KR20230169209A

KR20230169209A - 지르코니아 성형체, 지르코니아 가소체 및 지르코니아 소결체 그리고 이들의 제조 방법

Info

Publication number: KR20230169209A
Application number: KR1020237038219A
Authority: KR
Inventors: 야스타카 구도; 기리히로 나카노
Original assignee: 쿠라레 노리타케 덴탈 가부시키가이샤
Priority date: 2021-04-16
Filing date: 2022-04-15
Publication date: 2023-12-15
Also published as: EP4324807A1; US20240199494A1; CN117157263A; JPWO2022220301A1; WO2022220301A1

Abstract

본 발명은, 기계적 강도와 투광성이 모두 우수한 지르코니아 소결체, 그 지르코니아 소결체를 제공할 수 있고, 10 mm 이상의 두께를 상정한 양의 바인더를 포함하는 지르코니아 성형체, 그리고 지르코니아 가소체, 및 이들의 제조 방법을 제공한다. 본 발명은, 이트리아를 산화지르코늄과 이트리아의 합계 몰수에 대하여 2.0 ∼ 9.0 mol％ 포함하고, 또한 평균 1 차 입자경이 60 nm 이하인 지르코니아 입자와, 폴리올과, 바인더를 포함하고, 폴리올과 바인더가 이하의 관계식을 만족하는, 지르코니아 성형체에 관한 것이다.
X1 ＜ Y1 ＜ X2 ＜ Y2 ≤ 500 ℃
(식 중, 기호의 설명은 생략)

Description

지르코니아 성형체, 지르코니아 가소체 및 지르코니아 소결체 그리고 이들의 제조 방법

본 발명은, 지르코니아 성형체 등에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 기계적 강도와 투광성이 모두 우수한 지르코니아 소결체, 이와 같은 지르코니아 소결체를 부여할 수 있는 바인더를 포함하고, 또한 10 mm 이상의 두께를 갖는 지르코니아 성형체, 및 지르코니아 가소체, 그리고 이들의 제조 방법에 관한 것이다.

이트리아를 포함하는 지르코니아 소결체가, 최근, 치과용 보철물 등의 치과 재료의 용도에 사용되고 있다. 이들 치과용 보철물은, 대부분의 경우, 지르코니아 입자를 프레스 성형하거나 지르코니아 입자를 포함하는 슬러리나 조성물을 사용하여 성형하거나 하여 원반상이나 각기둥상 등의 원하는 형상을 갖는 지르코니아 성형체로 하고, 이어서 이것을 가소하여 가소체 (밀 블랭크) 로 하고, 이것을 목적으로 하는 치과용 보철물의 형상으로 절삭 (밀링) 한 후, 추가로 소결함으로써 제조되고 있다.

지금까지, 지르코니아 소결체의 결정 입경을 작고 균일하게 함으로써 직선광 투과율이 향상되는 것이 확인되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 을 참조). 지르코니아 소결체의 결정 입경을 작고 균일하게 하기 위해서는, 열간 정수압 프레스 (HIP) 처리를 필요로 한다. 그러나, HIP 처리에 사용되는 HIP 장치는 고압 가스 제조 기기로 분류되는 특수한 장치이기 때문에, 간편하게 직선광 투과율이 높은 지르코니아 소결체가 얻어진다고는 하기 어렵다.

그래서, HIP 장치를 사용하지 않고, 기계적 강도와 투광성이 모두 우수한 지르코니아 소결체, 이와 같은 지르코니아 소결체가 얻어지는 지르코니아 성형체, 및 지르코니아 가소체도 제안되어 있다 (특허문헌 2).

일본 공개특허공보 2008-214168호 국제 공개 제2020/179876호

또한, 원하는 지르코니아 성형체, 특히 10 mm 이상의 두께를 갖는 지르코니아 성형체를 얻기 위해서는 형상 유지를 위해 바인더를 첨가할 필요가 있다. 바인더는 첨가량을 늘릴수록 형상 유지성이 향상되지만, 본 발명자들이 검토한 결과, 바인더의 첨가량이 증가하면 바인더량에서 기인하여 투광성이 크게 저하되는 것이 밝혀졌다.

그 때문에, 10 mm 이상의 두께를 상정한 양의 바인더를 포함하는 지르코니아 성형체를 사용한 경우, 얻어지는 지르코니아 소결체로는, 기계적 강도와 투광성이 모두 우수한 것은 얻어지지 않았다.

본 발명의 목적은, 기계적 강도와 투광성이 모두 우수한 지르코니아 소결체, 이와 같은 지르코니아 소결체를 부여할 수 있고, 10 mm 이상의 두께를 상정한 양의 바인더를 포함하는 지르코니아 성형체, 및 지르코니아 가소체, 그리고 이들의 제조 방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, HIP 장치를 사용하지 않고, 기계적 강도와 투광성이 모두 우수한 지르코니아 소결체, 그 지르코니아 소결체를 부여할 수 있는 지르코니아 성형체 및 지르코니아 가소체를 간편하게 제조할 수 있는 이들의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 이트리아를 산화지르코늄과 이트리아의 합계 몰수에 대하여 2.0 ∼ 9.0 mol％ 포함하는 평균 1 차 입자경이 60 nm 이하인 지르코니아 입자와, 폴리올과, 바인더를 포함하는 지르코니아 성형체에 있어서, 폴리올과, 바인더의 연소 개시 온도 및 연소 종료 온도에 착안하여, 이들이 특정한 관계를 만족하는 경우에, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내었다. 또한, 이와 같은 지르코니아 소결체가 치과용 보철물 등의 치과 재료 등으로서 특히 바람직하고, 그 중에서도, 치경부에 사용되는 치과용 보철물뿐만 아니라, 구치 교합면 또는 전치 절단부 (切端部) 에 사용되는 치과용 보철물로서도 매우 유용한 것을 알아내었다. 본 발명자들은 이들 지견에 기초하여 더욱 검토를 거듭하여 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은, 이하의 발명을 포함한다.

[1] 이트리아를 산화지르코늄과 이트리아의 합계 몰수에 대하여 2.0 ∼ 9.0 mol％ 포함하고, 또한 평균 1 차 입자경이 60 nm 이하인 지르코니아 입자와,

폴리올과 바인더를 포함하고,

상기 폴리올과 상기 바인더가 이하의 관계식을 만족하는, 지르코니아 성형체.

X1 ＜ Y1 ＜ X2 ＜ Y2 ≤ 500 ℃

(식 중, X1 은 폴리올의 연소 개시 온도를 나타내고, X2 는 폴리올의 연소 종료 온도를 나타내고, Y1 은 바인더의 연소 개시 온도를 나타내고, Y2 는 바인더의 연소 종료 온도를 나타내고, X1 및 Y1 은, 열중량 측정에 의해 측정된 가열 전의 중량을 100 ％ 로 하여, 0.5 ％ 중량 감소가 관찰된 온도를 나타내고, X2 및 Y2 는, 99.5 ％ 중량 감소가 관찰된 온도를 나타낸다)

[2] 두께가 10 mm 이상인, [1] 에 기재된 지르코니아 성형체.

[3] 상기 폴리올의 연소 개시 온도 (X1) 가, 50 ℃ 이상인, [1] 또는 [2] 에 기재된 지르코니아 성형체.

[4] 두께 1.5 mm 에 있어서의 ΔL^*(W-B) 가 5 이상인, [1] ∼ [3] 중 어느 하나에 기재된 지르코니아 성형체.

[5] 상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후의 결정 입경이 180 nm 이하인, [1] ∼ [4] 중 어느 하나에 기재된 지르코니아 성형체.

[6] 상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후의 3 점 굽힘 강도가 500 MPa 이상인, [1] ∼ [5] 중 어느 하나에 기재된 지르코니아 성형체.

[7] 상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후의 두께 0.5 mm 에 있어서의 파장 700 nm 의 광의 투과율이 40 ％ 이상인, [1] ∼ [6] 중 어느 하나에 기재된 지르코니아 성형체.

[8] 상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후의 두께 1.0 mm 에 있어서의 직선광 투과율이 1 ％ 이상인, [1] ∼ [7] 중 어느 하나에 기재된 지르코니아 성형체.

[9] 상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후의 28.5 ㎛² 의 단면적당 직경 50 nm 이상의 포어의 개수가 10 이하인, [1] ∼ [8] 중 어느 하나에 기재된 지르코니아 성형체.

[10] 200 ∼ 800 ℃ 에서 가소한 후의 두께 1.5 mm 에 있어서의 ΔL^*(W-B) 가 5 이상인, [1] ∼ [9] 중 어느 하나에 기재된 지르코니아 성형체.

[11] 이트리아를 산화지르코늄과 이트리아의 합계 몰수에 대하여 2.0 ∼ 9.0 mol％ 포함하고, 두께 1.5 mm 에 있어서의 ΔL^*(W-B) 가 5 이상이며, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후의 28.5 ㎛²의 단면적당 직경 50 nm 이상의 포어의 개수가 10 이하이고, 두께가 10 mm 이상인, 지르코니아 가소체.

[12] [1] ∼ [10] 중 어느 하나에 기재된 지르코니아 성형체를 200 ∼ 800 ℃ 에서 가소하는 공정을 포함하는, [10] 에 기재된 지르코니아 가소체의 제조 방법.

[13] 이트리아를 산화지르코늄과 이트리아의 합계 몰수에 대하여 2.0 ∼ 9.0 mol％ 포함하고, 28.5 ㎛² 의 단면적당 직경 50 nm 이상의 포어의 개수가 10 이하이고, 두께가 10 mm 이상인, 지르코니아 소결체.

[14] [1] ∼ [10] 중 어느 하나에 기재된 지르코니아 성형체, 또는 [11] 에 기재된 지르코니아 가소체를 상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결하는 공정을 포함하는, 지르코니아 소결체의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 기계적 강도와 투광성이 모두 우수한 지르코니아 소결체, 이와 같은 지르코니아 소결체를 제공할 수 있고, 10 mm 이상의 두께를 상정한 양의 바인더를 포함하는 지르코니아 성형체 및 지르코니아 가소체, 그리고 이들의 제조 방법을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 기계적 강도와 투광성이 모두 우수한 지르코니아 소결체, 그 지르코니아 소결체를 부여할 수 있는 지르코니아 성형체 및 지르코니아 가소체를, HIP 장치를 사용하지 않고, 간편하게 제조할 수 있는 이들의 제조 방법을 제공할 수 있다.

본 발명에 있어서의 「지르코니아 성형체」란, 분말상, 과립상, 페이스트상, 슬러리상 등의 각종 형태의 지르코니아를 주된 원료로서 사용하여, 프레스 성형, 사출 성형, 광 조형법 등에 의해 성형한 것으로서, 가소 상태, 소결 상태 중 어느 것에도 이르지 않은 것을 의미한다. 즉, 지르코니아 성형체는, 성형에 의해 성형체로 한 후에 미소성인 점에서, 지르코니아 가소체 및 지르코니아 소결체와는 구별된다.

본 발명에 있어서의 「지르코니아 가소체」란, 지르코니아 소결체의 전구체 (중간 제품) 이며, 지르코니아 입자 (분말) 가 완전하게는 소결되어 있지 않은 상태 (가소 상태) 인 것을 의미한다.

본 발명에 있어서의 「지르코니아 소결체」란, 지르코니아 입자 (분말) 가 소결 상태에 이른 것을 의미한다.

또한, 본 명세서에 있어서, 수치 범위 (각 성분의 함유율, X1, Y1, X2, Y2 및 이들로부터 산출되는 값, 온도 범위, 각 물성 등) 의 상한값 및 하한값은 적절하게 조합 가능하다.

본 발명의 지르코니아 입자, 지르코니아 성형체, 지르코니아 가소체, 또는 지르코니아 소결체에 있어서, 산화지르코늄과, 산화지르코늄의 상전이를 억제 가능한 안정화제를 함유한다. 그 안정화제는, 부분 안정화 지르코니아를 형성 가능한 것이 바람직하다. 그 안정화제로는, 예를 들어, 산화칼슘 (CaO), 산화마그네슘 (MgO), 산화이트륨 (Y₂O₃), 산화세륨 (CeO₂), 산화스칸듐 (Sc₂O₃), 산화니오브 (Nb₂O₅), 산화란탄 (La₂O₃), 산화에르븀 (Er₂O₃), 산화프라세오디뮴 (Pr₂O₃, Pr₆O₁₁), 산화사마륨 (Sm₂O₃), 산화유로퓸 (Eu₂O₃) 및 산화튤륨 (Tm₂O₃) 등의 산화물을 들 수 있고, 이트리아가 바람직하다. 본 발명의 지르코니아 가소체 및 그 소결체 중의 안정화제의 함유율은, 예를 들어, 유도 결합 플라즈마 (ICP ; Inductively Coupled Plasma) 발광 분광 분석, 형광 X 선 분석 등에 의해 측정할 수 있다. 본 발명의 지르코니아 가소체 및 그 소결체에 있어서, 그 안정화제의 함유율은, 이트리아와 같이 별도로 기재하는 경우를 제외하고, 지르코니아와 안정화제의 합계 mol 에 대하여, 0.1 ∼ 18 mol％ 가 바람직하고, 1 ∼ 15 mol％ 가 보다 바람직하고, 1.5 ∼ 10 mol％ 가 더욱 바람직하다.

이하, 상기 안정화제가 이트리아 (Y₂O₃) 인 경우를 예로 들어, 본 발명의 바람직한 각 실시형태를 설명한다. 이트리아를 이트리아 이외의 상기 안정화제로 대체한 것도 본 발명에 포함된다.

본 발명의 지르코니아 성형체는, 이트리아를 산화지르코늄과 이트리아의 합계 몰수에 대하여 2.0 ∼ 9.0 mol％ 포함하고, 또한 평균 1 차 입자경이 60 nm 이하인 지르코니아 입자와, 폴리올과, 바인더를 포함하고, 상기 폴리올과 상기 바인더가 이하의 관계식을 만족하는 것이다.

X1 ＜ Y1 ＜ X2 ＜ Y2 ≤ 500 ℃

상기 지르코니아 성형체를 사용함으로써, 바인더를 포함하는 지르코니아 성형체 (나아가서는 10 mm 이상의 두께를 갖는 지르코니아 성형체) 임에도 불구하고, 기계적 강도와 투광성이 모두 우수한 지르코니아 소결체를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 어느 바람직한 실시형태로는, 이트리아를 산화지르코늄과 이트리아의 합계 몰수에 대하여 2.0 ∼ 9.0 mol％ 를 포함하고, 두께 1.5 mm 에 있어서의 ΔL^*(W-B) 가 5 이상이며, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후의 직경 50 nm 이상의 포어의 개수가 10 이하이고, 두께가 10 mm 이상인, 지르코니아 가소체를 들 수 있다. 상기 지르코니아 가소체를 이용함으로써도, 기계적 강도와 투광성이 모두 우수한 지르코니아 소결체를 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서, 「지르코니아」는 산화이트륨을 포함하는 산화지르코늄을 의미한다. 또한, 본 발명에 있어서, 지르코니아 입자, 지르코니아 성형체, 지르코니아 가소체, 또는 지르코니아 소결체에 있어서의 「이트리아의 함유율」이란, 산화지르코늄과 산화이트륨의 합계 몰수에 대한 산화이트륨의 몰수의 비율 (mol％) 을 의미한다. 본 발명의 지르코니아 성형체, 가소체 및 그 소결체 중의 이트리아의 함유율은, 예를 들어, 유도 결합 플라즈마 (ICP ; Inductively Coupled Plasma) 발광 분광 분석, 형광 X 선 분석 등에 의해 측정할 수 있다.

[지르코니아 소결체]

이하, 본 발명의 실시형태로서, 먼저 지르코니아 소결체에 대하여 설명한다. 본 발명의 지르코니아 소결체는, 이트리아를 산화지르코늄과 이트리아의 합계 몰수에 대하여 2.0 ∼ 9.0 mol％ 포함하고, 28.5 ㎛² 의 단면적당 직경 50 nm 이상의 포어의 개수가 10 이하이고, 두께가 10 mm 이상이다. 지르코니아 소결체의 두께는, 12 mm 이상이 바람직하고, 15 mm 이상이 보다 바람직하다. 두께가 10 mm 이상인 지르코니아 소결체의 형상은 특별히 한정되지 않고, 블록상 (직방체상) 등이어도 된다. 또한, 이하의 기재는 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 지르코니아 소결체는 형광제를 포함하고 있어도 된다. 지르코니아 소결체가 형광제를 포함함으로써 형광성을 갖는다. 형광제의 종류에 특별히 제한은 없고, 어느 파장의 광으로 형광을 발할 수 있는 것 중 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 이와 같은 형광제로는 금속 원소를 포함하는 것을 들 수 있다. 당해 금속 원소로는, 예를 들어, Ga, Bi, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Tm 등을 들 수 있다. 형광제는 이들 금속 원소 중 1 종을 단독으로 포함하고 있어도 되고, 2 종 이상을 포함하고 있어도 된다. 이들 금속 원소 중에서도, 본 발명의 효과가 보다 현저하게 발휘되는 점 등에서, Ga, Bi, Eu, Gd, Tm 이 바람직하고, Bi, Eu 가 보다 바람직하다. 본 발명의 지르코니아 소결체를 제조할 때에 사용되는 형광제로는, 예를 들어, 상기 금속 원소의 산화물, 수산화물, 아세트산염, 질산염 등을 들 수 있다. 또 형광제는, Y₂SiO₅ : Ce, Y₂SiO₅ : Tb, (Y,Gd,Eu)BO₃, Y₂O₃: Eu, YAG : Ce, ZnGa₂O₄ : Zn, BaMgAl₁₀O₁₇: Eu 등이어도 된다.

