KR20180011898A - Dental pocelain containing a lithium disilicate and method of manufacturing the same - Google Patents

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KR20180011898A
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lithium disilicate
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윤계림
학 노
노세라
이도재
고대진
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(주)엔시엘코리아
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00Clay-wares
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    • C04B33/326Burning methods under pressure

Abstract

The present invention relates to a dental ceramic ingot using lithium disilicate and a manufacturing method of the same. The dental ceramic ingot comprises: a first composition for assigning a high intensity characteristic and uniformity of a color pigment as a composition with a lithium disilicate crystal phase; a second composition for lowering a coefficient of thermal expansion, keeping a softening temperature, and securing various thermal expansion sections; a third composition for controlling transparency, and adjusting a softening temperature and a melting temperature; a color composition for acquiring a natural tooth; a metal nitride for improving binding power of an oxygen atom and metal; and a specific composition ratio of the first to third compositions, the color composition, and the metal nitride according to a purpose. The present invention can be used for inlay which can be directly casted and pressurized, a crown which can build a porcelain or ceramic ingot, and a CAD/CAM block which is easy to process.

Description

리튬 디실리케이트를 이용한 치과용 세라믹 잉곳 및 그 제조방법{DENTAL POCELAIN CONTAINING A LITHIUM DISILICATE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a dental ceramic ingot using lithium disilicate and a method for manufacturing the same.

본 발명은 리튬 디실리케이트를 이용한 치과용 세라믹 잉곳 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히, 리튬 디실리케이트를 이용하여 직접 가압 주조하는 인레이(Inlay)용이나 포세린 또는 세라믹 잉곳을 축성할 수 있는 치관(Crown)용, 그리고 가공성이 용이한 CAD/CAM용 블록용으로 사용할 수 있는 치과용 세라믹 잉곳 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dental ceramic ingot using lithium disilicate and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a dental ceramic ingot using a lithium disilicate, ) And a CAD / CAM block for easy machinability, and a process for producing the same.

일반적으로 치아는 고령화, 충치 등 여러 가지 이유로 손상되거나 결손되고 있다. 치아가 손상되거나 결손되면, 발음이 부정확해지고, 저작이 불편할 뿐만 아니라, 용모나 심미감에도 악영향을 준다. Generally, teeth are damaged or missing for various reasons such as aging, tooth decay. If the teeth are damaged or missing, the pronunciation becomes inaccurate, not only inconvenient to chew, but also adversely affects the taste and aesthetics.

더구나 치아를 결손상태로 오랜 시간 방치할 경우 치아가 결손된 빈 공간으로 인접 치아들이 이동하여 치아의 정상적인 배열이 어긋나게 되며, 그로 인하여 치아 사이에 음식물이 끼게 되어 구취가 나게 되고, 충치나 풍치로 진행하게 되어 최악의 경우에는 정상적인 치아를 발치 해야한다. 특히, 어금니의 손상 또는 결손은 저작을 제대로 할 수 없기 때문에 건강에도 크게 악영향을 주며, 특히, 앞니의 손상은 용모에 치명적으로 나쁜 인상과 타인에게 불쾌한 심미감을 준다. In addition, when the tooth is left in a defective state for a long time, the adjacent teeth move to an empty space where the tooth is missing, and the normal arrangement of the teeth is shifted. As a result, food is inserted between the teeth, In the worst case, normal teeth should be removed. In particular, the damage or deficiency of the molar teeth can not be applied properly, and therefore, the health of the tooth is adversely affected. In particular, the damage of the front teeth gives a lethal impression to the appearance and an unpleasant aesthetic to others.

따라서, 결손되거나 손상된 치아를 대체하기 위해 인공치아가 개발되어 사용되고 있다. 인공치아 재료는 일반 재료와는 달리 구강내의 특수한 환경으로 인하여 많은 제약을 받고 있다. 즉, 구강 내의 매우 습윤한 환경, 저작 시에 발생되는 높은 충격압/교합압, 급격한 온도 변화, 생체 적합성 및 무수한 세균 등 다수의 환경인자를 고려하여 인공치아의 재료가 선택되고 있다. Therefore, artificial teeth have been developed and used to replace missing or damaged teeth. Unlike general materials, artificial tooth materials have many limitations due to the special environment in the oral cavity. That is, materials of artificial teeth have been selected in consideration of a large number of environmental factors such as a very wet environment in the oral cavity, a high impact pressure / occlusal pressure generated during chewing, a rapid temperature change, biocompatibility, and innumerable bacteria.

치과분야에서 도재, 또는 세라믹 등으로도 불리워지고 있는 치과용 포세린은 1728년 Fauchard가 최초로 치과용 도재로 이용할 것을 주장하고, 1808년에는 Fonzi가 포세린을 금속에 용착시켜 포세린 인공치아를 만들었다. 그 후, 1956년에 금합금에 용착되는 포세린이 개발되었으며, 1970년 비귀금속 합금에 용착되는 포세린인 개발되었다. Dental porcelain, also known as porcelain or ceramics in the dental field, was first claimed by Fauchard to be used as a dental porcelain in 1728, and in 1808, Fonzi welded porcelain to metal to make porcelain artificial teeth. Subsequently, porcelain was developed in 1956, which was welded to a gold alloy. In 1970, it was developed as a porcelain that was welded to a non-precious metal alloy.

이와 같은 포세린은 기본적으로 유리질로 이루어진 분말상의 재료이다. 1990년대에 들어와서는 컴퓨터 CAD/CAM을 이용한 올세라믹 크라운, 포세린 라미네이트 비니어, 포세린 인레이 등이 개발되기 시작하였다.Such porcelain is basically a powdery material made of glass. In the 1990s, all ceramic crowns, porcelain laminate veneers and porcelain inlays using computer CAD / CAM were developed.

세라믹으로 구성된 포세린은 ISO 6872 규격에 따라 가압주조용치과도재, 금속도재시스템용치과도재, 절삭가공용치과도재, 일반용치과도재 등으로 분류하고 있다. 본 발명은 가압주조용치과도재에 해당되어 세라믹 잉곳으로 분류하고, 이 잉곳의 제조공정 기술로부터 절삭가공용치과도재 등에 응용이 가능한 내용을 포함하고 있다. Porcelain made of ceramics is classified into dental porcelain for press casting, dental porcelain for metal porcelain system, dental porcelain for cutting, and general porcelain porcelain according to ISO 6872 standard. The present invention is classified as a ceramic ingot corresponding to a dental porcelain for pressing casting, and includes contents that can be applied to a dental porcelain for cutting processing from the manufacturing process technique of the ingot.

즉, 가압주조용치과도재는 세라믹 재료의 잉곳이며, 사용하는 방법은 잉곳을 고온(920~950℃)에서 반용융시킨 후 가압으로 주조하여 인레이용과 같이 치아를 보존하기 위한 형상을 만드는데 사용되거나, 또는 이 잉곳을 크라운용으로 사용할 경우 저융점(800℃이하)의 도재(포세린) 분말을 축성시켜 좀 더 심미성을 부여하기 하기도 하고, 또는 블록형상을 만들어 CAD/CAM 장비로 3차원가공을 실시하여 인공치아를 절삭하여 만드는데 사용되고 있다. That is, the dental cast iron for press casting is an ingot of a ceramic material. The method of using the ingot is such that the ingot is semi-melted at a high temperature (920 to 950 ° C) and cast by pressurization to form a shape for preserving teeth, Alternatively, when this ingot is used for a crown, a porcelain powder having a low melting point (800 ° C or less) may be formed to give a more aesthetic characteristic, or a block shape may be formed and a three- It is used to make artificial teeth by cutting.

