KR20140056168A - 착색 투광성 지르코니아 소결체 및 그의 용도 - Google Patents

착색 투광성 지르코니아 소결체 및 그의 용도 Download PDF

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Abstract

지금까지는, 자연의 치아와 동등한 심미성, 특히 자연의 치아와 동등한 색조 및 투광성을 지니고, 게다가, 높은 강도를 지니는 지르코니아 소결체는 얻어지지 않는다. 본 발명에서는, 강도가 높을 뿐만 아니라, 심미성도 우수한 지르코니아 소결체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 철화합물 및 2 내지 4㏖%의 이트리아를 포함하고, L＊a＊b＊ 표색계에 있어서의 명도 L＊가 51 이상 80 이하이며, 상대밀도가 99.80% 이상인 것을 특징으로 하는 착색 투광성 지르코니아 소결체를 제공한다. 착색 지르코니아 소결체는 시료 두께 1㎜, D65 광원에 있어서의 전체 광선 투과율이 20% 이상인 것이 바람직하다. 본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 특히 치과용도로 사용되는 지르코니아 소결체, 나아가서는 의치재료 등의 밀 블랭크, 치열 교정 브래킷에 적합하다.

Description

착색 투광성 지르코니아 소결체 및 그의 용도{COLORED AND LIGHT-TRANSMITTING SINTERED ZIRCONIA COMPACT AND USE OF SAME}
본 발명은 높은 강도를 지닐 뿐만 아니라, 치아에 매우 가까운 심미성을 지니는 지르코니아 소결체에 관한 것이다.
지르코니아 소결체는 강도가 높기 때문에, 치과재료에 이용되고 있다. 지르코니아 소결체를 치과재료로서 사용할 경우, 높은 강도뿐만 아니라, 자연의 치아와 마찬가지의 심미성을 갖는 것이 필요로 된다.
지금까지, 지르코니아 소결체를 자연스러운 치아와 마찬가지의 심미성으로 하기 위하여, 지르코니아 소결체의 표면에 다른 재료를 적층하고, 이것에 의해 색조를 조정한 치과재료가 보고되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 그러나, 해당 치과재료에서는, 지르코니아와 강도가 다른 유리 재료로 이루어진 복합 재료이기 때문에, 치과재료로서는 강도가 충분하지 않았다.
그 때문에, 다른 재료를 적층하지 않고, 강도를 유지한 채 심미성을 향상시킨 치과재료용의 지르코니아 소결체가 검토되고 있다.
예를 들면, 투광성을 부여함으로써, 자연의 치아와 마찬가지의 투광성을 지니는 지르코니아 소결체가 보고되어 있다. 특허문헌 2 및 3에서는, 그대로 치과재료로 사용하기 위하여, 높은 강도 및 높은 투광성을 지니는 지르코니아 소결체가 개시되어 있다. 그러나, 이들 지르코니아 소결체는 자연스러운 치아와 마찬가지의 투광성을 지니지만, 자연스러운 치아와는 다른 지르코니아 본래의 밝은 백색의 색조를 보이는 것이었다.
또한, 착색제로서 산화물을 함유시킨 치과재료용의 착색 지르코니아 소결체가 보고되어 있다(예를 들어, 특허문헌 4 참조). 그러나, 해당 착색 지르코니아 소결체는, 함유되는 착색 성분에 의해서 가시파장이 흡수되어 버린다. 이것에 부가해서, 착색 성분이 소결의 진행을 저해하므로 소결체의 투광성이 낮았다. 이것에 의해, 해당 착색 지르코니아 소결체는 자연의 치아와 투광성 및 색조가 다를 뿐만 아니라, 강도도 낮은 것이었다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) JP2009-207743 A
(특허문헌 2) JP2008-50247 A
(특허문헌 3) WO2009125793 A
(특허문헌 4) 일본국 특허 공표 제2010-501465호
지금까지는, 자연의 치아와 동등한 심미성, 특히 자연의 치아와 동등한 색조 및 투광성을 지니고, 게다가, 높은 강도를 지니는 지르코니아 소결체는 얻어지지 않았다.
본 발명에서는, 상기 과제를 해소하여, 강도가 높을 뿐만 아니라, 심미성도 우수한 지르코니아 소결체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 감안하여, 본 발명자들은 지르코니아 소결체의 강도와 심미성의 관계에 대해서 예의 검토하였다. 그 결과, 조성, 물성 및 착색제의 종류가 제어된 지르코니아 소결체가, 치과재료에 적합한 심미성 및 강도를 지니는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
본 발명은 이하의 구성을 요지로 하는 것이다.
(1) 철화합물 및 2 내지 4㏖%의 이트리아를 포함하고, L＊a＊b＊ 표색계에 있어서의 명도 L＊가 51 이상 80 이하이며, 상대밀도가 99.80% 이상인 것을 특징으로 하는 착색 투광성 지르코니아 소결체.
(2) L＊a＊b＊ 표색계에 있어서의 명도 L＊가 51 이상 70 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 착색 투광성 지르코니아 소결체.
(3) L＊a＊b＊ 표색계에 있어서의 명도 L＊가 70 초과 80 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 착색 투광성 지르코니아 소결체.
(4) 시료 두께 1㎜, D65 광원에 있어서의 전체 광선 투과율이 20% 이상인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 착색 투광성 지르코니아 소결체.
(5) 철화합물의 함유량이 Fe2O3 환산으로 2000ppm 미만인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 착색 투광성 지르코니아 소결체.
(6) 철화합물의 함유량이 Fe2O3 환산으로 500ppm 이상인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 착색 투광성 지르코니아 소결체.
(7) 철화합물의 함유량이 Fe2O3 환산으로 500ppm 미만인 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 착색 투광성 지르코니아 소결체.
(8) 착색 투광성 지르코니아 소결체가 알루미나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 착색 투광성 지르코니아 소결체.
(9) 알루미나의 함유량이 0.25중량% 미만인 것을 특징으로 하는 상기 (8)에 기재된 착색 투광성 지르코니아 소결체.
(10) 140℃ 열수 중에 24시간 침지시킨 후의 단사결정상의 전이 깊이가 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (9)에 기재된 착색 투광성 지르코니아 소결체.
(11) 140℃ 열수 중에 72시간 침지시킨 후의 단사결정상의 전이 깊이가 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 상기 (10)에 기재된 착색 투광성 지르코니아 소결체.
(12) 상기 (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 기재된 착색 투광성 지르코니아 소결체를 이용해서 이루어진 치과재료.
(13) 치열 교정 브래킷(bracket)인 상기 (12)에 기재된 치과재료.
(14) 의치, 의치 밀 블랭크(mill blank) 또는 이들 둘 모두인 상기 (12)에 기재된 치과재료.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 자연의 치아와 동등한 색조 및 투광성을 지니고, 게다가, 높은 강도를 지닌다. 그 때문에, 본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 치과재료에 적합한 소결체이며, 특히, 의치재료 등의 밀 블랭크, 치열 교정 브래킷에 적합한 소결체로 하는 것이 가능하다.
