KR102025312B1 - 인공치아용 지르코니아 블록의 착색방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가공되지 않은 지르코니아 블록을 준비하는 단계; 상기 지르코니아 블록 높이의 7/10~9/10 부분을 착색제 용액에 담가 지르코니아 블록을 착색하는 단계; 및 착색된 지르코니아 블록을 물로 세척하는 단계를 포함하는, 인공치아용 지르코니아 블록의 착색방법에 관한 것으로, 인공치아의 소재로 사용되는 지르코니아 블록을 치아형태로 가공하기 전 블록 자체를 착색함으로써 지르코니아 블록을 다양한 치아형태로 가공한 후 착색하던 종래의 방법에 비하여 제조공정이 단축되고 가공된 지르코니아 블록의 재고량도 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

인공치아용 지르코니아 블록의 착색방법{Coloring method of zirconia block for artificial tooth}

본 발명은 인공치아용 지르코니아 블록의 착색방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 인공치아용 지르코니아 블록을 인공치아 형태로 가공하기 전 지르코니아 블록 자체를 착색하는 방법에 관한 것이다.

치과 혹은 치과기공소에서 결손된 치아 혹은 기능 저하를 일으킨 치아를 대체하기 위하여 사용하는 인공치아는 지르코니아 소재를 사용하여 제작하는 경우가 많다.

지르코니아 소재로 제작한 인공치아는 생체친화성이 우수하고, 심미적 기능이 금속에 비해 탁월하며, 높은 기계적 물성치를 가지고, 덴탈 캐드/캠(Dental CAD/CAM) 시스템을 이용하여 자동생산이 가능하여 생산성이 매우 높으며, 전치부와 구치부에 모두 사용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 이러한 장점으로 인하여 세계적으로 지르코니아 시장 규모는 매우 빠른 속도로 성장하고 있다.

지르코니아를 이용하여 인공치아를 제조하기 위해서는 최대한 자연 치아와 유사한 색상을 가지도록 제조하여 심미성을 살리는 것이 매우 중요하다. 일반적으로 치아 색상은 매우 다양한데, 색상 가이드를 기준으로 사용하는 경우가 많다.

통상적으로 사용하는 색상 가이드를 보면, A계열, B계열, C계열, D계열 등으로 구분하고 있는데, 자연치아의 경우 A계열이라도 치근은 A3, 몸체는 A2, 교두는 A1 등으로 색상의 농도가 구분되어 있고, 이를 표현하기 위하여 도재(Porcelain powder)를 이용하거나 액상의 칼라 세트 등을 이용하고 있다.

종래의 지르코니아 블록 색상은 백색이나 혹은 특정한 한 가지 색만 띠는 매우 단순한 형태를 가지고 있기 때문에 실제 자연 치아와 같은 색상을 내기 위해서는 지르코니아 블록을 가공한 후 여러 가지 안료를 처리하고 표면을 처리하는 등의 복잡한 공정을 거쳐 착색하여야 한다.

지르코니아 블럭은 각각의 쉐이드별 및 높이별로 다양한 제품이 판매되고 있으므로, 여러가지 색상의 지르코니아 블럭을 각 색상마다 높이별로 다양하게 제조하여야 한다. 실제 업체별로 지르코니아 블럭을 색상별로 10개씩 최소 30종에서 60종으로 다양한 종류를 생산하고 있다.

따라서 지르코니아 블럭의 가공 및 착색에는 많은 시간이 소요되고 재고가 발생하여 단가가 높아지는 문제점이 있다.

지르코니아에 색을 내기 위하여 종래에는 치아를 밀링 장비에서 깍아(도 1) 다듬은 후 금속 산화물이 들어간 착색제 용액을 흡수시켜서 치아색을 만든다(도 2). 그러나, 이러한 방법은 실시하는 사람마다 색이 다르게 나올수 있고 나오는 색을 예상하기 힘들어 실패하는 경우가 있다.

다른 방법으로는 이미 색이 함유되어 있는 지르코니아 블럭을 밀링해서 색을 내는 방법이 있다. 이 방법은 간편하고 용이하지만, 단순히 기본 바탕색만 맞출 수 있으므로 다채로운 치아의 색을 재현할 수 없고 도 3의 기본색을 표현하는 데에도 최소 16가지의 지르코니아 블럭이 준비되어야 하고 치아 두께에 따라 지르코니아 블럭의 수는 16개씩 늘어나므로 생산업자나 소비자는 엄청난 재고와 관리 부담을 갖게 된다.

또한 이미 색이 함유되어 있는 지르코니아 블럭은 지르코니아 블럭을 제조하는 과정에서 분말로 색을 내는 경우가 많으므로 공정이 복잡하고, 담그는 방법으로 지르코니아 블럭을 착색하는 경우 도 4에서와 같이 지르코니아 블럭의 가운데 부분이 착색되지 않는 문제점이 있다.

