CN110891903A - 包含氧化锆颗粒的粉末的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供包含氧化锆颗粒的粉末的制造方法,其能够简便地制造兼具高透光性和高强度的氧化锆烧结体。本发明涉及制造方法,其为包含氧化锆颗粒的粉末的制造方法,具备将包含氧化锆颗粒的浆料进行喷雾干燥的干燥工序,氧化锆颗粒的平均一次粒径为30nm以下,浆料的分散介质包含25℃下的表面张力为50mN/m以下的液体。氧化锆颗粒优选包含2.0~9.0摩尔%的氧化钇,分散介质中的前述液体的含量优选为50质量%以上。
Description
技术领域
本发明涉及包含氧化锆颗粒的粉末的制造方法等。
背景技术
近年来,氧化锆烧结体被用于齿科用修补物等齿科材料的用途。这些齿科用修补物在大多情况下通过下述方法来制造:将氧化锆颗粒进行压制成形或者使用包含氧化锆颗粒的组合物进行成形等而制成具有圆盘状、棱柱状等期望形状的氧化锆成形体,接着,将其进行煅烧而制成煅烧体(研磨坯料),将其切削(研磨)成齿科用修补物的目标形状,并进一步进行烧结,由此制造。
有时要求氧化锆烧结体兼具高透光性和高强度。作为解决这种课题的方法,可以考虑例如使用粒径小的氧化锆颗粒等来减小氧化锆烧结体的结晶粒径的方法。例如,专利文献1记载了具有一次颗粒为100nm以下这一尺寸的特定的半透明氧化锆烧结体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2010-514665号公报。
发明内容
发明想要解决的课题
以往的氧化锆烧结体在透光性和强度的方面尚有进一步改善的余地。尤其在使用粒径小的氧化锆颗粒的情况下,在用于制备包含该颗粒的粉末的干燥时,颗粒彼此容易聚集,从制造方面的理由出发,有时不会形成致密的氧化锆烧结体。
因而,本发明的目的在于提供包含氧化锆颗粒的粉末的制造方法,其能够简便地制造兼具高透光性和高强度的氧化锆烧结体。此外,本发明的目的在于,提供通过该制造方法而得到的粉末、使用该粉末的氧化锆成形体的制造方法和由此得到的氧化锆成形体、氧化锆煅烧体的制造方法和由此得到的氧化锆煅烧体、以及氧化锆烧结体的制造方法和由此得到的氧化锆烧结体。
用于解决课题的方法
本发明人为了实现上述目的而反复进行了深入研究,结果发现:将包含氧化锆颗粒的浆料进行干燥而制造用于制造氧化锆烧结体的粉末时,作为该浆料所含的分散介质而使用具有特定表面张力的液体,且通过喷雾干燥进行干燥时,能够简便地获得兼具高透光性和高强度的氧化锆烧结体,并基于该见解进一步反复研究,从而完成了本发明。
即,本发明涉及以下的[1]~[26]。
[1]制造方法,其为包含氧化锆颗粒的粉末的制造方法,具备将包含氧化锆颗粒的浆料进行喷雾干燥的干燥工序,氧化锆颗粒的平均一次粒径为30nm以下,浆料的分散介质包含25℃下的表面张力为50mN/m以下的液体。
[2]根据[1]所述的制造方法,其中,氧化锆颗粒包含2.0~9.0摩尔%的氧化钇。
[3]根据[1]或[2]所述的制造方法,其中,分散介质中的前述液体的含量为50质量%以上。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的制造方法,其中,前述液体为选自甲醇、乙醇、2-甲氧基乙醇、1,4-二噁烷、2-乙氧基乙醇和2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇中的至少1种。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的制造方法,其为包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末的制造方法。
[6]根据[5]所述的制造方法,其中,荧光剂包含金属元素,前述粉末中的荧光剂的含量相对于氧化锆的质量以金属元素的氧化物换算计为0.001~1质量%。
[7]根据[5]或[6]所述的制造方法,其中,包含氧化锆颗粒的浆料中包含荧光剂。
[8]粉末,其是通过[1]~[7]中任一项所述的制造方法而得到的。
[9]粉末,其为包含氧化锆颗粒的粉末,氧化锆颗粒的平均一次粒径为30nm以下,进行单轴压制而成形后,以170MPa的压力进行冷等静压(CIP)处理而制成氧化锆成形体,进而在常压下以1100℃烧结2小时后的3点弯曲强度为400MPa以上,进行单轴压制而成形后,以170MPa的压力进行冷等静压(CIP)处理而制成氧化锆成形体,进而在常压下以1100℃烧结2小时后的厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率为40%以上。
[10]制造方法,其为具有将氧化锆颗粒进行成形的成形工序的氧化锆成形体的制造方法,使用通过[1]~[7]中任一项所述的制造方法而得到的粉末或者[9]所述的粉末。
[11]根据[10]所述的制造方法,其中,成形工序为将前述粉末进行压制成形的工序。
[12]根据[10]所述的制造方法,其中,成形工序为将包含氧化锆颗粒和树脂的组合物进行成形的工序。
[13]根据[12]所述的制造方法,其中,前述组合物是通过将前述粉末与树脂进行混合而得到的。
[14]根据[10]所述的制造方法,其中,成形工序为使包含氧化锆颗粒和聚合性单体的组合物进行聚合的工序。
[15]根据[14]所述的制造方法,其中,前述组合物是通过将前述粉末与聚合性组合物进行混合而得到的。
[16]根据[14]或[15]所述的制造方法,其中,成形工序为光造形工序。
[17]氧化锆成形体,其是通过[10]~[16]中任一项所述的制造方法而得到的。
[18]氧化锆煅烧体的制造方法,其具有将通过[10]~[16]中任一项所述的制造方法而得到的氧化锆成形体进行煅烧的工序。
[19]根据[18]所述的制造方法,其中,以300℃以上且小于900℃进行煅烧。
[20]氧化锆煅烧体,其是通过[18]或[19]所述的制造方法而得到的。
[21]氧化锆烧结体的制造方法,其具有将通过[10]~[16]中任一项所述的制造方法而得到的氧化锆成形体在常压下进行烧结的工序。
[22]根据[21]所述的制造方法,其中,以900℃以上且1200℃以下进行烧结。
[23]氧化锆烧结体的制造方法,其具有将通过[18]或[19]所述的制造方法而得到的氧化锆煅烧体在常压下进行烧结的工序。
[24]根据[23]所述的制造方法,其中,以900℃以上且1200℃以下进行烧结。
[25]根据[21]~[24]中任一项所述的制造方法,其中,氧化锆烧结体为齿科材料。
[26]氧化锆烧结体,其是通过[21]~[25]中任一项所述的制造方法而得到的。
发明效果
根据本发明,可提供包含氧化锆颗粒的粉末的制造方法,其能够简便地制造兼具高透光性和高强度的氧化锆烧结体。此外,根据本发明,可提供通过该制造方法而得到的粉末、使用该粉末的氧化锆成形体的制造方法和由此得到的氧化锆成形体、氧化锆煅烧体的制造方法和由此得到的氧化锆煅烧体、以及氧化锆烧结体的制造方法和由此得到的氧化锆烧结体。
具体实施方式
以下,针对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是,本发明不限定于以下的记载。
[粉末的制造方法]
用于制造包含氧化锆颗粒的粉末的本发明的方法具有将包含氧化锆颗粒的浆料进行喷雾干燥的干燥工序,氧化锆颗粒的平均一次粒径为30nm以下,浆料的分散介质包含25℃下的表面张力为50mN/m以下的液体。
・氧化锆颗粒
从能够简便地制造兼具高透光性和高强度的氧化锆烧结体、且更显著地表现出本发明的效果等出发,所使用的氧化锆颗粒的平均一次粒径为30nm以下,优选为20nm以下,更优选为15nm以下,可以为10nm以下,此外,优选为1nm以上,更优选为5nm以上。需要说明的是,氧化锆颗粒的平均一次粒径可如下求出:例如利用透射型电子显微镜(TEM)对氧化锆颗粒(一次颗粒)拍摄照片,针对所得图像上的任意100个颗粒测定各颗粒的粒径(最大直径),并以它们的平均值的形式来求出。
此外,从能够获得透光性和强度更优异的氧化锆烧结体等出发,所使用的氧化锆颗粒中的50nm以上的一次颗粒的含量优选为5质量%以下,更优选为3质量%以下,进一步优选为1质量%以下。该含量可利用例如Zeta电位测定装置等进行测定。
所使用的氧化锆颗粒中包含的氧化钇的含量可以与作为目标的氧化锆烧结体中的氧化钇的含量相同。从能够获得透光性和强度更优异的氧化锆烧结体等出发,氧化锆颗粒中的氧化钇的含量优选为2.0摩尔%以上、更优选为3.0摩尔%以上、进一步优选为4.0摩尔%以上、特别优选为4.5摩尔%以上,可以为5.0摩尔%以上、进而可以为5.5摩尔%以上,此外,优选为9.0摩尔%以下、更优选为8.0摩尔%以下、进一步优选为7.0摩尔%以下。需要说明的是,氧化锆颗粒中的氧化钇的含量是指氧化钇的摩尔数相对于氧化锆和氧化钇的合计摩尔数的比例(摩尔%)。
氧化锆颗粒的制备方法没有特别限定,可以采用例如将粗颗粒进行粉碎而实现微粉化的分解(ブレークダウン)工艺、利用核形成/生长过程由原子和/或离子进行合成的构建(ビルディングアップ)工艺等。其中,为了获得高纯度的微细氧化锆颗粒,优选为构建工艺。
分解工艺可通过利用例如球磨机、珠磨机等进行粉碎来进行。此时,优选使用微小尺寸的粉碎介质,优选使用例如100μm以下的粉碎介质。此外,优选在粉碎后进行分级。
另一方面,作为构建工艺,可列举出例如一边使蒸气压高的金属离子的含氧酸盐或有机金属化合物发生气化一边进行热分解而使氧化物析出的气相热分解法;通过蒸气压高的金属化合物的气体与反应气体的气相化学反应来进行合成的气相反应法;通过将原料加热而使其气化,并在特定压力的非活性气体中进行骤冷而使蒸气冷凝成微粒状的蒸发浓缩法;将熔液以小液滴的形式进行冷却固化而制成粉末的熔液法;使溶剂蒸发而提高液体中的浓度,制成过饱和状态而使其析出的溶剂蒸发法;通过与沉淀剂的反应、水解而将溶质浓度制成过饱和状态,历经核生成-生长过程而使氧化物、氢氧化物等难溶性化合物析出的沉淀法等。
沉淀法可进一步细分为:通过化学反应而在溶液内生成沉淀剂,从而消除沉淀剂浓度的局部不均的均匀沉淀法;通过添加沉淀剂而使液体中共存的多种金属离子同时沉淀的共沉淀法;通过水解而由金属盐溶液、金属醇盐等的醇溶液获得氧化物或氢氧化物的水解法;由高温高压的流体获得氧化物或氢氧化物的溶剂热合成法等,溶剂热合成法可进一步细分为:将水用作溶剂的水热合成法;将水、二氧化碳等的超临界流体用作溶剂的超临界合成法等。
针对任意构建工艺,为了获得更微细的氧化锆颗粒,均优选加快析出速度。此外,所得氧化锆颗粒优选进行分级。
作为构建工艺中的锆源,可以使用例如硝酸盐、乙酸盐、氯化物、醇盐等,具体而言,可以使用氯化氧锆、乙酸锆、硝酸锆等。
此外,为了将氧化锆颗粒所含的氧化钇的含量设为上述范围,可以在氧化锆颗粒的制造过程中配合氧化钇,例如可以使氧化钇固溶于氧化锆颗粒。作为钇源,可以使用例如硝酸盐、乙酸盐、氯化物、醇盐等,具体而言,可以使用氯化钇、乙酸钇、硝酸钇等。
氧化锆颗粒可根据需要而利用具有酸性基团的有机化合物;饱和脂肪酸酰胺、不饱和脂肪酸酰胺、饱和脂肪酸双酰胺、不饱和脂肪酸双酰胺等脂肪酸酰胺;硅烷偶联剂(有机硅化合物)、有机钛化合物、有机锆化合物、有机铝化合物等有机金属化合物等公知的表面处理剂预先进行表面处理。若对氧化锆颗粒进行表面处理,则可以调整其与25℃下的表面张力为50mN/m以下的液体的混合性,此外,通过后述那样的具有使包含氧化锆颗粒和聚合性单体的组合物进行聚合这一工序的方法来制造氧化锆成形体时等,可以调整氧化锆颗粒与聚合性单体的混合性。在上述表面处理剂之中,从与25℃下的表面张力为50mN/m以下的液体的混合性优异、且能够提高氧化锆颗粒与聚合性单体的化学结合性而提高所得氧化锆成形体的强度等出发,优选为具有酸性基团的有机化合物。
作为具有酸性基团的有机化合物,可列举出例如具有至少1个磷酸基、羧酸基、焦磷酸基、硫代磷酸基、膦酸基、磺酸基等酸性基团的有机化合物,这些之中,优选为具有至少1个磷酸基的含磷酸基的有机化合物、具有至少1个羧酸基的含羧酸基的有机化合物,更优选为含磷酸基的有机化合物。氧化锆颗粒可以利用1种表面处理剂进行表面处理,也可以利用2种以上的表面处理剂进行表面处理。在利用2种以上的表面处理剂对氧化锆颗粒进行表面处理的情况下,由此实现的表面处理层可以为2种以上表面处理剂的混合物的表面处理层,也可以为层叠有多个表面处理层的多层结构的表面处理层。
