KR102023162B1

KR102023162B1 - 폴리 멀티왁스의 제조방법과 이를 이용한 의치의 제조방법 및 이로부터 제조된 의치

Info

Publication number: KR102023162B1
Application number: KR1020190046519A
Authority: KR
Inventors: 장두석
Original assignee: 주식회사 디에스글로벌
Priority date: 2019-04-22
Filing date: 2019-04-22
Publication date: 2019-09-20

Abstract

본 발명은 환자의 구강을 인상채득하여 획득한 모델을 이용하여 주조체를 제작하는 과정에서 모델과 주형 사이에 저융점의 성질을 가지면서 신축력이 우수한 본 발명의 폴리 멀티왁스를 적용함으로써 모델과 주형이 열에 의해 변형 또는 훼손되는 것을 방지하고, 이로부터 공정이 간소화되어 생산성이 뛰어난 의치를 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비스페놀-A-글리시딜 메타크릴레이트(BIS-GMA)와, 디메틸 아크릴산 우레탄(UDMA)을 혼합하는 모노머 생성단계(S10);와, 모노머에 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트(TEGDMA)를 배합하는 희석제 배합단계(S20);와, 모노머에 에톡실레이트 비스페놀 디메타크릴레이트(BIS-EMA)를 첨가하는 가교제 첨가단계(S30);와, 가교제가 첨가된 모노머에 캄포퀴논(QC)과 트리메틸벤조일-디페닐포스핀 옥시드(TPO)를 첨가하는 광개시제 충진단계(S40);와, 모노머를 코팅용지의 일면에 기설정한 형태로 성형한 후 광조사하여 경화시키는 제품 경화단계(S50);를 거쳐 폴리 멀티왁스를 제조하고, 무치악환자의 구강 내를 인상채득하여 치과 작업용 모델을 생성하는 모델 준비단계(S100);와, 준비된 모델에 레진분리제 또는 바세린을 도포한 후, 위에서 제조된 폴리 멀티왁스를 접합하는 왁스 접합단계(S200);와, 모델을 30~60초간 광조사하여 왁스를 분리한 후 주입선을 적용하고, 실리콘 링에 매몰제를 이용하여 매몰한 후 40~60분간 방치하는 주입선 형성단계(S300);와, 왁스가 매몰된 주조물을 소환로에 넣어 50~60분간 소환하는 왁스 소환단계(S400);와, 주조물에서 왁스를 제거한 후, 원심주조기 및 고주파주조기를 이용하여 캐스팅하는 주조체 제작단계(S500);와, 주조체의 표면을 전해연마하는 주조체 후처리단계(S600);를 거쳐 의치를 제조하는 것을 특징으로 한다.

Description

폴리 멀티왁스의 제조방법과 이를 이용한 의치의 제조방법 및 이로부터 제조된 의치{Manufacturing Method for Poly Multi Wax And Denture Using same}

본 발명은 의치(義齒)를 제작할 때, 주형에 내부 빈공간을 형성하기 위해 사용되는 왁스 및 이를 이용한 의치의 제조방법 그리고 이로부터 제조된 의치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 환자의 구강을 인상채득하여 획득한 모델을 이용하여 주조체를 제작하는 과정에서 모델과 주형 사이에 저융점의 성질을 가지면서 신축력이 우수한 본 발명의 폴리 멀티왁스를 적용함으로써 모델과 주형이 열에 의해 변형 또는 훼손되는 것을 방지하고, 이로부터 공정이 간소화되어 생산성이 뛰어난 의치를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 환자의 상실된 치아를 대체할 수 있는 치과 의료 기술로는 틀니와 같이 환자의 치아 사이나 잇몸에 착탈하는 의치(義齒) 치료법과, 환자의 상실된 치아가 위치했던 잇몸을 절개하여 치조골에 보철물을 직접적으로 식립하는 임플란트(Implant) 치료법 등이 있다.

근래에는 임플란트 치료법이 자연치에 가까울 정도로 뛰어난 효과가 입증되어 대체적으로 많은 환자들이 임플란트 치료를 선호하고 있다. 하지만 이러한 임플란트 치료는 환자의 구강구조나 나이에 따라 시술이 제한되는 경우가 있음과 더불어, 치료 중 발생할 수 있는 위험부담과 고가의 치료비가 부담되는 환자들은 여전히 의치 치료를 요구하고 있다.

위와 같은 의치는 주로 환자의 구강을 인상채득하는 단계와, 인상채득한 개인트레이를 바탕으로 석고를 이용하여 모델을 제작하는 단계와, 모델에 왁스를 도포하는 단계와, 모델에 주입선을 설치하는 단계와, 모델을 주형에 매몰하는 단계와, 주형을 소환하여 왁스를 용융시키는 단계와, 모델과 왁스가 제거된 주형에 치과용 용융 메탈을 투입하여 주조체를 제작하는 단계와, 주조체를 후처리하는 단계로 제작된다. 하지만, 이러한 방법은 주형을 소환하여 왁스를 용융시키는 과정에서 열에 의해 모델과 주형에 뒤틀림이나 균열이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 위와 같은 문제점을 해소하기 위한 다양한 노력이 기울여졌으며 일례로 환자의 구강으로부터 인상채득하여 획득한 모델에 레진이 들어갈 공간을 확보하는 단계와, 실리콘을 이용하여 복제모델을 제작하는 단계와, 복제모델에 매몰제를 주입하는 단계와, 복제모델에 왁스를 도포하는 단계 등 복제모델을 제작하는 공정이 추가되어 소환에 사용하는 모델을 복제모델로 대체함으로써 본 모델을 회수할 수 있도록 유도하는 방법이 있었다.

하지만, 위의 방법은 본모델을 회수할 수는 있었으나 주형이 뒤틀리거나 균열이 발생하는 등의 문제가 남아 있어 우수한 품질의 의치를 제작할 수 없었다. 뿐만 아니라 복제모델을 제작하기 위한 공정이 추가되고 이에 따른 재료비와 인건비가 증가하는 반면, 생산성은 저하되는 또 다른 문제점이 발생하였다.

한편, 위와 같은 총제적인 문제점을 극복하기 위하여 종래부터 다양한 기술개발이 진행되어 왔으며, 일례로 등록특허공보 제10-1954992호 "치과 보철물 제조방법 및 이를 위한 주형"이 게재되어 있다.

위 종래기술은 3D프린터로 획득한 모델을 원추대에 고정한 후, 다양한 위치에 금속 보강재를 설치하여 모델과 주형을 견고하게 고정함으로써, 모델과 주형의 파손을 방지한 기술이다. 특히, 위 금속 보강재는 주형의 가열 및 소환 과정에서 발생하는 보철물 모형의 열팽창 응력에 대응하여 반대방향으로의 안장력을 주형에 제공하는 구조로 설치되는 것이 종래기술의 핵심기술이다.

하지만 위 종래기술은 금속 보강재를 사용함으로써 모델과 주형을 보호할 수는 있었으나, 결국에는 금속 보강재를 제조하기 위한 공정, 금속 보강재를 모델과 주형 사이에 설치하는 공정 등, 또 다른 공정이 추가되기 때문에 근본적으로 공정의 간소화를 해소할 수는 없었다.

