 단계는 300 내지 900 ℃, 300 내지 800 ℃, 300 내지 700 ℃, 300 내지 600 ℃, 400 내지 900 ℃, 400 내지 800 ℃, 400 내지 700 ℃, 400 내지 600 ℃, 500 내지 900 ℃, 500 내지 800 ℃, 500 내지 700 ℃ 또는 500 내지 600 ℃의 온도 조건에서 수행되는 것일 수 있으며, 예를 들어 500 내지 600 ℃의 온도 조건에서 수행되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the heat treatment step is 300 to 900 ℃, 300 to 800 ℃, 300 to 700 ℃, 300 to 600 ℃, 400 to 900 ℃, 400 to 800 ℃, 400 to 700 ℃, 400 to 600 ℃, 500 to 900 ℃, 500 to 800 ℃, 500 to 700 °C or 500 to 600 °C, but may be performed at a temperature condition of, for example, 500 to 600 °C, but is not limited thereto.

본 발명에 있어서 열 처리 단계는 20 내지 40 분, 20 내지 35 분, 25 내지 40 분 또는 25 내지 30 분 동안 등온 상태를 유지하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 25 내지 30 분 동안 등온 상태를 유지하는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the heat treatment step may be to maintain an isothermal state for 20 to 40 minutes, 20 to 35 minutes, 25 to 40 minutes, or 25 to 30 minutes, for example, 25 to 30 minutes It may be to maintain an isothermal state, but is not limited thereto.

본 발명은 모체 결정 물질 (Host material)에 희토류 (Rare earth elements, REE) 금속 2가 양이온을 특정 비율로 도핑하여 피시술자의 자연치 (natural teeth)와 유사한 발광 특성을 갖는 실리케이트계 형광체 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 희토류 금속 2가 양이온의 도핑 농도 비율을 조절함으로써 형광체 조성물의 발광 특성을 조절할 수 있으므로, 피시술자의 치아 외관상 심미적 효과를 개선할 수 있다.The present invention relates to a silicate-based phosphor composition having light emitting properties similar to natural teeth of a person to be treated by doping a host material with divalent cations of rare earth elements (REE) in a specific ratio, and a method for producing the same. Since the luminescent properties of the phosphor composition can be adjusted by adjusting the doping concentration ratio of the rare earth metal divalent cations, it is possible to improve the aesthetic effect of the teeth of the person to be treated.

도 1은 본 발명의 일 실험예에 따라 실리케이트계 (Silicate) 형광체 조성물의 발광 특성 (PL/PLE)을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실리케이트계 형광체 조성물의 XRD 패턴을 분석한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실험예에 따라 실리케이트계 형광체 조성물을 기판에 도포하여 외관상 발광 특성을 분석하기 위하여 촬영한 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실험예에 따라 실리케이트계 형광체 조성물을 도포한 경우 외관상 발광 특성 (PL/PLE)을 분석한 그래프이다.
1 is a graph showing emission characteristics (PL/PLE) of a silicate-based phosphor composition according to an experimental example of the present invention.
Figure 2 is a graph analyzing the XRD pattern of the silicate-based phosphor composition of the present invention.
FIG. 3 is a photograph taken to analyze the apparent light emission characteristics by applying a silicate-based phosphor composition to a substrate according to an experimental example of the present invention.
4 is a graph analyzing apparent light emission characteristics (PL/PLE) when a silicate-based phosphor composition is applied according to an experimental example of the present invention.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서 “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 구성요소 등이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 구성요소 등이 존재하지 않거나 부가될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.In this specification, terms such as “include” or “have” are intended to indicate that the features, components, etc. described in the specification exist, but one or more other features or components do not exist or cannot be added.

본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined herein, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined herein, they are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning.

본 명세서에서 사용하는 정도의 용어 “약”, “실질적으로”등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용 오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서에서 “~하는 단계” 또는 “~의 단계”는 “~을 위한 단계”를 의미하지 않는다.As used herein, the terms "about", "substantially", and the like are used at or in the vicinity of a numerical value when manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are given, and accurate or absolute figures are used to aid understanding of the present invention and to prevent unscrupulous infringers from unfairly using the stated disclosure. Also, in the present specification, “step of” or “step of” does not mean “step for”.

본 발명에 있어서 용어 “여기 파장 (excitation wavelength)”은 형광체 조성물의 전자를 높은 에너지 준위를 갖도록 여기시키는 (excitation) 빛의 파장을 의미하는 것일 수 있으며, 일반적으로 여기 스펙트럼은 흡수 스펙트럼과 일치하는 것일 수 있다.In the present invention, the term “excitation wavelength” may refer to a wavelength of light that excites electrons of a phosphor composition to have a high energy level, and in general, an excitation spectrum may match an absorption spectrum.