지르코니아 소결체에 있어서의 형광제의 함유율에 특별히 제한은 없고, 형광제의 종류 또는 지르코니아 소결체의 용도 등에 따라 적절히 조정할 수 있지만, 치과용 보철물로서 바람직하게 사용할 수 있는 등의 관점에서, 지르코니아 소결체에 포함되는 지르코니아 100 질량％ 에 대하여, 형광제에 포함되는 금속 원소의 산화물 환산으로, 0.001 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.005 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.01 질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 1 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 0.5 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.1 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 당해 함유율이 상기 하한 이상임으로써, 인간의 천연치와 비교해도 형광성이 떨어지지 않고, 또, 당해 함유율이 상기 상한 이하임으로써, 투광성 및 기계적 강도의 저하를 억제할 수 있다.

본 발명의 지르코니아 소결체는 착색제를 포함하고 있어도 된다. 지르코니아 소결체가 착색제를 포함함으로써 착색된 지르코니아 소결체가 된다. 착색제의 종류에 특별히 제한은 없고, 세라믹스를 착색하기 위해 일반적으로 사용되는 공지된 안료, 공지된 치과용의 액체 착색제 등을 사용할 수 있다. 착색제로는 금속 원소를 포함하는 것 등을 들 수 있고, 구체적으로는, 철, 바나듐, 프라세오디뮴, 에르븀, 크롬, 니켈, 망간 등의 금속 원소를 포함하는 산화물, 그들의 복합 산화물, 또는 그들의 염 등을 들 수 있다. 또 시판되고 있는 착색제를 사용할 수도 있으며, 예를 들어, Zirkonzahn 사 제조의 Prettau Colour Liquid 등을 사용할 수도 있다. 지르코니아 소결체는 1 종의 착색제를 포함하고 있어도 되고, 2 종 이상의 착색제를 포함하고 있어도 된다.

지르코니아 소결체에 있어서의 착색제의 함유율에 특별히 제한은 없고, 착색제의 종류나 지르코니아 소결체의 용도 등에 따라 적절히 조정할 수 있지만, 치과용 보철물로서 바람직하게 사용할 수 있는 등의 관점에서, 지르코니아 소결체에 포함되는 지르코니아 100 질량％ 에 대하여, 착색제에 포함되는 금속 원소의 산화물 환산으로, 0.001 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.005 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.01 질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 5 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 1 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.5 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.1 질량％ 이하, 나아가서는 0.05 질량％ 이하여도 된다.

본 발명에 의하면 직선광 투과율이 우수한 지르코니아 소결체가 얻어진다. 그 지르코니아 소결체에 있어서의 투광성의 조정을 위해, 본 발명의 지르코니아 소결체는 투광성 조정제를 포함하고 있어도 된다. 구체적인 투광성 조정제로는, 예를 들어, 산화알루미늄, 산화티탄, 이산화규소, 지르콘, 리튬실리케이트, 리튬디실리케이트 등을 들 수 있다. 지르코니아 소결체는 1 종의 투광성 조정제를 포함하고 있어도 되고, 2 종 이상의 투광성 조정제를 포함하고 있어도 된다.

지르코니아 소결체에 있어서의 투광성 조정제의 함유율에 특별히 제한은 없고, 투광성 조정제의 종류나 지르코니아 소결체의 용도 등에 따라 적절히 조정할 수 있지만, 치과용 보철물로서 바람직하게 사용할 수 있는 등의 관점에서, 지르코니아 소결체에 포함되는 지르코니아 100 질량％ 에 대하여 0.1 질량％ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 지르코니아 소결체는 이트리아를 산화지르코늄과 이트리아의 합계 몰수에 대하여 2.0 ∼ 9.0 mol％ 포함한다. 지르코니아 소결체에 있어서의 이트리아의 함유율이 2.0 mol％ 미만인 경우에는 충분한 투광성이 얻어지지 않는다. 또, 지르코니아 소결체에 있어서의 이트리아의 함유율이 9.0 mol％ 를 초과하는 경우에는 기계적 강도가 저하된다. 투광성 및 기계적 강도가 보다 우수한 지르코니아 소결체가 얻어지는 점 등에서, 지르코니아 소결체에 있어서의 이트리아의 함유율은, 3.0 mol％ 이상인 것이 바람직하고, 3.5 mol％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 4.0 mol％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또한, 8.0 mol％ 이하인 것이 바람직하고, 7.5 mol％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 7.0 mol％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 지르코니아 소결체에 있어서의 결정 입경은 180 nm 이하인 것이 바람직하다. 결정 입경이 180 nm 를 초과하는 경우에는 충분한 투광성이 얻어지지 않을 우려가 있다. 투광성이 보다 우수한 지르코니아 소결체가 얻어지는 점 등에서, 결정 입경은 140 nm 이하인 것이 바람직하고, 120 nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 110 nm 이하인 것이 더욱 바람직하고, 100 nm 이하여도 된다. 결정 입경의 하한에 특별히 제한은 없지만, 결정 입경은, 예를 들어, 50 nm 이상, 나아가서는 70 nm 이상으로 할 수 있다. 또한, 지르코니아 소결체에 있어서의 결정 입경은, 지르코니아 소결체 단면의 전계 방출형 주사 전자 현미경 (FE-SEM) 사진을 촬영하고, 그 촬영 화상에 있는 임의의 입자를 100 개 선택하여, 각각의 원상당경 (동일 면적의 진원의 직경) 의 평균값으로서 구할 수 있다.

본 발명의 지르코니아 소결체는 기계적 강도가 우수하다. 본 발명의 지르코니아 소결체의 3 점 굽힘 강도는, 500 MPa 이상인 것이 바람직하고, 600 MPa 이상인 것이 보다 바람직하고, 650 MPa 이상인 것이 더욱 바람직하고, 700 MPa 이상인 것이 특히 바람직하고, 800 MPa 이상인 것이 가장 바람직하다. 본 발명의 지르코니아 소결체가 이와 같은 3 점 굽힘 강도를 가짐으로써, 예를 들어 치과용 보철물로서 사용했을 때에 구강 내에서의 파절 등을 억제할 수 있다. 당해 3 점 굽힘 강도의 상한에 특별히 제한은 없지만, 당해 3 점 굽힘 강도는, 예를 들어, 1500 MPa 이하, 나아가서는 1000 MPa 이하로 할 수 있다. 또한, 지르코니아 소결체의 3 점 굽힘 강도는, ISO 6872 : 2015 에 준거하여 측정할 수 있다.

본 발명의 지르코니아 소결체는 투광성이 우수하다. 본 발명의 지르코니아 소결체는, 두께 0.5 mm 에 있어서의 파장 700 nm 의 광의 투과율이 40 ％ 이상인 것이 바람직하고, 45 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 46 ％ 이상, 48 ％ 이상, 50 ％ 이상, 나아가서는 52 ％ 이상이어도 된다. 당해 투과율이 상기와 같은 범위 내임으로써, 예를 들어 치과용 보철물로서 사용하는 경우에, 절단부에 요구되는 투광성을 만족하기 쉬워진다. 당해 투과율의 상한에 특별히 제한은 없지만, 당해 투과율은, 예를 들어, 60 ％ 이하, 나아가서는 57 ％ 이하로 할 수 있다. 또한, 지르코니아 소결체의 두께 0.5 mm 에 있어서의 파장 700 nm 의 광의 투과율은, 분광 광도계를 사용하여 측정하면 되고, 예를 들어, 분광 광도계 (주식회사 히타치 하이테크놀로지즈 제조, 「히타치 분광 광도계 U-3900H 형」) 를 사용하여, 광원으로부터 발생한 광을 시료에 투과 및 산란시키고, 적분구를 이용하여 측정할 수 있다. 당해 측정에 있어서는, 일단, 300 ∼ 750 nm 의 파장 영역에서 투과율을 측정한 후, 파장 700 nm 의 광에 대한 투과율을 구해도 된다. 측정에 사용되는 시료로는, 양면을 경면 연마 가공한 직경 15 mm × 두께 0.5 mm 의 원반상의 지르코니아 소결체를 사용할 수 있다.

본 발명의 지르코니아 소결체는 직선광 투과율이 우수하다. 본 발명의 지르코니아 소결체는, 두께 1.0 mm 에 있어서의 직선광 투과율이 1 ％ 이상인 것이 바람직하고, 3 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 5 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 7 ％ 이상인 것이 특히 바람직하고, 또한 10 ％ 이상이어도 된다. 당해 직선광 투과율이 상기와 같은 범위 내임으로써, 예를 들어 치과용 보철물로서 사용하는 경우에, 절단부에 요구되는 투광성을 만족하기 쉬워진다. 당해 직선광 투과율의 상한에 특별히 제한은 없지만, 당해 직선광 투과율은, 예를 들어, 60 ％ 이하, 나아가서는 50 ％ 이하로 할 수 있다. 또한, 지르코니아 소결체의 두께 1.0 mm 에 있어서의 직선광 투과율은, 탁도계를 사용하여 측정하면 되고, 예를 들어, 탁도계 (닛폰 전색 공업 주식회사 제조, 「Haze Meter NDH4000」) 를 사용하여, 광원으로부터 발생한 광을 시료에 투과 및 산란시키고, 적분구를 이용하여 측정할 수 있다. 당해 측정에 있어서는, 직선광 투과율은 ISO 13468-1 : 1996 및 JIS K 7361-1 : 1997 에 준하여 측정하는 것이 바람직하고, 헤이즈는 ISO 14782-1 : 1999 및 JIS K 7136 : 2000 에 준하여 측정하는 것이 바람직하다. 측정에 사용되는 시료로는, 양면을 경면 연마 가공한 직경 15 mm × 두께 1.0 mm 의 원반상의 지르코니아 소결체를 사용할 수 있다.

본 발명의 지르코니아 소결체에 포함되는 28.5 ㎛²의 단면적당 직경 50 nm 이상의 포어 (구멍) 사이즈의 개수는 10 개 이하이고, 바람직하게는 8 개 이하이며, 보다 바람직하게는 6 개 이하이다. 직경 50 nm 이상의 포어 사이즈의 개수가 10 개를 초과하는 경우, 원하는 두께를 갖는 블록상의 지르코니아 소결체로 한 경우에, 그 지르코니아 소결체의 기계적 강도 및 투광성의 저하를 초래할 우려가 있다. 본 발명의 지르코니아 소결체에 포함되는 28.5 ㎛² 의 단면적당 직경 50 nm 이상의 포어 사이즈의 개수는, 28.5 ㎛² 의 지르코니아 소결체 단면의 전계 방출형 주사 전자 현미경 (FE-SEM) 사진을 10 시야 촬영하고, 그 촬영 화상에 있는 포어를 각각의 원상당경 (동일 면적의 진원의 직경) 을 구하고, 그 중, 50 nm 이상이 된 것의 개수를 각 촬영 화상에 있어서 산출하고, 당해 산출한 개수를 10 촬영 화상분 합계하고, 그것을 10 으로 나눈 산술 평균값으로 하였다.

본 발명의 지르코니아 소결체의 제조 방법은, 후술하는 본 발명의 지르코니아 성형체를 사용하는 것을 특징으로 한다. 지르코니아 소결체의 제조 방법은, 그 지르코니아 성형체를 상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결하는 공정을 포함하는 제조 방법이 바람직하다. 또, 후술하는 본 발명의 지르코니아 가소체를 사용해도 되고, 그 지르코니아 가소체를 상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결하는 공정을 포함하는 제조 방법이 바람직하다. 이와 같은 제조 방법에 의해, 기계적 강도와 투광성이 모두 우수하고, 직선광 투과율이 우수한 본 발명의 지르코니아 소결체를 용이하게 제조할 수 있다.

[지르코니아 성형체]

X1 ＜ Y1 ＜ X2 ＜ Y2 ≤ 500 ℃

(식 중, X1 은 폴리올의 연소 개시 온도를 나타내고, X2 는 폴리올의 연소 종료 온도를 나타내고, Y1 은 바인더의 연소 개시 온도를 나타내고, Y2 는 바인더의 연소 종료 온도를 나타내고, X1 및 Y1 은, 열중량 측정에 의해 측정된 가열 전의 중량을 100 ％ 로 하여, 0.5 ％ 중량 감소가 관찰된 온도를 나타내고, X2 및 Y2 는, 99.5 ％ 의 중량 감소가 관찰된 온도를 나타낸다)

상기 지르코니아 성형체를 사용함으로써, 바인더를 포함하는 지르코니아 성형체 (나아가서는 10 mm 이상의 두께를 갖는 지르코니아 성형체) 임에도 불구하고, 기계적 강도와 투광성이 모두 우수하고, 직선광 투과율이 우수한 지르코니아 소결체를 얻을 수 있다. 또한, 성형체의 성형성과 소결체의 투광성의 양립이 가능해진다.

본 발명의 지르코니아 성형체는 높은 투광성을 갖고 있고, 이와 같은 지르코니아 성형체로부터 직선광 투과율이 높은 지르코니아 소결체 및 직선광 투과율이 높은 지르코니아 소결체를 제조 가능한 지르코니아 가소체를 제조할 수 있다. 구체적으로는, 본 발명의 지르코니아 성형체는, 두께 1.5 mm 에 있어서의 ΔL^*(W-B) 가 5 이상인 것이 바람직하고, 8 이상인 것이 보다 바람직하고, 10 이상이 더욱 바람직하고, 또한 11 이상, 12 이상이어도 된다. 당해 ΔL^*(W-B) 가 상기한 바와 같은 범위 내임으로써, 상기 식을 만족하는 폴리올 및 바인더와 조합한 경우에, 상압 하에서 소결한 때에 직선광 투과율이 높은 지르코니아 소결체가 얻어진다. 당해 ΔL^*(W-B) 의 상한에 특별히 제한은 없지만, 예를 들어, 30 이하, 나아가서는 25 이하로 할 수 있다. 또한, 지르코니아 성형체의 두께 1.5 mm 에 있어서의 ΔL^*(W-B) 는 분광 측색계를 사용하여 측정할 수 있고, 예를 들어, 분광 측색계 (코니카 미놀타 재팬 주식회사 제조, 「CM-3610A」) 를 사용하여 측정할 수 있다. 당해 측정에 있어서는, 광원은 F11 을 사용하고, 반사광을 측정함으로써 구할 수 있다. 측정에 사용되는 시료로는, 직경 20 mm × 두께 1.5 mm 의 원반상의 지르코니아 성형체를 사용할 수 있다. ΔL^*(W-B) 는, 흰색 배경에서의 명도 (L^*) 와, 검은색 배경에서의 명도 (L^*) 의 차를 의미한다. 구체적으로, 두께 1.5 mm 의 지르코니아 성형체의 흰색 배경에서의 L^* 값과, 검은색 배경에서의 L^* 값의 차이를 의미한다. L^*값은, L^*a^*b^*표색계 (JIS Z 8781-4 : 2013) 에 있어서의 색도 (색 공간) 의 L^*값이다. 흰색 배경이란, JIS K 5600-4-1 : 1999 제 4 부 제 1 절에 기재된 은폐율 시험지의 흰색부를 의미하고, 검은색 배경이란, 상기 은폐율 시험지의 검은색부를 의미한다.

지르코니아 소결체가 형광제를 포함하는 경우, 소결 전의 원료로서, 형광제를 포함하는 지르코니아 성형체를 바람직하게 들 수 있다. 형광제를 포함하는 지르코니아 성형체에 있어서의 형광제의 함유율은, 얻어지는 지르코니아 소결체에 있어서의 형광제의 함유율 등에 따라 적절히 조정할 수 있다. 지르코니아 성형체에 포함되는 형광제의 구체적인 함유율은, 지르코니아 성형체에 포함되는 지르코니아 100 질량％ 에 대하여, 형광제에 포함되는 금속 원소의 산화물 환산으로, 0.001 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.005 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.01 질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 1 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 0.5 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.1 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

지르코니아 소결체가 착색제를 포함하는 경우에는, 소결 전의 원료로서, 착색제를 포함하는 지르코니아 성형체를 바람직하게 들 수 있다. 착색제를 포함하는 지르코니아 성형체에 있어서의 착색제의 함유율은, 얻어지는 지르코니아 소결체에 있어서의 착색제의 함유율 등에 따라 적절히 조정할 수 있다. 지르코니아 성형체에 포함되는 착색제의 구체적인 함유율은, 지르코니아 성형체에 포함되는 지르코니아 100 질량％ 에 대하여, 착색제에 포함되는 금속 원소의 산화물 환산으로, 0.001 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.005 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.01 질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 5 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 1 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.5 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.1 질량％ 이하, 나아가서는 0.05 질량％ 이하여도 된다.