도 1은 실시예 1 내지 15 및 비교예 1 내지 3에 있어서의 명도 L＊와 전체 광선 투과율(D65 광원에 있어서의 전체 광선 투과율)의 관계를 나타낸 도면;
도 2는 실시예 1 내지 15 및 비교예 1 내지 3에 있어서의 명도 L＊와 근적외 투과율(파장 850㎚의 광에 대한 전체 광선 투과율)의 관계를 나타낸 도면;
도 3은 실시예 4 및 6의 전체 광선 투과율의 측정 파장 의존성을 나타낸 도면;
도 4는 실시예 3, 7 및 9의 전체 광선 투과율의 측정 파장 의존성을 나타낸 도면;
도 5는 실시예 2 및 참고예의 전체 광선 투과율의 측정 파장 의존성 비교를 나타낸 도면;
도 6은 실시예 16 내지 25 및 비교예 4 내지 7에 있어서의 명도 L＊와 전체 광선 투과율(D65 광원에 있어서의 전체 광선 투과율)을 나타낸 도면;
도 7은 실시예 16 내지 25 및 비교예 4 내지 7에 있어서의 명도 L＊와 근적외 투과율(파장 850㎚의 광에 대한 전체 광선 투과율)을 나타낸 도면;
도 8은 실시예 17 및 19에 있어서의 전체 광선 투과율의 측정 파장 의존성을 나타낸 도면.
이하, 본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체에 대해서 설명한다.
본 발명은 착색 투광성 지르코니아 소결체이다. 그 때문에, 본 발명의 소결체는, 무색 이외의 색조를 지니고, 또한, 투광성을 지니는 지르코니아 다결정체이다. 따라서, 본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 불투명의 지르코니아 소결체(이하, 불투명 지르코니아 소결체), 또는 지르코니아 단결정과는 다르다. 또, 여기에서 말하는 불투명 지르코니아 소결체란, 예를 들어, D65 광원에 있어서 시료 두께 1㎜의 전체 광선 투과율이 10% 이하인 지르코니아 소결체이다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는 철화합물을 함유한다. 철화합물은 발색시키기 위한 착색제로서 기능한다. 철화합물의 함유량은, Fe2O3 환산으로 2000ppm(0.2중량%）미만인 것이 바람직하다. 철화합물의 함유량이 2000ppm 미만이면, 소결체의 색조가 엷은 황색의 착색으로 되어, 보다 자연의 치아와 가까운 색조로 되기 쉽다. 게다가, 가시파장영역에서의 광의 흡수가 억제되어 투광성이 저하되기 어렵다. 본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체에서는, 철화합물을 함유함으로써 자연의 치아와 가까운 색조로 된다. 그 때문에, 본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 철화합물을 함유하고 있으면(즉, 철화합물의 함유량이 Fe2O3 환산으로 0ppm을 초과하고 있으면), 그 하한값은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 철화합물의 함유량이 Fe2O3 환산으로 50ppm(0.005중량%）이상이면, 본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체가 비교적 색조가 비교적 엷은 치아에 가까운 자연스러운 색조로 된다.
또, 철화합물의 함유량은 착색 투광성 지르코니아 소결체의 ZrO2 및 Y2O3의 합계 중량(착색 투광성 지르코니아 소결체가 알루미나를 포함할 경우에는, 착색 투광성 지르코니아 소결체의 ZrO2, Y2O3 및 Al2O3의 합계 중량)에 대한 Fe2O3 환산으로 한 철화합물의 비율이다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 색조의 미세한 조정을 하기 위하여, 철화합물에 부가해서, 지르코니아에 고용(固溶)되는 화합물을 함유해도 된다. 지르코니아에 고용되는 화합물로서는, 예를 들어, 주기표 3a족(3족), 5a족(5족), 6a족(6족), 7a족(7족), 8족(8 내지 10족) 및 3b족(13족) 중 어느 1종 이상의 산화물을 들 수 있다(괄호 안은, 국제순정응용화학연합(IUPAC)에 의한 표시 방법이다).
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는 2 내지 4㏖%의 이트리아를 포함한다. 이트리아 함유량이 2㏖% 미만이면, 결정상이 단사결정(monoclinic)을 포함하게 되므로, 소결체의 강도가 저하될 뿐만 아니라, 수열(水熱) 열화되기 쉬워, 장기간 사용했을 때 부서지기 쉬워진다. 한편, 이트리아 함유량이 4㏖%를 초과하면 소결체의 강도가 낮아진다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는 알루미나를 포함하는 것이 바람직하다. 착색 투광성 지르코니아 소결체가 알루미나를 포함함으로써(즉, 알루미나의 함유량이 0중량%를 초과함으로써), 수열 열화되기 어려워진다. 이것에 의해, 소위 "색 손실" 현상이 일어나기 어려워져서, 장기간 사용해도 변색이나 탈색이 일어나기 어려워진다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체가 알루미나를 함유할 경우, 알루미나의 함유량은 0.25중량% 미만인 것이 바람직하며, 0.15중량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 알루미나의 함유량이 0.25중량% 미만이면, 높은 투광성을 지니는 착색 투광성 지르코니아 소결체로 하는 것이 가능하다. 한편, 알루미나 함유량은 0.005중량% 이상인 것이 바람직하고, 0.01중량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.025중량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 알루미나 함유량이 0.005중량% 이상인 것으로 함으로써, 예를 들어, 열수에서 처리했을 경우 등의 가속 시험 등에 있어서, 변색 또는 탈색이 보다 일어나기 어려워지므로, 치과재료로서 장기간 사용할 경우에 색조의 변화가 생기기 어려워진다.
또, 알루미나 함유량은 착색 투광성 지르코니아 소결체의 ZrO2 및 Y2O3의 합계 중량에 대한 Al2O3의 비율이다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 상대밀도가 99.80% 이상이고, 99.85% 이상인 것이 바람직하며, 99.90% 이상인 것이 보다 바람직하다. 상대밀도가 99.80% 미만에서는 투광성이 낮아지기 쉬워, 치과재료로서의 심미성이 뒤떨어진 소결체로 된다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체에서는, L＊a＊b＊ 표색계 있어서의 명도 L＊(이하, 단지 「명도 L＊」또는 「L＊」라 칭함)는, 철화합물의 함유량이 2000ppm 미만이면, 51 이상인 것이 바람직하다. 또한, 철화합물의 함유량이 500ppm 미만이면, 70 초과 80 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 명도 L＊가 51 이상 70 이하이며, 철화합물의 함유량이 Fe2O3 환산으로 500ppm 이상 2000ppm 미만인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 명도 L＊가 70 초과 80 이하이며, 철화합물의 함유량은 Fe2O3 환산으로 50ppm 이상 500ppm 미만인 것이 바람직하다.