본 발명에 있어서 용어 “발광 파장 (emission wavelength)”은 형광체 조성물의 높은 에너지 준위를 갖도록 여기된 전자가 에너지를 잃고 여기 전 에너지 준위로 돌아갈 때, 형광체 조성물이 방출하는 빛의 파장을 의미하는 것일 수 있다.In the present invention, the term "emission wavelength" may mean the wavelength of light emitted by the phosphor composition when electrons excited to have a high energy level lose energy and return to the energy level before excitation.

이하, 제조예 및 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 제조예 및 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 제조예 및 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through preparation examples and examples. These preparation examples and examples are only for explaining the present invention in more detail, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these preparation examples and examples according to the gist of the present invention.

제조예. WASSR법 (Water assisted solid state reaction)을 이용한 실리케이트계 형광체 조성물의 제조manufacturing example. Preparation of silicate-based phosphor composition using WASSR method (Water assisted solid state reaction)

탄산칼슘 (Calcium carbonate, CaCO3), 산화알루미늄 (Aluminium oxide, Al2O3), 산화규소 (Silicon Dioxide, SiO2) 및 산화유로퓸 [Europium(III) oxide, Eu2O3]을 건식 혼합하고, 혼합물 총 중량 대비 10 중량%의 물과 혼합하여 혼합물을 준비하였다.Calcium carbonate (CaCO 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon oxide (Silicon Dioxide, SiO 2 ), and europium oxide (Europium(III) oxide, Eu 2 O 3 ) were dry mixed and mixed with 10% by weight of water based on the total weight of the mixture to prepare a mixture.

실시예 1 내지 실시예 3의 혼합물에 포함되는 Ca2+ 이온, Eu2+ 이온 및 Tb2+ 이온의 mol% 비율은 표 1에 나타내었다.Table 1 shows the mol% ratios of Ca 2+ ions, Eu 2+ ions, and Tb 2+ ions included in the mixtures of Examples 1 to 3.

성분ingredient 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 Ca (mol%)Ca (mol%) 9595 8585 8787 Eu (mol%)Eu (mol%) 55 1212 1212 Tb (mol%)Tb (mol%) -- 33 1One 합계Sum 100100 100100 100100

실시예 1 내지 3의 혼합물은 80 ℃의 온도 조건에서 12 시간 동안 충분히 건조시켜 건조물을 수득하였다. 수득된 건조물을 800 ℃의 온도 조건에서 6 시간 동안 대기 (air) 조건 하에서 1차 열처리 (제1하소 단계)하여 1차 하소 혼합물 (제1하소 혼합물)을 수득하였다. 1차 하소 혼합물을 950 ℃의 온도 조건에서 12시간 동안, 전체 가스의 몰 기체 분율을 기준으로 95% N2 및 5% H2를 포함하는 혼합 가스 조건 하에서 2차 열처리 (제2하소 단계)함으로써 2차 하소 혼합물 (제2하소 혼합물)을 수득하였다.The mixtures of Examples 1 to 3 were sufficiently dried at a temperature of 80° C. for 12 hours to obtain a dried product. The obtained dried material was subjected to a first heat treatment (first calcination step) under air conditions at a temperature of 800° C. for 6 hours to obtain a first calcination mixture (first calcination mixture). A second calcination mixture (second calcination mixture) was obtained by subjecting the first calcination mixture to a second heat treatment (second calcination step) under a mixed gas condition containing 95% N 2 and 5% H 2 based on the molar gas fraction of the total gas at a temperature of 950 ° C. for 12 hours.

제2하소 혼합물의 평균 입자경이 10 um 이하가 되도록 볼 밀 (ball mill)을 이용하여 6시간 동안 분쇄하였고, 흰색 (또는 상아색)의 body color를 갖는 실시예 1 내지 3의 실리케이트계 형광체 조성물 [(AE1-x-yREE1xREE2y)Al2Si2O8]을 제조하였다. The second calcined mixture was ground for 6 hours using a ball mill so that the average particle diameter of the mixture was 10 um or less, and the silicate-based phosphor composition of Examples 1 to 3 having a white (or ivory) body color [(AE 1-xy REE1 x REE2 y )Al 2 Si 2 O 8 ] was prepared.

실험예 1. 실리케이트계 형광체 조성물의 PL/PLE 분석Experimental Example 1. PL/PLE analysis of silicate-based phosphor composition

실시예 1 내지 3의 실리케이트계 형광체 조성물에 대하여 분광형광계 (spectrofluorometer)를 이용하여, 상온의 온도 조건 하에서 발광 특성 (photoluminescence) 및 여기 파장 (excitation wavelength)을 분석하였다.The silicate-based phosphor compositions of Examples 1 to 3 were analyzed for photoluminescence and excitation wavelength using a spectrofluorometer at room temperature.