지르코니아 소결체가 투광성 조정제를 포함하는 경우에는, 소결 전의 원료로서, 투광성 조정제를 포함하는 지르코니아 성형체를 바람직하게 들 수 있다. 투광성 조정제를 포함하는 지르코니아 성형체에 있어서의 투광성 조정제의 함유율은, 얻어지는 지르코니아 소결체에 있어서의 투광성 조정제의 함유율 등에 따라 적절히 조정할 수 있다. 지르코니아 성형체에 포함되는 투광성 조정제의 구체적인 함유율은, 지르코니아 성형체에 포함되는 지르코니아 100 질량％ 에 대하여 0.1 질량％ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 지르코니아 성형체에 포함되는 이트리아의 함유율은, 산화지르코늄과 이트리아의 합계 몰수에 대하여 2.0 ∼ 9.0 mol％ 의 범위 내에서, 얻어지는 지르코니아 소결체에 있어서의 이트리아의 함유율과 동일한 것으로 하면 되고, 지르코니아 성형체에 있어서의 이트리아의 구체적인 함유율은, 2.0 mol％ 이상이고, 3.0 mol％ 이상인 것이 바람직하고, 3.5 mol％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 4.0 mol％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또한, 8.0 mol％ 이하인 것이 바람직하고, 7.5 mol％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 7.0 mol％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 지르코니아 성형체의 밀도에 특별히 제한은 없고, 지르코니아 성형체의 제조 방법 등에 따라서도 상이하지만, 치밀한 지르코니아 소결체를 얻을 수 있는 점 등에서, 당해 밀도는, 3.0 g/cm³ 이상인 것이 바람직하고, 3.2 g/cm³ 이상인 것이 보다 바람직하고, 3.4 g/cm³ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 당해 밀도의 상한에 특별히 제한은 없지만, 예를 들어, 6.0 g/cm³ 이하, 나아가서는 5.8 g/cm³ 이하로 할 수 있다.

본 발명의 지르코니아 성형체의 형상에 특별히 제한은 없고, 용도에 따라 원하는 형상으로 할 수 있지만, 치과용 보철물 등의 치과 재료를 제조하기 위한 밀 블랭크로서 사용하는 지르코니아 가소체를 얻는 경우에 있어서의 취급성 등을 고려하면, 원반상, 각기둥상 (직방체상 등) 등이 바람직하다. 또한, 후술하는 바와 같이, 지르코니아 성형체의 제조에 있어서, 광 조형법 등을 채용하면 최종적으로 얻어지는 지르코니아 소결체에 있어서의 원하는 형상에 대응한 형상을 지르코니아 성형체에 부여할 수 있는데, 본 발명은 이와 같은 원하는 형상을 갖는 지르코니아 성형체도 포함한다. 또, 지르코니아 성형체는 단층 구조여도 되지만, 다층 구조여도 된다. 다층 구조로 함으로써 최종적으로 얻어지는 지르코니아 소결체를 다층 구조로 할 수 있고, 그 투광성 등의 물성을 국소적으로 변화시킬 수 있다.

본 발명의 지르코니아 성형체는, 취급성의 관점 등에서, 그 2 축 굽힘 강도가, 2 ∼ 10 MPa 의 범위 내인 것이 바람직하고, 5 ∼ 8 MPa 의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 또한, 지르코니아 성형체의 2 축 굽힘 강도는, JIS T 6526 : 2018 에 준거하여 측정할 수 있다.

본 발명의 지르코니아 성형체는, 상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 2 시간 소결한 후 (지르코니아 소결체로 한 후) 의 결정 입경이 180 nm 이하인 것이 바람직하다. 이로써 투광성이 우수한 본 발명의 지르코니아 소결체를 용이하게 제조할 수 있다. 투광성이 보다 우수한 지르코니아 소결체가 얻어지는 점 등에서, 당해 결정 입경은 140 nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 120 nm 이하인 것이 더욱 바람직하고, 110 nm 이하인 것이 특히 바람직하고, 100 nm 이하여도 된다. 당해 결정 입경의 하한에 특별히 제한은 없지만, 당해 결정 입경은, 예를 들어, 50 nm 이상, 나아가서는 70 nm 이상으로 할 수 있다. 또한 당해 결정 입경의 측정 방법은, 지르코니아 소결체에 있어서의 결정 입경의 설명으로서 상기 서술한 바와 같다.

본 발명의 지르코니아 성형체는, 상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후 (지르코니아 소결체로 한 후) 의 3 점 굽힘 강도가 500 MPa 이상인 것이 바람직하다. 이로써 기계적 강도가 우수한 본 발명의 지르코니아 소결체를 용이하게 제조할 수 있다. 기계적 강도가 보다 우수한 지르코니아 소결체가 얻어지는 점 등에서, 당해 3 점 굽힘 강도는 600 MPa 이상인 것이 보다 바람직하고, 650 MPa 이상인 것이 더욱 바람직하고, 700 MPa 이상인 것이 특히 바람직하고, 800 MPa 이상인 것이 가장 바람직하다. 당해 3 점 굽힘 강도의 상한에 특별히 제한은 없지만, 당해 3 점 굽힘 강도는, 예를 들어, 1500 MPa 이하, 나아가서는 1000 MPa 이하로 할 수 있다. 또한, 당해 3 점 굽힘 강도의 측정 방법은, 지르코니아 소결체에 있어서의 3 점 굽힘 강도의 설명으로서 상기 서술한 바와 같다.

본 발명의 지르코니아 성형체는, 상압 하, 900 ℃ ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후 (지르코니아 소결체로 한 후) 의 두께 0.5 mm 에 있어서의 파장 700 nm 의 광의 투과율이 40 ％ 이상인 것이 바람직하다. 이로써 투광성이 우수한 본 발명의 지르코니아 소결체를 용이하게 제조할 수 있다. 투광성이 보다 우수한 지르코니아 소결체가 얻어지는 점 등에서, 당해 투과율은, 45 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 46 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 48 ％ 이상인 것이 특히 바람직하고, 50 ％ 이상인 것이 가장 바람직하고, 나아가서는 52 ％ 이상이어도 된다. 당해 투과율의 상한에 특별히 제한은 없지만, 당해 투과율은, 예를 들어, 60 ％ 이하, 나아가서는 57 ％ 이하로 할 수 있다. 또한, 당해 투과율의 측정 방법은, 지르코니아 소결체에 있어서의 두께 0.5 mm 에 있어서의 파장 700 nm 의 광의 투과율의 설명으로서 상기 서술한 바와 같다.

본 발명의 지르코니아 성형체는, 상압 하, 900 ℃ ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후 (지르코니아 소결체로 한 후) 의 두께 1.0 mm 에 있어서의 직선광 투과율이 1 ％ 이상인 것이 바람직하고, 3 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 5 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 7 ％ 이상인 것이 특히 바람직하고, 나아가서는 10 ％ 이상이어도 된다. 당해 직선광 투과율이 상기와 같은 범위 내임으로써, 예를 들어 치과용 보철물로서 사용하는 경우에, 절단부에 요구되는 투광성을 만족하기 쉬워진다. 당해 직선광 투과율의 상한에 특별히 제한은 없지만, 당해 직선광 투과율은, 예를 들어, 60 ％ 이하, 나아가서는 50 ％ 이하로 할 수 있다. 또한, 당해 직선광 투과율의 측정 방법은, 지르코니아 소결체에 있어서의 두께 1.0 mm 에 있어서의 직선광 투과율의 설명으로서 상기 서술한 바와 같다.

또한, 본 발명의 어느 바람직한 실시형태로는, 상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후의 28.5 ㎛² 의 단면적당 직경 50 nm 이상의 포어의 개수가 10 이하인, 지르코니아 성형체를 들 수 있다. 포어의 개수의 바람직한 범위 및 측정 방법은, 지르코니아 소결체와 동일하다.

[지르코니아 성형체의 제조 방법]

본 발명의 지르코니아 성형체의 제조 방법은, 본 발명의 효과를 나타내는 한 특별히 제한은 없지만, 투광성 및 기계적 강도가 모두 우수한 본 발명의 지르코니아 소결체를 용이하게 얻을 수 있는 점에서, 지르코니아 입자와, 폴리올과, 바인더를 성형하여 지르코니아 성형체를 얻는 성형 공정을 갖는 방법인 것이 바람직하다. 폴리올과 바인더의 조합은, 상기 관계식을 만족하는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 구체적인 재료는 후술하는 바와 같다.

사용되는 지르코니아 입자에 포함되는 이트리아의 함유율은, 얻어지는 지르코니아 성형체, 나아가서는 지르코니아 가소체 및 지르코니아 소결체에 있어서의 이트리아의 함유율과 동일한 것으로 하는 것이 바람직하다. 지르코니아 입자에 있어서의 이트리아의 구체적인 함유율은, 2.0 mol％ 이상이며, 3.0 mol％ 이상인 것이 바람직하고, 3.5 mol％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 4.0 mol％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 8.0 mol％ 이하인 것이 바람직하고, 7.5 mol％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 7.0 mol％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

사용되는 지르코니아 입자는, 평균 1 차 입자경이 60 nm 이하이다. 지르코니아 입자는, 평균 1 차 입자경이 60 nm 이하인 것에 더하여, 지르코니아 입자의 총량에 대하여, 100 nm 를 초과하는 입경을 갖는 지르코니아 입자가 0.5 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 본 발명의 지르코니아 성형체, 나아가서는 본 발명의 지르코니아 가소체 및 지르코니아 소결체를 용이하게 얻을 수 있다. 본 발명의 지르코니아 성형체, 나아가서는 본 발명의 지르코니아 가소체 및 지르코니아 소결체의 제조의 용이성 등의 관점에서, 지르코니아 입자의 평균 1 차 입자경은, 50 nm 이하가 바람직하고, 30 nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 20 nm 이하인 것이 더욱 바람직하고, 10 nm 이하여도 되고, 또, 1 nm 이상인 것이 바람직하고, 5 nm 이상인 것이 보다 바람직하다. 본 발명의 지르코니아 성형체, 나아가서는 본 발명의 지르코니아 가소체 및 지르코니아 소결체의 제조의 용이성, 원하는 직선광 투과율이 용이하게 얻어지는 점 등의 관점에서, 100 nm 를 초과하는 입경을 갖는 지르코니아 입자는 0.3 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.1 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.05 질량％ 이하여도 된다. 또한, 지르코니아 입자의 평균 1 차 입자경은, 예를 들어, 지르코니아 입자 (1 차 입자) 를 투과형 전자 현미경 (TEM) 으로 사진 촬영하고, 얻어진 화상 상에서 임의의 입자 100 개에 대하여 각 입자의 입자경 (최대 직경) 을 측정하여, 그들의 평균값으로서 구할 수 있다. 100 nm 를 초과하는 입경을 갖는 지르코니아 입자의 함유율은, 지르코니아 입자를 메탄올에 분산시키고, 레이저 회절/산란식 입자경 분포 측정 장치 (주식회사 호리바 제작소 제조, LA-950) 를 이용하여 체적 기준으로 측정할 수 있다.

지르코니아 입자의 조제 방법에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 조 (粗) 입자를 분쇄하여 미분화시키는 브레이크 다운 프로세스, 원자 내지 이온으로부터 핵 형성 및 성장 과정에 의해 합성하는 빌딩 업 프로세스 등을 채용할 수 있다. 이 중, 고순도의 미세한 지르코니아 입자를 얻기 위해서는, 빌딩 업 프로세스가 바람직하다.

브레이크 다운 프로세스는, 예를 들어, 볼 밀 또는 비드 밀 등으로 분쇄함으로써 실시할 수 있다. 이 때, 미소 사이즈의 분쇄 미디어를 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어, 100 ㎛ 이하의 분쇄 미디어를 사용하는 것이 바람직하다. 또, 원하는 ΔL^*(W-B) 및 직선광 투과율이 얻어지는 점에서, 조입자를 분쇄 후, 얻어진 지르코니아 입자를 분급하는 것이 바람직하다. 분급에는, 공지된 방법 및 장치를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 다공질막 (100 nm 의 공경을 갖는 멤브레인 필터 등), 분급 장치 (습식 분급 장치, 건식 분급 장치) 등을 들 수 있다.

한편, 빌딩 업 프로세스로는, 예를 들어, 증기압이 높은 금속 이온의 산소산염 또는 유기 금속 화합물을 기화시키면서 열 분해시켜 산화물을 석출시키는 기상 열 분해법 ; 증기압이 높은 금속 화합물의 기체와 반응 가스의 기상 화학 반응에 의해 합성을 실시하는 기상 반응법 ; 원료를 가열하여 기화시키고, 소정 압력의 불활성 가스 중에서 급랭시킴으로써 증기를 미립자상으로 응축시키는 증발 농축법 ; 융액을 소액적으로서 냉각 고화시켜 분말로 하는 융액법 ; 용매를 증발시켜 액 중 농도를 높여 과포화 상태로 하여 석출시키는 용매 증발법 ; 침전제와의 반응이나 가수 분해에 의해 용질 농도를 과포화 상태로 하고, 핵 생성-성장 과정을 거쳐 산화물 또는 수산화물 등의 난용성 화합물을 석출시키는 침전법 등을 들 수 있다.

침전법은 또한, 화학 반응에 의해 침전제를 용액 내에서 생성시켜, 침전제 농도의 국소적 불균일을 없애는 균일 침전법 ; 액 중에 공존하는 복수의 금속 이온을 침전제의 첨가에 의해 동시에 침전시키는 공침법 ; 금속염 용액, 금속 알콕시드 등의 알코올 용액으로부터 가수 분해에 의해 산화물 또는 수산화물을 얻는 가수 분해법 ; 고온 고압의 유체로부터 산화물 또는 수산화물을 얻는 솔보서멀 합성법 등으로 세별되고, 솔보서멀 합성법은, 물을 용매로서 사용하는 수열 합성법, 물 또는 이산화탄소 등의 초임계 유체를 용매로서 사용하는 초임계 합성법 등으로 더욱 세별된다.

어느 빌딩 업 프로세스에 대해서도, 보다 미세한 지르코니아 입자를 얻기 위해 석출 속도를 빠르게 하는 것이 바람직하다. 또, 원하는 ΔL^*(W-B) 및 직선광 투과율이 얻어지는 점에서, 얻어진 지르코니아 입자를 분급하는 것이 바람직하다. 분급에는, 공지된 방법 및 장치를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 다공질막 (100 nm 의 공경을 갖는 멤브레인 필터 등), 분급 장치 (습식 분급 장치, 건식 분급 장치) 등을 들 수 있다.

빌딩 업 프로세스에 있어서의 지르코늄원으로는, 예를 들어, 질산염, 아세트산염, 염화물, 알콕시드 등을 사용할 수 있고, 구체적으로는, 옥시염화지르코늄, 아세트산지르코늄, 질산지르코닐 등을 사용할 수 있다.

또, 지르코니아 입자에 포함되는 이트리아의 함유율을 상기 범위로 하기 위해 지르코니아 입자의 제조 과정에서 이트리아를 배합할 수 있으며, 예를 들어 지르코니아 입자에 이트리아를 고용시켜도 된다. 이트륨원으로는, 예를 들어, 질산염, 아세트산염, 염화물, 알콕시드 등을 사용할 수 있고, 구체적으로는, 염화이트륨, 아세트산이트륨, 질산이트륨 등을 사용할 수 있다.

지르코니아 입자는, 필요에 따라, 산성기를 갖는 유기 화합물 ; 포화 지방산 아미드, 불포화 지방산 아미드, 포화 지방산 비스아미드, 불포화 지방산 비스아미드 등의 지방산 아미드 ; 실란 커플링제 (유기 규소 화합물), 유기 티탄 화합물, 유기 지르코늄 화합물, 유기 알루미늄 화합물 등의 유기 금속 화합물 등의 공지된 표면 처리제로 미리 표면 처리되어 있어도 된다. 지르코니아 입자를 표면 처리하면, 후술하는 바와 같은, 분산매가 25 ℃ 에 있어서의 표면 장력이 50 mN/m 이하인 액체를 포함하는 슬러리를 사용하여 지르코니아 입자 및 형광제를 포함하는 분말을 조제하는 경우에 이와 같은 액체와의 혼화성을 조정하거나, 또, 후술하는 바와 같은, 지르코니아 입자, 형광제 및 중합성 단량체를 포함하는 조성물을 중합시키는 공정을 갖는 방법에 의해 지르코니아 성형체를 제조하는 경우 등에 있어서, 지르코니아 입자와 중합성 단량체의 혼화성을 조정하거나 할 수 있다. 상기의 표면 처리제 중에서도, 25 ℃ 에 있어서의 표면 장력이 50 mN/m 이하인 액체와의 혼화성이 우수하고, 또, 지르코니아 입자와 중합성 단량체의 화학 결합성을 높여 얻어지는 지르코니아 성형체의 기계적 강도를 향상시킬 수 있는 점 등에서, 산성기를 갖는 유기 화합물이 바람직하다.

