KR20140136270A - orthodontics device and coating method thereof - Google Patents

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KR20140136270A
KR20140136270A KR1020130056600A KR20130056600A KR20140136270A KR 20140136270 A KR20140136270 A KR 20140136270A KR 1020130056600 A KR1020130056600 A KR 1020130056600A KR 20130056600 A KR20130056600 A KR 20130056600A KR 20140136270 A KR20140136270 A KR 20140136270A
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Abstract

The present invention an orthodontic device having a color similar to natural teeth and a coating method thereof. More particularly, the present invention relates to an orthodontic device which may improve aesthetic and represent antimicrobial properties by implementing an ivory color similar to the natural teeth, and to a coating method thereof. The orthodontic device having a color similar to natural teeth according to the present invention includes: a metal base; and a composite coating layer formed on a surface of the metal base. The composite coating layer includes: a nitride based coating layer including at least one basic metal selected from aluminum (Al), zirconium (Zr), silicon (Si), and titanium (Ti) and nitrogen and silver (Ag); and an oxide based coating layer formed inside or outside the nitrite based coating layer and including the basic metal, oxygen, and silver (Ag).

Description

자연 치아와 유사한 색을 갖는 치아 교정장치와 이의 코팅방법{orthodontics device and coating method thereof}Technical Field [0001] The present invention relates to a orthodontic appliance and coating method having a color similar to a natural tooth,

본 발명은 자연 치아와 유사한 색을 갖는 치아 교정장치와 이의 코팅방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자연 치아와 유사한 상아색을 구현할 수 있어 심미감이 우수함과 동시에 항균특성을 갖는 치아 교정장치와 이의 코팅방법에 관한 것이다. The present invention relates to a tooth correcting device having a color similar to a natural tooth and a coating method thereof, and more particularly, to a tooth correcting device having an excellent esthetics and antimicrobial properties, ≪ / RTI >

통상적으로 성인의 치아활동은 그다지 활발하지 못하여 교정치료에 있어서 청소년에 비해 치료가 어려운 부분이 있음은 자명한 사실이나, 교정치료를 받으면 잇몸이 나빠져서 나이가 들면 틀니를 해야 한다는 잘못된 상식과, 얼굴 밖으로 노출되는 교정장치에 대한 부담감 등으로 인하여 교정치료를 주저하는 경향이 있다. It is obvious that there is a part of orthodontic treatment that is difficult to treat compared to adolescents because the adult's dental activity is usually not active. However, when the orthodontic treatment is applied, the gums become worse, And there is a tendency to hesitate for orthodontic treatment due to the burden on the exposed orthodontic appliance.

그러나, 생리적인 범위 안에서의 치아 이동은 전혀 문제가 되지 않으므로 가능하다면 교정치료가 불량한 치열을 바로잡는 가장 바람직한 치료 방법인 것이다. However, tooth movement within the physiological range is not a problem at all, so, if possible, orthodontic treatment is the most desirable treatment for correcting poor dentition.

치아의 교정은 설측교정과 내측 교정으로 나뉘게 되는데 심미적인 이유로 최근 치아의 안쪽으로 붙이는 설측 교정 장치가 활성화되어 있다.The correction of teeth is divided into lingual correction and internal correction. For esthetic reason, the lingual correction device which is recently attached to the inside of teeth is activated.

설측 교정 장치는 환자가 다소 불편한 것이 사실이나 내측 교정장치에 비하여 충치가 더 많이 발생 되지는 않는다. 하지만 설측교정 또한 관리가 어렵고 교정기간이 내측 교정에 비하여 다소 길어질 가능성도 있어, 현재 심미적인 교정치료로 전혀 외부에 노출 없는 장치를 이용하는 설측교정 치료법(Lingual Orthodontics,Invisible Orthodontics)이 사용되기도 대부분의 경우 교정장치에 의한 치열교정을 하고 있다. Although the lingual orthodontic device is somewhat uncomfortable, it does not cause more cavities than the internal orthodontic appliance. Lingual Orthodontics (Invisible Orthodontics), which uses a device that is not exposed to the outside as aesthetic orthodontic treatment, is used in most cases The orthodontic appliance is used for orthodontic correction.

최근 외모에 대한 관심이 높아지면서 가지런한 치열과 좋은 안모를 얻기 위해 교정치료를 원하는 환자가 증가하고 있다. 치과교정 치료기간 동안 치아 표면에 노출되는 와이어(93) 및 브라켓(91) 등과 같은 교정장치(도 1참고)는 주로 스테인레스강(stainless steel), 코발트 크롬 합금(Elgiloy), 티타늄 몰리브데늄 합금(TMA), 니켈 티타늄 합금(Ni-Ti) 등으로 주로 제작되나, 이러한 금속 교정장치는 진회색 계열 금속 색상을 가져 환자들의 거부감이 매우 높은 실정이다. Recently, as interest in appearance has increased, more and more patients are seeking orthodontic treatment in order to achieve good dentistry and good facial appearance. The orthodontic device (see FIG. 1), such as wire 93 and bracket 91, which are exposed to the tooth surface during orthodontic treatment, is mainly made of stainless steel, cobalt chrome alloy (Elgiloy), titanium molybdenum alloy TMA), and nickel-titanium alloy (Ni-Ti). However, these metal correction apparatuses have a very high rejection of patients due to the color of an achromatic color.

또한, 교정장치를 한 치아는 음식물의 찌꺼기나 플라그, 치석의 침착이 자연치에 비하여 월등히 높고, 칫솔질을 하더라도 교정장치의 부착으로 인하여 청결한 상태로 유지하는데 많은 어려움이 있다. 또한, 끈적이는 음식이나 단단한 음식은 교정 장치 사이에 음식물이 끼어 급속한 충치의 원인이 된다. 교정장치를 한 치아에 충치가 발생이 되면 교정장치의 변형, 탈락을 초래하여 치료가 목적한 대로 이루어지지 않거나 원하지 않는 치아이동을 야기하게 된다. 특히, 치아의 교정을 가장 필요로 하는 어린이들이 교정장치를 장착하는 경우 치아의 칫솔질에 따른 문제점은 더욱 심각하다. 대한민국 등록특허 제 0646832호에는 치과용 항균 보철물이 개시되어 있다. In addition, the teeth of the orthodontic appliance have much higher debris, plaque, and calculus deposits than the natural teeth, and even if brushing, it is difficult to maintain a clean state due to the attachment of the orthodontic appliance. In addition, sticky foods or hard foods can interfere with the food between the orthodontic appliances and cause rapid cavities. Carious teeth in the orthodontic appliance cause deformation and dislocation of the orthodontic appliance, which may not be achieved as intended or may result in undesired tooth movement. In particular, the problem of toothbrushing of the teeth is more serious when the children most in need of correction of the teeth are equipped with a correcting device. Korea Patent No. 0646832 discloses a dental antimicrobial prosthesis.