그러나 종래의 세라믹 잉곳은 제조사별 특정 영역의 열팽창계수를 갖고 있으며, 가압주조 후 인레이용 이외에 크라운용 등으로 사용하기 위해서 다른 도재(포세린) 분말을 축성하는 경우가 있는데, 이때에 열팽창률, 연화온도, 용융온도 등이 달라 제어가 어려우며, 냉각 시 온도차에 의해 응력이 집중되어 크랙이 종종 발생되는 단점이 있다.       However, the conventional ceramic ingot has a thermal expansion coefficient in a specific region according to each manufacturer, and other ceramics (porcelain) powders may be formed for use as a crown or the like in addition to the inlay after pressure casting. At this time, the thermal expansion coefficient, , The melting temperature and the like are difficult to control, and there is a disadvantage that cracks are often generated due to concentration of stress due to temperature difference during cooling.

또한, 일반적으로 가압주조를 위해 사용되는 세라믹 잉곳은 리튬디실리케이트 결정상 또는 리튬메타실리케이트 결정상의 조성물을 이용하고, 절삭가공용으로 사용되는 블록 형상은 가공성을 향상시키기 위해 리튬메타실리케이트 결정상이 많은 조성물을 이용하고 있어, 가압주조용의 세라믹 잉곳과 절삭가공용의 세라믹 블록 용도에 따라 결정상에 차이를 갖고 있어 용도에 따라 다양한 조성물이 구성되어야 하는 단점이 있다. In general, a ceramic ingot used for pressure casting uses a composition of a lithium disilicate crystal phase or lithium metasilicate crystal phase, and a block shape used for cutting processing uses a composition containing a large amount of a lithium metasilicate crystal phase to improve workability And there is a difference in crystal phase depending on the use of the ceramic ingot for press casting and the ceramic block for cutting. Thus, there is a disadvantage that various compositions must be formed depending on the application.

그리고 잉곳의 형상 이외 블록으로 만들기 위하여 2차 용융과정 또는 재용융을 실시하여 목적하는 형상이나 블록을 주조하는 것으로 알려져 있다. 이 과정에서는 고온에서 용융을 실시하고, 고온의 산화물의 편석을 줄이고 균일한 조성을 얻기 위해 일정한 크기로 파쇄한 후 다시 배합하여 이를 재용융하는 경우도 있다. 이 공정으로부터 실시할 경우 작업공정 수가 많고 경제적 비용도 추가되는 문제점이 있다. It is also known to cast a desired shape or block by performing a secondary melting process or a remelting process to form blocks other than the shape of the ingot. In this process, melting is carried out at a high temperature, the segregation of the high-temperature oxide is reduced, and the oxide is crushed to a uniform size in order to obtain a homogeneous composition. There is a problem in that the number of work processes is increased and an economical cost is added.

문헌 1. 한국 등록특허 제10-1262121호(2013.05.14)Document 1. Korean Patent No. 10-1262121 (2013.05.14) 문헌 2. 한국 공개특허 제10-2012-0130088호(2012.11.28)Korean Patent Laid-Open No. 10-2012-0130088 (November 28, 2012) 문헌 3. 한국 등록특허 제10-1512176호(2015.04.15)Literature 3. Korean Patent No. 10-1512176 (Apr. 15, 2015) 문헌 4. 한국 등록특허 제10-1450190호(2014.10.06)Document 4: Korean Patent No. 10-1450190 (Oct. 20, 2014) 문헌 5. 한국 공개특허 제10-2015-0013225호(2015.02.04)Korean Patent Laid-Open No. 10-2015-0013225 (2015.02.04)

문헌 1. Morsi M. Mahmoud, Crystallization of lithium disilicate glass using variable frequency microwave processing, Apirl 24, 2007Morsi M. Mahmoud, Crystallization of lithium disilicate glass using variable frequency microwave processing, Apirl 24, 2007

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 직접 가압주조하여 인레이(Inlay)용으로 활용이 가능하고, 또는 포세린 및 세라믹 잉곳을 축성이 가능한 치관(Crown)이나 CAD/CAM용 블록으로 사용이 가능한 리튬 디실리케이트를 이용한 치과용 세라믹 잉곳을 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of the Invention The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a crown and a CAD / CAM block capable of directly casting and casting porcelain and ceramic ingots, It is another object of the present invention to provide a dental ceramic ingot using such a lithium disilicate.

본 발명의 다른 목적은 세라믹의 열팽창계수, 연화온도, 용융온도 등의 특성을 갖는 다양한 조성물을 만들고, 이 조성물을 목적하고자 하는 세라믹 잉곳 또는 블록의 용도에 따라 열팽창계수, 연화온도, 용융온도 등의 특성을 용이하게 제어할 수 있도록 함으로서 특정 조성물의 성능을 다양한 성능을 갖는 세라믹 재료를 제공 하고자 한다. Another object of the present invention is to provide various compositions having properties such as thermal expansion coefficient, softening temperature and melting temperature of ceramics, and to provide a composition having such properties as a thermal expansion coefficient, a softening temperature and a melting temperature So as to provide a ceramic material having various performances and performance of a specific composition.

본 발명의 또 다른 목적은 강도가 높은 리튬디실리케이트 결정상과 이에 비해 절삭성이 우수한 리튬메타실리케이트 결정상이 함께 공존하는 결정상의 분말을 사용함으로써 상호 강도를 보완할 수 있는 분말상을 이용하여 세라믹 잉곳 또는 절삭가공용의 블록으로 이용할 수 있는 조성물과 이에 대한 제조방법을 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide a method of manufacturing a ceramic ingot or a ceramic ingot using a powder phase capable of complementing strength by using a crystal phase powder in which a lithium disilicate crystal phase having high strength coexists with a lithium metasilicate crystal phase having excellent machinability, And a process for preparing the same.

본 발명의 또 다른 목적은 유리원료의 용융 및 분말화 과정을 연속적으로 진행하여 분말의 형상을 일정하게 유지하고, 분말을 미세화 하는 공정을 단축시켜 경제성을 향상시키고자 한다. 또한 주조 잉곳의 제조와 이후 핵생성 및 결정화 열처리 공정으로부터 세라믹 잉곳을 만들지 않고 초기 분말화된 세라믹 분말을 이용하여 결정화열처리, 성형, 소성 공정으로부터 작업공정을 단축하고 안정된 결정상을 갖으면서 다양한 잉곳 또는 블록을 만들 수 있는 제조방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to improve the economical efficiency by shortening the process of keeping the shape of the powder constant and making the powder finer by continuing the melting and pulverization process of the glass raw material. In addition, the production process of the cast ingot and the subsequent nucleation and crystallization heat treatment process are shortened from the crystallization heat treatment, molding and firing process by using the initial powdered ceramic powder without making the ceramic ingot, and various ingots or blocks And a method for manufacturing the same.

본 발명의 목적의 하나인 직접 가압주조하여 인레이(Inlay)용으로 활용이 가능하고, 또는 포세린 및 세라믹 잉곳을 축성이 가능한 치관(Crown)이나 CAD/CAM용 블록으로 사용이 가능한 리튬 디실리케이트를 이용한 치과용 세라믹 잉곳은 리튬디실리케이트 결정상을 가지는 조성물로서 고강도 특성과 색상안료의 균일성을 부여하는 제1조성물; 열팽창계수를 낮추고 연화온도를 유지하여 다양한 열팽창 구간을 확보하는 제2조성물; 투명도를 제어하면서 연화온도 및 용융온도를 조절하는 제3조성물; 자연치아를 얻기 위한 색상조성물; 산소원자와 금속과의 결합력을 증대시키는 금속질화물; 및 제1 내지 제3조성물 및 , 색상조성물, 금속질화물을 용도에 따라 소정의 조성비로 달성된다. It is possible to use a densilicate which can be used for inlay by direct pressure casting, which is one of the objects of the present invention, or which can be used as a crown or CAD / CAM block capable of forming porcelain and ceramic ingots A dental ceramic ingot is a composition having a lithium disilicate crystal phase, which comprises a first composition that imparts high strength characteristics and uniformity of a color pigment; A second composition for lowering the thermal expansion coefficient and maintaining the softening temperature to secure various thermal expansion zones; A third composition for controlling the softening temperature and the melting temperature while controlling the transparency; A color composition for obtaining natural teeth; Metal nitrides that increase the bonding strength between oxygen atoms and metals; And the first to third compositions, the color composition, and the metal nitride are achieved at a predetermined composition ratio depending on the use.