실리케이트계 형광체 조성물에 파장 (λex)이 365 내지 405 nm인 광원을 조사할 경우, 조성물의 발광 특성을 도 1 및 표 2에 나타내었다.When the silicate-based phosphor composition is irradiated with a light source having a wavelength (λ ex ) of 365 to 405 nm, emission characteristics of the composition are shown in FIG. 1 and Table 2.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 발광 파장 (nm)Emission wavelength (nm) 505505 550550 550550 발광 세기(a.u.)Luminous intensity (a.u.) 21502150 25002500 20102010

실험예 2. 실리케이트계 형광체 조성물의 XRD 패턴 분석Experimental Example 2. XRD pattern analysis of silicate-based phosphor composition

실시예 1의 실리케이트계 형광체 조성물에 대하여 X-레이 회절분석법 (X-ray diffraction, XRD)을 이용하여, XRD 패턴을 분석한 결과를 도 2에 나타내었다.The result of analyzing the XRD pattern of the silicate-based phosphor composition of Example 1 using X-ray diffraction (XRD) is shown in FIG. 2 .

도 2에서 확인할 수 있듯이, 대조군 (CaAl2Si2O8)의 단일상이 잘 나타났으며, 실시예 1의 실리케이트계 형광체 조성물 [(Ca0.95Eu0.05)Al2Si2O8]은 다른 불순물이 검출되지 않았다.As can be seen in FIG. 2, the single phase of the control group (CaAl 2 Si 2 O 8 ) was well displayed, and other impurities were not detected in the silicate-based phosphor composition of Example 1 [(Ca 0.95 Eu 0.05 ) Al 2 Si 2 O 8 ].

실험예 3. 실리케이트계 형광체 조성물의 도포시 발광 특성Experimental Example 3. Luminescence characteristics upon application of silicate-based phosphor composition

실리케이트계 형광체 조성물과 IPS e.max Ceram Glaze powder를 2:8 (w/w%)로 혼합하여 분말 혼합물을 준비하였다. 분말 혼합물과 바인더 (propylene glycol)를 7:3 내지 5:5 (w/w%)로 혼합하여 페이스트 (도포물)를 제조한 후, 글라스세라믹 블록(e.max CAD block, Ivoclar vivadent)에 도포하여 상온에서부터 50 ℃/min의 승온 속도로, 300 내지 700 ℃의 온도 조건까지 고속 가열 승온시키면서 총 30분 동안 열 처리를 수행하였다.A powder mixture was prepared by mixing the silicate-based phosphor composition and IPS e.max Ceram Glaze powder at a ratio of 2:8 (w/w%). A paste (applied product) was prepared by mixing the powder mixture and a binder (propylene glycol) at a ratio of 7:3 to 5:5 (w/w%), and then applied to a glass ceramic block (e.max CAD block, Ivoclar vivadent). Heat treatment was performed for a total of 30 minutes while heating at a rate of 50 °C/min from room temperature to a temperature condition of 300 to 700 °C.

표 3에 따라, 실시예 1, 실시예 4의 승온 열 처리를 하지 않은 페이스트, 실시예 5의 300 ℃, 실시예 6의 400 ℃, 실시예 7의 500 ℃, 실시예 8의 600 ℃ 또는 실시예 8의 700 ℃의 온도 범위에서 승온 열 처리를 수행한 페이스트를 준비하였다.According to Table 3, the pastes of Examples 1 and 4 without heat treatment, 300 ° C. of Example 5, 400 ° C. of Example 6, 500 ° C. of Example 7, 600 ° C. of Example 8 or 700 ° C. of Example 8 Pastes subjected to heat treatment at a temperature in the temperature range were prepared.

실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 실시예 7Example 7 실시예 8Example 8 실시예 9Example 9 Ca (mol%)Ca (mol%) 9595 9595 9595 9595 9595 9595 Eu (mol%)Eu (mol%) 55 55 55 55 55 55 승온 열 처리 온도 (℃)Heat treatment temperature (℃) 미실시not implemented 300300 400400 500500 600600 700700

실시예 1 및 실시예 4 내지 9가 도포된 기판에 365 nm 파장의 자외선을 조사할 경우 발광하는 페이스트의 외관을 촬영한 사진을 도 3에 나타내었다.When the substrates coated with Examples 1 and 4 to 9 are irradiated with ultraviolet light of a wavelength of 365 nm, a photograph of the appearance of the light-emitting paste is shown in FIG. 3 .

