KR20230114014A - Biocompatible coating method for dental metal materials - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 치과용 금속소재의 생체적합성 코팅 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 치아 교정에 사용되는 금속 부품의 표면을 코팅하여 인체에 자극이 없으면서도 치아의 위치를 고정할 수 있는 치과용 금속소재의 생체적합성 코팅 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biocompatible coating method for a dental metal material, and more particularly, to a dental metal material capable of fixing the position of teeth without stimulation to the human body by coating the surface of a metal part used for orthodontic treatment. It relates to a biocompatible coating method of
일반적으로 어떤 원인에 의해 치아의 배열이 가지런하지 않거나 위 아래 맞물림의 상태가 정상의 위치를 벗어나서 심미적 또는 기능적으로 문제가 되는 교합관계를 부정교합이라고 하며, 아래위 치아의 맞물림을 좋게 해서 음식물을 골고루 잘 씹게 하고, 정확한 발음을 할 수 있게 하며, 구강 위생 상태도 향상시키기 위한이유와 심미적인 이유 등으로 입과 치아의 역할을 충분히 다할 수 있도록 부정교합을 치료하는 것이다.In general, malocclusion is an occlusion relationship in which the arrangement of teeth is not aligned or the upper and lower meshing state is out of the normal position for some reason, resulting in aesthetic or functional problems. It is to treat malocclusion so that the mouth and teeth can fully fulfill their roles for reasons such as chewing, correct pronunciation, and improvement of oral hygiene and aesthetic reasons.
부정교합의 치료는 원인이나 치료 시기에 따라 다양한 장치와 방법을 이용한다. 습관을 제거하도록 고안된 장치, 위아래 턱뼈의 발육을 억제하거나 증진시키는 장치, 치아를 원하는 위치로 서서히 이동시키는 장치 등이 있으며, 구강 내에 넣었다 뺐다 할 수 있는 가철성 장치와 치아에 부착한 후 치료가 끝날 때 떼어내는 고정식장치로도 나눠 볼 수 있다. 각각의 장치는 치료 목적에 따라 단독 혹은 병행해서 사용하게 된다.Treatment of malocclusion uses various devices and methods depending on the cause or treatment period. There are devices designed to eliminate habits, devices that inhibit or promote the growth of the upper and lower jawbones, and devices that slowly move teeth to a desired position. It can also be divided into detachable fixed devices. Each device is used alone or in parallel according to the purpose of treatment.
통상의 치열교정 방법은 치열교정용 브라켓(도 1 및 도 2 참조)을 치아의 안쪽에 붙여 혀와 닿도록 설치하는 설측교정방법과 치열교정용 브라켓을 치아의 바깥쪽에 붙여 입술과 닿도록 설치하는 내측교정방법으로 구분되며, 최근에는 미관상의 이유로 설측교정방법이 활성화되고 있긴 하지만 치료 효과 및 교정 완성도 측면의 한계성으로 인해 설측교정방법보다 내측교정방법을 원칙으로 시행한다.Common orthodontic methods include a lingual orthodontic method in which orthodontic brackets (see FIGS. 1 and 2) are attached to the inside of the teeth and installed so as to contact the tongue, and an orthodontic bracket is attached to the outside of the teeth and installed so as to contact the lips. It is classified as medial orthodontic method. Recently, lingual orthodontic method has been activated for aesthetic reasons, but due to limitations in terms of treatment effect and completeness of correction, medial orthodontic method is implemented in principle rather than lingual orthodontic method.
상기 내측교정방법으로 치열교정을 시술하는 경우, 브라켓이 치열교정기간 동안 치아에 임의로 이탈되지 않고 부착되어 있어야 하며, 또한 치열교정완료 후 탈착될 때 치아 표면을 손상시키지 않아야 한다.In the case of orthodontic treatment using the internal orthodontic method, the brackets must be attached to the teeth without being arbitrarily detached during the orthodontic period, and also must not damage the tooth surface when detached after orthodontic treatment is completed.
통상의 치열교정용 브라켓은 금속, 세라믹, 수지 등을 사용하여 다양한 형상으로 제작할 수 있으며, 어떤 형상이든지 기본적으로 이면이 치아에 직접 부착되는 부착면 역할을 하고, 이면의 반대쪽 외면에 복수의 브라켓을 서로 연결하는 치열교정용 와이어가 끼워지는 슬롯이 형성되어 있다.Conventional orthodontic brackets can be manufactured in various shapes using metal, ceramic, resin, etc. Any shape basically serves as an attachment surface where the back side is directly attached to the teeth, and a plurality of brackets are attached to the outer surface opposite to the back side. Slots are formed into which orthodontic wires connecting to each other are inserted.
이러한 치열교정용 브라켓을 사용하여 치열교정을 하려면, 시술자는 먼저 교정하고자 하는 치아 표면의 일정 부위에 접착제를 도포한 후 이 접착제가 완전 응고되기 전에 브라켓의 부착면 전체를 접착제가 도포된 치아 표면에 부착한 다음, 와이어가 슬롯에 용이하게 끼워지도록 브라켓의 위치를 정렬하고 접착제가 완전 응고될 때까지 기다린다.In order to perform orthodontic treatment using these orthodontic brackets, the practitioner first applies adhesive to a certain portion of the tooth surface to be corrected, and then, before the adhesive completely solidifies, the entire attachment surface of the bracket to the tooth surface to which the adhesive is applied. After attaching, align the position of the bracket so that the wire can be easily inserted into the slot and wait until the adhesive is completely solidified.
이후, 상기 접착제가 완전히 응고되면, 시술자는 치아에 부착된 복수의 브라켓의 외면에 형성된 슬롯(도 1의 141, 도 2의 2111)에 와이어를 끼우고 와이어의 양단을 어금니 등에 고정되는 지지부재에 지지, 고정하여 치열교정용 브라켓의 설치를 완료한다.Thereafter, when the adhesive is completely solidified, the operator inserts the wire into the slot (141 in FIG. 1, 2111 in FIG. 2) formed on the outer surface of the plurality of brackets attached to the teeth, and connects both ends of the wire to a support member fixed to the molars, etc. Support and fix to complete the installation of the orthodontic bracket.
상기와 같이 복수의 브라켓의 설치가 완료되면, 이때부터 복수의 브라켓의 슬롯에 끼워지는 와이어는 치열교정에 필요한 장력(tension)을 치아에 가한다.When the installation of the plurality of brackets is completed as described above, the wires inserted into the slots of the plurality of brackets apply tension necessary for orthodontic treatment to the teeth.
일반적으로 상기 내측교정방법에 사용되는 브라켓의 경우 치아에 부착되는 면(도 1의 130, 도 2의 2120)은 치아의 손상을 방지하기 위하여 플라스틱 또는 세라믹으로 제작되고 있지만, 이러한 플라스틱 또는 세라믹의 경우 상기 와이어와의 접촉과 마찰에 의하여 손상되기 쉬우므로, 상기 와이어와의 접촉면에는 금속으로 제작되는 슬롯 또는 고정부(도 1의 120, 도 2의 220)를 형성하여 상기 와이어를 고정하고 있다. 하지만 상기 금속으로 제작되는 슬롯 또는 고정부의 경우 구간내의 환경에 따라 빠른 속도로 부식될 수 있으며, 금속의 산화 및 용출에 의한 알러지 반응을 일으킬 수 있어 이를 개선하기 위한 연구가 진행되고 있는 실정이다.In general, in the case of the bracket used in the internal orthodontic method, the surface attached to the teeth (130 in FIG. 1, 2120 in FIG. 2) is made of plastic or ceramic to prevent damage to the teeth, but in the case of such plastic or ceramic Since it is easily damaged by contact with the wire and friction, a metal slot or fixing part (120 in FIG. 1 and 220 in FIG. 2) is formed on the contact surface with the wire to fix the wire. However, in the case of a slot or a fixing part made of the metal, it may corrode at a high speed depending on the environment within the section, and may cause an allergic reaction due to oxidation and elution of the metal, so research is being conducted to improve this.
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 치아 교정에 사용되는 금속 부품의 표면을 코팅하여 인체에 자극이 없으면서도 치아의 위치를 고정할 수 있는 치과용 금속소재의 생체적합성 코팅 방법을 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, the present invention is to provide a biocompatible coating method of dental metal materials that can fix the position of teeth without stimulation to the human body by coating the surface of metal parts used for orthodontics. .
상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 (a) 치과용 금속소재를 산성용액에 침지하여 표면을 에칭 및 활성화시키는 단계; (b) 상기 에칭 및 활성화가 완료된 치과용 금속소재의 표면에 로듐을 코팅하는 단계; 및 (c) 상기 로듐이 코팅된 치과용 금속소재를 세척하고 건조하는 단계를 포함하는 치과용 금속소재의 생체적합성 코팅 방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is (a) immersing a dental metal material in an acidic solution to etch and activate the surface; (b) coating rhodium on the surface of the dental metal material after the etching and activation are completed; and (c) washing and drying the rhodium-coated dental metal material.
일 실시예에 있어서, 상기 산성용액은 불산(HF), 염산(HCl), 과염소산(HClO4), 염소산(HClO3), 하이포아염소산(HClO), 초산(CH3COOH), 황산(H2SO4), 아황산(H2SO3), 질산(HNO3), 아질산(HNO2), 인산(H3PO4), 아이오딘화 수소(HI), 아이오딘산(HIO3), 브롬산(HBr), 옥살산(H2C2O4), 비소산(H3AsO4), 클로로아세트산(CH2ClCOOH), 포름산(HCOOH), 벤조산(C6H5COOH), 히드라조산(HN3), 프로피온산(CH3CH2COOH), 탄산(H2CO3), 황화수소(H2S), 시안화수소산(HCN), 크롬산(H2CrO4), 트리플루오로메탄설폰산(CHF3O3S), 메탄설폰산(CH3SO3H), 트리플루오로아세트산(CF3COOH), 트리클로로아세트산(CCl3COOH), 시트르산(C6H8O7), n-부탄술폰산(C4H9SO3H), 캄포술폰산(C10H16SO4), 토실산, 폴리(4-스티렌설폰산), 폴리(비닐설폰산), 폴리(스티렌-알트-말레산), 폴리(아크릴산) 및 폴리(메타크릴산)의 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the acidic solution is hydrofluoric acid (HF), hydrochloric acid (HCl), perchloric acid (HClO 4 ), chloric acid (HClO 3 ), hypochlorous acid (HClO), acetic acid (CH 3 COOH), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), sulfurous acid (H 2 SO 3 ), nitric acid (HNO 3 ), nitrous acid (HNO 2 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), hydrogen iodide (HI), iodine acid (HIO 3 ), bromic acid (HBr), oxalic acid (H 2 C 2 O 4 ), arsenic acid (H 3 AsO 4 ), chloroacetic acid (CH 2 ClCOOH), formic acid (HCOOH), benzoic acid (C 6 H 5 COOH), hydrazoic acid (HN 3 ), propionic acid (CH 3 CH 2 COOH), carbonic acid (H 2 CO 3 ), hydrogen sulfide (H 2 S), hydrocyanic acid (HCN), chromic acid (H 2 CrO 4 ), trifluoromethanesulfonic acid (CHF 3 O 3 S), methanesulfonic acid (CH 3 SO 3 H), trifluoroacetic acid (CF 3 COOH), trichloroacetic acid (CCl 3 COOH), citric acid (C 6 H 8 O 7 ), n-butanesulfonic acid (C 4 H 9 SO 3 H), camphorsulfonic acid (C 10 H 16 SO 4 ), tosylic acid, poly(4-styrenesulfonic acid), poly(vinylsulfonic acid), poly(styrene-alt-maleic acid), poly( acrylic acid) and poly(methacrylic acid).
일 실시예에 있어서, 상기 산성용액은, 50~60중량%의 불산 100중량부 대비, 30~50중량%의 염산 50~1000중량부, 10~30중량%의 초산 80~120중량부 및 5~20중량%의 황산 280~330중량부의 혼합물; 또는 물 100중량부 대비, 30~50중량%의 염산 50~1000중량부 및 55~70중량%의 질산 50~1000중량부의 혼합물일 수 있다.In one embodiment, the acidic solution contains 50 to 1000 parts by weight of 30 to 50% by weight of hydrochloric acid, 80 to 120 parts by weight of 10 to 30% by weight of acetic acid, and 100 parts by weight of 50 to 60% by weight of hydrofluoric acid. -20% sulfuric acid 280-330 parts by weight mixture; Alternatively, it may be a mixture of 50 to 1000 parts by weight of 30 to 50% by weight of hydrochloric acid and 50 to 1000 parts by weight of 55 to 70% by weight of nitric acid based on 100 parts by weight of water.
일 실시예에 있어서, 상기 산성용액은 금속염 화합물을 추가로 포함할 수 있다.In one embodiment, the acidic solution may further include a metal salt compound.
일 실시예에 있어서, 상기 금속염 화합물은 염화철, 염화니켈, 염화구리, 염화아연, 염화망간, 염화크롬, 염화은, 염화코발트, 불화 암모늄 및 과망간산칼륨의 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment, the metal salt compound may include one or more selected from the group consisting of iron chloride, nickel chloride, copper chloride, zinc chloride, manganese chloride, chromium chloride, silver chloride, cobalt chloride, ammonium fluoride, and potassium permanganate. .
