KR101954791B1 - 착색된 산화지르코늄 세라믹의 후처리 방법 - Google Patents

Abstract

착색된 산화지르코늄 세라믹을 탈산소제와 함께 가열 장치에 넣고 미리 설정된 온도에서 소성 공정을 수행하는 단계를 포함하며, 여기서 착색된 산화지르코늄 세라믹은 산화지르코늄 세라믹을 Pr^{3 +}를 함유하는 착색제로 착색하여 얻어지고, 상기 탈산소제의 양은 상기 가열 장치 내의 산소량에 대해 과다-화학량론적인 값임을 특징으로 하는, 착색된 산화지르코늄 세라믹의 후처리 방법이 개시된다. 이러한 기술적 해결책은 산화지르코늄 세라믹을 노란색으로 착색하기 위해 Fe^{3 +}를 Pr^{3 +}으로 완전히 대체할 수 있다.

Description

착색된 산화지르코늄 세라믹의 후처리 방법{METHOD FOR POST-PROCESSING COLORED ZIRCONIUM OXIDE CERAMIC}

본 출원은 2014년 12월 8일에 중국 국가 지적 재산권국에 "METHOD FOR POST-PROCESSING COLORED ZIRCONIUM OXIDE CERAMIC"의 명칭으로 출원된 중국 특허 출원 제201410742446.1호를 우선권으로 주장하며, 그 내용은 본원에 전체 내용이 참고로 원용된다.

본 발명은 산화지르코늄 세라믹 분야, 특히 착색된 산화지르코늄 세라믹의 후처리 방법에 관한 것이다.

산화지르코늄 세라믹은 우수한 생체적합성과 우수한 기계적 특성으로 인해 치과 보철물 생산에 널리 사용되고 있다.

산화지르코늄 세라믹은 최종적으로 환자용으로 사용될 수 있는 치아 보철물로 제조되기 전에, 최종 생산된 치아 보철물의 색상이 환자 자신의 치아색에 가깝도록 보장하기 위해 일반적으로 채색 및 광택 처리 등이 필요하다.

선행 기술에서는, 산화지르코늄 세라믹을 착색하기 위해 주로 두 가지 방법이 이용된다. 첫 번째 방법은 산화지르코늄 세라믹을 제조하는 과정에서 원료에 착색 산화물을 첨가하여 사전 음영 처리된 산화지르코늄 세라믹을 얻는 것이다. 두 번째 방법은 산화지르코늄의 사전 소결 소지로 만든 환자의 수복물에 색을 입히기 위해 착색 액체를 사용하는 것이다. 자연치는 좁은 범위의 색상 분산도를 나타내며, 주로 빨간색 또는 노란색으로 보인다. 따라서, 착색제가 제1 방법의 착색 산화물 또는 제2 방법의 착색제인지에 상관없이, 함유된 착색 이온은 Fe^{3 +}, Er^{3 +}, 및 Mn^{2 +} 등을 주로 함유하며, 여기서 Fe^{3 +}는 주로 노란색 및 빨간색을 짙게 하기 위한 것이고, Er^{3 +}는 주로 빨간색을 짙게 하기 위한 것이며, Mn^{2 +}는 주로 밝기를 조절하기 위한 것이다. Fe^{3 +} 이온의 반지름과 배위수는 Zr^{4 +}의 것과 다르고, 산화지르코늄 세라믹 내 Fe^{3 +} 이온의 대부분은 결정 경계에 존재하기 때문에 착색된 산화지르코늄 세라믹의 투명성은 크게 떨어질 것이다.

상기 이온의 Fe³⁺를 Pr³⁺로 치환하면 착색된 산화지르코늄 세라믹의 투명성을 증가시킬 수 있다. 그러나, 산화지르코늄 세라믹을 Fe³⁺ 대신에 Pr³⁺로 착색하면 산화지르코늄 세라믹스를 광택 처리 및 소성한 후 소성 전과 비교할 때 분명히 더 옅은 노란색을 나타낸다. 때로는 착색된 산화지르코늄 세라믹의 요건에 따라 도재 베니어링 및 제1 소성이 요구된다; 이어서 광택 처리 및 제2 소성이 수행된다. 이러한 방식으로 여러 번 소성한 후 산화지르코늄 세라믹은 훨씬 옅은 노란색을 나타내게 된다. 따라서, 현 단계에서 산화지르코늄 세라믹을 노란색으로 착색시키기 위해 Fe³⁺를 완전히 Pr³⁺로 대체할 수는 없다.