또한, 제1조성물은 Li2O 12~17중량%, P2O5 5~9중량%, K2O 2~5중량%, Na2O 0.5~2.5중량%, ZnO 0.7~4.7중량%, Al2O3 3.5~6중량%, 그리고 CaO 1~2중량%, B2O3 1~2중량%, 그리고 CeO2, TiO2, ZrO2, Y2O3 등은 각각 0.01~1.5중량% 이내로 하고, SiO2 48.4~72.0중량% 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The first composition may further contain 12 to 17% by weight of Li 2 O, 5 to 9% by weight of P 2 O 5, 5 to 5% by weight of K 2 O, 0.5 to 2.5% by weight of Na 2 O, 0.7 to 4.7% 3.5 to 6 wt% of Al 2 O 3 , 1 to 2 wt% of CaO, 1 to 2 wt% of B 2 O 3 , and 0.01 to 1.5 wt% of CeO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , Y 2 O 3 , And SiO 2 By weight and 48.4 to 72.0% by weight.

또한, 제2조성물은 Li2O 10~15중량%, P2O5 5~9중량%, K2O 2~5중량%, Na2O 0.1~1.5중량%, ZnO 1.5~4.0중량%, Al2O3 6~10중량%, 그리고 CaO 0.5~2중량%, B2O3 0.5~1.5중량%, 그리고 CeO2, TiO2, ZrO2, Y2O3 등은 각각 0.01~1.2중량% 이내로 하고 SiO2 52.7~74.0중량% 가 포함하는 것을 특징으로 한다. The second composition may further comprise 10 to 15% by weight of Li 2 O, 5 to 9% by weight of P 2 O 5, 5 to 5% by weight of K 2 O, 0.1 to 1.5% by weight of Na 2 O, 1.5 to 4.0% 6 to 10 wt% of Al 2 O 3 , 0.5 to 2 wt% of CaO, 0.5 to 1.5 wt% of B 2 O 3 , and 0.01 to 1.2 wt% of CeO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , Y 2 O 3 , By weight and SiO 2 52.7 to 74.0% by weight.

또한, 제3조성물은 SiO2 70~80중량%, Li2O 20~30중량%, CaO 0.01~0.5중량%, CeO 0.01~0.5중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the third composition is SiO 2 70 to 80% by weight of Li 2 O, 20 to 30% by weight of Li 2 O, 0.01 to 0.5% by weight of CaO, and 0.01 to 0.5% by weight of CeO 2.

또한, 색상조성물은 Zr·Pr이 함유된 산화물, Kr·Cr이 함유된 산화물, Ti·Cr·Sb가 함유된 색상안료 산화물 그룹 중에서 어느 하나가 선택되고, 자연치아 색상을 구현 조절하기 위하여 Y·Ce·Te로 구성된 산화물이 소정량 더 포함되는 것을 특징으로 한다. In addition, the color composition may be selected from among oxides containing Zr Pr, oxides containing Kr and Cr, color pigment oxide groups containing Ti, Cr, and Sb, And a predetermined amount of an oxide composed of Ce · Te is further included.

또한, 금속질화물은 Si3N4이며, 상기 제1 내지 제3조성물의 배합량 전체에 대하여 5중량% 이하를 첨가하는 것을 특징으로 한다.The metal nitride is Si 3 N 4 , and the amount of the metal nitride is 5% by weight or less based on the total amount of the first to third compositions.

본 발명의 다른 목적인 치과용 세라믹 잉곳 제조방법은, 청구1항 내지 청구5항의 조성물을 용도에 따라 조성비를 정하여 혼합 용융하여 고온으로 가열하여 용융조성물을 얻는 단계; 용융조성물을 수냉 알루미나 롤을 통과시켜 비정질판상유리를 얻는 단계; 비정질판상유리를 200㎛ 이하의 미세분말로 가공하여 분말원료를 얻는 단계; 분말원료에 색상원료를 혼합하여 혼합원료를 얻는 단계; 혼합원료에 바인더를 첨가하여 재분쇄하여 성형원료를 얻는 단계; 가온 및 40~60MPa 이상으로 일측 가압하여 성형품을 얻고, 성형품을 탈지하여 탈지성형품을 얻는 단계, 탈지성형품을 열처리하여 소성제품을 얻는 단계;를 포함하는 단계로 달성된다.Another aspect of the present invention is a method for manufacturing a dental ceramic ingot, comprising the steps of mixing and melting a composition of claim 1 or claim 5, heating the mixture at a high temperature to obtain a molten composition; Passing the molten composition through a water-cooled alumina roll to obtain an amorphous flaky glass; Processing the amorphous flaky glass to a fine powder of 200 μm or less to obtain a powder raw material; Mixing a color raw material with a powder raw material to obtain a mixed raw material; Adding a binder to the mixed raw material and re-pulverizing the mixture to obtain a molding raw material; Heating at a temperature of 40 to 60 MPa or more to obtain a molded article, degreasing the molded article to obtain a degreased molded article, and heat treating the degreased molded article to obtain a sintered article.

또한, 탈지성형품을 얻는 단계에서 가온은 승온속도는 600℃까지 10~20℃/분으로 하며, 600~800℃ 구간에서는 승온속도를 10℃/분하여 2시간 이내로 상기 탈지성형품을 얻는 것을 특징으로 한다.In the step of obtaining a degreased molded product, the heating temperature is raised to 600 ° C at a rate of 10 to 20 ° C / min, and at a temperature of 600 to 800 ° C, the degreased molded product is obtained at a heating rate of 10 ° C / do.

또한, 탈지성형품은 15~20℃/분 승온속도로 800~925℃ 까지 승온시켜 5분 이내 열처리하는 것을 특징으로 한다.The degreased molded article is characterized in that it is heated to 800 to 925 ° C at a temperature raising rate of 15 to 20 ° C / min and heat-treated within 5 minutes.

본 발명에 따른 조성물과 제조방법은 리튬 디실리케이트를 이용한 치과용 세라믹 잉곳의 제조방법은 이미 결정화된 분말을 성형하여 소결을 실시함으로써 유리를 고온에서 용융시켜 주형으로부터 잉곳의 형상을 만드는 공정과 이 잉곳을 절단하는 공정 그리고 잉곳을 결정화하는 공정이 생략되어 직접 다양한 잉곳 또는 CAD/CAM용 블록 형상을 만들 수 있다. The present invention provides a method of manufacturing a dental ceramic ingot using lithium disilicate, comprising the steps of forming an ingot from a mold by melting the glass at a high temperature by molding and sintering the already crystallized powder, And the step of crystallizing the ingot are omitted, and various ingot or block shapes for CAD / CAM can be directly formed.

또한, 질소원자를 함유한 질소화합물을 5중량% 이하 첨가함으로써 산소원자와 O-Si-O의 결합에 N-Si-O의 결합을 유도하여 산화물의 결합력을 증대시켜 강도를 개선시켜 인레이(Inlay)용으로 활용이 가능하다. Further, by adding not more than 5% by weight of a nitrogen compound containing a nitrogen atom, N-Si-O bond is induced in the bond of oxygen atom and O-Si-O to increase the bonding force of the oxide, ).

그리고 본 발명의 리튬디실리케이트가 함유된 세라믹 잉곳은 직접 가압으로 성형하여 크라운 형상을 만든 후 그 위에 좀 더 치아 고유 색상의 심미성을 부여하는 도재 세라믹 분말로 축성할 수 있다. The ceramic ingot containing the lithium disilicate of the present invention can be formed into a ceramic form by directly pressing the ceramic ingot to form a crown shape, followed by further imparting esthetics to the teeth.

