KR20030085287A

KR20030085287A - Dental non-noble metal alloy

Info

Publication number: KR20030085287A
Application number: KR1020020023646A
Authority: KR
Inventors: 강차원; 양상욱
Original assignee: 강차원
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2003-11-05

Abstract

PURPOSE: A dental non-precious metal alloy is provided, which is used as a material of partial denture or framework for substituting a damaged tooth part. CONSTITUTION: The dental non-precious metal alloy comprises 18.6 to 23.0 wt.% of Cr, 1.4 to 2.6 wt.% of Co, 5.1 to 6.8 wt.% of Mo, 1.1 to 1.8 wt.% of Si, 2.2 to 3.9 wt.% of Al, 3.0 to 3.8 wt.% of W and a balance of Ni and impurities, wherein the constituents are melted in a vacuum induction melting furnace.

Description

Dental non-noble metal alloys

본 발명은 손상된 치아 부분을 대체하는 부분틀니(partial denture)나, 의치 뼈대(framework)등의 재료가 되는 치과용 비귀금속 합금에 관한 것으로, 구체적으로는 금이나 백금과 같은 값비싼 귀금속 성분이나, 베릴륨과 같은 인체에 유해한 성분을 함유하지 않으며, 인체와 친화성이 좋아 알레르기 발생을 최소화시키고, 타액에 대한 내부식성과 내산성 그리고 내마모성이 우수하며, 자연치아와 유사한 정도의 강도를 가지기 때문에 의치와 접촉하는 타 치아의 손상을 방지할 뿐만 아니라, 본 발명에 의하여 제조된 합금은 치과 기공사가 부분틀니(partial denture)나, 의치 뼈대(framework)를 쉽게 성형할 수 있도록 액체상태에서 유동성이 좋고 또한 완성된 보철의 미세 조정이 가능하도록 적절한 연신율을 가지는 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dental non-noble metal alloy that is a material such as a partial denture or a denture framework, which replaces a damaged tooth portion. Specifically, an expensive precious metal component such as gold or platinum, It does not contain harmful ingredients such as beryllium and has good affinity with the human body to minimize the occurrence of allergies, corrosion resistance against saliva, acid resistance and abrasion resistance, and has a strength similar to that of natural teeth. In addition to preventing the damage of other teeth, the alloy produced according to the present invention has good fluidity and completeness in a liquid state so that dental technicians can easily mold partial dentures or denture frameworks. It is characterized by having an appropriate elongation to enable fine adjustment of the prosthesis.

종래에도 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 위 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 떨어져 알레르기 반응을 일으키는 문제점과 내부식성, 내마모성이 떨어져 장기간 사용시 내구성이 좋지 않은 문제가 있었으며, 이 외에도 대한민국 특허공보 등록번호 제1983-0002744호가 알려져 있으나, 이는 연신율이 2.5%에 불과해 치과 기공사가 원하는 형상으로 소성 변형시키기 어려운 문제점이 있다.Previously, as shown in Korean Patent Publication No. 10-0291901, a precious metal alloy mainly composed of gold or platinum is known as a prosthetic alloy, but such alloys are expensive and contain beryllium, which is toxic to humans. There was a problem such as avoiding the use of the color (gold) of the scissors alloy is noticeable, in addition to the Republic of Korea Patent Publication No. 1982-0000105 or Korea Patent Publication No. 1993-0003601 Although dental non-noble metal alloys are known, they have a problem of causing an allergic reaction due to poor affinity with the human body, poor corrosion resistance and abrasion resistance, and poor durability when used for a long time. In addition, Korean Patent Publication No. 1983- 0002744 is known, but it has an elongation of only 2.5% to give the dental technician the desired shape. There are difficult problems to plastic deformation.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 니켈을 기지금속으로 하여 청구범위에 기재된 여러 성분들 및 그 외의 성분들을 배합비율을 달리하여 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 연신율을 가지는 합금을 개발할 수 있었으며, 특히 텅스텐을 3.0 ~ 3.8중량% 포함시킴으로 강도를 향상시키는 한편, 기공사가 원하는 형상으로 쉽게 성형하기에 충분한 8.4% 이상의 연신율을 가지게 되며, 또 코발트를 1.4 ~ 2.6중량% 혼입함으로써 부분틀니나 의치 뼈대가 구비하여야 하는 충분한 내부식성과 내마모성을 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above by melting the various components and other components described in the claims with a nickel as a base metal by varying the mixing ratio, and through many trials and errors to test this It was able to develop alloys with good affinity, corrosion resistance to saliva and acid resistance, abrasion resistance and strength similar to natural teeth, fluidity and elongation that dental technicians can easily form crowns or continuous dentures. In particular, it contains 3.0 to 3.8% by weight of tungsten to improve strength, while it has an elongation of 8.4% or more, which is sufficient for technicians to easily shape into the desired shape, and also incorporates 1.4 to 2.6% by weight of cobalt, thereby providing partial denture or denture skeleton. It is characterized by having sufficient corrosion resistance and abrasion resistance to be provided.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 치과용 비귀금속 합금은, Cr 18.6 ~ 23.0중량%, Co 1.4 ~ 2.6중량%, Mo 5.1 ~ 6.8중량%, Si 1.1 ~ 1.8중량%, Al 2.2 ~ 3.9중량%, W 3.0 ~ 3.8중량%, 나머지는 Ni 및 불순물로 구성되며, 위 합금에서 Ni은 합금의 조직을 미세화하고 강도를 증가시키며, 특히 본 발명에서는 그 함량이 63.0중량% 내외에서 자연치아와 비슷한 열팽창계수를 나타내므로 사용자가 이질감을 느끼지 않고 사용할 수 있는 작용효과를 나타내며, Cr은 내부식성 및 내산화성을 증가시키는 한편 Si와 결합하여 강도를 증가시키고 또한 전성과 인성을 증가시킨다. 그러나 본 발명의 합금에서는 23.0중량% 이상 함유될 경우 오히려 주조성이 나빠지는 경향을 나타내므로 그 이하로 제한하여야 한다.Dental non-noble metal alloy according to the present invention for achieving the above object, Cr 18.6 ~ 23.0% by weight, Co 1.4 ~ 2.6% by weight, Mo 5.1 ~ 6.8% by weight, Si 1.1 ~ 1.8% by weight, Al 2.2 ~ 3.9 Wt%, W 3.0 ~ 3.8% by weight, the remainder is composed of Ni and impurities, Ni in the above alloys to refine the alloy structure and increase the strength, in particular in the present invention the content of about 63.0% by weight natural teeth and It has a similar coefficient of thermal expansion, and thus has a functional effect that a user can use without feeling heterogeneity, while Cr increases corrosion resistance and oxidation resistance, and combines with Si to increase strength and also increases malleability and toughness. However, in the alloy of the present invention, if contained more than 23.0% by weight rather castability tends to be worse, it should be limited thereto.