발명의 요약

본 발명은 소성 전의 색상과 비교하여 소성 후 Pr³⁺로 착색된 산화지르코늄 세라믹이 명백히 훨씬 옅은 노란색을 나타내는 문제점을 해결하기 위해 착색된 산화지르코늄 세라믹을 후처리하는 방법을 제공한다.

기술적인 해결 방법은 다음과 같다:

착색된 산화지르코늄 세라믹의 후처리 방법은 착색된 산화지르코늄 세라믹을 탈산소제와 함께 가열 장치에 넣고 미리 설정된 온도에서 소성 공정을 수행하는 단계를 포함하며, 여기서 착색된 산화지르코늄 세라믹은 산화지르코늄 세라믹을 Pr^{3 +}를 함유하는 착색제로 착색하여 얻어지고, 상기 탈산소제의 양은 상기 가열 장치 내의 산소량에 대해 과다-화학량론적인 값이며, 상기 탈산소제는 가열 장치 내의 산소를 제거하기 위해 가열 장치 내 산소와 반응할 수 있는 유기 또는 무기 물질이다.

특히, 탈산소제는 활성탄, 숯, 전분, 석탄, 사카로스, 락토스, 분말 형태의 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중 적어도 하나일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 구체예에서, 착색된 산화지르코늄 세라믹을 탈산소제와 함께 가열 장치에 넣고 미리 설정된 온도에서 소성 공정을 수행하기 전에, 상기 방법은 상기 산화지르코늄 세라믹 상에 광택 처리하거나, 또는 도재를 베니어링하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 바람직한 일 구체예에서, 상기 산화지르코늄 세라믹을 Pr^{3 +}를 함유하는 착색제로 착색하는 방법은, 산화지르코늄 세라믹을 Pr^{3 +}를 함유하는 착색제로 착색하는 단계, 또는 산화지르코늄 세라믹을 제조하는 과정 동안 원료에 Pr^{3 +}를 포함하는 산화물을 첨가하여 산화지르코늄 세라믹을 착색하는 단계를 포함한다.

본 발명의 바람직한 일 구체예에서, 상기 착색제는 UPCERA 착색 액체 II이다.

본 발명의 바람직한 일 구체예에서, 상기 가열 장치는 도재로이다.

상기 기술적 해결법으로부터 본 발명의 기술적 해결법은 착색된 산화지르코늄 세라믹을 탈산소제와 함께 가열 장치에 넣고 미리 설정된 온도에서 소성 공정을 수행하는 단계로서, Pr³⁺를 함유하는 착색제가 착색을 위해 사용되고, 상기 탈산소제의 양은 상기 가열 장치 내의 산소량에 대해 과다-화학량론적인 값인 것으로 달성되는 것을 알 수 있다. 소성 공정 동안, 탈산소제는 가열 장치 내의 산소를 제거하고, Pr³⁺가 Pr⁴⁺로 전환되는 것을 방지함으로써 Pr³⁺로 착색된 산화지르코늄 세라믹이 소성 전의 색상과 비교하여 소성 후 훨씬 옅은 노란색을 나타내는 문제를 해결할 수 있다. 본 발명의 기술적 해결법을 사용하여 산화지르코늄 세라믹을 노란색으로 착색시키기 위해 Fe³⁺를 완전히 Pr³⁺로 대체할 수 있다.

발명의 세부사항

선행 기술에서는, Fe³⁺ 대신에 Pr³⁺에 의해 산화지르코늄 세라믹을 착색시킴으로써, 도재의 베니어링 또는 광택 처리 후 착색된 산화지르코늄 세라믹을 소성한 다음, 소성 전의 색상과 비교하여 명백히 옅은 노란색으로 보인다. 또한, 여러 번 소성하면 산화지르코늄 세라믹이 제공하는 노란색이 훨씬 옅어진다.