도 1은 본 발명의 유리원료의 분말 형상과 크기
도 2는 본 발명의 세라믹 분말에 대해 DSC 열분석 결과
도 3은 본 발명의 제1조성물에 대해 열팽창률 시험 결과
도 4는 본 발명의 세라믹 분말에 대해 DSC 열분석 결과
도 5는 본 발명의 제3조성물에 대해 열팽창률 시험 결과
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a graph showing the shape and size
Fig. 2 is a graph showing the results of DSC thermal analysis for the ceramic powder of the present invention
3 is a graph showing the results of thermal expansion test for the first composition of the present invention
4 is a graph showing the results of DSC thermal analysis of the ceramic powder of the present invention
5 is a graph showing the results of thermal expansion test for the third composition of the present invention

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하에서 설명하는 실시예는 이 분야에서 통상적인 지식을 가지자는 여러가지 형태로 변형 실시가 가능하며, 따라서, 본 발명의 범위는 본 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments described below can be modified in various ways to have a general knowledge in the field, and thus the scope of the present invention is not limited to this embodiment.

본 발명은 기본적으로 리튬디실리케이트의 결정이 함유된 유리로서, 비정질 결정상의 유리 분말과 결정상의 리튬디실리케이트 유리 분말을 조합하여 가압주조용 잉곳 또는 가공용 블록 등 다양한 용도로 제조하는 것이다. The present invention basically comprises a glass containing lithium disilicate crystals, and the amorphous crystal phase glass powder and the crystal phase lithium disilicate glass powder are combined to produce various uses such as an ingot for pressure casting or a working block.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직접 가압주조하여 인레이(Inlay)용으로 활용이 가능하고, 또는 포세린 및 세라믹 잉곳을 축성이 가능한 치관(Crown)이나 CAD/CAM용 블록으로 사용이 가능한 리튬 디실리케이트를 이용한 치과용 세라믹 잉곳은 리튬디실리케이트 결정상을 가지는 조성물은, 고강도 특성과 색상안료의 균일성을 부여하는 제1조성물; 열팽창계수를 낮추고 연화온도를 유지하여 다양한 열팽창 구간을 확보하는 제2조성물; 투명도를 제어하면서 연화온도 및 용융온도를 조절하는 제3조성물; 자연치아를 얻기 위한 색상조성물; 산소원자와 금속과의 결합력을 증대시키는 금속질화물; 및 제1 내지 제3조성물 및 , 색상조성물, 금속질화물을 용도에 따라 소정의 조성비의 조성물을 포함한다. It is possible to use a lithium disilicate which can be used for inlay by direct pressure casting according to the preferred embodiment of the present invention or can be used as a crown or CAD / CAM block capable of forming porcelain and ceramic ingots Wherein the composition having a lithium disilicate crystal phase comprises a first composition which imparts high strength properties and uniformity of a color pigment; A second composition for lowering the thermal expansion coefficient and maintaining the softening temperature to secure various thermal expansion zones; A third composition for controlling the softening temperature and the melting temperature while controlling the transparency; A color composition for obtaining natural teeth; Metal nitrides that increase the bonding strength between oxygen atoms and metals; And the first to third compositions, the color composition, the metal nitride, and the composition of the predetermined composition ratio depending on the application.

제1조성물은 Li2O 12~17중량%, P2O5 5~9중량%, K2O 2~5중량%, Na2O 0.5~2.5중량%, ZnO 0.7~4.7중량%, Al2O3 3.5~6중량%, 그리고 CaO 1~2중량%, B2O3 1~2중량%, 그리고 CeO2, TiO2, ZrO2, Y2O3 등은 각각 0.01~1.5중량% 이내로 하고, SiO2 48.4~72.0중량% 를 포함하는 것이 바람직하다.The first composition comprises 12 to 17 wt% Li 2 O, 5 to 9 wt% P 2 O 5 , K 2 O 2 to 5 wt%, Na 2 O 0.5 to 2.5 wt%, ZnO 0.7 to 4.7 wt%, Al 2 3.5 to 6% by weight of O 3 , 1 to 2% by weight of CaO, 1 to 2% by weight of B 2 O 3 and 0.01 to 1.5% by weight of CeO 2 , TiO 2 , ZrO 2 and Y 2 O 3 , , SiO 2 Preferably 48.4 to 72.0% by weight.

제1 내지 제3조성물에 대해 XRD 분석장비를 이용하여 결정상을 분석하고, 열팽창시험 분석장비를 이용하여 열팽창계수, 유리전이온도, 연화온도를 분석하였다. Crystalline phases of the first to third compositions were analyzed using XRD analysis equipment, and thermal expansion coefficient, glass transition temperature and softening temperature were analyzed using a thermal expansion test analyzer.

결정상 분석은 각 조성물의 분말을 사용하였고, 열팽창계수 등 열분석은 직경 5㎜, 길이 20㎜의 시료를 만들고, 가장 바람직한 조성비율을 선택하여 분말성형법을 이용한 성형, 탈지과정, 그리고 소성 과정을 통하여 잉곳을 제조 실시하였다. Powder of each composition was used for the analysis of the crystal phase, thermal analysis such as thermal expansion coefficient was made by making a specimen having a diameter of 5 mm and a length of 20 mm, selecting the most desirable composition ratio, molding, degreasing and firing using a powder molding method An ingot was prepared.

각 조성물의 원료는 각 성분비로 칭량한 후 고르게 섞고 이를 전기로의 1420℃ 이상에서 용융을 실시한다. 용융되어 점성을 갖는 유리는 냉각수가 흐르는 세라믹 롤러에 곧바로 통과시켜 납작하게 소성을 실시한다. The raw materials for each composition are weighed in each component ratio, mixed evenly, and melted at 1420 ° C or higher in the electric furnace. The molten and viscous glass is directly passed through a ceramic roller through which cooling water flows to flatten the glass.

일반적인 유리의 용융과정은 전기로에서 용융된 유리를 비정질 결정상의 유리로 만들기 위해 용융물을 수냉에 투입하여 냉각하고, 이를 다시 알루미나 롤러에 투입시켜 조파쇄, 미분쇄 공정이 있으나, 본 발명의 공정은 연질의 유리를 곧바로 파쇄 및 분쇄시킴으로서 분말을 미세화하는 공정과 시간을 단축시킨다. In general, the melting process of glass is performed by cooling the molten glass in an electric furnace to form amorphous crystal glass, cooling the molten glass by cooling it, and then feeding it to an alumina roller to perform roughing and pulverizing. However, The glass is immediately crushed and pulverized to shorten the time and the process of refining the powder.

[조성물의 조성비와 열처리][Composition ratio of composition and heat treatment]

고강도 부여를 위한 제1조성물은 고강도 특성을 갖는 리튬디실리케이트 결정상을 갖는 조성이며, Li2O 12~17중량%, P2O5 5~9중량%, K2O 2~5중량%, Na2O 0.5~2.5중량%, ZnO 0.7~4.7중량%, Al2O3 3.5~6중량%, 그리고 CaO 1~2중량%, B2O3 1~2중량%, 그리고 CeO2, TiO2, ZrO2, Y2O3 등은 각각 0.01~1.5중량% 이내로 하고 나머지는 SiO2가 주성분으로 한다. The first composition for imparting high strength is a composition having a lithium disilicate crystal phase having high strength properties, and comprises 12 to 17% by weight of Li 2 O, 5 to 9% by weight of P 2 O 5, 0.5 to 2.5% by weight of K 2 O 2, 0.5 to 2.5% 0.7 to 4.7 wt% of Al 2 O 3, 3.5 to 6 wt% of Al 2 O 3, 1 to 2 wt% of CaO, 1 to 2 wt% of B 2 O 3 and 0.01 to 1.5 wt% of CeO 2, TiO 2, ZrO 2 and Y 2 O 3, It is the main component.

