KR20030085286A

KR20030085286A - 치과용 비귀금속 합금

Info

Publication number: KR20030085286A
Application number: KR1020020023645A
Authority: KR
Inventors: 강차원; 양상욱
Original assignee: 강차원
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2003-11-05

Abstract

본 발명은 치아를 씌우는 치관(crown)이나, 양쪽의 치아를 이용하여 그 중간에 인공치아를 형성하는 계속가공의치(bridge)의 재료가 되는 치과용 비귀금속 합금에 관한 것으로, 금이나 백금과 같은 귀금속 성분이나, 베릴륨과 같은 인체에 유해한 성분을 함유하지 않으면서, 인체와 친화성이 좋아 알레르기 발생을 최소화시키고, 타액에 대한 내부식성과 내산성 그리고 내마모성이 우수하고, 자연치아와 유사한 강도를 가지기 때문에 구강 내에서 합금과 맞물리는 타 치아의 손상을 방지할 뿐만 아니라, 치과 기공사가 치관이나 계속가공의치를 쉽게 성형할 수 있도록 액체상태에서 유동성이 좋고 또한 반제품 상태에서 의치의 미세 조정이 가능하도록 적절한 연신율을 가지는 것을 특징으로 한다.

화학적 조성은 Cr 17.2 ~ 22.8중량%, Co 3.2 ~ 4.8중량%, Mo 3.1 ~ 4.7중량%, Si 1.1 ~ 1.8중량%, Al 2.4 ~ 3.7중량%, Fe 1.2 ~ 1.9중량%, Cu 2.2 ~ 3.8중량%, W 1.2 ~ 2.0중량%, 나머지는 Ni 및 불순물로 구성되는 치과용 비귀금속 합금이다.

Description

치과용 비귀금속 합금{Dental non-noble metal alloy}

본 발명은 치아에 씌워지는 치관(crown)이나, 양쪽의 치아를 이용하여 그 중간부에 인공치아를 형성하는 계속가공의치(bridge) 등의 재료가 되는 치과용 비귀금속 합금에 관한 것으로, 구체적으로는 금이나 백금과 같은 값비싼 귀금속 성분이나, 베릴륨과 같은 인체에 유해한 성분을 함유하지 않으면서도, 인체와 친화성이 좋아 알레르기 발생이 최소화되며, 타액에 대한 내부식성과 내산성 그리고 내마모성이 우수하고, 자연치아와 유사한 정도의 강도를 가지기 때문에 의치와 접촉하는 타 치아의 손상을 방지할 뿐만 아니라, 본 발명에 의하여 제조된 합금은 치과 기공사가 치관이나 계속가공의치를 쉽게 성형할 수 있도록 액체상태에서 유동성이 좋고 또한 완성된 의치의 미세 조정이 가능하도록 적절한 연신율을 가지는 것을 특징으로 한다.

종래에는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0291901호와 같이 금이나 백금을 주성분으로 하는 귀금속 합금이 보철용 합금으로 알려져 있었으나, 이러한 합금은 가격이 고가이고, 인체에 유독한 베릴륨을 함유하며, 사용자가 합금의 색(금색)이 눈에 띠는 것을 꺼려하여 사용을 기피하는 등의 문제점이 있었고, 그 외에도 대한민국 특허공보 등록번호 제1982-0000105호나 대한민국 특허공보 등록번호 제1993-0003601호와 같은 치과용 비귀금속 합금이 알려져 있기는 하나, 이들은 인체와의 친화력이 좋지 않아 알레르기 반응을 쉽게 일으키는 문제점과 내부식성, 내마모성이 떨어져 장기간 사용시 내구성이 떨어지는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 니켈을 기지금속으로 하여 청구범위에 기재된 바와 같은 여러 조성 성분들과 그 외의 성분들을 배합하여 용융하고, 이를 시험하는 많은 시행착오를 거쳐 인체와 친화성이 좋고 타액에 대한 내부식성과 내산성이 우수하며, 내마모성과 자연치아와 유사한 강도를 가지고, 치과 기공사가 치관이나 계속가공의치를 쉽게 성형할 수 있는 유동성과 전성을 가지는 합금을 개발할 수 있었으며, 특히 텅스텐을 1.2 ~ 2.0중량% 첨가함으로써 자연치아와 유사한 강도와 기공사가 작업하기에 편리한 연신율을 가질 수 있으며, 또한 코발트를 3.2 ~ 4.8중량% 혼입하여 내부식성과 내마모성을 향상시킨 것을 특징으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 치과용 비귀금속 합금은, Cr 17.2 ~ 22.8중량%, Co 3.2 ~ 4.8중량%, Mo 3.1 ~ 4.7중량%, Si 1.1 ~ 1.8중량%, Al2.4 ~ 3.7중량%, Fe 1.2 ~ 1.9중량%, Cu 2.2 ~ 3.8중량%, W 1.2 ~ 2.0중량%, 나머지는 Ni 및 불순물로 구성됨을 특징으로 한다.

위 합금에서 Ni은 합금의 조직을 미세화하고 강도를 증가시키며 특히 그 함량이 60중량% 내외일 때 자연치아와 비슷한 열팽창계수를 나타내므로 사용자가 이질감을 느끼지 않고 사용할 수 있는 작용효과를 나타내며, Cr은 내부식성 및 내산화성을 강화시키는 한편 Si와 결합하여 강도를 증가시키고 또한 전성과 인성을 증가시키며, 본 발명에서는 20.0중량% 내외에서 용융 합금의 유동성을 증가시키나 23.0중량% 이상 함유될 경우 오히려 주조성이 나빠지는 경향을 나타내므로 제한할 필요가 있다.