산성기를 갖는 유기 화합물로는, 예를 들어, 인산기, 카르복실산기, 피로인산기, 티오인산기, 포스폰산기, 술폰산기 등의 산성기를 적어도 1 개 갖는 유기 화합물을 들 수 있고, 이들 중에서도, 인산기를 적어도 1 개 갖는 인산기 함유 유기 화합물, 카르복실산기를 적어도 1 개 갖는 카르복실산기 함유 유기 화합물이 바람직하고, 인산기 함유 유기 화합물이 보다 바람직하다. 지르코니아 입자는 1 종의 표면 처리제로 표면 처리되어 있어도 되고, 2 종 이상의 표면 처리제로 표면 처리되어 있어도 된다. 지르코니아 입자를 2 종 이상의 표면 처리제로 표면 처리하는 경우에는, 그에 따른 표면 처리층은, 2 종 이상의 표면 처리제의 혼합물의 표면 처리층이어도 되고, 표면 처리층이 복수 적층된 복층 구조의 표면 처리층이어도 된다.

인산기 함유 유기 화합물로는, 예를 들어, 2-에틸헥실애시드포스페이트, 스테아릴애시드포스페이트, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸디하이드로젠포스페이트, 3-(메트)아크릴로일옥시프로필디하이드로젠포스페이트, 4-(메트)아크릴로일옥시부틸디하이드로젠포스페이트, 5-(메트)아크릴로일옥시펜틸디하이드로젠포스페이트, 6-(메트)아크릴로일옥시헥실디하이드로젠포스페이트, 7-(메트)아크릴로일옥시헵틸디하이드로젠포스페이트, 8-(메트)아크릴로일옥시옥틸디하이드로젠포스페이트, 9-(메트)아크릴로일옥시노닐디하이드로젠포스페이트, 10-(메트)아크릴로일옥시데실디하이드로젠포스페이트, 11-(메트)아크릴로일옥시운데실디하이드로젠포스페이트, 12-(메트)아크릴로일옥시도데실디하이드로젠포스페이트, 16-(메트)아크릴로일옥시헥사데실디하이드로젠포스페이트, 20-(메트)아크릴로일옥시이코실디하이드로젠포스페이트, 비스[2-(메트)아크릴로일옥시에틸]하이드로젠포스페이트, 비스[4-(메트)아크릴로일옥시부틸]하이드로젠포스페이트, 비스[6-(메트)아크릴로일옥시헥실]하이드로젠포스페이트, 비스[8-(메트)아크릴로일옥시옥틸]하이드로젠포스페이트, 비스[9-(메트)아크릴로일옥시노닐]하이드로젠포스페이트, 비스[10-(메트)아크릴로일옥시데실]하이드로젠포스페이트, 1,3-디(메트)아크릴로일옥시프로필디하이드로젠포스페이트, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸페닐하이드로젠포스페이트, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸-2-브로모에틸하이드로젠포스페이트, 비스[2-(메트)아크릴로일옥시-(1-하이드록시메틸)에틸]하이드로젠포스페이트, 및 이들의 산염화물, 알칼리 금속염, 암모늄염 등을 들 수 있다.

카르복실산기 함유 유기 화합물로는, 예를 들어, 숙신산, 옥살산, 옥탄산, 데칸산, 스테아르산, 폴리아크릴산, 4-메틸옥탄산, 네오데칸산, 피발산, 2,2-디메틸부티르산, 3,3-디메틸부티르산, 2,2-디메틸발레르산, 2,2-디에틸부티르산, 3,3-디에틸부티르산, 나프텐산, 시클로헥산디카르복실산, (메트)아크릴산, N-(메트)아크릴로일글리신, N-(메트)아크릴로일아스파르트산, O-(메트)아크릴로일티로신, N-(메트)아크릴로일티로신, N-(메트)아크릴로일-p-아미노벤조산, N-(메트)아크릴로일-o-아미노벤조산, p-비닐벤조산, 2-(메트)아크릴로일옥시벤조산, 3-(메트)아크릴로일옥시벤조산, 4-(메트)아크릴로일옥시벤조산, N-(메트)아크릴로일-5-아미노살리실산, N-(메트)아크릴로일-4-아미노살리실산, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸하이드로젠숙시네이트, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸하이드로젠프탈레이트, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸하이드로젠말레이트, 2-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)아세트산 (통칭 「MEEAA」), 2-(2-메톡시에톡시)아세트산 (통칭 「MEAA」), 숙신산모노[2-(2-메톡시에톡시)에틸] 에스테르, 말레산모노[2-(2-메톡시에톡시)에틸] 에스테르, 글루타르산모노[2-(2-메톡시에톡시)에틸] 에스테르, 말론산, 글루타르산, 6-(메트)아크릴로일옥시헥산-1,1-디카르복실산, 9-(메트)아크릴로일옥시노난-1,1-디카르복실산, 10-(메트)아크릴로일옥시데칸-1,1-디카르복실산, 11-(메트)아크릴로일옥시운데칸-1,1-디카르복실산, 12-(메트)아크릴로일옥시도데칸-1,1-디카르복실산, 13-(메트)아크릴로일옥시트리데칸-1,1-디카르복실산, 4-(메트)아크릴로일옥시에틸트리멜리테이트, 4-(메트)아크릴로일옥시부틸트리멜리테이트, 4-(메트)아크릴로일옥시헥실트리멜리테이트, 4-(메트)아크릴로일옥시데실트리멜리테이트, 2-(메트)아크릴로일옥시에틸-3'-(메트)아크릴로일옥시-2'-(3,4-디카르복시벤조일옥시)프로필숙시네이트, 및 이들의 산 무수물, 산 할로겐화물, 알칼리 금속염, 암모늄염 등을 들 수 있다.

또, 피로인산기, 티오인산기, 포스폰산기, 술폰산기 등의, 상기 이외의 산성기를 적어도 1 개 갖는 유기 화합물로는, 예를 들어, 국제 공개 제2012/042911호 등에 기재된 것을 사용할 수 있다.

포화 지방산 아미드로는, 예를 들어, 팔미트산아미드, 스테아르산아미드, 베헨산아미드 등을 들 수 있다. 불포화 지방산 아미드로는, 예를 들어, 올레산아미드, 에루크산아미드 등을 들 수 있다. 포화 지방산 비스아미드로는, 예를 들어, 에틸렌비스팔미트산아미드, 에틸렌비스스테아르산아미드, 헥사메틸렌비스스테아르산아미드 등을 들 수 있다. 불포화 지방산 비스아미드로는, 예를 들어, 에틸렌비스올레산아미드, 헥사메틸렌비스올레산아미드, N,N'-디올레일세바크산아미드 등을 들 수 있다.

실란 커플링제 (유기 규소 화합물) 로는, 예를 들어, R¹ _nSiX_4-n 으로 나타내는 화합물 등을 들 수 있다 (식 중, R¹ 은 탄소수 1 ∼ 12 의 치환 또는 무치환의 탄화수소기이고, X 는 탄소수 1 ∼ 4 의 알콕시기, 하이드록시기, 할로겐 원자 또는 수소 원자이고, n 은 0 ∼ 3 의 정수이고, 단, R¹ 및 X 가 복수 존재하는 경우에는, 각각, 동일해도 되고 상이해도 된다).

실란 커플링제 (유기 규소 화합물) 의 구체예로는, 예를 들어, 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 이소부틸트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란, 3,3,3-트리플루오로프로필트리메톡시실란, 메틸-3,3,3-트리플루오로프로필디메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-메타크릴로일옥시프로필메틸디메톡시실란, γ-메타크릴로일옥시프로필메틸디에톡시실란, N-(β-아미노에틸)γ-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(β-아미노에틸)γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-(β-아미노에틸)γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, 트리메틸실란올, 메틸트리클로로실란, 메틸디클로로실란, 디메틸디클로로실란, 트리메틸클로로실란, 페닐트리클로로실란, 디페닐디클로로실란, 비닐트리클로로실란, 트리메틸브로모실란, 디에틸실란, 비닐트리아세톡시실란, ω-(메트)아크릴로일옥시알킬트리메톡시실란[(메트)아크릴로일옥시기와 규소 원자 사이의 탄소수 : 3 ∼ 12, 예, γ-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 등], ω-(메트)아크릴로일옥시알킬트리에톡시실란[(메트)아크릴로일옥시기와 규소 원자 사이의 탄소수 : 3 ∼ 12, 예, γ-메타크릴로일옥시프로필트리에톡시실란 등] 등을 들 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴로일」이라는 표기는, 메타크릴로일과 아크릴로일의 양자를 포함하는 의미로 사용된다.

이들 중에서도, 관능기를 갖는 실란 커플링제가 바람직하고, ω-(메트)아크릴로일옥시알킬트리메톡시실란[(메트)아크릴로일옥시기와 규소 원자 사이의 탄소수 : 3 ∼ 12], ω-(메트)아크릴로일옥시알킬트리에톡시실란[(메트)아크릴로일옥시기와 규소 원자 사이의 탄소수 : 3 ∼ 12], 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란이 보다 바람직하다.

유기 티탄 화합물로는, 예를 들어, 테트라메틸티타네이트, 테트라이소프로필티타네이트, 테트라n-부틸티타네이트, 부틸티타네이트 다이머, 테트라(2-에틸헥실)티타네이트 등을 들 수 있다.

유기 지르코늄 화합물로는, 예를 들어, 지르코늄이소프로폭시드, 지르코늄n-부톡시드, 지르코늄아세틸아세토네이트, 지르코닐아세테이트 등을 들 수 있다.

유기 알루미늄 화합물로는, 예를 들어, 알루미늄아세틸아세토네이트, 알루미늄 유기산염 킬레이트 화합물 등을 들 수 있다.

표면 처리의 구체적인 방법에 특별히 제한은 없고, 공지된 방법을 채용할 수 있으며, 예를 들어, 지르코니아 입자를 격렬하게 교반하면서 상기의 표면 처리제를 스프레이 첨가하는 방법, 적당한 용제에 지르코니아 입자와 상기의 표면 처리제를 분산 또는 용해시킨 후, 용제를 제거하는 방법 등을 채용할 수 있다. 용제는 후술하는 바와 같은 25 ℃ 에 있어서의 표면 장력이 50 mN/m 이하인 액체를 포함하는 분산매여도 된다. 또, 지르코니아 입자와 상기의 표면 처리제를 분산 또는 용해시킨 후, 환류나 고온 고압 처리 (오토클레이브 처리 등) 를 해도 된다.

본 발명에 사용되는 폴리올과 바인더에 대하여, 폴리올의 연소 개시 온도 (X1), 폴리올의 연소 종료 온도 (X2), 바인더의 연소 개시 온도 (Y1), 바인더의 연소 종료 온도 (Y2) 로 했을 때, X1 ＜ Y1 ＜ X2 ＜ Y2 ≤ 500 ℃ 의 관계식을 만족한다. 상기 관계를 만족하는 것을 선택하여 조합함으로써, 바인더가 소결시에 연소되어 제거되는 루트를 폴리올이 지르코니아 성형체의 내부에 제작하여, 바인더가 소결시에 제거되기 쉬워진다고 생각된다. 특히, 지르코니아 성형체가 포함하는 지르코니아 입자의 평균 1 차 입자경이 60 nm 이하인 경우, 미세한 입자경에서 기인하여 가열시에 입자끼리가 접합하고 (네킹 현상), 입자간의 공극이 메워져 버려, 가열에 의해 바인더가 완전히 제거될 수 없게 되는 경향이 있지만, 상기한 관계식을 만족하는 폴리올과 바인더를 조합하여 사용함으로써, 폴리올이 지르코니아 성형체의 내부에 바인더가 소결시에 연소되어 제거되는 루트를 형성하는 역할을 하여, 바인더가 완전히 제거될 수 있는 것이다. 이로써, 지르코니아 성형체가 10 mm 이상의 두께를 상정한 양의 바인더를 포함하는 경우에는 바인더가 연소되어 제거되기 어렵다는 특유의 과제가 발생함에도 불구하고, 바인더를 포함하는 지르코니아 성형체가 갖는 과제를 해결하여, 소결한 후의 지르코니아 소결체가, 기계적 강도와 투광성이 모두 우수하다. 또한, 이러한 지르코니아 소결체는 직선광 투과율도 우수하다.

폴리올의 연소 개시 온도 (X1), 폴리올의 연소 종료 온도 (X2), 바인더의 연소 개시 온도 (Y1), 바인더의 연소 종료 온도 (Y2) 는 열중량 측정 (TG) 에 의해 측정할 수 있다. 본 발명에서는, 가열 전의 중량을 100 ％ 로 하고, 0.5 ％ 중량 감소가 관찰된 온도를 X1, Y1, 99.5 ％ 의 중량 감소가 관찰된 온도를 X2, Y2 로 한다. 열중량 측정 (TG) 의 측정 조건은 후기하는 실시예에 기재된 바와 같다.

본 발명에 사용되는 폴리올로는, 예를 들면, 디올 및 트리올 등을 사용할 수 있다. 디올로는, 예를 들어 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2-메틸펜탄-2,4-디올, 3-메틸-1,3-부탄디올, 폴리에틸렌글리콜 등을 들 수 있다. 트리올로는, 예를 들어 글리세린, 1,2,3-부탄디올, 1,2,4-부탄디올 등을 들 수 있다. 그 밖의 폴리올로는, 예를 들어 폴리글리세린, 당 등을 사용할 수 있다. 폴리올은, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 바인더와의 관계에서, 상기 관계식을 만족하는 폴리올과 바인더를 선택하여 조합하여 지르코니아 성형체에 포함시킴으로써, 바인더를 포함하는 지르코니아 성형체를 소결한 경우에 얻어지는 지르코니아 가소체 및 지르코니아 소결체에 생기는 포어의 개수를 줄일 수 있어, 기계적 강도와 투광성이 우수하고, 원하는 형상, 두께를 갖는 지르코니아 소결체를 얻을 수 있다. 따라서, 상기 관계식을 만족하도록 선택하면 폴리올의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 상기한 본 발명의 효과를 발휘할 수 있다.

본 발명에 사용되는 바인더로는, 예를 들어, 폴리비닐알코올, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 아크릴계 바인더, 왁스계 바인더, 폴리비닐부티랄, 폴리메타크릴산메틸, 에틸셀룰로오스 등을 들 수 있다. 바인더는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 상기한 폴리올과 동일한 이유에 의해, 상기 관계식을 만족하도록 선택하면 바인더의 종류는 특별히 한정되지 않고, 상기한 본 발명의 효과를 발휘할 수 있다.

X1 은 50 ℃ 이상이 바람직하고, 70 ℃ 이상이 보다 바람직하고, 90 ℃ 이상이 더욱 바람직하고, 또, X1 은 300 ℃ 이하가 바람직하고, 250 ℃ 이하가 보다 바람직하고, 200 ℃ 이하가 더욱 바람직하다. X1 이 50 ℃ 이상인 경우, 지르코니아 성형체로부터의 폴리올의 유출의 제어가 용이하고, 지르코니아 성형체의 형상 유지성이 우수하다. 또한, X1 이 300 ℃ 이하인 경우, 지르코니아 입자끼리의 결합이 저해되지 않아, 원하는 물성이 얻어지기 쉽다.

Y2 는 500 ℃ 이하이며, 480 ℃ 이하가 바람직하고, 460 ℃ 이하가 보다 바람직하고, 440 ℃ 이하가 더욱 바람직하다. Y2 가 500 ℃ 를 초과하는 경우, 결합한 지르코니아 입자가 바인더의 연소에 의해 발생하는 가스의 압력에 견딜 수 없어, 지르코니아 가소체가 파괴될 우려가 있다.

