KR20160128493A - 색상 균질성을 향상한 치과용 도재 분말 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치과 도재의 색상을 결정하기 위해 첨가한 금속산화물이 골고루 분산할 수 있도록 하기 위해 혼합 후 소성하여 급랭한 다음 분쇄하여 치과 도재용의 분말 조성물을 얻음으로써, 각 성분이 서로 달라붙어 일체로 이루어진 것을 분쇄하므로 금속산화물이 균일하게 분말 조성물에 분산시켜 균질한 색상을 얻을 수 있게 한 치과용 도재 분말 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 치과 도재의 투명도를 결정하는 유리 성분이 연화되는 온도에서 소성함으로써, 금속산화물과 나머지 성분들이 서로 달라붙게 하여 이처럼 분쇄 작용을 통해 금속산화물이 도재 분말 내에 골고루 분산할 수 있게 하여 균질한 색상을 얻을 수 있게 한 치과용 도재 분말 조성물을 제공하는데 목적이 있다.

Description

색상 균질성을 향상한 치과용 도재 분말 조성물{DENTAL PORCELAIN POWDER COMPOSITION WITH IMPROVED COLOR HOMOGENEITY}

본 발명은 색상 균질성을 향상한 치과용 도재 분말 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 투명도와 색상을 얻기 위해 혼합하는 금속산화물을 유리와 함께 혼합·소성한 다음, 분쇄하여 조성물을 얻음으로써, 이 금속산화물이 조성물 내에서 균질하게 분포하게 하여 색상이 균일하게 구현할 수 있게 한 것이다.

일반적으로 보철에 사용하는 재질로는 크게 금속과 도재를 예로 들 수 있다. 여기서, 금속 보철의 경우 어금니와 같이 입 밖에서 잘 보이지 않는 구치부에 많이 시술하고, 치과 도재를 사용한 보철물은 치아의 색상과 유사하여 전치부 등에 많이 시술한다.

특히, 치과 도재는 심미 치과 보철물의 재료라는 관점에서 심미성, 저작에 견딜 수 있는 강도 및 화학적 안정성이 가장 중요한 요구 특성이라고 할 수 있다. 이러한 도재는 도재로만 보철을 형성하거나 금속 위에 도재를 축성하여 보철하기도 한다. 특허문헌 1에는 이처럼 금속과 함께 사용하는 도재 조성물이 개시되어 있다.

특허문헌 1은, 불소 화합물을 포함하는 지르코니아 코어용 도재 형성용 조성물에 관한 것으로, 불소 화합물을 포함함으로써, 환자의 구강에 적용되어 치아 우식증을 예방하고 도재 주위의 치아의 이차 우식증 예방 및 구강 내의 세균의 증식과 감염을 억제할 수 있는 도재를 제조할 수 있는 지르코니아 코어용 도재 형성용 조성물에 관한 것이다.

한편, 도재에 사용하는 조성물은 불소 화합물 이외에도 다른 여러 가지 성분을 사용한다. 예를 들어서, 일반적으로 치과에서 사용하는 도재 분말의 경우, 주성분인 장석(feldspar), 내화성과 강도를 주는 규석(quartz), 가소제로서 작용하는 카올린(kaolin), 그 외에 알루미나(alumina), 탄산염과 붕산 등을 포함한다. 그리고, 이러한 도재에는 유리에 투명도와 색상을 조절하기 위해 산화주석(tin oxide), 산화티타늄(titanium oxide), 산화코발트(cobalt oxide), 그리고 산화철과 같은 금속산화물을 첨가한다.

하지만, 기존 치과용 도재는 다음과 같은 문제가 있다.

(1) 기존 치과 도재는 그 조성 성분을 단순히 건식 혼합 방식으로 혼합하여 조성물을 얻었기 때문에 도재 내부의 조성을 균일하게 혼합할 수 없는 문제가 있다.

(2) 즉, 기존 도재에는 투명도와 색상 등을 결정하기 위해 금속산화물을 혼합하여 도재를 제조한다. 이때, 이들 금속산화물을 다른 구성요소들과 함께 균일하게 분산하는데 어려움이 있다.

(3) 특히, 금속산화물은 다른 구성 성분과 비교하여 비중이 크므로, 이처럼 단순 건식 혼합하여 사용하는 경우, 금속산화물과 다른 구성요소들이 서로 분리될 우려가 있다.