투광성을 지닐 뿐만 아니라, 명도 L＊가 이 범위인 것으로 함으로써, 본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체가 자연의 치아와 동등한 심미성을 지닌다. 또, 명도 L＊의 값이 작을수록 전체 광선 투과율도 낮아지기 쉽다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, L＊a＊b＊ 표색계 있어서의 색상 a＊(이하, 단지 「색상 a＊」또는 「a＊」라 칭함)가 -5 이상 10 이하인 것이 바람직하고, -4 이상 9 이하인 것이 보다 바람직하며, -3 이상 8 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 색상 a＊가 이 범위이고, 게다가, L＊a＊b＊ 표색계 있어서의 색상 b＊(이하, 단지 「색상 b＊」또는 「b＊」라 칭함)가 0 이상 30 이하인 것이 바람직하고, 0 이상 29 이하인 것이 보다 바람직하며, 0 이상 28 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체의 색조는 명도 L＊, 색상 a＊ 및 b＊로 규정된다. 여기에서, 명도 L＊값이 커지면 색조는 밝아지고, 반대로 L＊값이 작아지면 색조는 어두워진다. 또한, 본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체에 있어서의 색조는, 소결체를 투과한 광과 소결체를 반사한 광을 집광시켜 측정되는 값이다. 그 때문에, 소결체의 두께나 투광성이 변화되면, 색조도 변화된다. 따라서, 본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체의 색조는 투광성을 지니지 않는 불투명 지르코니아 소결체의 색조, 즉, 소결체 표면의 반사광만으로부터 구해지는 명도 L＊, 색상 a＊ 및 b＊에 의해 구해지는 값과는 다른 값이다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 시료 두께 1㎜, D65 광원에 있어서의 전체 광선 투과율(이하, 단지 「전체 광선 투과율」이라 칭함)이 명도 L＊가 51 이상 70 미만인 경우, 20% 이상인 것이 바람직하고, 23% 이상인 것이 보다 바람직하며, 25% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 명도 L＊가 70 초과 80 이하인 경우, 전체 광선 투과율은 20% 이상인 것이 바람직하고, 35% 이상인 것이 보다 바람직하며, 40% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 명도 L＊가 본 발명의 범위이고, 게다가, 전체 광선 투과율이 20% 이상인 것으로 함으로써 치과재료로서 널리 사용할 수 있는 심미성으로 되기 쉽다. 한편, 투광성이 자연의 치아와 같은 정도이면, 전체 광선 투과율은 필요 이상으로 높게 할 필요는 없다. 예를 들어, 전체 광선 투과율이 43% 이하이면 자연의 치아와 같은 정도의 투광성이 얻어진다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 시료 두께 1㎜에서의 파장 850㎚인 광에 대한 전체 광선 투과율(이하, 「근적외 투과율」이라 칭함)이 35% 이상인 것이 바람직하고, 35.5% 이상인 것이 보다 바람직하며, 36% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 근적외 투과율 35% 이상이면, 심미적인 투광성이 요구되는 치과재료뿐만 아니라, 에너지 변환 재료(예를 들어, 태양 전지 등)의 보호층 등에도 적합한 재료로 된다. 본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체의 근적외 투과율은 높고, 근적외 투과율이 40% 정도인 소결체로 하는 것이 가능하다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 그 결정상이 정방정(tetragonal)을 포함하는 것이 바람직하고, 정방정의 단상인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 기계적 강도가 높아지기 쉽다. 본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 3점 굽힘 강도가 1000㎫ 이상인 것이 바람직하고, 1100㎫ 이상인 것이 보다 바람직하며, 1200㎫ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는 또 결정 입자 직경이 0.2㎛ 이상 0.45㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.3㎛ 이상 0.45㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 결정 입자 직경이 0.2㎛ 이상이면, 소결체 중에 기공이 잔류하기 어려워, 상대밀도가 높아지기 쉽다. 또, 결정 입자 직경이 0.45㎛ 이하이면, 소결체의 수열 열화가 억제되기 쉬워, 치과재료로서도 장기간의 사용을 견디어낼 수 있다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 140℃의 열수 중에 24시간 침지시킨 후의 단사결정상의 전이 깊이가 20㎛ 이하인 것이 바람직하고, 10㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 단사결정상의 전이 깊이는, 수열 환경 하에 있어서의 지르코니아 소결체의 열화의 지표로 하는 것이 가능하다. 즉, 단사결정상의 전이 깊이가 작음으로써, 치과재료로서 장기간 사용해도 열화되기 어려운 것에 대한 지표가 된다. 단사결정상의 전이 깊이가 20㎛ 이하인 것으로 함으로써, 소결체의 수열 열화가 진행되기 어려워, 소결체가 파괴되기 어려워진다. 단사결정상의 전이 깊이는, 소결체의 단면을 주사형 전자현미경(SEM) 등으로 관찰할 수 있다.
또한, 본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 140℃의 열수 중에 72시간 침지시킨 후의 단사결정상의 전이 깊이가 20㎛ 이하인 것이 바람직하며, 10㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 140℃의 열수 중에 24시간 침지시킨 후의 단사결정상률이 30% 이하인 것이 바람직하고, 15% 이하인 것이 보다 바람직하다.
또, 본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 140℃의 열수 중에 72시간 침지시킨 후의 단사결정상률이 80% 이하인 것이 바람직하고, 60% 이하인 것이 보다 바람직하다.
여기에서, 단사결정상률(M상률이라고도 칭함)이란, 소결체의 경면 부분에 대해서 XRD 측정을 행하여, 단사결정상의 (111) 및 (11-1)면, 정방정상의 (111)면, 입방정상의 (111)면의 회절 강도를 각각 구해서, 이하의 수학식 1에 의해 산출된 값을 말한다.
Figure pct00001
다음에, 본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체의 제조방법을 설명한다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 지르코니아 분말 및 철화합물의 혼합 분말을 성형, 소결시킴으로써 제조할 수 있다.
지르코니아 분말은, BET 비표면적이 10 ㎡/g 이상 15 ㎡/g 이하인 것이 바람직하고, 11 ㎡/g 이상 14 ㎡/g 이하인 것이 보다 바람직하다. 지르코니아 분말의 BET 비표면적이 10 ㎡/g 이상인 것으로 함으로써, 낮은 온도에서도 소결되기 쉬운 분말로 된다. 또한, 15 ㎡/g 이하인 것으로 함으로써, 입자 간의 응집이 억제된 분말로 된다.