본 발명의 지르코니아 성형체에서는, 소결시에 폴리올이 바인더보다 먼저 연소되어 제거됨으로써, 바인더가 연소되어 제거되는 루트가 지르코니아 성형체의 내부에 제작되어, 네킹이 일어나기 전에 바인더가 연소되어 제거되는 점에서, Y1 ＞ X1 이며, Y1 - X1 은 5 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 15 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 30 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 지르코니아 성형체에서는, 소결시에 폴리올이 바인더보다 먼저 연소되어 제거됨으로써, 바인더가 연소되어 제거되는 루트가 지르코니아 성형체의 내부에 제작되어, 네킹이 일어나기 전에 바인더가 연소되어 제거되는 점에서, Y2 ＞ X2 이며, Y2 - X2 는 30 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 40 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 45 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 지르코니아 성형체에 있어서의 폴리올의 함유율 (지르코니아 100 질량％ 에 대한 함유율 (금속 원소의 산화물 환산으로의 함유율)) 은, 특별히 한정되지 않지만, 지르코니아 100 질량％ 에 대하여, 8 질량％ 이하가 바람직하고, 4 질량％ 이하가 보다 바람직하고, 얻어지는 지르코니아 소결체가 보다 투광성이 우수한 점에서, 1.5 질량％ 이하가 더욱 바람직하다. 또, 폴리올의 함유율은, 0.01 질량％ 이상이 바람직하고, 0.05 질량％ 이상이 보다 바람직하고, 0.1 질량％ 이상이 더욱 바람직하다. 상기 폴리올의 함유율의 범위 내에서 바인더와 조합함으로써, 두께가 10 mm 이상인 지르코니아 성형체로 한 경우에도, 지르코니아 소결체에 생기는 포어의 개수를 저감시킬 수 있다. 본 발명에 있어서, 폴리올 및 바인더의 함유율은, 외부 첨가율이며, 지르코니아 (산화이트륨을 포함하는 산화지르코늄) 100 질량％ 에 대한 질량％ 를 의미한다.

본 발명의 지르코니아 성형체에 있어서의 바인더의 함유율 (지르코니아 100 질량％ 에 대한 함유율 (금속 원소의 산화물 환산으로의 함유율)) 은, 특별히 한정되지 않지만, 지르코니아 100 질량％ 에 대하여, 10 질량％ 미만이 바람직하고, 5 질량％ 이하가 보다 바람직하고, 3 질량％ 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 바인더의 함유율은, 0.01 질량％ 이상이 바람직하고, 0.05 질량％ 이상이 보다 바람직하고, 0.1 질량％ 이상이 더욱 바람직하다. 상기 바인더의 함유율의 범위 내에서 폴리올과 조합함으로써, 두께가 10 mm 이상인 지르코니아 성형체로 한 경우에도, 지르코니아 소결체에 생기는 포어의 개수를 저감시킬 수 있다.

본 발명의 지르코니아 성형체에 있어서의 바인더와 폴리올의 배합비 (질량비) 는, 특별히 한정되지 않지만, 바인더 : 폴리올 = 10 : 1 ∼ 1 : 10 이 바람직하고, 5 : 1 ∼ 1 : 5 가 보다 바람직하고, 얻어지는 지르코니아 소결체가 보다 투광성이 우수한 점에서, 3 : 1 ∼ 1 : 4 가 더욱 바람직하고, 2.5 : 1 ∼ 1.1 : 1 이 특히 바람직하다.

어느 바람직한 실시형태로는, 이트리아를 산화지르코늄과 이트리아의 합계 몰수에 대하여 2.0 ∼ 9.0 mol％ 포함하고, 또한 평균 1 차 입자경이 60 nm 이하인 지르코니아 입자와,

폴리올와 바인더를 포함하고,

지르코니아 100 질량％ 에 대한 바인더의 함유율이 0.05 질량％ 이상이고,

지르코니아 100 질량％ 에 대한 폴리올의 함유율이 0.01 질량％ 이상이고,

상기 폴리올과 상기 바인더가 이하의 관계식

X1 ＜ Y1 ＜ X2 ＜ Y2 ≤ 500 ℃

(식 중, 기호의 설명은 상기한 바와 동일하다)

을 만족하는, 지르코니아 성형체를 들 수 있다. 상기 바람직한 실시형태에 있어서는, 폴리올의 함유율이, 바인더의 함유율 이하인 것이 바람직하고, 바인더의 함유율보다 낮은 것이 보다 바람직하고, 바인더의 함유율보다 0.1 질량％ 이상 낮은 것이 더욱 바람직하다. 바인더의 함유율, 폴리올의 함유율, 지르코니아 입자 등은, 본 명세서에 기재된 범위 내에서 적절히 설정할 수 있다. 예를 들어, 바인더의 함유율을, 지르코니아 100 질량％ 에 대하여, 0.2 질량％ 이상으로 해도 되고, 7 질량％ 이하로 해도 된다.

본 발명의 바람직한 실시형태로는, 두께가 10 mm 이상인, 지르코니아 성형체를 들 수 있다. 지르코니아 성형체의 두께는, 12 mm 이상이 바람직하고, 15 mm 이상이 보다 바람직하다. 두께가 10 mm 이상인 지르코니아 성형체의 형상은 특별히 한정되지 않고, 블록상 (직방체상) 등이어도 된다.

본 발명에 있어서, 지르코니아 입자를 성형하는 성형 공정을 갖는 방법에 의해 지르코니아 성형체를 제조하는 경우에 있어서의 당해 성형 공정의 종류에 특별히 제한은 없지만, 본 발명의 지르코니아 성형체, 나아가서는 본 발명의 지르코니아 가소체 및 지르코니아 소결체를 용이하게 얻을 수 있는 점 등에서, 당해 성형 공정은,

(i) 지르코니아 입자를 포함하는 슬러리를 슬립 캐스팅하는 공정 ;

(ii) 지르코니아 입자를 포함하는 슬러리를 겔 캐스팅하는 공정 ;

(iii) 지르코니아 입자를 포함하는 분말을 프레스 성형하는 공정 ;

(iv) 지르코니아 입자 및 수지를 포함하는 조성물을 성형하는 공정 ; 및

(v) 지르코니아 입자 및 중합성 단량체를 포함하는 조성물을 중합시키는 공정 ;

중 적어도 어느 것인 것이 바람직하다.

·지르코니아 입자를 포함하는 슬러리

지르코니아 입자를 포함하는 슬러리의 조제 방법에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 상기한 브레이크 다운 프로세스나 빌딩 업 프로세스를 거쳐 얻어지는 것이어도 되고, 시판되는 것이어도 된다.

본 발명의 바인더와 폴리올을 포함하는 지르코니아 성형체를 제작하는 경우, 바인더와 폴리올의 각각을, 용액이나 분산체 등의 액체 상태에서 지르코니아 입자를 포함하는 슬러리와 혼합하는 것이 바람직하다. 또, 지르코니아 성형체, 나아가서는 지르코니아 가소체 및 지르코니아 소결체에 착색제 및/또는 투광성 조정제를 포함시키는 경우에 있어서는, 지르코니아 입자 및 형광제를 포함하는 슬러리에 이러한 착색제 및/또는 투광성 조정제를 포함시켜도 된다. 이 경우, 착색제 및/또는 투광성 조정제는, 각각을, 용액이나 분산체 등의 액체 상태에서 지르코니아 입자를 포함하는 슬러리와 혼합하는 것이 바람직하다.

·지르코니아 입자를 포함하는 분말

지르코니아 입자를 포함하는 분말의 조제 방법에 특별히 제한은 없고, 보다 균일하고 물성이 우수한 지르코니아 소결체를 얻을 수 있는 점 등에서, 상기한 지르코니아 입자를 포함하는 슬러리를 건조시킴으로써 얻는 것이 바람직하다. 여기서 건조에 제공되는 당해 슬러리는, 형광제 및/또는 착색제 및/또는 투광성 조정제를 추가로 포함하고 있어도 된다.

당해 건조의 방법에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 분무 건조 (스프레이 드라이), 초임계 건조, 동결 건조, 열풍 건조, 감압 건조 등을 채용할 수 있다. 이 중, 건조시에 입자끼리의 응집을 억제할 수 있어 보다 치밀한 지르코니아 소결체를 얻을 수 있는 점 등에서, 분무 건조, 초임계 건조 및 동결 건조 중 어느 것이 바람직하고, 분무 건조 및 초임계 건조 중 어느 것이 보다 바람직하고, 분무 건조가 더욱 바람직하다.

건조에 제공되는 지르코니아 입자를 포함하는 슬러리는, 분산매가 물인 슬러리여도 되지만, 건조시에 입자끼리의 응집을 억제할 수 있어 보다 치밀한 지르코니아 소결체를 얻을 수 있는 점 등에서, 유기 용제 등, 물 이외의 분산매의 슬러리인 것이 바람직하다.

유기 용제로는, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, 2-메틸-2-프로판올, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 2-(2-에톡시에톡시)에탄올, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 글리세린 등의 알코올 ; 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤 ; 테트라하이드로푸란, 디에틸에테르, 디이소프로필에테르, 1,4-디옥산, 디메톡시에탄 등의 에테르 (프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (통칭 「PGMEA」) 등의 변성 에테르류 (바람직하게는 에테르 변성 에테르류 및/또는 에스테르 변성 에테르류, 보다 바람직하게는 에테르 변성 알킬렌글리콜류 및/또는 에스테르 변성 알킬렌글리콜류) 를 포함한다) ; 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르 ; 헥산, 톨루엔 등의 탄화수소 ; 클로로포름, 사염화탄소 등의 할로겐화탄화수소 등을 들 수 있다. 이들 유기 용제는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 이들 중에서도, 생체에 대한 안전성과, 제거의 용이성의 쌍방을 감안하면, 유기 용제는 수용성 유기 용제인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 에탄올, 2-프로판올, 2-메틸-2-프로판올, 2-에톡시에탄올, 2-(2-에톡시에톡시)에탄올, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 아세톤, 테트라하이드로푸란이 보다 바람직하다.

또 특히 분무 건조를 채용하는 경우에 있어서, 건조에 제공되는 지르코니아 입자 및 형광제를 포함하는 슬러리의 분산매가, 25 ℃ 에 있어서의 표면 장력이 50 mN/m 이하인 액체를 포함하면, 건조시에 입자끼리의 응집을 억제할 수 있어 보다 치밀한 지르코니아 소결체를 얻을 수 있는 점에서 바람직하다. 이와 같은 관점에서, 상기 액체의 표면 장력은, 40 mN/m 이하인 것이 바람직하고, 30 mN/m 이하인 것이 보다 바람직하다.

25 ℃ 에 있어서의 표면 장력은, 예를 들어, Handbook of Chemistry and phisics 에 기재된 값을 사용할 수 있고, 이것에 기재가 없는 액체에 대해서는, 국제 공개 제2014/126034호 공보에 기재된 값을 사용할 수 있다. 이들 중 어느 것에도 기재가 없는 액체에 대해서는, 공지된 측정 방법에 의해 구할 수 있으며, 예를 들어, 적륜법 (吊輪法), Wilhelmy 법 등으로 측정할 수 있다. 25 ℃ 에 있어서의 표면 장력은, 쿄와 계면 과학 주식회사 제조의 자동 표면 장력계 「CBVP-Z」, 또는, KSV INSTRUMENTS LTD 사 제조의 「SIGMA702」를 사용하여 측정하는 것이 바람직하다.

상기 액체로는 상기 표면 장력을 갖는 유기 용제를 사용할 수 있다. 당해 유기 용제로는, 상기한 것 중 상기 표면 장력을 갖는 것을 사용할 수 있지만, 건조시에 입자끼리의 응집을 억제할 수 있어 보다 치밀한 지르코니아 소결체를 얻을 수 있는 점 등에서, 메탄올, 에탄올, 2-메톡시에탄올, 1,4-디옥산, 2-에톡시에탄올 및 2-(2-에톡시에톡시)에탄올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하고, 메탄올, 에탄올, 2-에톡시에탄올 및 2-(2-에톡시에톡시)에탄올로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 보다 바람직하다.

분산매에 있어서의 상기 액체의 함유율은, 건조시에 입자끼리의 응집을 억제할 수 있어 보다 치밀한 지르코니아 소결체를 얻을 수 있는 점 등에서, 50 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 80 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 95 질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 99 질량％ 이상인 것이 특히 바람직하다.

물 이외의 분산매의 슬러리는, 분산매가 물인 슬러리에 대하여, 분산매를 치환함으로써 얻을 수 있다. 분산매의 치환 방법에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 분산매가 물인 슬러리에 물 이외의 분산매 (유기 용제 등) 를 첨가한 후, 물을 증류 제거하는 방법을 채용할 수 있다. 물의 증류 제거에 있어서는, 물 이외의 분산매의 일부 또는 전부가 함께 증류 제거되어도 된다. 당해 물 이외의 분산매의 첨가 및 물의 증류 제거는 복수회 반복해도 된다. 또, 분산매가 물인 슬러리에 물 이외의 분산매를 첨가한 후, 분산질을 침전시키는 방법을 채용할 수도 있다. 또한, 분산매가 물인 슬러리에 대하여, 분산매를 특정한 유기 용제로 치환한 후, 추가로 다른 유기 용제로 치환해도 된다.

또한, 형광제는, 분산매를 치환한 후에 첨가해도 되지만, 보다 균일하고 물성이 우수한 지르코니아 소결체를 얻을 수 있는 점 등에서, 분산매를 치환하기 전에 첨가하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 슬러리에 착색제 및/또는 투광성 조정제를 포함시키는 경우에는, 분산매를 치환한 후에 첨가해도 되지만, 보다 균일하고 물성이 우수한 지르코니아 소결체를 얻을 수 있는 점 등에서, 분산매를 치환하기 전에 첨가하는 것이 바람직하다.

건조에 제공되는 지르코니아 입자를 포함하는 슬러리는, 환류 처리, 수열 처리 등의 열이나 압력에 의한 분산 처리가 실시된 것이어도 된다. 또, 건조 공정에 제공되는 지르코니아 입자를 포함하는 슬러리는, 롤 밀, 콜로이드 밀, 고압 분사식 분산기, 초음파 분산기, 진동 밀, 유성 밀, 비드 밀 등에 의한 기계적 분산 처리가 실시된 것이어도 된다. 상기 각 처리는, 1 개만 채용해도 되고, 2 종 이상 채용해도 된다.

건조에 제공되는 지르코니아 입자를 포함하는 슬러리는, 바인더 및 폴리올 이외에, 분산제, 유화제, 소포제, pH 조정제, 윤활제 등의 다른 성분 중 1 종 또는 2 종 이상을 추가로 포함하고 있어도 된다. 바인더에 더하여, 이와 같은 다른 성분 (특히 분산제, 소포제 등) 을 포함함으로써, 건조시에 입자끼리의 응집을 억제할 수 있어 보다 치밀한 지르코니아 소결체를 얻을 수 있는 경우가 있다.

분산제로는, 예를 들어, 폴리카르복실산암모늄 (시트르산삼암모늄 등), 폴리아크릴산암모늄, 아크릴 공중합체 수지, 아크릴산에스테르 공중합체, 폴리아크릴산, 벤토나이트, 카르복시메틸셀룰로오스, 아니온계 계면 활성제 (예를 들어, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르인산에스테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬에테르인산에스테르 등등), 비이온계 계면 활성제, 올레인글리세리드, 아민계 계면 활성제, 올리고당 알코올 등을 들 수 있다.

유화제로는, 예를 들어, 알킬에테르, 페닐에테르, 소르비탄 유도체, 암모늄염 등을 들 수 있다.

소포제로는, 예를 들어, 알코올, 폴리에테르, 폴리에틸렌글리콜, 실리콘, 왁스 등을 들 수 있다.

pH 조정제로는, 예를 들어, 암모니아, 암모늄염 (수산화테트라메틸암모늄 등의 수산화암모늄을 포함한다), 알칼리 금속염, 알칼리 토금속염 등을 들 수 있다.

윤활제로는, 예를 들어, 폴리옥시에틸렌알킬레이트에테르, 왁스 등을 들 수 있다.

건조에 제공되는 지르코니아 입자를 포함하는 슬러리에 있어서의 수분량은, 건조시에 입자끼리의 응집을 억제할 수 있어 보다 치밀한 지르코니아 소결체를 얻을 수 있는 점 등에서, 3 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 1 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.1 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 당해 수분량은, 칼피셔 수분량계를 사용하여 측정할 수 있다.

상기 각 건조 방법에 있어서의 건조 조건에 특별히 제한은 없고, 공지된 건조 조건을 적절히 채용할 수 있다. 또한, 분산매로서 유기 용제를 사용하는 경우에는, 건조시의 폭발의 리스크를 낮추기 위해, 불연성의 기체의 존재하에 건조를 실시하는 것이 바람직하고, 질소의 존재하에 건조를 실시하는 것이 보다 바람직하다.

초임계 건조시키는 경우에 있어서의 초임계 유체에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 물, 이산화탄소 등을 사용할 수 있지만, 입자끼리의 응집을 억제할 수 있어 보다 치밀한 지르코니아 소결체를 얻을 수 있는 점 등에서, 초임계 유체는 이산화탄소인 것이 바람직하다.

·지르코니아 입자 및 수지를 포함하는 조성물

지르코니아 입자 및 수지를 포함하는 조성물의 조제 방법에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 상기의 지르코니아 입자를 포함하는 분말과 수지를 혼합함으로써 얻을 수 있다.