본 발명자들은 선행 기술을 상당히 찾아보고 선행 기술이 상기한 문제의 원인을 설명할 수 없음을 발견했다. 장기간 연구한 끝에, 본 발명자들은 어떤 이론에 구애 없이, 전술한 문제의 주된 이유는 소성 과정 중에 가열 장치에 존재하는 산소에 있다고 추론하였다. 소성의 가열 공정 동안, 산소 중의 산소 원자가 산화지르코늄의 다결정체 내 산소 결손 자리를 차지할 것이고, 이에 따라 산화지르코늄의 다결정에서 산소 결손 자리가 감소할 것이다. 이는 Pr³⁺가 Pr⁴⁺로 산화되도록 유도하는데, Pr³⁺의 산화물은 노란색인데 반해, Pr⁴⁺의 산화물은 흑색이다. 따라서, Pr³⁺의 감소는 소성 후에 산화지르코늄 세라믹이 더 옅은 노란색으로 보이게 한다. 또한, 소성 시간이 길어질수록 더 많은 Pr³⁺가 Pr⁴⁺로 산화하게 되고 이에 따라 산화지르코늄 세라믹이 더 옅은 노란색으로 보일 것이다.

추론 검증을 위해, 본 발명자들은 전술한 가열 장치를 진공화한 다음에 가열하여 소성을 수행하였다. 산화지르코늄 세라믹이 더 옅은 노란색으로 보이는 문제가 다소 완화된 것으로 밝혀졌다. 그러나 그 효과는 좋지 않다.

상기 실험은 발명자들의 추론이 합리적임을 입증한다. 가열 장치를 진공화한 후, 산소 함량을 감소시킴으로써, 산소 원자가 차지하는 산화지르코늄의 다결정 내 산소 결손 자리가 감소하고, Pr^{3 +}가 Pr^{4 +}로 덜 산화되도록 한다. 그러나, 가열 장치의 누설방지 한계 때문에, 가열 장치 내 산소가 완전히 제거되는 것을 보장할 수 없다. 따라서 그 효과는 좋지 않다.

상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 착색된 산화지르코늄 세라믹을 후처리하는 방법을 제공한다. 이 방법은 다음을 포함할 수 있다:

착색된 산화지르코늄 세라믹을 탈산소제와 함께 가열 장치에 넣고 미리 설정된 온도에서 소성 공정을 수행하는 단계를 포함하며, 여기서 착색된 산화지르코늄 세라믹은 산화지르코늄 세라믹을 Pr^{3 +}를 함유하는 착색제로 착색하여 얻어지고, 상기 탈산소제의 양은 상기 가열 장치 내의 산소량에 대해 과다-화학량론적인 값이다.

본 발명에서 언급된 후처리는 도재를 베니어링하고 승온에서 산화지르코늄 세라믹에 대해 소결 공정을 수행하거나, 광택 처리 및 승온에서 소결 공정을 수행하거나, 또는 도재를 베니어링하지도 않고 산화지르코늄 세라믹 상에 광택 처리를 하지 않고 직접 승온에서 소결 공정을 수행하거나, 또는 위에서 언급한 다양한 공정의 조합을 의미한다. 본 발명에서 언급된 소성 공정이란, 후처리에서 승온에서의 소결 공정을 의미한다.

본 발명의 기술적 해결 방법에서, 소성 온도, 가열 속도 및 유지 시간과 같은 소성 공정의 파라미터는 모두 당 분야에서 선행 기술인 것으로 설명하고자 한다. 당업자는 소성 공정을 달성하기 위해 관련 파라미터를 용이하게 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 소성 공정에 대해 자세히 설명할 필요는 없다. 예를 들어, 다음의 파라미터가 사용될 수 있다: 소성 온도는 700 내지 1050 ℃의 범위이고, 가열 속도는 30 내지 130 ℃/분의 범위이며, 유지 시간은 0.5 내지 5 분이다.

소성 공정 전에, 일반적으로 산화지르코늄 세라믹은 여전히 도재 베니어링 또는 광택 처리의 작업을 수행하는 것이 필요하다. 본 발명에서 언급한 "도재 베니어링" 또는 "광택 처리"는 환자 자신의 치아 법랑질 질감을 시뮬레이팅하여 산화지르코늄 세라믹 표면에 도재 세멘트를 덧붙이거나, 광택제를 칠하는 작업일 수 있다. 이러한 "도재 베니어링" 또는 "광택 처리" 작업은 당업자에게 공지된 기술이다. 본 발명은 이것을 본원에서 구체적으로 정의하지 않을 것이다. 분명히, "도재 베니어링" 또는 광택 처리"는 본 발명의 기술적 해결 방법을 위한 필수 절차가 아니라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 후처리 방법은 또한 "도재 베니어링" 또는 "광택 처리" 절차 없이도 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에서 언급된 가열 장치는 특별한 요구 없이 종래 기술의 것일 수 있는 도재로일 수 있음을 추가로 설명하고자 한다. 물론, 당 업계에서 소결을 위한 다른 가열 장치가 또한 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 본 발명은 본 명세서에서 가열 장치를 정의하지 않을 것이다.