더구나 환자마다 구강구조가 다르기 때문에 이에 따라 모델의 형상과 대응하는 맞춤식 금속 보강재를 지속적으로 제조할 수 밖에 없는 번거러움이 있었다.

결과적으로 복제모델을 제작하거나 금속 보강재를 사용하지 않고도 본모델과 주형의 훼손없이 의치 주조체를 간편하고 신속하며 저렴한 비용으로 제작할 수 있는 기술이 매우 시급한 실정이다.

대한민국등록특허공보 제10-1954992호 "치과 보철물 제조방법 및 이를 위한 주형"

본 발명은 위의 제반 문제점을 보다 적극적으로 해소하기 위하여 창출된 것으로, 환자의 구강에서 인상채득하여 획득한 모델을 이용하여 주조체를 제작할 수 있는 주형을 제작하는 과정에서 모델을 매몰제에 매몰하여 소환할 때 열에 의한 변형 및 파손이 발생하는 것을 우려하여 복제모델을 생산하던 종래의 기술과는 달리, 별도의 복잡한 추가 공정없이 모델과 주형을 소환 열로부터 완벽하게 보호할 수 있는 폴리 멀티왁스의 제조방법을 제공하고자 하는 것이 주된 해결과제이다.

또한, 본 발명은 위 폴리 멀티왁스를 이용하여 기존 대비 공정이 매우 간소화된 의치의 제조방법을 제공하고자 하는 것이 다른 해결과제이다.

또한, 본 발명은 왁스의 주성분이 되는 모노머에 탄력을 부여하고, 이를 바탕으로 신축력을 향상시켜 모델과 왁스 간의 접착력을 강화시켜 보다 쾌적한 왁스 접착공정을 제공하고자 하는 것이 또 다른 해결과제이다.

또한, 본 발명은 신축력이 부여된 왁스가 소정의 힘으로 모델을 압박시켜 소환 열로부터 모델이 변형되는 것을 차단시키고자 하는 것이 또 다른 해결과제이다.

또한, 본 발명은 모델과 주형이 소환 열에 의해 균열이 발생하는 것을 적극 방지할 수 있는 왁스를 제공하되, 예기치 못한 상황으로 모델 또는 주형에 균열이 발생할 시 왁스의 부가 성분이 해당 균열로 침투하여 균열을 완벽하게 보완 또는 보강할 수 있도록 구성하고자 하는 것이 또 다른 해결과제이다.

또한, 본 발명은 소환이 완료된 주형에서 왁스를 완전히 배출할 수 있는 왁스를 제공하고자 하며, 더불어 이러한 왁스의 성능을 이용하여 주형으로부터 모델을 쉽게 탈거할 수 있는 왁스의 제조방법을 제공하고자 하는 것이 또 다른 해결과제이다.

한편, 본 발명은 모델과 주형이 소환 열에 의해 균열이 발생할 경우 이를 보완 또는 보강할 수 있는 왁스의 부가 성분으로 지르코니아 분말을 사용할 것이며, 이러한 지르코니아 분말이 왁스의 용융 온도와 동일하게 용융되면서 미세한 크기의 균열까지 완벽하게 침투할 수 있도록 구성하는 것이 또 다른 해결 과제로 한다.

또한, 본 발명은 소환이 완료된 주형으로부터 왁스를 완전 배출하면서 모델을 보다 쉽게 탈거시키기 위해 왁스의 부가 성분으로 코팅제를 첨가할 것이며, 해당 코팅제가 왁스와 지르코니아 분말이 용융되는 온도와 동일하게 용융될 수 있도록 저융점을 갖도록 제조하고자 하는 것이 또 다른 해결과제이다.

위의 해결 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서 제안하는 폴리 멀티왁스의 제조방법과 이를 이용한 의치의 제조방법 및 이로부터 제조된 의치의 구성은 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 폴리 멀티왁스의 제조방법은 비스페놀-A-글리시딜 메타크릴레이트(BIS-GMA)와, 디메틸 아크릴산 우레탄(UDMA)을 혼합하는 모노머 생성단계(S10);와, 모노머에 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트(TEGDMA)를 배합하는 희석제 배합단계(S20);와, 모노머에 에톡실레이트 비스페놀 디메타크릴레이트(BIS-EMA)를 첨가하는 가교제 첨가단계(S30);와, 가교제가 첨가된 모노머에 캄포퀴논(QC)과 트리메틸벤조일-디페닐포스핀 옥시드(TPO)를 첨가하는 광개시제 충진단계(S40);와, 모노머를 코팅용지의 일면에 기설정한 형태로 성형한 후 광조사하여 경화시키는 제품 경화단계(S50);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

특히, 위 모노머 생성단계(S10)는 모델과 주형에 발생한 균열에 투입되어 이를 보완하게 하는 지르코니아 분말과 모노머에 자체적으로 점도 성질을 부여시켜 모노머에 탄력을 부여하는 복합 레진 접착제 및 소환이 완료된 주형으로부터 모델을 쉽게 탈거할 수 있도록 유도하는 나노코팅제의 혼합으로 이루어지는 보강제를 더 포함하는 것이 특징이다.

여기에서 위 지르코니아 분말은 볼 분쇄기를 통해 습식 방식으로 분쇄하는 나노 분쇄단계(S11)와, 분쇄된 입자를 10 내지 30℃의 환경에서 건조하는 분말 건조단계(S12)를 거쳐 0.1 내지 0.5μm의 크기로 제작하는 것이 특징이다.

특히, 위 습식 방식의 볼 분쇄기는 광물을 가장 작은 크기의 입자로 분쇄할 수 있으며, 위 습식 방식으로 인해 젖은 지르코니아 분말은 추후 왁스에 알갱이 형태로 내장되었다가 주형의 소환시 왁스와 동시에 용융될 수 있도록 건조하여 두는 것이 바람직하다.

또한, 위 보강제는 정제수 60 내지 70 중량%와, 실리카 20 내지 25 중량%와, 저융점부재 10 내지 15 중량%를 혼합하고, 정제수는 0.001PPM 이하, 실리카와 저융점부재는 100nm 이하로 설정하여 100 내지 150℃의 혼합 가열 온도에서 20 내지 30시간 동안 가열한 후 진공상태로 48시간동안 유지하여 제조된 친환경 저융점 나노 코팅제인 것을 특징으로 한다.

여기에서 위 저융점부재는 바나듐계 유리, 텔루르계 유리, 플루오르계 유리, 칼코게나이드계 유리 중 어느 하나의 유리 조성물로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 위 제품 경화단계(S50)는 광개시제가 충진된 왁스를 원형이나 다각의 형상으로 이루어진 복수의 통공이 적용된 망사 또는 원형이나 다각의 형상으로 이루어진 복수의 고리를 일방향으로 연결한 사슬의 형태로 성형하여 탄성을 기반으로 한 신축력과 접착력이 향상되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 의치를 제조하는 방법으로는 무치악환자의 구강 내를 인상채득하여 치과 작업용 모델을 생성하는 모델 준비단계(S100);와, 준비된 모델에 레진분리제 또는 바세린을 도포한 후, 본 발명의 폴리 멀티왁스를 접합하는 왁스 접합단계(S200);와, 모델을 30~60초간 광조사하여 왁스를 분리한 후 주입선을 적용하고, 실리콘 링에 매몰제를 이용하여 매몰한 후 40~60분간 방치하는 주입선 형성단계(S300);와, 왁스가 매몰된 주조물을 소환로에 넣어 50~60분간 소환하는 왁스 소환단계(S400);와, 주조물에서 왁스를 제거한 후 원심주조기 및 고주파주조기를 이용하여 캐스팅하는 주조체 제작단계(S500);와, 주조체의 표면을 전해연마하는 주조체 후처리단계(S600);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 의하면, 종래와 같이 추가 공정을 통해 복제모델을 제작하던 종래의 기술에서 벗어나, 모델과 주형이 열변형으로부터 안전이 확보되는 범위의 낮은 소환온도로도 완벽하게 용융 가능한 저융점의 폴리 멀티왁스를 제공함으로써, 기존과 대비하여 공정이 적극 간소화되면서 우수한 품질의 의치를 신속하게 제작할 수 있어 치과 업계 발전에 크게 이바지할 수 있는 효과가 기대된다.