作为含磷酸基的有机化合物,可列举出例如酸式磷酸2-乙基己酯、酸式磷酸硬脂酯、磷酸二氢2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、磷酸二氢3-(甲基)丙烯酰氧基丙酯、磷酸二氢4-(甲基)丙烯酰氧基丁酯、磷酸二氢5-(甲基)丙烯酰氧基戊酯、磷酸二氢6-(甲基)丙烯酰氧基己酯、磷酸二氢7-(甲基)丙烯酰氧基庚酯、磷酸二氢8-(甲基)丙烯酰氧基辛酯、磷酸二氢9-(甲基)丙烯酰氧基壬酯、磷酸二氢10-(甲基)丙烯酰氧基癸酯、磷酸二氢11-(甲基)丙烯酰氧基十一烷酯、磷酸二氢12-(甲基)丙烯酰氧基十二烷基酯、磷酸二氢16-(甲基)丙烯酰氧基十六烷基酯、磷酸二氢20-(甲基)丙烯酰氧基二十烷基酯、磷酸氢双[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]酯、磷酸氢双[4-(甲基)丙烯酰氧基丁基]酯、磷酸氢双[6-(甲基)丙烯酰氧基己基]酯、磷酸氢双[8-(甲基)丙烯酰氧基辛基]酯、磷酸氢双[9-(甲基)丙烯酰氧基壬基]酯、磷酸氢双[10-(甲基)丙烯酰氧基癸基]酯、磷酸二氢1,3-二(甲基)丙烯酰氧基丙酯、磷酸氢2-(甲基)丙烯酰氧基乙基苯酯、磷酸氢2-(甲基)丙烯酰氧基乙基-2-溴乙酯、磷酸氢双[2-(甲基)丙烯酰氧基-(1-羟基甲基)乙基]酯、以及它们的酰卤、碱金属盐、铵盐等。
作为含羧酸基的有机化合物,可列举出例如琥珀酸、草酸、辛酸、癸酸、硬脂酸、聚丙烯酸、4-甲基辛酸、新癸酸、新戊酸、2,2-二甲基丁酸、3,3-二甲基丁酸、2,2-二甲基戊酸、2,2-二乙基丁酸、3,3-二乙基丁酸、环烷酸、环己烷二羧酸、(甲基)丙烯酸、N-(甲基)丙烯酰基甘氨酸、N-(甲基)丙烯酰基天冬氨酸、O-(甲基)丙烯酰基酪氨酸、N-(甲基)丙烯酰基酪氨酸、N-(甲基)丙烯酰基对氨基苯甲酸、N-(甲基)丙烯酰基邻氨基苯甲酸、对乙烯基苯甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基苯甲酸、3-(甲基)丙烯酰氧基苯甲酸、4-(甲基)丙烯酰氧基苯甲酸、N-(甲基)丙烯酰基-5-氨基水杨酸、N-(甲基)丙烯酰基-4-氨基水杨酸、琥珀酸氢2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、邻苯二甲酸氢2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、马来酸氢2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、2-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)乙酸(通称“MEEAA”)、2-(2-甲氧基乙氧基)乙酸(通称“MEAA”)、琥珀酸单[2-(2-甲氧基乙氧基)乙基]酯、马来酸单[2-(2-甲氧基乙氧基)乙基]酯、戊二酸单[2-(2-甲氧基乙氧基)乙基]酯、丙二酸、戊二酸、6-(甲基)丙烯酰氧基己烷-1,1-二羧酸、9-(甲基)丙烯酰氧基壬烷-1,1-二羧酸、10-(甲基)丙烯酰氧基癸烷-1,1-二羧酸、11-(甲基)丙烯酰氧基十一烷-1,1-二羧酸、12-(甲基)丙烯酰氧基十二烷-1,1-二羧酸、13-(甲基)丙烯酰氧基十三烷-1,1-二羧酸、偏苯三酸4-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、偏苯三酸4-(甲基)丙烯酰氧基丁酯、偏苯三酸4-(甲基)丙烯酰氧基己酯、偏苯三酸4-(甲基)丙烯酰氧基癸酯、琥珀酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙基-3’-(甲基)丙烯酰氧基-2’-(3,4-二羧基苯甲酰氧基)丙酯、以及它们的酸酐、酰卤、碱金属盐、铵盐等。
此外,作为具有至少1个焦磷酸基、硫代磷酸基、膦酸基、磺酸基等除了上述之外的酸性基团的有机化合物,可以使用例如国际公开第2012/042911号等中记载的有机化合物。
作为饱和脂肪酸酰胺,可列举出例如棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、山嵛酸酰胺等。作为不饱和脂肪酸酰胺,可列举出例如油酸酰胺、芥酸酰胺等。作为饱和脂肪酸双酰胺,可列举出例如亚乙基双棕榈酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、六亚甲基双硬脂酸酰胺等。作为不饱和脂肪酸双酰胺,可列举出例如亚乙基双油酸酰胺、六亚甲基双油酸酰胺、N,N’-二油烯基癸二酸酰胺等。
作为硅烷偶联剂(有机硅化合物),可列举出例如R1 nSiX4-n所示的化合物等(式中,R1为碳原子数1~12的取代或未取代的烃基,X为碳原子数1~4的烷氧基、羟基、卤素原子或氢原子,n为0~3的整数,其中,存在多个R1和X时,彼此可以相同也可以不同)。
作为硅烷偶联剂(有机硅化合物)的具体例,可列举出例如甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷、甲基-3,3,3-三氟丙基二甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、三甲基硅烷醇、甲基三氯硅烷、甲基二氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、三甲基溴硅烷、二乙基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、ω-(甲基)丙烯酰氧基烷基三甲氧基硅烷[(甲基)丙烯酰氧基与硅原子之间的碳原子数:3~12、例如γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等]、ω-(甲基)丙烯酰氧基烷基三乙氧基硅烷[(甲基)丙烯酰氧基与硅原子之间的碳原子数:3~12、例如γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等]等。需要说明的是,本说明书中,“(甲基)丙烯酰基”这一表述以包括甲基丙烯酰基和丙烯酰基这两者的含义来使用。
这些之中,优选为具有官能团的硅烷偶联剂,更优选为ω-(甲基)丙烯酰氧基烷基三甲氧基硅烷[(甲基)丙烯酰氧基与硅原子之间的碳原子数:3~12]、ω-(甲基)丙烯酰氧基烷基三乙氧基硅烷[(甲基)丙烯酰氧基与硅原子之间的碳原子数:3~12]、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷。
作为有机钛化合物,可列举出例如钛酸四甲酯、钛酸四异丙酯、钛酸四正丁酯、钛酸丁酯二聚物、钛酸四(2-乙基己基)酯等。
作为有机锆化合物,可列举出例如异丙醇锆、正丁醇锆、乙酰丙酮锆、乙酸锆等。
作为有机铝化合物,可列举出例如乙酰丙酮铝、铝有机酸盐螯合化合物等。
表面处理的具体方法没有特别限定,可以采用公知的方法,可以采用例如一边剧烈搅拌氧化锆颗粒一边喷雾添加上述表面处理剂的方法;使氧化锆颗粒和上述表面处理剂分散或溶解至适当溶剂后,去除溶剂的方法等。溶剂可以为包含25℃下的表面张力为50mN/m以下的液体的分散介质。此外,也可以在使氧化锆颗粒和上述表面处理剂分散或溶解后,进行回流、高温高压处理(高压釜处理等)。
・包含氧化锆颗粒的浆料
向干燥工序供给的包含氧化锆颗粒的浆料中的分散介质中包含25℃下的表面张力为50mN/m以下的液体。由此,能够在干燥时抑制颗粒彼此的聚集,能够获得更致密的氧化锆烧结体,形成兼具高透光性和高强度的氧化锆烧结体。从这种观点出发,上述液体的表面张力优选为40mN/m以下、更优选为30mN/m以下。
25℃下的表面张力可以使用例如Handbook of Chemistry and Phisics中记载的值,针对其中没有记载的液体,可以使用国际公开第2014/126034号中记载的值。针对它们均未记载的液体,可通过公知的测定方法来求出,可利用例如吊轮法、Wilhelmy法等进行测定。25℃下的表面张力优选使用协和界面科学公司制的自动表面张力计“CBVP-Z”或KSVINSTRUMENTS LTD公司制的“SIGMA702”进行测定。
作为上述液体,可以使用具有上述表面张力的有机溶剂,可列举出例如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-2-丙醇、2-甲氧基乙醇、1,4-二噁烷、2-乙氧基乙醇、2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇、丙酮、甲乙酮、四氢呋喃、二乙基醚、二异丙基醚、己烷、甲苯、氯仿、四氯化碳、乙酸乙酯、乙酸丁酯等。上述浆料的分散介质可以单独包含这些液体中的1种,也可以包含2种以上。在这些液体之中,从能够在干燥时抑制颗粒彼此的聚集而能够得到更致密的氧化锆烧结体等出发,优选为选自甲醇、乙醇、2-甲氧基乙醇、1,4-二噁烷、2-乙氧基乙醇和2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇中的至少1种,更优选为选自甲醇、乙醇、2-乙氧基乙醇和2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇中的至少1种。
从能够在干燥时抑制颗粒彼此的聚集而能够得到更致密的氧化锆烧结体等出发,分散介质中的上述液体的含量优选为50质量%以上、更优选为80质量%以上、进一步优选为95质量%以上、特别优选为99质量%以上。
向干燥工序供给的包含氧化锆颗粒的浆料可通过对于分散介质为水的浆料置换分散介质来获得。分散介质为水的浆料(包含氧化锆颗粒的浆料)可经由上述分解工艺、构建工艺来获得,也可以为市售品。
分散介质的置换方法没有特别限定,可以采用例如向分散介质为水的浆料中添加上述液体后,馏去水的方法。在水的馏去中,也可以一并馏去上述液体的一部分或全部。上述液体的添加和水的馏去可以反复进行多次。此外,也可以采用向分散介质为水的浆料中添加上述液体后,使分散质发生沉淀的方法。进而,对于分散介质为水的浆料,还可以将分散介质用特定的有机溶剂进行置换后,再用上述液体进行置换。
向干燥工序供给的包含氧化锆颗粒的浆料可以实施了回流处理、水热处理等利用热、压力的分散处理。此外,向干燥工序供给的包含氧化锆颗粒的浆料可以实施了利用辊磨机、胶体磨、高压喷射式分散机、超声波分散机、振动磨、行星磨机、珠磨机等的机械分散处理。上述各处理可以仅采用1种,也可以采用2种以上。
向干燥工序供给的包含氧化锆颗粒的浆料可以进一步包含粘结剂、增塑剂、分散剂、乳化剂、消泡剂、pH调节剂、润滑剂等其它成分中的1种或2种以上。通过包含这种其它成分(尤其是粘结剂、分散剂、消泡剂等),有时能够在干燥时抑制颗粒彼此的聚集而能够获得更致密的氧化锆烧结体。
作为粘结剂,可列举出例如聚乙烯醇、甲基纤维素、羧甲基纤维素、丙烯酸系粘结剂、蜡系粘结剂、聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯、乙基纤维素等。
作为增塑剂,可列举出例如聚乙二醇、甘油、丙二醇、邻苯二甲酸二丁酯等。
作为分散剂,可列举出例如聚羧酸铵(柠檬酸三铵等)、聚丙烯酸铵、丙烯酸类共聚物树脂、丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酸、皂土、羧甲基纤维素、阴离子系表面活性剂(例如聚氧乙烯月桂基醚磷酸酯等聚氧乙烯烷基醚磷酸酯等)、非离子系表面活性剂、油酸甘油酯、胺系表面活性剂、寡糖醇等。
作为乳化剂,可列举出例如烷基醚、苯基醚、脱水山梨糖醇衍生物、铵盐等。
作为消泡剂,可列举出例如醇、聚醚、聚乙二醇、硅酮、蜡等。
作为pH调节剂,可列举出例如氨、铵盐(包含四甲基氢氧化铵等氢氧化铵)、碱金属盐、碱土金属盐等。
作为润滑剂,可列举出例如聚氧乙烯烷基化醚、蜡等。
若使用包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末,则能够容易地获得具有荧光性的氧化锆烧结体。从这种观点出发,向干燥工序供给的包含氧化锆颗粒的浆料优选包含荧光剂。