본 발명에서 언급된 탈산소제는 가열 장치 내 산소와 반응하여 가열 장치 내의 산소를 제거, 바람직하게는 가열 장치 내의 산소를 없앨 수 있는 유기 또는 무기 물질을 의미한다. 탈산소제가 후처리 및 산화지르코늄 세라믹에 부정적인 영향을 미치지 않는 한, 본 발명에서 탈산소제가 특정 유형으로 제한될 필요는 없다. 당업자는 실제 생산 요건에 기초하여 그것을 선택할 수 있다. 바람직하게는, 탈산소제는 가열 장치에서 산소와 반응하는 유기 또는 무기 물질이고, 그 결과물은 CO₂, CO 및 H₂O 중 적어도 하나일 뿐이다. 보다 바람직하게는, 탈산소제는 활성탄, 목탄, 전분, 석탄, 사카로스, 락토스, 분말 형태의 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중 적어도 하나로부터 선택될 수 있다. 본 발명에서 언급한 탈산소제는 어떤 특별한 요구없이 상업적으로 입수할 수 있다.

산소가 완전히 제거되도록 하기 위해, 탈산소제의 양은 상기 가열 장치 내 산소의 양에 비해 과다-화학량론적이어야 한다. 사용된 탈산소제의 특정 양은 가열 장치 내의 산소의 양에 기초하여 당업자에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어 Beijing Terry Infinite Dental Medical Equipment Co., Ltd사의 V5+ 형 도재로를 사용하여 소성하는 경우, 0.5 g의 활성탄 첨가만으로 도재로의 산소를 없애는 목적을 달성할 수 있다.

본 발명에서 언급한 "착색된 지르코니아 세라믹"은 이론 밀도의 85% 초과, 바람직하게는 이론 밀도의 90% 초과, 보다 바람직하게는 이론 밀도의 95% 초과를 갖는 착색된 지르코니아 소결 소지를 의미한다. 산화지르코늄 세라믹의 특정 구성 및 구조가 본 발명과 관련이 있는 것이 아니기 때문에, 본 발명은 본 명세서에서 이에 대해 설명하지 않을 것이다. 당업자는 시판 산화지르코늄 예비 소결 소지를 직접 구입하여 본 발명의 기술적 해결 방법을 달성할 수 있다. 예를 들어, UPCERA ST Dental Zirconia Blank 및 ST Dental Zirconia Pre-shaded Blank를 선택할 수 있다.

ST 치과 용 지르코니아 블랭크와 같은 산화지르코늄 예비-소결 소지는 제조 과정 중에 착색되지 않음을 추가로 설명하고자 한다. 따라서, 이러한 산화지르코늄 세라믹 블록은 일반적으로 광택 처리 전에 착색 처리가 필요하다. 예를 들어, Shenzhen UPCERA Dental Co., Ltd사에서 구입한 UPCERA 착색 액체 II를 착색에 사용할 수 있고, 특허 ZL201210558349.8호에 기재된 착색액 또는 유사한 화학적 구성을 갖는 다른 것을 사용할 수 있고, 이어서 소성할 수 있다. 예비 소결 소지의 제조 동안, UPCERA ST Dental Zirconia Pre-shaded Blank와 같은 산화지르코늄 예비 소결 소지의 원료에는 착색을 위해 Pr^{3 +} 산화물이 첨가되었기 때문에, 소성 전에 재착색 절차를 수행할 필요가 없다.