도 3은 본 발명의 제1조성물에 대해 열팽창률 시험 결과를 나타낸 것으로, 제1조성물 세라믹 분말에 대해 DSC 열분석 결과 온도가 증가함에 따라 핵성성 및 결정화가 약 608℃ 구간에서 진행이 되고 있으며, 이 세라믹 분말의 용융은 약 918℃에서 완전히 이루어지는 것으로 나타났다. FIG. 3 shows the results of the thermal expansion test for the first composition of the present invention. As a result of DSC thermal analysis of the first composition ceramic powder, nucleation and crystallization proceeded at about 608 ° C as the temperature increased, The melting of this ceramic powder was found to be complete at about 918 ° C.

제1조성물에 대해 열팽창률 시험 결과 유리전이온도는 약 540℃이고, 유리연화온도는 약 780℃이고, 그리고 25~500℃까지의 열팽창계수는 11×10-6/K 의 결과를 보였다. As a result of the thermal expansion test for the first composition, the glass transition temperature was about 540 캜, the glass softening temperature was about 780 캜, and the thermal expansion coefficient from 25 to 500 캜 was 11 10 -6 / K.

제1조성물 및 제3조성물의 배합으로부터 다양한 열팽창계수 구간을 확보하기 위한 제2조성물은 Li2O 10~15중량%, P2O5 5~9중량%, K2O 2~5중량%, Na2O 0.1~1.5중량%, ZnO 1.5~4.0중량%, Al2O3 6~10중량%, 그리고 CaO 0.5~2중량%, B2O3 0.5~1.5중량%, 그리고 CeO2, TiO2, ZrO2, Y2O3 등은 각각 0.01~1.2중량% 이내로 하고 SiO2 52.7~74.0중량% 가 포함하는 것이 바람직하다. The second composition for securing various thermal expansion coefficient sections from the combination of the first composition and the third composition includes 10 to 15 wt% of Li 2 O, 5 to 9 wt% of P 2 O 5, 5 to 10 wt% of K 2 O, 0.1 to 1.5 wt% of Na 2 O, 1.5 to 4.0 wt% of ZnO, 6 to 10 wt% of Al 2 O 3 , 0.5 to 2 wt% of CaO, 0.5 to 1.5 wt% of B 2 O 3 , and CeO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , Y 2 O 3 and the like are each contained within a range of 0.01 to 1.2% by weight and preferably contains 52.7 to 74.0% by weight of SiO 2 .

제3조성물은 SiO2 70~80중량%, Li2O 20~30중량%, CaO 0.01~0.5중량%, CeO 0.01~0.5중량%를 포함하는 것이 바람직하다.The third composition is SiO 2 70 to 80% by weight of Li 2 O, 20 to 30% by weight of Li 2 O, 0.01 to 0.5% by weight of CaO, and 0.01 to 0.5% by weight of CeO 2.

또한, 색상조성물은 Zr·Pr이 함유된 산화물, Kr·Cr이 함유된 산화물, Ti·Cr·Sb가 함유된 색상안료 산화물 그룹 중에서 어느 하나가 선택되고, 자연치아 색상을 구현 조절하기 위하여 Y·Ce·Te로 구성된 산화물이 소정량 더 포함되는 것이 바람직하다. 색상안료로 사용되고 있는 V2O5, WO3, Co산화물 등은 유리 원료와 화합물로 형성되는 과정에 다른 색상이 구현되므로, 이를 제외하는 것이 바람직하다. In addition, the color composition may be selected from among oxides containing Zr Pr, oxides containing Kr and Cr, color pigment oxide groups containing Ti, Cr, and Sb, It is preferable that an oxide composed of Ce · Te is further included in a predetermined amount. It is preferable to exclude V2O5, WO3, and Co oxides which are used as color pigments because different colors are implemented in the process of forming them with glass raw materials and compounds.

또한, 금속질화물은 Si3N4이며, 상기 제1 내지 제3조성물의 배합량 전체에 대하여 5중량% 이하를 첨가하는 것이 바람직하다.The metal nitride is Si 3 N 4 , and it is preferable that the metal nitride is added in an amount of 5% by weight or less based on the total amount of the first to third compositions.

본 발명의 바람직한 치과용 세라믹 잉곳 제조방법은, 청구1항 내지 청구5항의 조성물을 용도에 따라 조성비를 정하여 혼합 용융하여 고온으로 가열하여 용융조성물을 얻는 단계; 용융조성물을 수냉 알루미나 롤을 통과시켜 비정질판상유리를 얻는 단계; 비정질판상유리를 200㎛ 이하의 미세분말로 가공하여 분말원료를 얻는 단계; 분말원료에 색상원료를 혼합하여 혼합원료를 얻는 단계; 혼합원료에 바인더를 첨가하여 재분쇄하여 성형원료를 얻는 단계; 가온 및 40~60MPa 이상으로 일측 가압하여 성형품을 얻고, 성형품을 탈지하여 탈지성형품을 얻는 단계, 탈지성형품을 열처리하여 소성제품을 얻는 단계;를 포함한다.A preferred method of manufacturing a dental ceramic ingot according to the present invention comprises the steps of mixing and melting a composition of claim 1 or claim 5 according to the application, heating the mixture to a high temperature to obtain a molten composition; Passing the molten composition through a water-cooled alumina roll to obtain an amorphous flaky glass; Processing the amorphous flaky glass to a fine powder of 200 μm or less to obtain a powder raw material; Mixing a color raw material with a powder raw material to obtain a mixed raw material; Adding a binder to the mixed raw material and re-pulverizing the mixture to obtain a molding raw material; Heating at a temperature of 40 to 60 MPa or more to obtain a molded article, and degreasing the molded article to obtain a degreased molded article; and heat treating the degreased molded article to obtain a calcined article.

또한, 탈지성형품을 얻는 단계에서 가온은 승온속도는 600℃까지 10~20℃/분으로 하며, 600~800℃ 구간에서는 승온속도를 10℃/분하여 2시간 이내로 상기 탈지성형품을 얻는 것이 바람직하다. 또한, 탈지성형품은 15~20℃/분 승온속도로 800~925℃ 까지 승온시켜 5분 이내 열처리하는 것이 바람직하다.In addition, in the step of obtaining the degreased molded product, it is preferable that the temperature raising rate is 10 to 20 deg. C / min up to 600 deg. C and the degreased molded product is obtained within 2 hours by heating rate of 10 deg. . In addition, it is preferable that the degreased molded article is heated to 800 to 925 ° C at a temperature raising rate of 15 to 20 ° C / min and heat-treated within 5 minutes.

이와 같은, 세라믹 분말에 대해 DSC 열분석 결과 온도가 증가함에 따라 핵성성 및 결정화가 약 548℃ 구간에서 진행이 되고 있으며, 이 세라믹 분말의 용융은 약 897℃에서 이루어지는 것으로 나타났다. As a result of DSC thermal analysis of the ceramic powder, the nucleation and crystallization proceeded at about 548 ° C as the temperature increased, and the melting of the ceramic powder was found to be about 897 ° C.

제2조성물에 대해 열팽창률 시험 결과 유리전이온도는 약 705℃ 이고, 유리연화온도는 약 835℃ 이고, 그리고 25~500℃까지의 열팽창계수는 8.0×10-6/K 의 결과를 보였다. As a result of the thermal expansion test for the second composition, the glass transition temperature was about 705 ° C, the glass softening temperature was about 835 ° C, and the thermal expansion coefficient from 25 ° C to 500 ° C was 8.0 × 10 -6 / K.

