KR20210092823A

KR20210092823A - 지르코니아 소결체

Info

Publication number: KR20210092823A
Application number: KR1020217019518A
Authority: KR
Inventors: 신지 하라다; 요시히사 야마다
Original assignee: 쿠라레 노리타케 덴탈 가부시키가이샤
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2021-07-26
Also published as: JPWO2020129918A1; CN113164239A; JP7237989B2; WO2020129918A1; EP3900668A1; US20220047364A1; EP3900668A4; KR102599705B1

Abstract

본 발명은, 지르코니아 소결체로부터 보철물을 깎아 낼 때에 제거되는 잉여 부분을 저감시킴으로써, 가공 시간을 단축하고, 가공 기구의 내구를 연장시키고, 환자의 치료 시간을 단축할 수 있고, 소성시의 변형이 작고, 또한 심미성이 높은 지르코니아 소결체를 제공한다. 본 발명은, 저면 및 측면을 갖는 기둥체상의 지르코니아 소결체로서, 그 저면의 외형이 정방형도 아니고 장방형도 아니고, 적어도 1 개의 직선부를 갖는 형상인, 지르코니아 소결체에 관한 것이다.

Description

지르코니아 소결체

본 발명은, 지르코니아 소결체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 지르코니아 소결체로 이루어지는 치과용 수복물, 및 지르코니아 가소체에 관한 것이다.

최근, 치과용 제품으로서, 심미성 및 안전성의 관점에서, 금속의 대체로서 산화지르코늄 (지르코니아) 등의 세라믹 재료가 이용되고 있다. 특히, 지르코니아는, 강도에 있어서 우수하고, 심미성도 비교적 우수하기 때문에, 최근의 가격 저하도 겹쳐 수요가 상승하고 있다.

의치, 치관 보철물, 브릿지와 같은 치과용 제품을 CAD/CAM 으로 깎아내는 것에 의해 형성할 때에는, 지르코니아 가소체가 사용된다. 이 지르코니아 가소체는, 직방체상으로 형성된다. 지르코니아 가소체로부터 의치, 치관 보철물, 브릿지 등의 치과용 제품을 깎아낼 때에는, 기계 가공 장치에 의해 지르코니아 가소체의 주위면으로부터, 기계 가공 처리를 실시하고, 잉여 부분을 제거함으로써, 잔여 부분이 치과용 제품이 된다.

지금까지의 지르코니아 소결체는 고강도여서, 지르코니아 소결체를 직접적으로 기계 가공하면, 기계 가공용 공구가 곧바로 파손되어, 채산이 잡히지 않는다는 문제가 있었다. 이 때문에, 지금까지의 지르코니아 소결체로 보철물 등의 치과용 제품을 제작하는 경우, 먼저, 지르코니아 입자가 소결에 이르러 있지 않은 가소체의 블록이 제작된다. 다음으로, 당해 가소체 블록을 기계 가공함으로써 보철물의 형상으로 가공된 성형체가 얻어진다. 그리고, 이와 같이 하여 제작한 가소체의 성형체를 소성 조건에 있어서 소성함으로써, 지르코니아 소결체의 보철물이 제작된다.

그러나, 상기 서술한 바와 같은, 지르코니아 소결체의 보철물을 제작하는 방법에는, 이하와 같은 문제가 있다. 지르코니아 소결체의 보철물로 환자를 치료하는 경우, 먼저, 치과 의사가 환자를 진찰하여 보철물의 형상이 결정된다. 다음으로, 치과 기공사가 지르코니아 가소체를 그 형상으로 성형한 후, 얻어진 성형체를 소성하여 지르코니아 소결체의 보철물이 제작된다. 그러나, 지르코니아 가소체를 지르코니아 소결체로 하기 위해서는, 예를 들어, 1400 ℃ 이상의 온도에서 가소체를 소성할 필요가 있다. 이와 같은 고온 소성에는 시간 및 설비를 필요로 하기 때문에, 성형부터 소결까지를 치과 의원 내에서, 수시간 동안 실시하는 것은 곤란하다. 따라서, 보철물의 형상을 결정하기 위한 진찰부터, 완성된 보철물을 사용하여 치료하는 진찰까지 수일 필요로 하게 된다. 즉, 이 방법에서는, 환자는, 통원 당일 내에 치료를 완결할 수 없고, 수일 후에 재차 통원해야 한다.

또한, 지르코니아 가소체가 지르코니아 소결체가 될 때, 통상적으로, 가소체는 약 20 ％ 수축된다. 가소체의 성형은 이 수축을 상정하여 실시하게 되기는 하지만, 보철물이 되는 소결체의 형상을 당초 예정하고 있던 형상으로 고정밀도로 맞출 수 없는 경우도 발생하는 경우가 있다.

따라서, 보철물의 제작 시간의 단축을 위해서도, 보철물을 고정밀도로 제작하기 위해서도, 지르코니아 가소체를 가공하는 것이 아니라, 지르코니아 소결체를 직접 가공하여 보철물을 성형하는 것이 요망되고 있다. 이와 같은 지르코니아 소결체로서, 예를 들어, 특허문헌 1 에 기재된 기계 가공 가능한 치과 수복물 프리폼체가 개발되었다. 또한, 소결체의 잉여 부분을 감축시킴으로써, 가공 시간을 삭감, 환자 부담의 경감, 가공 기구의 내구성을 개선하는 것도 요망되고 있다.

일본 공개특허공보 2017-077454호

특허문헌 1 에는, 단층 구조의 지르코니아 소결체를 가공 절삭하고, 폭 4 ㎜ 이하의 스템으로 프리폼 본체부와 장착부가 접속된, 기계 가공 가능한 치과 수복물 프리폼체가 개시되어 있다. 그러나, 그 프리폼체를 얻기 위한 가공 시간이 길고, 또한 단층 구조이기 때문에 심미성이 낮다는 문제가 있었다.

가공 시간을 단축하기 위해서는 미리 상기 프리폼체를 소정 형상으로 얻기 위한 금형 프레스를 실시할 필요가 있다. 또한, 심미성을 높이기 위해서는, 상기 프리폼체와 같은 단층 구조가 아니라 천연 치아의 외관을 재현하기 위해서 적층 구조를 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 적층 구조를 갖는 상기 프리폼체를 얻기 위해서 금형 프레스를 실시했을 경우, 충전시키는 지점이 협소한 경우, 충전이 성기게 되어, 지르코니아 분말이 정확하게 충전되지 않는다는 문제가 있었다.

그 밖에, 가공 시간을 단축하면서 심미성을 높이기 위해서는, 적층 구조의 지르코니아 가소체를 제작하여 상기 프리폼체로 가공한 후에 소결시키는 방법이 있지만, 상기 프리폼체의 스템 형상에서는 소성시에 변형되기 쉽다는 문제가 있었다.

이상으로부터, 본 발명은, 소성시의 변형을 작게 억제하면서, 가공 시간을 단축할 수 있고, 또한 심미성이 높은 지르코니아 소결체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 연구를 거듭한 결과, 지르코니아 소결체를 특정한 형상으로 함으로써, 상기 과제를 해결하는 것을 알아내고, 이 지견에 기초하여 더욱 연구를 진행시켜, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 이하의 발명에 관한 것이다.

[1] 저면 및 측면을 갖는 기둥체상의 지르코니아 소결체로서, 그 저면의 외형이 정방형도 아니고 장방형도 아니고, 적어도 1 개의 직선부를 갖는 형상인, 지르코니아 소결체.

[2] 상기 저면에 수직인 방향으로 2 층 이상이 적층된 적층 구조를 갖는, [1] 에 기재된 지르코니아 소결체.

[3] 상기 저면에 있어서 패임을 갖는, [1] 또는 [2] 에 기재된 지르코니아 소결체.

[4] 상기 패임이, 기둥체상의 높이에 대하여 45 ％ 이하의 깊이와, 상기 저면에 있어서의 12 ㎜ 이하의 최대 길이를 갖는, [3] 에 기재된 지르코니아 소결체.

[5] 상기 저면의 외형이, 적어도 1 개의 곡선부와, 적어도 1 개의 직선부를 조합한 형상인, [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 지르코니아 소결체.