·지르코니아 입자 및 중합성 단량체를 포함하는 조성물

지르코니아 입자 및 중합성 단량체를 포함하는 조성물의 조제 방법에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 상기의 지르코니아 입자를 포함하는 분말과 중합성 단량체를 혼합함으로써 얻을 수 있다.

(i) 슬립 캐스팅

지르코니아 입자를 포함하는 슬러리를 슬립 캐스팅하는 공정을 갖는 방법에 의해 지르코니아 성형체를 제조하는 경우에 있어서, 슬립 캐스팅의 구체적인 방법에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 지르코니아 입자를 포함하는 슬러리를 형 (型) 에 흘려 넣은 후에 건조시키는 방법을 채용할 수 있다.

사용되는 지르코니아 입자를 포함하는 슬러리에 있어서의 분산매의 함유율은, 슬러리의 형으로의 흘려 넣기가 용이함과 함께, 건조에 다대한 시간이 걸리는 것을 방지할 수 있고, 형의 사용 횟수도 증가시킬 수 있는 점 등에서, 80 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 50 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 20 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

슬러리의 형으로의 흘려 넣기는 상압 하에 실시해도 되지만, 가압 조건 하에서 실시하는 것이 생산 효율의 관점에서 바람직하다. 슬립 캐스팅에 사용되는 형의 종류에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 석고, 수지, 세라믹스 등으로 이루어지는 다공질 형 등을 사용할 수 있다. 수지나 세라믹스로 이루어지는 다공질 형은 내구성의 점에서 우수하다.

슬립 캐스팅에 사용되는 상기 지르코니아 입자를 포함하는 슬러리는, 바인더 및 폴리올 이외에, 상기한 바와 같은 분산제, 유화제, 소포제, pH 조정제, 윤활제 등의 다른 성분 중 1 종 또는 2 종 이상을 추가로 포함하고 있어도 된다.

(ii) 겔 캐스팅

지르코니아 입자를 포함하는 슬러리를 겔 캐스팅하는 공정을 갖는 방법에 의해 지르코니아 성형체를 제조하는 경우에 있어서, 겔 캐스팅의 구체적인 방법에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 지르코니아 입자 및 형광제를 포함하는 슬러리를 형 내에서 겔화시키거나 하여 부형된 습윤체를 얻은 후에, 이것을 건조시키는 방법을 채용할 수 있다.

사용되는 지르코니아 입자를 포함하는 슬러리에 있어서의 분산매의 함유율은, 건조에 다대한 시간이 걸리는 것을 방지할 수 있고, 건조시에 있어서의 크랙의 발생도 억제할 수 있는 점 등에서, 80 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 50 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 20 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

상기 겔화는, 예를 들어, 겔화제의 첨가에 의해 실시해도 되고, 중합성 단량체를 첨가 후에 이것을 중합시킴으로써 실시해도 된다. 사용되는 형의 종류에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 석고, 수지, 세라믹스 등으로 이루어지는 다공질 형이나, 금속, 수지 등으로 이루어지는 무공질 형 등을 사용할 수 있다.

겔화제의 종류에 제한은 없고, 예를 들어 수용성 겔화제를 사용할 수 있으며, 구체적으로는, 아가로오스, 젤라틴 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 겔화제는 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 겔화제의 사용량은, 소결시의 크랙 발생을 억제하는 등의 관점에서, 겔화제가 배합된 후의 슬러리의 질량에 기초하여, 10 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 5 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

또 중합성 단량체의 종류에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 3-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메트)아크릴레이트, 6-하이드록시헥실(메트)아크릴레이트, 10-하이드록시데실(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜모노(메트)아크릴레이트, 글리세롤모노(메트)아크릴레이트, 에리트리톨모노(메트)아크릴레이트, N-메틸올(메트)아크릴아미드, N-하이드록시에틸(메트)아크릴아미드, N,N-비스(2-하이드록시에틸)(메트)아크릴아미드 등을 들 수 있다. 중합성 단량체는 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

중합성 단량체의 사용량은, 소결시의 크랙 발생을 억제하는 등의 관점에서, 중합성 단량체가 배합된 후의 슬러리의 질량에 기초하여, 10 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 5 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

중합성 단량체의 중합에 의해 겔화를 실시하는 경우에 있어서, 당해 중합은 중합 개시제를 사용하여 실시하는 것이 바람직하다. 중합 개시제의 종류에 특별히 제한은 없지만, 광 중합 개시제가 특히 바람직하다. 광 중합 개시제로는, 일반 공업계에서 사용되고 있는 광 중합 개시제에서 적절히 선택하여 사용할 수 있고, 그 중에서도 치과 용도에 사용되고 있는 광 중합 개시제가 바람직하다.

구체적인 광 중합 개시제로는, 예를 들어, (비스)아실포스핀옥사이드류 (염을 포함한다), 티오크산톤류 (제 4 급 암모늄염 등의 염을 포함한다), 케탈류, α-디케톤류, 쿠마린류, 안트라퀴논류, 벤조인알킬에테르 화합물류, α-아미노케톤계 화합물 등을 들 수 있다. 광 중합 개시제는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 이들 광 중합 개시제 중에서도, (비스)아실포스핀옥사이드류 및 α-디케톤류로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 자외 영역 (근자외 영역을 포함한다) 및 가시광 영역의 쌍방에서 중합 (겔화) 을 실시할 수 있으며, 특히, Ar 레이저, He-Cd 레이저 등의 레이저 ; 할로겐 램프, 크세논 램프, 메탈 할라이드 램프, 발광 다이오드 (LED), 수은등, 형광등 등의 조명 등 중 어느 광원을 사용해도 충분히 중합 (겔화) 을 실시할 수 있다.

상기 (비스)아실포스핀옥사이드류 중, 아실포스핀옥사이드류로는, 예를 들어, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 (통칭 「TPO」), 2,6-디메톡시벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2,6-디클로로벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2,4,6-트리메틸벤조일메톡시페닐포스핀옥사이드, 2,4,6-트리메틸벤조일에톡시페닐포스핀옥사이드, 2,3,5,6-테트라메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 벤조일디(2,6-디메틸페닐)포스포네이트, 2,4,6-트리메틸벤조일페닐포스핀옥사이드의 나트륨염, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드의 칼륨염, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드의 암모늄염 등을 들 수 있다.

상기 (비스)아실포스핀옥사이드류 중, 비스아실포스핀옥사이드류로는, 예를 들어, 비스(2,6-디클로로벤조일)페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디클로로벤조일)-2,5-디메틸페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디클로로벤조일)-4-프로필페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디클로로벤조일)-1-나프틸포스핀옥사이드, 비스(2,6-디메톡시벤조일)페닐포스핀옥사이드, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥사이드, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,5-디메틸페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드, 비스(2,3,6-트리메틸벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥사이드 등을 들 수 있다. 또한, 일본 공개특허공보 2000-159621호에 기재되어 있는 화합물 등을 사용할 수도 있다.

이들 (비스)아실포스핀옥사이드류 중에서도, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2,4,6-트리메틸벤조일메톡시페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드, 2,4,6-트리메틸벤조일페닐포스핀옥사이드의 나트륨염이 바람직하다.

α-디케톤류로는, 예를 들어, 디아세틸, 벤질, 캄퍼퀴논, 2,3-펜타디온, 2,3-옥타디온, 9,10-페난트렌퀴논, 4,4'-옥시벤질, 아세나프텐퀴논 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 특히 가시광 영역의 광원을 사용하는 경우 등에 있어서, 캄퍼퀴논이 바람직하다.

겔 캐스팅에 사용되는 상기 지르코니아 입자를 포함하는 슬러리에 대해서도, 슬립 캐스팅에 사용되는 슬러리와 동일하게, 바인더 및 폴리올 이외에, 상기한 바와 같은, 분산제, 유화제, 소포제, pH 조정제, 윤활제 등의 다른 성분 중 1 종 또는 2 종 이상을 추가로 포함하고 있어도 된다.

부형된 습윤체를 건조시킬 때의 건조 방법에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 자연 건조, 열풍 건조, 진공 건조, 유전 가열 건조, 유도 가열 건조, 항온 항습 건조 등을 들 수 있다. 이들은 1 종만 채용해도 되고, 2 종 이상을 채용해도 된다. 이들 중에서도 건조시에 있어서의 크랙의 발생을 억제할 수 있는 점 등에서, 자연 건조, 유전 가열 건조, 유도 가열 건조, 항온 항습 건조가 바람직하다.

(iii) 프레스 성형

지르코니아 입자를 포함하는 분말을 프레스 성형하는 공정을 갖는 방법에 의해 지르코니아 성형체를 제조하는 경우에 있어서, 프레스 성형의 구체적인 방법에 특별히 제한은 없고, 공지된 프레스 성형기를 사용하여 실시할 수 있다. 프레스 성형의 구체적인 방법으로는, 예를 들어, 1 축 프레스 등을 들 수 있다. 또, 얻어지는 지르코니아 성형체의 밀도를 올리기 위해, 1 축 프레스한 후에 냉간 등방압 가압 (CIP) 처리를 추가로 실시하는 것이 바람직하다.

프레스 성형에 사용되는 상기 지르코니아 입자를 포함하는 분말은, 바인더 및 폴리올 이외에 상기한 바와 같은, 분산제, 유화제, 소포제, pH 조정제, 윤활제 등의 다른 성분 중 1 종 또는 2 종 이상을 추가로 포함하고 있어도 된다. 이들 성분은 분말을 조제할 때에 배합되어도 된다.

(iv) 수지를 포함하는 조성물의 성형

지르코니아 입자 및 수지를 포함하는 조성물을 성형하는 공정을 갖는 방법에 의해 지르코니아 성형체를 제조하는 경우에 있어서, 당해 조성물을 성형하기 위한 구체적인 방법에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 사출 성형, 주형 성형, 압출 성형 등을 채용할 수 있다. 또, 당해 조성물을 열 용해법 (FDM) 으로 조형하는 방법, 잉크젯법, 분말/바인더 적층법 등의 적층 조형법 (3D 프린팅 등) 을 채용해도 된다. 이들 성형 방법 중에서도, 사출 성형 및 주형 성형이 바람직하고, 사출 성형이 보다 바람직하다.

상기 수지의 종류에 특별히 제한은 없고 성형의 원료로서 사용할 수 있는 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 당해 수지의 구체예로는, 예를 들어, 파라핀 왁스, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌아세트산비닐 공중합체, 폴리스티렌, 어택틱 폴리프로필렌, 메타크릴 수지, 스테아르산 등의 지방산 등을 들 수 있다. 이들 수지는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

상기 지르코니아 입자 및 수지를 포함하는 조성물은, 바인더 및 폴리올 이외에, 상기한 바와 같은, 분산제, 유화제, 소포제, pH 조정제, 윤활제 등의 다른 성분 중 1 종 또는 2 종 이상을 추가로 포함하고 있어도 된다.

(v) 중합성 단량체를 포함하는 조성물의 중합

지르코니아 입자 및 중합성 단량체를 포함하는 조성물을 중합시킴으로써, 당해 조성물 중의 중합성 단량체가 중합하여 조성물을 경화시킬 수 있다. 당해 중합시키는 공정을 갖는 방법에 의해 지르코니아 성형체를 제조하는 경우에 있어서, 그 구체적인 방법에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, (a) 지르코니아 입자 및 중합성 단량체를 포함하는 조성물을 형 내에서 중합시키는 방법 ; (b) 지르코니아 입자 및 중합성 단량체를 포함하는 조성물을 사용하는 광 조형 (스테레오리소그래피 ; SLA) 법 등을 채용할 수 있다. 이들 중에서도, (b) 의 광 조형법이 바람직하다. 광 조형법에 의하면, 최종적으로 얻어지는 지르코니아 소결체에 있어서의 원하는 형상에 대응한 형상을 지르코니아 성형체를 제조하는 시점에서 부여할 수 있다. 그 때문에, 특히 본 발명의 지르코니아 소결체를 치과용 보철물 등의 치과 재료로서 사용하는 경우 등에 있어서, 당해 광 조형법이 바람직한 경우가 있다.

상기 지르코니아 입자 및 중합성 단량체를 포함하는 조성물에 있어서의 중합성 단량체의 종류에 특별히 제한은 없고, 단관능성의 (메트)아크릴레이트, 단관능성의 (메트)아크릴아미드 등의 단관능성의 중합성 단량체, 및, 2 관능성의 방향족 화합물, 2 관능성의 지방족 화합물, 3 관능성 이상의 화합물 등의 다관능성의 중합성 단량체 중 어느 것이어도 된다. 중합성 단량체는 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 사용해도 된다. 이들 중에서도, 특히 광 조형법을 채용하는 경우 등에 있어서, 다관능성의 중합성 단량체를 사용하는 것이 바람직하다.

단관능성의 (메트)아크릴레이트로는, 예를 들어, 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 3-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메트)아크릴레이트, 6-하이드록시헥실(메트)아크릴레이트, 10-하이드록시데실(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜모노(메트)아크릴레이트, 글리세롤모노(메트)아크릴레이트, 에리트리톨모노(메트)아크릴레이트 등의 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트 ; 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, 이소프로필(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, sec-부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, n-헥실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 세틸(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트 등의 알킬(메트)아크릴레이트 ; 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트 등의 지환식 (메트)아크릴레이트 ; 벤질(메트)아크릴레이트, 페닐(메트)아크릴레이트 등의 방향족 기 함유 (메트)아크릴레이트 ; 2,3-디브로모프로필(메트)아크릴레이트, 3-(메트)아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, 11-(메트)아크릴로일옥시운데실트리메톡시실란 등의 관능기를 갖는 (메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

단관능성의 (메트)아크릴아미드로는, 예를 들어, (메트)아크릴아미드, N-(메트)아크릴로일모르폴린, N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, N,N-디에틸(메트)아크릴아미드, N,N-디-n-프로필(메트)아크릴아미드, N,N-디-n-부틸(메트)아크릴아미드, N,N-디-n-헥실(메트)아크릴아미드, N,N-디-n-옥틸(메트)아크릴아미드, N,N-디-2-에틸헥실(메트)아크릴아미드, N-하이드록시에틸(메트)아크릴아미드, N,N-비스(2-하이드록시에틸)(메트)아크릴아미드 등을 들 수 있다.

이들 단관능성의 중합성 단량체 중에서도, 중합성이 우수한 점에서, (메트)아크릴아미드가 바람직하고, N-(메트)아크릴로일모르폴린, N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, N,N-디에틸(메트)아크릴아미드가 보다 바람직하다.

2 관능성의 방향족 화합물로는, 예를 들어, 2,2-비스((메트)아크릴로일옥시페닐)프로판, 2,2-비스[4-(3-(메트)아크릴로일옥시-2-하이드록시프로폭시)페닐]프로판, 2,2-비스[4-(3-메타크릴로일옥시-2-하이드록시프로폭시)페닐]프로판 (통칭 「Bis-GMA」), 2,2-비스(4-(메트)아크릴로일옥시에톡시페닐)프로판, 2,2-비스(4-(메트)아크릴로일옥시폴리에톡시페닐)프로판, 2,2-비스(4-(메트)아크릴로일옥시디에톡시페닐)프로판, 2,2-비스(4-(메트)아크릴로일옥시테트라에톡시페닐)프로판, 2,2-비스(4-(메트)아크릴로일옥시펜타에톡시페닐)프로판, 2,2-비스(4-(메트)아크릴로일옥시디프로폭시페닐)프로판, 2-(4-(메트)아크릴로일옥시디에톡시페닐)-2-(4-(메트)아크릴로일옥시에톡시페닐)프로판, 2-(4-(메트)아크릴로일옥시디에톡시페닐)-2-(4-(메트)아크릴로일옥시트리에톡시페닐)프로판, 2-(4-(메트)아크릴로일옥시디프로폭시페닐)-2-(4-(메트)아크릴로일옥시트리에톡시페닐)프로판, 2,2-비스(4-(메트)아크릴로일옥시프로폭시페닐)프로판, 2,2-비스(4-(메트)아크릴로일옥시이소프로폭시페닐)프로판, 1,4-비스(2-(메트)아크릴로일옥시에틸)피로멜리테이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 중합성 및 얻어지는 지르코니아 성형체의 기계적 강도가 우수한 점에서, 2,2-비스[4-(3-메타크릴로일옥시-2-하이드록시프로폭시)페닐]프로판 (통칭 「Bis-GMA」), 2,2-비스(4-(메트)아크릴로일옥시폴리에톡시페닐)프로판이 바람직하다. 2,2-비스(4-(메트)아크릴로일옥시폴리에톡시페닐)프로판 중에서도, 2,2-비스(4-메타크릴로일옥시폴리에톡시페닐)프로판 (에톡시기의 평균 부가 몰수가 2.6 인 화합물 (통칭 「D-2.6E」)) 이 바람직하다.