본 발명에서 제1조성물의 투명도, 가압온도, 연화온도, 열팽창계수 등을 제어하기 위한 제3조성은 SiO2 70~80중량%, Li2O 20~30중량%, CaO 0.01~0.5중량%, CeO 0.01~0.5중량%, 원소로 한다. The third composition for controlling the transparency, the pressing temperature, the softening temperature and the thermal expansion coefficient of the first composition in the present invention is 70 to 80% by weight of SiO2, 20 to 30% by weight of Li2O, 0.01 to 0.5% by weight of CaO, 0.5% by weight.

도 4는 세라믹 분말에 대해 DSC 열분석 결과를 나타낸 것으로, 온도가 증가함에 따라 핵성성 및 결정화가 약 568℃ 구간에서 진행이 되고 있으며, 이 세라믹 분말의 용융은 약 1039℃에서 이루어지는 것으로 나타났다. FIG. 4 shows DSC thermal analysis results for the ceramic powder. As the temperature increases, the nucleation and crystallization proceed in the range of about 568 ° C., and the melting of the ceramic powder is found to be about 1039 ° C.

도 5는 본 발명의 제3조성물에 대해 열팽창률 시험 결과를 나타낸 것으로 제3조성물에 대해 열팽창률 시험 결과 유리전이온도는 약 810℃ 이고, 유리 연화온도는 약 957℃, 그리고 25~500℃까지의 열팽창계수는 11.5×10-6/K 의 결과를 보였다. 5 shows the results of the thermal expansion coefficient test for the third composition of the present invention. As a result of the thermal expansion test, the glass transition temperature of the third composition was about 810 캜, the glass softening temperature was about 957 캜, And the coefficient of thermal expansion was 11.5 × 10 -6 / K.

<표 1>은 최적 조성물과 배합비를 구하기 위하여 작제한 분말원료의 조성물과 조성비를 나타낸 것으로, 열팽창계수, 연화온도 범위에서 안정성을 확보하기 위한 제1조성물, 제2조성물, 제3조성물에 대하 배합비율을 설정하고, 여기에 치아 심미성을 확보하기 위해 안정된 색상 안료를 첨가하는 방법을 이용하여 <표 1>과 같이 각 조성물의 분말원료를 배합하였다. Table 1 shows the compositions and composition ratios of the raw materials for limiting composition in order to determine the optimum composition and compounding ratio. The first composition, the second composition and the composition for the third composition for securing stability in the thermal expansion coefficient and the softening temperature range And a stable color pigment was added in order to secure tooth esthetics. The raw materials of each composition were compounded as shown in <Table 1>.

분말원료 시료의 제조와 조성물 조성비Preparation of powder raw material samples and composition composition ratio 구분division 제1조성물
(중량%)
The first composition
(weight%)
제2조성물
(중량%)
The second composition
(weight%)
제3조성물
(중량%)
Third composition
(weight%)
조성물 합계
(중량%)
Composition Total
(weight%)
시료 1Sample 1 4040 3030 3030 100100 시료 2Sample 2 5050 2525 2525 100100 시료 3Sample 3 6060 1515 2525 100100 시료 4Sample 4 6060 2020 2020 100100 시료 5Sample 5 6060 2525 1515 100100 시료 6Sample 6 5050 2525 2525 100100

각 조성물에 대한 배합공정의 조건은 알루미나 포트에 직경 5~20 크기의 알루미나 볼을 10~15kg을 넣고 여기에 각 조성비율(2~5kg)을 장입한 후 회전속도 200~300rpm으로 최소한 2시간 이상을 실시하였다. The mixing conditions for each composition were 10 to 15 kg of alumina balls having a diameter of 5 to 20 in an alumina pot, charging the respective composition ratios (2 to 5 kg), and rotating speeds of 200 to 300 rpm for at least 2 hours Respectively.

시료 1의 조건은 제1조성물을 750℃에서 3시간 동안 결정화열처리를 하고, 제2조성물을 780℃에서 3시간동안 결정화열처리를 하고, 제3조성물은 수냉 냉각된 분말을 사용하여 배합이 완료된 조성물로서, 제1조성물, 제2조성물, 제3조성물의 비율이 4대 3대 3로 구성되어 있다. The conditions of the sample 1 were as follows: the first composition was subjected to a crystallization heat treatment at 750 ° C for 3 hours, the second composition was subjected to a crystallization heat treatment at 780 ° C for 3 hours, and the third composition was a composition Wherein the ratio of the first composition, the second composition and the third composition is 4: 3: 3.

시료 2의 조건은 제1조성물을 750℃에서 3시간동안 결정화열처리를 하고, 제2조성물을 780℃에서 3시간동안 결정화열처리를 하고, 제3조성물은 수냉 냉각된 분말을 사용하여 배합이 완료된 조성물로서, 제1조성물, 제2조성물, 제3조성물의 비율이 5대 2.5대 2.5로 구성되어 있다. The conditions of sample 2 were as follows: the first composition was subjected to crystallization heat treatment at 750 ° C for 3 hours, the second composition was subjected to crystallization heat treatment at 780 ° C for 3 hours, and the third composition was a composition Wherein the ratio of the first composition, the second composition and the third composition is 5: 2.5: 2.5.

시료 3의 조건은 제1조성물, 제2조성물, 제3조성물 모두 결정화를 위한 열처리를 하지 않고, 분말상의 배합으로 6대 1.5대 2.5로 구성되어 있다. The conditions of the sample 3 were that the first composition, the second composition and the third composition were not subjected to heat treatment for crystallization, and were composed of 6 to 1.5 to 2.5 in powder form.

시료 4의 조건은 제1조성물, 제2조성물, 제3조성물 모두 결정화를 위한 열처리를 하지 않고, 분말상의 배합으로 6대 2대 2로 구성되어 있다. The conditions of the sample 4 are that the first composition, the second composition and the third composition are not heat treated for crystallization and are composed of 6 to 2 by 2 in powder form.

시료 5의 조건은 제1조성물, 제2조성물, 제3조성물 모두 결정화를 위한 열처리를 하지 않고, 분말상의 배합으로 6대 2.5대 1.5로 구성되어 있다. The conditions of the sample 5 were that the first composition, the second composition and the third composition were not subjected to heat treatment for crystallization, but were composed of 6 to 2.5 to 1.5 in powder form.

시료 6의 조건은 시료 2의 조건을 가압주조가 가능한 온도 920℃에서 20분 동안 계류하고 냉각시킨 후의 잉곳이다. The condition of Sample 6 is the ingot after the conditions of Sample 2 were moored at a temperature of 920 占 폚 for 20 minutes at which the pressure casting was possible and cooled.

Figure pat00001
Figure pat00001

그림 1. 시료 2에 대한 열팽창계수 시험결과 Figure 1. Test results of thermal expansion coefficient for sample 2

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Figure pat00002

그림 2. 시료 6에 대한 열팽창계수 시험 결과 Figure 2. Thermal Expansion Coefficient Test Results for Sample 6

<표 2>는 각 시험 시료6개에 대한 물성을 조사해서 정리한 한 것으로 시료 2와 시료6을 비교하여 보면 유리전이온도는 용융 여부와 관계없이 일정하게 유지하고, 열팽창계수와 연화온도가 약간 증가하는 경향을 보이고 있음을 알 수 있다. Table 2 summarizes the physical properties of six test samples. When Sample 2 is compared with Sample 6, the glass transition temperature is kept constant regardless of the presence or absence of melting, and the thermal expansion coefficient and softening temperature are slightly , Respectively.