일 실시예에 있어서, 상기 (b)단계는, 물에 황산로듐 0.1~5g/L 및 90~98부피%의 황산 1~30ml/L의 비율로 혼합하여 로듐 도금액을 제조하는 단계; 상기 로듐 도금액에 에칭 및 활성화가 완료된 치과용 금속소재를 침지하는 단계; 상기 치과용 금속소재가 침지된 로듐 도금액에 금속볼을 투입하는 단계; 상기 치과용 금속소재 및 금속볼이 침지된 로듐 도금액에 전극을 연결한 다음, 0.1~30V의 전압 및 0.1~10A의 전류 조건으로 1~20분간 도금하는 단계; 및 상기 로듐 도금액을 제거한 다음, 상기 금속볼과 상기 치과용 금속소재를 분리하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step (b) comprises preparing a rhodium plating solution by mixing 0.1 to 5 g/L of rhodium sulfate and 1 to 30 ml/L of 90 to 98 vol% sulfuric acid in water; immersing a dental metal material, which has been etched and activated, into the rhodium plating solution; Injecting a metal ball into the rhodium plating solution in which the dental metal material is immersed; Connecting an electrode to the rhodium plating solution in which the dental metal material and the metal ball are immersed, then plating for 1 to 20 minutes under a voltage of 0.1 to 30V and a current of 0.1 to 10A; and removing the rhodium plating solution and then separating the metal ball from the dental metal material.
일 실시예에 있어서, 상기 도금하는 단계는, 0.1~1.5V의 전압 및 0.1~0.3A의 전류 조건으로 1~10분간 1차 도금하는 단계; 및 1.8~30V의 전압 및 0.4~10A의 전류 조건으로 1~10분간 2차 도금하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, the plating step comprises: primary plating for 1 to 10 minutes under a voltage of 0.1 to 1.5V and a current of 0.1 to 0.3A; and performing secondary plating for 1 to 10 minutes at a voltage of 1.8 to 30V and a current of 0.4 to 10A.
일 실시예에 있어서, 상기 금속볼은, 철, 구리, 알루미늄, 니켈, 금, 은, 티타늄 또는 이들의 합금으로 제작되며, 3~10mm의 직경을 가지며, 상기 치과용 금속소재의 투입 개수 대비 2~5배의 개수가 투입될 수 있다.In one embodiment, the metal ball is made of iron, copper, aluminum, nickel, gold, silver, titanium, or an alloy thereof, has a diameter of 3 to 10 mm, and has a diameter of 2 to 2 ~5 times the number can be input.
일 실시예에 있어서, 상기 로듐은, 치과용 금속소재의 표면에 0.1~0.5㎛ 두께의 로듐층 또는 8nm~10㎛의 크기를 가지는 로듐 미세구조를 형성할 수 있다.In one embodiment, the rhodium may form a rhodium layer having a thickness of 0.1 to 0.5 μm or a microstructure of rhodium having a size of 8 nm to 10 μm on the surface of a dental metal material.
본 발명에 의한 치과용 금속소재의 생체적합성 코팅 방법은 치과용 금속소재의 표면에 로듐 코팅을 수행하는 것으로 구강내에서 금속소재의 부식을 최소화 하면서도 금속의 산화 또는 용출에 의한 구강내의 염증 발생을 최소화할 수 있는 치과용 금속소재의 생체적합성 코팅 방법을 제공할 수 있다.The biocompatible coating method for dental metal materials according to the present invention performs rhodium coating on the surface of dental metal materials to minimize corrosion of metal materials in the oral cavity while minimizing inflammation in the oral cavity due to oxidation or elution of the metal It is possible to provide a biocompatible coating method for dental metal materials that can be used.
도 1은 기존의 치열 교정용 브라켓의 형상을 나타낸 것이다.
도 2는 또 다른 기존의 치열 교정용 브라켓의 형상을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 치과용 금속소재 표면의 광학현미경 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 치과용 금속소재의 SEM사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 치과용 금속소재의 TEM사진이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 치과용 금속소재의 TEM사진이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 치과용 금속소재 표면에 형성된 미세구조를 분석한 것이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 EDS분석결과이다.
도 9는 본 발명의 일 비교예에 의한 치과용 금속소재표면의 광학현미경 사진이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 의한 금속용출 실험결과를 나타낸 것이다.1 shows the shape of a conventional orthodontic bracket.
Figure 2 shows the shape of another conventional orthodontic bracket.
3 is an optical micrograph of the surface of a dental metal material according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a SEM picture of a dental metal material according to an embodiment of the present invention.
5 is a TEM photograph of a dental metal material according to an embodiment of the present invention.
6 is a TEM photograph of a dental metal material according to another embodiment of the present invention.
7 is an analysis of the microstructure formed on the surface of a dental metal material according to another embodiment of the present invention.
8 is an EDS analysis result according to another embodiment of the present invention.
9 is an optical micrograph of the surface of a dental metal material according to a comparative example of the present invention.
10 shows metal dissolution test results according to an embodiment and a comparative example of the present invention.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다” 또는 “가지다”등의 용어는 기술되는 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또, 방법 또는 제조 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Throughout the specification, singular expressions shall be understood to include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise, and terms such as “comprise” or “have” refer to the described feature, number, step, operation, or component. However, it should be understood that it does not preclude the possibility of existence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. . In addition, in performing a method or manufacturing method, each process constituting the method may occur in a different order from the specified order unless a specific order is clearly described in context. That is, each process may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 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.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be exemplified and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all conversions, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 명세서에 개시된 기술은 여기서 설명되는 구현예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 구현예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 기술의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 장치의 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 상기 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 요소가 다른 요소 위에 위치하는 것으로 언급되는 경우, 이는 상기 일 요소가 다른 요소 위에 바로 위치하거나 또는 그들 요소들 사이에 추가적인 요소가 개재될 수 있다는 의미를 모두 포함한다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그리고 복수의 도면들 상에서 동일 부호는 실질적으로 서로 동일한 요소를 지칭한다.The technology disclosed herein is not limited to the implementations described herein and may be embodied in other forms. However, the implementations introduced herein are provided so that the disclosed content is thorough and complete and the technical idea of the present technology can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. In the drawing, in order to clearly express the components of each device, the size of the components, such as width or thickness, is shown somewhat enlarged. In the description of the drawings as a whole, it has been described from the viewpoint of an observer, and when one element is referred to as being located on top of another element, this means that the one element is located directly on top of another element or that additional elements may be interposed between them. include In addition, those skilled in the art will be able to implement the spirit of the present invention in various other forms without departing from the technical spirit of the present invention. In addition, like reference numerals in a plurality of drawings denote elements that are substantially the same as each other.
본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.In this specification, the term 'and/or' includes a combination of a plurality of recited items or any one of a plurality of recited items. In this specification, 'A or B' may include 'A', 'B', or 'both A and B'.
본 발명은 (a) 치과용 금속소재를 산성용액에 침지하여 표면을 에칭 및 활성화시키는 단계; (b) 상기 에칭 및 활성화가 완료된 치과용 금속소재의 표면에 로듐을 코팅하는 단계; 및 (c) 상기 로듐이 코팅된 치과용 금속소재를 세척하고 건조하는 단계를 포함하는 치과용 금속소재의 생체적합성 코팅 방법에 관한 것이다.The present invention comprises the steps of (a) etching and activating the surface of a dental metal material by immersing it in an acidic solution; (b) coating rhodium on the surface of the dental metal material after the etching and activation are completed; and (c) washing and drying the rhodium-coated dental metal material.
치과용 금속소재는 일반적으로 치아의 교정시 사용되는 것으로 치아를 고정하고 느린 속도로 이동시켜 치아의 배열을 고르게 하는 것에 사용되는 장치이다 따라서 이러한 치과용 금속소재의 경우 구강내에 6개월에서 3년 이상 사용되어야 하므로 높은 내식성을 가질 것이 요구되고 있다. 치아의 교정에 사용되는 브라켓(도 1 및 도 2 참조)의 경우 전체를 금속으로 제작할 수도 있지만, 치아에 접촉되는 부분(도 1의 130, 도 2의 2120)은 고분자수지 또는 세라믹으로 제작한 다음, 와이어를 고정하는 고정부(도 1의 120, 도 2의 220)를 비롯한 일부 부품을 금속으로 제작하고 있다. 특히 상기 브라켓의 전체를 금속으로 제작하는 경우 금속 특유의 색상 및 광택을 가지고 있어 치열 교정시 심미성이 떨어질 수 있으므로, 상기와 같이 감상과 탄성을 요구하는 일부 부품을 금속으로 제작한 다음, 나머지 부분을 치아의 색상과 유사한 고분자 수지 또는 세라믹으로 제작하는 것으로 강성과 심미성을 동시에 만족시키고 있다.Dental metal materials are generally used for orthodontic purposes, and are devices used to even out the arrangement of teeth by fixing teeth and moving them at a slow speed. Since it must be used, it is required to have high corrosion resistance. In the case of a bracket used for orthodontic treatment (see FIGS. 1 and 2), the entirety may be made of metal, but the part in contact with the teeth (130 in FIG. 1, 2120 in FIG. 2) is made of polymer resin or ceramic, and then , Some parts including the fixing part (120 in FIG. 1 and 220 in FIG. 2) for fixing the wire are made of metal. In particular, when the entire bracket is made of metal, since it has a unique color and luster of metal, aesthetics may be deteriorated during orthodontic treatment, so after making some parts that require appreciation and elasticity as described above, It is made of polymer resin or ceramic similar to the color of teeth, and it satisfies both rigidity and aesthetics.
기존의 치과용 금속소재는 구강내에서 장기간 사용하는 교정장치의 특성상 내식성을 높이기 위하여 스테인리스 또는 티타늄을 이용하여 제조되고 있지만 스테인리스의 경우 특유의 크롬 광택으로 인하여 심미감이 떨어진다는 단점을 가지고 있으며, 티타늄의 경우 가공이 어렵고 강도가 약하여 일부 분야에서만 제한적으로 사용되고 있다. 또한 티타늄의 경우 검은 빛을 띄는 회색으로 제조되고 있어 상기 스테인리스에 비하여 더욱 심미감이 떨어진다는 단점을 가지고 있다.Existing dental metal materials are manufactured using stainless steel or titanium to increase corrosion resistance due to the nature of orthodontic devices used for a long time in the oral cavity. In the case of, processing is difficult and the strength is weak, so it is used in a limited way only in some fields. In addition, in the case of titanium, since it is manufactured in blackish gray, it has a disadvantage that it is more aesthetically inferior than the stainless steel.
이를 개선하기 위하여 금속의 표면에 크롬이나 니켈을 코팅 또는 도금하여 높은 내식성을 가지는 치과용 금속소재가 개발되어 사용되고 있다. 하지만 상기 크롬 또는 니켈의 경우 구강내의 점막과 접촉하는 경우 많은 사람들에게 금속알러지 반응에 의한 염증을 일으킬 수 있다는 점에서 이에 대한 개선이 필요한 실정이다. 이러한 개선의 필요성에 따라 상기 치과용 금속소재의 표면을 세라믹으로 코팅하는 기술이 개발되고 있다. 하지만 세라믹의 경우 상기 치과용 금속소재와 결합성이 낮아 치과용 금속소재의 내구성이 떨어질 수 있으며, 세라믹 소재의 경우 높은 경도로 인하여 취성을 가지고 있으므로 상기 치과용 금속소재에서 탈락되어 결과적으로는 치과용 금속소재의 부식이 발생할 수 있다.In order to improve this, a dental metal material having high corrosion resistance by coating or plating the surface of the metal with chromium or nickel has been developed and used. However, in the case of the chromium or nickel, it is necessary to improve this in that it can cause inflammation due to a metal allergic reaction in many people when in contact with the mucous membrane in the oral cavity. In accordance with the need for such improvement, a technique for coating the surface of the dental metal material with ceramic has been developed. However, in the case of ceramics, the durability of dental metal materials may be lowered due to low bonding with the dental metal materials, and in the case of ceramic materials, since they have brittleness due to high hardness, they are eliminated from the dental metal materials, resulting in dental use. Corrosion of metal materials may occur.
본 발명의 경우 상기 치과용 금속소재의 부식을 방지하기 위하여 로듐을 코팅하여 사용할 수 있다. 상기 로듐은 높은 내부식성을 가지고 있을 뿐만 아니라 금속의 표면에 코팅되는 경우 무광의 회백색 층을 형성할 수 있으므로, 심미성 또한 크게 개선될 수 있다.In the case of the present invention, rhodium may be coated and used to prevent corrosion of the dental metal material. Since rhodium has high corrosion resistance and can form a matte grayish-white layer when coated on a metal surface, aesthetics can also be greatly improved.
또한 본 발명의 치과용 금속소재는 다양한 소재로 제작된 다음 로듐이 코팅될 수 있다. 이때 상기 치과용 금속소재는 철, 알루미늄, 니켈, 구리, 주석, 금, 은 또는 티타늄으로 제작될 수 있으며, 바람직하게는 기존의 설비를 그대로 사용할 수 있도록 니켈을 이용하여 제작될 수 있다. 상기 니켈의 경우 본 발명의 로듐 코팅과 높은 친화력을 가지고 있으며, 높은 내식성을 가지고 있는 것으로 알려져 있으므로, 본 발명의 로듐 코팅이 손상 및 탈락을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 손상 및 탈락이 나타나는 경우에도 최소한의 내식성을 보유할 수 있다. 아울러 상기 니켈의 경우 도금되는 로듐과는 달리 금속성 광택을 가지고 있으므로, 상기 로듐 코팅이 손상 또는 탈락되는 경우 이를 용이하게 발견할 수 있다.In addition, the dental metal material of the present invention can be made of various materials and then coated with rhodium. At this time, the dental metal material may be made of iron, aluminum, nickel, copper, tin, gold, silver or titanium, and preferably may be made of nickel so that existing equipment can be used as it is. In the case of the nickel, since it has a high affinity with the rhodium coating of the present invention and is known to have high corrosion resistance, the rhodium coating of the present invention can minimize damage and detachment, as well as minimize damage and detachment even when damage and detachment occur. It can retain corrosion resistance. In addition, since the nickel has a metallic luster, unlike rhodium plated, it can be easily found when the rhodium coating is damaged or dropped.
