KR20220130459A

KR20220130459A - 소결 장치 및 이를 이용한 치아 수복용 소재의 소결 방법

Info

Publication number: KR20220130459A
Application number: KR1020210035377A
Authority: KR
Inventors: 원종영
Original assignee: 원종영
Priority date: 2021-03-18
Filing date: 2021-03-18
Publication date: 2022-09-27

Abstract

본 발명은 열선 형태의 가열부재와, 냉각장치 및 개폐장치가 구비된 도어로 이루어진 챔버와, 상기 챔버의 내부 온도를 초기 셋팅 온도에서부터 최종 목표 가열 온도로 도달할 때까지 상기 가열부재를 구간별로 제어하고, 이후에 상기 목표 가열 온도에서부터 최종 목표 냉각 온도로 도달할 때까지 상기 냉각장치 및 상기 개폐장치를 구간별로 제어하는 컨트롤유닛을 이용하여 챔버 내부의 온도를 일정하게 상승시키고, 냉각 시간을 단축시켜 치아 수복용 보철물을 빠른 시간내에 제작할 수 있다.

Description

소결 장치 및 이를 이용한 치아 수복용 소재의 소결 방법{SINTERING DEVICE AND METHOD OF SINTERING TOOTHH RESTORATION MATERIAL USING THE SAME}

본 발명은 소결 장치 및 이를 이용한 치아 수복용 소재의 소결 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 챔버 내부의 온도를 구간별로 제어하여 일정하게 상승시키고, 또한 챔버 내부의 온도를 구간별로 제어하여 냉각시킴으로써 소결 소재의 균열을 방지함과 동시에 냉각 시간을 단축시켜 치아 수복용 보철물을 빠른 시간내에 제작할 수 있는 소결 장치에 관한 것이다.

일반 적으로, 치아의 일부나 전체가 결손된 경우 보철물을 제작하여 결손된 부위를 보철물로 대체하는 시술을 시행한다.

현재까지의 보철물의 재료로는 금속, 세라믹, 고분자 화합물이 주로 사용되었으나, 사용자의 요구에 따라 심미적인 관점에서 만족스러울 뿐만 아니라 압력을 견딜 수 있는 새로운 수복 재료에 대한 연구가 지속중이다.

금속은 충분한 강도와 변연 적합성으로 인하여 강도와 심미적인 관점을 만족시켰으나, 치경부 금속의 노출, 금속 구조물의 불투명성으로 빛이 투과되지 못하여 나타나는 심미적인 한계와 금속 이온이 유출되어 치은이 변색되는 비심미성, 알레르기 반응등의 문제로 인하여 최근 세라믹 도재관의 사용이 보편화되고 있다.

한편, 최근에는 보철물의 재료로서 지르코니아(zirconia)가 널리 사용되고 있다.

지르코니아는 지르코늄(zirconium)의 산화물로서 흰색 결정체이며, 강도 및 경도가 높고 산화가 더이상 일어나지 않아 보철물의 소재로 이용되고 있다.

지르코니아를 이용하여 보철물을 제조하기 위해서는 지르코니아를 1,500℃ 이상의 온도에서 소결하는 과정이 필요하다. 이에 따라, 소결 장치는 소결 공간의 온도를 1,500℃ 이상으로 가열하고 소결 공간 내에 위치한 지르코니아의 소결하게 된다.

그러나 종래의 소결 장치는 지르코니아가 소결되기 까지의 온도를 일정하게 상승시키지 못해 지르코니아 보철물에 균열이 생기는 경우가 발생하고 이로 인해 보철물의 내구성이 저하되는 단점이 있다. 또한, 종래의 소결 장치는 냉각 속도가 느리기 때문에 보철물이 제작되는 오랜 시간이 소요되므로 작업 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1785608호

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명은 챔버 내부의 온도를 구간별로 제어하여 일정하게 상승시키고, 소결 소재가 소결되기 까지의 온도에 도달하는 시간을 단축시킬 수 있는 소결 장치 및 이를 이용한 치아 수복용 소재의 소결 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 챔버 내부의 온도를 구간별로 제어하여 냉각시킴으로써 소결 소재의 균열을 방지함과 동시에 냉각 시간을 단축시킬 수 있는 소결 장치 및 이를 이용한 치아 수복용 소재의 소결 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 열선 저항을 이용하는 열선 형태의 가열부재를 사용하고, 열선 저항의 변화에 따라 공급되는 전압을 조절할 수 있는 소결 장치 및 이를 이용한 치아 수복용 소재의 소결 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 실시예를 통하여 더욱 명확해질 것이다.