시험시료에 대한 물성표 Property table for test sample 구분division 열팽창계수
(TCE, 10-6/K)
Coefficient of thermal expansion
(TCE, 10 &lt; -6 &gt; / K)
유리전이온도
(Tg, ℃)
Glass transition temperature
(Tg, ° C)
연화온도
(Ts, ℃)
Softening temperature
(Ts, 占 폚)
비고Remarks
시료 1Sample 1 10.210.2 714714 824824 시료 2Sample 2 10.310.3 733733 826826 시료 3Sample 3 11.111.1 534534 813813 시료 4Sample 4 10.710.7 528528 791791 시료 5Sample 5 10.510.5 514514 802802 시료 6Sample 6 10.910.9 733733 843843

[색상안료의 적용][Application of color pigment]

색상안료의 선택은 치아의 심미성을 부여하기 위해 첨가하는 것으로서, yellow 색상은 (Zr,Pr)이 함유된 Si 산화물, red 색상은 (Kr,Cr)이 함유된 Si 산화물, grey 색상은 (Zr,Si)가 함유된 Si 산화물, orange 색상은 (Ti,Cr,Sb)가 함유된 산화물 등을 이용하여 색상을 조절하고, 치아 고유 색상으로부터 가시광선의 투광성을 개선하기 위해 (Y,Ce,Te)으로 구성된 산화물의 형광색 안료를 사용하였다. The choice of color pigment is added to give the esthetics of the tooth. The yellow color is Si oxide containing (Zr, Pr), the red color is Si oxide containing (Kr, Cr), the gray color is (Zr, (Y, Ce, Te) to improve the transparency of the visible light from the tooth specific color by adjusting the color using oxides containing (Ti, Cr, Sb) A fluorescent pigment of the constituted oxide was used.

색상안료는 각각의 색상 종류에 따라 중량비율 0.001~3중량%이내의 범위에서 yellow, red, grey 그리고 형광색을 넣어 치아의 색상을 조절하도록 한다. 치아의 색상은 일정비율에 따라 다양한 색상을 구현할 수 있다. Depending on the type of each color, the color pigment may be yellow, red, gray and fluorescent in a range of 0.001 to 3% by weight to adjust the color of the teeth. The color of the teeth can be varied according to a certain ratio.

색상안료는 균일한 분포가 되도록 하고, 고온에서 열처리 시 고유 색상이 나타날 수 있도록 제1조성물의 분말에 사용하고자 하는 양의 색상안료를 함께 넣고 알루미나 포트밀 작업공정으로부터 서로 다른 분말들을 일정하게 섞이도록 하고, 이 분말들을 다시 750℃에서 열처리를 하는 것이 바람직하다. The color pigment is uniformly distributed, and the amount of the color pigment to be used is mixed with the powder of the first composition so that the intrinsic color can be exhibited at the heat treatment at a high temperature. In order to uniformly mix the different powders from the alumina pot- , And the powders are further subjected to a heat treatment at 750 ° C.

상기 열처리를 실시함으로서 색상 고유의 원소는 결정화되는 과정에서 색안료가 균일하게 퍼지게 되므로 이후 제조하고자 하는 잉곳의 색상을 일정하게 유지시킬 수 있는 장점이 있다. By performing the heat treatment, color pigments are uniformly dispersed in the process of crystallizing an element inherent in color, so that there is an advantage that the color of the ingot to be manufactured can be kept constant.

[분말 [powder 성형전Before molding 입도의Granular 분포] Distribution]

시료 2에 대해 입도분석을 실시하였으며, 입도분석결과 주로 10㎛이하의 크기를 갖는 분말이 대부분이며, 일부는 50~100㎛, 그리고 일부는 약 250㎛이하의 크기를 갖는 분말이 섞여 있음을 확인할 수 있다.Samples 2 were analyzed for particle size. As a result of the particle size analysis, it was found that most of the powders having a size of 10 μm or less were mostly mixed with powders having a size of 50 to 100 μm and some of them having a size of about 250 μm or less .

Figure pat00003
Figure pat00003

[분말성형의 적용] [Application of powder molding]

상기의 시료 2의 조건으로부터 제조된 분말을 재용융하는 과정이 없이 성형하여 잉곳을 성형, 소성을 실시하였다.The powder prepared from the conditions of the above-mentioned sample 2 was molded without the process of remelting, and the ingot was molded and fired.

먼저, 성형에 사용되는 바인더는 유기바인더(실시 예, polyvinyl alcohol 등이 첨가된 유기물)를 사용하고 최대 5중량% 이내에서 혼합하고, 건조 시킨 후 다시 재분쇄의 공정으로 잉곳 제조하고, 일축 가압성형법으로 40MPa 이상의 조건으로 성형하되, 60MPa 이상에서는 부적절한 공정을 보였다. First, the binder used in molding is mixed with an organic binder (an organic material to which an example of the present invention is added, polyvinyl alcohol and the like) at a maximum of 5% by weight or less, dried and then re-pulverized to produce an ingot, , The molding was performed under the condition of 40 MPa or more, but the process was inadequate at 60 MPa or more.

탈지과정은 600℃까지 10~20℃/분이며, 600~800℃ 구간에서는 10℃ 이내로 하고, 2시간 이내에 실시하여 탈지과정을 완료하였다. The degreasing process was performed at a temperature of 10 to 20 ° C / min up to 600 ° C and within 10 ° C at a temperature of 600 to 800 ° C, and the degreasing process was completed within 2 hours.

그림 3은 925℃까지 15~20℃/분의 조건으로 승온하고 최대 10분 이내에 계류를 실시한 후 공냉을 실시한 잉곳의 사진이다. 가열로에서 계류시간이 10분을 초과할 경우 용융이 진행되어 잉곳 형상이 불안정하므로, 920℃에서 5분 동안 계류하는 것이 가장 바람직한 잉곳의 형상을 보였다. Figure 3 is a photograph of an ingot that was cooled to 925 ° C at a rate of 15 to 20 ° C / min, moored within 10 minutes, and air cooled. In the heating furnace, when the dwell time exceeds 10 minutes, melting proceeds and the shape of the ingot becomes unstable. Therefore, it is most preferable to moor at 920 ° C for 5 minutes.

Figure pat00004
Figure pat00004

<그림 3> 잉곳형상 사진<Figure 3> Photo of ingot shape

상술한 바와같이, 제1조성물은 색상안료의 균일성을 주면서 결정화 열처리를 통해 강도가 높은 결정상을 부여하고, 제2조성물은 연화온도를 유지하면서 열팽창계수를 낮추어 다양한 이 범위를 좀 더 넓게 부여하는 성능을 지니고, 제3조성물은 투명도를 제어하면서 연화온도 및 용융온도를 조절할 수 있는 성능을 지니고 있다. As described above, the first composition imparts a high-strength crystalline phase through the crystallization heat treatment while giving uniformity of the color pigment, while the second composition lowers the thermal expansion coefficient while maintaining the softening temperature, And the third composition has a capability of controlling the softening temperature and the melting temperature while controlling the transparency.

상기의 제1조성물에 색상안료을 첨가하고 이를 다시 제2조성물, 제3조성물을 일정비율로 배합한 후 성형 및 소성 공정을 거친 후에 만들어진 세라믹 잉곳을 보여주고 있으며, 사진에 보인 바와 같이 각 조성물의 비율 그리고 색상안료의 첨가량에 따라 다양한 투명도와 색상을 갖는 세라믹 잉곳의 제조가 가능하다. The ceramic ingot is prepared after the color pigment is added to the first composition and the second composition and the third composition are blended at a predetermined ratio and then subjected to molding and firing processes. As shown in the figure, It is also possible to manufacture ceramic ingots having various transparency and color depending on the amount of color pigment added.