UPCERA ST Dental Zirconia Blank 및 ST Dental Zirconia Pre-shaded Blank와 같은 시판 지르코니아 예비 소결 소지가 밀도가 더 낮고 강도 또한 더 낮다는 것은 주지이다. 소성 공정이 본 발명의 기술적 해결 방법에 의해 수행되기 전에, 밀도를 이론 밀도의 85% 초과, 바람직하게는 이론 밀도의 90% 초과, 보다 바람직하게는 이론 밀도의 95% 초과로 증가시키기 위해 소결 공정이 일반적으로 요구된다. 현재, 산화지르코늄 세라믹은 적용 요건을 충족시키기 위해 보다 높은 강도를 보여준다. 소결 공정은 산소를 함유한 분위기에서 작동해야 한다. 그렇지 않으면, 소결된 산화지르코늄 세라믹에 의해 제공되는 색상이 너무 어두워서 사용할 수 없다. 따라서, 본 발명의 기술적 해결 방법은 이 소결 공정에 적용되지 않을 것이다. 또한, 산화지르코늄 세라믹에 의해 제공된 노란색은 소결 공정에서 다소 옅어지지만, 소결 공정에서 이 정도의 색 변화는 여전히 허용 가능하다. 산화지르코늄 세라믹에 의해 제공된 노란색이 소성 공정에서 계속 옅어지지 않는 한, 이는 적용에 아무런 영향을 주지 않을 것이다. 즉, Pr³⁺의 Pr⁴⁺로의 전환이 방지되는 한, 적용에 의해 요구되는 색상을 얻을 수 있고, 산화지르코늄 세라믹의 노란색 착색은 Fe³⁺를 Pr³⁺로 완전히 대체함으로써 달성될 수 있다.

또한, 본 발명에서 언급한 산화지르코늄 세라믹이 기계 가공 여부를 제한할 필요가 없다는 것을 추가로 설명하고자 한다. 다시 말해서 이것은 산화지르코늄 세라믹 블록 또는 환자 치아 모양 보철물의 가공전 소지이다. 본 발명이 산화지르코늄 세라믹 및 특정 실시예를 기술할 때 치과용 산화지르코늄 세라믹이 예로서 취해지지만, 본 발명이 치과용 지르코늄 산화물 세라믹으로 제한되는 것을 의미하지는 않는다. 본 발명의 방법은 산화 플라세오디뮴으로 착색되고 그 색을 유지할 필요가 있는 모든 산화지르코늄 세라믹에 적용될 수 있으며, 이러한 적용은 본 발명의 보호 범위 내에 있다.

본 출원의 기술적 해결법이 하기 특정 실시예와 결합하여 설명될 것이다. 설명된 실시예들은 본 출원의 실시예의 일부일 뿐이며, 모든 실시예가 아니다. 본 출원의 실시예에 기초하여, 창조적인 작업 없이 당업자가 얻은 다른 실시예는 본 출원의 보호 범위 내에 있다.

실시예 1

3Y-TZP 산화지르코늄 세라믹 블록에서 제조된 치관을 0.227 mol/L의 Er^{3 +}, 0.005 mol/L의 Pr^{3 +}, 0.036 mol/L의 Nd^{3 +} 및 용매로서 물을 함유하는 착색용 착색 용액에 넣었다. 소결 공정을 1530 ℃에서 수행하였다. 소결 후 밀도는 이론 밀도의 87%이었다. 소결된 보철물의 가공전 소지를 연삭, 연마 및 샌드 블라스팅한 후, 보철물의 가공전 소지를 e.max Ceram Fluo Glaze Paste (IVOCLAR)의 상품명으로 판매되고 있는 광택제 페이스트로 광택 처리하였다. 광택 처리한 보철물의 가공전 소지 및 0.5 g의 활성탄을 소결 팬에 놓았다. 광택 처리한 보철물의 가공전 소지를 Beijing Terry Infinite Dental Medical Equipment Co., Ltd 사제인 V5+ 형 도재로에서 800 ℃의 소결 온도, 80 ℃/분의 가열 속도 및 2분의 유지 시간으로 후 소결하여 보철물을 수득하였다.

비교예 1

실시예 1과 비교하여, 소성 공정 중에 활성탄을 첨가하지 않는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 비교예 1의 단계를 수행하였다.

실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 보철물을 각각 VITA Easy Shade 색도계를 사용하여 측정하였다. 결과는 다음과 같다.

실시예 1에서 얻어진 보철물의 L*, a* 및 b* 값은 각각 79.9, 0.9 및 29.7이었다. 비교예 1에서 얻어진 보철물의 L*, a* 및 b* 값은 각각 81.9, 0.7 및 19.5이었다.