본 발명의 제1 측면에 따른 소결 장치는 치아 수복용 소재를 소결하는 소결 장치로서, 전력을 공급받아 내부 온도를 가열하기 위한 열선 형태의 가열부재와, 내부 온도를 냉각시키기 위한 냉각장치 및 개폐장치가 구비된 도어로 이루어진 챔버; 및 구간별로 목표 시간 및 목표 온도를 설정하고 상기 챔버의 내부 온도를 초기 셋팅 온도에서부터 최종 목표 가열 온도로 도달할 때까지 상기 가열부재를 구간별로 제어하고, 이후에 구간별로 목표 시간 및 목표 온도를 설정하고 상기 목표 가열 온도에서부터 최종 목표 냉각 온도로 도달할 때까지 상기 냉각장치 및 상기 개폐장치를 구간별로 제어하는 컨트롤유닛을 포함할 수 있다.

상기 컨트롤유닛은, 제1 시간동안 상기 초기 셋팅온도에서부터 제1 온도까지 가열시키는 제1 구간, 제2 시간동안 상기 제1 온도에서 제2 온도까지 가열시키는 제2 구간 및 제3 시간동안 상기 제2 온도와 동일한 제3 온도로 유지시키는 제3 구간으로 이루어진 가열구간; 및 제4 시간동안 상기 제3 온도에서 제4 온도까지 냉각시키는 제4 구간, 제5 시간동안 상기 제4 온도에서 상기 제5 온도까지 냉각시키는 제5 구간 및 상기 제6 시간동안 상기 제5 온도에서 제6 온도까지 냉각시키는 제6 구간을 포함할 수 있다.

상기 컨트롤유닛은, 상기 제4 구간에서 상기 냉각장치를 이용하여 냉각시키고, 상기 제5 구간 및 상기 제6 구간에서 상기 개폐장치를 이용해 상기 도어를 개방하여 냉각시키는 것을 특징으로 할 수 있다

상기 챔버는, 내부 온도를 검출하여 상기 컨트롤유닛으로 제공하는 온도센서를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제2 측면에 따른 치아 수복용 소재의 소결 방법은 컨트롤유닛이 구간별로 목표 시간 및 목표 온도를 설정하고 챔버의 내부 온도를 초기 셋팅 온도에서부터 최종 목표 가열 온도까지 도달하도록 가열부재를 구간별로 제어하는 가열 단계; 및 상기 컨트롤유닛이 상기 가열 단계 이후에 구간별로 목표 시간 및 목표 온도를 설정하고 상기 목표 가열 온도에서부터 최종 목표 냉각 온도까지 도달하도록 냉각장치 및 상기 챔버 도어의 개폐를 구간별로 제어하는 냉각 단계를 포함할 수 있다.

상기 가열 단계는, 제1 시간동안 상기 초기 셋팅온도에서부터 제1 온도까지 가열시키는 제1 구간, 제2 시간동안 상기 제1 온도에서 제2 온도까지 가열시키는 제2 구간 및 제3 시간동안 상기 제2 온도와 동일한 제3 온도로 유지시키는 제3 구간으로 이루어진 가열구간을 포함할 수 있다.

상기 냉각 단계는, 제4 시간동안 상기 제3 온도에서 제4 온도까지 냉각시키는 제4 구간, 제5 시간동안 상기 제4 온도에서 상기 제5 온도까지 냉각시키는 제5 구간 및 상기 제6 시간동안 상기 제5 온도에서 제6 온도까지 냉각시키는 제6 구간을 포함할 수 있다.

상기 냉각 단계는, 상기 제4 구간에서 상기 냉각장치를 이용하여 냉각시키고, 상기 제5 구간 및 상기 제6 구간에서 상기 도어를 개방하여 냉각시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 챔버는, 내부 온도를 검출하여 상기 컨트롤유닛으로 제공하는 온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 소결 장치 및 이를 이용한 치아 수복용 소재의 소결 방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명은 챔버 내부의 온도를 구간별로 제어하여 일정하게 상승시킴으로써 소결 소재가 소결되기 까지의 온도에 도달하는 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 챔버 내부의 온도를 구간별로 제어하여 냉각시킴으로써 소결 소재의 균열을 방지함과 동시에 냉각 시간을 단축시켜 내구성이 높은 치아 수복용 보철물을 빠른 시간내에 제작할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 열선 저항을 이용하는 열선 형태의 가열부재를 사용하고, 열선 저항값의 변화에 따라 공급되는 전압을 조절하기 때문에 가열부재의 저항값이 소결 장치의 사용 기간, 노후화 등에 따라 최초 저항값으로부터 변화되더라도 챔버 내부의 상승 온도를 일정하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 치과용 소결 장치를 예시한 사시도.
도 2는 도 1의 도어가 개방된 상태를 예시한 정면도.
도 3은 도어에 설치된 개폐장치를 예시한 사시도.
도 4는 도 3의 개방조절장치를 확대한 사시도.
도 5는 도 1에 예시된 치과용 소결 장치의 구성을 예시한 블록도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 치아 수복용 소재의 소결 방법을 예시한 흐름도.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 모듈(MODULE)이란 용어는 특정한 기능이나 동작을 처리하는 하나의 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합을 의미할 수 있다.