[6] 상기 곡선부가, 원호, 타원호, 포물선 및 현수선으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 개인, [5] 에 기재된 지르코니아 소결체.

[7] 상기 외형이, 적어도 1 개의 오목부를 갖는, [1] ∼ [6] 중 어느 하나에 기재된 지르코니아 소결체.

[8] 상기 외형이 적어도 2 개의 오목부를 갖고, 상기 오목부가 상기 저면에 수직인 방향으로 신장된 형상인 후퇴부와, 2 개의 상기 후퇴부 사이에 잘록한 부분을 갖는, [7] 에 기재된 지르코니아 소결체.

[9] 상기 잘록한 부분에 접하는 본체부와, 상기 잘록한 부분을 포함함과 함께 상기 본체부보다 상기 저면의 면적이 작은 스템부를 갖는, [8] 에 기재된 지르코니아 소결체.

[10] 상기 스템부가, 상기 본체부와 동일한 높이를 갖는, [9] 에 기재된 지르코니아 소결체.

[11] 상기 본체부의 최대 폭이 20 ㎜ 이상이고, 상기 스템부의 최소 폭이 4 ㎜ 초과인, [9] 또는 [10] 에 기재된 지르코니아 소결체.

[12] 지르코니아와, 지르코니아의 상 전이를 억제 가능한 안정화제를 함유하고,

지르코니아 소결체의 일단으로부터 타단을 향하는 제 1 방향으로 연장되는 직선 상에 있어서,

상기 일단으로부터 전체 길이의 25 ％ 까지의 구간에 있는 제 1 점의 L*a*b* 표 색계에 의한 (L*, a*, b*) 를 (L1, a1, b1) 이라고 하고,

상기 타단으로부터 전체 길이의 25 ％ 까지의 구간에 있는 제 2 점의 L*a*b* 표 색계에 의한 (L*, a*, b*) 를 (L2, a2, b2) 라고 했을 때,

L1 이 68.0 이상 90.0 이하이고,

a1 이 -3.0 이상 4.5 이하이고,

b1 이 0.0 이상 24.0 이하이고,

L2 가 60.0 이상 85.0 이하이고,

a2 가 -2.0 이상 7.0 이하이고,

b2 가 4.0 이상 28.0 이하이고,

L1 ＞ L2 이고,

a1 ＜ a2 이고,

b1 ＜ b2 이고,

상기 제 1 점으로부터 상기 제 2 점을 향하여 L*a*b* 표 색계에 의한 (L*, a*, b*) 의 증감 경향이 변화하지 않는, [1] ∼ [11] 중 어느 하나에 기재된 지르코니아 소결체.

[13] L1 - L2 가 0 초과 12.0 이하이고,

a2 - a1 이 0 초과 6.0 이하이고,

b2 - b1 이 0 초과 12.0 이하인, [12] 에 기재된 지르코니아 소결체.

[14] 상기 제 1 점과 상기 제 2 점을 연결하는 직선 상에 있어서,

상기 제 1 점으로부터 상기 제 2 점을 향하여 L* 값이 1 이상 증가하는 구간이 존재하지 않고,

상기 제 1 점으로부터 상기 제 2 점을 향하여 a* 값이 1 이상 감소하는 구간이 존재하지 않고,

상기 제 1 점으로부터 상기 제 2 점을 향하여 b* 값이 1 이상 감소하는 구간이 존재하지 않는, [12] 또는 [13] 에 기재된 지르코니아 소결체.

[15] [1] ∼ [14] 중 어느 하나에 기재된 지르코니아 소결체를 구비하는, 치과용 수복물.

[16] 가공 장치에 장착하기 위한 장착구와 상기 지르코니아 소결체를 구비하는, [15] 에 기재된 치과용 수복물.

[17] 소성함으로써 [1] ∼ [14] 중 어느 하나에 기재된 지르코니아 소결체가 되는 지르코니아 가소체.

본 발명의 지르코니아 소결체 및 그것으로 이루어지는 치과용 수복물은, 특정한 형상을 가짐으로써, 소성시의 변형을 작게 억제하면서, 절삭하는 양을 감소시켜 가공 시간을 단축할 수 있고, 또한 심미성도 우수하다. 또한, 종래이면 지르코니아 가소체를 성형 가공하기 위해서, 지르코니아 소결체의 보철물을 환자가 장착하기 위해서는, 별도로 고온의 소성 공정 및 설비가 필요하게 되어, 당일에 치료가 완료되는 것은 곤란했지만, 본 발명의 지르코니아 소결체 및 그것으로 이루어지는 치과용 수복물에서는, 별도 소성 공정이 필요 없는 것으로부터, 환자의 통원 등의 시간적 부담도 경감시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 지르코니아 소결체는 가공성이 우수하기 때문에, 가공 기구의 내구성을 개선할 수도 있다.

본 발명의 지르코니아 소결체가, 저면에 수직인 방향으로 2 층 이상이 적층된 적층 구조를 갖는 경우에는, 천연 치아의 외관에 가까운 색조 및 투광성을 갖는 것을 환자에게 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 지르코니아 소결체가, 상기 저면의 외형이 2 개의 오목부를 갖고, 상기 오목부가 상기 저면에 수직인 방향으로 신장된 형상인 후퇴부와, 2 개의 상기 후퇴부 사이에 잘록한 부분을 갖고, 상기 잘록한 부분에 접하는 본체부와, 상기 잘록한 부분을 포함함과 함께 상기 본체부보다 상기 저면의 면적이 작은 스템부를 갖는 경우에는, 그 스템부가 본체부와 동일한 높이를 갖는 기둥체상이고, 또한 바람직한 폭을 가짐으로써 소성시의 변형을 방지하여, 정밀한 보철물을 제공할 수 있다.

도 1A 는, 본 발명에 관련된 지르코니아 소결체의 저면의 예를 나타내는 개략도이다.
도 1B 는, 본 발명에 관련된 지르코니아 소결체의 저면의 예를 나타내는 개략도이다.
도 1C 는, 본 발명에 관련된 지르코니아 소결체의 저면의 예를 나타내는 개략도이다.
도 1D 는, 본 발명에 관련된 지르코니아 소결체의 저면의 예를 나타내는 개략도이다.
도 2 는, 본 발명에 관련된 지르코니아 소결체의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 3A 는, 실시예 1 에 있어서 제작한 지르코니아 소결체 (저면도) 의 개략도이다.
도 3B 는, 실시예 1 에 있어서 제작한 지르코니아 소결체 (측면도) 의 개략도이다.
도 4A 는, 실시예 2 에 있어서 제작한 지르코니아 소결체 (저면도) 의 개략도이다.
도 4B 는, 실시예 2 에 있어서 제작한 지르코니아 소결체 (측면도) 의 개략도이다.
도 5A 는, 비교예 1 에 있어서 제작한 지르코니아 소결체 (저면도) 의 개략도이다.
도 5B 는, 비교예 1 에 있어서 제작한 지르코니아 소결체 (측면도) 의 개략도이다.
도 6 은, 본 발명에 관련된 지르코니아 소결체의 모식도이다.

본 발명의 지르코니아 소결체는, 저면 및 측면을 갖는 기둥체상의 지르코니아 소결체로서, 그 저면의 외형이 정방형도 아니고 장방형도 아니고, 적어도 1개의 직선부를 갖는 형상인 것이 중요하다. 본 명세서에 있어서 「기둥체상」 이란, 합동인 2 개의 평면 도형을 저면으로서 가지는 통상의 공간 도형을 포함하고, 높이 방향으로부터 보았을 경우에 저면의 외형이 합동이고, 적어도 1 개의 저면이 패임 또는 부풀어오름을 갖는 통상의 공간 도형도 포함한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 지르코니아 소결체 및 지르코니아 가소체는, 지르코니아를 주성분으로 하는 것으로서, 후술하는 바와 같이, 지르코니아의 상 전이를 억제 가능한 안정화제를 포함하고 있어도 된다.