지르코니아 분말은, 평균 입자 직경이 0.4㎛ 이상 0.7㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.4㎛ 이상 0.6㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 지르코니아 분말의 평균 입자 직경이 0.4㎛ 이상이면, 분말의 응집성을 향상시키는 미소입자가 적어져, 성형하기 쉬워진다. 한편, 평균 입자 직경이 0.7㎛ 이하이면, 단단한 응집 입자를 포함하는 거친 입자가 적어져, 성형하기 쉬워진다. 또한, 거친 입자가 소결의 치밀화를 저해하므로 소결성이 나쁜 것으로 되므로, 지르코니아 분말의 최대 입자 직경이 2.0㎛ 이하인 것이 바람직하고, 1.5㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
지르코니아 분말은, 대기 중, 승온 속도 300℃/시간의 상압 소결에 있어서의 상대밀도 70%에서부터 90%까지의 소결 수축 속도(Δρ/ΔT: g/㎤·℃) (이하, 단지 「소결 수축 속도」라 칭함)가 0.012 이상 0.016 이하인 것이 바람직하다. 소결 수축 속도는 지르코니아 분말의 소결성의 지표이다. 소결 수축 속도가 이 범위인 것으로 함으로써, 소결성이 우수한 지르코니아 분말로 된다. 또, 소결 수축 속도는 상대밀도 70% 이상에서의 측정값이다. 그 때문에, 소결 수축 속도는 성형체의 밀도의 편차에 의한 영향을 받지 않는다. 또한, 상대밀도 70%에서부터 90%에 있어서의 소결 수축은, 그 속도가 일정하다. 이와 같이, 수축 속도가 온도와 상대밀도의 1차함수로 되므로, 특별한 근사 계산 처리를 이용하지 않고도 정확한 수축 속도를 구할 수 있다.
지르코니아 분말은, 지르코늄염 수용액의 가수분해로 얻어지는 수화 지르코니아졸을, 건조, 가소, 분쇄시켜 얻어진 지르코니아 분말인 것이 바람직하다.
수화 지르코니아졸의 제조에 이용하는 지르코늄염으로서는, 옥시염화지르코늄, 질산 지르코늄, 염화지르코늄, 황산 지르코늄 그리고 수산화지르코늄과 산의 혼합물의 적어도 1종 이상을 들 수 있다. 또한, 지르코늄염 수용액에 알칼리 금속수산화물, 알칼리 토금속 수산화물 또는 이들 둘 모두(이하, 「알칼리 금속수산화물 등」)를 첨가해도 된다. 알칼리 금속수산화물 등으로서는, 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘 또는 칼슘 중 어느 1종 이상의 수산화물을 예시할 수 있다.
상기에서 얻어진 수화 지르코니아 졸을 건조시키고, 이것을 가소시킴으로써 지르코니아 가소분말을 얻을 수 있다. 가소온도는 1000℃ 이상 1200℃ 이하인 것이 바람직하며, 1050℃ 이상 1150℃ 이하인 것이 바람직하다. 이 범위의 온도에서 가소시킴으로써, 지르코니아 가소분말의 응집성이 완화되기 쉬워질 뿐만 아니라, 응집 입자를 포함하는 거친 입자가 적어지기 쉽다. 이것에 의해, 분쇄 후의 지르코니아 분말의 평균 입자 직경이 0.4㎛ 이상 0.7㎛ 이하로 되기 쉽다.
다음에, 상기에서 얻어진 지르코니아 가소분말을 분쇄시킴으로써 지르코니아 분말을 얻을 수 있다. 분쇄는, 평균 입자 직경이 0.4㎛ 이상 0.7㎛ 이하로 되도록 행하면, 그 방법은 한정되지 않는다. 지르코니아 볼(ball)을 이용한 습식 분쇄에 의해 분쇄시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 지르코니아 분말과 철화합물을 혼합해서 혼합 분말을 얻는다.
철화합물의 종류는, 염화철, 질산철과 같은 물에 가용성인 화합물이나 산화철, 산화수산화철과 같은 물에 불용성인 화합물을 예시할 수 있다.
물에 불용성인 화합물을 사용할 경우, 평균 입자 직경이 1㎛ 이하인 철화합물을 지르코니아 가소 분말의 분쇄 시에 혼합하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 물에 불용성인 철화합물의 응집물이 없어져, 얻어지는 소결체의 색조가 균일해지기 쉽다.
철화합물은, ZrO2 및 Y2O3의 합계 중량(알루미나를 첨가할 경우에는, ZrO2, Y2O3 및 Al2O3의 합계 중량)에 대해서, Fe2O3 환산으로 2000ppm(0.2중량%）미만으로 되도록 혼합하는 것이 바람직하고, 1800ppm(0.18중량%）이하로 되도록 혼합하는 것이 보다 바람직하며, 1600ppm(0.16중량%）이하로 되도록 혼합하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체가 알루미나를 함유할 경우, 알루미나 공급원을 ZrO2 및 Y2O3의 합계 중량에 대해서 0.25중량% 미만으로 되도록 첨가하는 것이 바람직하며, 0.15중량% 이하로 되도록 첨가하는 것이 보다 바람직하다.
알루미나 공급원으로서, 알루미나, 수화 알루미나, 알루미나졸, 수산화알루미늄, 염화알루미늄, 질산 알루미늄 또는 황산 알루미늄 중 어느 1종 이상을 사용하는 것을 예시할 수 있다. 알루미나 공급원은, 수불용성의 알루미나 화합물인 것이 바람직하며, 알루미나인 것이 보다 바람직하다.
지르코니아 분말, 철화합물 및 필요에 따라서 알루미나 공급원을 혼합해서 혼합 분말을 얻는다. 이것에 의해, 혼합 분말의 조성과, 이것을 원료로 하는 착색 투광성 지르코니아 소결체의 조성이 동등해진다.
지르코니아 분말 또는 혼합 분말은, 이것을 슬러리로 한 후에 분무건조시킨 분무 제립분말 과립을 이용하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 성형체를 성형할 때의 분말의 유동성이 높아져, 성형체로부터 기공이 배제되기 쉬워진다.
분무 제립분말 과립은, 입자 직경이 30㎛ 이상 80㎛ 이하, 미충전 부피밀도(untamped density)가 1.10g/㎤ 이상 1.40g/㎤ 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 혼합 분말을 성형해서 성형체를 얻고, 해당 성형체를 소결함으로써 제조할 수 있다.
성형체는, 그 상대밀도가 50±5% 정도로 되도록 하면 성형 방법은 한정되지 않는다. 바람직한 성형 방법으로서 혼합 분말을 프레스 성형한 후에, 필요에 따라서 냉간 정수압 프레스(이하, 「CIP」라 칭함) 처리하는 방법을 들 수 있다.
얻어진 성형체를 소결함으로써 본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻을 수 있다.
소결 방법은 상압 하에서 행하는 소결 방법, 소위 상압 소결인 것이 바람직하다. 특히 상기 방법에서 얻어진 지르코니아 분말을 사용했을 경우, 열간 정수압 프레스(이하, 「HIP」라 칭함) 처리를 하는 일 없이, 상압 소결만으로 강도 및 투광성이 높은 착색 지르코니아 소결체를 얻을 수 있다.
소결 온도는 1350℃ 이상 1450℃ 이하인 것이 바람직하고, 1400℃ 이상 1450℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 소결 온도가 1350℃ 이상이면, 상대밀도가 99.80%로 높아지기 쉽다. 한편, 소결 온도가 1450℃ 이하이면, 수열 열화가 일어나기 어려워, 치과재료로서 장기간의 사용을 견디어내는 소결체로 할 수 있다.