여기서 L*는 명도를 나타낸다. L*=0인 경우 검정색을 나타내고 L*= 100인 경우 흰색을 나타내고 0 <L*<100인 경우 회색을 나타낸다. a*는 a*>0일 때 빨간색을 나타내거나 a*<0일 때 녹색을 나타낸다. a*의 값이 클수록 더 진한 빨강을 나타내고, a*의 값이 작을수록 더 진한 녹색을 나타낸다. b*는 b *>0인 경우 노란색을 나타내고 b*<0인 경우 파란색을 나타낸다. b* 값이 클수록 더 진한 노란색을 나타내고, b* 값이 작을수록 더 진한 파란색을 나타낸다.

실시예 2

예비 음영처리된 3Y-TZP 산화지르코늄 세라믹 블록에서 제조된 치관을 1530 ℃에서 소결시켰고, 소결 후의 밀도는 이론 밀도의 90%이었다. 예비 음영처리된 3Y-TZP 산화지르코늄 세라믹 블록 내 각 착색 이온의 농도는 각각 Er^{3 +} 1.02×10^{- 4} mol/g, Pr^{3 +} 3.92×10^{- 6} mol/g, 및 Nd^{3 +} 1.42×10^{- 5} mol/g이었다. 소결된 보철물의 가공전 소지를 연삭, 연마 및 샌드 블라스팅한 후, 보철물의 가공전 소지를 e.max Ceram Fluo Glaze Paste (IVOCLAR)의 상품명으로 판매되고 있는 광택제 페이스트로 광택 처리하였다. 광택 처리한 보철물의 가공전 소지 및 1.0 g의 목탄을 소결 팬에 놓았다. 실시예 1과 동일한 방식으로 소성 공정을 수행하여 보철물을 얻었다.

비교예 2

실시예 2와 비교하여, 소성 공정 중에 목탄을 첨가하지 않는 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방식으로 비교예 2의 단계를 수행하였다.

실시예 2 및 비교예 2에서 제조된 보철물을 각각 VITA EasyShade 색도계를 사용하여 측정하였다. 결과는 다음과 같다.

실시예 2에서 얻어진 보철물의 L*, a* 및 b* 값은 각각 72.5, 4.6 및 45.3이었다. 비교예 2에서 얻어진 보철물의 L*, a* 및 b* 값은 각각 79.7, 4.1 및 28.6이었다.

실시예 3

3Y-TZP 산화지르코늄 세라믹 블록에서 제조된 치관을 0.148 mol/L의 Er^{3 +}, 0.002 mol/L의 Pr^{3 +} 및 0.030 mol/L의 Nd^{3 +} 및 용매로서 물을 함유하는 착색용 착색 용액에 넣었다. 소결 공정을 1530 ℃에서 수행하였다. 소결 후 밀도는 이론 밀도의 93%이었다. 소결된 보철물의 가공전 소지를 연삭, 연마 및 샌드 블라스팅한 후, 보철물의 가공전 소지를 e.max Ceram Fluo Glaze Paste (IVOCLAR)의 상품명으로 판매되고 있는 광택제 페이스트로 광택 처리하였다. 광택 처리한 보철물의 가공전 소지 및 1.0 g의 전분을 소결 팬에 놓았다. 실시예 1과 동일한 방식으로 소성 공정을 수행하여 보철물을 얻었다.

비교예 3

실시예 3과 비교하여, 소성 공정 중에 전분을 첨가하지 않는 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방식으로 비교예 3의 단계를 수행하였다.

실시예 3 및 비교예 3에서 제조된 보철물을 각각 VITA EasyShade 색도계를 사용하여 측정하였다. 결과는 다음과 같다.

실시예 3에서 얻어진 보철물의 L*, a* 및 b* 값은 각각 82.3, -1.8 및 21.5이었다. 비교예 3에서 얻어진 보철물의 L*, a* 및 b* 값은 각각 84.6, -2.1 및 10.1이었다.