2 관능성의 지방족 화합물로는, 예를 들어, 글리세롤디(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 부틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 1,3-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 2-에틸-1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메트)아크릴레이트, 1,10-데칸디올디(메트)아크릴레이트, 1,2-비스(3-메타크릴로일옥시-2-하이드록시프로폭시)에탄, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌비스(2-카르바모일옥시에틸)디메타크릴레이트 (통칭 「UDMA」) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 중합성 및 얻어지는 지르코니아 성형체의 기계적 강도가 우수한 점에서, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트 (통칭 「TEGDMA」), 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌비스(2-카르바모일옥시에틸)디메타크릴레이트가 바람직하다.

3 관능성 이상의 화합물로는, 예를 들어, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올메탄트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, N,N-(2,2,4-트리메틸헥사메틸렌)비스[2-(아미노카르복시)프로판-1,3-디올]테트라(메트)아크릴레이트, 1,7-디아크릴로일옥시-2,2,6,6-테트라(메트)아크릴로일옥시메틸-4-옥사헵탄 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 중합성 및 얻어지는 지르코니아 성형체의 기계적 강도가 우수한 점에서, N,N-(2,2,4-트리메틸헥사메틸렌)비스[2-(아미노카르복시)프로판-1,3-디올]테트라메타크릴레이트, 1,7-디아크릴로일옥시-2,2,6,6-테트라아크릴로일옥시메틸-4-옥사헵탄이 바람직하다.

상기 (a) 및 (b) 중 어느 방법에 있어서도, 조성물의 중합은 중합 개시제를 사용하여 실시하는 것이 바람직하고, 당해 조성물은 중합 개시제를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 중합 개시제의 종류에 특별히 제한은 없지만, 광 중합 개시제가 특히 바람직하다. 광 중합 개시제로는, 일반 공업계에서 사용되고 있는 광 중합 개시제에서 적절히 선택하여 사용할 수 있고, 그 중에서도 치과 용도에 사용되고 있는 광 중합 개시제가 바람직하다. 광 중합 개시제의 구체예는, 겔 캐스팅의 설명에 있어서 상기한 것과 동일하며, 여기서는 중복되는 설명을 생략한다.

상기 지르코니아 입자 및 중합성 단량체를 포함하는 조성물은, 바인더 및 폴리올 이외에, 상기한 바와 같은, 분산제, 유화제, 소포제, pH 조정제, 윤활제 등의 다른 성분 중 1 종 또는 2 종 이상을 추가로 포함하고 있어도 된다.

지르코니아 입자 및 중합성 단량체를 포함하는 조성물을 사용하는 광 조형법에 의해 지르코니아 성형체를 제조하는 경우에 있어서 광 조형법의 구체적인 방법에 특별히 제한은 없고, 공지된 방법을 적절히 채용하여 광 조형할 수 있다. 예를 들어, 광 조형 장치를 사용하여, 액상의 조성물을 자외선, 레이저 등으로 광 중합시킴으로써 원하는 형상을 갖는 각 층을 순차 형성해 가는 것에 의해 목적으로 하는 지르코니아 성형체를 얻는 방법 등을 채용할 수 있다.

광 조형법에 의해 지르코니아 성형체를 얻는 경우, 지르코니아 입자 및 중합성 단량체를 포함하는 조성물에 있어서의 지르코니아 입자의 함유율은, 이후의 소결성의 관점 등에서는 가급적 많은 편이 바람직하다. 당해 조성물에 있어서의 지르코니아 입자의 함유율은, 구체적으로는, 20 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 30 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 40 질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 50 질량％ 이상인 것이 특히 바람직하다. 한편, 광 조형법에서는, 그 적층 성형의 원리로부터, 당해 조성물의 점도가 어느 일정한 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 그 때문에, 상기 조성물에 있어서의 지르코니아 입자의 함유율은, 90 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 80 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 70 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 60 질량％ 이하인 것이 특히 바람직하다. 당해 조성물의 점도의 조정은, 용기의 하측으로부터 그 용기의 바닥면을 통하여 광을 조사함으로써 층을 경화시켜 지르코니아 성형체를 1 층씩 순차 형성해 가는 규제 액면법을 실시하는 경우에, 경화된 층을 1 층분만 상승시켜, 당해 경화된 층의 하면과 용기의 바닥면 사이에 다음 층을 형성하기 위한 조성물을 원활하게 유입시키기 위해 특히 중요해지는 경우가 있다.

상기 조성물의 구체적인 점도로는, 25 ℃ 에서의 점도로서, 20,000 mPa·s 이하인 것이 바람직하고, 10,000 mPa·s 이하인 것이 보다 바람직하고, 5,000 mPa·s 이하인 것이 더욱 바람직하고, 또, 100 mPa·s 이상인 것이 바람직하다. 당해 조성물에 있어서, 지르코니아 입자의 함유율이 높을수록 점도가 상승하는 경향이 있기 때문에, 사용하는 광 조형 장치의 성능 등에 맞추어, 광 조형할 때의 속도와 얻어지는 지르코니아 성형체의 정밀도의 밸런스 등도 감안하면서, 상기 조성물에 있어서의 지르코니아 입자의 함유율과 점도의 밸런스를 적절히 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 당해 점도는, E 형 점도계를 사용하여 측정할 수 있다.

본 발명의 지르코니아 성형체의 제조 방법에 있어서, 지르코니아 성형체의 밀도를 더욱 향상시키기 위해, 지르코니아 성형체에 가습 처리를 실시한 후, CIP 처리를 실시해도 된다. 프레스 성형을 실시하는 경우에는 프레스 성형 전의 지르코니아 입자를 포함하는 분말에 가습 처리를 실시한 후, 프레스 성형을 실시해도 된다. 가습 처리의 방법은 공지된 방법을 아무런 제한 없이 사용할 수 있으며, 분무기 등으로 물을 내뿜는 것이나, 항습기 또는 항온 항습기를 사용하여 처리해도 된다. 가습 처리에 의한 수분 증가량은, 포함되는 지르코니아 입자의 입자경 등에 따라 다르기도 하지만, 습윤 전 분말 (가습 처리 전 분말) 및 성형체의 질량에 대하여, 2 질량％ 를 초과하는 것이 바람직하고, 3 질량％ 를 초과하는 것이 보다 바람직하고, 4 질량％ 를 초과하는 것이 더욱 바람직하고, 5 질량％ 를 초과하는 것이 특히 바람직하고, 또, 15 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 13 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 11 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 가습 처리에 의한 수분 증가량은, 습윤 분말 (가습 처리 후 분말) 및 성형체의 질량으로부터 습윤 전 분말 및 성형체의 질량을 뺀 값을, 습윤 전 분말 및 성형체의 질량으로 나눔으로써 백분율로서 구할 수 있다.

[지르코니아 가소체]

본 발명의 다른 실시형태로는, 이트리아를 산화지르코늄과 이트리아의 합계 몰수에 대하여 2.0 ∼ 9.0 mol％ 포함하고, 두께 1.5 mm 에 있어서의 ΔL^*(W-B) 가 5 이상이며, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후의 28.5 ㎛² 의 단면적당 직경 50 nm 이상의 포어의 개수가 10 이하이고, 두께가 10 mm 이상인, 지르코니아 가소체를 들 수 있다. 상기 지르코니아 가소체를 사용함으로써, 기계적 강도와 투광성이 모두 우수하고, 직선광 투과율이 우수한 지르코니아 소결체를 얻을 수 있다. ΔL^*(W-B) 의 정의는, 지르코니아 성형체와 동일하다. 또한, 그 직경 50 nm 이상의 포어의 개수의 측정 방법은, 지르코니아 소결체에 있어서의 직경 50 nm 이상의 포어의 개수의 설명으로서 상기 서술한 바와 같다. 지르코니아 가소체의 두께는, 12 mm 이상이 바람직하고, 15 mm 이상이 보다 바람직하다. 두께가 10 mm 이상인 지르코니아 가소체의 형상은 특별히 한정되지 않고, 블록상 (직방체상) 등이어도 된다.

본 발명의 지르코니아 소결체가 형광제를 포함하는 경우에는, 소결 전의 원료로서, 형광제를 포함하는 지르코니아 가소체를 바람직하게 들 수 있다. 형광제를 포함하는 지르코니아 가소체에 있어서의 형광제의 함유율은, 얻어지는 지르코니아 소결체에 있어서의 형광제의 함유율 등에 따라 적절히 조정할 수 있다. 지르코니아 가소체에 포함되는 형광제의 구체적인 함유율은, 지르코니아 가소체에 포함되는 지르코니아 100 질량％ 에 대하여, 형광제에 포함되는 금속 원소의 산화물 환산으로, 0.001 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.005 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.01 질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 1 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 0.5 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.1 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

지르코니아 소결체가 착색제를 포함하는 경우에는, 소결 전의 원료로서, 착색제를 포함하는 지르코니아 가소체를 바람직하게 들 수 있다. 착색제를 포함하는 지르코니아 가소체에 있어서의 착색제의 함유율은, 얻어지는 지르코니아 소결체에 있어서의 착색제의 함유율 등에 따라 적절히 조정할 수 있다. 지르코니아 가소체에 포함되는 착색제의 구체적인 함유율은, 지르코니아 가소체에 포함되는 지르코니아 100 질량％ 에 대하여, 착색제에 포함되는 금속 원소의 산화물 환산으로, 0.001 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 0.005 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.01 질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 5 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 1 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.5 질량％ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.1 질량％ 이하, 나아가서는 0.05 질량％ 이하여도 된다.

지르코니아 소결체가 투광성 조정제를 포함하는 경우에는, 소결 전의 원료로서, 투광성 조정제를 포함하는 지르코니아 가소체를 바람직하게 들 수 있다. 투광성 조정제를 포함하는 지르코니아 가소체에 있어서의 투광성 조정제의 함유율은, 얻어지는 지르코니아 소결체에 있어서의 투광성 조정제의 함유율 등에 따라 적절히 조정할 수 있다. 지르코니아 가소체에 포함되는 투광성 조정제의 구체적인 함유율은, 지르코니아 가소체에 포함되는 지르코니아 100 질량％ 에 대하여 0.1 질량％ 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 지르코니아 가소체에 포함되는 이트리아의 함유율은, 2.0 ∼ 9.0 mol％ 의 범위 내에서, 얻어지는 지르코니아 소결체에 있어서의 이트리아의 함유율과 동일한 것으로 하면 되고, 지르코니아 가소체에 있어서의 이트리아의 구체적인 함유율은, 2.0 mol％ 이상이고, 3.0 mol％ 이상인 것이 바람직하고, 3.5 mol％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 4.0 mol％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또한, 8.0 mol％ 이하인 것이 바람직하고, 7.5 mol％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 7.0 mol％ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 지르코니아 가소체의 밀도에 특별히 제한은 없고, 그 제조에 사용되는 지르코니아 성형체의 제조 방법 등에 따라서도 상이하지만, 3.0 ∼ 6.0 g/m³ 의 범위 내인 것이 바람직하고, 3.2 ∼ 5.8 g/m³ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 지르코니아 가소체의 형상에 특별히 제한은 없고, 용도에 따라 원하는 형상으로 할 수 있지만, 치과용 보철물 등의 치과 재료를 제조하기 위한 밀 블랭크로서 사용하는 경우에 있어서의 취급성 등을 고려하면, 원반상, 각기둥상 (직방체상 등) 등이 바람직하다. 또한, 후술하는 바와 같이, 지르코니아 가소체를 지르코니아 소결체로 하기 전에, 절삭 (밀링) 에 의해 용도에 따른 원하는 형상으로 할 수 있는데, 본 발명은 이와 같은 절삭 (밀링) 후의 원하는 형상을 갖는 지르코니아 가소체도 포함한다. 또, 지르코니아 가소체는 단층 구조여도 되지만, 다층 구조여도 된다. 다층 구조로 함으로써 최종적으로 얻어지는 지르코니아 소결체를 다층 구조로 할 수 있고, 그 투광성 등의 물성을 국소적으로 변화시킬 수 있다.

본 발명의 지르코니아 가소체의 3 점 굽힘 강도는, 절삭 가공기를 사용한 가공시에 가공물의 형상을 유지할 수 있고, 또 절삭 자체도 용이하게 실시할 수 있는 등의 관점에서, 10 ∼ 70 MPa 의 범위 내인 것이 바람직하고, 20 ∼ 60 MPa 의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 또한, 지르코니아 가소체의 3 점 굽힘 강도는, 5 mm × 40 mm × 10 mm 의 시험편에 대하여, 만능 시험기를 사용하여 스팬 길이 (지지점간 거리) 30 mm, 크로스헤드 스피드 0.5 mm/분의 조건에서 측정할 수 있다.

본 발명의 지르코니아 가소체는, 상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 2 시간 소결한 후 (지르코니아 소결체로 한 후) 의 결정 입경이 180 nm 이하인 것이 바람직하다. 이로써 투광성이 우수한 본 발명의 지르코니아 소결체를 용이하게 제조할 수 있다. 투광성이 보다 우수한 지르코니아 소결체가 얻어지는 점 등에서, 당해 결정 입경은 140 nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 120 nm 이하인 것이 더욱 바람직하고, 115 nm 이하인 것이 특히 바람직하고, 110 nm 이하여도 된다. 당해 결정 입경의 하한에 특별히 제한은 없지만, 당해 결정 입경은, 예를 들어, 50 nm 이상, 나아가서는 100 nm 이상으로 할 수 있다. 또한, 당해 결정 입경의 측정 방법은, 지르코니아 소결체에 있어서의 결정 입경의 설명으로서 상기 서술한 바와 같다.

본 발명의 지르코니아 가소체는, 두께 1.5 mm 에 있어서의 ΔL^*(W-B) 가 5 이상이고, 7 이상인 것이 바람직하고, 나아가서는 10 이상이어도 된다. 당해 ΔL^*(W-B) 가 상기와 같은 범위 내임으로써, 상압 하에서 소결했을 때에 직선광 투과율이 높은 지르코니아 소결체가 얻어진다. 당해 ΔL^*(W-B) 의 상한에 특별히 제한은 없지만, 예를 들어, 30 이하, 나아가서는 25 이하로 할 수 있다. 또한, 지르코니아 가소체의 두께 1.5 mm 에 있어서의 ΔL^*(W-B) 는, 측정 시료를 지르코니아 성형체에 있어서의 측정으로부터 지르코니아 가소체로 변경하는 것 이외에는, 지르코니아 성형체와 동일한 방법으로 측정할 수 있다.

본 발명의 지르코니아 가소체는, 상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후 (지르코니아 소결체로 한 후) 의 3 점 굽힘 강도가 500 MPa 이상인 것이 바람직하다. 이로써, 기계적 강도가 우수한 본 발명의 지르코니아 소결체를 용이하게 제조할 수 있다. 기계적 강도가 보다 우수한 지르코니아 소결체가 얻어지는 점 등에서, 당해 3 점 굽힘 강도는 600 MPa 이상인 것이 보다 바람직하고, 650 MPa 이상인 것이 더욱 바람직하고, 700 MPa 이상인 것이 특히 바람직하고, 800 MPa 이상인 것이 가장 바람직하다. 당해 3 점 굽힘 강도의 상한에 특별히 제한은 없지만, 당해 3 점 굽힘 강도는, 예를 들어, 1500 MPa 이하, 나아가서는 1000 MPa 이하로 할 수 있다. 또한, 당해 3 점 굽힘 강도의 측정 방법은, 지르코니아 소결체에 있어서의 3 점 굽힘 강도의 설명으로서 상기 서술한 바와 같다.

본 발명의 지르코니아 가소체는, 상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후 (지르코니아 소결체로 한 후) 의 두께 0.5 mm 에 있어서의 파장 700 nm 의 광의 투과율이 40 ％ 이상인 것이 바람직하다. 이로써 투광성이 우수한 본 발명의 지르코니아 소결체를 용이하게 제조할 수 있다. 투광성이 보다 우수한 지르코니아 소결체가 얻어지는 점 등에서, 당해 투과율은, 45 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 46 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 48 ％ 이상인 것이 특히 바람직하고, 50 ％ 이상인 것이 가장 바람직하고, 나아가서는 52 ％ 이상이어도 된다. 당해 투과율의 상한에 특별히 제한은 없지만, 당해 투과율은, 예를 들어, 60 ％ 이하, 나아가서는 57 ％ 이하로 할 수 있다. 또한, 당해 투과율의 측정 방법은, 지르코니아 소결체에 있어서의 두께 0.5 mm 에 있어서의 파장 700 nm 의 광의 투과율의 설명으로서 상기 서술한 바와 같다.

본 발명의 지르코니아 가소체는, 상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후 (지르코니아 소결체로 한 후) 의 두께 1.0 mm 에 있어서의 직선광 투과율이 1 ％ 이상인 것이 바람직하고, 3 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 5 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 7 ％ 이상인 것이 특히 바람직하고, 나아가서는 10 ％ 이상이어도 된다. 당해 직선광 투과율이 상기와 같은 범위 내임으로써, 예를 들어 치과용 보철물로서 사용하는 경우에, 절단부에 요구되는 투광성을 만족하기 쉬워진다. 당해 직선광 투과율의 상한에 특별히 제한은 없지만, 당해 직선광 투과율은, 예를 들어, 60 ％ 이하, 나아가서는 50 ％ 이하로 할 수 있다. 또한, 당해 직선광 투과율의 측정 방법은, 지르코니아 소결체에 있어서의 두께 1.0 mm 에 있어서의 직선광 투과율의 설명으로서 상기 서술한 바와 같다.