상기와 같이 제조된 치과용 금속소재를 산성용액이 침지하여 에칭 및 표면 활성화를 수행할 수 있다. 이 단계를 통하여 상기 치과용 금속소재와 후술할 로듐층 사이의 결합성이 상승될 수 있다. 이를 상세히 살펴보면, 상기 산성용액에 침지된 치과용 금속소재는 2가지 반응이 수행될 수 있다. 그 첫번째 반응은 에칭 반응으로 상기 치과용 금속소재의 표면이 미세하게 식각되어 표면 거칠기가 상승하는 반응이다. 이 과정을 통하여 상기 치과용 금속소재의 표면 거칠기가 상승되면, 상기 로듐층과의 접촉면적이 늘어나게 되어 접착성이 향상될 수 있다. 또한 상기 에칭외에도 산성물질이 상기 치과용 금속소재에 접촉하는 경우 표면활성화가 일어날 수 있다. 이 표면 활성화의 경우 상기 치과용 금속소재의 표면에 존재하는 분자의 일부가 이온화되거나 수소등과 결합하는 것을 의미하는 것으로 이렇게 활성화된 표면은 로듐과 이온결합을 수행할 수 있어 더욱 강한 부착력을 가질 수 있다. 이러한 에칭 및 표면 활성화에 의하여 상승된 부착력은 충격이나 마찰에 의하여 상기 로듐이 탈락되는 것을 막을 수 있으며, 결과적으로는 상기 치과용 금속소재의 내구성이 향상될 수 있다.Etching and surface activation may be performed by immersing the dental metal material prepared as described above in an acidic solution. Through this step, bonding between the dental metal material and the rhodium layer to be described later may be increased. Looking at this in detail, two kinds of reactions can be performed on the dental metal material immersed in the acidic solution. The first reaction is an etching reaction in which the surface of the dental metal material is finely etched to increase surface roughness. When the surface roughness of the dental metal material is increased through this process, the contact area with the rhodium layer is increased, so that adhesion can be improved. In addition to the etching, surface activation may occur when an acidic material contacts the dental metal material. In the case of this surface activation, it means that some of the molecules present on the surface of the dental metal material are ionized or combined with hydrogen, etc. there is. The increased adhesion due to etching and surface activation can prevent the rhodium from being removed due to impact or friction, and as a result, the durability of the dental metal material can be improved.
또한 기존에 치과용 금속소재의 코팅을 위하여 물리적인 연마를 통한 표면처리를 수행하였다. 기존의 치과용 금속소재의 경우 도금층의 접착성 향상을 위하여 물리적인 연마를 통하여 표면 거칠기를 형상시키고 있지만, 이러한 물리적인 연마의 경우 표면 거칠기가 화학적 에칭에 비하여 높아 코팅이 완료된 이후에도 표면이 거칠어질 수 있으며, 이에 따라 치과용 금속소재의 사용시 표면에 이물질이 부착 또는 침착될 가능성이 높다. 하지만 본 발명의 경우 화학적 에칭을 통하여 표면 거칠기를 정밀하게 제어할 수 있으며, 이는 코팅이 완료된 이후 표면의 거칠기가 매우 낮아지는 것을 의미하고, 결과적으로는 이물질의 부착이 최소화될 수 있다. 특히 구강내에서 사용되는 치과용 금속소재의 경우 이러한 표면에 홈이 형성되는 경우 이 부분에 이물질뿐만 아니라 치태나 치석이 침착될 수 있으므로, 구강내의 염증과 감염을 막기 위하여 이러한 홈의 제거가 매우 중요하다.In addition, surface treatment through physical polishing was previously performed for coating of dental metal materials. In the case of existing dental metal materials, surface roughness is formed through physical polishing to improve the adhesion of the plating layer. Accordingly, there is a high possibility that foreign substances may be attached or deposited on the surface when using dental metal materials. However, in the case of the present invention, the surface roughness can be precisely controlled through chemical etching, which means that the roughness of the surface is very low after the coating is completed, and as a result, the adhesion of foreign substances can be minimized. In particular, in the case of dental metal materials used in the oral cavity, when grooves are formed on these surfaces, not only foreign substances but also plaque or calculus may be deposited on these parts, so it is very important to remove these grooves to prevent inflammation and infection in the oral cavity. do.
이를 위하여 상기 산성용액은 불산(HF), 염산(HCl), 과염소산(HClO4), 염소산(HClO3), 하이포아염소산(HClO), 초산(CH3COOH), 황산(H2SO4), 아황산(H2SO3), 질산(HNO3), 아질산(HNO2), 인산(H3PO4), 아이오딘화 수소(HI), 아이오딘산(HIO3), 브롬산(HBr), 옥살산(H2C2O4), 비소산(H3AsO4), 클로로아세트산(CH2ClCOOH), 포름산(HCOOH), 벤조산(C6H5COOH), 히드라조산(HN3), 프로피온산(CH3CH2COOH), 탄산(H2CO3), 황화수소(H2S), 시안화수소산(HCN), 크롬산(H2CrO4), 트리플루오로메탄설폰산(CHF3O3S), 메탄설폰산(CH3SO3H), 트리플루오로아세트산(CF3COOH), 트리클로로아세트산(CCl3COOH), 시트르산(C6H8O7), n-부탄술폰산(C4H9SO3H), 캄포술폰산(C10H16SO4), 토실산, 폴리(4-스티렌설폰산), 폴리(비닐설폰산), 폴리(스티렌-알트-말레산), 폴리(아크릴산) 및 폴리(메타크릴산)의 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 본 발명의 경우 상기 에칭에 사용되는 산의 종류 및 후술할 도금시 사용되는 전력량에 따라 상기 로듐의 코팅형상이 결정될 수 있다. To this end, the acidic solution is hydrofluoric acid (HF), hydrochloric acid (HCl), perchloric acid (HClO 4 ), chloric acid (HClO 3 ), hypochlorous acid (HClO), acetic acid (CH 3 COOH), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), Sulfurous acid (H 2 SO 3 ), nitric acid (HNO 3 ), nitrous acid (HNO 2 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), hydrogen iodide (HI), iodine acid (HIO 3 ), hydrobromic acid (HBr), Oxalic acid (H 2 C 2 O 4 ), arsenic acid (H 3 AsO 4 ), chloroacetic acid (CH 2 ClCOOH), formic acid (HCOOH), benzoic acid (C 6 H 5 COOH), hydrazoic acid (HN 3 ), propionic acid ( CH 3 CH 2 COOH), carbonic acid (H 2 CO 3 ), hydrogen sulfide (H 2 S), hydrocyanic acid (HCN), chromic acid (H 2 CrO 4 ), trifluoromethanesulfonic acid (CHF 3 O 3 S), Methanesulfonic acid (CH 3 SO 3 H), trifluoroacetic acid (CF 3 COOH), trichloroacetic acid (CCl 3 COOH), citric acid (C 6 H 8 O 7 ), n-butanesulfonic acid (C 4 H 9 SO 3 H), camphorsulfonic acid (C 10 H 16 SO 4 ), tosylic acid, poly(4-styrenesulfonic acid), poly(vinylsulfonic acid), poly(styrene-alt-maleic acid), poly(acrylic acid) and poly (Methacrylic acid) may contain one or more selected from the group. In the case of the present invention, the coating shape of the rhodium may be determined according to the type of acid used for etching and the amount of electric power used for plating, which will be described later.
이를 상세히 살펴보면 불산의 사용량을 늘리고 황산 및 초산을 사용하는 경우 표면의 거칠기가 증가함과 동시에 표면 활성화도가 높아질 수 있다. 이때 도금시 사용되는 전력량을 향상시키는 경우 상기 로듐이 상기 치과용 금속소재의 표면에 균일하게 도금되어 로듐층을 형성하는 것이 가능하다. 하지만 상기 불산의 사용량을 줄이며, 황산 및 초산 대신 질산을 사용하는 경우 거칠기가 적게 증가하며, 표면 활성화도가 낮아질 수 있다. 이때 낮은 전력량을 이용하여 도금을 수행하게 되면 상기 로듐이 상기 치과용 금속소재의 표면에서 미세구조를 형성할 수 있다. 이에 관해서는 후술하기로 한다.Looking at this in detail, when the amount of hydrofluoric acid is increased and sulfuric acid and acetic acid are used, surface roughness and surface activation may be increased. At this time, when the amount of power used during plating is increased, it is possible to form a rhodium layer by uniformly plating the rhodium on the surface of the dental metal material. However, when the amount of hydrofluoric acid is reduced and nitric acid is used instead of sulfuric acid and acetic acid, roughness may be less increased and surface activation may be lowered. At this time, when plating is performed using a low amount of power, the rhodium may form a microstructure on the surface of the dental metal material. This will be described later.
상기와 같이 로듐층을 형성하기 위해서 상기 산성용액은, 50~60중량%의 불산 100중량부 대비, 30~50중량%의 염산 50~1000중량부, 10~30중량%의 초산 80~120중량부 및 5~20중량%의 황산 280~330중량부의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기와 같은 범위 내에서는 적정한 거칠기를 형성함과 동시에 표면의 활성화도가 뛰어날 수 있지만 상기 범위 미만인 경우 상대적으로 불산의 함량이 높아져 표면 거칠기가 증가되어 제조되는 치과용 금속소재표면이 거칠어질 수 있으며, 또한 황산 및 초산의 함량이 낮아져 표면 활성화도가 떨어짐에 따라 로듐의 부착력이 떨어질 수 있다. 또한 상기 범위를 초과하는 경우 상대적으로 불상의 함량이 낮아져 원하는 거칠기가 형성되지 않음에 따라 부착력이 감소될 수 있다. 또한 상기 염산의 경우 80~120중량부가 사용되는 것이 더욱 바람직하다.In order to form the rhodium layer as described above, the acidic solution is 50 to 60% by weight of hydrofluoric acid 100 parts by weight, 30 to 50% by weight of hydrochloric acid 50 to 1000 parts by weight, 10 to 30% by weight of acetic acid 80 to 120 parts by weight A mixture of 280 to 330 parts by weight and 5 to 20% by weight of sulfuric acid may be used. Within the above range, proper roughness can be formed and surface activation can be excellent. However, if the range is less than the above range, the hydrofluoric acid content is relatively high and the surface roughness is increased, resulting in a rough surface of the dental metal material, In addition, as the content of sulfuric acid and acetic acid is lowered, the surface activity is lowered, and the adhesion of rhodium may be lowered. In addition, when the above range is exceeded, the content of the Buddha image is relatively low, and as desired roughness is not formed, adhesion may be reduced. In addition, in the case of the hydrochloric acid, it is more preferable that 80 to 120 parts by weight is used.
상기 로듐 미세구조를 형성하기 위해서는 물 100중량부 대비, 30~50중량%의 염산 50~1000중량부 및 55~70중량%의 질산 50~1000중량부의 혼합물을 산성용액으로 사용할 수 있다. 상기 범위를 초과하는 비율로 사용되는 경우 질산의 양이 늘어나게 되므로, 표면 거칠기가 증가되어 미세구조의 형성이 어려울 수 있으며, 상기 범위 미만으로 사용되는 경우 표면 거칠기가 감소되어 부착력이 떨어지고 미세구조의 형성이 어려울 수 있다. 또한 상기 염산 및 질산의 경우 180~220중량부 및 560~750중량부를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.In order to form the rhodium microstructure, a mixture of 50 to 1000 parts by weight of 30 to 50% by weight of hydrochloric acid and 50 to 1000 parts by weight of 55 to 70% by weight of nitric acid based on 100 parts by weight of water may be used as an acidic solution. When used in a ratio exceeding the above range, since the amount of nitric acid increases, surface roughness increases, making it difficult to form a microstructure. When used below the above range, surface roughness decreases, resulting in poor adhesion and formation of a microstructure. this can be difficult In addition, in the case of hydrochloric acid and nitric acid, it is more preferable to use 180 to 220 parts by weight and 560 to 750 parts by weight.
또한 상기 산성용액의 경우 pKa가 -11~13을 가지는 다양한 산이 단독으로 사용되거나 조합되어 사용될 수 있다. 상기 산성용액의 경우 상기 치과용 금속소재를 에칭하기 위하여 사용되는 것으로 상기 치과용 금속소재의 종류 및 크기에 따라 적절한 pKa값을 가지는 것이 바람직하다. 따라서 상기 산성용액은 적절한 pKa를 가지는 산중에서 적절한 것을 선택하여 사용하거나 혼합하여 사용하는 것으로 상기 치과용 금속소재를 원하는 거칠기로 에칭하는 것이 가능하다.In addition, in the case of the acidic solution, various acids having a pKa of -11 to 13 may be used alone or in combination. In the case of the acidic solution, it is used to etch the dental metal material, and preferably has an appropriate pKa value according to the type and size of the dental metal material. Therefore, it is possible to etch the dental metal material to a desired roughness by selecting and using an appropriate acid solution among acids having an appropriate pKa or by mixing and using the acid solution.