본 발명의 지르코니아 소결체에 있어서의 저면의 외형의 형상은, 정방형도 아니고 장방형도 아니고, 적어도 1 개의 직선부를 갖는 것이면 되고, 예를 들어, 삼각형, 평행 사변형, 사다리꼴, 오각형, 별 모양 등의 다각형 또는 그 일부나, 반원, 반타원, 포물선, 현수선 등의 곡선부와, 직선부를 조합한 형상, 이들을 조합한 도형 (예를 들어, 사각형 (예를 들어, 정방형, 장방형, 사다리꼴, 평행 사변형), 오각형, 별 모양 등의 다각형 등의 직선부와, 반원, 반타원, 포물선, 현수선 등의 곡선부를 조합한 형상) 으로 할 수 있고, 예를 들어, 도 1A ∼ 도 1D 에 기재되는 바와 같은 형상으로 할 수 있다. 그 중에서도, 저면의 외형은, 적어도 1 개의 곡선부와, 적어도 1 개의 직선부를 조합한 형상인 것이 바람직하고, 원호, 타원호, 포물선 및 현수선으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 개의 곡선부와 적어도 1 개의 직선부를 조합한 형상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 어느 바람직한 실시형태로는, 상기 저면의 외형이, 적어도 1 개의 오목부 (9) 를 갖는 지르코니아 소결체를 들 수 있다. 상기 저면의 외형이, 2 개의 오목부 (9) 를 갖는 지르코니아 소결체의 일례를 도 1B 에 나타낸다. 다른 어느 바람직한 실시형태로는, 상기 오목부 (9) 가 상기 저면에 수직인 방향으로 신장된 형상인 후퇴부를 적어도 1 개 측면에 갖는 기둥체상의 지르코니아 소결체를 들 수 있다. 또한, 다른 어느 실시형태로는, 후술하는 바와 같이, 상기 저면의 외형이 2 개의 오목부 (9) 를 갖고, 상기 오목부 (9) 가 상기 저면에 수직인 방향으로 신장된 형상인 후퇴부를 측면에 갖고, 2 개의 상기 후퇴부와, 2 개의 상기 후퇴부 사이에 잘록한 부분을 갖는 기둥체상의 지르코니아 소결체를 들 수 있다. 또 다른 어느 바람직한 실시형태로는, 저면의 외형이, 반원, 반타원, 포물선 및 현수선 등의 곡선부와, 사각형 (예를 들어, 정방형, 장방형, 사다리꼴, 평행 사변형) 등의 다각형을 조합한 형상인 지르코니아 소결체를 들 수 있다. 예를 들어, 저면의 외형이, 사다리꼴과, 타원 또는 포물선을 조합한 형상인 지르코니아 소결체를 도 1C 에 나타내고, 저면의 외형이, 장방형과, 반원을 조합한 형상인 지르코니아 소결체를 도 1D 에 나타낸다. 또한, 도 1D 는, 실시예 3 에서 사용한 사이즈를 일례로서 나타내는 것이고, 사이즈는 이것에 한정되지 않는다. 상기 저면의 곡선부가 상기 저면에 수직인 방향 (높이 방향) 으로 신장된 형상을 가짐으로써, 통상적인 사각 기둥상의 지르코니아 소결체와 비교하여 미리 체적량분을 저감시킬 수 있고, 본 명세서에서는, 그 곡선부에 의해 측면에 형성되는 부분도, 후퇴부라고 할 수 있다. 예를 들어 도 1D 에서는 저면 방향으로부터 보아 지르코니아 소결체의 곡선부 (반원과 점선으로 둘러싸인 부분) 에 대하여, 그것을 높이 방향으로 연장시킨 형상의 측면에 형성되는 부분도, 후퇴부라고 할 수 있다. 이들 형상으로 함으로써, 본 발명의 지르코니아 소결체로부터 절삭하여 보철물을 제작할 때에, 깎아 낼 때에 제거되는 잉여 부분을 저감시킬 수 있다. 또한, 저면에 있어서의 적어도 1 개의 직선부는, 후술하는 바와 같이, 가공 장치에 장착하기 위한 장착구와 접착하는 부분으로서 사용할 수 있다.

다른 어느 실시형태에서는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 지르코니아 소결체 (1) 는, 상기 저면에 있어서 패임 (12) 을 갖는 것이 바람직하다. 이로써, 본 발명의 지르코니아 소결체 (1) 로부터 절삭하여 보철물을 제작할 때에, 깎아 낼 때에 제거되는 잉여 부분을 저감시킬 수 있다. 상기 패임 (12) 의 형상으로는, 윤곽이 원상 또는 대략 원상 (타원상을 포함한다) 인 것이 바람직하고, 지르코니아 소결체의 저면 (10) 에 대하여 수직인 방향의 단면이 원호, 타원호, 포물선, 현수선과 같은 곡선과 직선으로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 패임 (12) 의 형상으로는, 구 또는 타원구의 일부여도 된다. 상기 패임 (12) 의 크기로는, 지르코니아 소결체 (1) (기둥체상) 의 높이에 대한 깊이로서 45 ％ 이하이고, 저면 (10) 에 있어서의 최대 길이 (패임의 윤곽이 원상 또는 대략 원상인 경우에는 직경 또는 장경) 로서 12 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 깊이가 40 ％ 이하이고, 직경 또는 장경이 12 ㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 패임 (12) 의 크기로는, 깊이가 25 ％ 이상이고, 직경 또는 장경이 10 ㎜ 이상인 것이 바람직하고, 깊이가 30 ％ 이상이고, 직경 또는 장경이 10 ㎜ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 패임 (12) 의 깊이란, 가장 깊은 부분을 대상으로 하여 측정된 길이로서, 본 발명의 지르코니아 소결체 (기둥체상) 의 높이에 대한 비율로서 나타낸다. 또한, 본 발명의 지르코니아 소결체는, 본 발명의 효과가 얻어지는 한, 저면이 부풀어오름을 가지고 있어도 된다.

본 발명의 지르코니아 소결체의 어느 실시형태로서, 도 2 를 사용하여 설명한다. 본 발명의 지르코니아 소결체 (1) 는, 측면 (11) 에 있어서, 오목부가 저면 (10) 과 수직의 방향으로 신장된 형상인 후퇴부 (13) 를 적어도 1 개 갖는 기둥체상인 것이 바람직하다. 또한, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 지르코니아 소결체 (1) 는, 2 개의 상기 후퇴부 (13) 와, 2 개의 상기 후퇴부 사이에 잘록한 부분 (17) 을 갖는 형상인 것이 바람직하다. 후퇴부 (13) 는, 저면 방향으로부터 보아, 본체부 (14) 에 비하여, 폭이 좁아져 있다. 본 발명의 지르코니아 소결체 (1) 는, 상기 잘록한 부분 (17) (도 2 의 점선부) 에 접하는 본체부 (14) 와, 상기 잘록한 부분 (17) 을 포함함과 함께 상기 본체부 (14) 보다 상기 저면의 면적이 작은 스템부 (15) 를 갖는 형상인 것이 보다 바람직하다. 다시 말하면, 본 발명의 지르코니아 소결체 (1) 는, 상기 2 개의 후퇴부 (13) 를 포함하는 면에 의해, 본체부 (14) 와, 스템부 (15) 의 2 개의 영역으로 나뉜 기둥체상인 것이 보다 바람직하다. 상기와 같이 지르코니아 소결체 (1) 가 2 개의 영역으로 나뉘는 경우, 적어도 1 개의 직선부를 갖는 부위가 스템부 (15) 가 된다 (도 2 를 참조). 본 발명의 지르코니아 소결체 (1) 가 이들 형상임으로써, 본 발명의 지르코니아 소결체 (1) 로부터 절삭하여 보철물을 제작할 때에, 깎아 낼 때에 제거되는 잉여 부분을 저감시키는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명의 지르코니아 소결체 (1) 는, 도 3A, 도 3B, 도 4A 및 도 4B 에 나타내는 바와 같이, 스템부 (15) 가 본체부 (14) 와 동일한 높이를 갖는 기둥체상인 것, 또는 스템부 (15) 가 바람직한 폭을 가짐으로써 소성시의 변형을 방지하여, 정밀한 보철물을 제공할 수 있다. 상기 본체부 (14) 의 폭과 스템부 (15) 의 폭 (특히, 도 3A 및 도 4A 에 나타내는 후퇴부 (13) 를 포함하는 2 개의 면에 끼워진 부분의 폭) 으로는, 본체부 (14) 의 최대 폭이 20 ㎜ 이상이고, 스템부 (15) 의 최소 폭이 4 ㎜ 초과인 것이 바람직하고, 본체부 (14) 의 최대 폭이 20 ㎜ 이상이고, 스템부 (15) 의 최소 폭이 6 ㎜ 초과인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본체부 (14) 의 최대 폭이 30 ㎜ 이하이고, 스템부 (15) 의 최소 폭이 10 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 본체부 (14) 의 최대 폭이 30 ㎜ 이하이고, 스템부 (15) 의 최소 폭이 8 ㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 저면 (10) 에 있어서의 적어도 1 개의 직선부는, 가공 장치에 장착하기 위한 장착구와 접착하는 부분으로서 사용한다. 본 발명의 지르코니아 소결체 (1) 에 있어서, 상기 소성시의 최대 변형량으로서 0.03 ㎜ 가 바람직하고, 0.01 ㎜ 가 더욱 바람직하다. 또한, 도 3A, 도 3B, 도 4A 및 도 4B 에 나타내는 실시형태에 있어서도, 도 2 와 마찬가지로, 패임을 가지고 있어도 된다.