상기의 항균 보철물은 보철물에 나노 실버를 단순히 외면에 코팅한 것으로 구강 내에서 보철물이 기계적 마찰을 받을 경우 나노실버의 코팅 및 도금이 벗겨질 우려가 있다. 또한, 보철물에 코팅, 도금하는 나노실버는 은용액 상태의 액체이며, 이는 항균력이나 유해 미생물의 살균력이 현저히 떨어지는 문제점이 발생한다.The above-mentioned antibacterial prosthesis is simply coated with nanosilver on the outer surface of the prosthesis, and when the prosthesis is mechanically abraded in the oral cavity, the nanosilver coating and plating may be peeled off. In addition, nanosilver, which is coated and plated on the prosthesis, is a solution in a silver solution state, which causes a problem in that the antibacterial ability and the sterilizing power of the harmful microorganisms are significantly lowered.

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 자연 치아와 유사한 상아색을 구현할 수 있어 심미감이 우수함과 동시에 항균특성을 갖는 치아 교정장치와 이의 코팅방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. It is an object of the present invention to provide a tooth correcting device and a coating method therefor which are capable of realizing an ivory color similar to that of a natural tooth and having an excellent sense of beauty and antibacterial properties.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자연 치아와 유사한 색을 갖는 치아 교정장치는 금속 기재와; 상기 금속기재의 표면에 형성되는 복합코팅층;을 구비하고, 상기 복합코팅층은 알루미늄(Al)과 지르코늄(Zr)과 규소(Si)와 티타늄(Ti) 중에서 선택된 어느 하나의 모재 금속과 질소 및 은(Ag)이 함유된 질화물계 코팅층과, 상기 질화물계 코팅층의 내측 또는 외측에 형성되며 상기 모재 금속과 산소 및 은(Ag)이 함유된 산화물계 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an orthodontic appliance having a color similar to that of a natural tooth, including: a metal base; And a composite coating layer formed on the surface of the metal substrate, wherein the composite coating layer is formed of a metal selected from the group consisting of aluminum (Al), zirconium (Zr), silicon (Si) and titanium (Ti) Based coating layer formed on the inner side or the outer side of the nitride-based coating layer and containing the base metal, oxygen, and silver (Ag).

상기 질화물계 코팅층 및 상기 산화물계 코팅층은 아크 이온 플레이팅법에 의해 형성된 것을 특징으로 한다. The nitride-based coating layer and the oxide-based coating layer are formed by an arc ion plating method.

그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자연 치아와 유사한 색을 갖는 치아 교정장치의 코팅방법은 알루미늄(Al)과 지르코늄(Zr)과 규소(Si)와 티타늄(Ti) 중에서 선택된 어느 하나의 모재 금속과 은(Ag)이 혼합된 합금타겟을 제조하는 타겟제조단계와; 챔버 내에 상기 합금타겟을 설치한 후 상기 합금타겟을 아크방전시켜 금속기재의 표면에 질화물계 코팅층과 산화물계 코팅층으로 이루어진 복합코팅층을 형성하는 증착단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a method of coating a dental orthodontic appliance having a color similar to that of a natural tooth, comprising the steps of: applying a coating solution containing one of aluminum (Al), zirconium (Zr), silicon (Si), and titanium A target manufacturing step of producing an alloy target in which a metal and silver (Ag) are mixed; And depositing an alloy target in the chamber and arc-discharging the alloy target to form a composite coating layer composed of a nitride-based coating layer and an oxide-based coating layer on the surface of the metal base.

상기 증착단계는 a)상기 챔버 내에 아르곤과 질소 가스를 주입하고 상기 합금타겟을 아크방전시켜 상기 금속기재의 표면에 상기 질화물계 코팅층을 형성하는 제 1코팅단계와, b)상기 챔버 내에 아르곤과 산소 가스를 주입하고 상기 합금타겟을 아크방전시켜 상기 질화물계 코팅층의 표면에 상기 산화물계 코팅층을 형성하는 제 2코팅단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. Wherein the deposition step comprises: a) a first coating step of injecting argon and nitrogen gas into the chamber and arc-discharging the alloy target to form the nitride-based coating layer on the surface of the metal substrate; b) And a second coating step of injecting a gas and arc-discharging the alloy target to form the oxide-based coating layer on the surface of the nitride-based coating layer.

상기 타겟제조단계는 a)상기 모재 금속과 은을 진공용해로에 장입한 후 아크를 발생시켜 용해하여 상기 모재금속과 은이 혼합된 금속단광을 만드는 제 1아크용해단계와, b)상기 금속단광을 다수 준비한 다음 맞대어 용접하여 봉상의 소모성 전극을 제조하는 전극제조단계와, c)상기 소모성 전극을 진공용해로에 설치한 후 아크를 발생시켜 상기 소모성 전극을 용해하여 상기 합금타겟을 만드는 제 2아크용해단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The target manufacturing step comprises the steps of: a) a first arc melting step of charging a base metal and silver into a vacuum melting furnace and generating an arc to dissolve the base metal to produce a metal single light mixed with the base metal; and b) A second arc melting step of preparing an alloy target by dissolving the consumable electrode by generating an arc after the consumable electrode is installed in a vacuum melting furnace; .

상술한 바와 같이 본 발명은 질화물계 코팅층과 산화물계 코팅층을 이중으로 적층한 복합코팅층을 교정장치의 표면에 형성함으로써 자연 치아와 유사한 상아색을 구현할 수 있다. 따라서 심미감이 우수하여 환자의 만족도를 높일 수 있다. As described above, according to the present invention, a composite coating layer obtained by laminating a nitride-based coating layer and an oxide-based coating layer in a double layer can be formed on the surface of an orthodontic appliance, thereby realizing an ivory color similar to a natural tooth. Therefore, it is possible to improve the satisfaction of the patient because of the excellent aesthetic sense.

또한, 아크 이온 플레이팅법에 의해 코팅층을 형성하므로 코팅층의 강도 및 부착력이 우수하다. In addition, since the coating layer is formed by the arc ion plating method, the strength and adhesion of the coating layer are excellent.

또한, 코팅층에 은이 함유되어 우수한 항균활성을 가지므로 세균에 의해 구강 내에서 발생될 수 있는 치과질환을 예방할 수 있다. Since the coating layer contains silver and has an excellent antibacterial activity, it is possible to prevent a dental disease that may occur in the oral cavity by bacteria.