Co는 용융 온도가 높은 점에서 문제가 있기는 하나 실험결과 3.2 ~ 4.8중량%를 첨가할 경우 내부식성, 내마모성, 내산화성을 향상시키는 뛰어난 효과를 나타내는 것으로 나타났다.

그리고 Mo은 합금의 열수축율을 낮추어 기공사가 치관(crown)이나 계속가공의치(bridge)를 제작한 후 수축에 의한 치수 부정확을 방지하는 기능을 하며 본 발명을 개발하기 위한 많은 시험결과 3.1 ~ 4.7중량%를 함유할 때 적절한 성질을 나타내었다.

Si는 용탕의 유동성을 증가시켜 주조성을 좋게 할뿐만 아니라 탈산제의 역할을 하나, 너무 많이 첨가될 경우 비금속 개재물을 형성하고 합금이 단단해져 취성을 가지게되므로 1.5중량% 내외가 적절하다. Al은 합금의 강도를 향상시키는 기능을 하나 너무 많이 혼입되면 경도가 강하게되어 의치가 씌워지지 않은 반대편 치아를 손상시키게 되므로 3.9중량%를 초과하지 않도록 조절할 필요가 있다. Fe는 1.2 ~ 1.9중량%에서 합금의 가공상 및 연성을 증가시키고, Cu는 합금의 인성을 증가시키는 한편 가공성을 좋게 하고 합금의 색상을 미려하게 하는 역할을 하며 2.2 ~ 3.8중량%가 적절하다. W은 합금의 강도를 증가시키고 연신율을 좋게 하므로 가공성이 증가되며 본 발명에서는 1.2 ~ 2.0중량%를 함유시켰을 때 최적의 성질을 나타내었다.

이하, 본 발명에 따른 치과용 비귀금속 합금의 제조과정을 설명한다.

먼저, 진공도가 10^-2Torr인 진공유도용해로에, 융점이 높고 기지금속인 Ni, Cr, W등을 먼저 투입하여 진공분위기 상태에서 용융한 다음, 계속하여 융점이 낮거나 슬러지가 생기기 쉬운 Al등을 투입하여 진공분위기에서 계속 용해한다.

이때, 주조과정에서 피할 수 없는 불순물인 S은 통상의 주조기술에 의하여 0.01중량% 이하로 제한되도록 하고, 진공도가 낮아지면 합금 내부에 산화물이 생성되므로 진공유도용해로의 진공도 유지에 유의하여 본 발명이 가지는 특징적인 성질이 유지되도록 하여야 한다.

본 발명에 따른 치과용 비귀금속 합금의 물리적 성질은 아래의 표1과 같으며, 이는 경도, 강도, 연신율, 부식저항성, 용해온도 등 식품의약청안정청에서 정한 기준을 모두 만족시키는 수치일 뿐만 아니라, 여타 다른 치과용 비귀금속 합금에 비하여도 치과용 합금이 갖추어야 할 성질을 고르게 갖춘 특징을 가진다.

이와 같이 제조된 본 발명 합금의 용탕은 진공상태에서 정밀주조형 주형에주입되거나 중력주조에 의하여 잉곳(ingots)으로 생산되며, 치과 기공사는 이를 가스 토오치로 용해하고 미리 제작된 주형을 통해 치관(crown)이나 계속가공의치(bridge)를 만들게 된다.

다만, 본 발명의 합금은 용해온도가 약간 높기는 하나 이 정도 용해온도라면 치과 기공사가 가스 토오치로 본 발명의 합금 잉곳을 용해하여 원하는 형상으로 성형하는데 아무런 어려움이 없다.

물리적성질	밀도	경도(비커스)	항복 강도	연신율	탄성계수	용해온도	부식 저항성
본 발명합금	8.49g/㎤	370.6	500.9MPa	6.09%	16491MPa	1384℃	ISO 6871-2에 따른 시험 :중량 감소 0.23㎍/㎠

본 발명에 의한 치과용 비귀금속 합금은 베릴륨을 포함하지 않으므로 인체에 독성이 전혀 없고, 인체와 친화성이 좋아 알레르기가 발생하는 등의 부작용 발생이 최소화되며, 타액에 대한 내부식성 및 내산성이 강하고, 자연치아와 유사한 정도의 강도를 가지기 때문에 의치를 하지 않은 다른 치아에 손상을 주지 아니하며, 치과 기공사가 치관이나 계속가공의치로 성형하기에 용이한 유동성 및 연신율을 가지게 되고, 특히 내마모성이 강해 장기간 사용할 수 있는 우수한 특징을 가진다. 또한 가격이 저렴하여 귀금속으로 되는 합금이나 여타 비귀금속 합금에 비하여 경제성을가질 수 있는 효과도 있다.

Claims

Cr 17.2 ~ 22.8중량%, Co 3.2 ~ 4.8중량%, Mo 3.1 ~ 4.7중량%, Si 1.1 ~ 1.8중량%, Al 2.4 ~ 3.7중량%, Fe 1.2 ~ 1.9중량%, Cu 2.2 ~ 3.8중량%, W 1.2 ~ 2.0중량%, 나머지는 Ni 및 불순물로 구성되며, 상기 구성성분을 진공유도용해로에서 용해하여서 되는 치과용 비귀금속 합금.