또한, 본 발명은 폴리 멀티왁스의 주성분이 되는 모노머에 친환경 소재로 이루어진 복합 레진 접착제를 첨가하여 점도를 강화하면서 자체적으로 탄력을 부여하고, 위 탄력을 바탕으로 신축력을 발생시켜 모델과 왁스 간의 접착력을 향상시켜 모델에 왁스를 보다 신속하고 간편하게 부착 가능한 환경을 조성할 수 있는 다른 효과가 있다.

또한, 본 발명은 폴리 멀티왁스에 자체적으로 발생하는 탄력과 신축력에 의해 모델을 소정의 힘으로 압박하여 소환시 열변형으로부터 모델을 적극적으로 보호할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

또한, 본 발명은 폴리 멀티왁스를 구성하는 모노머의 부가 성분으로 지르코니아 분말을 더 첨가하여 예기치 못한 상황으로 모델 또는 주형에 균열이 발생 시 소환열에 용융된 지르코니아 분말이 복합 레진 접착제와 함께 해당 균열로 침투하여 균열을 완벽하게 메꿈으로써, 의치를 제작하는 과정에서 발생할 수 있는 제품의 하자를 최소화할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

또한, 본 발명은 지르코니아 분말을 습식 방식의 볼 분쇄기로 분쇄하여 0.1 내지 0.5μm의 나노 입자 크기로 제공함에 따라 모델과 주형이 열변형으로부터 안전이 확보되는 범위의 낮은 소환온도로도 지르코니아 분말이 폴리 멀티왁스와 함께 동시 용융이 이루어져 미세한 크기의 균열까지 완벽하게 침투되어 모델과 주형을 소환 열로부터 안전하게 보호하면서 지르코니아 분말을 용융시킬 수 있는 또 다른 효과가 있다.

또한, 본 발명은 폴리 멀티왁스를 구성하는 부가 성분으로 저융점의 나노 코팅제를 더 첨가하여 왁스의 용융 온도를 적극적으로 낮추고, 코팅제가 소환이 완료된 주형으로부터 모델을 완벽하게 탈거할 수 있도록 유도함으로써 우수한 품질의 의치를 제작할 수 있도록 도모하면서 주형물을 가공할 수 있는 작업 환경을 보다 수월하게 조성할 수 있는 또 다른 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 폴리 멀티왁스의 제조공정을 순차적으로 나열한 플로 차트.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 폴리 멀티왁스를 이용하여 의치를 제조하는 방법을 순차적으로 나열한 플로 차트.
도 3은 망사 형태로 가공된 본 발명의 폴리 멀티왁스의 실물 사진.
도 4는 고리 형태로 가공된 본 발명의 폴리 멀티왁스의 실물 사진.

이하, 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 이로 인한 작용, 효과에 대해 일괄적으로 기술하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명은 의치(義齒)를 제작할 때, 주형에 내부 빈공간을 형성하기 위해 사용되는 왁스 및 이를 이용한 의치의 제조방법에 관한 것이다.

무엇보다, 환자의 구강을 인상채득하여 획득한 모델을 이용하여 주조체를 제작하는 과정에서 모델과 주형 사이에 저융점의 성질을 가지면서 신축력이 우수한 본 발명의 폴리 멀티왁스를 적용함으로써 모델과 주형이 열에 의해 변형 또는 훼손되는 것을 방지하고, 이로부터 공정이 간소화되어 생산성이 뛰어난 의치를 제조하는 방법에 관련됨을 주지한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 구성되는 폴리 멀티왁스의 제조공정을 순차적으로 나열한 플로 차트이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 폴리 멀티왁스는 모노머 생성단계(S10);와, 희석제 배합단계(S20);와, 가교제 첨가단계(S30);와, 광개시제 충진단계(S40);와, 제품 경화단계(S50);의 공정을 거쳐 제조된다.

위 모노머 생성단계(S10)는 비스페놀-A-글리시딜 메타크릴레이트(BIS-GMA)와 디메틸 아크릴산 우레탄(UDMA)을 혼합하는 단계이다.

위 비스페놀-A-글리시딜 메타크릴레이트(BIS-GMA)와 디메틸 아크릴산 우레탄(UDMA)은 분자량이 큰 단량체가 약 40%가 함유된 광중합형 레진 조성물의 주요 성분 중 하나로써, 비스페놀-A-글리시딜 메타크릴레이트의 화학적 구조는 아래와 같다.

비스페놀-A-글리시딜 메타크릴레이트은 유가화합물로써, 주로 복합성, 향료, 용제, 착향제, 살균효과 등의 용도로 활용하고 있으며 EWG 1등급으로써 인체에 완전 무해하다.

위 희석제 배합단계(S20)는 BIS-GMA와 UDMA가 혼합된 모노머에 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트(TEGDMA)를 배합하는 단계이다.

일반적으로 치과 임상에서 가장 많이 사용되는 복합레진의 기질로 중합체인 Bis-GMA(Bisphenol-A-glycidyl dimethacrylate)와 우레탄 디메틸크릴레이트(UDMA)를 사용하고 있다. 그리고 위 중합체에 희석제를 첨가하여 점성을 낮추고 필러입자를 첨가할 수 있도록 TEGDMA(Triethylene glycol dimethacrylate)같은 저분자 모노머를 필수적으로 첨가하여 제품의 점도를 조절한다.

위 가교제 첨가단계(S30)는 TEGDMA가 더 배합된 모노머에 에톡실레이트 비스페놀 디메타크릴레이트(BIS-EMA)를 첨가하는 단계이다.

위 광개시제 충진단계(S40)는 BIS-EMA가 첨가된 모노머에 캄포퀴논(QC)과 트리메틸벤조일-디페닐포스핀 옥시드(TPO)를 첨가하는 단계이다.

위 캄포퀴논은 광중합형 복합레진의 중합개시제로 420 내지 480mm 파장의 청색광(가시광선)을 흡수하는데 사용되고, 빛이 비춰지면 광개시제가 자유라디칼을 형성하여 중합이 시작되도록 유도한다.

위 트리메틸벤조일-디페닐포스핀 옥시드는 우수한 접착력과 광학적 특성을 가진 고분자로써 모노머의 광중합이 수월하게 활성화될 수 있도록 유도한다.

아래는 본 발명의 폴리 멀티왁스를 구성하는 단량체들의 성분표이다.