본 발명의 다른 실시형태로는, 지르코니아 소결체를 구비하는, 치과용 수복물을 들 수 있다. 본 발명에 있어서의 치과용 수복물이란, 보철물 등의 특정한 치과용 제품의 형상으로 절삭 가공하기 전의 밀 블랭크 (블록 등) 뿐만 아니라, 절삭 가공 후의 치과용 제품도 포함한다. 특히, 절삭 가공하기 전의 치과용 수복물로서 상기 지르코니아 소결체를 사용함으로써, 절삭량을 감소시킬 수 있기 때문에, 치과용 제품을 깎아 낼 때에 제거되는 잉여 부분이 저감되고, 가공 시간의 단축을 가능하게 하게 때문에, 환자의 신체적 부담을 경감시킬 수 있다. 또한, 종래이면 지르코니아 소결체를 사용한 보철물을 장착하기 위해서는, 당일 치료는 곤란했지만 소성 시간이 필요하지 않게 되기 때문에, 통원 등의 시간적 부담의 경감도 가능하게 할 수 있다. 본 발명의 치과용 수복물은, 절삭 가공하기 전의 밀 블랭크인 경우, 가공 장치에 장착하기 위한 장착구와 상기 지르코니아 소결체를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 장착구는 상기 지르코니아 소결체에 접착되어 있는 것이 바람직하다. 한편, 본 발명의 치과용 수복물로서, 절삭 가공 후의 치과용 제품의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 본 발명의 지르코니아 소결체를 사용하여, 공지된 장치를 사용하여 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.

본 발명은, 소성함으로써 본 발명의 지르코니아 소결체가 되는 지르코니아 가소체를 포함한다. 이와 같은 지르코니아 소결체가 되는 지르코니아 가소체의 소성 조건으로는, 소성 온도는, 1100 ∼ 1650 ℃ 인 것이 바람직하고, 1300 ∼ 1650 ℃ 인 것이 보다 바람직하고, 1350 ∼ 1600 ℃ 인 것이 더욱 바람직하다. 소성 시간은, 30 ∼ 720 분인 것이 바람직하고, 30 ∼ 120 분인 것이 보다 바람직하고, 30 ∼ 60 분인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 본 발명의 지르코니아 가소체로부터 지르코니아 소결체를 제조하는 방법에 대해서는, 그 일례의 상세를 후술한다.

본 발명의 지르코니아 소결체는, 부분 안정화 지르코니아 결정 입자가 주로 소결된 소결체로서, 부분 안정화 지르코니아를 매트릭스상으로서 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 지르코니아 소결체에 있어서, 지르코니아의 주된 결정상은 정방정계인 것이 바람직하다. 지르코니아 소결체는 단사정계를 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다. 지르코니아 소결체가 상기 결정상을 가짐으로써, 기계적 강도가 높아진다.

본 발명의 지르코니아 소결체에는, 성형한 지르코니아 입자를 상압하 내지 비가압하에 있어서 소결시킨 소결체뿐만 아니라, HIP (Hot Isostatic Pressing ; 열간 정수 등방압 프레스) 처리 등의 고온 가압 처리에 의해 치밀화시킨 소결체도 포함된다.

본 발명의 지르코니아 소결체는, 지르코니아 및 그 안정화제를 함유하는 것이 바람직하다. 안정화제는, 정방정계의 지르코니아가 단사정계로 상 전이하는 것을 억제한다. 상 전이를 억제함으로써, 강도, 내구성 및 치수 정밀도를 높일 수 있다. 그 안정화제로는, 부분 안정화 지르코니아를 형성 가능한 것이 바람직하고, 예를 들어, 산화칼슘 (CaO), 산화마그네슘 (MgO), 산화이트륨 (Y₂O₃) (이하 「이트리아」 라고 한다), 산화세륨 (CeO₂), 산화스칸듐 (Sc₂O₃), 산화니오브 (Nb₂O₅), 산화란탄 (La₂O₃), 산화에르븀 (Er₂O₃), 산화프라세오디뮴 (Pr₆O₁₁), 산화사마륨 (Sm₂O₃), 산화유로퓸 (Eu₂O₃) 및 산화툴륨 (Tm₂O₃) 등의 산화물을 들 수 있다. 이들은 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 그 안정화제는, 정방정계 지르코니아 입자가 부분 안정화할 수 있는 양을 첨가하는 것이 바람직하다. 지르코니아 소결체의 강도 및 투광성의 관점에서, 안정화제는 이트리아가 바람직하다. 이트리아의 함유율은, 지르코니아와 이트리아의 합계 ㏖ 수에 대하여, 3 ㏖％ 이상이 바람직하고, 3.5 ㏖％ 이상이 보다 바람직하고, 4 ㏖％ 이상이 더욱 바람직하다. 이트리아의 함유율이 3 ㏖％ 이상인 경우, 지르코니아 소결체의 투광성을 높일 수 있다. 또한, 이트리아의 함유율은, 지르코니아와 이트리아의 합계 ㏖ 수에 대하여, 7.5 ㏖％ 이하가 바람직하고, 7 ㏖％ 이하가 보다 바람직하고, 6.5 ㏖％ 이하가 더욱 바람직하고, 6 ㏖％ 이하가 특히 바람직하다. 이트리아의 함유율이 7.5 ㏖％ 이하인 경우, 지르코니아 소결체의 강도 저하를 억제할 수 있다. 또한, 안정화제를 첨가하여 부분적으로 안정화시킨 정방정계 지르코니아는, 부분 안정화 지르코니아 (PSZ ; Partially Stabilized Zirconia) 라고 불리고 있다.

본 발명의 지르코니아 소결체는 본 발명의 효과를 발휘하는 한, 지르코니아 및 안정화제 이외의 첨가제를 함유해도 된다. 그 첨가제로는, 예를 들어, 안료 (착색제, 복합 안료 및 형광제를 포함한다), 알루미나 (Al₂O₃), 산화티탄 (TiO₂), 실리카 (SiO₂) 등을 들 수 있다. 이들은 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 본 발명의 지르코니아 소결체는, 알루미나를 함유하는 것이 바람직하다. 알루미나는 α 알루미나인 것이 바람직하다. 본 발명의 지르코니아 소결체에 알루미나를 함유시키면 강도를 높일 수 있다. 본 발명의 지르코니아 소결체는, 산화티탄을 함유하는 것이 바람직하다. 본 발명의 지르코니아 소결체에 산화티탄을 함유시키면 지르코니아의 입성장을 촉진시킬 수 있다. 본 발명의 지르코니아 소결체에 있어서, 지르코니아 소결체의 투명도가 저하하게 되는 것을 방지하는 관점에서, 실리카를 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 「실질적으로 함유하지 않는다」 란, 본 발명의 성질, 특성에 영향을 특별히 주지 않는 범위 내라는 의의이고, 바람직하게는 불순물 레벨을 초과하여 함유하지 않는다는 취지이고, 반드시 검출 한계 미만인 것은 아니다.