所使用的荧光剂的种类没有特别限定,可以使用在任意波长的光下均能够发出荧光的荧光剂中的1种或2种以上。作为这种荧光剂,可列举出包含金属元素的荧光剂。作为该金属元素,可列举出例如Ga、Bi、Ce、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Tm等。荧光剂可以单独包含这些金属元素中的1种,也可以包含2种以上。这些金属元素之中,从更显著地发挥出本发明的效果等出发,优选为Ga、Bi、Eu、Gd、Tm,更优选为Bi、Eu。作为所使用的荧光剂,可列举出例如上述金属元素的氧化物、氢氧化物、乙酸盐、硝酸盐等。此外,荧光剂可以为Y2SiO5:Ce、Y2SiO5:Tb、(Y,Gd,Eu)BO3、Y2O3:Eu、YAG:Ce、ZnGa2O4:Zn、BaMgAl10O17:Eu等。
荧光剂的用量没有特别限定,可根据荧光剂的种类、最终得到的氧化锆烧结体的用途等来适当调整,从能够将最终得到的氧化锆烧结体优选用作齿科用修补物等的观点出发,作为所得粉末中的荧光剂的含量,相对于氧化锆的质量以荧光剂所含的金属元素的氧化物换算计,优选为0.001质量%以上、更优选为0.005质量%以上、进一步优选为0.01质量%以上,此外,优选为1质量%以下、更优选为0.5质量%以下、进一步优选为0.1质量%以下。通过使该含量为上述下限以上,能够得到即使与人类的自生齿相比荧光性也不逊色的氧化锆烧结体,此外,通过使该含量为上述上限以下,能够抑制氧化锆烧结体中的透光性、强度的降低。
在向干燥工序供给的包含氧化锆颗粒的浆料中包含荧光剂的情况下,包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料可通过对于上述分散介质为水的浆料添加荧光剂后,将分散介质置换成上述液体来获得,也可以通过对分散介质包含上述液体的浆料添加荧光剂来获得,从能够获得更均匀且物性优异的氧化锆烧结体等出发,优选通过对分散介质为水的浆料添加荧光剂后,再将分散介质置换成上述液体来获得。
荧光剂的添加方法没有特别限定,可以添加粉末状的荧光剂,优选通过将包含氧化锆颗粒的浆料(分散介质可以为水,也可以为上述液体)与液体状态的荧光剂进行混合来进行。由此防止粗大颗粒的混入等,尽管包含荧光剂,但仍然能够获得透光性和强度更优异的氧化锆烧结体。作为液体状态的荧光剂,可以使用例如上述荧光剂的溶液、分散体等,优选为荧光剂的溶液。该溶液的种类没有特别限定,可列举出例如水溶液。该水溶液可以为稀硝酸溶液、稀盐酸溶液等,可根据所使用的荧光剂的种类等来适当选择。
向干燥工序供给的包含氧化锆颗粒的浆料可以进一步包含着色剂和/或透光性调节剂。通过使该浆料进一步包含着色剂和/或透光性调节剂,能够得到包含这些成分的粉末、进而包含这些成分的氧化锆烧结体。着色剂和/或透光性调节剂优选分别在溶液、分散体等液体状态下与包含氧化锆颗粒的浆料进行混合。此外,使用上述分散介质为水的浆料时,也可以将分散介质置换成上述液体后,再添加着色剂和/或透光性调节剂,从能够获得更均匀且物性优异的氧化锆烧结体等出发,优选在将分散介质置换成上述液体之前添加着色剂和/或透光性调节剂。
通过使氧化锆烧结体包含着色剂而形成经着色的氧化锆烧结体。上述浆料可包含的着色剂的种类没有特别限定,可以使用为了将陶瓷着色而通常使用的公知颜料、公知的齿科用液体着色剂等。作为着色剂,可列举出包含金属元素的着色剂等,具体而言,可列举出包含铁、钒、镨、饵、铬、镍、锰等金属元素的氧化物、复合氧化物、盐等。此外,也可以使用市售的着色剂,还可以使用例如Zirkonzahn公司制的Prettau Colour Liquid等。上述浆料可以包含1种着色剂,也可以包含2种以上的着色剂。
着色剂的用量没有特别限定,可根据着色剂的种类、最终得到的氧化锆烧结体的用途等来适当调整,从能够将最终得到的氧化锆烧结体优选用作齿科用修补物等观点出发,作为所得粉末中的着色剂的含量,相对于氧化锆的质量,以着色剂所含的金属元素的氧化物换算计,优选为0.001质量%以上、更优选为0.005质量%以上、进一步优选为0.01质量%以上,此外,优选为5质量%以下、更优选为1质量%以下、进一步优选为0.5质量%以下,可以为0.1质量%以下、进而可以为0.05质量%以下。
作为上述浆料中能够包含的透光性调节剂,可列举出例如氧化铝、氧化钛、二氧化硅、锆石、硅酸锂、二硅酸锂等。上述浆料可以包含1种透光性调节剂,也可以包含2种以上的透光性调节剂。
透光性调节剂的用量没有特别限定,可根据透光性调节剂的种类、最终得到的氧化锆烧结体的用途等来适当调整,从可将最终得到的氧化锆烧结体优选用作齿科用修补物等观点出发,作为所得粉末中的透光性调节剂的含量,相对于氧化锆的质量优选为0.1质量%以下。
从能够在干燥时抑制颗粒彼此的聚集而能够获得更致密的氧化锆烧结体等出发,向干燥工序供给的包含氧化锆颗粒的浆料中的水分量优选为3质量%以下、更优选为1质量%以下、进一步优选为0.1质量%以下。该水分量可使用Karl Fischer水分计进行测定。
・干燥工序
在干燥工序中,将包含氧化锆颗粒的浆料(分散介质包含上述液体的氧化锆浆料)进行喷雾干燥。由此,能够在干燥时抑制颗粒彼此的聚集,能够获得更致密的氧化锆烧结体,形成兼具高透光性和高强度的氧化锆烧结体。通过该干燥工序,得到作为目标的包含氧化锆颗粒的粉末。
喷雾干燥中的干燥条件没有特别限定,可以适当采用公知的干燥条件。需要说明的是,为了降低干燥时的爆炸风险,优选在不燃性气体的存在下进行干燥,更优选在氮气的存在下进行干燥。
[粉末]
通过上述制造方法能够获得目标粉末。在氧化锆烧结体包含荧光剂的情况下,优选在粉末中包含这种荧光剂。粉末中的荧光剂的含量可根据所得氧化锆烧结体中的荧光剂的含量等来适当调整。粉末所含的荧光剂的具体含量相对于粉末所含的氧化锆的质量以荧光剂所含的金属元素的氧化物换算计优选为0.001质量%以上、更优选为0.005质量%以上、进一步优选为0.01质量%以上,此外,优选为1质量%以下、更优选为0.5质量%以下、进一步优选为0.1质量%以下。
在氧化锆烧结体包含着色剂的情况下,优选在粉末中包含这种着色剂。粉末中的着色剂的含量可根据所得氧化锆烧结体中的着色剂的含量等来适当调整。粉末所含的着色剂的具体含量相对于粉末所含的氧化锆的质量以着色剂所含的金属元素的氧化物换算计优选为0.001质量%以上、更优选为0.005质量%以上、进一步优选为0.01质量%以上,此外,优选为5质量%以下、更优选为1质量%以下、进一步优选为0.5质量%以下,可以为0.1质量%以下、进而可以为0.05质量%以下。
在氧化锆烧结体包含透光性调节剂的情况下,优选在粉末中包含这种透光性调节剂。粉末中的透光性调节剂的含量可根据所得氧化锆烧结体中的透光性调节剂的含量等来适当调整。粉末所含的透光性调节剂的具体含量相对于粉末所含的氧化锆的质量优选为0.1质量%以下。
粉末所含的氧化钇的含量设为与所得氧化锆烧结体中的氧化钇的含量相同即可,粉末中的氧化钇的具体含量优选为2.0摩尔%以上、更优选为3.0摩尔%以上、进一步优选为4.0摩尔%以上、特别优选为4.5摩尔%以上,可以为5.0摩尔%以上、进而可以为5.5摩尔%以上,此外,优选为9.0摩尔%以下、更优选为8.0摩尔%以下、进一步优选为7.0摩尔%以下。需要说明的是,粉末中的氧化钇的含量是指氧化钇的摩尔数相对于氧化锆和氧化钇的合计摩尔数的比例(摩尔%)。
通过上述制造方法而得到的粉末在进行单轴压制而成形后,以170MPa的压力进行冷等静压(CIP)处理而制成氧化锆成形体,进而在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后;需要说明的是,也可以暂时在常压下以700℃煅烧2小时后,再以上述条件进行烧结)的结晶粒径优选为180nm以下。由此,能够容易地制造具有高透光性的氧化锆烧结体。从能够获得透光性更优异的氧化锆烧结体等出发,该结晶粒径更优选为140nm以下、进一步优选为120nm以下、特别优选为115nm以下,可以为110nm以下。该结晶粒径的下限没有特别限定,该结晶粒径可以设为例如50nm以上,进而可以设为100nm以上。需要说明的是,作为该结晶粒径的测定方法,只要采用作为氧化锆成形体中的说明而如后所述的方法即可。
通过上述制造方法而得到的粉末在进行单轴压制而成形后,以170MPa的压力进行冷等静压(CIP)处理而制成氧化锆成形体,进而在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后;需要说明的是,也可以暂时在常压下以700℃煅烧2小时后,再以上述条件进行烧结)的3点弯曲强度优选为400MPa以上。由此,能够容易地制造具有高强度的氧化锆烧结体。从能够获得强度更优异的氧化锆烧结体等出发,该3点弯曲强度更优选为500MPa以上、进一步优选为600MPa以上、特别优选为650MPa以上、最优选为700MPa以上,可以为800MPa以上。该3点弯曲强度的上限没有特别限定,该3点弯曲强度可以设为例如1500MPa以下,进而可以设为1000MPa以下。需要说明的是,作为该3点弯曲强度的测定方法,只要采用作为氧化锆成形体中的说明而如后所述的方法即可。
通过上述制造方法而得到的粉末在进行单轴压制而成形后,以170MPa的压力进行冷等静压(CIP)处理而制成氧化锆成形体,进而在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后;需要说明的是,也可以暂时在常压下以700℃煅烧2小时后,再以上述条件进行烧结)的厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率优选为35%以上。由此,能够容易地制造具有高透光性的氧化锆烧结体。从能够获得透光性更优异的氧化锆烧结体等出发,该透射率更优选为40%以上、进一步优选为45%以上,可以为46%以上、48%以上、50%以上,进而可以为52%以上。该透射率的上限没有特别限定,该透射率可以设为例如60%以下,进而可以设为57%以下。需要说明的是,作为该透射率的测定方法,只要采用作为氧化锆成形体中的说明而如后所述的方法即可。
根据上述本发明的制造方法,可获得能够简便地制造兼具高透光性和高强度的氧化锆烧结体的包含氧化锆颗粒的粉末。将该粉末例如进行单轴压制而成形后,以170MPa的压力进行冷等静压(CIP)处理而制成氧化锆成形体,进而在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后;需要说明的是,也可以暂时在常压下以700℃煅烧2小时后,再以上述条件进行烧结)的3点弯曲强度为400MPa以上,并且,进行单轴压制而成形后,以170MPa的压力进行冷等静压(CIP)处理而制成氧化锆成形体,进而在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后;需要说明的是,也可以暂时在常压下以700℃煅烧2小时后,再以上述条件进行烧结)的厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率可以为40%以上。本发明包含下述粉末,其为这种包含氧化锆颗粒的粉末,氧化锆颗粒的平均一次粒径为30nm以下,进行单轴压制而成形后,以170MPa的压力进行冷等静压(CIP)处理而制成氧化锆成形体,进而在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后;需要说明的是,也可以暂时在常压下以700℃煅烧2小时后,再以上述条件进行烧结)的3点弯曲强度为400MPa以上,进行单轴压制而成形后,以170MPa的压力进行冷等静压(CIP)处理而制成氧化锆成形体,进而在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后;需要说明的是,也可以暂时在常压下以700℃煅烧2小时后,再以上述条件进行烧结)的厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率为40%以上。需要说明的是,作为用于由粉末获得上述氧化锆烧结体的具体方法,可以采用在实施例中如后所述的方法。
[氧化锆成形体的制造方法]
用于使用上述粉末来制造氧化锆烧结体的方法没有特别限定,例如,可以使用该粉末来制造氧化锆成形体,并且将该氧化锆成形体进行煅烧而制成氧化锆煅烧体,进而将该氧化锆煅烧体进行烧结而制成氧化锆烧结体,或者,也可以使用该粉末来制造氧化锆成形体,并且将该氧化锆成形体进行烧结而制成氧化锆烧结体。此处,该氧化锆成形体只要通过具有将氧化锆颗粒进行成形的成形工序的方法来制造即可。