아울러 상기 산성용액에 포함되는 산 중 염산, 질산 및 분산과 같이 부식성이 강한 산의 경우 직접적으로 상기 에칭을 수행하는 산으로 사용될 수 있지만 추가적으로 다른 산을 촉매로서 포함하는 것으로 상기 에칭 및 표면활성화의 효율을 높이는 것도 가능하다. 이때 상기 촉매로서 포함되는 산의 경우 상기 에칭시 표면을 활성화함과 동시에 소모되는 수소이온을 추가적으로 공급하여 에칭 및 표면 활성화가 효율적으로 일어날 수 있도록 할 수 있으며, 또한 에칭에 의한 용출되는 금속이온을 제거하고 pKa를 유지하도록 하는 역할을 수행할 수 있다.In addition, in the case of highly corrosive acids such as hydrochloric acid, nitric acid, and dispersion among the acids contained in the acidic solution, they can be directly used as the acid for performing the etching, but additionally, other acids are included as catalysts, thereby increasing the efficiency of the etching and surface activation. It is also possible to increase At this time, in the case of the acid included as the catalyst, it is possible to activate the surface during the etching and additionally supply hydrogen ions consumed at the same time so that etching and surface activation can occur efficiently, and also remove metal ions eluted by etching. and can play a role in maintaining the pKa.
또한 상기 산성용액의 경우 금속염 화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 금속염화합물은 금속을 산 또는 산화제와 반응시켜 생성되는 염을 의미하는 것으로 상기 산성용액에 포함되어 상기 에칭 및 표면활성화를 보조하고 가속화하는 일종의 촉매로서 작용할 수 있다. 이때 상기 금속염 화합물은 염화철, 염화니켈, 염화구리, 염화아연, 염화망간, 염화크롬, 염화은, 염화코발트, 불화 암모늄 및 과망간산칼륨에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 염화철 또는 염화니켈을 포함할 수 있다.In addition, in the case of the acidic solution, a metal salt compound may be further included. The metal salt compound refers to a salt produced by reacting a metal with an acid or an oxidizing agent, and may function as a kind of catalyst that assists and accelerates the etching and surface activation by being included in the acidic solution. In this case, the metal salt compound may include at least one selected from iron chloride, nickel chloride, copper chloride, zinc chloride, manganese chloride, chromium chloride, silver chloride, cobalt chloride, ammonium fluoride, and potassium permanganate, preferably iron chloride or chloride May contain nickel.
아울러 상기와 같은 에칭 및 표면 활성화 단계는 상기 치과용 금속소재를 상기 산성용액에 3~10분간 침지하여 수행될 수 있다. 상기 침지가 3분 미만으로 수행되는 경우 상기 에칭 및 표면활성화가 원활하게 수행되지 않아 로듐층의 부착력이 떨어질 수 있으며, 10분을 초과하는 시간동안 침지되는 경우 과도한 에칭이 수행되어 제조된 치과용 금속소재의 표면에 거칠어지게 되므로 이물질이 침착될 수 있다.In addition, the above etching and surface activation steps may be performed by immersing the dental metal material in the acidic solution for 3 to 10 minutes. If the immersion is performed for less than 3 minutes, the etching and surface activation may not be performed smoothly, and the adhesion of the rhodium layer may decrease, and if the immersion is performed for a time exceeding 10 minutes, excessive etching is performed. Since the surface of the material becomes rough, foreign matter may be deposited.
또한 상기 에칭 및 표면 활성화 단계는 상기 치과용 금속소재를 제작한 직후 바로 수행될 수도 있지만, 표면 처리의 효율화를 위하여 물리적 연마 이전 또는 이후에 수행될 수도 있다. 본 발명의 화학적 에칭 및 표면활성화의 경우 위에서 본 바와 같이 미세한 표면 식각이 가능하며 표면 거칠기를 정밀하게 증가시킬 수 있지만, 많은 양의 식각이 필요한 경우 다수회를 반복하여 수행해야 하는 어려움을 가지고 있다. 따라서 상기 치과용 금속부분을 제작한 이후 물리적인 연마를 통하여 1차 표면처리를 수행한 다음, 본 발명의 화학적인 에칭 및 표면활성화를 수행하여 제작효율을 높이는 것도 가능하다. 이때 사용되는 물리적인 연마의 경우 기체 또는 액체를 케리어로 사용하며, 연마용 분말로 금강사, 탄화규소, 질화규소, 산화알루미늄 중 어느 하나가 사용될 수 있지만 이에 한정되지 않고 그 외 재질의 연마용 분말을 사용할 수 있다. 아울러 상기 캐리어의 경우 상기 연마석 분말을 일정한 속도 및 압력으로 분사할 수 있도록 하는 물질로, 액상의 캐리어를 사용하는 경우 에탄올, 메탄올, 이소프로필알코올, 사염화탄소와 같은 휘발성 액체가 사용될 수 있으며, 기체 캐리어가 사용되는 경우 질소, 헬륨, 네온, 아르곤, 제논과 같은 불활성 기체가 사용될 수 있다.In addition, the etching and surface activation steps may be performed immediately after manufacturing the dental metal material, but may be performed before or after physical polishing to improve the efficiency of surface treatment. In the case of chemical etching and surface activation of the present invention, as described above, fine surface etching is possible and surface roughness can be precisely increased. Therefore, after fabricating the dental metal part, it is possible to perform primary surface treatment through physical polishing, and then perform chemical etching and surface activation according to the present invention to increase manufacturing efficiency. In the case of physical polishing used at this time, gas or liquid is used as a carrier, and any one of emery, silicon carbide, silicon nitride, and aluminum oxide can be used as the polishing powder, but it is not limited thereto, and polishing powder of other materials can be used. can In addition, the carrier is a material that allows the abrasive powder to be sprayed at a constant speed and pressure. When a liquid carrier is used, a volatile liquid such as ethanol, methanol, isopropyl alcohol, or carbon tetrachloride may be used, and the gas carrier If used, an inert gas such as nitrogen, helium, neon, argon, or xenon may be used.
상기 에칭 및 활성화 단계 이전 탈지 및 세척단계를 더 포함할 수 있다. 상기 탈지 및 세척단계는 치과용 금속소재의 표면을 탈지 및 세척하는 단계로 표면의 이물질을 제거하여 후술할 로듐에 의한 코팅이 원활하게 수행되도록 하는 단계이다. 상기 치과용 금속소재는 절단 및 절곡과정을 거쳐 제작될 수 있으며, 이때 가공을 위하여 윤활유, 절삭유, 냉각수 등이 접촉될 수 있다. 하지만 이러한 가공용 액체의 경우 표면에 남아 있게 되면 로듐의 코팅을 방해할 수 있으며 또한 로듐 코팅시 로듐과 치과용 금속소재의 사이에 위치하여 로듐의 탈락을 가속화 시킬 수 있다. A degreasing and washing step may be further included before the etching and activating step. The degreasing and washing step is a step of degreasing and washing the surface of the dental metal material to remove foreign substances on the surface so that the coating with rhodium, which will be described later, is smoothly performed. The dental metal material may be manufactured through cutting and bending processes, and at this time, lubricating oil, cutting oil, cooling water, etc. may be contacted for processing. However, if such a processing liquid remains on the surface, it may interfere with rhodium coating, and may also accelerate the removal of rhodium by being located between rhodium and dental metal materials during rhodium coating.
따라서 본 발명의 경우 치과용 금속소재를 탈지 및 세척하는 것으로 이러한 이물질에 의한 불량을 최소화 할 수 있다.Therefore, in the case of the present invention, it is possible to minimize defects caused by foreign substances by degreasing and washing the dental metal material.
상기 탈지 및 세척 단계는, 치과용 금속소재를 탈지용매에 침지한 다음, 1~400분간 초음파를 공급하여 표면의 이물질과 지질을 제거하는 탈지 단계; 상기 탈지 단계 이후 치과용 금속소재를 세척용매에 침지하고 1~400분간 초음하는 공급하는 세척 단계; 및 상기 세척이 완료된 이후 치과용 금속소재의 표면을 건조시키는 단계를 포함할 수 있다.The degreasing and washing step includes a degreasing step of immersing the dental metal material in a degreasing solvent and then supplying ultrasonic waves for 1 to 400 minutes to remove foreign substances and lipids on the surface; After the degreasing step, a cleaning step of immersing the dental metal material in a cleaning solvent and supplying ultrasonic sound for 1 to 400 minutes; and drying the surface of the dental metal material after the washing is completed.
상기 탈지단계는 상기 치과용 금속소재의 표면에 존재하는 지질을 비롯한 이물질을 제거하는 단계로 기존의 탈지단계에서 일반적으로 사용되는 염기성 물질 대신 탈지용매 및 초음파를 이용하여 수행될 수 있다. 본 발명의 치과용 금속소재의 경우 구강 내에 사용되는 것을 전제로 제작되고 있으며, 상기 탈지단계 이후 산을 이용한 에칭단계를 수행할 수 있다. 따라서 상기 탈지시 염기성 용액을 사용하게 되면 잔류하는 염기성용액으로 인하여 구강 내에 염증이 발생하거나 에칭의 수행이 원활하지 않을 수 있다. 따라서 본 발명의 경우 탈지용매를 이용하여 탈지를 수행하며, 이러한 탈지의 효율을 높이기 위하여 초음파를 공급할 수 있다. 이때 사용되는 탈지용매는 상기와 같은 탈지를 수행할 수 있는 용매라면 제한없이 사용할 수 있지만, 바람직하게는 휘발성용매 또는 유기용매가 사용될 수 있으며, 가장 바람직하게는 에탄올이 사용될 수 있다. 상기 휘발성용매의 경우 상기와 같은 탈지를 수행한 다음 빠른 속도로 휘발되어 사라질 수 있으므로, 후술할 세척단계의 세척시간을 최소화할 수 있으며, 상기 유기용매의 경우 상기 윤활유나 절삭유와 같은 유기성 화합물과의 친화력이 우수하므로 높은 탈지 효율을 보일 수 있다.The degreasing step is a step of removing foreign substances including lipids present on the surface of the dental metal material, and may be performed using a degreasing solvent and ultrasonic waves instead of a basic substance generally used in the conventional degreasing step. In the case of the dental metal material of the present invention, it is manufactured on the premise that it is used in the oral cavity, and an etching step using an acid may be performed after the degreasing step. Therefore, if a basic solution is used during degreasing, inflammation may occur in the oral cavity or etching may not be performed smoothly due to the remaining basic solution. Therefore, in the case of the present invention, degreasing is performed using a degreasing solvent, and ultrasonic waves may be supplied to increase the efficiency of such degreasing. The degreasing solvent used at this time can be used without limitation as long as it can perform the degreasing as described above, but preferably a volatile solvent or an organic solvent may be used, and most preferably ethanol. In the case of the volatile solvent, since it can volatilize and disappear at a rapid rate after performing the above degreasing, it is possible to minimize the washing time of the washing step to be described later, and in the case of the organic solvent, the organic solvent and the organic compound such as the lubricating oil or cutting oil Since it has excellent affinity, it can show high degreasing efficiency.
이때 사용되는 초음파는 상기 치과용 금속소재의 표면에 부착되어 있는 지질 및 이물질과 공진하거나 상기 치과용 금속소재를 진동시켜 표면의 이물질을 탈락시킬 수 있는 주파수와 세기로 공급되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 상기 초음파는 20~60kHz의 주파수를 가지며, 100~600W의 세기로 공급될 수 있다. 일반적으로 판매되는 초음파 세척기는 26~28kHz의 진동수를 이용하여 세척을 수행하고 있다. 하지만 본 발명의 치과용 금속소재의 경우 다양한 이물질이 부착되어 있으며, 상기 치과용 금속소재의 경우에도 다양한 형상 및 크기를 가질 수 있으므로 상기 진동수의 변화폭을 늘려 이러한 이물질을 좀 더 효과적으로 이탈시키도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명에 사용되는 초음파는 20~60kHz의 주파수를 가질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 일정한 시간간격을 두고 25kHz, 40kHz, 및 60kHz를 순차적으로 발생하여 다양한 이물질을 효과적으로 제거 및 탈지하는 것이 바람직하다. 또한 이때 상기 초음파의 주파수가 20kHz미만인 경우 이물질의 제거가 효과적이지 않으며, 60kHz를 초과하는 경우 공진에 의한 열이 발생하므로 주의가 필요하다. 아울러 상기 초음파는 100~600W의 세기로 1~400분 바람직하게는 100~150분간 공급될 수 있다. 상기 세기 미만 또는 상기 시간 미만동안 공급되는 경우 상기 탈지가 원활하지 않으며, 상기 세기를 초과하여 공급되거나 400분을 초과하는 시간동안 공급되는 경우 더 이상의 효과는 없으므로 비경제적이다.The ultrasound used at this time is preferably supplied at a frequency and intensity capable of resonating with lipids and foreign substances attached to the surface of the dental metal material or vibrating the dental metal material to remove foreign substances on the surface. To this end, the ultrasonic wave has a frequency of 20 to 60 kHz and may be supplied at an intensity of 100 to 600 W. Generally sold ultrasonic cleaners perform cleaning using a frequency of 26 to 28 kHz. However, in the case of the dental metal material of the present invention, various foreign substances are attached to it, and since the dental metal material can have various shapes and sizes, it is better to increase the range of change in the frequency so that these foreign substances can be more effectively removed. desirable. Therefore, the ultrasonic waves used in the present invention may have a frequency of 20 to 60 kHz, and more preferably, 25 kHz, 40 kHz, and 60 kHz are sequentially generated at regular time intervals to effectively remove and degrease various foreign substances. It is preferable. In addition, when the frequency of the ultrasonic wave is less than 20 kHz, foreign matter is not effectively removed, and when it exceeds 60 kHz, heat is generated due to resonance, so care is required. In addition, the ultrasound may be supplied for 1 to 400 minutes, preferably 100 to 150 minutes, at an intensity of 100 to 600 W. If it is supplied for less than the intensity or for less than the time, the degreasing is not smooth, and if it is supplied in excess of the intensity or for a time exceeding 400 minutes, it is uneconomical because there is no further effect.