<폴리 멀티왁스의 주성분표>

위 표 1과 같이 본 발명의 폴리 멀티왁스는 크게 모노머, 희석제, 가교제, 광개시제, 산화제의 혼합물로써, 더욱 상세하게 설명하자면 모노머로는 비스페놀-A-글리시딜 메타크릴레이트(BIS-GMA) 15 내지 40 중량%와, 디메틸 아크릴산 우레탄(UDMA) 15 내지 20 중량%로 이루어지고, 희석제로는 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트(TEGDMA) 15 내지 20 중량%로 이루어지고, 가교제로는 에톡실레이트 비스페놀 디메타크릴레이트(BIS-EMA) 10 내지 15 중량%로 이루어지고, 광개시제로는 캄포퀴논(QC) 10 내지 15 중량%로 이루어지고, 산화제로는 트리메틸벤조일-디페닐포스핀 옥시드(TPO) 10 내지 15 중량%의 함량비로 이루어진다.

위 함량비는 본 발명이 제안하는 폴리 멀티왁스의 구성에 매우 중요한 조건을 차지하는데, 특히 모노머와 광개시제의 비율은 모노머를 광중합하여 왁스의 성질로 변환시키는데 가장 중요한 조건에 해당한다.

예컨대 광개시제가 폴리 멀티왁스 총 중량부에 대하여 10 내지 15 중량%를 초과할 경우 모노머나 희석제, 가교제, 산화제 등의 중량이 상대적으로 감소될 수 밖에 없으며, 모노머나 희석제 등 레진기질이 중량이 감소되면 왁스의 성질을 구현하기 위한 기본적인 성질을 잃게 됨과 더불어, 광중합시 표준 이상의 광조사가 이루어져 왁스의 강도가 기대치 이상으로 단단해지는 또 다른 문제점이 발생하게 된다. 반면, 광개시제가 폴리 멀티왁스 총 중량부에 대하여 10 내지 15 중량%에 미달할 경우 모노머와 희석제, 가교제, 산화제가 혼합된 레진기질 혼합물의 광중합시 표준 이하의 광조사가 이루어져 응고가 되지 않아 왁스 성형물을 제작할 수가 없다.

예컨대 위 성분표를 바탕으로 제조된 폴리 멀티왁스는 주로 분자량이 큰 단량체를 주성분으로 하고, CQ-EDAB의 개시반응에 의해 중합된다. 특히, 본 발명의 폴리 멀티왁스는 치과용 광중합기의 청색광(371 내지 468㎚)에 의해 개시제인 Camphorquinone이 분해되면서 아미노알킬 라디칼(aminoalkyl radical)을 형성한다. 생성된 각각의 자유라디칼은 메타크릴레이트 탄소 이중결합을 끊어 연쇄중합반응으로 중합된다.

일반적으로 치과용 의치를 제작하는데 쓰이는 왁스의 주성분으로는 주로 비스페놀-A-글리시딜 메타크릴레이트(BIS-GMA), 디메틸 아크릴산 우레탄(UDMA), 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트(TEGDMA)가 쓰인다. 하지만, 위의 구성으로는 광중합 공정시 본모델은 물론, 주형을 안전하게 보호할 수 없기 때문에 현재까지는 복제모델을 따로 가공하여 사용하거나 금속 보강재를 제작하여 보강하는 등의 별도의 공정을 추가하여 작업하였다.

이에 따라 본 발명은 모노머 총 중량부에 대해 약 5 내지 10%의 지르코니아 분말과 4 내지 5 중량%의 복합 레진 접착제인 보강제를 더 첨가함으로써, 왁스 자체의 중합도를 증가와 기계적 강도 그리고 내구성을 향상시켜 위 문제를 적극 해소하였다.

아래 실시 예는 모노머에 지르코니아 분말과 복합 레진 접착제의 첨가 여부에 따른 왁스의 성질을 측정하여 비교 분석한 결과이다.

-시편 1: 비스페놀-A-글리시딜 메타크릴레이트(BIS-GMA), 디메틸 아크릴산 우레탄(UDMA), 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트(TEGDMA)를 혼합 구성한 모노머.

-시편 2: 비스페놀-A-글리시딜 메타크릴레이트(BIS-GMA), 디메틸 아크릴산 우레탄(UDMA), 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트(TEGDMA)의 레진 기질에 지르코니아 분말과 복합 레진 접착제를 더 첨가한 모노머.

위 시편을 이용하여 제작된 왁스의 자체 혼합력, 왁스의 점도, 광중합력, 소환력을 측정하였으며, 측정 방법은 하기와 같다.
① 혼합력(융합력) 측정법.
하나 이상의 물질이 또 다른 물질과의 혼합 또는 하나 이상의 물질이 인체에 융합될 때, 해당 물질이 대상물에 완벽히 융합되는 경우를 100%로 기준함. 여기에서 물질과 물질의 혼합 비율이 생산과정에서 요구한 비율과 차이가 생길수록 혼합력의 퍼센테이지가 하락하거나, 물질이 인체와 융합되는 시간, 융합 정도 등이 저하될수록 융합력의 퍼센테이지가 점차 하락하는 수치로 기록된다.
② 점도 측정법.
세라믹 소재로 이루어진 한 쌍의 시험판에 시편 1과 시편 2로부터 제작된 각각의 왁스를 도포한 후 양 시험판을 접합하고, 1~3시간 뒤에 양 시험판을 분리할 때 소요되는 힘을 퍼센테이지로 측정하였다. 분리할 때 사용된 힘이 전혀 없는 경우를 0%로 하고, 힘의 세기가 커질수록 퍼센테이지가 상승하는 방식으로 수치를 기록하였다.
③ 광중합력 측정법
복합 레진을 50~60초간 광조사 하였을 때 응고의 정도를 퍼센테이지로 기록하였다. 예컨대 응고가 전혀되지 않은 상태를 0%로 기준하고 응고의 정도에 따라 상승된 퍼센테이지로 비교 측정하였다.
④ 소환력 측정법
열에 대한 내구성을 측정함. 소환을 위해 열이 제공되었을 때 열변형이 전혀 없는 상태를 100%로 기준으로 하고, 변형의 정도에 따라 퍼센테이지를 점차 하락하는 수치로 기록한다.

아래는 위 측정법에 따른 시편 1과 시편 2의 비교 분석 표이다.

<모노머의 구성에 따른 왁스의 성질 비교 분석표>

위 표 2와 같이 모노머의 구성으로 지르코니아 분말과 복합 레진 접착제를 더 혼합하였을 경우 자체 혼합력, 점도, 광중합력, 소환력이 기존 대비 약 10 내지 20% 이상 그 효과가 향상됨을 알 수 있다.

한편, 본 발명의 지르코니아 분말은 소환공정에서 주형에 균열이 발생할 수 있는 예기치 못한 상황에서 해당 균열을 보강 또는 보완하는 역할을 함께 수행한다.

예컨대 균열은 매우 미세한 크기로 발생할 수 있기 때문에 지르코니아 분말 역시 이러한 균열에 침투할 수 있도록 그 입자의 크기가 매우 미세하여야만 한다. 따라서, 지르코니아 분말은 균열의 침투를 위해 나노 입자크기로 가공하는 것이 바람직하다. 또한, 지르코니아 분말은 폴리 멀티왁스에 건조된 알갱이의 형태로 내장되어 있다가 소환 공정에서 최소한의 열기로 폴리 멀티왁스와 함께 용융될 수 있도록 나노 입자크기로 구성할 수 밖에 없음을 강조한다.