상기 안료 중 착색제로는, 예를 들어, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zn, Y, Zr, Sn, Sb, Bi, Ce, Pr, Sm, Eu, Gd, Tb 및 Er 의 군에서 선택되는 적어도 1 개의 원소의 산화물을 들 수 있다. 복합 안료로는, 예를 들어, (Zr, V)O₂, Fe(Fe, Cr)₂O₄, (Ni, Co, Fe)(Fe, Cr)₂O₄·ZrSiO₄, (Co, Zn)Al₂O₄ 등을 들 수 있다. 형광제로는, 예를 들어, Y₂SiO₅ : Ce, Y₂SiO₅ : Tb, (Y, Gd, Eu)BO₃, Y₂O₃ : Eu, YAG : Ce, ZnGa₂O₄ : Zn, BaMgAl₁₀O₁₇ : Eu 등을 들 수 있다.

본 발명의 지르코니아 소결체는, 측면 상의 일단으로부터 타단을 향하는 저면에 수직인 직선 방향에 있어서 2 층 이상의 적층 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이로써, 천연 치아의 외관에 가까운 색조 및 투광성을 갖는 보철물을 얻을 수 있다. 층의 수로는 2 이상이 바람직하고, 4 이상이 보다 바람직하다. 또한, 층의 수의 상한은 본 발명의 효과를 발휘하는 한 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 8 이하로 할 수 있다.

본 발명의 지르코니아 소결체가 2 층 이상의 적층 구조를 갖는 경우, 치과용으로서 바람직한 색조를 재현하는 관점에서, 상기 지르코니아 소결체의 일단으로부터 타단을 향하는 제 1 방향으로 연장되는 직선 상에 있어서, 상기 일단으로부터 전체 길이의 25 ％ 까지의 구간에 있는 제 1 점의 L*a*b* 표 색계에 의한 (L*, a*, b*) 를 (L1, a1, b1) 이라고 하고, 상기 타단으로부터 전체 길이의 25 ％ 까지의 구간에 있는 제 2 점의 L*a*b* 표 색계에 의한 (L*, a*, b*) 를 (L2, a2, b2) 라고 했을 때,

L1 이 68.0 이상 90.0 이하이고,

a1 이 -3.0 이상 4.5 이하이고,

b1 이 0.0 이상 24.0 이하이고,

L2 가 60.0 이상 85.0 이하이고,

a2 가 -2.0 이상 7.0 이하이고,

b2 가 4.0 이상 28.0 이하이고,

L1 ＞ L2 이고,

a1 ＜ a2 이고,

b1 ＜ b2 이고,

상기 제 1 점으로부터 상기 제 2 점을 향하여 L*a*b* 표 색계에 의한 (L*, a*, b*) 의 증감 경향이 변화하지 않는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는,

L1 이 69.0 이상 89.0 이하이고,

a1 이 -2.7 이상 4.0 이하이고,

b1 이 1.0 이상 23.5 이하이고,

L2 가 61.5 이상 84.5 이하이고,

a2 가 -1.5 이상 6.5 이하이고,

b2 가 5.5 이상 26.0 이하이다. 보다 바람직하게는,

L1 이 70.0 이상 87.0 이하이고,

a1 이 -2.5 이상 3.7 이하이고,

b1 이 2.0 이상 23.0 이하이고,

L2 가 63.0 이상 84.0 이하이고,

a2 가 -1.2 이상 6.0 이하이고,

b2 가 7.0 이상 24.0 이하이다. 상기의 범위를 만족함으로써, 평균적인 천연 치아의 색조에 적합시킬 수 있다.

본 발명의 지르코니아 소결체를 소성하기 전의 전구체인 지르코니아 가소체는,

L1 - L2 가 0 초과 12.0 이하이고,

a2 - a1 이 0 초과 6.0 이하이고,

b2 - b1 이 0 초과 12.0 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는,

L1 - L2 가 0 초과 10.0 이하이고,

a2 - a1 이 0 초과 5.5 이하이고,

b2 - b1 이 0 초과 11.0 이하이다. 더욱 바람직하게는,

L1 - L2 가 0 초과 8.0 이하이고,

a2 - a1 이 0 초과 5.0 이하이고,

b2 - b1 이 0 초과 10.0 이하이다. 상기의 범위를 만족함으로써, 천연 치아의 색조를 바람직하게 재현할 수 있다.

본 발명의 지르코니아 소결체는, 양단을 연결하는 일단으로부터 타단을 향하여 색이 변화하고 있는 것이 바람직하다. 즉, 상기 제 1 점과 상기 제 2 점을 연결하는 직선 상에 있어서, 상기 제 1 점으로부터 상기 제 2 점을 향하여 L* 값이 1 이상 증가하는 구간이 존재하지 않고, 상기 제 1 점으로부터 상기 제 2 점을 향하여 a* 값이 1 이상 감소하는 구간이 존재하지 않고, 상기 제 1 점으로부터 상기 제 2 점을 향하여 b* 값이 1 이상 감소하는 구간이 존재하지 않는 것이 바람직하다. 이에 대하여, 이하, 본 발명의 기둥체상의 지르코니아 소결체의 측면을 나타내는 모식도로서 도 6 을 사용하여 설명한다. 도 6 에 나타내는 지르코니아 소결체 (1) 의 일단 (P) 으로부터 타단 (Q) 을 향하는 제 1 방향 (Y) 으로 연장되는 직선 상에 있어서, L* 값, a* 값 및 b* 값의 증가 경향 또는 감소 경향은 반대 방향으로 변화하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 일단 (P) 으로부터 타단 (Q) 을 향하는 직선 상에 있어서 L* 값이 감소 경향에 있는 경우, L* 값이 실질적으로 증가하는 구간은 존재하지 않는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 6 과 같이, 일단 (P) 으로부터 타단 (Q) 을 연결하는 직선 상의 점으로서 제 1 점 (A), 제 2 점 (B) 이라고 했을 때, 제 1 점 (A) 과 제 2 점 (B) 을 연결하는 직선 상에 있어서, 제 1 점 (A) 으로부터 제 2 점 (B) 을 향하여 L* 값이 감소 경향에 있는 경우, L* 값이 1 이상 증가하는 구간이 존재하지 않는 것이 바람직하고, 0.5 이상 증가하는 구간이 존재하지 않는 것이 보다 바람직하다. 또한, 일단 (P) 으로부터 타단 (Q) 을 향하는 직선 상에 있어서 a* 값이 증가 경향에 있는 경우, a* 값이 실질적으로 감소하는 구간은 존재하지 않는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제 1 점 (A) 과 제 2 점 (B) 을 연결하는 직선 상에 있어서, 제 1 점 (A) 으로부터 제 2 점 (B) 을 향하여 a* 값이 증가 경향에 있는 경우, a* 값이 1 이상 감소하는 구간이 존재하지 않는 것이 바람직하고, 0.5 이상 감소하는 구간이 존재하지 않는 것이 보다 바람직하다. 또한, 일단 (P) 으로부터 타단 (Q) 을 향하는 직선 상에 있어서 b* 값이 증가 경향에 있는 경우, b* 값이 실질적으로 감소하는 구간은 존재하지 않는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제 1 점 (A) 과 제 2 점 (B) 을 연결하는 직선 상에 있어서, 제 1 점 (A) 으로부터 제 2 점 (B) 을 향하여 b* 값이 증가 경향에 있는 경우, b* 값이 1 이상 감소하는 구간이 존재하지 않는 것이 바람직하고, 0.5 이상 감소하는 구간이 존재하지 않는 것이 보다 바람직하다.

지르코니아 소결체 (1) 에 있어서의 색의 변화 방향은, 일단 (P) 으로부터 타단 (Q) 을 향하여, L* 값이 감소 경향에 있을 때, a* 값 및 b* 값은 증가 경향에 있는 것이 바람직하다. 예를 들어, 일단 (P) 으로부터 타단 (Q) 을 향하여, 백색으로부터 옅은 황색, 옅은 오렌지색 또는 옅은 갈색으로 변화한다.

또한, 본 발명에 있어서, 「일단으로부터 타단을 향하는 제 1 방향」 이란, 색이 변화하고 있는 방향을 의미한다. 예를 들어, 제 1 방향이란, 후술하는 제조 방법에 있어서의 분말을 적층하는 방향인 것이 바람직하다.

본 발명의 지르코니아 소결체의 제조 방법의 일례에 대하여 이하에 설명한다.