通过具有将氧化锆颗粒进行成形的成形工序的方法来制造氧化锆成形体时的该成形工序的种类没有特别限定,从能够获得透光性和强度更优异的氧化锆烧结体等出发,该成形工序优选为下述工序之中的任一者:
(i)将包含氧化锆颗粒的粉末进行压制成形的工序;
(ii)将包含氧化锆颗粒和树脂的组合物进行成形的工序;以及
(iii)使包含氧化锆颗粒和聚合性单体的组合物进行聚合的工序。
・包含氧化锆颗粒和树脂的组合物
包含氧化锆颗粒和树脂的组合物的制备方法没有特别限定,可通过将例如利用上述制造方法而得到的包含氧化锆颗粒的粉末与树脂进行混合来获得。
・包含氧化锆颗粒和聚合性单体的组合物
包含氧化锆颗粒和聚合性单体的组合物的制备方法没有特别限定,可通过将例如利用上述制造方法而得到的包含氧化锆颗粒的粉末与聚合性单体进行混合来获得。
(i)压制成形
在通过具有将包含氧化锆颗粒的粉末进行压制成形的工序的方法来制造氧化锆成形体的情况下,压制成形的具体方法没有特别限定,可以使用公知的压制成形机来进行。作为压制成形的具体方法,可列举出例如单轴压制等。此外,为了提高所得氧化锆成形体的密度,优选在进行单轴压制后进一步实施冷等静压(CIP)处理。
在压制成形中使用的上述包含氧化锆颗粒的粉末可以进一步包含上述那样的荧光剂、着色剂和透光性调节剂之中的至少1者,也可以进一步包含上述那样的粘结剂、增塑剂、分散剂、乳化剂、消泡剂、pH调节剂、润滑剂等其它成分之中的1种或2种以上。这些成分可以在制备粉末时进行配合。
(ii)包含树脂的组合物的成形
在通过具有将包含氧化锆颗粒和树脂的组合物进行成形的工序的方法来制造氧化锆成形体的情况下,用于将该组合物进行成形的具体方法没有特别限定,可以采用例如注射成形、铸塑成形、挤出成形等。此外,也可以采用将该组合物利用热溶解法(FDM)进行造形的方法、喷墨法、粉末/粘结剂层叠法等层叠造形法(3D打印等)。这些成形方法之中,优选为注射成形和铸塑成形,更优选为注射成形。
上述树脂的种类没有特别限定,可优选使用作为粘结剂而发挥功能的树脂。作为该树脂的具体例,可列举出例如链烷烃蜡、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚苯乙烯、无规立构聚丙烯、甲基丙烯酸类树脂、硬脂酸等脂肪酸等。这些树脂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
上述包含氧化锆颗粒和树脂的组合物可以进一步包含上述那样的荧光剂、着色剂和透光性调节剂之中的至少1者,也可以进一步包含上述那样的增塑剂、分散剂、乳化剂、消泡剂、pH调节剂、润滑剂等其它成分之中的1种或2种以上。
(iii)包含聚合性单体的组合物的聚合
通过使包含氧化锆颗粒和聚合性单体的组合物进行聚合,能够使该组合物中的聚合性单体进行聚合而使组合物固化。在通过具有该聚合工序的方法来制造氧化锆成形体的情况下,其具体方法没有特别限定,可以采用例如(a)使包含氧化锆颗粒和聚合性单体的组合物在模具内发生聚合的方法;(b)使用包含氧化锆颗粒和聚合性单体的组合物的光造形(立体平版印刷;SLA)法等。这些之中,优选为(b)的光造形法。根据光造形法,能够在制造氧化锆成形体的时赋予与最终得到的氧化锆烧结体中的期望形状相应的形状。因此,尤其在将本发明的氧化锆烧结体用作齿科用修补物等齿科材料时等,有时该光造形法是适合的。
上述包含氧化锆颗粒和聚合性单体的组合物中的聚合性单体的种类没有特别限定,可以为单官能性的(甲基)丙烯酸酯、单官能性的(甲基)丙烯酰胺等单官能性的聚合性单体、以及二官能性的芳香族化合物、二官能性的脂肪族化合物、三官能性以上的化合物等多官能性的聚合性单体之中的任一者。聚合性单体可以单独使用1种,也可以并用2种以上。这些之中,尤其在采用光造形法时等,优选使用多官能性的聚合性单体。
作为单官能性的(甲基)丙烯酸酯,可列举出例如(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸酯、丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、甘油单(甲基)丙烯酸酯、赤藓醇单(甲基)丙烯酸酯等具有羟基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯等(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等脂环式(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯等含有芳香族基团的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸2,3-二溴丙酯、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、11-(甲基)丙烯酰氧基十一烷基三甲氧基硅烷等具有官能团的(甲基)丙烯酸酯等。
作为单官能性的(甲基)丙烯酰胺,可列举出例如(甲基)丙烯酰胺、N-(甲基)丙烯酰基吗啉、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二正丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二正丁基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二正己基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二正辛基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二-2-乙基己基(甲基)丙烯酰胺、N-羟基乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二(羟基乙基)(甲基)丙烯酰胺等。
这些单官能性的聚合性单体之中,从聚合性优异的观点出发,优选为(甲基)丙烯酰胺,更优选为N-(甲基)丙烯酰基吗啉、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺。
作为二官能性的芳香族化合物,可列举出例如2,2-双((甲基)丙烯酰氧基苯基)丙烷、2,2-双[4-(3-丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)苯基]丙烷(通称“Bis-GMA”)、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基二乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基四乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基五乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基二丙氧基苯基)丙烷、2-(4-(甲基)丙烯酰氧基二乙氧基苯基)-2-(4-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基苯基)丙烷、2-(4-(甲基)丙烯酰氧基二乙氧基苯基)-2-(4-(甲基)丙烯酰氧基双三乙氧基苯基)丙烷、2-(4-(甲基)丙烯酰氧基二丙氧基苯基)-2-(4-(甲基)丙烯酰氧基三乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基丙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基异丙氧基苯基)丙烷、1,4-双(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)均苯四酸酯等。这些之中,从聚合性、所得氧化锆成形体的强度优异的观点出发,优选为2,2-双[4-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)苯基]丙烷(通称“Bis-GMA”)、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷。在2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷之中,优选为2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷(乙氧基的平均加成摩尔数为2.6的化合物(通称“D-2.6E”))。
作为二官能性的脂肪族化合物,可列举出例如甘油二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,2-双(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)乙烷、2,2,4-三甲基六亚甲基双(2-氨甲酰基氧基乙基)二甲基丙烯酸酯(通称“UDMA”)等。这些之中,从聚合性、所得氧化锆成形体的强度优异的观点出发,优选为三甘醇二甲基丙烯酸酯(通称“TEGDMA”)、2,2,4-三甲基六亚甲基双(2-氨甲酰基氧基乙基)二甲基丙烯酸酯。
作为三官能性以上的化合物,可列举出例如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、N,N-(2,2,4-三甲基六亚甲基)双[2-(氨基羧基)丙烷-1,3-二醇]四(甲基)丙烯酸酯、1,7-二丙烯酰氧基-2,2,6,6-四(甲基)丙烯酰氧基甲基-4-氧基庚烷等。这些之中,从聚合性、所得氧化锆成形体的强度优异的观点出发,优选为N,N-(2,2,4-三甲基六亚甲基)双[2-(氨基羧基)丙烷-1,3-二醇]四甲基丙烯酸酯、1,7-二丙烯酰氧基-2,2,6,6-四丙烯酰氧基甲基-4-氧基庚烷。
在上述(a)和(b)中的任意方法中,组合物的聚合优选使用聚合引发剂来进行,该组合物优选还包含聚合引发剂。聚合引发剂的种类没有特别限定,特别优选为光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,可以从一般工业界所使用的光聚合引发剂中适当选择并使用,其中,优选为齿科用途中使用的光聚合引发剂。
作为具体的光聚合引发剂,可列举出例如(双)酰基氧化膦类(包含盐)、噻吨酮类(包含季铵盐等盐)、缩酮类、α-二酮类、香豆素类、蒽醌类、苯偶姻烷基醚化合物类、α-氨基酮系化合物等。光聚合引发剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。这些光聚合引发剂之中,优选使用选自(双)酰基氧化膦类和α-二酮类中的至少1种。由此,可以在紫外区域(包含近紫外区域)和可见光区域这两者下进行聚合(凝胶化),尤其是,即使使用Ar激光、He-Cd激光等激光;卤素灯、氙灯、金属卤化物灯、发光二极管(LED)、汞灯、荧光灯等照明等中的任意光源,也能够充分地进行聚合(凝胶化)。
在上述(双)酰基氧化膦类之中,作为酰基氧化膦类,可列举出例如2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(通称“TPO”)、2,6-二甲氧基苯甲酰基二苯基氧化膦、2,6-二氯苯甲酰基二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基甲氧基苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基乙氧基苯基氧化膦、2,3,5,6-四甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、苯甲酰基二(2,6-二甲基苯基)膦酸酯、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基氧化膦的钠盐、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦的钾盐、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦的铵盐等。