한편, 본 발명에서는 지르코니아 분말을 나노 입자크기로 가공하기 위해 준비된 지르코니아를 볼 분쇄기에 넣고 습식 방식으로 분쇄하는 나노 분쇄단계(S11)와, 분쇄된 입자를 10 내지 30℃의 환경에서 건조하는 분말 건조단계(S12)를 거친다.

특히 본 발명이 제안하는 지르코니아 분말의 입자크기는 0.1 내지 0.5μm인 것이 바람직하며, 이에 대한 근거는 아래 실시 예를 바탕으로 설명하고자 한다.

본 실시 예는 지르코니아의 입자크기에 따라 해당 지르코니아를 용융시키기 위해 요구되는 용융 온도를 측정한 것이다.

본 실시 예에서는 나노 단위로 분쇄할 수 있는 기능이 보유된 볼 밀 분쇄기와 일반적인 분쇄기를 이용하여 서로 다른 입자크기로 이루어진 3종류의 지르코니아 분말을 준비하였다.

- 시편 1: 볼 밀 분쇄기를 통해 습식 방식으로 분쇄 가공.

- 시편 2: 볼 밀 분쇄기를 통해 건식 방식으로 분쇄 가공.

- 시편 3: 일반 분쇄기를 통해 일반적인 방식으로 분쇄 가공.

위와 같은 방식으로 가공하였을 경우 시편 1은 0.1μm 이상 0.5μm 이하의 입자 크기를 갖는 지르코니아 분말을 획득할 수 있었고, 시편 2는 0.5μm 이상 0.1mm 이하의 입자크기를 갖는 지르코니아 분말을 획득할 수 있었으며, 시편 3은 0.1mm 이상 0.5mm 이하의 입자크기를 갖는 지르코니아 분말을 획득할 수 있었다.

한편, 본 발명의 폴리 멀티왁스를 용융하는데 필요한 온도는 약 70 내지 100℃의 온도로 측정되었으며, 시편 1을 용융하는데 요구되는 용융온도는 약 80 내지 100℃였고, 시편 2를 용융하는데 요구되는 용융온도는 약 150 내지 300℃였으며, 시편 3을 용융하는데 요구되는 용융온도는 약 500 내지 800℃ 이상의 온도가 필요하였다.

위 용융조건에서 알 수 있듯이 본 발명의 폴리 멀티왁스가 용융될 때 지르코니아 분말이 동시에 용융되기 위해서는 0.1μm 이상 0.5μm 이하의 입자크기로 구성되어야만 하며, 위와 같이 지르코니아 분말을 0.1μm 이상 0.5μm 이하의 입자크기로 가공하기 위해서는 습식 분쇄방식의 볼 밀 분쇄기를 사용하는 것이 중요하다.

또한 본 발명에서는 위에 언급한 바와 같이 폴리 멀티왁스를 우수한 성질과 기능을 구현해내기 위하여 지르코니아 분말을 첨가하였으며, 지르코니아 분말이 모노머에 보다 잘 융합될 수 있도록 복합 레진 접착제를 첨가하였다. 위 복합 레진 접착제는 자체가 갖는 접착 성질로 모노머에 지르코니아 분말이 융합되는 것을 도와주는 것은 물론, 폴리 멀티왁스에 접착력, 탄성에 의한 신축력을 더 부여하게 한다.

이러한 기능을 갖는 지르코니아 분말과 복합 레진 접착제가 함유된 폴리 멀티왁스의 안전성과 위해성을 검증하기 위하여 국제규격에서 단량체의 양 또는 미중합 단량체에 대한 시험 항목을 제시하였으며, 물질을 구성하고 있는 각 단량체에 대한 중합 후 잔류량 측정을 실시하였다.

- 용출특성 및 분해산물의 영향

본 발명에서 분석에 사용된 단량체는 각각 BISGMA와, UDMA와, TEGDMA와, CQ와, 지르코니아 분말과, 복합 레진 접착제가 혼합된 시편으로써 지름 10mm, 두께 2mm로 성형하여 20초간 광조사한 뒤, 약 1.0g의 검체를 distilled water 5mL를 넣어 50℃에서 72시간 용출하였다. 용출된 용액은 고체 시료를 제거 후 동결 건조했으며, 동결 건조된 시료에 2mL의 메탄올을 넣어 교반하여 전처리하였다. 전처리된 시험용액 1mL를 내부 표준원액인 n-pentanol을 methanol를 사용하여 500mg/L(ppm)으로 희석하였다.

검체의 용출물을 기체 크로마토그래프(GC)/질량분석기(MS)를 사용하였으며, 측정 조건은 다음과 같다.

*칼럼 : HP-5MS Ultra Insert(30m * 250㎛ * 0.25㎛)

*주입부 온도 : 250℃

*검출기 온도 : 270℃

*오븐 : 초기 온도 40℃에서 5℃/분의 비율로 80℃까지 온도를 상승시킨 후 2분간 유지하고, 10℃/분의 비율로 120℃까지 온도를 상승시켜 5분간 유지하고, 10℃/분의 비율로 최종 320℃까지 온도를 상승시켰다.

*캐리어가스 및 유량 : 헬륨(1mL/min)

*주입방법 : splitless

*syringe : 10㎕

*injection vol. : 0.2㎕

*이온화 방법 : EI mode

*이온화 전압: 70eV

*분자량 범위 : 40 ~ 615 m/z

<기체 크로마토그래프 및 질량분석기의 분석을 위한 특성이온>

위 특성이온 표를 바탕으로 표준용액을 농도별로 일정량 취하여 각각 분석하였으며, 얻어진 크로마토그램상의 각 피크 면적과 내부 표준 물질의 면적의 비를 구하여 검량선을 작성하였다.

<표준품과 내부표준물질 크로마토그램>

위의 조건에서 정성시험결과 scan monitoring mode 분석으로 얻어진 크로마토그램상의 피크는 머무름 시간 또는 스펙트럼과 일치하였으며, 정성시험과 똑같은 조건에서 얻어진 시험결과에 의해 피크면적법에 따라 정량하였다.

위의 조건에서 내부표준물질에 대한 분석물질의 농도는 다음과 같이 계산하였다. 검량곡선에서 얻어진 표준물질과 내부표준물질의 피크에 대한 면적비[AS/AIS]를 Y축으로 하고 표준물질의 농도를 X축으로 하여 검량곡선을 작성하고 시험용액의 면적비[ASAM/ASAMIS]를 Y축에 대입하여 농도를 계산하였다.

이에 대한 식은 다음과 같다.

CS=[AS/AIS-b]CIS/a

여기에서 CS는 내부표준법에 의한 분석물질의 농도이고, CIS는 내부표준물질의 농도이며, AS는 분석물질의피크면적이고, AIS는 내부표준물질의 피크면적이고, a는 검정곡선의 기울기이며, b는 검정곡선의 절편이다.

아래는 내부표준물질에 대한 분석물질의 농도를 이용하여 시료 중 분석물질의 농도를 계산한 식이다.