상기와 같이 탈지가 완료된 이후 세척을 수행할 수 있다. 상기 세척단계는 치과용 금속소재를 세척용매에 침지하고 1~400분 바람직하게는 30~100분간 초음하는 공급하여 수행될 수 있다. 이때 사용되는 초음파는 상기 탈지단계에서 사용된 초음파와 동일한 것을 사용할 수 있으며, 이에 따라 사용되는 기기의 수량이 줄어들어 더욱 경제적일 수 있다. 아울러 본 세척단계에서는 상기 탈지단계에서 탈락되었지만, 상기 치과용 금속소재에 잔류하는 이물질이 제거될 수 있으며, 이외에도 상기 탈지단계에 사용되는 휘발성용매 또는 유기용매 등이 제거될 수 있다. 따라서 상기 세척단계에서 사용되는 세척용매는 상기 탈지단계의 탈지용매에 비하여 많은 양을 사용하여 상기 탈지용매 및 이물질이 재 부착되는 것을 막을 수 있다. 즉 상기 세척용매의 부피와 상기 탈지용매의 부피의 비는 1:1~5:1인 것이 바람직하다. 상기 부피비가 1:1 미만인 경우 증류수의 양이 부족하여 상기 탈지용매 및 이물질이 재 부착될 수 있으며, 5:1을 초과하는 경우 고가의 세척용매의 소모량이 늘어나게 되어 비경제적이다.Washing may be performed after degreasing is completed as described above. The cleaning step may be performed by immersing the dental metal material in a cleaning solvent and supplying ultrasonic sound for 1 to 400 minutes, preferably 30 to 100 minutes. The ultrasonic wave used at this time may be the same as the ultrasonic wave used in the degreasing step, and accordingly, the number of devices used may be reduced, making it more economical. In addition, in this cleaning step, foreign substances remaining in the dental metal material, which were eliminated in the degreasing step, may be removed, and in addition, volatile solvents or organic solvents used in the degreasing step may be removed. Therefore, the cleaning solvent used in the washing step is used in a larger amount than the degreasing solvent in the degreasing step, so that the reattachment of the degreasing solvent and foreign substances can be prevented. That is, the ratio of the volume of the washing solvent to the volume of the degreasing solvent is preferably 1:1 to 5:1. When the volume ratio is less than 1:1, the amount of distilled water is insufficient and the degreasing solvent and foreign matter may be reattached, and when the volume ratio exceeds 5:1, the consumption of expensive cleaning solvent increases, which is uneconomical.
아울러 상기 세척용매는 상기와 같은 세척을 수행할 수 있는 극성, 무극성 및 유기 용매를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 물, 증류수, 순수, 초순수, 이소프로필알코올, 사염화탄소 또는 액체 이산화탄소가 사용될 수 있고 가장 바람직하게는 증류수가 사용될 수 있다.In addition, the washing solvent may use polar, non-polar and organic solvents capable of performing the washing as described above, preferably water, distilled water, pure water, ultrapure water, isopropyl alcohol, carbon tetrachloride or liquid carbon dioxide may be used, and most preferably Preferably, distilled water may be used.
상기 에칭 및 활성화가 완료된 이후, 치과용 금속소재의 표면에 로듐을 코팅할 수 있다. 위에서 살펴본 바와 같이 상기 로듐은 침과 같은 체액에 높은 내부식성을 가지고 있는 금속으로 상기 치과용 금속소재에 사용되는 경우 상기 치과용 금속소재는 높은 내식성을 가질 수 있다. 하지만 상기 로듐은 금이나 백금과 같은 귀금속보다 높은 가격을 가지고 있어 치과용 금속소재의 전체를 로듐으로 제작하여 사용하기는 어려우며, 본 발명의 경우 치과용 금속소재의 표면에 코팅하여 사용하는 것으로 치과용 금속소재의 내식성을 높이면서도 가격상승을 최소한으로 억제할 수 있다. After the etching and activation are completed, rhodium may be coated on the surface of the dental metal material. As described above, rhodium is a metal having high corrosion resistance to bodily fluids such as saliva, and when used for the dental metal material, the dental metal material may have high corrosion resistance. However, since rhodium has a higher price than precious metals such as gold or platinum, it is difficult to manufacture and use the entire dental metal material with rhodium. In the present invention, the surface of the dental metal material is coated and used. It is possible to minimize the price increase while increasing the corrosion resistance of metal materials.
기존의 치과용 금속소재는 내식성을 높이기 위하여 표면에 높은 내식성을 가지는 니켈을 이용하여 제작하거나 치과용 금속소재의 표면에 니켈을 도금하여 사용하였다. 하지만 니켈의 경우 많은 사람이 금속 알러지를 가지고 있으며, 이에 따라 치과용 금속소재로 사용하는 경우 구강내 염증을 일으킬 수 있다는 단점을 가지고 있다. 하지만 로듐의 경우 이러한 알러지 반응이 상대적으로 낮은 것으로 알려져 있으며, 상기 치과용 금속소재의 표면을 로듐으로 코팅하는 경우 높은 내식성을 가짐과 동시에 구강내 염증을 최소화할 수 있다.Existing dental metal materials were manufactured using nickel having high corrosion resistance on the surface in order to increase corrosion resistance, or nickel was plated on the surface of the dental metal material. However, in the case of nickel, many people have a metal allergy, and accordingly, when used as a dental metal material, it has a disadvantage that it can cause inflammation in the oral cavity. However, in the case of rhodium, it is known that such an allergic reaction is relatively low, and when the surface of the dental metal material is coated with rhodium, it is possible to minimize inflammation in the oral cavity while having high corrosion resistance.
이를 위하여 상기 (b)단계는, 물에 황산로듐 0.1~5g/L 및 90~98부피%의 황산 1~30ml/L의 비율로 혼합하여 로듐 도금액을 제조하는 단계; 상기 로듐 도금액에 에칭 및 활성화가 완료된 치과용 금속소재를 침지하는 단계; 상기 치과용 금속소재가 침지된 로듐 도금액에 금속볼을 투입하는 단계; 상기 치과용 금속소재 및 금속볼이 침지된 로듐 도금액에 전극을 연결한 다음, 0.1~30V의 전압 및 0.1~10A의 전류 조건으로 1~20분간 도금하는 단계; 및 상기 로듐 도금액을 제거한 다음, 상기 금속볼과 상기 치과용 금속소재를 분리하는 단계를 포함할 수 있다.To this end, the step (b) comprises preparing a rhodium plating solution by mixing 0.1 to 5 g/L of rhodium sulfate and 1 to 30 ml/L of 90 to 98 vol% sulfuric acid in water; immersing a dental metal material, which has been etched and activated, into the rhodium plating solution; Injecting a metal ball into the rhodium plating solution in which the dental metal material is immersed; Connecting an electrode to the rhodium plating solution in which the dental metal material and the metal ball are immersed, then plating for 1 to 20 minutes under a voltage of 0.1 to 30V and a current of 0.1 to 10A; and removing the rhodium plating solution and then separating the metal ball from the dental metal material.
상기 로듐을 도금하기 위해서 도금액을 사용하게 되며, 이때 사용되는 도금액은 물에 황산로듐 0.1~5g/L, 바람직하게는 1.0~5g/L 및 90~98부피%의 황산 1~30ml/L, 바람직하게는 5~30ml/L의 비율로 혼합하여 제조될 수 있다. 이때 상기 도금액에 사용되는 물은 단순히 정수된 물을 사용할 수도 있지만, 증류수, 순수 또는 초순수와 같이 이물질이나 이온이 제거된 물을 사용하여 이물질이나 이온에 의한 오염을 방지하는 것이 바람직하다. 또한 상기 황산로듐이 0.1g/L 미만으로 포함되는 경우 원활한 코팅이 어려울 수 있으며 5g/L를 초과하여 포함되는 경우 도금시 로듐이 석출되어 침강하거나 상기 치과용 금속소재의 표면에 과다하게 석출(피트)되어 불량을 발생시키므로 비경제적이다. 황산의 경우 상기 물에 전해질로서 포함되는 것으로 1ml/L미만으로 포함되는 경우 물을 통과하는 전류량이 부적하여 원활한 코팅이 어려울 수 있으며, 30ml/L를 초과하는 비율로 포함되는 경우 상기 치과용 금속소재의 표면에 부식되어 원하지 않게 거칠기가 증가될 수 있다. 또한 상기 황산의 경우 상기 도금액의 pH를 조절하기 위하여 사용될 수도 있으며, 이 경우에는 일정한 pH를 유지하기 위한 양이 투입될 수 있다. 특히 이때 pH의 경우 상기 황산로듐을 투입한 다음, 상기 황산을 적절한 양을 투입하여 pH을 적절히 조절하는 것이 바람직하다.A plating solution is used to plate the rhodium, and the plating solution used at this time is 0.1 to 5 g/L of rhodium sulfate in water, preferably 1.0 to 5 g/L and 1 to 30 ml/L of sulfuric acid at 90 to 98 vol%, preferably It may be prepared by mixing at a rate of 5 to 30 ml / L. At this time, the water used in the plating solution may be simply purified water, but it is preferable to use water from which foreign substances or ions are removed, such as distilled water, pure water, or ultrapure water to prevent contamination by foreign substances or ions. In addition, when the rhodium sulfate is included in less than 0.1 g / L, smooth coating may be difficult. ) and causes defects, so it is uneconomical. In the case of sulfuric acid, it is included as an electrolyte in the water, and when it is included in less than 1 ml / L, the amount of current passing through the water is inadequate, which may make it difficult to smoothly coat. It can corrode the surface of the surface and increase the roughness undesirably. Also, in the case of the sulfuric acid, it may be used to adjust the pH of the plating solution, and in this case, an amount to maintain a constant pH may be added. In particular, in the case of pH at this time, it is preferable to properly adjust the pH by adding an appropriate amount of sulfuric acid after adding the rhodium sulfate.
상기와 같이 도금액이 준비된 이후 상기 로듐 도금액에 에칭 및 활성화가 완료된 치과용 금속소재를 침지할 수 있다. 따라서 상기 도금액은 상기 치과용 금속소재를 침지하기 위한 충분한 양이 준비되어 사용되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 치과용 금속소재가 도금용 수조에서 차지하는 부피의 1.5~3배 부피를 차지하는 양이 사용될 수 있다. 이를 통하여 상기 치과용 금속소재는 상기 도금액에 완전하게 침지될 수 있을 뿐만 아니라 충분한 양의 도금액으로 인하여 다수회의 도금을 수행할 수 있고, 또한 상기 황산로듐 및 황산을 추가적으로 투입하는 것으로 소모된 황산로듐 및 황산을 보충하여 다수회의 도금을 수행하더라도 균일한 도금이 가능하다.After the plating solution is prepared as described above, a dental metal material that has been etched and activated may be immersed in the rhodium plating solution. Therefore, it is preferable that the plating solution is prepared and used in a sufficient amount to immerse the dental metal material, and more preferably, the amount that occupies 1.5 to 3 times the volume of the dental metal material occupied in the plating bath. can be used Through this, the dental metal material can be completely immersed in the plating solution, and plating can be performed multiple times due to a sufficient amount of the plating solution, and also the rhodium sulfate and sulfuric acid consumed by additionally adding the rhodium sulfate and Uniform plating is possible even when plating is performed multiple times by replenishing sulfuric acid.
상기와 같이 치과용 금속소재의 침지가 완료된 이후 도금액에 금속볼을 투입할 수 있다. 상기 금속볼은 상기 치과용 금속소재의 전극 역할을 수행하는 것으로 본 발명의 치과용 금속소재의 경우 그 크기가 매우 작음에 따라 기존의 전극을 사용할 수 없으므로 기존의 도금과는 상이한 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 기존의 도금방법의 경우 음극 또는 양극에 다수개의 전극을 설치하고, 도금대상물을 상기 전극에 하나씩 연결한 다음, 이 전극에 연결된 도금대상물을 도금액에 침지하여 도금을 수행하고 있다. 이 경우 상기 전극이 연결되는 부분은 도금이 수행되지 않는 것이 일반적이다. 하지만 본 발명의 치과용 금속소재의 경우 그 크기가 매우 작아 상기와 같이 전극에 의한 미도금 부분(보이드)이 큰 비율로 남게 되어 사용시 부식을 일으킬 가능성이 있다. 따라서 본 발명의 경우 각각의 치과용 금속소재를 전극에 연결하는 것이 아닌 상기 금속볼을 이용하여 상기 치과용 금속소재 사이에 네트워크 구조를 형성함과 더불어 일측 또는 양측에 전극을 삽입하여 연결하는 것으로 상기 치과용 금속소재를 도금할 수 있다. 또한 이 경우에도 각 상기 금속볼과 상기 치과용 금속소재가 접촉하는 부위는 도금이 되지 않을 수 있지만, 주기적으로 상기 도금액 내부를 교반하는 것으로 접촉부위를 무작위적으로 바꿀 수 있으며, 이에 따라 상기 치과용 금속소재의 전체에 미도금 부분(보이드)이 형성되지 않도록 도금할 수 있다. As described above, after the immersion of the dental metal material is completed, the metal ball may be put into the plating solution. The metal ball serves as an electrode of the dental metal material, and in the case of the dental metal material of the present invention, since the size is very small, conventional electrodes cannot be used, so it is better to use a method different from conventional plating. desirable. In the case of the existing plating method, a plurality of electrodes are installed on a cathode or an anode, an object to be plated is connected to the electrode one by one, and then the object connected to the electrode is immersed in a plating solution to perform plating. In this case, plating is generally not performed on the portion where the electrode is connected. However, in the case of the dental metal material of the present invention, the size is very small, and as described above, unplated portions (voids) by the electrode remain in a large proportion, which may cause corrosion during use. Therefore, in the case of the present invention, rather than connecting each dental metal material to an electrode, a network structure is formed between the dental metal materials using the metal ball, and electrodes are inserted and connected to one or both sides. Dental metal materials can be plated. Also in this case, the contact area between each of the metal balls and the dental metal material may not be plated, but the contact area may be randomly changed by periodically stirring the inside of the plating solution. It can be plated so that unplated parts (voids) are not formed on the entire metal material.