또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

[제1 실시예]

이하 본 발명의 제1 실시예에 따른 치과용 소결 장치(10)에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 치과용 소결 장치(10)를 예시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 도어(120)가 개방된 상태를 예시한 정면도이다.

도 1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 치과용 소결 장치(10)는 치아 수복용 보철물을 제조하기 위한 것으로서, 소결 공간의 온도를 1,500℃ 이상으로 가열하여 소결 공간 내에 위치한 소결 소재(1)를 소결하게 된다.

이하에서 설명하는 소결 소재(1)는 지르코니아(Zirconia)로 형성된 치아용 보철물일 수 있다. 지르코니아는 지르코늄(zirconium)의 산화물로서 흰색 결정체이며, 강도 및 경도가 높고 산화가 더이상 일어나지 않아 보철물의 소재로 이용되고 있다. 또한, 지르코니아(Zirconia)는 강도 및 경도가 우수하고, 특히 파괴 인성이 다른 세라믹보다 우수한 특징이 있다.

소결 장치(10)는 소결 소재(1)를 소결시키는 공간인 구동박스(100) 및 구동박스(100)를 제어하는 컨트롤 박스(200)가 결합된 형태로 형성된다.

구동박스(100)는 챔버(110), 도어(120) 및 개폐장치(130)를 포함한다.

챔버(110)는 내부에 소결 공간이 형성되고, 개방된 일측이 도어(120)에 의해 개폐된다. 챔버(110)의 내부에는 소결 소재(1)가 안치된 용기(2)가 위치된다. 여기서 용기(2)는 알루미나 용기(2)일 수 있다. 챔버(110)에는 가열부재(111), 냉각장치(113) 및 온도센서(112)가 구비된다.

가열부재(111)는 열선 형태로 형성되고, 컨트롤 박스(200)의 제어에 의해 전압을 공급받아 열선 저항에 의한 열을 발생한다. 챔버(110)의 내부는 가열부재(111)에 의해 소결 온도까지 가열될 수 있다.

냉각장치(113)는 챔버(110) 내부를 냉각시키기 위한 것으로서 냉각팬 또는 열교환 방식의 쿨러 등을 포함할 수 있으며, 어느 하나로 한정하지 않는다. 냉각장치(113)는 챔버(110)의 내부 온도가 소결 온도까지 올라간 상태에서 일정 온도까지 냉각시키는데 사용된다.

온도센서(112)는 챔버(110) 내부의 온도를 센싱하고, 그 결과를 컨트롤 박스(200)로 전송한다.

컨트롤 박스(200)는 챔버(110)의 일측에 결합된다. 컨트롤 박스(200)는 구동박스(100)의 도어(120)의 개폐를 제어하거나 또는 가열부재(111)를 제어하는 역할을 한다. 컨트롤 박스(200)는 구동박스(100)의 내부에 설치된 온도센서(112)의 측정값을 기초로 챔버(110) 내부의 온도를 가열부재(111) 및 냉각장치(113)를 이용해 조절할 수 있다.

컨트롤 박스(200)의 외부에는 조작부(201)가 설치된다. 조작부(201)는 구동 현황을 사용자에게 디스플레이하는 것으로서, 현재 챔버(110)의 내부 온도 또는 전원의 온/오프 버튼 및 온도 설정 버튼 등이 구비될 수 있다.

본 실시예에서 컨트롤 박스(200)는 구동박스(100)의 하부에 결합된 것으로 도시되었으나, 구동박스(100)의 상부 또는 측부에 결합되어도 무방하다. 또는, 컨트롤 박스(200)는 구동박스(100)와 분리 설치되어 무선으로 구동박스(100)를 제어하는 것도 가능하다.

도 3은 도어(120)에 설치된 개폐장치(130)를 예시한 사시도이다.