CT(mg/kg)=SC(mg/L)*최종액량(L)/시료량(Kg)

여기에서 CS는 내부표준법에 의한 분석물질의 농도이고, CT는 시료 중 분석물질의 농도이다.

<분해산물 분석표>

위와 같이 폴리 멀티왁스의 내구성 향상을 위해 모노머의 총 중량부에 대해 지르코니아 분말 5 내지 10 중량%와, 복합 레진 접착제 4 내지 5 중량%를 첨가하였음에도 불구하고, 각 시편마다 분해산물이 검출한계 수치인 0.1ppm 이하로 측정되어 안전성이 확보되었음을 알 수 있다.

한편, 본 발명에서는 모노머의 보강제로 지르코니아 분말과 복합 레진 접착제 외에 저융점의 나노 코팅제를 더 포함한다. 위 저융점의 나노 코팅제는 폴리 멀티왁스의 용융 온도를 적극적으로 낮추고, 소환이 완료된 주형으로부터 모델을 모델을 완벽하게 탈거할 수 있도록 유도하는 역할을 수행한다.

아래는 나노 코팅제의 유무와 코팅제의 종류에 따른 모델과 주형 간의 요구 소환온도와 표면 거칠기를 측정한 것이다.

* 실험에 사용한 시편의 종류

-시편 1: 코팅제를 도포하지 않은 일반적인 모델을 주형에 매몰한 경우

-시편 2: 일반 코팅제를 도포한 모델을 주형에 매몰한 경우

-시편 3: 나노 코팅제를 도포한 모델을 주형에 매몰한 경우

-시편 4: 저융점의 나노 코팅제를 도포한 모델을 주형에 매몰한 경우

* 실험 과정

- 용융 온도 측정

측정 방법: 용융 주형에 매몰된 모델의 왁스가 완전 용융되는데 요구되는 온도 측정.

측정 도구: 브랜드 사 Xima에서 개발한 것으로 -18 ~ 1650℃의 온도 범위를 정밀하게 측정 가능한 적외선 측정방식 AS882 모델을 사용하였다.

- 표면 거칠기 측정

측정 방법: 소환에 의해 왁스가 용융된 상태에서 모델과 주형의 내면의 거칠기를 측정.

측정 도구: 브랜드 사 Mitutoyo에서 개발한 것으로 -200 ~ 160μm까지 약 360μm의 범위가 측정되는 조도 측정기 SJ-210 모델을 사용하였다.

아래는 위 실험을 통해 측정된 결과를 시편 별로 정리하여 비교 분석한 표이다.

나노 코팅제 첨가 유무에 따른 성질 비교표
구 분	용융 온도(℃)	표면 거칠기(μm)
시편 1	91 ~ 98	0.08 ~ 0.1
시편 2	90 ~ 98	0.07 ~ 0.08
시편 3	88 ~ 98	0.01 ~ 0.02
시편 4	79 ~ 90	0.01 ~ 0.02

<나노 코팅제 첨가 유무에 따른 성질 비교표>

위 표 6에 도시된 바와 같이 시편 1은 본 발명의 폴리 멀티왁스가 완전 용융되기 위해 요구되는 소환의 온도가 약 91 내지 98℃로 측정되었으며, 시편 2는 약 90 내지 98℃, 시편 3은 약 88 내지 98℃로 측정되었다. 한편 위의 결과에서 알 수 있듯이 나노 코팅제의 기능이 저융점인 것을 떠나서 나노 코팅제가 적용된 폴리 멀티왁스의 요구 소환온도가 미세하게나마 저하됨을 알 수 있다.

특히 저융점의 기능을 갖는 나노 코팅제가 도포된 시편 4는 약 79 내지 90℃ 용융 온도로 측정되어 위 시편 1 내지 3에 비해 보다 월등하게 낮은 용융온도를 갖고 있음을 알 수 있다. 다시 말해 저융점 기능을 갖는 나노 코팅제는 고온의 소환 열로부터 모델과 주형을 안전하게 보호할수 있는 구실을 마련하여 준다.

그리고 소환의 완료된 시편 1 내지 시편 4의 표면을 측정한 결과 시편 1은 약 0.08 내지 0.1μm의 거칠기가 측정되었으며, 차례로 시편 2가 0.07 내지 0.08μm, 시편 3과 시편 4가 0.01 내지 0.02μm로 측정되었다. 위의 결과에서도 알 수 있듯이 코팅제를 사용하였을 경우 표면이 보다 매끄로웠으며, 특히 나노 코팅제를 사용하였을 경우 모델과 주형 간의 마찰이 전혀 없을 정도로 표면 상태가 우수하였다. 이처럼 모델과 주형 간 마찰이 거의 완벽하게 배제된 상태에서 주형으로부터 모델을 매우 안전하게 탈거할 수 있었음은 물론, 해당 주형을 이용하여 제조된 주조체는 최상급의 품질을 나타내었다.

한편, 위와 같이 모델과 주형을 안전하게 보호하며 주조체의 품질을 우수하게 하는 저융점의 나노 코팅제는 아래와 같이 제조된다.

위 저융점의 나노 코팅제는 정제수 60 내지 70 중량%와, 실리카 20 내지 25 중량%와, 저융점부재 10 내지 15 중량%를 혼합으로 구성된다. 특히 정제수는 0.001PPM 이하, 실리카와 저융점부재는 100nm 이하로 설정하여 100 내지 150℃의 혼합 가열 온도에서 20 내지 30시간 동안 가열한 후 진공상태로 48시간동안 유지하여 제조된다.

여기에서 위 저융점 부재는 왁스의 용융온도를 저하할 수 있는 모든 소재를 포함하나, 본 발명에서는 바나듐계 유리, 텔루르계 유리, 플루오르계 유리, 칼코게나이드계 부재 중 어느 하나의 유리 조성물로 구성하는 것이 바람직하다.

예컨대 저융점 부재는 붕산염계, 규산염계, 바나듐계, 인산염계, 텔루르계, 비소염계, 게르마늄계 등이 있으며, 일반적으로 각계는 유리형성산화물이 조성의 절반을 차지하기 때문에 이들 성분은 코팅제의 융점에 큰 영향을 미친다. 일반적으로 수식성분을 첨가하게 되면 망목구조가 약하게 되며, 특히 1가 이온의 경우 저융점화 경향을 나타내는 것은 당연하다. 예로 Ag, Tl의 인산염은 20℃ 이하의 연화점을 보이고 있다.

한편 인산염유리는 다른 성분보다 용해도가 크고, 용융온도가 낮기 때문에 납유리를 대체하는 저융점 부재의 기본조성으로 개발되었다.

<저융점 인산유리 조성(mol%)>

위 표 7과 같이 인상염계 유리는 전이점 310-320℃, CTE 140-160×10의 실링용 유리이다. 2가, 3가 성분의 도입이 필요하며, 특히 Al₂O₃첨가가 효과적이다. 그러나 CTE가 낮아 필러를 첨가하여야 한다.

위 바나듐계유리는 기본적으로

계 유리가 기본을 이루며, 여기에 BaO, ZnO, Li₂O, K₂O, TeO₂와 Sb₂O₃등을 첨가하였다. 이 소재는 80년대부터 저융점 소재로 개발되어 현재는 약 80 내지 100℃에 가까운 수준의 융점온도를 갖는다.