상기 금속볼은, 철, 구리, 알루미늄, 니켈, 금, 은, 티타늄 또는 이들의 합금으로 제작될 수 있으며, 바람직하게는 높은 내구성 및 내약품성을 가지면서도 전기 전도도가 우수한 황동을 사용할 수 있다. 또한 상기 금속볼은 3~10mm의 직경을 가지는 것이 바람직하다. 상기 금속볼의 경우 상기 치과용 금속소재와 무작위적으로 접촉하는 일종에 네트워크 구조를 형성할 수 있다. 따라서 상기 금속볼은 상기 치과용 금속소재와 유사한 크기를 가지는 것이 바람직하다. 이때 상기 금속볼이 3mm미만의 크기를 가지는 경우 상기 치과용 금속소재의 내부로 침투하게 되어 분리가 어려울 수 있으며, 10mm를 초과하는 크기를 가지는 경우 상기 금속볼의 공극사이로 상기 치과용 금속소재가 침강하게 되므로 상기 치과용 금속소재와 무작위적인 접촉이 어려워 원활한 코팅이 어려울 수 있다. 또한 상기 금속볼은 상기 치과용 금속소재의 투입 개수 대비 2~5배의 개수가 투입될 수 있다. 상기 금속볼이 상기 치과용 금속소재의 2배 미만의 수량으로 투입되는 경우 상기 금속볼의 수량이 부족하여 상기 치과용 금속소재 간의 접촉이 발생할 수 있고, 이에 따라 도금시 상기 치과용 금속소재 사이의 유착이 형성될 수 있으며, 5배를 초과하는 수량이 투입되는 경우 한번에 처리할 수 있는 치과용 금속소재의 양이 줄어들어 비경제적이다.The metal ball may be made of iron, copper, aluminum, nickel, gold, silver, titanium, or an alloy thereof, and preferably, brass having excellent electrical conductivity while having high durability and chemical resistance may be used. In addition, the metal ball preferably has a diameter of 3 to 10 mm. In the case of the metal ball, a network structure may be formed in a kind of random contact with the dental metal material. Therefore, the metal ball preferably has a size similar to that of the dental metal material. At this time, when the metal ball has a size of less than 3 mm, it penetrates into the inside of the dental metal material and it may be difficult to separate it, and when it has a size exceeding 10 mm, the dental metal material settles between the pores of the metal ball. Therefore, it is difficult to make random contact with the dental metal material, so that smooth coating may be difficult. In addition, the number of metal balls may be input 2 to 5 times compared to the number of inputs of the dental metal material. When the metal balls are introduced in an amount less than twice the amount of the dental metal material, contact between the dental metal materials may occur due to an insufficient amount of the metal balls, and accordingly, during plating, the gap between the dental metal materials Adhesion may be formed, and when an amount exceeding 5 times is input, the amount of dental metal material that can be processed at one time is reduced, which is uneconomical.
상기 치과용 금속소재 및 금속볼이 침지된 로듐 도금액에 전극을 연결한 다음, 0.1~30V의 전압 및 0.1~10A의 전류 조건으로 1~20분간 도금할 수 있다.After connecting the electrode to the rhodium plating solution in which the dental metal material and the metal ball are immersed, plating may be performed for 1 to 20 minutes under a voltage of 0.1 to 30V and a current of 0.1 to 10A.
이때 상기 도금의 조건은 위에서 살펴본 바와 같이 도금되어 형성되는 로듐의 형상에 따라 상이하게 공급할 수 있다.At this time, the plating conditions may be supplied differently according to the shape of the rhodium plated and formed as described above.
이를 상세히 살펴보면, 위에서 살펴본 바와 같이 상기 산성용액을 이용한 에칭시 초산 및 황산을 사용하고 불산을 상대적으로 많이 사용하는 경우 상기 치과용 금속소재의 표면에 거칠기가 증가하고 높은 활성화도를 가질 수 있다. 이 경우 1.5~2.0V의 전압 및 0.1~0.5A의 전류 조건으로 1~8분간 도금하게 되면, 상기 치과용 금속소재의 표면에 균일한 로듐층을 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 로듐층은 치과용 금속소재와 침을 비롯한 체액의 접촉을 막아 치과용 금속소재의 부식을 방지함과 동시에 구강내의 염증을 줄일 수 있다. 이때 형성되는 로듐층의 두께는 0.1~0.5㎛인 것이 바람직하다. 상기 로듐층이 0.1㎛미만의 두께를 가지는 경우 상기 로듐층의 내구성에 떨어질 수 있으며, 0.5㎛를 초과하는 두께를 가지는 경우 사용되는 로듐의 양이 늘어나게 되어 비경제적이다.Looking at this in detail, as described above, when acetic acid and sulfuric acid are used and a relatively large amount of hydrofluoric acid is used during etching using the acidic solution, the surface of the dental metal material may have increased roughness and high activation. In this case, when plating is performed for 1 to 8 minutes at a voltage of 1.5 to 2.0V and a current of 0.1 to 0.5A, a uniform rhodium layer can be formed on the surface of the dental metal material. The rhodium layer thus formed prevents the dental metal material from contacting bodily fluids including saliva, thereby preventing corrosion of the dental metal material and reducing inflammation in the oral cavity. At this time, the thickness of the rhodium layer formed is preferably 0.1 to 0.5 μm. When the rhodium layer has a thickness of less than 0.1 μm, durability of the rhodium layer may deteriorate, and when the thickness exceeds 0.5 μm, the amount of rhodium used increases, which is uneconomical.
또한 이와는 별도로 상기 에칭액에 질산을 사용하고 불산의 함량을 줄이는 경우 상기 치과용 금속소재의 표면에 거칠기가 감소하고 활성화도가 낮아질 수 있다. 이때 상기 로듐층을 형성하는 것보다 낮은 전압 및 전류를 공급하게 되면 상기 로듐이 상기 치과용 금속소재의 표면에서 응집되어 일종의 미세구조를 형성할 수 있다. 상기와 같이 치과용 금속소재의 표면에 형성된 로듐 미세구조는 미세구조의 특성상 소수성을 가질 수 있으며, 이러한 소수성의 표면은 구강내의 침을 비롯한 체액의 부착을 막을 수 있다. 이를 상세히 살펴보면, 상기 치과용 금속소재의 표면에 형성되는 미세구조에 접촉되는 액체는 표면장력을 가지고 있으므로, 상기 미세구조와 일정한 각도를 가지며 접촉될 수 있다. 이때 상기 미세구조와 인접하는 다른 미세구조가 형성되어 있으면 상기 액체는 상기 미세구조 사이를 연결하는 형상으로 접촉될 수 있으며, 또한 표면장력으로 인하여 상기 미세구조의 일정 부분 아래로는 내려가지 않을 수 있다. 이러한 미세구조에 의한 소수성 표면은 연잎이나 파충류의 피부 등에서 관찰할 수 있으며, 본 발명의 경우 상기 치과용 금속소재의 표면에 로듐을 이용하여 이러한 미세구조를 형성하는 것으로 치과용 금속소재와 침을 비롯한 체액의 접촉을 방지할 수 있다. 아울러 이러한 치과용 금속소재 표면의 미세구조는 빛의 반사랄 막아 상기 치과용 금속소재가 무광을 가지도록 할 수 있으며, 유광의 표면을 가지는 치과용 금속소재에 비하여 심미성을 높이고 이질감을 줄일 수 있다.In addition, separately from this, when nitric acid is used in the etchant and the content of hydrofluoric acid is reduced, the roughness of the surface of the dental metal material may be reduced and the activation degree may be lowered. At this time, when a voltage and current lower than those for forming the rhodium layer are supplied, the rhodium may be aggregated on the surface of the dental metal material to form a kind of microstructure. As described above, the rhodium microstructure formed on the surface of the dental metal material may have hydrophobicity due to the nature of the microstructure, and such a hydrophobic surface may prevent adhesion of body fluids including saliva in the oral cavity. Looking at this in detail, since the liquid in contact with the microstructure formed on the surface of the dental metal material has surface tension, it can be in contact with the microstructure at a certain angle. At this time, if another microstructure adjacent to the microstructure is formed, the liquid may be contacted in a shape connecting the microstructures, and may not descend below a certain portion of the microstructure due to surface tension. . The hydrophobic surface due to this microstructure can be observed on lotus leaves or the skin of reptiles, and in the case of the present invention, rhodium is used to form such a microstructure on the surface of the dental metal material, including Avoid contact with bodily fluids. In addition, the microstructure of the surface of the dental metal material can prevent the reflection of light so that the dental metal material has a matte surface, and can enhance aesthetics and reduce a sense of difference compared to a dental metal material having a glossy surface.
또한 본 발명에서 형성되는 상기 로듐 미세구조는 세로축 단면이 원형, 타원형 또는 이와 유사한 형상을 가지는 구형으로 형성될 수 있지만, 공급되는 전력을 미세하게 조절하는 것으로 원기둥형, 원뿔형, 원뿔대형, 다각기둥형, 다각뿔형 또는 다각뿔대형과 같은 구형이 아닌 형태로 제작될 수도 있다. 상기 구형의 로듐 미세구조의 경우 그 제작이 용이하고 균일한 제작이 가능하지만, 상면에 각을 가지는 기둥형, 뿔형 또는 뿔대형의 미세구조를 가지는 경우 소수성이 높아질 수 있으므로, 상기 치과용 금속소재의 용도에 따라 적절히 선택하여 사용될 수 있다. 아울러 상기 기둥형, 뿔형 또는 뿔대형의 미세구조의 경우 상기 치과용 미세구조의 표면에 직접 형성되는 것도 가능하지만, 상기 구형의 미세구조를 형성한 다음, 이를 적절히 가공하여 상기 기둥형, 뿔형 또는 뿔대형의 미세구조를 형성하는 것도 가능하다.In addition, the rhodium microstructure formed in the present invention may be formed in a spherical shape having a circular, elliptical, or similar shape in cross section of the vertical axis, but by finely adjusting the supplied power, it may be formed in a cylindrical, conical, truncated cone, or polygonal column shape. , it may be manufactured in a non-spherical shape such as a polygonal pyramid shape or a polygonal pyramid shape. In the case of the spherical rhodium microstructure, it is easy to manufacture and uniform production is possible, but if it has a column-shaped, horn-shaped, or horn-shaped microstructure having an angle on the upper surface, hydrophobicity may be increased, so that of the dental metal material Depending on the purpose, it may be appropriately selected and used. In addition, in the case of the column-shaped, horn-shaped, or horn-shaped microstructure, it is possible to form directly on the surface of the dental microstructure, but after forming the spherical microstructure, it is properly processed to form the columnar, horn-shaped, or horn-shaped microstructure. It is also possible to form large-scale microstructures.
또한 상기 미세구조는 형성하기 위하여 상기 도금하는 단계는, 0.1~1.5V의 전압 및 0.1~0.3A의 전류 조건으로 1~10분간, 바람직하게는 3~8분간 1차 도금하는 단계; 및 1.8~30V의 전압 및 0.4~10A의 전류 조건으로 1~10분간, 바람직하게는 2~5분간 2차 도금하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, in order to form the microstructure, the plating step may include primary plating for 1 to 10 minutes, preferably 3 to 8 minutes, under conditions of a voltage of 0.1 to 1.5V and a current of 0.1 to 0.3A; and performing secondary plating for 1 to 10 minutes, preferably 2 to 5 minutes, under conditions of a voltage of 1.8 to 30V and a current of 0.4 to 10A.
상기 1차 도금하는 단계는 상기 치과용 금속소재의 표면에 미세구조를 형성하는 단계로 적절한 거리를 가지는 미세구조를 다수개 형성하는 것으로 상기 치과용 금속소재의 표면이 소수성을 가지도록 할 수 있다. 이때 상기 조건범위 내에서는 상기 치과용 금속소재의 표면에 정상적으로 미세구조가 형성될 수 있지만 상기 범위를 벗어나는 경우 도금이 수행되지 않거나 미세구조가 유착되어 로듐층을 형성하게 될 수 있다.The primary plating step is a step of forming a microstructure on the surface of the dental metal material, and by forming a plurality of microstructures having an appropriate distance, the surface of the dental metal material can have hydrophobicity. At this time, a microstructure may be normally formed on the surface of the dental metal material within the above condition range, but if it is out of the above range, plating may not be performed or the microstructure may adhere to form a rhodium layer.