上述(双)酰基氧化膦类之中,作为双酰基氧化膦类,可列举出例如双(2,6-二氯苯甲酰基)苯基氧化膦、双(2,6-二氯苯甲酰基)-2,5-二甲基苯基氧化膦、双(2,6-二氯苯甲酰基)-4-丙基苯基氧化膦、双(2,6-二氯苯甲酰基)-1-萘基氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)苯基氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,5-二甲基苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、双(2,3,6-三甲基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦等。进而,也可以使用日本特开2000-159621号公报中记载的化合物等。
这些(双)酰基氧化膦类之中,优选为2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基甲氧基苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基氧化膦的钠盐。
作为α-二酮类,可列举出例如丁二酮、苯偶酰、樟脑醌、2,3-戊二酮、2,3-辛二酮、9,10-菲醌、4,4’-氧基苯偶酰、苊醌等。这些之中,尤其在使用可见光区域的光源时等,优选为樟脑醌。
上述包含氧化锆颗粒和聚合性单体的组合物可以进一步包含上述那样的荧光剂、着色剂和透光性调节剂之中的至少一者,也可以进一步包含上述那样的增塑剂、分散剂、乳化剂、消泡剂、pH调节剂、润滑剂等其它成分之中的1种或2种以上。
在通过使用包含氧化锆颗粒和聚合性单体的组合物的光造形法来制造氧化锆成形体的情况下,光造形法的具体方法没有特别限定,可以适当采用公知的方法来进行光造形。可以采用例如下述方法:通过使用光造形装置,利用紫外线、激光等将液状的组合物进行光聚合而依次形成具有期望形状的各层,由此得到作为目标的氧化锆成形体的方法等。
在利用光造形法而得到氧化锆成形体的情况下,从后续的烧结性的观点等出发,包含氧化锆颗粒和聚合性单体的组合物中的氧化锆颗粒的含量优选尽可能多,具体而言,优选为20质量%以上、更优选为30质量%以上、进一步优选为40质量%以上、特别优选为50质量%以上。另一方面,在光造形法中,从其层叠成形的原理出发,期望该组合物的粘度处于某个固定范围内,因此,上述组合物中的氧化锆颗粒的含量优选为90质量%以下、更优选为80质量%以下、进一步优选为70质量%以下、特别优选为60质量%以下。在实施通过从容器的下侧通过该容器的底面来照射光而使层固化来一层层地依次形成氧化锆成形体的控制液面法的情况下,该组合物的粘度调整对于使已固化的层仅上升一层的量并向该已固化的层的下表面与容器的底面之间顺利地流入用于形成下一层的组合物而言有时特别重要。
作为上述组合物的具体粘度,以25℃下的粘度计优选为20,000mPa・s以下、更优选为10,000mPa・s以下、进一步优选为5,000mPa・s以下,此外,优选为100mPa・s以上。该组合物存在氧化锆颗粒的含量越高则粘度越上升的倾向,因此,优选根据所使用的光造形装置的性能等,一边考虑光造形时的速度与所得氧化锆成形体的精度的平衡等,一边适当调整上述组合物中的氧化锆颗粒的含量与粘度的平衡。需要说明的是,该粘度可使用E型粘度计进行测定。
[氧化锆成形体]
在氧化锆烧结体中包含荧光剂的情况下,优选在氧化锆成形体中包含这种荧光剂。氧化锆成形体中的荧光剂的含量可根据所得氧化锆烧结体中的荧光剂的含量等来适当调整。氧化锆成形体所含的荧光剂的具体含量相对于氧化锆成形体所含的氧化锆的质量以荧光剂所含的金属元素的氧化物换算计优选为0.001质量%以上、更优选为0.005质量%以上、进一步优选为0.01质量%以上,此外,优选为1质量%以下、更优选为0.5质量%以下、进一步优选为0.1质量%以下。
在氧化锆烧结体中包含着色剂的情况下,优选在氧化锆成形体中包含这种着色剂。氧化锆成形体中的着色剂的含量可根据所得氧化锆烧结体中的着色剂的含量等来适当调整。氧化锆成形体所含的着色剂的具体含量相对于氧化锆成形体所含的氧化锆的质量以着色剂所含的金属元素的氧化物换算计优选为0.001质量%以上、更优选为0.005质量%以上、进一步优选为0.01质量%以上,此外,优选为5质量%以下、更优选为1质量%以下、进一步优选为0.5质量%以下,可以为0.1质量%以下、进而可以为0.05质量%以下。
在氧化锆烧结体中包含透光性调节剂的情况下,优选在氧化锆成形体中包含这种透光性调节剂。氧化锆成形体中的透光性调节剂的含量可根据所得氧化锆烧结体中的透光性调节剂的含量等来适当调整。氧化锆成形体所含的透光性调节剂的具体含量相对于氧化锆成形体所含的氧化锆的质量优选为0.1质量%以下。
氧化锆成形体所含的氧化钇的含量只要设为与所得氧化锆烧结体中的氧化钇的含量相同即可,氧化锆成形体中的氧化钇的具体含量优选为2.0摩尔%以上、更优选为3.0摩尔%以上、进一步优选为4.0摩尔%以上、特别优选为4.5摩尔%以上,可以为5.0摩尔%以上、进而可以为5.5摩尔%以上,此外,优选为9.0摩尔%以下、更优选为8.0摩尔%以下、进一步优选为7.0摩尔%以下。需要说明的是,氧化锆成形体中的氧化钇的含量是指氧化钇的摩尔数相对于氧化锆和氧化钇的合计摩尔数的比例(摩尔%)。
氧化锆成形体的密度没有特别限定,还因氧化锆成形体的制造方法等而异,从能够获得致密的氧化锆烧结体等出发,该密度优选为3.0g/cm3以上、更优选为3.2g/cm3以上、进一步优选为3.4g/cm3以上。该密度的上限没有特别限定,可以设为例如6.0g/cm3以下、进而可以设为5.8g/cm3以下。
氧化锆成形体的形状没有特别限定,可根据用途而制成期望的形状,若考虑到获得作为用于制造齿科用修补物等齿科材料的研磨坯料而使用的氧化锆煅烧体时的处理性等,则优选为圆盘状、棱柱状(长方体状等)等。需要说明的是,如果如上所述地在氧化锆成形体的制造中采用光造形法等,则能够对氧化锆成形体赋予与最终得到的氧化锆烧结体中的期望形状相应的形状,本发明还包括具有这种期望形状的氧化锆成形体。此外,氧化锆成形体可以为单层结构,也可以为多层结构。通过设为多层结构,能够将最终得到的氧化锆烧结体制成多层结构,能够使其透光性等物性局部地发生变化。
从处理性的观点等出发,氧化锆成形体的双轴弯曲强度优选在2~10MPa的范围内,更优选在5~8MPa的范围内。需要说明的是,氧化锆成形体的双轴弯曲强度可以按照JIS T6526:2012进行测定。
通过上述制造方法而得到的氧化锆成形体在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后;需要说明的是,也可以暂时在常压下以700℃煅烧2小时后,再以上述条件进行烧结)的结晶粒径优选为180nm以下。由此,能够容易地制造具有高透光性的氧化锆烧结体。从能够获得透光性更优异的氧化锆烧结体等出发,该结晶粒径更优选为140nm以下、进一步优选为120nm以下、特别优选为115nm以下、可以为110nm以下。该结晶粒径的下限没有特别限定,该结晶粒径可以设为例如50nm以上、进而可以设为100nm以上。需要说明的是,氧化锆烧结体中的结晶粒径可通过拍摄氧化锆烧结体截面的场发射型扫描电子显微镜(FE-SEM)照片,选择10个存在于其拍摄图像中的任意颗粒,并以各个圆当量直径(相同面积的正圆的直径)的平均值的形式来求出。
通过上述制造方法而得到的氧化锆成形体在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后;需要说明的是,也可以暂时在常压下以700℃煅烧2小时后,再以上述条件进行烧结)的3点弯曲强度优选为400MPa以上。由此,能够容易地制造具有高强度的氧化锆烧结体。从能够获得强度更优异的氧化锆烧结体等出发,该3点弯曲强度更优选为500MPa以上、进一步优选为600MPa以上、特别优选为650MPa以上、最优选为700MPa以上,可以为800MPa以上。该3点弯曲强度的上限没有特别限定,该3点弯曲强度可以设为例如1500MPa以下、进而可以设为1000MPa以下。需要说明的是,氧化锆烧结体的3点弯曲强度可以按照JISR 1601:2008进行测定。
通过上述制造方法而得到的氧化锆成形体在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后;需要说明的是,也可以暂时在常压下以700℃煅烧2小时后,再以上述条件进行烧结)的厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率优选为35%以上。由此,能够容易地制造具有高透光性的氧化锆烧结体。从能够获得透光性更优异的氧化锆烧结体等出发,该透射率更优选为40%以上、进一步优选为45%以上,可以为46%以上、48%以上、50%以上、进而可以为52%以上。该透射率的上限没有特别限定,该透射率可以设为例如60%以下、进而可以设为57%以下。需要说明的是,氧化锆烧结体的厚度为0.5mm时的波长700nm的光的透射率只要使用分光光度计进行测定即可,可以使用例如分光光度计(日立ハイテクノロジーズ公司制、“日立分光光度计U-3900H形”),使从光源产生的光对试样进行透射和散射,并利用积分球进行测定。在该测定中,可以先在300~750nm的波长区域中测定透射率后,再求出对于波长700nm的光的透射率。作为测定中使用的试样,可以使用对两面进行镜面研磨加工而得的直径15mm×厚度0.5mm的圆盘形状的氧化锆烧结体。
[氧化锆煅烧体的制造方法]
通过将上述氧化锆成形体进行煅烧而能够得到氧化锆煅烧体。从容易获得作为目标的氧化锆煅烧体等观点出发,煅烧温度优选为300℃以上、更优选为400℃以上、进一步优选为500℃以上,此外,优选小于900℃、更优选为850℃以下、进一步优选为800℃以下。通过使煅烧温度为上述下限以上,能够有效地抑制有机物的残渣的发生。此外,通过使煅烧温度为上述上限以下,能够抑制过量地进行烧结而难以利用切削加工机进行切削(研磨)。
煅烧时的升温速度没有特别限定,优选为0.1℃/分钟以上、更优选为0.2℃/分钟以上、进一步优选为0.5℃/分钟以上,此外,优选为50℃/分钟以下、更优选为30℃/分钟以下、进一步优选为20℃/分钟以下。通过使升温速度为上述下限以上,生产率提高。此外,通过使升温速度为上述上限以下,能够抑制氧化锆成形体、氧化锆煅烧体中的内部与外部的体积差,此外,在氧化锆成形体包含有机物的情况下,能够抑制该有机物的急剧分解,能够抑制裂纹、破坏。
将氧化锆成形体进行煅烧时的煅烧时间没有特别限定,从能够以良好的生产率有效且稳定地获得作为目标的氧化锆煅烧体等出发,煅烧时间优选为0.5小时以上、更优选为1小时以上、进一步优选为2小时以上,此外,优选为10小时以下、更优选为8小时以下、进一步优选为6小时以下。
煅烧可以使用煅烧炉来进行。煅烧炉的种类没有特别限定,可以使用例如一般工业界所使用的电炉和脱脂炉等。
氧化锆煅烧体可以在制成氧化锆烧结体之前,利用切削(研磨)而制成与用途相符的期望形状。尤其是,根据本发明,能够简便地制造兼具高透光性和高强度的氧化锆烧结体,因此,该氧化锆烧结体特别适合作为齿科用修补物等齿科材料等,为了获得这种用途中使用的氧化锆烧结体,可以将氧化锆煅烧体进行切削(研磨),用以形成与其相应的形状。切削(研磨)的方法没有特别限定,可以使用例如公知的研磨装置来进行。
[氧化锆煅烧体]
在氧化锆烧结体包含荧光剂的情况下,优选在氧化锆煅烧体中包含这种荧光剂。氧化锆煅烧体中的荧光剂的含量可根据所得氧化锆烧结体中的荧光剂的含量等来适当调整。氧化锆煅烧体所含的荧光剂的具体含量相对于氧化锆煅烧体所含的氧化锆的质量以荧光剂所含的金属元素的氧化物换算计优选为0.001质量%以上、更优选为0.005质量%以上、进一步优选为0.01质量%以上,此外,优选为1质量%以下、更优选为0.5质量%以下、进一步优选为0.1质量%以下。
在氧化锆烧结体包含着色剂的情况下,优选在氧化锆煅烧体中包含这种着色剂。氧化锆煅烧体中的着色剂的含量可根据所得氧化锆烧结体中的着色剂的含量等来适当调整。氧化锆煅烧体所含的着色剂的具体含量相对于氧化锆煅烧体所含的氧化锆的质量以着色剂所含的金属元素的氧化物换算计优选为0.001质量%以上、更优选为0.005质量%以上、进一步优选为0.01质量%以上,此外,优选为5质量%以下、更优选为1质量%以下、进一步优选为0.5质量%以下,可以为0.1质量%以下、进而可以为0.05质量%以下。