또한, 모재 금속에 은을 혼합한 합금소재를 타겟으로 이용하여 코팅막을 형성하므로 은의 항균효과를 지속적으로 유지시킬 수 있다. In addition, since a coating film is formed by using an alloy material which is a mixture of silver and a base metal as a target, the antimicrobial effect of silver can be continuously maintained.

도 1은 종래의 치아 교정장치가 구강 내에 설치된 상태를 도시한 평면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 교정장치에 코팅막이 형성된 단면을 나타내는 사시도이고,
도 3은 본 발명에 적용된 아크 이온 플레이팅 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 4는 항균실험결과를 나타내는 사진이고,
도 5는 클리어존의 크기 계산시 측정부위를 나타내는 사진이고,
도 6은 치아교정장치에 형성된 복합코팅층의 단면을 나타낸 주사전자현미경 사진이고,
도 7은 표면에 복합코팅층이 형성된 와이어를 나타낸 사진이다.
1 is a plan view showing a state in which a conventional orthodontic appliance is installed in an oral cavity,
FIG. 2 is a perspective view illustrating a cross-section of a tooth-polishing apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a schematic view showing an arc ion plating apparatus applied to the present invention,
4 is a photograph showing the results of antibacterial experiments,
5 is a photograph showing a measurement site in the calculation of the size of the clear zone,
6 is a scanning electron microscope photograph showing a cross section of the composite coating layer formed on the orthodontic appliance,
7 is a photograph showing a wire having a composite coating layer formed on its surface.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 자연 치아와 유사한 색을 갖는 치아 교정장치와 이의 코팅방법에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a tooth correcting apparatus having a color similar to that of a natural tooth according to the present invention and a coating method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에 본 발명의 일 실시 예에 따른 치아 교정장치의 일 예를 나타내고 있다. 도시된 치아 교정장치는 와이어의 표면에 복합코팅층(101)이 형성된 단면을 보여준다. FIG. 2 shows an example of the orthodontic appliance according to an embodiment of the present invention. The illustrated orthodontic appliance shows a cross section in which a composite coating layer 101 is formed on the surface of a wire.

도 2를 참조하면, 본 발명의 치아 교정장치는 금속 기재(100)와, 금속기재(100)의 표면에 형성되는 복합코팅층(101)을 구비한다. Referring to FIG. 2, the orthodontic appliance of the present invention includes a metal base 100 and a composite coating layer 101 formed on the surface of the metal base 100.

도시된 예에서 금속기재(100)는 치아 교정장치의 와이어를 의미한다. 이 외에도 금속기재로 치아에 부착되는 브라켓트 뿐만 아니라 통상적인 치아 교정장치의 각종 구성품이 적용될 수 있음은 물론이다. In the illustrated example, the metal base 100 refers to the wire of the orthodontic appliance. It goes without saying that various components of a conventional orthodontic appliance as well as a bracket attached to a tooth with a metal base can be applied.

금속기재(100)는 티타늄(titanium) 소재로 제작될 수 있으며, 이외에도 스테인레스강(stainless steel), 코발트 크롬 합금(Elgiloy), 티타늄 몰리브데늄 합금(TMA), 니켈 티타늄 합금(Ni-Ti) 등으로 제작될 수도 있다. The metal substrate 100 may be made of a titanium material and may be made of stainless steel, cobalt chrome alloy (Elgiloy), titanium molybdenum alloy (TMA), nickel titanium alloy (Ni-Ti) .

금속기재(100)의 표면에는 복합코팅층(101)이 형성된다. 본 발명에서 복합코팅층(101)은 2개의 코팅층으로 이루어진다. 즉, 질화물계 코팅층(103)과 산화물계 코팅층(105)으로 이루어진다. 도시된 예에서 질화물계 코팅층(103)의 외측에 산화물계 코팅층(105)이 형성된 모습을 나타내고 있으나, 이와 반대로 산화물계 코팅층의 외측에 질화물계 코팅층이 형성될 수 있다. The composite coating layer 101 is formed on the surface of the metal substrate 100. In the present invention, the composite coating layer 101 is composed of two coating layers. The nitride-based coating layer 103 and the oxide-based coating layer 105. In the illustrated example, the oxide-based coating layer 105 is formed on the outer side of the nitride-based coating layer 103, but a nitride-based coating layer may be formed on the outer side of the oxide-based coating layer.

질화물계 코팅층(103)은 알루미늄(Al)과 지르코늄(Zr)과 규소(Si)와 티타늄(Ti) 중에서 선택된 어느 하나의 모재 금속과 질소, 은(Ag)으로 이루어진다. 질소는 모재금속과 은에 결합되어 질화물을 형성한다. The nitride-based coating layer 103 is made of aluminum (Al), zirconium (Zr), silicon (Si), titanium (Ti), and nitrogen or silver (Ag). Nitrogen is bonded to the base metal and silver to form a nitride.

그리고 산화물계 코팅층(105)은 알루미늄(Al)과 지르코늄(Zr)과 규소(Si)와 티타늄(Ti) 중에서 선택된 어느 하나의 모재 금속과 산소, 은(Ag)으로 이루어진다. 산소는 모재금속과 은에 결합되어 산화물을 형성한다. The oxide-based coating layer 105 is formed of any one of a metal selected from aluminum (Al), zirconium (Zr), silicon (Si), and titanium (Ti), oxygen and silver. Oxygen is combined with the base metal and silver to form oxides.

한편, 은(Ag)은 항균성을 위해 질화물계 코팅층(103)과 산화물계 코팅층(105)에 함유된다. 은은 금속 중 항균성과 미생물 부착저해 능력이 가장 뛰어난 물질이다. 은의 항균 작용 메카니즘은 나노단위로 미세분포된 은이온(Ag+)이 미생물인 세균체 단백질내의 -SH(thiol group) 및 COO-또는 OH-이온을 흡착 결합하여 세포변형을 일으키고, 축합-탈수반응으로 이어져 세균의 신진대사 및 에너지 대사호흡 등을 어렵게 함으로써 균체를 사멸하는 것으로 보고되고 있다. On the other hand, silver (Ag) is contained in the nitride-based coating layer 103 and the oxide-based coating layer 105 for antibacterial properties. Silver is the most abundant metal in its antimicrobial properties and ability to inhibit microbial adhesion. The mechanism of antimicrobial action of silver is that silver ions (Ag + ) finely distributed in nano units adsorb and bind to -SH (thiol group) and COO- or OH- ions in bacterial protein, which is a microorganism, to cause cell deformation, And it is reported that the cells are killed by making the metabolism of the bacteria and the respiration of the energy metabolism difficult.