소결 분위기는, 환원성 분위기 이외의 분위기인 것이 바람직하며, 산소 분위기 또는 대기 중인 것이 바람직하다. 간편하기 때문에, 대기 중에서 소결하는 것이 바람직하다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
(소결 수축 속도의 측정)
혼합 분말의 소결 수축 속도는 이하와 같이 측정하였다. 혼합 분말을 금형에 넣어 프레스 성형한 후, 압력 2t/㎠에서 CIP 처리하고, 상대밀도 50±5%의 성형체로 하였다. 얻어진 성형체를 상압 하, 대기 중, 승온 속도 300℃/시간, 1500℃까지 소결시킴으로써 열수축 거동을 측정하였다. 측정에는, 범용적인 열팽창계 (알바크리코(ULVAC-RIKO) 제품, 형식: DL9700)를 이용하였다.
얻어진 열수축 거동으로부터, 그 상대밀도가 70%로부터 90%로 변화되는 온도를 구하고, 열수축 속도를 구하였다.
(평균 입자 직경의 측정)
지르코니아 분말의 평균 입자 직경은, 마이크로트랙 입도 분포계(Honeywell 사 제품, 형식: 9320-HRA)를 이용해서 측정하였다. 체적기준으로 표시되는 입자 직경 분포의 누적 커브의 중앙치(중앙 직경; 누적 커브의 50%에 대응하는 입자 직경)를 평균 입자 직경으로 하였다.
측정에 앞서, 분말을 증류수에 현탁시키고, 초음파 균질화기(닛뽄 세이키세이사쿠쇼(日本精機製作所) 제품, 형식: US-150T)를 이용해서 3분간 분산시켜서 전처리를 행하였다.
(성형체 및 소결체의 밀도 (이하, 「실측 밀도」라 칭함) ρ의 측정)
성형체의 크기를 버니어 캘리퍼스로 측정해서 체적을 구하고, 얻어진 체적과 성형체 중량으로부터 성형체의 실측 밀도를 구하였다. 또, 소결체의 실측 밀도는 아르키메데스(Arkhimedes)법에 의해 구하였다.
(상대밀도의 측정)
상대밀도는 이론밀도 ρ0 및 실측 밀도 ρ로부터 이하의 식 (1)로부터 구하였다.
Figure pct00002
또한, 이론밀도 ρ0은 이하의 식 (2)로부터 구하였다.
Figure pct00003
또,
X: 알루미나 함유량; 중량%
Y: Fe2O3 함유량; 중량%
ρAｌ: 알루미나의 이론밀도; 3.987 g/㎤
ρZr: 지르코니아의 이론밀도; 6.0956 g/㎤
ρFe: Fe2O3의 이론밀도; 5.24 g/㎤이다.
(전체 광선 투과율 및 근적외 투과율의 측정)
전체 광선 투과율은, 촉도계(닛뽄 덴쇼큐코교(주) 제품, 형식: NDH2000)를 이용해서, JIS K7361에 준거해서 측정하였다. 광원으로서는 광원 D65를 사용하였다. 시료는 소결체를 양면 연마한 시료 두께 1㎜의 원판 형상인 것을 이용하였다.
또한, 근적외 투과율(파장 850㎚의 광에 대한 전체 광선 투과율)은, 자외가시근적외분광 광도계(니혼분코(日本分光) 주식회사 제품, 형식: V-650)에 직경 150㎜ 적분구 유닛(형식: ILV-724)을 부착해서 측정하였다. 시료는 소결체를 양면 연마한 시료 두께 1㎜의 원판 형상인 것을 이용하였다.
(색조의 측정)
JIS Z8729에 준거해서 명도 L＊, 색상 a＊ 및 b＊를 측정하였다. 색조의 측정 시에, 시료는 시료 두께 2.8㎜의 원판 형상으로 하고, 한쪽 면을 경면 연마하였다. 측정은 경면 연마를 실시한 면에 대해서 행하였다.
(소결체강도의 측정)
소결체강도를 JIS R1601에 준거해서, 3점 굽힘 측정법으로 평가하였다.
(결정 입자 직경의 측정)
지르코니아 소결체의 결정 입자 직경은, 경면 연마한 소결체를 열 에칭 처리하고, 주사형 전자현미경(SEM) 관찰한 사진으로부터, 푸라니메트릭법(プラニメトリック法)을 이용해서 산출하였다. 구체적으로는, 현미경 화상 위에 원을 그렸을 때, 원 내의 입자수 nc와 원주 위에 놓인 입자수 Ni의 합계가 100개 내지 150개가 되는 바와 같은 원을 그리고, 또는 100개를 충족시키지 않는 화상의 경우에는, 입자수의 합계(nc+Ni)가 100개 내지 150개가 되도록 복수 시야의 화상을 이용해서 복수의 원을 그리고, 푸라니메트릭법에 의해 결정 입자 직경을 구하였다.
(수열 열화 특성)
수열 열화 특성은, 얻어진 소결체의 한쪽 면을 경면으로 될 때까지 연마하고, 140℃의 열수 중에 24시간 또는 72시간 침지시켜, 생성되는 단사결정상의 율(단사결정상률)을 구함으로써 평가하였다. 단사상률(M상률)은, 침지처리한 소결체의 경면부분에 대해서 XRD 측정을 행하고, 단사결정상의 (111) 및 (11-1)면, 정방정상의 (111)면, 입방정상의 (111)면의 회절 강도를 각각 구해서, 이하의 수식 1에 의해 산출된 값을 말한다.
Figure pct00004
또한, 전이 깊이란, 침지 처리한 소결체를 절단하고, 그 단면을 주사형 전자현미경(SEM)으로 관찰하여, 경면으로 된 면으로부터 결정 조직이 거칠게 된 깊이를 관찰함으로써 구하였다.
실시예 1
옥시염화지르코늄 수용액에 염화이트륨을 첨가하고, Y2O3 농도를 3㏖%로 하고 나서 가수분해에 의해서 수화 지르코니아졸을 얻었다. 해당 수화 지르코니아졸을 건조시킨 후, 1100℃에서 2시간 소성시켜, 3㏖%의 이트리아를 포함하는 지르코니아 가소분말을 얻었다.
얻어진 지르코니아 가소분말을 수세한 후, 해당 지르코니아 가소분말에 대해서 알루미나 함유량으로 0.05중량%로 되도록, α-알루미나를 혼합하였다. 또한, 해당 지르코니아 가소분말 및 α-알루미나의 합계 중량에 대해서 Fe2O3 환산으로 1700ppm으로 되도록 산화수산화철(FeOOH)을 혼합하였다.
이들 원료를 혼합 후, 증류수를 첨가해서 지르코니아 농도 45중량%의 슬러리로 하였다. 해당 슬러리를 직경 3㎜의 지르코니아 볼을 이용한 진동밀로 24시간 분쇄시켜 분쇄 슬러리로 하였다. 또한, 분쇄 슬러리의 일부를 BET 비표면적의 측정을 위하여 건조시켜 혼합 분말을 얻었다.