실시예 4

3Y-TZP 산화지르코늄 세라믹 블록에서 제조된 치관을 0.173 mol/L의 Er^{3 +}, 0.004 mol/L의 Pr^{3 +} 및 0.089 mol/L의 Nd^{3 +} 및 용매로서 물을 함유하는 착색용 착색 용액에 넣었다. 소결 공정을 1530 ℃에서 수행하였다. 소결 후 밀도는 이론 밀도의 95%이었다. 소결된 보철물의 가공전 소지를 연삭, 연마 및 샌드 블라스팅한 후, 보철물의 가공전 소지를 DENTAURUM STAINS Universal NEUTRAL의 상품명으로 판매되고 있는 광택제 분말로 광택 처리하였다. 광택 처리한 보철물의 가공전 소지 및 5.0 g의 석탄을 소결 팬에 놓았다. 실시예 1과 동일한 방식으로 소성 공정을 수행하여 보철물을 얻었다.

비교예 4

실시예 4와 비교하여, 소성 공정 중에 석탄을 첨가하지 않는 것을 제외하고는, 실시예 4와 동일한 방식으로 비교예 4의 단계를 수행하였다.

실시예 4 및 비교예 4로부터 제조된 보철물을 각각 VITA EasyShade 색도계를 사용하여 측정하였다. 결과는 다음과 같다.

실시예 4에서 얻어진 보철물의 L*, a* 및 b* 값은 각각 63.6, 7.9 및 35.1이었다. 비교예 4에서 얻어진 보철물의 L*, a* 및 b* 값은 각각 69.9, 6.2 및 18.9이었다.

실시예 5

3Y-TZP 산화지르코늄 세라믹 블록에서 제조된 치관을 0.280 mol/L의 Er^{3 +}, 0.007 mol/L의 Pr^{3 +} 및 0.082 mol/L의 Nd^{3 +} 및 용매로서 물을 함유하는 착색용 착색 용액에 넣었다. 소결 공정을 1530 ℃에서 수행하였다. 소결 후 밀도는 이론 밀도의 99.8%이었다. 소결된 보철물의 가공전 소지를 연삭, 연마 및 샌드 블라스팅한 후, 보철물의 가공전 소지 및 1.0 g의 전분을 소결 팬에 놓았다. 실시예 1과 동일한 방식으로 제1 소성 공정을 수행하여 보철물을 얻었다. 소성 후, 제1 소성 보철물의 가공전 소지를 DENTAURUM STAINS Universal NEUTRAL의 상품명으로 판매되고 있는 광택제 분말로 광택 처리하였다. 광택 처리한 보철물의 가공전 소지 및 3.0 g의 사카로스를 소결 팬에 놓았다. 실시예 1과 동일한 방식으로 제2 소성 공정을 수행하여 보철물을 얻었다.

실시예 5와 비교하여, 보철물의 가공전 소지 및 1.0 g의 전분을 소결 팬에 놓지 않고 소성 공정을 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하는 것을 제외하고는, 실시예 5와 동일한 방식으로 비교예 5의 단계를 수행하였다.

실시예 5 및 비교예 5로부터 제조된 보철물을 각각 VITA EasyShade 색도계를 사용하여 측정하였다. 결과는 다음과 같다.

실시예 5에서 얻어진 보철물의 L*, a* 및 b* 값은 각각 75.2, 4.6 및 44.2이었다. 비교예 5에서 얻어진 보철물의 L*, a* 및 b* 값은 각각 74.5, 4.7 및 42.8이었다.

실시예 5에서 얻어진 보철물의 색상은 B4의 것에 가깝고, 비교예 5에서 얻어진 보철물의 색상은 B3의 것에 가까웠다. 이는 본 발명의 기술적 해결법을 이용하여 보철물을 B3 착색액으로 착색시킨 후 2회의 소성 공정을 거친 후 색상은 B4의 것에 가깝게 짙어질 수 있음을 입증한다. 보다 밝은 색의 착색액 (B3 착색액)을 사용하여 더 짙은 색의 착색액 (B4 착색액)의 것과 유사한 효과를 달성할 수 있기 때문에, 착색제 중의 안료의 양을 적게 하여 보철물의 투명도를 개선할 수 있었다.