Co는 1.4 ~ 2.6중량%를 첨가함으로써 내부식성, 내마모성, 내산화성을 향상시키는 효과를 나타내며, Mo은 합금의 열수축율을 낮추어 치과 기공사가 부분틀니(partial denture)나, 의치 뼈대(framework)를 제작한 후 수축에 의한 치수 부정확을 방지하는 기능을 하며 본 발명을 개발하기 위한 많은 시험결과 5.1 ~ 6.8중량%를 함유할 때 적절한 성질을 나타내는 것으로 밝혀졌다.Co has the effect of improving the corrosion resistance, abrasion resistance, and oxidation resistance by adding 1.4 to 2.6% by weight, and Mo lowers the heat shrinkage of the alloy so that dental technicians can make partial dentures or denture frameworks. After that, it functions to prevent dimensional inaccuracy by shrinkage, and many tests to develop the present invention have been found to exhibit proper properties when containing 5.1 to 6.8% by weight.

Si는 용탕의 유동성을 증가시켜 주조성을 좋게 할뿐만 아니라 탈산제의 역할을 하나, 너무 많이 첨가될 경우 비금속 개재물을 형성하고 합금이 단단해져 취성을 가지게되므로 1.1 ~ 1.8중량%가 적절하고, Al은 합금의 강도 향상에 도움이 되기는 하나 너무 많으면 경도가 너무 강하게되어 의치가 씌워지지 않은 반대편 치아를 손상시키게 되므로 3.9중량%를 초과하지 않도록 조절할 필요가 있다.Si not only improves castability by increasing the fluidity of the molten metal, but also serves as a deoxidizer, but when it is added too much, it forms a non-metallic inclusion and the alloy becomes hard and brittle, so 1.1 to 1.8% by weight is appropriate. Too much strength, but too much hardness, will cause too much damage to the teeth that are not covered by dentures, so it should be adjusted to not exceed 3.9% by weight.

W은 합금의 강도를 증가시키고 적절한 연신율을 가지게 하므로 가공성이 증가되며 본 발명에서는 3.4중량%를 함유시켰을 때 최적의 성질을 나타내며, 청구범위에 기재된 함량 범위도 적절하다.W increases the strength of the alloy and has an appropriate elongation, thereby increasing workability and exhibiting optimum properties in the present invention when 3.4 wt% is contained, and the content range described in the claims is also appropriate.

이하, 본 발명에 따른 치과용 비귀금속 합금의 제조과정을 설명한다.Hereinafter, the manufacturing process of the dental non-noble metal alloy according to the present invention.