분쇄 슬러리 중의 입자의 평균 입자 직경은 0.43㎛, 최대 입자 직경은 1.16㎛, 그리고 혼합 분말의 BET 비표면적은 12.5 ㎡/g이었다.
얻어진 분쇄 슬러리에 유기 바인더를 3중량% 첨가하고, 분무건조를 행하여 평균 과립 직경이 45 내지 50㎛인 지르코니아 분말을 얻었다.
얻어진 지르코니아 분말을 19.6㎫의 압력에서 1축 프레스 후, 196㎫의 압력에서 CIP 처리해서 성형체를 얻었다.
얻어진 성형체를, 대기 중, 1000℃까지 50℃/시간 승온시키고, 1시간 유지해서 바인더를 제거한 후, 대기 중, 소결 온도 1400℃, 승온 속도 600℃/시간 및 소결 온도에서의 유지 시간 2시간에서 상압 소결시켜 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 착색 투광성 지르코니아 소결체의 결정상은 정방정의 단상이었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 2
소결 온도를 1450℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
참고예
실시예 2에서 얻어진 착색 지르코니아 소결체를 처리 온도 1400℃, 압력 150㎫에서 열간 정수압 프레스(HIP) 처리하였다.
HIP 처리 전후에 착색 투광성 지르코니아 소결체의 상대밀도 및 L＊값의 변화는 거의 없었다. 이것에 의해, 본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는, HIP 처리를 하는 일 없이, HIP 처리와 동등한 특성을 지니는 소결체인 것을 알 수 있었다.
실시예 3
산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 1500ppm 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 4
산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 1500ppm 첨가한 것 그리고 소결 온도를 1450℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 5
산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 750ppm 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 6
산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 750ppm 첨가한 것 그리고 소결 온도를 1450℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 7
α-알루미나를 알루미나 함유량으로 0.1중량% 첨가한 것, 산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 1500ppm 첨가한 것 그리고 소결 온도를 1450℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 8
α-알루미나를 알루미나 함유량으로 0.1중량% 첨가한 것 그리고 산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 750ppm 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 9
α-알루미나를 알루미나 함유량으로 0.15중량% 첨가한 것 그리고 산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 1500ppm 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 10
α-알루미나를 알루미나 함유량으로 0.15중량% 첨가한 것 그리고 산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 750ppm 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 11
산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 500ppm 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 12
산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 500ppm 첨가한 것 그리고 소결 온도를 1450℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
비교예 1
α-알루미나를 첨가하지 않은 것, 산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 1500ppm 첨가한 것 그리고 소결 온도를 1450℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
비교예 2
α-알루미나를 알루미나 함유량으로 0.25중량% 첨가한 것 그리고 산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 2000ppm 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
비교예 3
α-알루미나를 알루미나 함유량으로 0.25중량% 첨가한 것, 산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 2000ppm 첨가한 것 그리고 소결 온도를 1450℃로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 13
산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 1350ppm 첨가한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지 방법으로 혼합 분말을 얻었다. 얻어진 혼합 분말을 49.0㎫의 압력에서 1축 프레스 성형 후, 196㎫의 압력에서 CIP 처리해서 성형체를 얻었다.
얻어진 성형체를, 대기 중, 1000℃까지 50℃/시간 승온시키고, 1시간 유지해서 바인더를 제거한 후, 대기 중, 소결 온도 1400℃, 승온 속도 400℃/시간 및 소결 온도에서의 유지 시간 2시간에서 상압 소결시켜 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 착색 투광성 지르코니아 소결체의 결정상은 정방정의 단상이었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 14
산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 700ppm 첨가한 것 이외에는 실시예 13과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 15
실시예 1에서 얻어진, 산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 1700ppm 첨가한 혼합 분말 41%와, 실시예 1에 있어서, 산화수산화철을 첨가하지 않은 분말(지르코니아 가소분말 + α-알루미나) 59%를 폴리병 속에서 혼합해서 Fe2O3 환산으로 700ppm의 혼합 분말을 얻었다.
얻어진 혼합 분말을 49.0㎫의 압력에서 1축 프레스 성형 후, 196㎫의 압력에서 CIP 처리해서 성형체를 얻었다.
얻어진 성형체를, 대기 중, 1000℃까지 50℃/시간 승온시키고, 1시간 유지해서 바인더를 제거한 후, 대기 중, 소결 온도 1400℃, 승온 속도 400℃/시간 및 소결 온도에서의 유지 시간 2시간에서 상압 소결시켜 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 착색 투광성 지르코니아 소결체의 결정상은 정방정의 단상이었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 16
옥시염화지르코늄 수용액에 염화이트륨을 첨가하고, Y2O3 농도를 3㏖%로 하고 나서 가수분해에 의해서 수화 지르코니아졸을 얻었다. 해당 수화 지르코니아졸을 건조시킨 후, 1100℃에서 2시간 소성시켜, 3㏖%의 이트리아를 포함하는 지르코니아 가소분말을 얻었다.
얻어진 지르코니아 가소분말을 수세한 후, 해당 지르코니아 가소분말에 대해서 알루미나 함유량으로 0.05중량%로 되도록, α-알루미나를 혼합하였다. 또, 해당 지르코니아 가소분말 및 α-알루미나의 합계 중량에 대해서 Fe2O3 환산으로 200ppm으로 되도록 산화수산화철(FeOOH)을 혼합하였다.
이들 원료를 혼합 후, 증류수를 첨가해서 지르코니아 농도 45중량%의 슬러리로 하였다. 해당 슬러리를 직경 3㎜의 지르코니아 볼을 이용한 진동밀에서 24시간 분쇄시켜 분쇄 슬러리로 하였다. 또한, 분쇄 슬러리의 일부를 BET 비표면적의 측정을 위하여 건조시켜 혼합 분말을 얻었다.
분쇄 슬러리 중의 입자의 평균 입자 직경은 0.44㎛, 최대 입자 직경은 1.38㎛, 그리고 혼합 분말의 BET 비표면적은 12.3 ㎡/g이었다.
얻어진 분쇄 슬러리에 유기 바인더를 3중량% 첨가하고, 분무건조를 행하여 평균 과립 직경이 45 내지 50㎛인 지르코니아 분말을 얻었다.
얻어진 지르코니아 분말을 19.6㎫의 압력에서 1축 프레스 후, 196㎫의 압력에서 CIP 처리해서 성형체를 얻었다.