본 발명은 질화물계 코팅층(103)과 산화물계 코팅층(105)을 적층하여 도 7에 나타난 바와 같이 치아색과 유사한 상아색을 구현할 수 있다. 또한, 질화물계 코팅층(103)과 산화물계 코팅층(105)의 각각 두께를 조절함으로써 색상을 조절할 수 있다. 가령, 질화물계 코팅층(103)의 두께는 100 내지 300nm, 산화물계 코팅층(105)의 두께는 1.0 내지 1.6㎛이다. The nitride-based coating layer 103 and the oxide-based coating layer 105 may be laminated to realize a cyan color similar to a tooth color as shown in FIG. The color can be adjusted by controlling the thicknesses of the nitride-based coating layer 103 and the oxide-based coating layer 105, respectively. For example, the thickness of the nitride-based coating layer 103 is 100 to 300 nm, and the thickness of the oxide-based coating layer 105 is 1.0 to 1.6 占 퐉.

질화물계 코팅층(103)과 산화물계 코팅층(105)으로 이루어진 복합코팅층(101)은 PVD법에 의해 금소기재의 표면에 형성된다. PVD(Physical Vapor Deposition)법은 오염원 배출이 없는 친환경적인 공정이며 정밀한 공정제어가 가능하고 코팅층의 부착력과 내마모성이 우수하다. PVD법 중 코팅막의 부착력이 우수한 아크 이온 플레이팅(Arc Ion Plating, AIP)방식을 이용한다. The composite coating layer 101 composed of the nitride-based coating layer 103 and the oxide-based coating layer 105 is formed on the surface of the gold base material by the PVD method. The PVD (Physical Vapor Deposition) method is an eco-friendly process that does not emit pollutant emissions. It is capable of precise process control and has excellent adhesion and abrasion resistance of the coating layer. The arc ion plating (AIP) method, which has excellent adhesion of the coating film in the PVD method, is used.

이하, 아크 이온 플레이팅 방식을 적용하여 치아 교정장치를 코팅하는 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a method of applying the arc ion plating system and coating the orthodontic appliance will be described.

본 발명의 코팅층 형성방법은 알루미늄(Al)과 지르코늄(Zr)과 규소(Si)와 티타늄(Ti) 중에서 선택된 어느 하나의 모재 금속과 은(Ag)이 혼합된 합금타겟을 제조하는 타겟제조단계와, 챔버 내에 합금타겟을 설치한 후 합금타겟을 아크방전시켜 금속기재의 표면에 복합코팅층을 형성하는 증착단계를 포함한다. The method of forming a coating layer of the present invention includes a target manufacturing step of manufacturing an alloy target in which aluminum (Al), zirconium (Zr), silicon (Si) and titanium (Ti) And a deposition step of depositing an alloy target in the chamber and arc discharging the alloy target to form a composite coating layer on the surface of the metal base.

본 발명의 코팅방법을 각 단계별로 구체적으로 살펴본다. The coating method of the present invention will be described in detail in each step.

1. 타겟제조단계1. Target manufacturing stage

본 발명에서 합금타겟의 제조는 모재금속과 은을 진공용해하여 제조한다. 진공용해방법으로 진공아크용해방식을 적용할 수 있다. 진공아크용해방식은 용융시키고자 하는 금속을 진공용해로에 장입한 후 진공 또는 불활성 가스 분위기에서 아크를 발생시켜 진공용해로에서 금속을 용융시키는 방법이다. In the present invention, an alloy target is prepared by vacuum melting a base metal and silver. The vacuum arc melting method can be applied as a vacuum melting method. In the vacuum arc melting method, a metal to be melted is charged into a vacuum melting furnace and an arc is generated in a vacuum or inert gas atmosphere to melt the metal in the vacuum melting furnace.

진공아크용해방식은 진공용해로에 설치된 금속소재의 전극 자체를 용융시키는 소모성 전극방식과 진공용해로에 투입된 별도의 금속소재를 용융시키는 비소모성 전극방식으로 나뉜다. The vacuum arc melting method is divided into a consumable electrode method in which the electrode itself of the metal material installed in the vacuum melting furnace is melted and a non-consumable electrode method in which a separate metal material is melted in the vacuum melting furnace.

본 발명은 합금타겟의 제조를 위해 1차로 비소모성 전극방식을 이용한 제 1아크용해단계와, 2차로 소모성 전극방식을 이용한 제 2아크용해단계를 적용한다. 일 예로 타겟제조단계는 a)모재 금속과 은을 진공용해로에 장입한 후 아크를 발생시켜 용해하여 상기 모재금속과 은이 혼합된 금속단광을 만드는 제 1아크용해단계와, b)금속단광을 다수 준비한 다음 맞대어 용접하여 봉상의 소모성 전극을 제조하는 전극제조단계와, c)소모성 전극을 진공용해로에 설치한 후 아크를 발생시켜 상기 소모성 전극을 용해하여 상기 합금타겟을 만드는 제 2아크용해단계를 포함한다. The present invention applies a first arc dissolution step using a non-consumable electrode method and a second arc dissolution step using a second consumable electrode method for the production of an alloy target. For example, the target manufacturing step includes: a) a first arc melting step of charging a base metal and silver into a vacuum melting furnace and generating an arc to dissolve the base metal to form a metal single light mixed with the base metal; and b) And a second arc melting step of producing an alloy target by dissolving the consumable electrode by generating an arc after the consumable electrode is installed in a vacuum melting furnace .

(1)제 1아크용해단계(1) First arc melting step

먼저, 제 1아크용해단계에서 모재 금속과 은을 용해시켜 2 종류의 금속이 혼합된 금속단광을 만든다. First, in the first arc melting step, the base metal and silver are melted to produce a metal single beam mixed with two kinds of metals.

알루미늄(Al)과 지르코늄(Zr)과 규소(Si)와 티타늄(Ti) 중에서 선택된 어느 하나의 모재 금속과, 은(Ag)을 진공용해로에 장입한 후 아크를 발생시킨다. An arc is generated after charging a base material metal selected from aluminum (Al), zirconium (Zr), silicon (Si) and titanium (Ti) and silver (Ag) into a vacuum melting furnace.

제 1아크용해단계를 수행하기 위한 진공아크용해장치는 통상적인 것을 이용할 수 있다. 일 예로, 진공용해로의 내부에 반구홈으로 형성된 몰드가 구비되고, 몰드의 상측에 봉 형상의 비소모성 전극(텅스텐 소재)이 위치하는 구조를 가진다. 전극에 의하여 아크가 발생되며, 발생된 아크에 의해 몰드에 위치한 금속소재가 용융된다. The vacuum arc melting apparatus for performing the first arc melting step may be a conventional one. For example, a mold having a hemispherical groove is provided in a vacuum melting furnace, and a rod-shaped non-consumable electrode (tungsten material) is disposed on the upper side of the mold. An arc is generated by the electrode, and the metal material located in the mold is melted by the generated arc.