상기 2차 도금하는 단계는 상기 1차 도금에서 형성된 미세구조의 표면을 코팅하는 것으로 미세구조를 적절한 크기로 성장시키는 단계이다. 상기 1차 도금을 지속하게 되면 많은 양의 미세구조를 형성하여 결과적으로는 미세구조 사이에 유착이 형성되어 미세구조가 아닌 로듐층이 형성될 수 있다. 따라서 상기 미세구조가 일정량이상 생성된 이후에는 도금 조건을 조절하여 상기 로듐 미세구조를 성장시키는 것이 바람직하다. 이때 상기 범위 내에서는 상기와 같이 미세구조의 성장이 나타날 수 있지만, 상기 범위를 벗어나는 경우 미세구조의 성장이 이루어지지 않거나 미세구조 이외의 부분도 도금되어 소수성이 떨어질 수 있다.The secondary plating is a step of growing the microstructure to an appropriate size by coating the surface of the microstructure formed in the primary plating. When the primary plating is continued, a large amount of microstructures are formed, and as a result, adhesion is formed between the microstructures, so that a rhodium layer other than the microstructures may be formed. Therefore, after a certain amount of the microstructure is generated, it is preferable to grow the rhodium microstructure by adjusting plating conditions. At this time, within the above range, the growth of the microstructure may occur as described above, but outside the above range, the growth of the microstructure may not occur, or parts other than the microstructure may be plated, resulting in poor hydrophobicity.
또한 상기와 같이 생성된 미세구조는 8nm~10㎛ 바람직하게는 50~200nm의 크기를 가질 수 있다. 상기 미세구조가 8nm미만의 크기를 가지는 경우 너무 작은 크기로 인하여 소수성을 나타내기 어려울 수 있으며, 10㎛를 초과하는 크기를 가지는 경우 상기 미세구조 사이에 이물질이 흡착될 수 있다. 또한 상기 미세구조 사이의 거리는 10nm~10㎛ 바람직하게는 100~200nm일 수 있다. 상기 미세구조 사이의 거리가 10nm미만인 경우 각 미세구조가 유착되어 표면이 로듐으로 코팅될 수 있으며, 10㎛를 초과하는 거리를 가지는 경우 소수성이 떨어질 수 있다.In addition, the microstructure produced as described above may have a size of 8 nm to 10 μm, preferably 50 to 200 nm. When the microstructure has a size of less than 8 nm, it may be difficult to exhibit hydrophobicity due to the too small size, and when the microstructure has a size exceeding 10 μm, foreign substances may be adsorbed between the microstructures. In addition, the distance between the microstructures may be 10 nm to 10 μm, preferably 100 to 200 nm. When the distance between the microstructures is less than 10 nm, each microstructure may adhere and the surface may be coated with rhodium, and when the distance exceeds 10 μm, hydrophobicity may be deteriorated.
상기와 같이 제조된 치과용 금속소재는 세척된 다음 제품으로 포장되거나 다른 부품과 결합되어 제품화될 수 있다. 이때 상기 세척은 상기 도금용액을 제거함과 동시에 상기 로듐이 석출된 분말을 제거하기 위하여 수행되는 것으로 증류수와 에탄올이 무게비로 1:1로 혼합된 용액에 침지된 다음 1~3시간 동안 초음파를 공급하여 수행될 수 있다. 이때 사용되는 초음파는 상기 탈지 및 세척단계에서 사용된 초음파와 동일한 것을 사용하는 것이 바람직하다.The dental metal material manufactured as described above may be washed and then packaged as a product or combined with other parts to be commercialized. At this time, the washing is performed to remove the plating solution and at the same time to remove the rhodium-precipitated powder, which is immersed in a solution in which distilled water and ethanol are mixed in a weight ratio of 1: 1, and then supplied with ultrasonic waves for 1 to 3 hours. can be performed The ultrasonic waves used at this time are preferably the same as those used in the degreasing and washing steps.
상기와 같이 세척이 완료된 이후 상기 치과용 금속소재를 진공오븐에 투입한 다음, 30~50℃의 온도에서 5~10시간동안 건조할 수 있다. 이때 상기 온도 미만 또는 5시간 미만의 시간동안 건조하는 경우 상기 치과용 금속소재의 표면에 물 또는 에탄올이 남아 있을 수 있으며 50℃를 초과하는 온도 또는 10시간을 초과하는 시간동안 건조하는 경우 상기 로듐이 박리되어 불량이 발생할 수 있다.After the washing is completed as described above, the dental metal material may be put into a vacuum oven and then dried at a temperature of 30 to 50 ° C for 5 to 10 hours. At this time, when dried for less than the temperature or for less than 5 hours, water or ethanol may remain on the surface of the dental metal material, and when dried for a temperature exceeding 50 ° C or for a time exceeding 10 hours, the rhodium Delamination may cause defects.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the present invention will be described so that those skilled in the art can easily implement it. In addition, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or known configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. And certain features presented in the drawings are enlarged, reduced, or simplified for ease of explanation, and the drawings and their components are not necessarily drawn to scale. However, those skilled in the art will readily understand these details.
실시예 1Example 1
도 2에 나타난 것과 같은 치과용 금속소재(도 2의 120) 1000개를 제작한 다음, 이를 500ml 에탄올 용액에 침지하고 2시간 동안 초음파를 공급하며 교반하여 탈지하였다. 상기 탈지가 완료된 이후 상기 치과용 금속소재를 1000ml의 증류수에 침지하고 1시간 동안 초음파를 공급하며 교반하여 세척하였다.After manufacturing 1000 dental metal materials (120 in FIG. 2) as shown in FIG. 2, they were immersed in 500ml ethanol solution and degreased by stirring while supplying ultrasonic waves for 2 hours. After the degreasing was completed, the dental metal material was immersed in 1000 ml of distilled water and washed by stirring while supplying ultrasonic waves for 1 hour.
60중량%의 불산 10ml, 40% 염산 10ml, 20% 아세트산 10ml, 10% 황산 30ml를 혼합한 용액에 상기 세척된 치과용 금속소재를 5분간 침지하여 에칭 및 활성화를 수행하였다.Etching and activation were performed by immersing the cleaned dental metal material in a solution containing 10 ml of 60 wt% hydrofluoric acid, 10 ml of 40% hydrochloric acid, 10 ml of 20% acetic acid, and 30 ml of 10% sulfuric acid for 5 minutes.
황산로듐 1g/L 및 황산 15ml/L의 비율로 혼합된 도금액 10L에 상기 세척된 치과용 금속소재를 투입하고 지름 5mm의 황동볼 3000개를 혼합한 다음, 1.8볼트 0.25암페어에서 5분간 도금하였다.The washed dental metal material was added to 10 L of the plating solution mixed with 1 g/L of rhodium sulfate and 15 ml/L of sulfuric acid, and 3000 brass balls with a diameter of 5 mm were mixed, and then plated at 1.8 volt and 0.25 ampere for 5 minutes.
상기 도금이 완료된 이후 상기 치과용 금속소재를 증류수와 에탄올이 1:1의 무게비로 혼합된 용액에 침지하고 2시간 동안 초음파를 공급하여 세척하였다.After the plating was completed, the dental metal material was immersed in a solution in which distilled water and ethanol were mixed in a weight ratio of 1:1, and ultrasonic waves were applied for 2 hours to wash.
상기 세척이 완료된 이후 40℃의 진공오븐에서 8시간동안 건조하였다.After the washing was completed, it was dried in a vacuum oven at 40° C. for 8 hours.
실시예 2Example 2
도 2에 나타난 것과 같은 치과용 금속소재(도 2의 120) 1000개를 제작한 다음, 이를 500ml 에탄올 용액에 침지하고 2시간 동안 초음파를 공급하며 교반하여 탈지하였다. 상기 탈지가 완료된 이후 상기 치과용 금속소재를 1000ml의 증류수에 침지하고 1시간 동안 초음파를 공급하며 교반하여 세척하였다.After manufacturing 1000 dental metal materials (120 in FIG. 2) as shown in FIG. 2, they were immersed in 500ml ethanol solution and degreased by stirring while supplying ultrasonic waves for 2 hours. After the degreasing was completed, the dental metal material was immersed in 1000 ml of distilled water and washed by stirring while supplying ultrasonic waves for 1 hour.
물 5ml, 40% 염산 10ml, 20% 60% 질산 30ml를 혼합한 용액에 상기 세척된 치과용 금속소재를 5분간 침지하여 에칭 및 활성화를 수행하였다.Etching and activation were performed by immersing the cleaned dental metal material in a mixture of 5 ml of water, 10 ml of 40% hydrochloric acid, and 30 ml of 20% 60% nitric acid for 5 minutes.
황산로듐 1g/L 및 황산 15ml/L의 비율로 혼합된 도금액 10L에 상기 세척된 치과용 금속소재를 투입하고 지름 5mm의 황동볼 3000개를 혼합한 다음, 1볼트 0.12암페어에서 5분간 1차 도금 한 다음, 2볼트 0.5암페어에서 3분간 2차 도금하였다.Into 10L of the plating solution mixed with 1g/L of rhodium sulfate and 15ml/L of sulfuric acid, the washed dental metal material was added, 3000 brass balls with a diameter of 5mm were mixed, and the first plating was performed at 1 volt and 0.12 ampere for 5 minutes. Then, secondary plating was performed at 2 volts and 0.5 ampere for 3 minutes.
상기 도금이 완료된 이후 상기 치과용 금속소재를 증류수와 에탄올이 1:1의 무게비로 혼합된 용액에 침지하고 2시간 동안 초음파를 공급하여 세척하였다.After the plating was completed, the dental metal material was immersed in a solution in which distilled water and ethanol were mixed in a weight ratio of 1:1, and ultrasonic waves were applied for 2 hours to wash.
상기 세척이 완료된 이후 40℃의 진공오븐에서 8시간동안 건조하였다.After the washing was completed, it was dried in a vacuum oven at 40° C. for 8 hours.
비교예 1Comparative Example 1
상기 실시예 1에서 에칭 및 활성화과정 대신 기존의 방법과 같이 물리적인 연마방법을 이용하였다.In Example 1, instead of the etching and activation process, a physical polishing method was used as in the conventional method.
이때 사용된 물리적인 연마는 80~90㎛ 입상인 연마석(금강사) 30중량%와 에틸알콜 70중량%가 혼합된 액상을 이용하였으며, 상기 액상을 5㎏/㎠의 압력으로 상기 치과용 금속소재와 30㎝의 거리만큼 떨어진 상태에 20초간 공기와 함께 분사하여 수행하였다.The physical polishing used at this time used a liquid phase in which 30% by weight of abrasive stone (Keumgangsa) with a grain size of 80 to 90㎛ and 70% by weight of ethyl alcohol were mixed, and the liquid phase was mixed with the dental metal material at a pressure of 5kg/cm2. It was performed by spraying with air for 20 seconds at a distance of 30 cm.
실험예 1Experimental Example 1
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제작된 치과용 금속소재의 표면 및 단면을 관찰하여 적절한 로듐층이 형성되었는지 확인하였다.Surfaces and cross sections of the dental metal materials prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were observed to confirm whether an appropriate rhodium layer was formed.
도 3은 실시예 1의 표면을 광학현미경을 이용하여 관찰한 사진, 도 4는 SEM을 이용하여 관찰한 사진이며, 도 5는 TEM을 이용하여 관찰한 단면사진이다. 도 3 내지 도 5에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예 1의 경우 치과용 금속소재의 표면에 균일한 로듐층이 형성되는 것을 확인할 수 있었다.Figure 3 is a photograph of the surface of Example 1 observed using an optical microscope, Figure 4 is a photograph observed using an SEM, Figure 5 is a cross-sectional photograph observed using a TEM. 3 to 5, in the case of Example 1 of the present invention, it was confirmed that a uniform rhodium layer was formed on the surface of the dental metal material.
도 6는 실시예 2의 표면을 TEM으로 관찰한 사진이며, 도 7은 로듐 미세구조를 분석한 사진이다. 도 8은 EDS를 이용하여 원소의 분포를 확인한 사진이다. 도 6에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예의 경우 미세구조가 적절한 간격을 가지고 형성되고 있는 것을 확인하였으며, 도 7에 나타난 바와 같이 본 발명의 로듐 미세구조의 경우 2회의 도금으로 인하여 2층의 구조를 가지는 것으로 나타났다. 또한 도 8에 나타난 바와 같이 이 미세구조는 로듐으로 구성되어 있는 것을 확인할 수 있었다.6 is a photograph of the surface of Example 2 observed by TEM, and FIG. 7 is a photograph of analyzing the rhodium microstructure. 8 is a photograph confirming the distribution of elements using EDS. As shown in FIG. 6, in the case of the embodiment of the present invention, it was confirmed that the microstructure was formed at an appropriate interval, and as shown in FIG. 7, in the case of the rhodium microstructure of the present invention, a two-layer structure was formed due to two platings. appeared to have Also, as shown in FIG. 8, it was confirmed that this microstructure was composed of rhodium.
도 9는 비교예 1의 광학현미경 사진이다. 도 9에 나타난 바와 같이 비교예 1의 경우 기존의 물리적 연마 방법을 사용하기 때문에 코팅이 완료된 이후에도 표면의 거칠기가 상당한 것을 확인할 수 있었다.9 is an optical micrograph of Comparative Example 1. As shown in FIG. 9, in the case of Comparative Example 1, since the conventional physical polishing method was used, it was confirmed that the surface roughness was significant even after the coating was completed.
실험예 2Experimental Example 2
상기 실시예 1 및 실시예 2에서 제작된 치과용 금속소재의 불량을 확인하기 위한 실험을 실시하였다. 각 치과용 금속소재를 광학현미경을 이용하여 관찰하는 것으로 마이크로미터 크기의 핀홀, 보이드, 핀트의 불량을 선별하였으며, 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.Experiments were conducted to confirm defects of the dental metal materials manufactured in Examples 1 and 2. By observing each dental metal material using an optical microscope, micrometer-sized pinholes, voids, and pint defects were selected, and the results are shown in Table 1 below.