위 텔루르계유리는 Stanworth 의해 개발된 저융점 소재로 변형온도는 130~200℃로 열팽창계수는

으로 매우 높다. 또한 BeF₂는 조해성을 가지고 있으며, AlF₃나 MgF₃을 첨가하여도 내수성이 약하다.

위 칼코게나이드계유리는 Se나 As₂O₃가 유리화되는 것으로 알려져 있으며, As₂O₃가 먼저 적외선 투과용 소재로 실용화되었다. 그리고 Sb₂O₃, GeS₂나 Tl₂S 등을 포함한 황화물유리 연구가 진행되고 있다. S, Se, Te, As, Tl 등의 원소로 구성된 3성분계 조성이 발표되고 있으며, 적외선 투과용 유리나 기타 저융점유리로 유용하다. 변형온도는 ~150℃로 상당히 낮으나 조성에 따른 차이가 크며, 열팽창계수는 200~400℃의 융점에 역 비례하여 크게 된다.

한편 바나듐계 유리는 위 저융점 소재 중에서 가장 친환경적이므로, 의치를 제작하는데에 사용하는 저융점 소재로는 가장 적합하다.

위 제품 경화단계(S50)는 모노머를 코팅용지의 일면에 기설정한 형태로 성형한 후 광조사하여 경화시키는 경화단계이다.

특히, 본 발명의 폴리 멀티왁스는 보관과 사용의 편리함을 제공하기 위해 스티커 형태로 제작하였으며, 본모델의 크기와 굴곡을 포함한 형상에 맞게 쉽게 부착할 수 있는 형태로 제공된다.

도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이 폴리 멀티 왁스는 표면에 복수의 다공이 형성된 사각 망사로 형성하여 본모델의 넓은 표면에 부착을 유도하거나 또는 복수의 고리를 길이방향으로 순차 연결하여 사슬의 형태로 구성하여 미세한 표면 또는 사각 망사가 부착하고 남은 잔여 영역에 부착을 유도한다.

한편, 망사 또는 사슬의 형태로 구성한 이유로는 폴리 멀티 왁스의 신축성, 탄성을 향상시킴으로써 본모델에 견고하게 부착될 수 있게 하는 것은 물론, 광조합으로 인해 열이 가해졌을 때 왁스가 용해되면서도 신축과 탄성의 힘이 본모델과 주형에 그대로 전달되어 열에 의해 본모델과 주형에 균열 또는 변형이 이루어지는 것을 적극적으로 차단하는 역할을 도모한다.

특히, 사각망사의 형태로 성형된 폴리 멀티왁스는 복수의 다공의 형태가 육각의 허니콤(honeycomb)형태로 구성하는 것이 바람직하다. 위 허니콤이란 내각의 크기가 120°인 정육각형을 각 꼭짓점에 3개씩 모으면 360°가 되며 이 경우는 (6, 6, 6)으로 나타낼 수 있고, 이처럼 정육각형들을 연결시켜 평면을 채우는 방식은 벌집의 단면에서 찾아볼 수 있는데, 벌꿀의 집 모양과 관련되기 때문에 허니콤(honeycomb)이라고 한다. 벌집을 절단한 단면에서 둘레의 길이가 일정할 때 넓이가 가장 넓은 것이 정육각형이고, 입체도형으로 보면 옆면의 넓이가 일정한 각기둥 중에서 최대 부피를 보장하는 것은 정육각기둥이다.

위와 같이 허니콤으로 이루어진 복수의 다공을 채택한 폴리 멀티왁스는 최소의 면적으로 굽힘이나 압축 및 신축에 강하기 때문에 다양한 형태의 구강 모델에 간편하게 부착할 수 있다.

위와 같은 공정을 거쳐 제조된 폴리 멀티왁스를 이용하면 기존과 같이 복잡하게 제조되던 의치를 보다 쉽고 간편하게 제조할 수 있다.

예컨대, 본 발명이 제안하는 폴리 멀티왁스가 개발되기 이전에 의치를 제조하기 위해서는 다음과 같은 단계를 거쳐야만 하였다.

- 종래의 의치 제조공정

환자의 구강으로부터 인상을 채득하는 제1단계;

인상채득한 개인트레이에 석고와 물을 혼합하여 치과 작업용 모델을 제작하는 제2단계;

모델에 레진소재가 투입될 공간을 확보하는 제3단계;

레진이 투입될 공간이 확보된 모델을 작업하기 위하여 실리콘을 이용하여 복제모델을 제작하는 제4단계;

실리콘에서 모델을 분리하고 매몰제를 혼합하여 실리콘에 투입하는 제5단계;

복제모델을 오븐기에 넣어 1시간동안 가열한 후 왁스를 코팅하는 제6단계;

왁스를 이용하여 주입선을 제작한 후 복제모델에 설치하는 제7단계;

주형에 매몰제를 이용하여 복제모델을 매몰하는 제8단계;

광중합기로 주형을 가열하여 주조용 왁스를 소환시키는 제9단계;

소환된 주조용 왁스를 제거한 후 빈공간에 용융된 치과용 메탈을 주입하여 주조체를 제작하는 제10단계;

주조체의 표면을 연마하는 제11단계;

위와 같이 종래의 기술을 바탕으로 의치를 제조하기 위해서는 최소 11단계의 복잡한 공정을 거쳐야만 하였으며, 특히 본모델의 훼손을 방지하여 재사용하기 위해 복제모델을 제작하는 등 소요되는 인건비와 재료비 그리고 제작 시간의 문제가 상당하였다.

하지만, 본 발명이 제안하는 폴리 멀티왁스를 이용하면 아래와 같이 단순한 공정으로도 우수한 품질의 의치를 제작할 수 있다.

-본 발명의 의치 제조공정

무치악환자의 구강 내를 인상채득하여 치과 작업용 모델을 생성하는 모델 준비단계(S100);

준비된 모델에 레진분리제 또는 바세린을 도포한 후, 폴리 멀티왁스를 접합하는 왁스 접합단계(S200);

모델을 30~60초간 광조사하여 왁스를 분리한 후 주입선을 적용하고, 실리콘 링에 매몰제를 이용하여 매몰한 후 40~60분간 방치하는 주입선 형성단계(S300);

왁스가 매몰된 주조물을 소환로에 넣어 50~60분간 소환하는 왁스 소환단계(S400);

주조물에서 왁스를 제거한 후, 원심주조기 및 고주파주조기를 이용하여 캐스팅하는 주조체 제작단계(S500);

주조체의 표면을 전해연마하는 주조체 후처리단계(S600);

위와 같이 본 발명의 폴리 멀티왁스를 사용하였을 경우, 본모델과 주형의 형상을 완벽하게 보호할 수 있기 때문에 복제모델을 제조할 필요가 없어지고, 이에 따라 복제모델을 가공하기 위한 공정이 배제된다.

따라서, 본 발명의 폴리 멀티왁스를 이용하면 신속하고 저렴하게 안전성이 확보된 우수한 품질의 의치를 제조할 수 있다.