在氧化锆烧结体包含透光性调节剂的情况下,优选在氧化锆煅烧体中包含这种透光性调节剂。氧化锆煅烧体中的透光性调节剂的含量可根据所得氧化锆烧结体中的透光性调节剂的含量等来适当调整。氧化锆煅烧体所含的透光性调节剂的具体含量相对于氧化锆煅烧体所含的氧化锆的质量优选为0.1质量%以下。
氧化锆煅烧体所含的氧化钇的含量只要设为与所得氧化锆烧结体中的氧化钇的含量相同即可,氧化锆煅烧体中的氧化钇的具体含量优选为2.0摩尔%以上、更优选为3.0摩尔%以上、进一步优选为4.0摩尔%以上、特别优选为4.5摩尔%以上,可以为5.0摩尔%以上、进而可以为5.5摩尔%以上,此外,优选为9.0摩尔%以下、更优选为8.0摩尔%以下、进一步优选为7.0摩尔%以下。需要说明的是,氧化锆煅烧体中的氧化钇的含量是指氧化钇的摩尔数相对于氧化锆和氧化钇的合计摩尔数的比例(摩尔%)。
氧化锆煅烧体的密度没有特别限定,还因其制造所使用的氧化锆成形体的制造方法等而异,优选在3.0~6.0g/m3的范围内、更优选在3.2~5.8g/m3的范围内。
氧化锆煅烧体的形状没有特别限定,可根据用途而制成期望的形状,若考虑到作为用于制造齿科用修补物等齿科材料的研磨坯料而使用时的处理性等,则优选为圆盘状、棱柱状(长方体状等)等。需要说明的是,如上所述,可以在将氧化锆煅烧体制成氧化锆烧结体之前,利用切削(研磨)而制成与用途相符的期望形状,本发明还包含具有这种切削(研磨)后的期望形状的氧化锆煅烧体。此外,氧化锆煅烧体可以为单层结构,也可以为多层结构。通过制成多层结构而能够将最终得到的氧化锆烧结体制成多层结构,能够使其透光性等物性局部发生变化。
从能够在使用切削加工机的加工时保持加工物的形状、并且切削自身也能够容易地进行等观点出发,氧化锆煅烧体的3点弯曲强度优选在10~70MPa的范围内、更优选在20~60MPa的范围内。需要说明的是,氧化锆煅烧体的3点弯曲强度可以针对5mm×40mm×10mm的试验片使用万能试验机,在跨距长度为30mm、十字头速度为0.5mm/分钟的条件下进行测定。
通过上述制造方法而得到的氧化锆煅烧体在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后)的结晶粒径优选为180nm以下。由此,能够容易地制造具有高透光性的氧化锆烧结体。从能够获得透光性更优异的氧化锆烧结体等出发,该结晶粒径更优选为140nm以下、进一步优选为120nm以下、特别优选为115nm以下,可以为110nm以下。该结晶粒径的下限没有特别限定,该结晶粒径可以设为例如50nm以上、进而可以设为100nm以上。需要说明的是,该结晶粒径的测定方法如氧化锆成形体中的上述说明所示。
通过上述制造方法而得到的氧化锆煅烧体在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后)的3点弯曲强度优选为400MPa以上。由此,能够容易地制造具有高强度的氧化锆烧结体。从能够获得强度更优异的氧化锆烧结体等出发,该3点弯曲强度更优选为500MPa以上、进一步优选为600MPa以上、特别优选为650MPa以上、最优选为700MPa以上,可以为800MPa以上。该3点弯曲强度的上限没有特别限定,该3点弯曲强度可以设为例如1500MPa以下、进而可以设为1000MPa以下。需要说明的是,该3点弯曲强度的测定方法如氧化锆成形体中的上述说明所示。
通过上述制造方法而得到的氧化锆煅烧体在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后)的厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率优选为35%以上。由此,能够容易地制造具有高透光性的氧化锆烧结体。从能够获得透光性更优异的氧化锆烧结体等出发,该透射率更优选为40%以上、进一步优选为45%以上,可以为46%以上、48%以上、50%以上、进而可以为52%以上。该透射率的上限没有特别限定,该透射率可以设为例如60%以下、进而可以设为57%以下。需要说明的是,该透射率的测定方法如氧化锆成形体中的上述说明所示。
[氧化锆烧结体的制造方法]
通过将上述氧化锆成形体或氧化锆煅烧体在常压下进行烧结而能够得到氧化锆烧结体。在将氧化锆成形体进行烧结的情况和将氧化锆煅烧体进行烧结的情况中的任意情况下,从容易获得作为目标的氧化锆烧结体等的观点出发,烧结温度均优选为900℃以上、更优选为1000℃以上、进一步优选为1050℃以上,此外,优选为1200℃以下、更优选为1150℃以下、进一步优选为1120℃以下。通过使烧结温度为上述下限以上,能够充分地进行烧结,能够容易地获得致密的烧结体。此外,通过使烧结温度为上述上限以下,能够容易地获得结晶粒径处于上述范围内的氧化锆烧结体,此外,在包含荧光剂的情况下,能够抑制其失活。
在将氧化锆成形体进行烧结的情况和将氧化锆煅烧体进行烧结的情况中的任意情况下,烧结时间均没有特别限定,从能够以良好的生产率有效且稳定地获得作为目标的氧化锆烧结体等出发,烧结时间优选为5分钟以上、更优选为15分钟以上、进一步优选为30分钟以上,此外,优选为6小时以下、更优选为4小时以下、进一步优选为2小时以下。
烧结可以使用烧结炉来进行。烧结炉的种类没有特别限定,可以使用例如一般工业界所使用的电炉和脱脂炉等。尤其在齿科材料用途中使用的情况下,除了以往的齿科用氧化锆用烧结炉之外,也可以使用烧结温度较低的齿科用烤瓷炉。
氧化锆烧结体即使不进行热等静压(HIP)处理也可容易地制造,但通过在上述常压下的烧结后进行热等静压(HIP)处理,能够进一步提高透光性和强度。
[氧化锆烧结体]
氧化锆烧结体可以包含荧光剂。通过使氧化锆烧结体包含荧光剂而具有荧光性。氧化锆烧结体中的荧光剂的含量没有特别限定,可根据荧光剂的种类、氧化锆烧结体的用途等来适当调整,从能够优选地用作齿科用修补物等的观点出发,相对于氧化锆烧结体所含的氧化锆的质量,以荧光剂所含的金属元素的氧化物换算计,优选为0.001质量%以上、更优选为0.005质量%以上、进一步优选为0.01质量%以上,此外,优选为1质量%以下、更优选为0.5质量%以下、进一步优选为0.1质量%以下。通过使该含量为上述下限以上,即使与人类的自生齿相比荧光性也不逊色,此外,通过使该含量为上述上限以下,能够抑制透光性、强度的降低。
氧化锆烧结体可以包含着色剂。通过使氧化锆烧结体包含着色剂,从而形成经着色的氧化锆烧结体。氧化锆烧结体中的着色剂的含量没有特别限定,可根据着色剂的种类、氧化锆烧结体的用途等来适当调整,从可优选地用作齿科用修补物等的观点出发,相对于氧化锆烧结体所含的氧化锆的质量,以着色剂所含的金属元素的氧化物换算计,优选为0.001质量%以上、更优选为0.005质量%以上、进一步优选为0.01质量%以上,此外,优选为5质量%以下、更优选为1质量%以下、进一步优选为0.5质量%以下,可以为0.1质量%以下、进而可以为0.05质量%以下。
为了调整氧化锆烧结体中的透光性,氧化锆烧结体可以包含透光性调节剂。氧化锆烧结体中的透光性调节剂的含量没有特别限定,可根据透光性调节剂的种类、氧化锆烧结体的用途等来适当调整,从可优选地用作齿科用修补物等的观点出发,相对于氧化锆烧结体所含的氧化锆的质量,优选为0.1质量%以下。
从形成透光性和强度更优异的氧化锆烧结体等出发,氧化锆烧结体所含的氧化钇的含量优选为2.0摩尔%以上、更优选为3.0摩尔%以上、进一步优选为4.0摩尔%以上、特别优选为4.5摩尔%以上,可以为5.0摩尔%以上、进而可以为5.5摩尔%以上,此外,优选为9.0摩尔%以下、更优选为8.0摩尔%以下、进一步优选为7.0摩尔%以下。需要说明的是,氧化锆烧结体中的氧化钇的含量是指氧化钇的摩尔数相对于氧化锆和氧化钇的合计摩尔数的比例(摩尔%)。
从透光性更优异等的观点出发,通过上述制造方法而得到的氧化锆烧结体中的结晶粒径优选为180nm以下、更优选为140nm以下、进一步优选为120nm以下、特别优选为115nm以下,可以为110nm以下。该结晶粒径的下限没有特别限定,该结晶粒径可以设为例如50nm以上、进而可以设为100nm以上。需要说明的是,该结晶粒径的测定方法如氧化锆成形体中的上述说明所示。
从强度更优异等的观点出发,通过上述制造方法而得到的氧化锆烧结体的3点弯曲强度优选为400MPa以上、更优选为500MPa以上、进一步优选为600MPa以上、特别优选为650MPa以上、最优选为700MPa以上,可以为800MPa以上。该3点弯曲强度的上限没有特别限定,该3点弯曲强度可以设为例如1500MPa以下、进而可以设为1000MPa以下。需要说明的是,该3点弯曲强度的测定方法如氧化锆成形体中的上述说明所示。
从透光性更优异等的观点出发,通过上述制造方法而得到的氧化锆烧结体的厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率优选为35%以上、更优选为40%以上、进一步优选为45%以上,可以为46%以上、48%以上、50%以上、进而可以为52%以上。该透射率的上限没有特别限定,该透射率可以设为例如60%以下、进而可以设为57%以下。需要说明的是,该透射率的测定方法如氧化锆成形体中的上述说明所示。
通过上述制造方法而得到的氧化锆烧结体的主晶相可以为正方晶和立方晶中的任一者,主晶相优选为立方晶。在该氧化锆烧结体中,优选10%以上为立方晶,更优选50%以上为立方晶,进一步优选70%以上为立方晶。氧化锆烧结体中的立方晶的比例可通过晶相的分析来求出。具体而言,针对将氧化锆烧结体的表面进行了镜面加工的部分,可进行X射线衍射(XRD;X-Ray Diffraction)测定,并利用下述式子来求出。
fc = 100 × Ic/(Im+It+Ic)。
此处,fc表示氧化锆烧结体中的立方晶的比例(%),Im表示2θ=28度附近的峰(基于单斜晶的(11-1)面的峰)的高度,It表示2θ=30度附近的峰(基于正方晶的(111)面的峰)的高度,Ic表示2θ=30度附近的峰(基于立方晶的(111)面的峰)的高度。需要说明的是,2θ=30度附近的峰以基于正方晶的(111)面与立方晶的(111)面的混相的峰的形式出现,在难以分离基于正方晶的(111)面的峰和基于立方晶的(111)面的峰的情况下,可以采用里特弗尔德法等求出正方晶与立方晶的比值,并使其乘以基于该混相的峰的高度(It+c),由此求出It和Ic。
通过上述制造方法而得到的氧化锆烧结体在180℃的热水中浸渍5小时后的单斜晶相对于正方晶和立方晶的比例优选为5%以下、更优选为3%以下、进一步优选为1%以下。通过使该比例在上述范围内,在用作例如齿科用修补物的情况下,能够抑制体积的经年变化而能够防止破坏。该比例可如下求出:将氧化锆烧结体的表面进行镜面加工,将其在180℃的热水中浸渍5小时后,针对上述部分,进行X射线衍射(XRD;X-Ray Diffraction)测定,并利用以下式子来求出。
fm = 100 × Im/(It+c)。
此处,fm表示氧化锆烧结体中的在180℃热水中浸渍5小时后的单斜晶相对于正方晶和立方晶的比例(%),Im表示2θ=28度附近的峰(基于单斜晶的(11-1)面的峰)的高度,It+c表示2θ=30度附近的峰(基于正方晶的(111)面和立方晶的(111)面的混相的峰)的高度。需要说明的是,2θ=30度附近的峰分离成基于正方晶的(111)面的峰和基于立方晶的(111)面的峰并出现,在难以确定上述It+c的情况下,可以将基于正方晶的(111)面的峰的高度(It)与基于立方晶的(111)面的峰的高度(Ic)之和作为上述It+c。
[氧化锆烧结体的用途]
氧化锆烧结体的用途没有特别限定,根据本发明,能够简便地制造兼具高透光性和高强度的氧化锆烧结体,因此,该氧化锆烧结体特别适合作为齿科用修补物等齿科材料等,其中,不仅是作为牙颈部所使用的齿科用修补物,作为臼齿咬合面、前齿切端部(前歯切端部)所使用的齿科用修补物也极其有用。本发明的氧化锆烧结体特别优选用作前齿切端部所使用的齿科用修补物。
实施例
以下,列举出实施例和比较例来详细说明本发明,但本发明不限定于这些实施例等。需要说明的是,各物性的测定方法如下所示。
(1)氧化锆颗粒的平均一次粒径
利用透射型电子显微镜(TEM)对氧化锆颗粒进行照片拍摄,在所得图像上针对任意的100个颗粒测定各颗粒的粒径(最大直径),将它们的平均值作为氧化锆颗粒的平均一次粒径。
(2)液体的25℃下的表面张力