표 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예의 경우 불량률이 2%내외를 가지는 것으로 나타났다. 또한 상기 실시예 2의 경우 로듐 미세구조에 의하여 나노 스케일의 보이드, 핀홀 및 피트가 형성될 수 있으므로 마이크로미터 크기 이상을 가지는 핀홀, 보이드 및 피트만을 불량으로 판정하였으며, 이 역시 2% 내외의 불량률을 나타내는 것으로 나타났다.As shown in Table 1, in the case of the embodiment of the present invention, the defect rate was found to have around 2%. In addition, in the case of Example 2, since nanoscale voids, pinholes, and pits can be formed by the rhodium microstructure, only pinholes, voids, and pits having a micrometer size or larger were judged as defective, and this also resulted in a defect rate of around 2%. appeared to indicate
실험예 3Experimental Example 3
본 발명의 실시예에 의한 치과용 금속소재의 용출과 염증억제효과를 확인하기 위한 실험을 실시하였다. An experiment was conducted to confirm the dissolution and inflammation inhibitory effect of the dental metal material according to the embodiment of the present invention.
한국인이 자주 섭취하는 김치의 경우 일반적으로 ph 4.5의 환경을 가지고 있으며 이를 시뮬레이션 하기 위하여 ph 4.5 버퍼 (500ml) 용액에서 40일간 치과금속소재의 (10g) 용출 테스트를 진행하였다. 도 10에 나타난 바와 같이 비교예 1에 비해 실시예 1과 2모두 40일 이후 유해한 Ni 금속이 3ppm이내의 극소량만 용출되는 것이 확인되었다.Kimchi, which is frequently consumed by Koreans, generally has an environment of ph 4.5, and to simulate this, a dissolution test of dental metal material (10g) was conducted in a ph 4.5 buffer (500ml) solution for 40 days. As shown in FIG. 10, it was confirmed that only a very small amount of harmful Ni metal within 3 ppm was eluted after 40 days in both Examples 1 and 2 compared to Comparative Example 1.
또한 사전에 교육된 참가자 40명을 선발한 다음, 치아의 표면에 상기 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 기존에 사용되는 니켈도금 치과용 금속소재(비교예 2)가 설치된 치아교정용 브라켓을 10인에게 각각 20개씩 설치하였다(각 실시예 및 비교예 별 200개씩 설치). 이후 30일간 일상생활을 하되, 조건을 최대한 유사하게 통제할 수 있도록 숙소에서 동일한 식사를 하고 동일한 시간에 하루 3번 양치를 하도록 하였다. 30일이 경과된 이후 구강내에 구내염 발생여부 및 개수를 측정하여 하기의 표 2에 나타내었다. 또한 30일이 경과된 다음, 이물질(치석)이 침착된 치과용 금속소재의 수와 부식이 발생한 수를 확인하여 표기하였다.In addition, after selecting 40 pre-educated participants, the surface of the teeth of Example 1, Example 2, Comparative Example 1 and the existing nickel-plated dental metal material (Comparative Example 2) installed for orthodontic use 20 brackets were installed for each of 10 people (200 each for each Example and Comparative Example). For the next 30 days, they went about their daily lives, but in order to control the conditions as similarly as possible, they ate the same meal at the accommodation and brushed their teeth 3 times a day at the same time. After 30 days, the occurrence of stomatitis in the oral cavity and the number were measured and shown in Table 2 below. In addition, after 30 days had elapsed, the number of dental metal materials deposited with foreign matter (calculus) and the number of corrosion were confirmed and marked.
표 2에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예 1 및 2의 경우 구내염 발생, 이물질 침착 등이 감소되는 것을 확인할 수 있었으며, 부식발생이 억제되어 장기간 사용이 가능한 것으로 나타났다. 하지만 기존의 방법과 같이 물리적인 연마를 수행한 비교예 1의 경우 표면의 거칠기가 높아져 이물질의 침착이 증대되고 부식이 발생하는 것으로 나타났으며, 니켈을 도금한 비교예 2의 경우 구내염 발생인원이 크게 많아지는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Table 2, in the case of Examples 1 and 2 of the present invention, it was confirmed that stomatitis, foreign matter deposition, etc. were reduced, and corrosion was suppressed, indicating that long-term use was possible. However, in the case of Comparative Example 1 in which physical polishing was performed as in the conventional method, the roughness of the surface increased, resulting in increased deposition of foreign substances and corrosion. It was found that there was a large increase in
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Having described specific parts of the present invention in detail above, it will be clear to those skilled in the art that these specific descriptions are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby. will be. Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
Claims (9)
(b) 상기 에칭 및 활성화가 완료된 치과용 금속소재의 표면에 로듐을 코팅하는 단계; 및
(c) 상기 로듐이 코팅된 치과용 금속소재를 세척하고 건조하는 단계;
를 포함하는 치과용 금속소재의 생체적합성 코팅 방법.
(a) etching and activating the surface of a dental metal material by immersing it in an acidic solution;
(b) coating rhodium on the surface of the dental metal material after the etching and activation are completed; and
(c) washing and drying the rhodium-coated dental metal material;
Biocompatible coating method of dental metal material comprising a.
상기 산성용액은 불산(HF), 염산(HCl), 과염소산(HClO4), 염소산(HClO3), 하이포아염소산(HClO), 초산(CH3COOH), 황산(H2SO4), 아황산(H2SO3), 질산(HNO3), 아질산(HNO2), 인산(H3PO4), 아이오딘화 수소(HI), 아이오딘산(HIO3), 브롬산(HBr), 옥살산(H2C2O4), 비소산(H3AsO4), 클로로아세트산(CH2ClCOOH), 포름산(HCOOH), 벤조산(C6H5COOH), 히드라조산(HN3), 프로피온산(CH3CH2COOH), 탄산(H2CO3), 황화수소(H2S), 시안화수소산(HCN), 크롬산(H2CrO4), 트리플루오로메탄설폰산(CHF3O3S), 메탄설폰산(CH3SO3H), 트리플루오로아세트산(CF3COOH), 트리클로로아세트산(CCl3COOH), 시트르산(C6H8O7), n-부탄술폰산(C4H9SO3H), 캄포술폰산(C10H16SO4), 토실산, 폴리(4-스티렌설폰산), 폴리(비닐설폰산), 폴리(스티렌-알트-말레산), 폴리(아크릴산) 및 폴리(메타크릴산)의 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 치과용 금속소재의 생체적합성 코팅 방법.
According to claim 1,
The acidic solution is hydrofluoric acid (HF), hydrochloric acid (HCl), perchloric acid (HClO 4 ), chloric acid (HClO 3 ), hypochlorous acid (HClO), acetic acid (CH 3 COOH), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), sulfurous acid ( H 2 SO 3 ), nitric acid (HNO 3 ), nitrous acid (HNO 2 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), hydrogen iodide (HI), iodic acid (HIO 3 ), hydrobromic acid (HBr), oxalic acid ( H 2 C 2 O 4 ), arsenic acid (H 3 AsO 4 ), chloroacetic acid (CH 2 ClCOOH), formic acid (HCOOH), benzoic acid (C 6 H 5 COOH), hydrazoic acid (HN 3 ), propionic acid (CH 3 CH 2 COOH), Carbonic Acid (H 2 CO 3 ), Hydrogen Sulfide (H 2 S), Hydrocyanic Acid (HCN), Chromic Acid (H 2 CrO 4 ), Trifluoromethanesulfonic Acid (CHF 3 O 3 S), Methanesul Ponic acid (CH 3 SO 3 H), trifluoroacetic acid (CF 3 COOH), trichloroacetic acid (CCl 3 COOH), citric acid (C 6 H 8 O 7 ), n-butanesulfonic acid (C 4 H 9 SO 3 H ), camphorsulfonic acid (C 10 H 16 SO 4 ), tosylic acid, poly(4-styrenesulfonic acid), poly(vinylsulfonic acid), poly(styrene-alt-maleic acid), poly(acrylic acid) and poly(meth) A biocompatible coating method for a dental metal material comprising at least one selected from the group of acrylic acid).
상기 산성용액은,
50~60중량%의 불산 100중량부 대비, 30~50중량%의 염산 50~1000중량부, 10~30중량%의 초산 80~120중량부 및 5~20중량%의 황산 280~330중량부의 혼합물; 또는
물 100중량부 대비, 30~50중량%의 염산 50~1000중량부 및 55~70중량%의 질산 50~1000중량부의 혼합물;
인 치과용 금속소재의 생체적합성 코팅 방법.
According to claim 2,
The acidic solution,
50 to 60% by weight of hydrofluoric acid 100 parts by weight, 30 to 50% by weight of hydrochloric acid 50 to 1000 parts by weight, 10 to 30% by weight of acetic acid 80 to 120 parts by weight and 5 to 20% by weight of sulfuric acid 280 to 330 parts by weight mixture; or
A mixture of 50 to 1000 parts by weight of 30 to 50% by weight of hydrochloric acid and 50 to 1000 parts by weight of 55 to 70% by weight of nitric acid, based on 100 parts by weight of water;
A biocompatible coating method for phosphorus dental metal materials.
상기 산성용액은 금속염 화합물을 추가로 포함하는 치과용 금속소재의 생체적합성 코팅 방법.
According to claim 2,
The acidic solution is a biocompatible coating method of a dental metal material further comprising a metal salt compound.
상기 금속염 화합물은 염화철, 염화니켈, 염화구리, 염화아연, 염화망간, 염화크롬, 염화은, 염화코발트, 불화 암모늄 및 과망간산칼륨의 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 치과용 금속소재의 생체적합성 코팅 방법.
According to claim 4,
The metal salt compound is a biocompatible coating of a dental metal material containing at least one member selected from the group consisting of iron chloride, nickel chloride, copper chloride, zinc chloride, manganese chloride, chromium chloride, silver chloride, cobalt chloride, ammonium fluoride, and potassium permanganate. method.
상기 (b)단계는,
물에 황산로듐 0.1~5g/L 및 90~98부피%의 황산 1~30ml/L의 비율로 혼합하여 로듐 도금액을 제조하는 단계;
상기 로듐 도금액에 에칭 및 활성화가 완료된 치과용 금속소재를 침지하는 단계;
상기 치과용 금속소재가 침지된 로듐 도금액에 금속볼을 투입하는 단계;
상기 치과용 금속소재 및 금속볼이 침지된 로듐 도금액에 전극을 연결한 다음, 0.1~30V의 전압 및 0.1~10A의 전류 조건으로 1~20분간 도금하는 단계; 및
상기 로듐 도금액을 제거한 다음, 상기 금속볼과 상기 치과용 금속소재를 분리하는 단계;
를 포함하는 치과용 금속소재의 생체적합성 코팅 방법.
According to claim 1,
In step (b),
preparing a rhodium plating solution by mixing 0.1 to 5 g/L of rhodium sulfate and 1 to 30 ml/L of 90 to 98 vol% sulfuric acid in water;
immersing a dental metal material, which has been etched and activated, into the rhodium plating solution;
Injecting a metal ball into the rhodium plating solution in which the dental metal material is immersed;
Connecting an electrode to the rhodium plating solution in which the dental metal material and the metal ball are immersed, then plating for 1 to 20 minutes under a voltage of 0.1 to 30V and a current of 0.1 to 10A; and
After removing the rhodium plating solution, separating the metal ball and the dental metal material;
Biocompatible coating method of dental metal material comprising a.
상기 도금하는 단계는,
0.1~1.5V의 전압 및 0.1~0.3A의 전류 조건으로 1~10분간 1차 도금하는 단계; 및
1.8~30V의 전압 및 0.4~10A의 전류 조건으로 1~10분간 2차 도금하는 단계;
를 포함하는 치과용 금속소재의 생체적합성 코팅 방법.
According to claim 6,
In the plating step,
Primary plating for 1 to 10 minutes at a voltage of 0.1 to 1.5V and a current of 0.1 to 0.3A; and
Secondary plating for 1 to 10 minutes at a voltage of 1.8 to 30V and a current of 0.4 to 10A;
Biocompatible coating method of dental metal material comprising a.
상기 금속볼은,
철, 구리, 알루미늄, 니켈, 금, 은, 티타늄 또는 이들의 합금으로 제작되며,
3~10mm의 직경을 가지며,
상기 치과용 금속소재의 투입 개수 대비 2~5배의 개수가 투입되는 치과용 금속소재의 생체적합성 코팅 방법.
According to claim 6,
The metal ball,
Made of iron, copper, aluminum, nickel, gold, silver, titanium or their alloys,
It has a diameter of 3 to 10 mm,
A biocompatible coating method for a dental metal material in which 2 to 5 times the number of inputs of the dental metal material is input.
상기 로듐은,
치과용 금속소재의 표면에 0.1~0.5㎛ 두께의 로듐층 또는 8nm~10㎛의 크기를 가지는 로듐 미세구조를 형성하는 치과용 금속소재의 생체적합성 코팅 방법.According to claim 1,
The rhodium is
A biocompatible coating method for dental metal materials to form a rhodium layer with a thickness of 0.1 to 0.5 μm or a rhodium microstructure with a size of 8 nm to 10 μm on the surface of the dental metal material.
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KR1020220009986A KR20230114014A (en) | 2022-01-24 | 2022-01-24 | Biocompatible coating method for dental metal materials |
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KR101039680B1 (en) | 2009-09-30 | 2011-06-09 | 현대자동차주식회사 | Cable connecting terminal for battery of electric vehicle |
KR101591015B1 (en) | 2015-07-16 | 2016-02-03 | (주) 베리콤 | Orthodontic coating composition and method for preparing same |
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2022
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