진공용해로에 장입되는 금속은 모재 금속 및 은이다. 모재 금속 및 은은 순도 99.9% 이상인 브리켓(briquette) 형태로 진공용해로에 각각 장입된다. 진공용해로에 장입되는 모재 금속 대 은은 함량비가 0.88~0.95: 0.05~0.12의 중량비로 조정된다. 아크가 발생하여 용융된 모재 금속 및 은은 몰드의 중앙으로 흘러들어 혼합된다.The metals charged into the vacuum melting furnace are base metals and silver. The base metals and silver are charged into the vacuum furnace in the form of briquette with a purity of 99.9% or more. The content of the base metal to silver contained in the vacuum melting furnace is adjusted to a weight ratio of 0.88 to 0.95: 0.05 to 0.12. Arc is generated and molten base metal and silver flow into the center of the mold and mix.

용융된 금속을 냉각시키면 모재 금속:은이 0.88~0.95: 0.05~0.12의 중량비로 혼합된 금속단광이 만들어진다. 금속단광의 크기는 대략 직경 20mm, 길이 200mm크기의 봉 형상을 갖는다. When the molten metal is cooled, the metal metal: silver is mixed with the metal monochromate at a weight ratio of 0.88 to 0.95: 0.05 to 0.12. The size of the single-metal light is approximately 20 mm in diameter and 200 mm in length.

(2) 전극제조단계(2) Electrode Fabrication Step

다음으로, 제 2아크용해단계에서 사용할 소모성 전극을 제조한다. 이를 위해 봉상의 금속단광을 여러 개 준비한 다음 서로 맞댄 상태에서 상호 용접하여 기다란 봉상의 소모성 전극을 제조한다. 소모성 전극은 직경 20mm, 길이 700 내지 800mm가 적당하다. Next, a consumable electrode to be used in the second arc melting step is produced. For this purpose, a plurality of rod-shaped metal single beams are prepared and then welded to each other to produce a long stick-shaped consumable electrode. The consumable electrode has a diameter of 20 mm and a length of 700 to 800 mm.

(3) 제 2아크용해단계(3) Second arc melting step

다음으로, 소모성 전극을 진공용해로에 설치한 후 아크를 발생시켜 상기 소모성 전극을 용해하여 합금소재를 만드는 제 2아크용해단계를 수행한다. Next, a second arc melting step is performed in which a consumable electrode is installed in a vacuum melting furnace, and an arc is generated to dissolve the consumable electrode to produce an alloy material.

제 2아크용해단계는 소모성 전극 방식의 진공아크용해 과정이다. 제 2아크용해단계를 수행하기 위한 진공아크용해장치는 통상적인 것을 이용할 수 있다. 일 예로, 진공용해로의 내부에 반구홈으로 형성된 몰드가 구비되고, 몰드의 상측에 소모성 전극이 설치된 구조를 가진다. 아크가 발생되면 소모성 전극은 용융되고, 용융된 용탕은 주형으로 이동시켜 잉곳(ingot) 형태의 합금소재를 제조한다. 잉곳은 가공작업을 통해 합금타겟으로 사용하기 적절한 모양과 크기로 가공될 수 있다. 가공된 합금타겟은 코팅막의 소재로 이용된다. The second arc melting step is a consumable electrode type vacuum arc melting process. The vacuum arc melting apparatus for performing the second arc melting step may be a conventional one. For example, the vacuum melting furnace has a mold formed with hemispherical grooves in the inside thereof, and a consumable electrode is provided on the upper side of the mold. When an arc is generated, the consumable electrode is melted, and the molten molten metal is moved to a mold to produce an ingot-shaped alloy material. The ingot can be machined to an appropriate shape and size for use as an alloy target. The processed alloy target is used as the material of the coating film.

제조된 합금타겟은 모재금속 88 내지 95중량%, 은 5 내지 12중량%로 조성된다. 제 2금속의 함량이 12중량%를 초과하여 과도하게 함유되어 있으면 생체 내에서 독성을 일으킬 수 있고, 5중량% 미만이면 항균효과가 미미하다. The prepared alloy target is composed of 88 to 95% by weight of the base metal and 5 to 12% by weight of silver. If the content of the second metal is more than 12% by weight, it may cause toxicity in vivo. If the content of the second metal is less than 5% by weight, the antibacterial effect is insignificant.

2. 증착단계2. Deposition step

증착단계는 a)챔버 내에 아르곤과 질소 가스를 주입하고 합금타겟을 아크방전시켜 금속기재의 표면에 질화물계 코팅층을 형성하는 제 1코팅단계와, b)챔버 내에 아르곤과 산소 가스를 주입하고 합금타겟을 아크방전시켜 질화물계 코팅층의 표면에 산화물계 코팅층을 형성하는 제 2코팅단계를 포함한다. The deposition step comprises: a) a first coating step of injecting argon and nitrogen gas into the chamber and arc-discharging the alloy target to form a nitride-based coating layer on the surface of the metal substrate, b) injecting argon and oxygen gas into the chamber, Based coating layer on the surface of the nitride-based coating layer by arc-discharging the oxide-based coating layer.

(1)제 1코팅단계(1) First coating step

합금타겟이 준비되면 제 1코팅단계를 수행한다. When the alloy target is ready, the first coating step is carried out.

본 발명은 합금타겟을 이용하여 복합코팅층을 형성하므로 모재 금속 및 은의 조성비를 정밀하게 조절할 수 있다. 반면에, 합금타겟을 사용하지 않고 모재금속으로 이루어진 타켓과 은으로 이루어진 타겟을 동시에 아크방전시켜 금소기재의 표면에 모재 금속과 은이 혼합된 코팅층을 형성할 수 있으나, 이 경우 조성비를 정밀하게 컨트롤하기가 어렵다.Since the present invention forms a composite coating layer using an alloy target, the composition ratio of the base metal and silver can be precisely controlled. On the other hand, without using an alloy target, a target made of a base metal and a target made of silver can be simultaneously arc-discharged to form a coating layer mixed with the base metal and silver on the surface of the base metal. In this case, Is difficult.

제 1코팅단계는 챔버 내에 합금타겟을 설치한 후 아르곤과 질소가스를 주입하고 합금타겟을 아크방전시켜 금소기재의 표면에 질화물계 코팅층을 형성한다. In the first coating step, an alloy target is placed in the chamber, argon and nitrogen gas are injected, and the alloy target is arc discharged to form a nitride-based coating layer on the surface of the gold base material.