얻어진 성형체를, 대기 중, 1000℃까지 50℃/시간 승온시키고, 1시간 유지해서 바인더를 제거한 후, 대기 중, 소결 온도 1400℃, 승온 속도 600℃/시간 및 소결 온도에서의 유지 시간 2시간에서 상압 소결시켜 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 착색 투광성 지르코니아 소결체의 결정상은 정방정의 단상이었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 17
소결 온도를 1450℃로 한 것 이외에는 실시예 16과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 18
산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 80ppm 첨가한 것 이외에는 실시예 16과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 19
산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 80ppm 첨가한 것 그리고 소결 온도를 1450℃로 한 것 이외에는 실시예 16과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 20
α-알루미나를 알루미나 함유량으로 0.1중량% 첨가한 것 이외에는 실시예 16과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 21
α-알루미나를 알루미나 함유량으로 0.15중량% 첨가한 것 이외에는 실시예 16과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 22
α-알루미나를 첨가하지 않은 것 그리고 소결 온도를 1450℃로 한 것 이외에는 실시예 16과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
비교예 4
α-알루미나를 알루미나 함유량으로 0.25중량% 첨가한 것 그리고 산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 1000ppm 첨가한 것 이외에는 실시예 16과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
비교예 5
α-알루미나를 알루미나 함유량으로 0.25중량% 첨가한 것 그리고 산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 500ppm 첨가한 것 이외에는 실시예 16과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
비교예 6
α-알루미나를 알루미나 함유량으로 0.25중량% 첨가한 것, 산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 1000ppm 첨가한 것 그리고 소결 온도를 1450℃로 한 것 이외에는 실시예 16과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
비교예 7
α-알루미나를 알루미나 함유량으로 0.25중량% 첨가한 것, 산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 500ppm 첨가한 것 그리고 소결 온도를 1450℃로 한 것 이외에는 실시예 16과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 23
실시예 16과 마찬가지 방법으로 혼합 분말을 얻었다.
얻어진 혼합 분말을 49.0㎫의 압력에서 1축 프레스 성형 후, 196㎫의 압력에서 CIP 처리해서 성형체를 얻었다.
얻어진 성형체를, 대기 중, 1000℃까지 50℃/시간 승온시키고, 1시간 유지해서 바인더를 제거한 후, 대기 중, 소결 온도 1400℃, 승온 속도 400℃/시간 및 소결 온도에서의 유지 시간 2시간에서 상압 소결시켜 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 착색 투광성 지르코니아 소결체의 결정상은 정방정의 단상이었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 24
산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 80ppm 첨가한 것 이외에는 실시예 23과 마찬가지 방법으로 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 25
실시예 1에서 얻어진 산화수산화철을 Fe2O3 환산으로 1700ppm 첨가한 혼합 분말 12%와, 실시예 1에 있어서, 산화수산화철을 첨가하지 않은 분말(지르코니아 가소분말 + α-알루미나) 88%를 폴리병 속에서 혼합해서 Fe2O3 환산으로 200ppm의 혼합 분말을 얻었다.
얻어진 혼합 분말을 49.0㎫의 압력에서 1축 프레스 성형 후, 196㎫의 압력에서 CIP 처리해서 성형체를 얻었다.
얻어진 성형체를, 대기 중, 1000℃까지 50℃/시간 승온시키고, 1시간 유지해서 바인더를 제거한 후, 대기 중, 소결 온도 1400℃, 승온 속도 400℃/시간 및 소결 온도에서의 유지 시간 2시간에서 상압 소결시켜 착색 투광성 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 착색 투광성 지르코니아 소결체의 결정상은 정방정의 단상이었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00005
Figure pct00006
실시예에서 얻어진 착색 투광성 지르코니아 소결체는, 상대밀도 및 전체 광선 투과율이 높다. 매우 우수한 착색 투광성 지르코니아 소결체로서, 밀 블랭크, 치열 교정 브래킷 등의 치과재료로서 이용할 수 있다.
본 발명의 착색 투광성 지르코니아 소결체는 높은 강도를 지니고, 치아의 색조에 매우 가까운 심미성을 지닌다. 특히, 자연의 치아와 같은 정도의 투광성 및 색조를 지닌다. 그 때문에, 특히 치과용도로 사용되는 지르코니아 소결체, 나아가서는 의치재료 등의 밀 블랭크, 치열 교정 브래킷에 적합하다.
또, 2011년 7월 29일에 출원된 일본 특허 출원 제2011-166358호 및 2011년 7월 29일에 출원된 일본 특허 출원 제2011-166359호의 명세서, 특허청구범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하고, 본 발명의 명세서의 개시로서, 받아들이는 것이다.

Claims (14)

  1. 철화합물 및 2 내지 4㏖%의 이트리아를 포함하고, L＊a＊b＊ 표색계에 있어서의 명도 L＊가 51 이상 80 이하이며, 상대밀도가 99.80% 이상인 것을 특징으로 하는 착색 투광성 지르코니아 소결체.
  2. 제1항에 있어서, L＊a＊b＊ 표색계에 있어서의 명도 L＊가 51 이상 70 이하인 것을 특징으로 하는 착색 투광성 지르코니아 소결체.
  3. 제1항에 있어서, L＊a＊b＊ 표색계에 있어서의 명도 L＊가 70 초과 80 이하인 것을 특징으로 하는 착색 투광성 지르코니아 소결체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 시료 두께 1㎜, D65 광원에 있어서의 전체 광선 투과율이 20% 이상인 것을 특징으로 하는 착색 투광성 지르코니아 소결체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 철화합물의 함유량이 Fe2O3 환산으로 2000ppm 미만인 것을 특징으로 하는 착색 투광성 지르코니아 소결체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 철화합물의 함유량이 Fe2O3 환산으로 500ppm 이상인 것을 특징으로 하는 착색 투광성 지르코니아 소결체.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 철화합물의 함유량이 Fe2O3 환산으로 500ppm 미만인 것을 특징으로 하는 착색 투광성 지르코니아 소결체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 착색 투광성 지르코니아 소결체가 알루미나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 착색 투광성 지르코니아 소결체.
  9. 제8항에 있어서, 알루미나의 함유량이 0.25중량% 미만인 것을 특징으로 하는 착색 투광성 지르코니아 소결체.
  10. 제9항에 있어서, 140℃ 열수 중에 24시간 침지시킨 후의 단사결정상의 전이 깊이가 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 착색 투광성 지르코니아 소결체.
  11. 제10항에 있어서, 140℃ 열수 중에 72시간 침지시킨 후의 단사결정상의 전이 깊이가 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 착색 투광성 지르코니아 소결체.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 착색 투광성 지르코니아 소결체를 이용해서 이루어진 치과재료.
  13. 제12항에 있어서, 치열 교정 브래킷인 것인 치과재료.