도 3을를 참조하면, 개폐장치(130)는 도어(120)가 닫힌 상태에서 고정시키거나 또는 도어(120)를 개방 시키기 위한 것으로서, 걸이부재(131) 또는 지지부재(132)를 포함한다.

걸이부재(131)는 도어(120)의 측면에 설치되며, 지지부재(132)는 걸이부재(131)에 대응하는 챔버(110)의 측면에 설치된다. 걸이부재(131)는 단부가 지지부재(132)를 향해 회전하여 지지부재(132)에 체결됨으로써 도어(120)의 잠그는 역할을 수 있다. 이와 같이 형성된 개폐장치(130)는 컨트롤 박스(200)에 의해 제어되거나 또는 사용자에 의해 수동으로 동작될 수 있다. 만약, 개폐장치(130)가 사용자에 의해 수동으로 동작될 경우, 사용자는 걸이부재(131)의 일측에 형성된 손잡이(도면부호 미부여)를 통해 걸이부재(131)를 회전시킬 수 있다.

그리고 개폐장치(130)가 는 컨트롤 박스(200)에 의해 제어되어되는 개폐장치(130)의 잠금이 해제된 상태에서 경우 도어(120)를 회전시켜 개방하기 위한 모터(미도시)가 더 구비될 수 있다. 컨트롤 박스(200)는 모터의 회전량을 결정할 수 있으며, 그 회전량에 따라 도어(130)의 개방 정도가 달라질 수 있다.

도 4는 도 3의 개방조절장치(140)를 확대한 사시도이다.

도 4를 참조하면 개방조절장치(140)는 도어(120)의 개방 정도를 결정하는 역할을 한다.

개방조절장치(140)는 회전핀(141), 회전몸체(142) 및 고정핀(144)을 포함한다.

회전핀(141)은 도어(120)의 상부에서 상향 돌출되어 형성된다. 예컨대, 회전핀(141)은 도어(120)가 개방되는 위치에 형성될 수 있다.

회전몸체(142)는 일단이 회전핀(141)에 연결되고, 타단이 회전핀(141)을 축으로하여 챔버(110)에 형성된 고정핀(144)을 향해 회전한다. 회전몸체(142)는 타단에 복수의 개방조절홈(143)이 형성된다. 복수의 개방조절홈(143)은 도어(120)의 개방 정도를 결정하는 것으로서, 복수개 중 고정핀(144)에 체결되는 개방조절홈(143)에 따라 도어(120)의 개방 정도가 달라진다. 예를 들면, 개방조절홈(143)이 3개수로 구비될 경우에, 도어(120)의 개방 정도는 1단계, 2단계 및 3단계로 조절될 수 있다.

고정핀(144)은 챔버(110)의 상부에서 회전핀(141)에 대응하는 위치에 형성된다. 고정핀(144)은 회전몸체(142)의 개방조절홈(143) 중 어느 하나에 체결되어 회전몸체(142)를 회전을 고정시키고, 이로 인해 도어(120)가 더 이상 개방되거나 또는 닫히는 것을 방지한다.

상기에서 설명한 개방조절장치(140)는 컨트롤 박스(200)에 의해 제어되거나 또는 사용자에 의해 수동으로 동작될 수 있다. 개방조절장치(140)가 컨트롤 박스(200)에 의해 제어될 경우 회전핀(141) 및 회전몸체(142)를 회전시키기 위한 모터(미도시)가 더 구비될 수 있다.

도 5는 도 1에 예시된 치과용 소결 장치(10)의 구성을 예시한 블록이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 치과용 소결 장치(10)는 가열부재(111), 냉각장치(113) 및 도어(120)를 포함한다. 이하에서 설명하는 구동박스(100), 챔버(110), 가열부재(111), 냉각장치(113), 도어(120), 개폐장치(130) 및 컨트롤 박스(200)는 도 1 내지 도 4에서 설명한 구동박스(100), 챔버(110), 가열부재(111), 냉각장치(113), 도어(120), 개폐장치(130) 및 컨트롤 박스(200)와 동일한 형상 및 형태를 가지므로 중복된 설명을 생략한다.

컨트롤유닛(210)은 기판과 같은 형태로 형성되어 컨트롤 박스(200)의 내부에 설치된다. 컨트롤유닛(210)은 소결 소재(1)의 소결이 진행되는 동안에 가열부재(111), 냉각장치(113) 및 개폐장치(130)를 제어하여 챔버(110) 내부의 온도를 조절할 수 있다.