제 1코팅단계를 수행하기 위해 질화물계 코팅층을 형성할 금속 기재를 준비한다. 금속기재가 준비되면 금속기재의 표면에 묻어 있는 이물질을 세척한다. 이물질을 세척하기 위하여 세척 통에 금소기재를 투입한 다음 통상적인 세척액을 주입하고 세척기를 이용하여 금속기재의 표면에 붙어 있는 불순물을 세척한다. 이외에도 초음파를 이용하여 세척할 수 있다. A metal substrate on which the nitride based coating layer is to be formed is prepared in order to carry out the first coating step. When the metal substrate is prepared, the foreign substance on the surface of the metal substrate is cleaned. In order to clean the foreign object, the gold base material is put into the cleaning container, and then a conventional cleaning liquid is injected and the impurities adhering to the surface of the metal base material are cleaned by using a washing machine. In addition, it can be cleaned using ultrasonic waves.

세척공정을 거친 다음 헹굼 공정을 거치고 건조기에서 건조하여 수분을 증발시킨 후 아크이온플레이팅 방식을 적용하여 금속기재의 표면에 제 1코팅층을 형성한다. After rinsing, rinsing, drying in a drier to evaporate water, and arc ion plating method is applied to form a first coating layer on the surface of the metal substrate.

아크 방전을 이용해 금속기재의 표면에 특정 물질을 코팅시키는 아크 이온 플레이팅 장치는 기동시 아크 증발원인 음극(타겟)과 챔버인 양극 사이에 아크 방전을 발생시킴에 따라 음극을 구성하는 타겟 물질이 용융 및 증발되며, 이때 증발된 물질은 음극과 양극 사이에 존재하는 플라즈마에 의해 이온화됨에 따라 금속기재의 표면에 증착이 이루어진다. An arc ion plating apparatus for applying a specific substance to a surface of a metal substrate using an arc discharge generates an arc discharge between a cathode (target) for arc evaporation and an anode as a chamber during start-up, And the evaporated material is deposited on the surface of the metal substrate as ionized by the plasma existing between the cathode and the anode.

아크이온플레이팅 방식을 이용하여 코팅단계를 수행하기 위한 아크 이온 플레이팅 장치의 일 예를 도 3에 도시하고 있다. 도 3에 도시된 아크 이온 플레이팅 장치(20)는 가스를 유입시킬 수 있는 가스 유입구와 가스를 유출시킬 수 있도록 진공펌프(23)와 연결된 가스 유출구가 마련된 챔버(21)와, 챔버(21) 내의 일측에 하나 또는 복수개가 장착되어 아크 증발원인 합금타겟(25)을 아크방전에 의해 용융 및 증발시키는 아크 발생원(27)과, 피증착물인 금속기재(100)를 지지하고 가속전자에 의해 이온화된 물질을 끌어당기도록 바이어스 발생원(29)을 통해 음(-)전위 바이어스 전압이 인가되는 홀더(28)를 포함하여 구성된다. An example of an arc ion plating apparatus for performing a coating step using an arc ion plating method is shown in FIG. The arc ion plating apparatus 20 shown in FIG. 3 includes a chamber 21 provided with a gas inlet capable of introducing gas and a gas outlet connected with a vacuum pump 23 so as to allow the gas to flow out, (27) for melting and evaporating the alloy target (25) caused by arc evaporation by one or a plurality of arc welding sources (25) mounted on one side of the arc evaporation source And a holder 28 to which a negative potential bias voltage is applied through the bias source 29 so as to attract the material.

상기의 아크 이온 플레이팅 장치를 이용하여 반응을 시키기 위해서 합금타겟(25)과 금소기재(100)를 챔버(21) 내부에 장착한 상태로 진공펌프(23)를 가동하여 챔버(21)를 진공상태로 만든 후 아크 방전시켜 금속기재(100)의 표면에 질화물계 코팅층을 형성한다. 가스로 아르곤 가스 및 질소 가스를 이용한다. 그리고 아크 방전시 홀더(28)에 100 내지 300V의 음(-)전위 바이어스 전압을 인가하여 방전시킨다. The vacuum pump 23 is operated in a state where the alloy target 25 and the gold base material 100 are mounted in the chamber 21 in order to perform the reaction using the arc ion plating apparatus, And then arc discharge is performed to form a nitride-based coating layer on the surface of the metal substrate 100. Argon gas and nitrogen gas are used as the gas. During the arc discharge, negative (-) potential bias voltage of 100 to 300 V is applied to the holder 28 to discharge.

아크 방전 조건의 일 예로, 챔버 압력 5 내지 10mTorr, 200 내지 300℃, 20 내지 60A의 아크 파워, 100 내지 300V의 음(-)전위 바이어스 전압 조건에서 아르곤 가스 100sccm, 질소 가스 100sccm을 주입하고 60분 동안 아크 방전시킬 수 있다. 아크 방전을 통해 합금타겟에서 증발되는 모재금속과 은은 질소와 반응하여 금소기재의 표면에 질화물계 소재의 제1코팅층을 형성한다. As an example of the arc discharge condition, an arc power of 20 to 60 A at a chamber pressure of 5 to 10 mTorr, 200 to 300 캜, 100 sccm of argon gas and 100 sccm of nitrogen gas under a negative potential bias voltage of 100 to 300 V was injected for 60 minutes Arc discharge can be performed. The base metal and silver which are evaporated in the alloy target through arc discharge react with nitrogen to form a first coating layer of the nitride-based material on the surface of the gold base material.

(2)제 2코팅단계(2) Second coating step

제 1코팅층의 형성 후 챔버 내의 가스를 모두 배기시키고 난 후 진공펌프(23)를 가동하여 챔버(21)를 진공상태로 만든 다음 아크 방전시켜 질화물계 코팅층의 바깥에 산화물계 코팅층을 형성한다. 가스로 아르곤 가스 및 산소 가스를 이용한다. 그리고 아크 방전시 홀더에 100 내지 300V의 음(-)전위 바이어스 전압을 인가하여 방전시킨다. After the formation of the first coating layer, all the gas in the chamber is exhausted, the vacuum pump 23 is operated to bring the chamber 21 into a vacuum state, and arc discharge is performed to form an oxide-based coating layer on the outside of the nitride-based coating layer. Argon gas and oxygen gas are used as the gas. During the arc discharge, negative (-) potential bias voltage of 100 to 300 V is applied to the holder to discharge.

아크 방전 조건의 일 예로, 챔버 압력 5 내지 10mTorr, 200 내지 300℃, 20 내지 60A의 아크 파워, 100 내지 300V의 음(-)전위 바이어스 전압 조건에서 아르곤 가스 100sccm, 산소 가스 100sccm을 주입하고 60분 동안 아크 방전시킬 수 있다. 아크 방전을 통해 합금타겟에서 증발되는 모재금속과 은은 산소와 반응하여 산화물계 소재의 산화물계 코팅층을 형성한다. As an example of the arc discharge condition, 100 sccm of argon gas and 100 sccm of oxygen gas were injected at a chamber pressure of 5 to 10 mTorr, 200 to 300 캜, an arc power of 20 to 60 A, a negative potential bias voltage of 100 to 300 V, Arc discharge can be performed. The base metal and the silver which are evaporated in the alloy target through arc discharge react with oxygen to form an oxide-based coating layer of an oxide-based material.