  14. 제12항에 있어서, 의치, 의치 밀 블랭크 또는 이들 둘 모두인 것인 치과재료.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018038295A1 (ko) * 2016-08-26 2018-03-01 군산대학교 산학협력단 환원소성을 이용한 지르코니아 소결체 및 그 제조방법

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8936848B2 (en) 2012-02-23 2015-01-20 B&D Dental Corp Non-pre-colored multi-layer zirconia dental blank that has a gradual change in translucency through a thickness after sintering
JP6170922B2 (ja) * 2012-07-31 2017-07-26 クラレノリタケデンタル株式会社 歯科用ミルブランクの製造方法
EP3838248A1 (en) 2012-12-28 2021-06-23 Tosoh Corporation Colored translucent zirconia sintered body and its use
EP3202749A1 (en) 2013-03-11 2017-08-09 Kuraray Noritake Dental Inc. Zirconia sintered body, and zirconia composition and calcined body
JP6352593B2 (ja) * 2013-05-02 2018-07-04 クラレノリタケデンタル株式会社 ジルコニア焼結体、ジルコニア組成物及びジルコニア仮焼体、並びに歯科用補綴物
KR101909673B1 (ko) * 2013-05-10 2018-10-18 쿠라레 노리타케 덴탈 가부시키가이샤 지르코니아 소결체, 지르코니아 조성물 및 지르코니아 가소체, 그리고 치과용 보철물
JP6189627B2 (ja) * 2013-05-10 2017-08-30 クラレノリタケデンタル株式会社 ジルコニア焼結体、ジルコニア組成物及びジルコニア仮焼体、並びに歯科用補綴物
KR20230129196A (ko) 2013-12-24 2023-09-06 토소가부시키가이샤 투광성 지르코니아 소결체 및 지르코니아 분말, 그리고 그의 용도
WO2015199018A1 (ja) * 2014-06-23 2015-12-30 東ソー株式会社 着色透光性ジルコニア焼結体と粉末、及びその用途
JP6449729B2 (ja) * 2014-06-26 2019-01-09 京セラ株式会社 カラーセラミックス
KR101601948B1 (ko) * 2014-09-16 2016-03-10 주식회사 하스 강도, 투광성,색상 구배를 지닌 치과용 지르코니아 블록 및 이의 제조방법
CN105565806B (zh) * 2014-12-08 2017-04-05 比亚迪股份有限公司 一种陶瓷及其制备方法
CN106073920A (zh) * 2016-06-08 2016-11-09 佛山市德艺会牙科技术有限公司 一种全氧化锆高仿真义齿
CN106109037A (zh) * 2016-06-08 2016-11-16 佛山市德艺会牙科技术有限公司 一种全氧化锆仿真义齿制造方法
US10532008B2 (en) * 2017-02-22 2020-01-14 James R. Glidewell Dental Ceramics, Inc. High strength and translucency dental zirconia ceramic materials, devices and methods
CN110891920A (zh) * 2017-07-31 2020-03-17 可乐丽则武齿科株式会社 包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末的制造方法
JP6346360B2 (ja) * 2017-08-03 2018-06-20 クラレノリタケデンタル株式会社 ジルコニア焼結体、ジルコニア組成物及びジルコニア仮焼体、並びに歯科用補綴物
CN107746275B (zh) * 2017-10-18 2020-08-11 深圳市商德先进陶瓷股份有限公司 黑色氧化锆陶瓷及其制备方法、手机背板和手机
US11939272B2 (en) * 2018-03-19 2024-03-26 Jensen Industries Inc. Composition and method for generating a shade gradient in zirconia dental restoration
EP4371548A2 (en) * 2018-03-30 2024-05-22 Shofu Inc. Opaque imparting liquid for zirconia
US11161789B2 (en) 2018-08-22 2021-11-02 James R. Glidewell Dental Ceramics, Inc. Highly translucent zirconia material, device, methods of making the same, and use thereof
EP3712121A1 (en) * 2019-01-21 2020-09-23 Shofu Inc. High permeable zirconia blank capable of sintering at high speed
JP7110484B2 (ja) * 2019-03-25 2022-08-01 第一稀元素化学工業株式会社 ジルコニア粉末、ジルコニア粉末の製造方法、ジルコニア焼結体の製造方法、及び、ジルコニア焼結体
JP6628345B1 (ja) * 2019-04-09 2020-01-08 株式会社キャスティングイン ジルコニア成形体
CN110104681B (zh) * 2019-05-05 2022-02-22 西南科技大学 一种不受烧结影响的高韧氧化钇稳定四方氧化锆材料及其制备方法
KR20220083684A (ko) * 2019-10-17 2022-06-20 쿠라레 노리타케 덴탈 가부시키가이샤 치과용으로 바람직한 지르코니아 성형체
JP6818112B2 (ja) * 2019-11-05 2021-01-20 クラレノリタケデンタル株式会社 ジルコニア仮焼体及びジルコニア焼結体並びに積層体
CN110790572A (zh) * 2019-12-11 2020-02-14 深圳市家鸿口腔医疗股份有限公司 氧化锆牙冠及其制备方法和应用
US11672632B2 (en) 2020-10-05 2023-06-13 Pritidenta Gmbh Multi-layered zirconia dental blank with reverse layers, process for its preparation and uses thereof

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6259571A (ja) * 1985-09-06 1987-03-16 東レ株式会社 着色ジルコニア焼結体とその製造方法
US5263858A (en) * 1991-03-06 1993-11-23 Hoya Corporation Ivory-colored zirconia sintered body, process for its production and its use
JPH06259571A (ja) * 1993-03-04 1994-09-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画像合成装置
JP2006298711A (ja) 2005-04-22 2006-11-02 Toray Ind Inc ＺｒＯ２質焼結体およびその製造方法、粉砕機用部材、粉砕機
JP4853103B2 (ja) 2006-05-18 2012-01-11 東ソー株式会社 黒色ジルコニア焼結体用粉末及びその焼結体並びに着色剤
EP2359771B1 (de) 2006-05-23 2016-05-11 Ivoclar Vivadent AG Verfahren zur Herstellung von gefärbten Rohlingen und dentalen Formteilen
US8785008B2 (en) 2006-07-25 2014-07-22 Tosoh Corporation Zirconia sintered bodies with high total light transmission and high strength, uses of the same, and process for producing the same
JP5277541B2 (ja) 2006-07-25 2013-08-28 東ソー株式会社 高強度ジルコニア焼結体および製造方法
JP2008050246A (ja) * 2006-07-26 2008-03-06 Tosoh Corp 着色ジルコニア焼結体用ジルコニア粉末及び焼結体
US20090246735A1 (en) 2006-08-25 2009-10-01 Dirk Rogowski Process for producing coloured sintered ceramic bodies, in particular for dental applications
JP5072657B2 (ja) 2008-03-05 2012-11-14 株式会社松風 アルミノシリケートガラスおよびセラミックス系歯冠陶材用の色調調整組成物
CN101998939A (zh) * 2008-04-09 2011-03-30 东曹株式会社 透光性氧化锆烧结体、其生产方法及其用途
JP5375387B2 (ja) 2009-07-14 2013-12-25 東ソー株式会社 茶色ジルコニア焼結体
JP5861397B2 (ja) * 2010-11-11 2016-02-16 東ソー株式会社 着色透光性ジルコニア焼結体及びその製造方法並びにその用途

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018038295A1 (ko) * 2016-08-26 2018-03-01 군산대학교 산학협력단 환원소성을 이용한 지르코니아 소결체 및 그 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20140227654A1 (en) 2014-08-14
JP2013049616A (ja) 2013-03-14
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EP4011852A1 (en) 2022-06-15

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