예컨대, 컨트롤유닛(210)은 소결 소재(1)를 소결하기 위한 공정을 가열구간 및 냉각구간으로 구분하고, 가열구간에서 구간별로 목표 시간 및 목표 온도(가열 온도)를 설정하고 챔버(110)의 내부 온도를 초기 셋팅 온도에서부터 최종 목표 가열 온도로 도달할 때까지 가열부재(111)를 구간별로 제어할 수 있다.

그리고 컨트롤유닛(210)은 챔버(110) 내부의 온도가 최종 목표 가열 온도에 도달한 후에 수행되는 냉각구간에서 구간별로 목표 시간 및 목표 온도(냉각 온도)를 설정하고 목표 가열 온도에서부터 최종 목표 냉각 온도로 도달할 때까지 냉각장치(113) 및 상기 개폐장치(130)를 구간별로 제어할 수 있다.

참고로, 챔버(110) 내부의 초기 셋팅 온도 및 최종 목표 가열 온도에 따라 소결이 진행되는 전체 시간이 달라질 수 있으며, 이하에서는 초기 셋팅 온도를 40~50 ℃로 설정하고, 최종 목표 가열 온도를 1,620℃로 설정한 경우를 예로 들어 설명하기로 한다. 또한, 열선 형태의 가열부재(111)에 공급되는 전압에 따라서도 소결의 전체 시간이 달라질 수 있으며, 이하에서는 가열부재(111)에 공급되는 전압을 22v로 사용하였을 경우를 예를 들어 설명한다. 본 실시예에서는 열선 저항을 이용하는 열선 형태의 가열부재(111)에 공급되는 전압을 22v로 공급시킴으로써 상승 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다.

컨트롤유닛(210)에 의해 수행되는 가열구간은 제1 구간, 제2 구간 및 제3 구간을 이용해 챔버(110) 내부의 온도를 승온시키는 구간이다.

제1 구간은 제1 시간 동안 챔버(110) 내부의 온도가 초기 셋팅온도에서 제1 온도까지 가열되는 구간이다. 여기서, 제1 시간은 약 25분이고, 제1 온도는 약 1,000℃일 수 있다.

제2 구간은 제2 시간동안 제1 온도에서 제2 온도까지 가열되는 구간으로, 제1 시간은 약 15분이고, 제2 온도는 약 1,620℃일 수 있다. 여기서 제2 온도는 최종 목표 가열 온도이다.

제3 구간은 제3 시간동안 제2 온도와 동일한 제3 온도로 일정하게 유지시키는 구간이다. 제3 구간의 제3 시간은 약 10분 정도이고 제3 온도는 제2 온도와 동일한 약 1,620℃이다.

제3 구간에서 챔버(110) 내부의 온도를 냉각전에 제3 시간동안 일정하게 유지시키는 이유는 가열 이후에 급속한 냉각이 시작되면 소결 소재(1)에 균열이 올 수 있기 때문이며, 소결 소재(1)가 냉각되기 전 제3 구간에 의해 소결 소재(1)에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

제1 구간 내지 제3 구간으로 이루어진 가열구간이 종료되면, 이어서 제4 구간 내지 제6 구간으로 이루어진 냉각구간이 수행된다.

제4 구간은 냉각장치(113)를 이용하여 제4 시간동안 제3 온도를 제4 온도까지 냉각시키는 구간이다. 제4 시간은 약 4분이며, 제4 온도는 약1300℃이다.

제4 구간에서 제3 온도(최종 목표 가열 온도)를 제4 온도까지 냉각시킬 때 냉각장치(113)를 사용하는 이유는 고온의 온도를 자연 냉각시키는 것 대비 냉각 시간을 단축하기 위한 것이며, 이때 소결 소재(1)에 균열이 발생하는 것을 방지하기 위해 제4 구간의 냉각장치(113)가 구동되는 시간은 약 4분이며, 그 시간동안에 약 1620℃의 온도에서 약 1300℃의 온도까지만 냉각시킬 수 있다.

제5 구간부터 제6 구간은 개폐장치(130)를 이용해 도어(120)를 개방함으로써 챔버(110)의 내부 온도를 냉각시키는 구간이다.

제5 구간은 제5 시간동안 제4 온도에서부터 제5 온도까지 냉각시키는 구간이다.

제5 시간은 약 3분이며, 제5 온도는 약 900℃이다. 제5 구간에서 컨트롤유닛(210)은 챔버(110)와 도어(120)의 크기 및 형태에 따라서 도어(120)의 개방 정도를 1단계 내지 3단계 중 어느 하나로 선택할 수 있다. 예컨대, 도어(120)의 개방 정도(1단계 내지 3단계)는 위에서 설명한 개방조절장치(140)의 개방조절홈(143)에 의해 결정될 수 있다.