상술한 제 1 및 제 2코팅단계를 통해 치아 교정장치의 표면에 복합코팅층을 형성할 수 있다. The composite coating layer can be formed on the surface of the orthodontic appliance through the first and second coating steps described above.

<항균활성 실험><Antibacterial activity test>

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따라 제조된 Ti-Ag 합금타겟의 항균활성을 평가하기 위해 다음과 같이 실험을 하였다. In order to evaluate the antibacterial activity of the Ti-Ag alloy target prepared according to one embodiment of the present invention, the following experiment was conducted.

1. 시편의 준비1. Preparation of specimens

시편은 은이 혼합되지 않은 순도 99.9%의 티타늄 금속을 이용한 대조군과, 티타늄과 은이 혼합된 합금을 이용한 시험군으로 구분하였다. 시험군은 은의 혼합비율을 3중량%, 5중량%, 7중량%, 10중량%, 12중량%으로 달리하여 5종류를 준비하였다. The test specimens were classified into a control group using titanium metal of 99.9% purity and a test group using titanium and silver mixed alloy. In the test group, five kinds were prepared by varying the mixing ratio of silver to 3 wt%, 5 wt%, 7 wt%, 10 wt% and 12 wt%.

총 6개의 시편을 지름 15mm, 높이 3mm의 디스크 형태로 가공하였다. 모든 시편을 에탄올에서 20분간 초음파 세척한 후, Autoclave(121℃/20min)를 시행하여 살균처리하였다. A total of six specimens were processed into disks of 15 mm in diameter and 3 mm in height. All specimens were ultrasonically cleaned in ethanol for 20 minutes and sterilized by autoclave (121 ° C / 20min).

시편의 종류를 하기 표 1에 나타내었다. The types of the specimens are shown in Table 1 below.

구분division 시편의 성분Components of the specimen 대조군Control group Ti(99.9%)Ti (99.9%)

시험군



Test group

Ti-3AgTi-3Ag Ti(97%)-Ag(3%)Ti (97%) - Ag (3%)
Ti-5AgTi-5Ag Ti(95%)-Ag(5%)Ti (95%) - Ag (5%) Ti-7AgTi-7Ag Ti(93%)-Ag(7%)Ti (93%) - Ag (7%) Ti-10AgTi-10Ag Ti(90%)-Ag(10%)Ti (90%) - Ag (10%) Ti-12AgTi-12Ag Ti(88%)-Ag(12%)Ti (88%) - Ag (12%)

2. 실험방법2. Experimental Method

공시균주로 구강 내에서 충치를 유발시키는 스트랩터카커스 뮤탄스(Streptococcus mutans) KCTC3065를 이용하였다. deep freezer에 냉동보관중인 균을 활성상태로 만든 후 실험에 사용하였다. Streptococcus mutans, which induces cavities in the oral cavity as a published strain, mutans ) KCTC3065. The deep freezers were kept frozen and used for the experiment.

10%(v/v) horse blood serum(Oxide, Italy)이 포함된 Brain Heart Infusion (BHI, Difco,CA)배지에 Streptococcus Mutans균을 0.5 McFarland탁도(1.6x108개/㎖)로 희석하여 100㎕ 접종하고 spreading하였다. 그리고 BHI배지 위에 준비된 시편을 올리고 37℃ 인큐베이터에서 18시간 동안 혐기배양을 하였다.Brain Heart Infusion (BHI, Difco, CA) containing 10% (v / v) horse blood serum (Oxide, Italy) supplemented with Streptococcus Mutans were diluted to 0.5 McFarland turbidity (1.6x10 8 cells / ml), 100 ㎕ inoculated and spread. Then, the prepared specimen was placed on BHI medium and anaerobically cultured in a 37 ° C incubator for 18 hours.

3.실험결과3. Experimental Results

18시간 배양 후 시편 주위에 형성된 클리어 존(clear zone)의 크기를 도 4에 나타내었다. 그리고 표 2에 Clear zone의 크기를 계산하여 나타내었다. Clear zone의 크기는 도 5에 표시한 4가지 수치의 평균을 계산하였다.The size of the clear zone formed around the specimen after incubation for 18 hours is shown in Fig. Table 2 shows the size of the clear zone. The size of the clear zone was calculated by averaging the four values shown in FIG.

Clear ZoneClear Zone 대조군
(Reference)
Control group
(Reference)
Ti-3AgTi-3Ag Ti-5AgTi-5Ag Ti-7AgTi-7Ag Ti-10AgTi-10Ag Ti-12AgTi-12Ag
-- -- 1.81.8 2.82.8 1.21.2 2.92.9 -- -- -- 2.52.5 3.03.0 2.82.8 -- -- 1.01.0 3.03.0 3.03.0 3.03.0 -- -- 2.52.5 2.82.8 1.51.5 3.03.0 평균Average -- -- 1.3251.325 2.7752.775 2.1752.175 2.9252.925

상기 표 2와 도 4의 결과를 참조하면, 대조군과 실험군 중 Ti-3Ag에서는 clear zone이 형성되지 않았지만, Ti-5Ag부터 Ti-12Ag에서는 clear zone이 형성됨을 확인하였다. 이를 통해 은의 함량이 5~12중량%인 합금소재의 경우 항균활성이 우수할 것으로 기대된다. Referring to the results of Table 2 and FIG. 4, it was confirmed that no clear zone was formed in Ti-3Ag among the control and experimental groups, but a clear zone was formed in Ti-5Ag to Ti-12Ag. It is expected that the alloy material having the silver content of 5 ~ 12 wt% will have excellent antimicrobial activity.

<2. 코팅층의 특성><2. Characteristics of coating layer>

아크 이온 플레이팅 방식에 의해 티타늄 93중량%, 은 7중량%로 조성된 합금타겟을 이용하여 질화물계 코팅층을 금속기재(타타늄 소재의 와이어)의 표면에 형성시킨 후, 산화물계 코팅층을 형성하였다.Based coating layer was formed on the surface of a metal substrate (a wire of a tantalum material) using an alloy target composed of 93% by weight of titanium and 7% by weight of silver by an arc ion plating method, and then an oxide-based coating layer was formed .