Figure pat00005
Figure pat00005

<그림 4> 잉곳색상 사진<Figure 4> Ingot color photograph

Claims (9)

리튬디실리케이트 결정상을 가지는 조성물로서 고강도 특성과 색상안료의 균일성을 부여하는 제1조성물;
열팽창계수를 낮추고 연화온도를 유지하여 다양한 열팽창 구간을 확보하는 제2조성물;
투명도를 제어하면서 연화온도 및 용융온도를 조절하는 제3조성물;
자연치아를 얻기 위한 색상조성물;
산소원자와 금속과의 결합력을 증대시키는 금속질화물; 및
상기 제1 내지 제3조성물 및 , 색상조성물, 금속질화물을 용도에 따라 소정의 조성비로 포함하는 리튬 디실리케이트를 이용한 치과용 세라믹 잉곳.
A first composition for imparting high strength properties and uniformity of a color pigment as a composition having a lithium disilicate crystal phase;
A second composition for lowering the thermal expansion coefficient and maintaining the softening temperature to secure various thermal expansion zones;
A third composition for controlling the softening temperature and the melting temperature while controlling the transparency;
A color composition for obtaining natural teeth;
Metal nitrides that increase the bonding strength between oxygen atoms and metals; And
A dental ceramic ingot using lithium disilicate containing the first to third compositions, the color composition, and the metal nitride in a predetermined composition ratio according to the application.
청구항 1에 있어서,
상기 제1조성물은 Li2O 12~17중량%, P2O5 5~9중량%, K2O 2~5중량%, Na2O 0.5~2.5중량%, ZnO 0.7~4.7중량%, Al2O3 3.5~6중량%, 그리고 CaO 1~2중량%, B2O3 1~2중량%, 그리고 CeO2, TiO2, ZrO2, Y2O3 등은 각각 0.01~1.5중량% 이내로 하고, SiO2 48.4~72.0중량% 를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 디실리케이트를 이용한 치과용 세라믹 잉곳.
The method according to claim 1,
Wherein the first composition comprises 12 to 17 wt% of Li 2 O, 5 to 9 wt% of P 2 O 5 , 0.5 to 2.5 wt% of K 2 O 2, 0.5 to 2.5 wt% of Na 2 O, 0.7 to 4.7 wt% of ZnO, 2 O 3 3.5 ~ 6% by weight, and CaO 1 ~ 2 wt%, B 2 O 3 1 ~ 2% by weight, and CeO 2, TiO 2, ZrO 2, such as Y 2 O 3 is less than 0.01 wt% to approximately 1.5 wt%, respectively And SiO 2 48.4 to 72.0% by weight based on the total weight of the dental ceramic ingot.
청구항 1에 있어서,
상기 제2조성물은 Li2O 10~15중량%, P2O5 5~9중량%, K2O 2~5중량%, Na2O 0.1~1.5중량%, ZnO 1.5~4.0중량%, Al2O3 6~10중량%, 그리고 CaO 0.5~2중량%, B2O3 0.5~1.5중량%, 그리고 CeO2, TiO2, ZrO2, Y2O3 등은 각각 0.01~1.2중량% 이내로 하고 SiO2 52.7~74.0중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 디실리케이트를 이용한 치과용 세라믹 잉곳.
The method according to claim 1,
Wherein the second composition comprises 10 to 15 wt% of Li 2 O, 5 to 9 wt% of P 2 O 5, 5 to 10 wt% of K 2 O, 0.1 to 1.5 wt% of Na 2 O, 1.5 to 4.0 wt% of ZnO, 2 O 3 6 ~ 10% by weight, and CaO 0.5 ~ 2% by weight, B 2 O 3 0.5 ~ 1.5 wt%, and CeO 2, TiO 2, ZrO 2 , Y 2 O 3 , etc. is within 0.01 ~ 1.2% by weight And 52.7 to 74.0% by weight of SiO 2, based on the total weight of the dental ceramic ingot.
청구항 1에 있어서,
상기 제3조성물은 SiO2 70~80중량%, Li2O 20~30중량%, CaO 0.01~0.5중량%, CeO 0.01~0.5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 디실리케이트를 이용한 치과용 세라믹 잉곳.
The method according to claim 1,
The third composition is SiO 2 Wherein the ceramic ingot comprises 70 to 80% by weight of Li 2 O, 20 to 30% by weight of Li 2 O, 0.01 to 0.5% by weight of CaO, and 0.01 to 0.5% by weight of CeO 2.
청구항 1에 있어서,
상기 색상조성물은 Zr·Pr이 함유된 산화물, Kr·Cr이 함유된 산화물, Ti·Cr·Sb가 함유된 색상안료 산화물 그룹 중에서 어느 하나가 선택되고, 자연치아 색상을 구현 조절하기 위하여 Y·Ce·Te로 구성된 산화물이 소정량 더 포함되는 것을 특징으로 하는 리튬 디실리케이트를 이용한 치과용 세라믹 잉곳.
The method according to claim 1,
The color composition may be selected from the group consisting of oxides containing Zr Pr, oxides containing Kr and Cr, color pigment oxide groups containing Ti, Cr, and Sb, A ceramic dental ceramic ingot using lithium disilicate, characterized in that a predetermined amount of oxide composed of Te is further contained.
청구항 1에 있어서,
상기 금속질화물은 Si3N4이며, 상기 제1 내지 제3조성물의 배합량 전체에 대하여 5중량% 이하를 첨가하는 것을 특징으로 하는 리튬 디실리케이트를 이용한 치과용 세라믹 잉곳.
The method according to claim 1,
Wherein the metal nitride is Si 3 N 4 , and 5 wt% or less of the total amount of the first, second, and third compositions is added to the ceramic composition.
청구1항 내지 청구5항의 조성물을 용도에 따라 조성비를 정하여 혼합 용융하여 고온으로 가열하여 용융조성물을 얻는 단계;
상기 용융조성물을 수냉 알루미나 롤을 통과시켜 비정질판상유리를 얻는 단계;
상기 비정질판상유리를 200㎛ 이하의 미세분말로 가공하여 분말원료를 얻는 단계;
상기 분말원료에 색상원료를 혼합하여 혼합원료를 얻는 단계;
상기 혼합원료에 바인더를 첨가하여 재분쇄하여 성형원료를 얻는 단계;
가온 40~60MPa 이상으로 일측 가압하여 성형품을 얻고, 성형품을 탈지하여 탈지성형품을 얻는 단계,
상기 탈지성형품을 열처리하여 소성제품을 얻는 단계;를 포함하는 리튬 디실리케이트를 이용한 치과용 세라믹 잉곳 제조방법.
Claims: 1. A process for producing a molten composition, comprising the steps of: preparing a composition according to claim 1 or claim 5 by mixing, melting and heating at a high temperature;
Passing the molten composition through a water-cooled alumina roll to obtain an amorphous flaky glass;
Processing the amorphous flaky glass to a fine powder of 200 μm or less to obtain a powder raw material;
Mixing a color material to the powder material to obtain a mixed material;
Adding a binder to the mixed raw material and re-pulverizing the mixture to obtain a molding raw material;
Pressure side at a temperature of 40 to 60 MPa or more to obtain a molded article, and degreasing the molded article to obtain a degreased molded article,
And heat-treating the degreased molded product to obtain a fired product. The method for manufacturing a dental ceramic ingot using lithium disilicate according to claim 1,
청구항 7에 있어서,
상기 탈지성형품을 얻는 단계에서 가온은 승온속도는 600℃까지 10~20℃/분으로 하며, 600~800℃ 구간에서는 승온속도를 10℃/분하여 2시간 이내로 상기 탈지성형품을 얻는 것을 특징으로 하는 리튬 디실리케이트를 이용한 치과용 세라믹 잉곳 제조방법.
The method of claim 7,
Wherein the degreasing step is carried out at a temperature raising rate of 10 to 20 ° C / min up to 600 ° C in the step of obtaining the degreased molded product, and the degreased molded product is obtained within a period of not more than 2 hours at a heating rate of 10 ° C / min in a range of 600 to 800 ° C Method for manufacturing dental ceramic ingot using lithium disilicate.
청구항 7에 있어서,
상기 탈지성형품은 15~20℃/분 승온속도로 800~925℃ 까지 승온시켜 5분 이내 열처리하는 것을 특징으로 하는 리튬 디실리케이트를 이용한 치과용 세라믹 잉곳 제조방법.
The method of claim 7,
Wherein the degreased molded product is heated to 800 to 925 ° C at a temperature raising rate of 15 to 20 ° C / min and heat-treated for 5 minutes or less.
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