제6 구간은 제6 시간동안 제5 온도에서부터 제6 온도까지 냉각시키는 구간이다. 제6 시간은 약 3분이고, 제6 온도는 약 700℃이다. 제6 구간은 개방조절장치(140)를 완전히 분리시키고, 도어(120)를 최대치로 개방하여 챔버(110) 내부의 온도를 냉각시킬 수 있다. 제6 구간에서 도어(120)를 전부 개방한 후 제6 시간(약 3분)이 지나면 챔버(110) 내부의 온도는 최종 목표 냉각 온도인 약 700℃까지 냉각되며, 약 700℃가 되면 소결 소재(1)를 챔버(110)의 외부로 꺼내는 것이 가능하다.

상기에서 설명한 방식으로 소결 소재(1)를 소결하면, 제1 구간에서 초기 셋팅 온도(약 40~50℃)에서부터 약 1,000℃까지 가열하는데 약 25분, 제2 구간에서 1,620℃가지 가열하는데 약 15분, 제3 구간에서 1,620℃의 온도를 유지하는데 약 10분, 제4 구간에서 1300℃까지 냉각시키는데 약 4분, 제5 구간에서 900℃까지 냉각시키는데 약 3분, 제6 구간에서 700℃까지 냉각시키는데 약 3분이 수행될 수 있다.

즉, 제1 구간 내지 제3 구간까지의 가열시간 총 50분과 제4 구간부터 제6 구간까지의 냉각시간 총 10분으로 소결의 전체 진행시간은 60분 동안 수행될 수 있다.

한편, 초기 셋팅 온도를 약 500℃로 설정한다면 소결의 전체 진행시간은 더 단축될 수 있다.

초기 셋팅 온도를 약 500℃로 설정한 경우에는 제1 구간에서 초기 셋팅 온도(약 40~50℃)에서부터 약 1,000℃까지 가열하는데 약 13분, 제2 구간에서 1,620℃가지 가열하는데 약 15분, 제3 구간에서 1,620℃의 온도를 유지하는데 약 10분, 제4 구간에서 1300℃까지 냉각시키는데 약 4분, 제5 구간에서 900℃까지 냉각시키는데 약 3분, 제6 구간에서 700℃까지 냉각시키는데 약 3분이 수행될 수 있다.

즉, 제1 구간 내지 제3 구간까지의 가열시간 총 38분과 제4 구간부터 제6 구간까지의 냉각시간 총 10분으로 소결의 전체 진행시간은 48분 동안 수행될 수 있다.

한편, 컨트롤유닛(210)은 가열부재(111)의 열선 저항을 검출하는 저항검출부를 포함할 수 있다. 저항검출부는 열선에 발생되는 저항을 미리 설정된 주기로 검출하여 컨트롤유닛(210)으로 제공한다.

컨트롤유닛(210)은 저항검출부로부터 제공 받은 저항값을 최초 설정된 저항값과 비교하고, 검출된 저항값과 최초 측정된 저항값의 차이가 발생되면 가열부재(111)로 공급되는 전압을 조절할 수 있다.

예컨대, 검출된 저항값이 변경(예를 들어, 저항값이 감소)된 경우에 가열부재(111)에 기존과 동일한 전압이 공급되면 발열량이 감소되어 상승 온도에 변화가 발생할 수 있으나, 컨트롤유닛(210)은 저항검출부를 통해 검출된 저항값을 최초 측정된 저항값과 비교한 후, 이를 기초로 가열부재(111)에 공급되는 전압을 조절함으로써 챔버(110) 내부의 상승 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다.

[제2 실시예]

제2 실시예는 제1 실시예에서 설명한 항의 치과용 소결 장치(10)를 이용하여 치아 수복용 소재를 소결 방법이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 치아 수복용 소재의 소결 방법을 예시한 흐름도이다.

이하에서 설명하는 소결 장치(10)의 구성들은 제1 실시예의 소결 장치(10)의 구성들과 형태, 기능 효과가 동일하므로 중복된 설명을 생략한다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 치아 수복용 소재의 소결 방법은 가열 단계(S100) 및 냉각 단계(S200)를 포함한다.

가열 단계(S100)는 구간별로 목표 시간 및 목표 온도(가열 온도)를 설정하고 챔버(110)의 내부 온도를 초기 셋팅 온도에서부터 최종 목표 가열 온도로 도달할 때까지 가열부재(111)를 구간별로 제어하는 단계이다.