상기 질화물계 코팅층은 아르곤 가스 100sccm, 질소 가스 100sccm을 주입하면서 챔버 압력 7.5mTorr, 250℃, 40A의 아크 파워, 200V의 음(-)전위 바이어스 전압 조건에서 방전시켜 형성하였다.The nitride-based coating layer was formed by discharging at a chamber pressure of 7.5 mTorr, an arc power of 250 캜, an arc power of 40 A, and a negative potential bias voltage of 200 V while injecting 100 sccm of argon gas and 100 sccm of nitrogen gas.

그리고 산화물계 코팅층은 아르곤 가스 100sccm, 산소 가스 100sccm을 주입하면서 챔버 압력 7.5mTorr, 250℃, 40A의 아크 파워, 200V의 음(-)전위 바이어스 전압 조건에서 방전시켜 형성하였다.The oxide-based coating layer was formed by discharging at a chamber pressure of 7.5 mTorr, an arc power of 250 캜, an arc power of 40 A, and a negative potential bias voltage of 200 V while injecting 100 sccm of argon gas and 100 sccm of oxygen gas.

도 6은 금속기재의 표면에 형성된 복합코팅층의 단면을 나타내는 주사전자현미경(SEM) 사진이다. 도 6에 나타난 바와 같이 질화물계 코팅층과 산화물계 코팅층이 금속기재의 표면에 차례로 적층된 모습을 관찰할 수 있다. 그리고 질화물계 코팅층의 두께는 약 198nm이었고, 산화물계 코팅층의 두께는 약 1.32㎛이었다. 6 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing a cross section of the composite coating layer formed on the surface of the metal substrate. As shown in FIG. 6, the nitride-based coating layer and the oxide-based coating layer may be sequentially stacked on the surface of the metal substrate. The thickness of the nitride-based coating layer was about 198 nm, and the thickness of the oxide-based coating layer was about 1.32 μm.

이와 같이 형성된 복합코팅층은 도 7에 나타난 바와 같이 자연 치아와 유사한 색을 띠었다. The composite coating thus formed had a color similar to that of a natural tooth, as shown in Fig.

이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 등록청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

20: 아크이온플레이팅 장치 21: 챔버
25: 합금타겟 28: 홀더
100: 금속기재 101:복합코팅층
103: 질화물계 코팅층 105: 산화물계 코팅층
20: arc ion plating device 21: chamber
25: alloy target 28: holder
100: metal base 101: composite coating layer
103: Nitride-based coating layer 105: Oxide-based coating layer

Claims (5)

금속 기재와;
상기 금속기재의 표면에 형성되는 복합코팅층;을 구비하고,
상기 복합코팅층은 알루미늄(Al)과 지르코늄(Zr)과 규소(Si)와 티타늄(Ti) 중에서 선택된 어느 하나의 모재 금속과 질소 및 은(Ag)이 함유된 질화물계 코팅층과, 상기 질화물계 코팅층의 내측 또는 외측에 형성되며 상기 모재 금속과 산소 및 은(Ag)이 함유된 산화물계 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자연 치아와 유사한 색을 갖는 치아 교정장치.
A metal substrate;
And a composite coating layer formed on a surface of the metal substrate,
Wherein the composite coating layer comprises a nitride-based coating layer containing at least one of a base metal selected from aluminum (Al), zirconium (Zr), silicon (Si) and titanium (Ti), nitrogen and silver (Ag) And an oxide-based coating layer formed on the inner side or the outer side and containing the matrix metal and oxygen and silver (Ag).
제 1항에 있어서, 상기 질화물계 코팅층 및 상기 산화물계 코팅층은 아크 이온 플레이팅법에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 자연 치아와 유사한 색을 갖는 치아 교정장치.The orthodontic appliance according to claim 1, wherein the nitride-based coating layer and the oxide-based coating layer are formed by an arc ion plating method. 알루미늄(Al)과 지르코늄(Zr)과 규소(Si)와 티타늄(Ti) 중에서 선택된 어느 하나의 모재 금속과 은(Ag)이 혼합된 합금타겟을 제조하는 타겟제조단계와;
챔버 내에 상기 합금타겟을 설치한 후 상기 합금타겟을 아크방전시켜 금속기재의 표면에 질화물계 코팅층과 산화물계 코팅층으로 이루어진 복합코팅층을 형성하는 증착단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 교정장치의 코팅방법.
A target manufacturing step of manufacturing an alloy target in which aluminum (Al), zirconium (Zr), silicon (Si) and titanium (Ti) are mixed with silver (Ag);
And depositing a composite coating layer comprising a nitride-based coating layer and an oxide-based coating layer on the surface of the metal substrate by arc-discharging the alloy target after the alloy target is installed in the chamber. Way.
제 3항에 있어서, 상기 증착단계는 a)상기 챔버 내에 아르곤과 질소 가스를 주입하고 상기 합금타겟을 아크방전시켜 상기 금속기재의 표면에 상기 질화물계 코팅층을 형성하는 제 1코팅단계와, b)상기 챔버 내에 아르곤과 산소 가스를 주입하고 상기 합금타겟을 아크방전시켜 상기 질화물계 코팅층의 표면에 상기 산화물계 코팅층을 형성하는 제 2코팅단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 교정장치의 코팅방법.4. The method of claim 3, wherein the depositing comprises: a) a first coating step of injecting argon and nitrogen gas into the chamber and arc-discharging the alloy target to form the nitride based coating layer on the surface of the metal substrate; b) And a second coating step of injecting argon and oxygen gas into the chamber and arc-discharging the alloy target to form the oxide-based coating layer on the surface of the nitride-based coating layer. 제 3항에 있어서, 상기 타겟제조단계는 a)상기 모재 금속과 은을 진공용해로에 장입한 후 아크를 발생시켜 용해하여 상기 모재금속과 은이 혼합된 금속단광을 만드는 제 1아크용해단계와, b)상기 금속단광을 다수 준비한 다음 맞대어 용접하여 봉상의 소모성 전극을 제조하는 전극제조단계와, c)상기 소모성 전극을 진공용해로에 설치한 후 아크를 발생시켜 상기 소모성 전극을 용해하여 상기 합금타겟을 만드는 제 2아크용해단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치아 교정장치의 코팅방법.4. The method of claim 3, wherein the target manufacturing step comprises the steps of: a) a first arc melting step of charging the base metal and silver into a vacuum melting furnace and generating and dissolving an arc to produce a metal single beam mixed with the base metal and silver; ) Preparing an electrode for preparing a rod-shaped consumable electrode by preparing a plurality of the metal single rays and then welding them together; c) generating an arc after the consumable electrode is installed in a vacuum melting furnace to dissolve the consumable electrode And a second arc melting step.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111759494A (en) * 2020-06-28 2020-10-13 杭州牙科医院有限公司 Orthodontic device based on spiral CT three-dimensional reconstruction technology and method thereof
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