먼저, 수중에서 지르코니아와 안정화제를 습식 분쇄 혼합하여 슬러리를 형성한다. 다음으로, 슬러리를 건조시켜 조립 (造粒) 한다. 다음으로, 조립물을 가소하여, 1 차 분말을 제작한다.

다음으로, 1 차 분말을, 적층시키는 층의 수로 나눈다. 예를 들어, 합계 4 층의 조성물 및 가소체를 제작하는 경우에는, 1 차 분말을 4 개로 나누어, 제 1 ∼ 4 분말로 한다. 각 분말에 안료를 첨가한다. 안료의 첨가량은, 각 층의 색을 발현하도록 적절히 조절한다. 그리고, 각각에 대하여, 수중에서 원하는 입경이 될 때까지 지르코니아 분말을 혼합하여, 지르코니아 슬러리를 형성한다. 다음으로, 슬러리를 건조시켜 조립하여, 각 층의 2 차 분말을 제작한다. 알루미나, 산화티탄, 바인더 등의 첨가제를 첨가하는 경우에는, 1 차 분말의 제작시에 첨가해도 되고, 2 차 분말의 제작시에 첨가해도 된다.

다음으로, 복수의 분말을 순서대로 적층시킨다. 상층을 적층하기 전에, 프레스 처리를 실시하지 않고 하층의 상면을 평탄하게 한다. 예를 들어, 하층의 분말의 상면을 문지르거나 하여, 상면을 평탄하게 한다. 예를 들어, 합계 4 층의 조성물 및 가소체를 제작하는 경우, 형에, 제 1 분말을 소정 두께 (예를 들어 전체 두께의 25 ∼ 45 ％) 까지 충전한다. 이 때, 프레스 처리를 실시하지 않고, 제 1 분말의 상면을 평탄하게 한다. 다음으로, 제 1 분말 상에, 제 2 분말을 소정 두께 (예를 들어 전체 두께의 5 ∼ 25 ％) 까지 충전한다. 제 2 층의 상면도 프레스 처리를 실시하지 않고 평탄하게 한다. 제 2 분말 상에, 제 3 분말을 소정 두께 (예를 들어 전체 두께의 5 ∼ 25 ％) 까지 충전한다. 제 3 층의 상면도 프레스 처리를 실시하지 않고 평탄하게 한다. 다음으로, 제 3 분말 상에, 제 4 분말을 소정 두께 (예를 들어 전체 두께의 25 ∼ 45 ％) 까지 충전한다. 제 4 층의 상면도 프레스 처리를 실시하지 않고 평탄하게 한다. 제 1 ∼ 4 층에 걸쳐 안료의 함유율이 순서대로 증대 또는 감소하도록 적층하는 것이 바람직하다.

다음 층을 충전하기 전에 프레스 처리를 실시하지 않는 것에 의해, 소결체에 있어서, 인접하는 층간의 밀착성을 높일 수 있고, 강도를 높일 수 있다. 또한, 인접하는 층간의 색의 차이를 완화할 수 있다. 이로써, 소결체에 있어서, 적층 방향으로 색을 자연스럽게 변화시켜, 그라데이션을 만들어 낼 수 있다.

또한, 이 방법에 의하면, 각 주요층 사이에 중간층을 필요로 하지 않는다. 즉, 주요층을 4 층 적층하는 경우, 4 층만을 적층하면 된다. 또한, 각층마다 프레스 처리를 필요로 하지 않는다. 이로써, 수고 및 시간을 크게 삭감할 수 있고, 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

다음으로, 전층을 적층한 후 프레스 성형을 실시하여, 성형물을 제작한다.

본 발명의 지르코니아 소결체는, 지르코니아 입자가 소결에 이르는 온도 (소결 가능 온도) 에서 지르코니아 가소체를 소성하여 제작할 수 있다 (소성 공정). 소성 공정에 있어서의 소성 온도는, 예를 들어, 1300 ℃ 이상이 바람직하고, 1350 ℃ 이상이 보다 바람직하다. 또한, 그 소성 온도는, 예를 들어, 1650 ℃ 이하가 바람직하고, 1600 ℃ 이하가 보다 바람직하다. 승온 속도 및 강온 속도는 300 ℃/분 이하가 바람직하다.

소성 공정에 있어서, 소결 가능 온도 (예를 들어, 최고 소성 온도) 에 있어서의 유지 시간은, 120 분 미만이 바람직하고, 90 분 이하가 보다 바람직하고, 75 분 이하가 더욱 바람직하고, 60 분 이하가 보다 더욱 바람직하고, 45 분 이하가 특히 바람직하고, 30 분 이하가 가장 바람직하다. 또한, 25 분 이하, 20 분 이하, 또는 15 분 이하로 할 수도 있다. 또한, 당해 유지 시간은 1 분 이상이 바람직하고, 5 분 이상이 보다 바람직하고, 10 분 이상이 더욱 바람직하다. 본 발명의 지르코니아 가소체에 의하면, 이와 같은 짧은 소성 시간이어도, 제작되는 지르코니아 소결체의 투광성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 소성 시간을 단축함으로써, 생산 효율을 높임과 함께, 에너지 비용을 저감시킬 수 있다.

소성 공정에 있어서의 승온 속도 및 강온 속도는, 소성 공정에 필요로 하는 시간이 짧아지도록 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 승온 속도는, 소성노의 성능에 따라 최단 시간에 최고 소성 온도에 도달하도록 설정할 수 있다. 최고 소성 온도까지의 승온 속도는, 예를 들어, 10 ℃/분 이상, 50 ℃/분 이상, 100 ℃/분 이상, 120 ℃/분 이상, 150 ℃/분 이상, 또는 200 ℃/분 이상으로 할 수 있다. 강온 속도는, 소결체에 크랙 등의 결함이 생기지 않는 속도를 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 가열 종료 후, 소결체를 실온에서 방랭할 수 있다. 최고 소성 온도란 소성 공정에 있어서, 가장 높아지는 온도를 의미한다.

또한, 상기 실시형태에 있어서는, 4 층의 적층체에 기초하는 가소체 및 소결체를 예시했지만, 4 층에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 서술한 제 1 층 및 제 4 층의 2 층의 적층체로 제작된 조성물, 가소체 및 소결체여도 된다. 또는, 상기 서술한 제 1 층, 제 2 층 및 제 4 층, 혹은 제 1 층, 제 3 층 및 제 4 층의 3 층의 적층체로 제작된 가소체 및 소결체여도 된다.

본 발명의 지르코니아 소결체는, 전술한 바와 같이 본체부와 스템부를 갖는 기둥체상이어도 되고, 그 스템부에 장착구를 갖는 것이 바람직하다. 그 장착구를 갖는 경우, 지르코니아 소결체를 가공 장치에 고정시킬 수 있다. 그 장착구를 본 발명의 지르코니아 소결체에 장착하는 방법에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 접착제 등에 의해 지르코니아 소결체와 장착구를 접착할 수 있다.

본 발명의 지르코니아 소결체는 치과 용도에 사용되고, 예를 들어, 치과용 CAD/CAM 시스템에서의 절삭 가공에 의한, 코핑, 프레임 워크, 크라운, 어버트먼트, 인레이, 온레이, 라미네이트 비니어 등의 보철물의 제작 등에 바람직하게 사용할 수 있다. 본 발명의 지르코니아 소결체로 보철물을 제조하는 방법에 특별히 제한은 없고, 공지된 방법을 적절히 채용할 수 있지만, 그 지르코니아 소결체를 절삭 가공하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은, 본 발명의 효과를 발휘하는 한, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있어서, 상기의 구성을 여러 가지 조합한 실시형태를 포함한다.

실시예

다음으로, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 전혀 한정되는 것이 아니고, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당분야에 있어서 통상적인 지식을 갖는 자에 의해 가능하다.

[실시예 1 ∼ 2 및 비교예 1]

각 실시예 및 비교예의 지르코니아 가소체 및 소결체를 이하의 순서에 의해 제작하였다.