가열 단계(S100)는 제1 구간(S110), 제2 구간(S120) 및 제3 구간(S130)을 통해 챔버(110) 내부의 온도를 서서히 승온시킬 수 있다.

제1 구간(S110)은 제1 시간동안 챔버(110) 내부의 온도가 초기 셋팅온도에서 제1 온도까지 가열되는 구간이다. 여기서, 제1 시간은 약 25분이고, 제1 온도는 약 1,000℃일 수 있다.

제2 구간(S120)은 제2 시간동안 제1 온도에서 제2 온도까지 가열되는 구간으로, 제1 시간은 약 15분이고, 제2 온도는 약 1,620℃일 수 있다. 여기서 제2 온도는 최종 목표 가열 온도이다.

제3 구간(S130)은 제3 시간동안 제2 온도와 동일한 제3 온도로 일정하게 유지시키는 구간이다. 제3 구간(S130)의 제3 시간은 약 10분 정도이고 제3 온도는 제2 온도와 동일한 약 1,620℃이다.

냉각 단계(S200)는 가열 단계(S100)가 종료된 후에 수행되는 것으로서, 구간별로 목표 시간 및 목표 온도(냉각 온도)를 설정하고 목표 가열 온도에서부터 최종 목표 냉각 온도로 도달할 때까지 냉각장치(113) 및 상기 개폐장치(130)를 구간별로 제어하는 단계이다.

냉각 단계(S200)는 제4 구간(S210) 내지 제6 구간(S230)을 통해 챔버(110) 내부의 온도를 냉각시킬 수 있다.

제4 구간(S210)은 냉각장치(113)를 이용하여 제4 시간동안 제3 온도를 제4 온도까지 냉각시키는 구간이다. 제4 시간은 약 4분이며, 제4 온도는 약1300℃이다.

제4 구간(S210)에서 제3 온도(최종 목표 가열 온도)를 제4 온도까지 냉각시킬 때 냉각장치(113)를 사용하는 이유는 고온의 온도를 자연 냉각시키는 것 대비 냉각 시간을 단축하기 위한 것이며, 이때 소결 소재(1)에 균열이 발생하는 것을 방지하기 위해 제4 구간(S210)의 냉각장치(113)가 구동되는 시간은 약 4분이며, 그 시간동안에 약 1620℃의 온도에서 약 1300℃의 온도까지만 냉각시킬 수 있다.

제5 구간(S220)부터 제6 구간(S230)은 개폐장치(130)를 이용해 도어(120)를 개방함으로써 챔버(110)의 내부 온도를 냉각시키는 구간이다.

제5 구간(S220)은 제5 시간동안 제4 온도에서부터 제5 온도까지 냉각시키는 구간이다.

제5 시간은 약 3분이며, 제5 온도는 약 900℃이다. 제5 구간(S220)에서 컨트롤유닛(210)은 챔버(110)와 도어(120)의 크기 및 형태에 따라서 도어(120)의 개방 정도를 1단계 내지 3단계 중 어느 하나로 선택할 수 있다. 예컨대, 도어(120)의 개방 정도(1단계 내지 3단계)는 위에서 설명한 개방조절장치(140)의 개방조절홈(143)에 의해 결정될 수 있다.

제6 구간(S230)은 제6 시간동안 제5 온도에서부터 제6 온도까지 냉각시키는 구간이다. 제6 시간은 약 3분이고, 제6 온도는 약 700℃이다. 제6 구간(S230)은 개방조절장치(140)를 완전히 분리시키고, 도어(120)를 최대치로 개방하여 챔버(110) 내부의 온도를 냉각시킬 수 있다. 제6 구간(S230)에서 도어(120)를 전부 개방한 후 제6 시간(약 3분)이 지나면 챔버(110) 내부의 온도는 최종 목표 냉각 온도인 약 700℃까지 냉각되며, 약 700℃가 되면 소결 소재(1)를 챔버(110)의 외부로 꺼내는 것이 가능하다.