(4) 이처럼 금속산화물이 다른 구성요소들과 균일하게 혼합하지 못함에 따라 치과 도재의 색상과 투명도 등이 일정하지 않아 고객의 불만 사항이 되는 경우가 있다.

(5) 특히, 치과 도재는 전치와 같이 타인에게 보이는 부분에 시술할 경우, 이처럼 이웃한 치아와 도재로 시술한 치아 사이의 색상과 투명도 등의 차이로 치아의 일체감을 잃게 하는 문제가 발생한다.

(6) 또한, 기존 치과용 도재 분말은 치과 보철물을 제작하기 위해 물과 혼련할 때 금속산화물과 다른 성분들이 분리되는 현상 때문에, 안정적으로 도재의 색상을 얻는 데 한계가 있다.

한국공개특허 제10-2014-0106308호 (공개일 : 2014.09.03)

본 발명은 이러한 점을 고려하여 발명한 것으로, 치과 도재의 색상을 결정하기 위해 첨가한 금속산화물이 골고루 분산할 수 있도록 하기 위해 혼합 후 소성하여 급랭한 다음 분쇄하여 치과 도재용의 분말 조성물을 얻음으로써, 각 성분이 서로 달라붙어 일체로 이루어진 것을 분쇄하므로 금속산화물이 균일하게 분말 조성물에 분산시켜 균질한 색상을 얻을 수 있게 한 치과용 도재 분말 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 치과 도재의 투명도를 결정하는 유리 성분이 연화되는 온도에서 소성함으로써, 금속산화물과 나머지 성분들이 서로 달라붙게 하여 이처럼 분쇄 작용을 통해 금속산화물이 도재 분말 내에 골고루 분산할 수 있게 하여 균질한 색상을 얻을 수 있게 한 치과용 도재 분말 조성물을 제공하는데 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 색상 균질성을 향상한 치과용 도재 분말 조성물은, 백류석 결정을 함유한 유리 5.0~40.0중량%; 투명도를 조절하기 위한 성분 0.1~10.0중량%; 색상을 조절하기 위한 성분 0.1~5.0중량%; 그리고 나머지 투명 유리;를 섞어 볼밀로 혼합하고;, 혼합한 혼합물을 소성하여 급랭한 다음 분쇄하여 얻되;, 상기 투명도 조절 성분은 산화주석과 산화티타늄 및 산화알루미늄 중에서 적어도 하나로 이루어지고;, 상기 색상 조절 성분은 산화코발트·산화철·산화망간·산화주석 및 산화니켈 중에서 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 소성은 혼합물을 백금 도가니에 담아 800~1,000℃의 전기로에서 10~30분 동안 소성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조성물은 분쇄 후 입도가 1~100㎛인 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 조성물은, 백류석 결정의 함량 조절을 통해, 열팽창계수가 8~14×10^-6/℃인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 색상 균질성을 향상한 치과용 도재 분말 조성물은 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 치과용 도재 분말에 함유하여 도재의 색상을 구현하는 금속산화물을 유리와 일체로 엉키게 소성하고 이를 분쇄함으로써, 치과용 도재 분말에 함유된 금속산화물을 다른 성분과 균질하게 혼합하여 섞을 수 있다.

(2) 특히, 이러한 금속산화물은 유리 성분이 연화하는 온도에서 유리와 금속산화물을 일체화한 다음, 급랭하여 분쇄하므로 금속산화물이 치과용 도재 분말 내에 골고루 분포하게 구성할 수 있다.

(3) 이처럼 균질하게 분포한 금속산화물은 치과 도재의 색상을 얻기 위한 것이므로, 치과 도재로 축성한 보철물의 색상을 균일하면서도 원하는 색상을 구현하게 할 수 있다.

(4) 이는 본 발명에 따른 치과 도재로 축성한 보철물을 구강 내에 시술하더라도 다른 치아와의 색상 차이를 줄여주어 심미감을 높일 수 있다.

(5) 또한, 금속산화물의 함량 조절을 통해 구현하는 색상을 다르게 조절할 수 있으므로, 피시술자의 잇몸(Gum)과 치아 색상 등을 고려하여 이에 맞게 조절하여 분말을 제조하여 사용할 수 있다.

(6) 치과 보철물 제작을 위해 본 발명에 따른 치과용 도재 분말 조성물을 물과 혼련할 때 금속산화물이 분리되는 현상을 방지할 수 있기 때문에 원하는 색상을 얻을 수 있다.