원료 분말의 제작 방법에 대하여 설명한다. 먼저, 단사정계의 지르코니아 분말과 이트리아 분말을 사용하여 혼합물 (이트리아 함유율은 4 ㏖％) 을 제작하였다. 다음으로, 이 혼합물을 물에 첨가하여 슬러리를 제작하고, 평균 입경 0.13 ㎛ 이하가 될 때까지 볼 밀로 습식 분쇄 혼합하였다. 분쇄 후의 슬러리를 스프레이 드라이로 건조시키고, 얻어진 분말을 1000 ℃ 에서 2 시간 소성하여, 분말 (1 차 분말) 을 제작하였다. 스프레이 드라이의 기기에 원재료를 투과하여 본 명세서의 내용이 될 때까지 분말체를 가공시킨다.

얻어진 1 차 분말을 제 1 ∼ 4 분말로 하여 4 개로 나누고, 각 분말에 대하여, 표 1 에 나타내는 함유량이 되도록 안료를 첨가하였다 (각 실시예 및 비교예에서 함유량은 공통). 그 후, 안료를 첨가한 각 분말을 물에 첨가하여 각각 슬러리를 제작하고, 평균 입경 0.13 ㎛ 가 될 때까지 볼 밀로 습식 분쇄 혼합하였다. 분쇄 후의 슬러리에 바인더를 첨가한 후, 스프레이 드라이어로 건조시켜, 제 1 ∼ 4 분말의 4 종류의 분말 (2 차 분말) 을 제작하였다.

다음으로, 금형에, 얻어진 2 차 분말의 제 1 분말을 충전하고, 상면을 문질러서 제 1 분말의 상면을 평탄하게 하였다. 계속해서, 제 1 분말 상에, 제 2 분말을 충전하고, 상면을 문질러서 제 2 분말의 상면을 평탄하게 하였다. 마찬가지로, 제 2 분말 상에, 제 3 분말을 충전하고, 상면을 문질러서 제 3 분말의 상면을 평탄하게 하였다. 또한, 제 3 분말 상에, 제 4 분말을 충전하고, 상면을 문질러서 제 4 분말의 상면을 평탄하게 하였다. 마지막으로, 상형을 세트하고, 1 축 프레스 성형기에 의해, 면압 300 ㎏/㎠ 로 90 초간, 1 차 프레스 성형을 실시하였다. 얻어진 1 차 프레스 성형체를 1700 ㎏/㎠ 로 5 분간, CIP 성형하여, 4 층 구조의 성형체를 제작하였다.

얻어진 성형체를 1000 ℃ 에서 2 시간 소성하여 지르코니아 가소체를 제작하였다. 다음으로, CAD/CAM 시스템 (「카타나 (등록상표) CAD/CAM 시스템」, 쿠라레 노리타케 덴탈 주식회사 제조) 을 사용하여, 도 3A, 도 3B, 도 4A, 도 4B, 도 5A 및 도 5B 에 나타내는 형상 (단, 이들 도면에 기재된 치수는, 소결 후의 수치이다) 으로 각각 가공하였다. 얻어진 가공 후의 지르코니아 가소체를 SK 메디컬 전자 주식회사 소성노 「노리타케 카타나 (등록상표) F-1」 을 이용하여, 모두 1550 ℃ 에서 120 분간 소성하여, 지르코니아 소결체를 제작하였다. 실시예 1 ∼ 2 의 지르코니아 소결체를 도 3A, 도 3B, 도 4A, 및 도 4B 에 나타내고, 비교예 1 의 지르코니아 소결체를 도 5A 및 도 5B 에 나타낸다. 또한, 제 1 ∼ 제 4 분말의 적층 방향의 지르코니아 소결체의 길이 (실시예 1 ∼ 2 에서는 기둥체의 높이) 는 모두 약 20 ㎜ 였다.

[실시예 3]

저면의 형상을, 도 1D 에 나타내는 장방형과 반원을 조합한 형상으로 한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 지르코니아 가소체 및 소결체를 제작하였다.

[지르코니아 소결체의 변형 확인]

상기의 방법에 의해 제작한 지르코니아 가소체를 CAD/CAM 시스템 (「카타나 (등록상표) CAD/CAM 시스템」, 쿠라레 노리타케 덴탈 주식회사 제조) 을 사용하여, 도 3A, 도 3B, 도 4A, 도 4B, 도 5A 및 도 5B 에 나타내는 형상 (단, 이들 도면에 기재된 치수는, 소결 후의 수치이다) 으로 가공하였다. 가공 후의 지르코니아 가소체를 1550 ℃, 120 분으로 소성하여, 지르코니아 소결체를 제작하였다. 실시예 1 ∼ 2 의 지르코니아 소결체를 도 3A, 도 3B, 도 4A, 및 도 4B 에 나타내고, 실시예 3 의 지르코니아 소결체의 저면도를 도 1D 에 나타내고, 비교예 1 의 지르코니아 소결체를 도 5A 및 도 5B 에 나타낸다. 실시예 3 의 도 1D 에 나타내는 저면을 갖는 기둥체상의 지르코니아 소결체의 높이 (기둥체의 높이) 는 약 20 ㎜ 였다.

제작한 지르코니아 소결체를, 각 층이 유리판과 평행이 되도록 유리판에 재치 (載置) 하고, 유리판과 지르코니아 소결체의 간극의 최대치를 디지털 현미경 (디지털 마이크로스코프 KH-7700, 주식회사 하이록스 제조) 으로 계측하고, 그 최대치를 소성시의 변형량으로서 평가를 실시하였다. 변형량이 0.06 ㎜ 이하인 경우를 「○」, 0.06 ㎜ 초과인 경우를 「×」 라고 평가하였다.

표 2 에 나타내는 바와 같이, 실시예 1, 2 및 3 모두 소성시의 변형량이 작아, 본 발명의 지르코니아 소결체는, 소결을 위해서 가열 처리를 실시해도 전체적인 변형을 억제할 수 있는 것을 알 수 있다. 한편, 기둥체상이 아니고, 또한 스템부의 최소 폭이 작은 비교예 1 의 지르코니아 소결체는, 소성시에 변형이 확인되었다.

[지르코니아 소결체의 제거량 저감률의 확인]

스템부를 가지지 않는 사각 기둥상의 지르코니아 소결체에 비하여, 실시예 1, 2 및 3 의 지르코니아 소결체는, 제거량 저감률 (％) 이 각각 30.4 ％, 20 ％, 5.4 ％ 였다. 제거량 저감률 (％) 은, 스템부를 가지지 않는 사각 기둥상 (40 ㎜ × 20 ㎜ × 40 ㎜) 의 지르코니아 소결체와 비교하여, 각 실시예의 후퇴부의 체적량분이 미리 저감되어 있는 것으로서 산출하였다. 실시예 1, 2 및 3 의 지르코니아 소결체에서는, 절삭하는 양을 감소시켜 가공 시간을 단축할 수 있는 것이 확인되었다.

[지르코니아 소결체의 색조 확인 (1)]

적층 구조를 갖는 지르코니아 소결체에 대하여, 후술하는 방법에 의해 치과용 수복물 (앞니 프레임) 을 제작하고, 천연 치아의 외관과의 비교의 관점에서, 육안으로 색조를 평가하였다.

먼저, 인상재라고 불리는 본뜸재를 이용하여, 지대치, 그 대합치 및 지대치 주위의 치열의 암형을 취하였다. 다음으로, 거기에 석고를 흘려 넣어 수형의 석고 모형을 제작하고, 지대치, 그 대합치 및 지대치 주위의 치열을 재현하였다. 다음으로, 왁스를 사용하여, 석고 모형의 지대치 상에, 맞물림, 형상, 치수 등을 맞춘 왁스관을 형성하였다. 이 왁스관은, 프레임 형성의 기초가 되는 것이다. 다음으로, 석고 모형의 지대치 및 왁스관을, 쿠라레 노리타케 덴탈 주식회사 제조 「카타나 (등록상표) 덴탈 스캐너 D750」 을 사용하여 광학 스캔하여, 지대치 및 왁스관의 디지털화한 3 차원 데이터를 얻었다. 또한, 본 실시예에서는, 석고 모형을 광학 스캔했지만, 구강 내 스캐너에 의해 직접 구강 내를 광학 스캔해도 된다. 또한, 왁스관을 이용하지 않고, 석고 모형을 광학 스캔한 후, 3 차원 CAD 소프트를 사용하여 가상적인 프레임 형상에 기초하는 3 차원 데이터를 제작해도 된다.