이상에서는 본 발명에 관한 몇 가지 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 소결 장치
100: 구동박스
110: 챔버
120: 도어
130: 개폐장치
200: 컨트롤 박스
201: 조작부

Claims

치아 수복용 소재를 소결하는 소결 장치로서,
전력을 공급받아 내부 온도를 가열하기 위한 열선 형태의 가열부재와, 내부 온도를 냉각시키기 위한 냉각장치 및 개폐장치가 구비된 도어로 이루어진 챔버; 및
구간별로 목표 시간 및 목표 온도를 설정하고 상기 챔버의 내부 온도를 초기 셋팅 온도에서부터 최종 목표 가열 온도로 도달할 때까지 상기 가열부재를 구간별로 제어하고, 이후에 구간별로 목표 시간 및 목표 온도를 설정하고 상기 목표 가열 온도에서부터 최종 목표 냉각 온도로 도달할 때까지 상기 냉각장치 및 상기 개폐장치를 구간별로 제어하는 컨트롤유닛
을 포함하는 소결 장치.
제1항에 있어서,
상기 컨트롤유닛은,
제1 시간동안 상기 초기 셋팅온도에서부터 제1 온도까지 가열시키는 제1 구간, 제2 시간동안 상기 제1 온도에서 제2 온도까지 가열시키는 제2 구간 및 제3 시간동안 상기 제2 온도와 동일한 제3 온도로 유지시키는 제3 구간으로 이루어진 가열구간; 및
제4 시간동안 상기 제3 온도에서 제4 온도까지 냉각시키는 제4 구간, 제5 시간동안 상기 제4 온도에서 상기 제5 온도까지 냉각시키는 제5 구간 및 상기 제6 시간동안 상기 제5 온도에서 제6 온도까지 냉각시키는 제6 구간을 포함하는 소결 장치.
제2항에 있어서,
상기 컨트롤유닛은,
상기 제4 구간에서 상기 냉각장치를 이용하여 냉각시키고, 상기 제5 구간 및 상기 제6 구간에서 상기 개폐장치를 이용해 상기 도어를 개방하여 냉각시키는 것을 특징으로 하는 소결 장치.
제1항에 있어서,
상기 챔버는,
내부 온도를 검출하여 상기 컨트롤유닛으로 제공하는 온도센서를 더 포함하는 소결 장치.
제1항에 있어서,
상기 컨트롤유닛은,
상기 가열부재의 열선 저항을 검출하는 저항검출부를 더 포함하고,
상기 저항검출부로부터 제공 받은 저항값을 최초 측정된 저항값과 비교하여 상기 가열부재로 공급되는 전압을 조절하는 소결 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 소결 장치를 이용하는 치아 수복용 소재의 소결 방법으로서,
컨트롤유닛이 구간별로 목표 시간 및 목표 온도를 설정하고 챔버의 내부 온도를 초기 셋팅 온도에서부터 최종 목표 가열 온도까지 도달하도록 가열부재를 구간별로 제어하는 가열 단계; 및
상기 컨트롤유닛이 상기 가열 단계 이후에 구간별로 목표 시간 및 목표 온도를 설정하고 상기 목표 가열 온도에서부터 최종 목표 냉각 온도까지 도달하도록 냉각장치 및 상기 챔버 도어의 개폐를 구간별로 제어하는 냉각 단계를 포함하는 치아 수복용 소재의 소결 방법.
제6항에 있어서,
상기 가열 단계는,
제1 시간동안 상기 초기 셋팅온도에서부터 제1 온도까지 가열시키는 제1 구간, 제2 시간동안 상기 제1 온도에서 제2 온도까지 가열시키는 제2 구간 및 제3 시간동안 상기 제2 온도와 동일한 제3 온도로 유지시키는 제3 구간으로 이루어진 가열구간을 포함하는 치아 수복용 소재의 소결 방법.
제6항에 있어서,
상기 냉각 단계는,
제4 시간동안 상기 제3 온도에서 제4 온도까지 냉각시키는 제4 구간, 제5 시간동안 상기 제4 온도에서 상기 제5 온도까지 냉각시키는 제5 구간 및 상기 제6 시간동안 상기 제5 온도에서 제6 온도까지 냉각시키는 제6 구간을 포함하는 치아 수복용 소재의 소결 방법.
제8항에 있어서,
상기 냉각 단계는,
상기 제4 구간에서 상기 냉각장치를 이용하여 냉각시키고, 상기 제5 구간 및 상기 제6 구간에서 상기 도어를 개방하여 냉각시키는 것을 특징으로 하는 치아 수복용 소재의 소결 방법.
제6항에 있어서,
상기 챔버는,
상기 컨트롤유닛은,
상기 가열부재의 열선 저항을 검출하는 저항검출부를 더 포함하고,
상기 저항검출부로부터 제공 받은 저항값을 최초 측정된 저항값과 비교하여 상기 가열부재로 공급되는 전압을 조절하는 치아 수복용 소재의 소결 방법.