대한민국 특허등록 제10-1756370호 대한민국 특허등록 제10-1142805호 대한민국 특허등록 제10-1430748호 대한민국 특허등록 제10-1792680호

본 발명은 인공치아용 지르코니아 블록을 가공하기 전 지르코니아 블록 자체를 착색함으로써 가공 후 복잡한 착색과정이 없으므로 제조공정이 단축되고 모든 색상의 지르코니아 블럭을 가지고 있을 필요가 없으므로 지르코니아 블록의 재고량도 줄일 수 있는 지르코니아 블록의 착색방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 가공되지 않은 지르코니아 블록을 준비하는 단계; 상기 지르코니아 블록 높이의 7/10~9/10를 착색제 용액에 담가 지르코니아 블록을 착색하는 단계; 및 상기 착색된 지르코니아 블록을 물로 세척하는 단계를 포함하는, 인공치아용 지르코니아 블록의 착색방법을 제공한다.

본 발명의 인공치아용 지르코니아 블록 착색방법은 인공치아의 소재로 사용되는 지르코니아 블록을 치아형태로 가공하기 전 블록 자체를 착색함으로써 지르코니아 블록을 다양한 치아형태로 가공한 후 착색하던 종래의 방법에 비하여 제조공정이 단축되고 가공된 지르코니아 블록의 재고량도 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 밀링 장비에서 치아형태로 깍은 지르코니아의 사진이다.
도 2은 상기 치아형태로 깍은 지르코니아에 금속 산화물이 들어간 착색제 용액을 흡수시켜서 치아색을 만드는 과정을 나타내는 사진이다.
도 3은 기본색을 나타내는 지르코니아 인공치아의 사진이다.
도 4는 종래 담그는 방법으로 지르코니아 블록을 착색하였을 때 가운데 부분이 착색되지 않는 현상을 보여주는 사진이다.
도 5 내지 10은 본 발명의 지르코니아 블럭의 착색과정을 나타낸 것이다.

본 발명의 인공치아용 지르코니아 블록의 착색방법은, 가공되지 않은 지르코니아 블록을 준비하는 단계; 상기 지르코니아 블록 높이의 7/10~9/10를 착색제 용액에 담가 지르코니아 블록을 착색하는 단계; 및 상기 착색된 지르코니아 블록을 물로 세척하는 단계를 포함한다.

이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

먼저, 착색제로는 금속분말을 증류수에 용해시킨 용액형태의 착색제를 사용한다.

하기 방법으로 제조한 착색제를 사용하는 것이 보다 바람직하다.

금속분말을 증류수에 용해시켜 용액형태의 착색제를 제조한다.

금속분말은 바나듐(V), 철(Fe), 크롬(Cr), 코발트(Co), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 망간(Mn) 및 아연(Zn)을 사용한다.

금속분말의 종류및 혼합비율을 조절하여 다양한 색상을 얻을 수 있으며 색의 진한 정도를 조절할 수 있다.

착색제의 종류로는 오펠(Opel) 착색제, 바이올렛 착색제, 스모크 착색제, 엘로우 착색제 등이 있다.

오펠 착색제는 파란색을 나타낸다. 오펠 착색제는 금속분말로 바나듐 5~15중량부, 철 5~15중량부, 크롬 1~5중량부, 코발트 1~5중량부, 마그네슘 5~15중량부, 알루미늄 15~25중량부, 망간 5~15중량부 및 아연 35~45중량부를 포함할 수 있다.

바이올렛 착색제는 보라색을 나타낸다. 바이올렛 착색제는 금속분말로 바나듐 5~15중량부, 철 5~15 중량부, 크롬 1~5중량부, 코발트 1~5중량부, 마그네슘 5~15 중량부, 알루미늄 15~25중량부, 망간 35~45중량부 및 아연 5~15중량부를 포함할 수 있다.

스모크 착색제는 회색을 나타낸다. 스모크 착색제는 금속분말로 바나듐 5~15 중량부, 철 35~45중량부, 크롬 1~5중량부, 코발트 1~5중량부, 마그네슘 5~15중량부, 알루미늄 15~25중량부, 망간 5~15중량부 및 아연 5~15중량부를 포함할 수 있다.

엘로우 착색제는 노란색을 나타낸다. 엘로우 착색제는 금속분말로 바나듐 5~15중량부, 철 5~15중량부, 크롬 30~40중량부, 코발트 1~5중량부, 마그네슘 5~15중량부, 알루미늄 20~30중량부, 망간 5~15중량부 및 아연 5~15중량부를 포함할 수 있다.

금속분말을 혼합한 후 증류수에 용해시켜 용액형태의 착색제를 제조한다. 이때, 증류수에 용해시키는 금속분말의 양을 조절하여 착색제의 포화도를 조절할 수 있으며, 각 착색제는 포화도가 다른 2가지로 구성될 수 있다.