[도 1]은 분말을 구성하는 성분을 소결하지 않고 혼합한 종래 치과용 도재 분말 조성물로 소성하여 얻은 시료(비교예)의 광학 현미경 사진.
[도 2]는 본 발명에 따라 소성하여 분쇄한 치과용 도재 분말 조성물로 소성하여 얻은 시료(실시예)의 광학 현미경 사진.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 한 가지 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(구성)

본 발명에 따른 색상 균질성을 향상한 치과용 도재 분말 조성물은, 열팽창계수를 조절하기 위한 백류석을 함유한 유리 5.0~40.0중량%, 투명도를 조절하기 위한 성분 0.1~10.0중량%, 색상을 조절하기 위한 성분 0.1~5.0중량%, 그리고 투명 유리가 나머지 조성비를 가진다.

특히, 본 발명은 이러한 조성의 조성물을 혼합·소성하여 급랭한 다음 분쇄하여 분말 형태로 얻음으로써, 투명도나 색상 조절을 하기 위해 사용한 금속산화물이 유리와 일체로 엉킨 상태에서 분쇄가 이루어지므로 금속산화물이 분말 조성물 내에 골고루 분포하게 하여 치과 도재로 보철물을 축성할 때 색상이 균질하게 구현할 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 관하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 치과용 도재 분말 조성물은 보철물의 투명도를 가질 수 있도록 투명 유리를 기재로 여기에 백류석을 함유한 유리를 5.0~40.0중량%를 함유한다. 이때, 백류석은 그 함량에 따라 열팽창계수가 달라지는 데, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 분말 조성물은 열팽창계수가 8~14×10^-6/℃를 갖게 하는 것이 바람직하다. 이는 본 발명에 따라 얻은 치과용 도재 분말 조성물을 금속소부용 도재의 경우 12~14×10^-6/℃ 범위의 열팽창계수를 가진 분말 조성물을 사용하고, 지르코니아용 도재의 경우 8~10×10^-6/℃ 범위의 열팽창계수를 가진 분말 조성물을 사용하기 위함이다.

투명도 조절 성분은 0.1~10.0중량%만큼 첨가한다. 이때 사용할 수 있는 성분으로는 산화주석과 산화티타늄 및 산화알루미늄 중에서 적어도 하나를 추가한다. 추가하는 성분과 중량은 투명 정도 등을 고려하여 선택한다.

색상 조절 성분은 0.1~5.0중량%만큼 첨가한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 색상 조절은 산화코발트·산화철·산화망간·산화주석 및 산화니켈과 같은 금속산화물 중에서 적어도 하나를 첨가한다. 이때의 첨가 개수와 함량 또한 구현하고자 하는 색상에 따라 선택한다.

한편, 본 발명은 상술한 바와 같이, 백류석을 함유한 유리와 투명도 조절 성분 그리고 색상 조절 성분을 제외한 나머지 성분으로 투명 유리를 첨가한다. 투명 유리는 실질적으로 도재 분말 조성물의 기본 색상이라고 할 수 있는 투명한 색을 제공하고, 여기에 상술한 투명도와 색상에 따라 원하는 색상을 얻을 수 있게 하기 위해 사용한다.·

마지막으로, 투명 유리는 유리 형성제(Glass Former)로 이루어지거나 이 유리 형성제에 유리 개질제(Glass Modifier)를 첨가하여 얻는 통상의 유리 제조기술을 이용하여 얻은 것을 사용한다. 이때, 유리 형성제는, SiO_{2 ·}B₂O_3·P₂O_{5 ·}GeO_{2 ·}As₂O_{3 ·}Sb₂O₅ 그리고 V₂O_{5 (}이상 산화물), AlF_{3 ·}BeF_{2 ·}ZrF_{4 ·}GaF_{3 ·}ThF_{4 ·}YF_{3 ·}ZnF_{2 ·}ZnCl₂ 그리고 BiCl₃(이상 비산화물)을 예로 들 수 있다. 또한, 유리 개질제로는 융점 강하제, 안정화제, 착색제, 방사선 불투과성과 열팽창계수 조절 그리고 화학적 내구성을 조절하는 데 사용하는 첨가제를 예로 들 수 있다.