먼저, 진공도가 10^-2Torr인 진공유도용해로에, 융점이 높고 기지금속인 Ni, Cr, W등을 먼저 투입하여 진공분위기 상태에서 용융한 다음, 융점이 낮거나 슬러지가 생기기 쉬운 Al등을 투입하여 진공분위기에서 계속 용해하며, 이때 주조과정에서 피할 수 없는 불순물인 S은 통상의 주조기술에 의하여 0.01중량% 이하로 제한되도록 하고, 진공도가 낮아지면 합금 내부에 산화물이 생성되므로, 본 발명이 가지는 특징적인 성질을 유지하기 위하여는 과다한 불순물의 혼입을 막는 한편, 진공유도용해로의 진공도 유지에 유의하여야 한다.First, in a vacuum induction furnace with a vacuum degree of 10 ^-2 Torr, high melting point and base metals such as Ni, Cr, and W are first melted in a vacuum atmosphere, and then Al, which is low in melting point or susceptible to sludge, is added. In order to continue dissolving in a vacuum atmosphere, S, which is an inevitable impurity in the casting process, is limited to 0.01% by weight or less by a conventional casting technique, and when the vacuum degree is lowered, oxides are formed in the alloy, so that the present invention has In order to maintain the characteristic properties, care must be taken to prevent the incorporation of excessive impurities while maintaining the degree of vacuum to vacuum induction melting.

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 비하여 치과용 합금이 갖추어야 할 성질을 고르게 갖춘 특징을 가진다. 이와 같이 제조된 본 발명 합금의 용탕은 진공상태에서 정밀주조형 주형에 주입되거나 중력주조에 의하여 잉곳(ingots)으로 생산되며, 치과 기공사는 이를 가스 토오치로 용해하여 미리 제작된 주형에 넣어 부분틀니(partial denture)나, 의치 뼈대(framework) 등을 제작하게 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.Physical properties of the dental non-noble metal alloy according to the present invention is shown in Table 1 below, which is not only a value that satisfies all the criteria set by the Food and Drug Administration, such as hardness, strength, elongation, corrosion resistance, melting temperature, other Compared to other dental non-noble metal alloys, the dental alloy has the characteristics of evenly possessing properties. The molten alloy of the present invention prepared as described above is injected into a precision casting mold in a vacuum state or produced as ingots by gravity casting, and a dental technician dissolves it with a gas torch and puts it in a prefabricated mold. (partial denture), denture skeleton (framework). However, the alloy of the present invention has a slightly higher melting temperature, but at this melting temperature, there is no difficulty for the dental technician to melt the alloy ingot of the present invention with a gas torch to form a desired shape.

물리적성질Physical properties 밀도density 경도(비커스)Hardness (Vickers) 항복 강도Yield strength 연신율Elongation 탄성계수Modulus of elasticity 용해온도Melting temperature 부식 저항성Corrosion resistance 본 발명합금Invention alloy 8.15g/㎤8.15g / cm3 359.9359.9 581.1MPa581.1 MPa 8.4%8.4% 17525MPa17525MPa 1370℃1370 ℃ ISO 6871-2에 따른 시험 :중량 감소 0.1㎎/㎠Test according to ISO 6871-2: weight loss 0.1 mg / cm 2

본 발명에 의한 치과용 비귀금속 합금은, 베릴륨을 포함하지 않으므로 인체에 독성이 전혀 없고, 인체와 친화성이 좋아 알레르기가 발생하는 등의 부작용이 적으며, 타액에 대한 내부식성 및 내산성이 강하고, 자연치아와 유사한 정도의 강도를 가지기 때문에 의치를 하지 않은 다른 치아에 손상을 주지 않음은 물론, 내마모성이 좋아 장기간 사용할 수 있으며, 특히 연신율이 8.4%에 달하여 치과 기공사가 부분틀니(partial denture)나, 의치 뼈대(framework)로 소성변형 시키기가 용이한 특성을 가지며, 또한 가격이 저렴하여 귀금속으로 되는 합금이나 여타 비귀금속 합금에 비하여 경제성을 가질 수 있는 효과도 가진다.Dental non-noble metal alloys according to the present invention does not contain beryllium, so it is not toxic to the human body at all, has good affinity with the human body, has less side effects such as allergies, corrosion and acid resistance to saliva, and Because it has a strength similar to that of natural teeth, it does not damage other non-dentured teeth and has good abrasion resistance, so it can be used for a long time. Especially, the elongation rate is 8.4%, which means that dental technicians have partial denture, It is easy to plastically deform with denture framework and also has the effect of being economical compared to alloys of precious metals or other non-precious metal alloys due to its low price.

Claims

Cr 18.6 ~ 23.0 wt%, Co 1.4 ~ 2.6 wt%, Mo 5.1 ~ 6.8 wt%, Si 1.1 ~ 1.8 wt%, Al 2.2 ~ 3.9 wt%, W 3.0 ~ 3.8 wt%, the rest consists of Ni and impurities And a dental non-noble metal alloy obtained by dissolving the above components in a vacuum induction furnace.