위와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 폴리 멀티왁스의 제조방법과 이를 이용한 의치의 제조방법 및 이로부터 제조된 의치에 의하면, 종래와 같이 추가 공정을 통해 복제모델을 제작하던 종래의 기술에서 벗어나, 모델과 주형이 열변형으로부터 안전이 확보되는 범위의 낮은 소환온도로도 완벽하게 용융 가능한 저융점의 폴리 멀티왁스를 제공함으로써, 기존과 대비하여 공정이 적극 간소화되면서 우수한 품질의 의치를 신속하게 제작할 수 있어 치과 업계 발전에 크게 이바지할 수 있다.

특히 폴리 멀티왁스의 주성분이 되는 모노머에 친환경 소재로 이루어진 복합 레진 접착제를 첨가하여 점도를 강화하면서 자체적으로 탄력을 부여하고, 위 탄력을 바탕으로 신축력을 발생시켜 모델과 왁스 간의 접착력을 향상시켜 모델에 왁스를 보다 신속하고 간편하게 부착 가능한 환경을 조성할 수 있으며, 폴리 멀티왁스에 자체적으로 발생하는 탄력과 신축력에 의해 모델을 소정의 힘으로 압박하여 소환시 열변형으로부터 모델을 적극적으로 보호할 수 있다.

또한 폴리 멀티왁스를 구성하는 모노머의 부가 성분으로 지르코니아 분말을 더 첨가하여 예기치 못한 상황으로 모델 또는 주형에 균열이 발생 시 소환열에 용융된 지르코니아 분말이 복합 레진 접착제와 함께 해당 균열로 침투하여 균열을 완벽하게 메꿈으로써, 의치를 제작하는 과정에서 발생할 수 있는 제품의 하자를 최소화할 수 있으며, 지르코니아 분말을 습식 방식의 볼 분쇄기로 분쇄하여 0.1 내지 0.5μm의 나노 입자 크기로 제공함에 따라 모델과 주형이 열변형으로부터 안전이 확보되는 범위의 낮은 소환온도로도 지르코니아 분말이 폴리 멀티왁스와 함께 동시 용융이 이루어져 미세한 크기의 균열까지 완벽하게 침투되어 모델과 주형을 소환 열로부터 안전하게 보호하면서 지르코니아 분말을 용융시킬 수 있다.

덧붙여, 폴리 멀티왁스를 구성하는 부가 성분으로 저융점의 나노 코팅제를 더 첨가하여 왁스의 용융 온도를 적극적으로 낮추고, 코팅제가 소환이 완료된 주형으로부터 모델을 완벽하게 탈거할 수 있도록 유도함으로써 우수한 품질의 의치를 제작할 수 있도록 도모하면서 주형물을 가공할 수 있는 작업 환경을 보다 수월하게 조성할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

S10. 모노머 생성단계
S20. 희석제 배합단계
S30. 가교제 첨가단계
S40. 광개시제 충진단계
S50. 제품 경화단계
S100. 모델 준비단계
S200. 왁스 접합단계
S300. 주입선 형성단계
S400. 왁스 소환단계
S500. 주조체 제작단계
S600. 주조체 후처리단계

Claims

비스페놀-A-글리시딜 메타크릴레이트(BIS-GMA)와, 디메틸 아크릴산 우레탄(UDMA)을 혼합하는 모노머 생성단계(S10);와, 모노머에 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트(TEGDMA)를 배합하는 희석제 배합단계(S20);와, 모노머에 에톡실레이트 비스페놀 디메타크릴레이트(BIS-EMA)를 첨가하는 가교제 첨가단계(S30);와, 가교제가 첨가된 모노머에 캄포퀴논(QC)과 트리메틸벤조일-디페닐포스핀 옥시드(TPO)를 첨가하는 광개시제 충진단계(S40);와, 모노머를 코팅용지의 일면에 기설정한 형태로 성형한 후 광조사하여 경화시키는 제품 경화단계(S50);로 이루어지는 폴리 멀티왁스의 제조방법에 있어서,
위 모노머 생성단계(S10)는 지르코니아를 볼 분쇄기에 넣고 습식 방식으로 분쇄하는 나노 분쇄단계(S11)와, 분쇄된 입자를 10 내지 30℃의 환경에서 건조하는 분말 건조단계(S12)를 거쳐 이루어지는 지르코니아 분말과 복합 레진 접착제 및 나노코팅제의 혼합으로 이루어지는 보강제를 더 포함하고,
위 보강제는 정제수 60 내지 70 중량%와, 실리카 20 내지 25 중량%와, 바나듐계 유리, 텔루르계 유리, 플루오르계 유리, 칼코게나이드계 유리 중 어느 하나로 선택된 저융점부재 10 내지 15 중량%를 혼합하되, 정제수는 0.001PPM 이하, 실리카와 저융점부재는 100nm 이하로 설정하여 100 내지 150℃의 혼합 가열 온도에서 20 내지 30시간 동안 가열한 후 진공상태로 48시간 동안 유지하여 제조된 친환경 저융점 나노 코팅제인 것을 특징으로 하는 폴리 멀티왁스의 제조방법.
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무치악환자의 구강 내를 인상채득하여 치과 작업용 모델을 생성하는 모델 준비단계(S100);
준비된 모델에 레진분리제 또는 바세린을 도포하고,
비스페놀-A-글리시딜 메타크릴레이트(BIS-GMA)와, 디메틸 아크릴산 우레탄(UDMA)와, 지르코니아를 볼 분쇄기에 넣고 습식 방식으로 분쇄한 후 분쇄된 입자를 10 내지 30℃의 환경에서 건조하여 0.1μm ~ 0.5μm 입도를 가진 지르코니아 분말과 복합 레진 접착제 및 친환경 나노 코팅제로 구성된 보강제로 이루어진 모노머와, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트(TEGDMA)로 이루어진 희석제와, 에톡실레이트 비스페놀 디메타크릴레이트(BIS-EMA)로 이루어진 가교제와, 캄포퀴논(QC)과 트리메틸벤조일-디페닐포스핀 옥시드(TPO)로 이루어진 광개시제로 구성된 폴리 멀티왁스를 접합하는 왁스 접합단계(S200);
모델을 30~60초간 광조사하여 왁스를 분리한 후 주입선을 적용하고, 실리콘 링에 매몰제를 이용하여 매몰한 후 40~60분간 방치하는 주입선 형성단계(S300);
왁스가 매몰된 주조물을 소환로에 넣어 50~60분간 소환하는 왁스 소환단계(S400);
주조물에서 왁스를 제거한 후 원심주조기 및 고주파주조기를 이용하여 캐스팅하는 주조체 제작단계(S500);
주조체의 표면을 전해연마하는 주조체 후처리단계(S600);
로 구성되고,
위 친환경 나노 코팅제는 정제수 60 내지 70 중량%와, 실리카 20 내지 25 중량%와, 바나듐계 유리, 텔루르계 유리, 플루오르계 유리, 칼코게나이드계 유리 중 어느 하나로 선택된 저융점부재 10 내지 15 중량%를 혼합하되, 정제수는 0.001PPM 이하, 실리카와 저융점부재는 100nm 이하로 설정하여 100 내지 150℃의 혼합 가열 온도에서 20 내지 30시간 동안 가열한 후 진공상태로 48시간 동안 유지하여 제조되는 것을 특징으로 하는 폴리 멀티왁스를 이용한 의치의 제조방법.
제4항에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 의치.