使用Handbook of Chemistry and Phisics中记载的值。针对2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇,使用国际公开第2014/126034号中记载的值。
(3)结晶粒径
氧化锆烧结体中的结晶粒径如下求出:拍摄氧化锆烧结体截面的场发射型扫描电子显微镜(FE-SEM)照片,选择存在于其拍摄图像中的任意的10个颗粒,以各个圆当量直径(相同面积的正圆的直径)的平均值的形式来求出。
(4)3点弯曲强度
氧化锆烧结体的3点弯曲强度按照JIS R 1601:2008进行测定。
(5)光的透射率(波长700nm、0.5mm厚)
氧化锆烧结体的厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率如下测定:使用分光光度计(日立ハイテクノロジーズ公司制、“日立分光光度计U-3900H形”),使从光源产生的光对试样进行透射和散射,并利用积分球进行测定。在该测定中,可以先在300~750nm的波长区域中测定透射率后,再求出对于波长700nm的光的透射率。在测定中,将两面进行了镜面研磨加工的直径15mm×厚度0.5mm的圆盘形状的氧化锆烧结体用作试样。
(6)立方晶的比例
氧化锆烧结体中的立方晶的比例利用晶相的分析来求出。具体而言,针对将氧化锆烧结体的表面进行了镜面加工的部分,进行X射线衍射(XRD;X-Ray Diffraction)测定,由下述式子来求出。
fc = 100 × Ic/(Im+It+Ic)。
此处,fc表示氧化锆烧结体中的立方晶的比例(%),Im表示2θ=28度附近的峰(基于单斜晶的(11-1)面的峰)的高度,It表示2θ=30度附近的峰(基于正方晶的(111)面的峰)的高度,Ic表示2θ=30度附近的峰(基于立方晶的(111)面的峰)的高度。
(7)热水处理后的单斜晶的比例
氧化锆烧结体的在180℃热水中浸渍5小时后的单斜晶相对于正方晶和立方晶的比例如下求出:将氧化锆烧结体的表面进行镜面加工,并将其在180℃的热水中浸渍5小时后,针对上述部分,进行X射线衍射(XRD;X-Ray Diffraction)测定,并由下述式子来求出。
fm = 100 × Im/(It+c)。
此处,fm表示氧化锆烧结体中的在180℃的热水中浸渍5小时后的单斜晶相对于正方晶和立方晶的比例(%),Im表示2θ=28度附近的峰(基于单斜晶的(11-1)面的峰)的高度,It+c表示2θ=30度附近的峰(基于正方晶的(111)面与立方晶的(111)面的混相的峰)的高度。
(8)氧化锆烧结体的外观
氧化锆烧结体的外观(颜色)通过目视进行评价。
(9)氧化锆烧结体的荧光性
氧化锆烧结体的荧光性通过目视来评价UV光下有无荧光。
[实施例1]
向包含3摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 3Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%)中添加该氧化锆浆料的9体积倍的异丙醇,将其放入离心分离管并充分混合,以4000rpm离心10分钟。在确认白色物的沉降后去除上清液,向其中再次添加异丙醇并充分混合,以4000rpm离心10分钟。在确认白色物的沉降后去除上清液,向其中添加甲醇,由此使其与所使用的氧化锆浆料的体积相同,进而充分混合而得到甲醇置换浆料。使用Karl Fischer水分计测定该甲醇置换浆料的残留水分量,结果为0.05质量%。
在给料量为5mL/分钟、入口温度为150℃、出口温度为100℃的条件下,使用喷雾干燥器(日本ビュッヒ公司制、B-290),将该甲醇置换浆料进行干燥,得到包含氧化锆颗粒的粉末。
通过单轴压制将所得粉末分别成形为80mm×40mm×10mm的板状和直径15mm×厚度1.5mm的圆盘状,对它们进行冷等静压(CIP)处理(压力为170MPa)而提高密度,从而得到氧化锆成形体。将这些氧化锆成形体在常压下以700℃煅烧2小时,得到氧化锆煅烧体。进而,将这些氧化锆煅烧体在常压下以1100℃烧结2小时而得到氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色(无荧光性)。将各测定结果示于表1。
此外,对于与上述同样制作的氧化锆煅烧体,使用研磨装置(“カタナH-18”、クラレノリタケデンタル公司制),切削牙冠形状的氧化锆煅烧体,将其在常压下以1100℃烧结2小时,得到牙冠形状的齿科用修补物。
[比较例1]
在给料量为5mL/分钟、入口温度为150℃、出口温度为100℃的条件下,使用喷雾干燥器(日本ビュッヒ公司制、B-290),将包含3摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize3Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23%)进行干燥,得到包含氧化锆颗粒的粉末。
除了使用上述得到的粉末来作为粉末之外,与实施例1同样操作,分别得到氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色(无荧光性)。比较例1中,包含氧化锆颗粒的粉末牢固地聚集,成形密度未上升,无法获得致密的氧化锆烧结体,因此省略结晶粒径等的测定。
[实施例2]
作为氧化锆浆料,使用包含5摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 5Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%),除此之外,与实施例1同样操作,得到甲醇置换浆料。使用Karl Fischer水分计测定该甲醇置换浆料的残留水分量,结果为0.08质量%。
除了使用上述得到的浆料作为甲醇置换浆料之外,与实施例1同样操作,分别得到包含氧化锆颗粒的粉末、氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色(无荧光性)。将各测定结果示于表1。
此外,对于与上述同样制作的氧化锆煅烧体,使用研磨装置(“カタナH-18”、クラレノリタケデンタル公司制),切削牙冠形状的氧化锆煅烧体,将其在常压下以1100℃烧结2小时,得到牙冠形状的齿科用修补物。
[实施例3]
作为氧化锆浆料,使用包含8摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 8Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%),除此之外,与实施例1同样操作,得到甲醇置换浆料。使用Karl Fischer水分计测定该甲醇置换浆料的残留水分量,结果为0.04质量%。
除了使用上述得到的浆料作为甲醇置换浆料之外,与实施例1同样操作,分别得到包含氧化锆颗粒的粉末、氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色(无荧光性)。将各测定结果示于表1。
[实施例4]
分别准备包含0.62摩尔/L的氯化氧锆和0.066摩尔/L的氯化钇的混合水溶液2.0L以及1.9摩尔/L的氢氧化钠水溶液1.0L。
向沉淀槽内注入纯水2.0L,进而同时注入上述混合水溶液和氢氧化钠水溶液,使氯化氧锆和氯化钇共沉淀而得到浆料。将其进行过滤和清洗,以固体成分浓度(氧化锆和氧化钇的浓度)达到5.0质量%的方式添加纯水,得到浆料2.0L。其后,向上述浆料中添加乙酸22.2g,以200℃进行3小时的水热处理,得到氧化锆浆料。该氧化锆浆料所含的氧化锆颗粒的平均一次粒径为18nm。
除了使用上述得到的浆料作为氧化锆浆料之外,与实施例1同样操作,得到甲醇置换浆料。使用Karl Fischer水分计测定该甲醇置换浆料的残留水分量,结果为0.05质量%。
除了使用上述得到的浆料作为甲醇置换浆料之外,与实施例1同样操作,分别得到包含氧化锆颗粒的粉末、氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色(无荧光性)。将各测定结果示于表1。
[表1]
[实施例5]
除了使用乙醇来代替甲醇之外,与实施例2同样操作,得到乙醇置换浆料。使用KarlFischer水分计测定该乙醇置换浆料的残留水分量,结果为0.06质量%。
除了使用上述得到的乙醇置换浆料来代替甲醇置换浆料之外,与实施例1同样操作,分别得到包含氧化锆颗粒的粉末、氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色(无荧光性)。将各测定结果示于表2。
[实施例6]
除了使用2-甲氧基乙醇来代替甲醇之外,与实施例2同样操作,得到2-甲氧基乙醇置换浆料。使用Karl Fischer水分计测定该2-甲氧基乙醇置换浆料的残留水分量,结果为0.08质量%。
除了使用上述得到的2-甲氧基乙醇置换浆料来代替甲醇置换浆料之外,与实施例1同样操作,分别得到包含氧化锆颗粒的粉末、氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色(无荧光性)。将各测定结果示于表2。
[实施例7]
除了使用2-乙氧基乙醇来代替甲醇之外,与实施例2同样操作,得到2-乙氧基乙醇置换浆料。使用Karl Fischer水分计测定该2-乙氧基乙醇置换浆料的残留水分量,结果为0.07质量%。
除了使用上述得到的2-乙氧基乙醇置换浆料来代替甲醇置换浆料之外,与实施例1同样操作,分别得到包含氧化锆颗粒的粉末、氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色(无荧光性)。将各测定结果示于表2。
[实施例8]
除了使用2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇来代替甲醇之外,与实施例2同样操作,得到2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇置换浆料。使用Karl Fischer水分计测定该2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇置换浆料的残留水分量,结果为0.06质量%。
除了使用上述得到的2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇置换浆料来代替甲醇置换浆料之外,与实施例1同样操作,分别得到包含氧化锆颗粒的粉末、氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色(无荧光性)。将各测定结果示于表2。
[实施例9]
除了使用1,4-二噁烷来代替甲醇之外,与实施例2同样操作,得到1,4-二噁烷置换浆料。使用Karl Fischer水分计测定该1,4-二噁烷置换浆料的残留水分量,结果为0.11质量%。
除了使用上述得到的1,4-二噁烷置换浆料来代替甲醇置换浆料之外,与实施例1同样操作,分别得到包含氧化锆颗粒的粉末、氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色(无荧光性)。将各测定结果示于表2。
[表2]
[实施例10]
对于与实施例2同样操作而得到的甲醇置换浆料,以相对于氧化锆质量的镍(II)的氧化物(NiO)换算的含量达到0.02质量%的方式添加硝酸镍(II)水溶液,得到包含氧化锆颗粒和着色剂的浆料。在给料量为5mL/分钟、入口温度为150℃、出口温度为100℃的条件下使用喷雾干燥器(日本ビュッヒ公司制、B-290)将其进行干燥,得到包含氧化锆颗粒和着色剂的粉末。
除了使用上述得到的粉末来作为粉末之外,与实施例1同样操作,分别得到氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体着色为红色(无荧光性)。将各测定结果示于表3。
[实施例11]
相对于包含3摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 3Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%)100质量份,以相对于氧化锆质量的铋氧化物(Bi2O3)换算的含量达到0.02质量%的方式添加氢氧化铋水溶液。接着,作为分散介质置换操作,添加2-乙氧基乙醇50质量份,使用旋转蒸发仪以总量达到100质量份的方式进行浓缩。将上述分散介质置换操作反复进行4次而得到2-乙氧基乙醇置换浆料。使用Karl Fischer水分计测定该2-乙氧基乙醇置换浆料的残留水分量,结果为0.05质量%。