착색제의 포화도는 10~20% 및 35~45%로 제조할 수 있으며, 15% 및 30%인 것이 가장 바람직하다. 착색제의 포화도를 다르게 함으로써 지르코니아 블록에 착색제를 침투시켰을 때 나타나는 현상이 달라질수 있다.

착색제를 침투시켰을 때 착색제의 포화도에 따라 레이어드, 룸 및 페인트의 3가지 흡수현상이 일어날 수 있다.

레이어드는 포화도가 10~20%일 때 나타나는 현상으로, 전에 침투시킨 색과 후에 침투시킨 색이 겹쳐지는 부분이 생기는 현상이다.

룸과 페인트는 포화도가 35~45%일 때 나타나는 현상으로, 레이어드와는 다르게 전에 침투시킨 색과 후에 침투시킨 색이 서로 섞이지 않고 따로 존재한다. 룸은 색을 나타내는 금속분말과 색은 나타내지 않고 포화도만을 늘리기 위한 금속분말을 포함한 착색제를 사용하여 투명한 색을 얻는 현상이고, 페인트는 색을 나타내는 금속분말만을 포함하는 착색제를 사용하여 진한 색을 얻는 현상이다.

이와 같이, 착색제는 색의 종류, 색의 진한 정도 및 포화도를 조절하여 착색시 나타나는 색과 흡수현상을 조절할 수 있다.

상기 착색제를 지르코니아 블록에 침투시킨다. 지르코니아 블록은 가공되지 않은 상태의 지르코니아 블록을 사용한다.

준비된 지르코니아 블록 높이의 7/10~9/10 부분까지 착색제 용액에 담근다. 착색시간은 지르코니아 블록의 두께에 따라 10mm부터 최대 30mm까지 1분에서 10분까지 균등하게 나누어 진행한다. 이때 시간이 짧으면 색이 균일하지 않고 층이 진 형태로 착색되지만 시간이 긴 것은 문제가 되지 않으므로 충분한 시간을 착색하는 것이 바람직하다.

착색제를 지르코니아 블록에 침투시키고 포화도가 다른 착색제를 다시 침투시켜 기존의 색을 밀어내어 안에서 우러나오는 듯한 자연치아와 같은 색을 재현할 수 있다. 이때 착색제의 포화도를 조절하여 전의 색을 밀어내는 양을 다르게 하여 색을 조절할 수 있으며, 포화도에 따라 침투되는 위치도 조절할 수 있다. 착색제의 색과 상관없이 포화도가 동일하면 비슷한 위치까지 착색제가 침투된다.

지르코니아 블록을 착색제에 담그기 전 잠기지 않는 면에 물 또는 액체를 한번 붓으로 발라주게 되면 착색시간이 단축되고 색을 균일하게 표현할 수 있다.

충분한 시간 동안 착색제에 담가 착색한 후 지르코니아 블록을 꺼내어 물로 세척하면 원하는 색이 착색된 지르코니아 블록이 얻어진다.

착색제가 침투된 지르코니아 블록은 100~150℃의 건조기에서 건조시킨다.

착색제의 색을 선택하고, 착색제를 침투시키고, 건조시키는 순서와 횟수를 조절하여 착색되는 색을 조절할 수 있다. 명도와 채도를 조절할 수 있는 착색제를 이용하여 명도, 채도 및 색상을 조절함으로써 쉽게 색을 재현할 수 있고 색의 표현의 범위도 넓어지는 효과가 있다.

상기 착색된 지르코니아 블록은 필요한 형태로 가공하여 인공치아로 사용할 수 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로서 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

밀링되지 않은 지르코니아 블록을 준비하였다(도 5). 지르코니아 블록 높이의 8/10 정도를 착색제 용액에 담가 지르코니아 블록을 착색하였다(도 6 및 7). 착색된 지르코니아 블록은 물로 세척하였다(도 8). 물로 세척한 후 얻어진 착색된 지르코니아 블록을 도 9에 나타내었다.

상기 착색된 지르코니아 블록을 건조시킨 후 절단한 결과물을 도 10에 나타내었다.

Claims (1)

1. 가공되지 않은 지르코니아 블록을 준비하는 단계;
   포화도 10~20% 및 35~45%의, 포화도가 다른 2가지 착색제 용액을 제조하는 단계;
   상기 지르코니아 블록 높이의 7/10~9/10를 착색제 용액에 담가 지르코니아 블록을 착색하되, 먼저 상기 착색제 용액 중 하나에 담가 착색한 후 남은 다른 착색제 용액에 담가 지르코니아 블록을 착색하는 단계; 및
   상기 착색하는 단계에서 얻은 착색된 지르코니아 블록을 물로 세척하는 단계를 포함하는, 인공치아용 지르코니아 블록의 착색방법.
   

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