다음으로, 전술한 방법에 의해 제작한 실시예 1 의 지르코니아 소결체를 밀 블랭크로서, 상기 3 차원 데이터에 기초하여, 덴츠플라이 시로나 주식회사 제조 고속 밀링 가공기 「CEREC MCXL」 을 사용하여, φ2.0 ㎜ 및 φ1.0 ㎜ 의 다이아몬드 바에 의해 앞니 프레임의 형상으로 가공하고, 지르코니아 소결체로 이루어지는 앞니 프레임을 제작하였다.

얻어진 앞니 프레임의 표면에 남아 있는 잉여 부분을, 축이 장착된 다이아몬드 지립을 사용하여 전동 절삭 공구로 제거하였다. 다음으로, 50 ㎛ 의 알루미나를 사용하여 0.2 ㎫ 의 압력으로 샌드 블라스트 처리를 실시하고, 그 앞니 프레임의 표면을 광택 제거 상태로 하였다. 그 후, 쿠라레 노리타케 덴탈 주식회사 제조 「펄 서페이스 (등록상표)」 로 그 앞니 프레임의 표면을 연마하여 광택을 갖게 하여, 실시예 1 의 지르코니아 소결체로 이루어지는 치과용 수복물로 하였다.

실시예 1 의 지르코니아 소결체로부터 얻어진 치과용 수복물은, 제 1 분말에서 유래하는 제 1 층에 상당하는 영역으로부터 제 4 분말에서 유래하는 제 4 층에 상당하는 영역을 향하여, 옅은 백색으로부터 옅은 황색으로 변화하는 그라데이션이 형성되어, 천연 치아와 동일한 외관을 나타내고 있었다.

[지르코니아 소결체의 색조 확인 (2)]

전술한 적층 구조를 갖는 실시예 1 의 지르코니아 소결체로 이루어지는 치과용 수복물의 색조에 대하여, 이하의 방법으로 정량적으로 평가하였다. 2 차 분말의 제 1 분말, 제 2 분말, 제 3 분말, 및 제 4 분말에 대하여, 각각 단독의 지르코니아 소결체를 제작하고, L*a*b* 표 색계 (JIS Z 8781-4 : 2013 측색-제 4 부 : CIE 1976 L*a*b* 색 공간) 에 의한 (L*, a*, b*) 를 측정하였다. 이들 각 분말로부터 단독으로 제작한 지르코니아 소결체의 (L*, a*, b*) 는, 상기 4 개의 분말의 적층체로부터 제작한 지르코니아 소결체에 있어서의 각 점의 (L*, a*, b*) 에 상당한다. (L*, a*, b*) 는, 각 분말 단독으로 제조한 지르코니아 소결체를 직경 14 ㎜, 두께 1.2 ㎜ 의 원판이 되도록 가공 (양면은 ＃600 연마) 한 후, 코니카 미놀타 주식회사 제조의 분광 측색계 CM-3610A 를 사용하여, D65 광원, 측정 모드 SCI, 측정 직경/조명 직경 = φ8 ㎜/11 ㎜, 백색 배경으로 측정하였다. 평가 결과를 표 3 에 나타낸다.

전술한 색조 확인 (1) 과 같이, 천연 치아와 동일한 외관을 나타내는 본 발명의 지르코니아 소결체에 대하여, 표 3 에 나타내는 (L*, a*, b*) 를 갖는 것이 확인되었다.

산업상 이용가능성

본 발명의 지르코니아 가소체, 소결체는, 치과용 수복물에 이용할 수 있다.

1 : 지르코니아 소결체
9 : 오목부
10 : 저면
11 : 측면
12 : 패임
13 : 후퇴부
14 : 본체부
15 : 스템부
16 : 장착구
17 : 잘록한 부분
P : 일단
Q : 타단
A : 제 1 점
B : 제 2 점
Y : 제 1 방향
L : 지르코니아 소결체 (기둥체상) 의 높이

Claims

저면 및 측면을 갖는 기둥체상의 지르코니아 소결체로서, 그 저면의 외형이 정방형도 아니고 장방형도 아니고, 적어도 1 개의 직선부를 갖는 형상인, 지르코니아 소결체.
제 1 항에 있어서,
상기 저면에 수직인 방향으로 2 층 이상이 적층된 적층 구조를 갖는, 지르코니아 소결체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 저면에 있어서 패임을 갖는, 지르코니아 소결체.
제 3 항에 있어서,
상기 패임이, 기둥체상의 높이에 대하여 45 ％ 이하의 깊이와, 상기 저면에 있어서의 12 ㎜ 이하의 최대 길이를 갖는, 지르코니아 소결체.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저면의 외형이, 적어도 1 개의 곡선부와, 적어도 1 개의 직선부를 조합한 형상인, 지르코니아 소결체.
제 5 항에 있어서,
상기 곡선부가, 원호, 타원호, 포물선 및 현수선으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 개인, 지르코니아 소결체.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외형이, 적어도 1 개의 오목부를 갖는, 지르코니아 소결체.
제 7 항에 있어서,
상기 외형이 적어도 2 개의 오목부를 갖고, 상기 오목부가 상기 저면에 수직인 방향으로 신장된 형상인 후퇴부와, 2 개의 상기 후퇴부 사이에 잘록한 부분을 갖는, 지르코니아 소결체.
제 8 항에 있어서,
상기 잘록한 부분에 접하는 본체부와, 상기 잘록한 부분을 포함함과 함께 상기 본체부보다 상기 저면의 면적이 작은 스템부를 갖는, 지르코니아 소결체.
제 9 항에 있어서,
상기 스템부가, 상기 본체부와 동일한 높이를 갖는, 지르코니아 소결체.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 본체부의 최대 폭이 20 ㎜ 이상이고, 상기 스템부의 최소 폭이 4 ㎜ 초과인, 지르코니아 소결체.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
지르코니아와, 지르코니아의 상 전이를 억제 가능한 안정화제를 함유하고,
지르코니아 소결체의 일단으로부터 타단을 향하는 제 1 방향으로 연장되는 직선 상에 있어서,
상기 일단으로부터 전체 길이의 25 ％ 까지의 구간에 있는 제 1 점의 L*a*b* 표 색계에 의한 (L*, a*, b*) 를 (L1, a1, b1) 이라고 하고,
상기 타단으로부터 전체 길이의 25 ％ 까지의 구간에 있는 제 2 점의 L*a*b* 표 색계에 의한 (L*, a*, b*) 를 (L2, a2, b2) 라고 했을 때,
L1 이 68.0 이상 90.0 이하이고,
a1 이 -3.0 이상 4.5 이하이고,
b1 이 0.0 이상 24.0 이하이고,
L2 가 60.0 이상 85.0 이하이고,
a2 가 -2.0 이상 7.0 이하이고,
b2 가 4.0 이상 28.0 이하이고,
L1 ＞ L2 이고,
a1 ＜ a2 이고,
b1 ＜ b2 이고,
상기 제 1 점으로부터 상기 제 2 점을 향하여 L*a*b* 표 색계에 의한 (L*, a*, b*) 의 증감 경향이 변화하지 않는, 지르코니아 소결체.
제 12 항에 있어서,
L1 - L2 가 0 초과 12.0 이하이고,
a2 - a1 이 0 초과 6.0 이하이고,
b2 - b1 이 0 초과 12.0 이하인, 지르코니아 소결체.
제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 점과 상기 제 2 점을 연결하는 직선 상에 있어서,
상기 제 1 점으로부터 상기 제 2 점을 향하여 L* 값이 1 이상 증가하는 구간이 존재하지 않고,
상기 제 1 점으로부터 상기 제 2 점을 향하여 a* 값이 1 이상 감소하는 구간이 존재하지 않고,
상기 제 1 점으로부터 상기 제 2 점을 향하여 b* 값이 1 이상 감소하는 구간이 존재하지 않는, 지르코니아 소결체.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 지르코니아 소결체를 구비하는, 치과용 수복물.
제 15 항에 있어서,
가공 장치에 장착하기 위한 장착구와 상기 지르코니아 소결체를 구비하는, 치과용 수복물.
소성함으로써 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 지르코니아 소결체가 되는 지르코니아 가소체.