在给料量为5mL/分钟、入口温度为150℃、出口温度为100℃的条件下,使用喷雾干燥器(日本ビュッヒ公司制、B-290)将该2-乙氧基乙醇置换浆料进行干燥,得到包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末。
除了使用上述得到的粉末来作为粉末之外,与实施例1同样操作,分别得到氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表3。
此外,对于与上述同样制作的氧化锆煅烧体,使用研磨装置(“カタナH-18”、クラレノリタケデンタル公司制),分别切削上颚中切牙单冠形状和下颚第一磨牙单冠形状的氧化锆煅烧体,将它们在常压下以1100℃烧结2小时,分别得到具有荧光性的牙冠形状的齿科用修补物。
[实施例12]
作为氧化锆浆料,使用包含8摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 8Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%),除此之外,与实施例11同样操作,得到2-乙氧基乙醇置换浆料。使用Karl Fischer水分计测定该2-乙氧基乙醇置换浆料的残留水分量,结果为0.04质量%。
除了使用上述得到的浆料作为2-乙氧基乙醇置换浆料之外,与实施例11同样操作,分别得到包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末、氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表3。
[实施例13]
相对于包含5摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 5Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%)100质量份,以相对于氧化锆质量的铋氧化物(Bi2O3)换算的含量达到0.02质量%的方式添加硝酸铋的稀硝酸溶液。接着,作为分散介质置换操作,添加2-乙氧基乙醇50质量份,使用旋转蒸发仪,以总量达到100质量份的方式进行浓缩。将上述分散介质置换操作反复4次而得到2-乙氧基乙醇置换浆料。使用Karl Fischer水分计测定该2-乙氧基乙醇置换浆料的残留水分量,结果为0.05质量%。
除了使用上述得到的浆料来作为2-乙氧基乙醇置换浆料之外,与实施例11同样操作,分别得到包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末、氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表3。
此外,对于与上述同样制作的氧化锆煅烧体,使用研磨装置(“カタナH-18”、クラレノリタケデンタル公司制),分别切削上颚中切牙单冠形状和下颚第一磨牙单冠形状的氧化锆煅烧体,将它们在常压下以1100℃烧结2小时,分别得到具有荧光性的牙冠形状的齿科用修补物。
[实施例14]
相对于与实施例2同样操作而得到的甲醇置换浆料,以相对于氧化锆质量的铋氧化物(Bi2O3)换算的含量达到0.02质量%的方式添加硝酸铋的稀硝酸溶液,得到包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料。在给料量为5mL/分钟、入口温度为150℃、出口温度为100℃的条件下使用喷雾干燥器(日本ビュッヒ公司制、B-290)将其进行干燥,得到包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末。
除了使用上述得到的粉末来作为粉末之外,与实施例1同样操作,分别得到氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表3。
[表3]
[实施例15]
相对于与实施例2同样操作而得到的甲醇置换浆料,以相对于氧化锆的质量达到2质量%的方式添加聚乙烯醇(聚合度500),得到包含氧化锆颗粒和聚乙烯醇的浆料。在给料量为5mL/分钟、入口温度为150℃、出口温度为100℃的条件下使用喷雾干燥器(日本ビュッヒ公司制、B-290)将其进行干燥,得到包含氧化锆颗粒和聚乙烯醇的粉末。
除了使用上述得到的粉末来作为粉末之外,与实施例1同样操作,分别得到氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色(无荧光性)。将各测定结果示于表4。
[实施例16]
相对于与实施例2同样操作而得到的甲醇置换浆料,以相对于氧化锆的质量达到2质量%的方式添加聚乙烯醇(聚合度500),进而以相对于氧化锆的质量达到2质量%的方式添加聚乙二醇(分子量400)。使用珠磨机(介质材质:氧化锆、介质直径:φ100μm、介质量:浆料质量的3倍),以57Hz对其实施5分钟的分散处理,得到包含氧化锆颗粒、聚乙烯醇和聚乙二醇的浆料。在给料量为5mL/分钟、入口温度为150℃、出口温度为100℃的条件下使用喷雾干燥器(日本ビュッヒ公司制、B-290)将其进行干燥,得到包含氧化锆颗粒、聚乙烯醇和聚乙二醇的粉末。
除了使用上述得到的粉末来作为粉末之外,与实施例1同样操作,分别得到氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色(无荧光性)。将各测定结果示于表4。
[实施例17]
相对于与实施例2同样操作而得到的甲醇置换浆料,以相对于氧化锆的质量达到2质量%的方式添加第一工业制药公司制的“プライサーフ A219B”(主成分:聚氧乙烯月桂基醚磷酸酯)。使用珠磨机(介质材质:氧化锆、介质直径:φ100μm、介质量:浆料质量的3倍),以57Hz对其实施5分钟的分散处理,得到包含氧化锆颗粒和分散剂的浆料。在给料量为5mL/分钟、入口温度为150℃、出口温度为100℃的条件下使用喷雾干燥器(日本ビュッヒ公司制、B-290)将其进行干燥,得到包含氧化锆颗粒和表面活性剂的粉末。
除了使用上述得到的粉末来作为粉末之外,与实施例1同样操作,分别得到氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色(无荧光性)。将各测定结果示于表4。
[实施例18]
相对于与实施例2同样操作而得到的甲醇置换浆料,以相对于氧化锆的质量达到2质量%的方式添加磷酸二氢10-甲基丙烯酰氧基癸酯,以200℃实施3小时的高压釜处理,得到包含氧化锆颗粒的浆料。在给料量为5mL/分钟、入口温度为150℃、出口温度为100℃的条件下使用喷雾干燥器(日本ビュッヒ公司制、B-290)将其进行干燥,得到包含氧化锆颗粒的粉末。
除了使用上述得到的粉末来作为粉末之外,与实施例1同样操作,分别得到氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色(无荧光性)。将各测定结果示于表4。
[实施例19]
相对于与实施例2同样操作而得到的甲醇置换浆料,以相对于氧化锆的质量达到2质量%的方式添加γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,以200℃实施3小时的高压釜处理,得到包含氧化锆颗粒的浆料。在给料量为5mL/分钟、入口温度为150℃、出口温度为100℃的条件下使用喷雾干燥器(日本ビュッヒ公司制、B-290)将其进行干燥,得到包含氧化锆颗粒的粉末。
除了使用上述得到的粉末来作为粉末之外,与实施例1同样操作,分别得到氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色(无荧光性)。将各测定结果示于表4。
[表4]
Claims (26)
1.制造方法,其为包含氧化锆颗粒的粉末的制造方法,具备将包含氧化锆颗粒的浆料进行喷雾干燥的干燥工序,氧化锆颗粒的平均一次粒径为30nm以下,浆料的分散介质包含25℃下的表面张力为50mN/m以下的液体。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其中,氧化锆颗粒包含2.0~9.0摩尔%的氧化钇。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法,其中,分散介质中的所述液体的含量为50质量%以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的制造方法,其中,所述液体为选自甲醇、乙醇、2-甲氧基乙醇、1,4-二噁烷、2-乙氧基乙醇和2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇中的至少1种。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的制造方法,其为包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末的制造方法。
6.根据权利要求5所述的制造方法,其中,荧光剂包含金属元素,所述粉末中的荧光剂的含量相对于氧化锆的质量以金属元素的氧化物换算计为0.001~1质量%。
7.根据权利要求5或6所述的制造方法,其中,包含氧化锆颗粒的浆料中包含荧光剂。
8.粉末,其是通过权利要求1~7中任一项所述的制造方法而得到的。
9.粉末,其为包含氧化锆颗粒的粉末,氧化锆颗粒的平均一次粒径为30nm以下,进行单轴压制而成形后,以170MPa的压力进行冷等静压(CIP)处理而制成氧化锆成形体,进而在常压下以1100℃烧结2小时后的3点弯曲强度为400MPa以上,进行单轴压制而成形后,以170MPa的压力进行冷等静压(CIP)处理而制成氧化锆成形体,进而在常压下以1100℃烧结2小时后的厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率为40%以上。
10.制造方法,其为具有将氧化锆颗粒进行成形的成形工序的氧化锆成形体的制造方法,使用通过权利要求1~7中任一项所述的制造方法而得到的粉末或者权利要求9所述的粉末。
11.根据权利要求10所述的制造方法,其中,成形工序为将所述粉末进行压制成形的工序。
12.根据权利要求10所述的制造方法,其中,成形工序为将包含氧化锆颗粒和树脂的组合物进行成形的工序。
13.根据权利要求12所述的制造方法,其中,所述组合物是通过将所述粉末与树脂进行混合而得到的。
14.根据权利要求10所述的制造方法,其中,成形工序为使包含氧化锆颗粒和聚合性单体的组合物进行聚合的工序。
15.根据权利要求14所述的制造方法,其中,所述组合物是通过将所述粉末与聚合性组合物进行混合而得到的。
16.根据权利要求14或15所述的制造方法,其中,成形工序为光造形工序。
17.氧化锆成形体,其是通过权利要求10~16中任一项所述的制造方法而得到的。
18.氧化锆煅烧体的制造方法,其具有将通过权利要求10~16中任一项所述的制造方法而得到的氧化锆成形体进行煅烧的工序。
19.根据权利要求18所述的制造方法,其中,以300℃以上且小于900℃进行煅烧。
20.氧化锆煅烧体,其是通过权利要求18或19所述的制造方法而得到的。
21.氧化锆烧结体的制造方法,其具有将通过权利要求10~16中任一项所述的制造方法而得到的氧化锆成形体在常压下进行烧结的工序。
22.根据权利要求21所述的制造方法,其中,以900℃以上且1200℃以下进行烧结。
23.氧化锆烧结体的制造方法,其具有将通过权利要求18或19所述的制造方法而得到的氧化锆煅烧体在常压下进行烧结的工序。
24.根据权利要求23所述的制造方法,其中,以900℃以上且1200℃以下进行烧结。
25.根据权利要求21~24中任一项所述的制造方法,其中,氧化锆烧结体为齿科材料。
26.氧化锆烧结体,其是通过权利要求21~25中任一项所述的制造方法而得到的。
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