이어, 상술한 바와 같은 조성으로 혼합한 혼합물은 볼밀을 이용하여 충분하게 잘 혼합한 다음 소성 과정을 거친다. 그리고 소성 후에는 급랭하여 미리 정한 입도로 분쇄한다.

이때, 상술한 조성비를 가진 조성물을 소성하는 조건은 유리가 연화할 수 있는 온도 조건에서 소성이 이루어지게 함으로써, 유리가 연화하면서 투명도 조절 성분과 색상 조절 성분을 이루는 금속산화물과 연화한 유리가 원활하게 하나로 뭉쳐질 수 있게 하기 위함이다.

이에, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 상술한 조성을 가진 혼합물을 소성한다. 이때의 소성은 상술한 조성을 가진 혼합물을 백금 도가니에 담아 800~1,000℃의 전기로에서 10~30분 동안 소성하는 것이 바람직하다. 이때의 온도는 850~950℃일 때가 가장 바람직하다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 이처럼 소성한 다음 분쇄하여 얻은 조성물은 그 입도가 1~100㎛되게 하는 것이 좋다. 이는, 입자가 고울수록 투명도와 색상을 균질하게 구현시킬 수 있을 뿐만 아니라 보철물 형상 제작을 쉽게 하기 위함이다.

이상과 같이 이루어진 본 발명에 따른 분말 조성물은 분말을 얻을 때 소성하지 않았을 때와 비교하여 금속산화물의 분포에서 차이가 있다. 이하, 이러한 차이에 대해 설명하면 다음과 같다.

우선, 비교예는 상술한 본 발명과 같은 조성과 중량%로 혼합하였으나 소성하여 분쇄하지 않은 분말을, 직경 16㎜이고 두께 2㎜로 성형한 다음, 이를 도재 소성로에서 소성하여 디스크 형태로 시편을 제작하였다. 그리고, 이렇게 제작한 시편을 SiC 연마지로 한쪽 면을 연마한 다음, 광학 현미경으로 표면 상태를 관찰하였다.

그리고, 실시예는, 상술한 비교예와 같은 방법으로 시편을 제작하여 광학 현미경으로 표면 상태를 관찰하였으며, 비교예와의 차이점으로는 상술한 분말 조성물을 얻을 때에 각 성분을 소성한 다음 분쇄하여 얻은 분말 조성물로 시편을 제작한 데 있다.

이처럼 제작한 실시예와 비교예의 시편을 가지고 광학 현미경으로 관찰한 결과는 다음과 같다.

비교예의 경우 [도 1]과 같이 금속산화물이 골고루 분포되지 않고 붉게 뭉쳐 있는 것(원안의 점)을 볼 수 있으나, 실시예는 [도 2]와 같이 전체적으로 균질하게 분포한 것을 확인할 수 있다.

따라서, 본 발명은 분말 조성물을 제조할 때 소성 과정을 통해 유리와 금속산화물을 하나의 덩어리 형태로 뭉치게 하고 이를 분쇄하여 분말 조성물을 얻음으로써, 금속산화물이 뭉치지 않고 분말 조성물 내에 골고루 분포하여 결과적으로 균질한 색상을 구현할 수 있다.

Claims (4)

1. 백류석 결정을 함유한 유리 5.0~40.0중량%; 투명도를 조절하기 위한 성분 0.1~10.0중량%; 색상을 조절하기 위한 성분 0.1~5.0중량%; 그리고 나머지 투명 유리;를 섞어 볼밀로 혼합하고,
   혼합한 혼합물을 소성하여 급랭한 다음 분쇄하여 얻되,
   상기 투명도 조절 성분은 산화주석과 산화티타늄 및 산화알루미늄 중에서 적어도 하나로 이루어지고,
   상기 색상 조절 성분은 산화코발트·산화철·산화망간·산화주석 및 산화니켈 중에서 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 색상 균질성을 향상한 치과용 도재 분말 조성물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 소성은 혼합물을 백금 도가니에 담아 800~1,000℃의 전기로에서 10~30분 동안 소성한 것을 특징으로 하는 색상 균질성을 향상한 치과용 도재 분말 조성물.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 조성물은 분쇄 후 입도가 1~100㎛인 것을 특징으로 하는 색상 균질성을 향상한 치과용 도재 분말 조성물.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 조성물은, 백류석 결정의 함량 조절을 통해, 열팽창계수가 8~14×10^-6/℃인 것을 특징으로 하는 색상 균질성을 향상한 치과용 도재 분말 조성물.

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