실시예 6

3Y-TZP 산화지르코늄 세라믹 블록에서 제조된 치관을 0.173 mol/L의 Er^{3 +}, 0.004 mol/L의 Pr^{3 +} 및 0.089 mol/L의 Nd^{3 +} 및 용매로서 물을 함유하는 착색용 착색 용액에 넣었다. 소결 공정을 1530 ℃에서 수행하였다. 소결 후 밀도는 이론 밀도의 99.9%이었다. 소결된 보철물의 가공전 소지를 연삭, 연마 및 샌드 블라스팅한 후, DENTAURUM STAINS Universal NEUTRAL의 상품명으로 판매되고 있는 도재 분말을 사용하여 보철물의 가공전 소지를 베니어링하고, 0.5 g의 활성탄을 소결 팬에 놓았다. Beijing Terry Infinite Dental Medical Equipment Co., Ltd 사제인 V5+ 형 도재로를 사용하여 제1 소결 공정을 수행하였다. 소결 온도는 932 ℃, 가열 속도는 55 ℃/분, 유지 시간은 2 분이었다. 소결 후에, DENTAURUM STAINS Universal NEUTRAL의 상품명으로 판매되고 있는 광택제 분말을 사용하여 보철물의 가공전 소지를 제1 소성 후 광택 처리하였다. 광택 처리한 보철물의 가공전 소지 및 3.0 g의 사카로스를 소결 팬 위에 놓았다. 제2 소성 공정을 실시예 1과 동일한 방식으로 수행하여 B3 색상을 갖는 보철물을 수득하였다.

본 발명의 실시예로부터, 착색된 산화지르코늄 세라믹을 본 발명의 기술적 해결법으로 처리한 후에, 산화지르코늄 세라믹에 대한 색상 파라미터에서 노란색 또는 청색을 나타내는 데 사용되는 b*는 명백하게 증가했다. b*가 클수록 더 짙은 노란색을 의미한다. 본 발명의 기술적 해결법은 종래 기술에서, 산화지르코늄 세라믹을 Fe³⁺ 대신에 Pr³⁺로 착색시킨 다음, 착색된 산화지르코늄 세라믹을 소성하는 경우, 소성 전의 색상과 비교하여 더 옅은 노란색을 나타내는 문제점을 해결한다. Fe³⁺를 완전히 Pr³⁺로 대체하여 산화지르코늄 세라믹을 노란색으로 착색시킬 수 있다.

이상, 본 발명에 의해 제공되는 착색된 산화지르코늄 세라믹의 후처리 방법을 상세하게 설명하였다. 본 발명의 이론 및 구체예들이 본 명세서에서 특정 실시예를 들어 설명되었다. 상기 실시예에 대한 설명은 본 발명의 방법 및 주요 개념의 이해를 돕기 위해서만 제공되었다. 당업자라면 본 발명의 이론을 벗어나지 않으면서 본 발명을 일부 개선 및 변형시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 이러한 개선 및 변형은 또한 본 발명의 청구 범위의 보호 범위에 속할 것이다.

Claims (7)

1. 착색된 산화지르코늄 세라믹을 탈산소제와 함께 가열 장치에 넣고 미리 설정된 온도에서 소성 공정을 수행하는 단계를 포함하며, 여기서 착색된 산화지르코늄 세라믹은 산화지르코늄 세라믹을 Pr^{3 +}를 함유하는 착색제로 착색하여 얻어지고, 상기 탈산소제의 양은 상기 가열 장치에 존재하는 산소량에 대해 과다-화학량론적인 값임을 특징으로 하는, 착색된 산화지르코늄 세라믹의 후처리 방법.
2. 제1항에 있어서, 탈산소제가 가열 장치 내의 산소를 제거하기 위해 가열 장치 내 산소와 반응할 수 있는 유기 또는 무기 물질인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 탈산소제가 활성탄, 목탄, 전분, 석탄, 사카로스, 락토스, 분말 형태의 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 착색된 산화지르코늄 세라믹을 탈산소제와 함께 가열 장치에 넣고 미리 설정된 온도에서 소성 공정을 수행하기 전에, 산화지르코늄 세라믹의 광택 처리 또는 도재 베니어링 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 산화지르코늄 세라믹을 Pr^{3 +}를 함유하는 착색제로 착색하는 공정이 산화지르코늄 세라믹을 Pr^{3 +}를 함유하는 착색제로 착색하는 단계, 또는 산화지르코늄 세라믹을 제조하는 과정 동안 원료에 Pr^{3 +}를 포함하는 산화물을 첨가하여 산화지르코늄 세라믹을 착색하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 가열 장치가 도재로인 것을 특징으로 하는 방법.