도포한 형광체 조성물 및 페이스트의 발광 특성을 분석한 PL/PLE 그래프를 도 4 및 표 4에 나타내었다. 실시예 1 및 4 내지 9의 형광체 조성물은 표 5의 발광 세기 및 발광 파장을 나타내었고, 발광 파장을 효과적으로 비교하기 위하여 일정한 발광 세기를 나타내도록 발광 세기를 보정한 후, 도 4에 나타내었다.PL/PLE graphs analyzing the emission characteristics of the applied phosphor composition and paste are shown in FIG. 4 and Table 4. The phosphor compositions of Examples 1 and 4 to 9 showed the emission intensity and emission wavelength in Table 5, and after correcting the emission intensity to show a constant emission intensity in order to effectively compare the emission wavelengths, they are shown in FIG. 4 .

실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 실시예 7Example 7 실시예 8Example 8 실시예 9Example 9 발광 파장 (nm)Emission wavelength (nm) 470470 446446 448448 448448 452452 449449 발광 세기(a.u.)Luminous intensity (a.u.) 775775 559559 940940 14521452 25902590 24442444

도 4 및 표 4로부터 확인할 수 있듯이, 형광체 조성물을 바인더와 혼합하여 열처리한 후에도 형광체 조성물의 발광이 유지되었다.As can be seen from FIG. 4 and Table 4, even after mixing the phosphor composition with the binder and heat-treating, the phosphor composition maintained light emission.

일반적으로 형광체 조성물을 고온 열처리할 경우, 형광체 조성물은 바인더와 상호작용하여 발광이 소멸하는 것에 비하여, 형광체 조성물에 대한 아주 빠른 고속의 승온 열처리를 통해 바인더와 형광체의 상호작용 및 데미지를 최소화하여 발광을 유지시킬 수 있었다.In general, when a phosphor composition is heat treated at a high temperature, the phosphor composition interacts with the binder and the light emission disappears, whereas the phosphor composition is subjected to a very high-speed heat treatment to minimize the interaction and damage between the binder and the phosphor, thereby maintaining light emission.

Claims (15)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 다음의 단계를 포함하는 실리케이트계 형광체 조성물을 포함하는 치과용 조성물의 제조 방법:
Ca2+ 이온과 Eu2+ 이온의 mol% 비율은 95:5가 되도록 탄산칼슘 (Calcium carbonate, CaCO3), 산화알루미늄 (Aluminium oxide, Al2O3), 산화규소 (Silicon Dioxide, SiO2) 및 산화유로퓸 [Europium(III) oxide, Eu2O3]을 건식 혼합하고, 혼합물 총 중량 대비 10중량%의 물과 혼합하여 혼합물을 준비하는 준비 단계;
상기 혼합물을 건조하여 건조 혼합물을 수득하는 단계;
상기 건조 혼합물을 800℃의 온도 조건에서 6시간 동안 대기 (air) 조건 하에서 열처리하여 제1하소 혼합물을 수득하는 단계;
상기 제1하소 혼합물을 950℃의 온도 조건에서 12시간 동안, 전체 가스의 몰 기체 분율을 기준으로 95% N2 및 5% H2를 포함하는 혼합 가스 조건 하에서 열처리하여 제2하소 혼합물을 수득하는 단계; 및
상기 제2하소 혼합물의 평균 입자경이 10um 이하가 되도록 볼 밀을 이용하여 분쇄하는 단계.
A method for preparing a dental composition comprising a silicate-based phosphor composition comprising the following steps:
Calcium carbonate (CaCO 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon oxide (Silicon Dioxide, SiO 2 ), and europium oxide (Europium(III) oxide, Eu 2 O 3 ) were dry-mixed so that the mol% ratio of Ca 2+ ions and Eu 2+ ions was 95:5, and mixed with 10% by weight of water based on the total weight of the mixture to obtain a mixture. preparation stage;
drying the mixture to obtain a dry mixture;
heat-treating the dry mixture under air conditions at a temperature of 800° C. for 6 hours to obtain a first calcined mixture;
heat-treating the first calcination mixture at a temperature of 950° C. for 12 hours under a mixed gas condition containing 95% N 2 and 5% H 2 based on the molar gas fraction of the total gas to obtain a second calcination mixture; and
Grinding using a ball mill so that the average particle diameter of the second calcined mixture is 10 μm or less.
제6항에 있어서, 상기 건조 단계는 100 내지 200 ℃의 온도 조건 하에서 수행되는 것인, 형광체 조성물의 제조 방법.The method of claim 6, wherein the drying step is performed under a temperature condition of 100 to 200 °C. 제6항에 있어서, 상기 건조 단계는 12 내지 72시간 동안 수행되는 것인, 형광체 조성물의 제조 방법.The method of claim 6, wherein the drying step is performed for 12 to 72 hours. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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