[지르코니아 가소체의 제조 방법]

본 발명의 지르코니아 가소체의 제조 방법은, 예를 들면, 본 발명의 지르코니아 성형체를 사용하는 것을 특징으로 한다. 지르코니아 가소체의 제조 방법은, 그 지르코니아 성형체를 200 ∼ 800 ℃ 에서 가소하는 공정을 포함하는 제조 방법이 바람직하다. 본 발명의 지르코니아 가소체의 제조 방법은, 본 발명의 지르코니아 성형체를 절삭 가공하는 공정을 포함하고, 절삭 가공된 지르코니아 성형체를 가소해도 된다. 절삭 가공의 방법은, 특별히 한정되지 않고, 공지된 장치 (예를 들어, 공지된 밀링 장치) 및 방법을 사용할 수 있다. 가소 온도는, 목적으로 하는 지르코니아 가소체가 용이하게 얻어지는 등의 관점에서, 200 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 250 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 300 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 800 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 700 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 600 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 가소 온도가 상기 하한 이상임으로써, 유기물의 잔류물의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 또, 가소 온도가 상기 상한 이하임으로써, 소결이 과잉으로 진행되어 절삭 가공기로의 절삭 (밀링) 이 곤란해지는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 지르코니아 성형체를 가소할 때의 승온 속도에 특별히 제한은 없지만, 0.1 ℃/분 이상인 것이 바람직하고, 0.2 ℃/분 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.5 ℃/분 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 50 ℃/분 이하인 것이 바람직하고, 30 ℃/분 이하인 것이 보다 바람직하고, 20 ℃/분 이하인 것이 더욱 바람직하다. 승온 속도가 상기 하한 이상임으로써 생산성이 향상된다. 또, 승온 속도가 상기 상한 이하임으로써, 지르코니아 성형체나 지르코니아 가소체에 있어서의 내부와 외부의 체적차를 억제할 수 있고, 또, 지르코니아 성형체가 유기물을 포함하는 경우에 당해 유기물의 급격한 분해를 억제할 수 있어 크랙이나 파괴를 억제할 수 있다.

본 발명의 지르코니아 성형체를 가소할 때의 가소 시간에 특별히 제한은 없지만, 목적으로 하는 지르코니아 가소체를 양호한 생산성으로 효율적으로 안정되게 얻을 수 있는 점 등에서, 가소 시간은, 0.5 시간 이상인 것이 바람직하고, 1 시간 이상인 것이 보다 바람직하고, 2 시간 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 10 시간 이하인 것이 바람직하고, 8 시간 이하인 것이 보다 바람직하고, 6 시간 이하인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서의 가소는 가소로를 사용하여 실시할 수 있다. 가소로의 종류에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 일반 공업계에서 사용되는 전기로 및 탈지로 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 지르코니아 가소체는, 지르코니아 소결체로 하기 전에, 절삭 (밀링) 에 의해 용도에 따른 원하는 형상으로 할 수 있다. 특히 본 발명의 지르코니아 소결체는, 형광제를 포함함에도 불구하고, 투광성 및 기계적 강도가 모두 우수한 점에서, 치과용 보철물 등의 치과 재료 등으로서 특히 바람직하고, 이와 같은 용도에 사용되는 지르코니아 소결체를 얻기 위해, 그에 대응하는 형상이 되도록 지르코니아 가소체를 절삭 (밀링) 할 수 있다. 절삭 (밀링) 의 방법에 특별히 제한은 없고, 예를 들어 공지된 밀링 장치를 사용하여 실시할 수 있다.

[지르코니아 소결체의 제조 방법]

상기와 같이, 본 발명의 지르코니아 소결체는, 본 발명의 지르코니아 성형체를 상압 하에서 소결함으로써 제조할 수 있고, 또, 본 발명의 지르코니아 가소체를 상압 하에서 소결함으로써 제조할 수도 있다.

본 발명의 지르코니아 성형체를 소결하는 경우, 및 본 발명의 지르코니아 가소체를 소결하는 경우 중 어느 것에 있어서도, 소결 온도는, 목적으로 하는 지르코니아 소결체가 용이하게 얻어지는 등의 관점에서, 900 ℃ 이상인 것이 바람직하고, 1000 ℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 1050 ℃ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 1200 ℃ 이하인 것이 바람직하고, 1150 ℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 1120 ℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 소결 온도가 상기 하한 이상임으로써, 소결을 충분히 진행시킬 수 있어, 치밀한 소결체를 용이하게 얻을 수 있다. 또, 소결 온도가 상기 상한 이하임으로써, 결정 입경이 본 발명의 바람직한 범위 내에 있는 지르코니아 소결체를 용이하게 얻을 수 있고, 또 형광제의 실활을 억제할 수 있다.

본 발명의 지르코니아 성형체를 소결하는 경우, 및 본 발명의 지르코니아 가소체를 소결하는 경우 중 어느 것에 있어서도, 소결 시간에 특별히 제한은 없지만, 목적으로 하는 지르코니아 소결체를 양호한 생산성으로 효율적으로 안정되게 얻을 수 있는 점 등에서, 소결 시간은, 5 분 이상인 것이 바람직하고, 15 분 이상인 것이 보다 바람직하고, 30 분 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또, 6 시간 이하인 것이 바람직하고, 4 시간 이하인 것이 보다 바람직하고, 2 시간 이하인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서의 소결은 소결로를 사용하여 실시할 수 있다. 소결로의 종류에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 일반 공업계에서 사용되는 전기로 및 탈지로 등을 사용할 수 있다. 특히 치과 재료 용도에서 사용하는 경우에는, 종래의 치과용 지르코니아용 소결로 이외에도, 소결 온도가 비교적 낮은 치과용 포세린 퍼니스를 사용할 수도 있다.

본 발명의 지르코니아 소결체는, HIP 처리 없이도 용이하게 제조할 수 있지만, 상기 상압 하에서의 소결 후에 HIP 처리를 실시함으로써 가일층의 투광성 및 기계적 강도의 향상이 가능하다.

[지르코니아 소결체의 용도]

본 발명의 지르코니아 소결체의 용도에 특별히 제한은 없지만, 본 발명의 지르코니아 소결체는, 투광성 및 기계적 강도가 모두 우수하고, 직선광 투과율이 우수한 점에서, 치과용 보철물 등의 치과 재료 등으로서 특히 바람직하고, 그 중에서도, 치경부에 사용되는 치과용 보철물뿐만 아니라, 구치 교합면이나 전치 절단부에 사용되는 치과용 보철물로서도 매우 유용하다. 본 발명의 지르코니아 소결체는, 특히 전치 절단부에 사용되는 치과용 보철물로서 사용하는 것이 바람직하다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예 등에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 물성의 측정 방법은 이하와 같다.

(1) 지르코니아 입자의 평균 1 차 입자경

지르코니아 슬러리에 있어서의 지르코니아 입자를 투과형 전자 현미경 (TEM) 으로 사진 촬영하고, 얻어진 화상 상에서 임의의 입자 100 개에 대하여 각 입자의 입자경 (최대 직경) 을 측정하여, 그들의 평균값을 지르코니아 입자의 평균 1 차 입자경으로 하였다.

(2) 100 nm 를 초과하는 입경을 갖는 입자의 비율

지르코니아 슬러리에 있어서의 지르코니아 입자를 메탄올에 분산시키고, 레이저 회절/산란식 입자경 분포 측정 장치 (주식회사 호리바 제작소 제조, LA-950) 를 사용하여 체적 기준으로 측정하였다.

(3) 결정 입경

지르코니아 소결체에 있어서의 결정 입경은, 지르코니아 소결체 단면의 전계 방출형 주사 전자 현미경 (FE-SEM) 사진을 촬영하고, 그 촬영 화상에 있는 임의의 입자를 100 개 선택하여, 각각의 원상당경 (동일 면적의 진원의 직경) 의 평균값으로서 구하였다.

(4) 3 점 굽힘 강도

지르코니아 소결체의 3 점 굽힘 강도는, ISO 6872 : 2015 에 준거하여 측정하고, 지지점간 거리 : 30 mm, 시험편 사이즈 : 40 mm × 4 mm × 3 mm, 크로스헤드 스피드 0.5 mm/분의 조건에서, n = 10 으로 측정한 평균값을 구하였다.

이 시험편은, 실시예의 과정에서 얻어진 지르코니아 입자를 포함하는 분말을 1 축 프레스로 40 mm × 6 mm × 5 mm 의 각봉상 (角棒狀) 으로 성형하고, 이들을 냉간 등방압 가압 (CIP) 처리 (압력 170 MPa) 하여 밀도를 올려 지르코니아 성형체를 얻고, 소성한 후에, 표면 연마하여 얻었다.

(5) 광의 투과율 (파장 700 nm, 0.5 mm 두께)

지르코니아 소결체의 두께 0.5 mm 에 있어서의 파장 700 nm 의 광의 투과율은, 분광 광도계 (주식회사 히타치 하이테크놀로지즈 제조, 「히타치 분광 광도계 U-3900H 형」) 를 사용하여, 광원으로부터 발생한 광을 시료에 투과 및 산란시키고, 적분구를 이용하여 측정하였다. 당해 측정에 있어서는, 일단, 300 ∼ 750 nm 의 파장 영역에서 투과율을 측정한 후, 파장 700 nm 의 광에 대한 투과율을 구하였다. 측정에는, 원반상의 지르코니아 소결체를 경면 연마 가공하여 얻은, 직경 15 mm × 두께 0.5 mm 의 원반상의 지르코니아 소결체를 시료로서 사용하여, n = 3 으로 측정한 평균값을 구하였다.

(6) 직선광 투과율 (1.0 mm 두께)

지르코니아 소결체의 두께 1.0 mm 에 있어서의 직선광 투과율은, 탁도계 (닛폰 전색 공업 주식회사 제조, 「Haze Meter NDH4000」) 를 사용하여, 광원으로부터 발생한 광을 시료에 투과 및 산란시키고, 적분구를 이용하여 측정하였다. 당해 측정에 있어서는, 직선광 투과율은 ISO 13468-1 : 1996 및 JIS K 7361-1 : 1997 에 준하여 측정하고, 헤이즈는 ISO 14782-1 : 1999 및 JIS K 7136 : 2000 에 준하여 측정함으로써 직선광 투과율을 측정하였다. 측정에는, 원반상의 지르코니아 소결체를 경면 연마 가공하여 얻은, 직경 15 mm × 두께 1.0 mm 의 원반상의 지르코니아 소결체를 시료로서 사용하여, n = 3 으로 측정한 평균값을 구하였다.

(7) 28.5 ㎛²의 단면적당 직경 50 nm 이상의 포어 사이즈의 개수

28.5 ㎛² 의 단면적당 직경 50 nm 이상의 포어 사이즈의 개수는, 블록상의 지르코니아 성형체를 소결한 지르코니아 소결체를 사용하고, 28.5 ㎛² 의 지르코니아 소결체 단면의 전계 방출형 주사 전자 현미경 (FE-SEM) 사진을 10 시야 촬영하고, 그 촬영 화상에 있는 포어의 각각의 원상당경 (동일 면적의 진원의 직경) 을 구하고, 그 중, 50 nm 이상이 된 것의 개수를 각 촬영 화상에 있어서 산출하고, 당해 산출한 개수를 10 촬영 화상분 합계하고, 그것을 10 으로 나눈 산술 평균값으로 하였다. 하기 표 3 ∼ 6 에서는, 「50 nm 이상의 포어 사이즈의 개수」라고 표기한다.

(8) 지르코니아 소결체의 외관

지르코니아 소결체의 외관 (색) 은 육안으로 평가하였다.

(9) 지르코니아 소결체의 형광성

지르코니아 소결체의 형광성은 UV 광 아래에 있어서의 형광의 유무를 육안으로 평가하였다.

(10) 지르코니아 성형체 및 지르코니아 가소체의 ΔL^*(W-B)

지르코니아 성형체 및 지르코니아 가소체의 두께 1.5 mm 에 있어서의 ΔL^*(W-B) 는 분광 측색계 (코니카 미놀타 재팬 주식회사 제조, 「CM-3610A」) 를 사용하여 측정하였다. 당해 측정에 있어서는, 광원은 F11 을 사용하고, 반사광을 측정함으로써 구하였다. 측정에는, 원반상의 지르코니아 성형체 및 가소체를 경면 연마 가공하여 얻은, 직경 20 mm × 두께 1.5 mm 의 원반상의 지르코니아 성형체 및 지르코니아 가소체를 시료로서 사용하여, n = 3 으로 측정한 평균값을 구하였다.

(11) 폴리올과 바인더의 연소 개시 온도 및 연소 종료 온도

실시예 및 비교예에서 사용한 폴리올 및 바인더에 대하여, 각각의 연소 개시 온도 및 연소 종료 온도를, 주식회사 리가쿠 제조의 열 분석 장치 (「상품명 : Thermo plus EVO2」, 시차열-열중량 동시 측정 장치 「TG-DTA8122」, 해석 소프트웨어 : Thermo plus EVO ver2.086, 샘플 팬 : 백금, 측정 분위기 : Air (100 cc/분), 승온 속도 : 10.0 ℃/분, 샘플링 간격 : 1.0 초) 를 사용하여 측정하였다. 폴리올 및 바인더에 대하여, 사용한 종류 그리고 연소 개시 온도 및 연소 종료 온도의 측정 결과를 표 1 및 2 에 나타낸다.

[실시예 1]

0.62 몰/L 의 옥시염화지르코늄 및 0.038 몰/L 의 염화이트륨을 포함하는 혼합 수용액 1.0 L 와, 1.9 몰/L 의 수산화나트륨 수용액 0.5 L 를 각각 준비하였다.

침전조 내에 순수 1.0 L 를 따르고, 추가로 상기 혼합 수용액과 수산화나트륨 수용액을 동시에 따르고, 옥시염화지르코늄과 염화이트륨을 공침시켜 슬러리를 얻었다.

이것을 여과 및 세정한 후, 아세트산 22.2 g 을 상기 슬러리에 첨가하여, 200 ℃ 에서 3 시간 수열 처리하고, 얻어진 슬러리를 100 nm 의 공경을 갖는 멤브레인 필터로 원심 여과하고, 고형분 농도 (이트리아가 고용된 지르코니아의 농도) 가 5.0 질량％ 가 되도록 순수를 첨가하여, 조대 입자를 제거한 지르코니아 슬러리를 얻었다. 이 지르코니아 슬러리에 포함되는 지르코니아 입자의 평균 1 차 입자경은 17 nm 이고, 100 nm 이상의 입경을 갖는 지르코니아 입자는 0.33 질량％ 였다.

그 지르코니아 슬러리의 9 체적 배의 이소프로판올을 첨가하여, 이것을 원침관에 넣어 충분히 혼합하고, 4000 rpm 으로 10 분간 원심하였다. 백색물의 침강을 확인한 후 상청을 제거하고, 이것에 재차 이소프로판올을 첨가하여 충분히 혼합하고, 4000 rpm 으로 10 분간 원심하였다. 백색물의 침강을 확인한 후 상청을 제거하고, 이것에 메탄올을 첨가함으로써 사용한 지르코니아 슬러리와 동일 체적이 되도록 하고, 추가로 충분히 혼합하여 메탄올 치환 슬러리를 얻었다. 이 메탄올 치환 슬러리의 잔존 수분량을 칼피셔 수분량계를 사용하여 측정한 결과 0.08 질량％ 였다.

얻어진 슬러리에, 글리세린을 지르코니아 100 질량％ 에 대하여 1 질량％, 아크릴계 바인더 「KFE-124」를 지르코니아 100 질량％ 에 대하여 2 질량％ 첨가하고, 40 kHz, 1 시간의 조건에서 초음파 분산함으로써, 첨가제 함유 슬러리를 얻었다.

얻어진 첨가제 함유 슬러리를 초임계 건조 장치를 사용하여, 이하의 수순에 의해 초임계 건조하였다. 즉, 첨가제 함유 슬러리를 압력 용기에 넣고, 압력 용기를 초임계 이산화탄소 추출 장치에 연결하여, 압력 누출이 없는 것을 확인하였다. 그 후, 압력 용기와 예열관을 60 ℃ 로 가온한 워터 배스에 담그고, 80 ℃ 까지 승온시킴과 함께, 25 MPa 까지 가압하고, 안정화를 위해 10 분간 정치 (靜置) 하였다. 다음으로, 이산화탄소 및 엔트레이너로서의 메탄올을 소정 조건 하 (온도 : 80 ℃, 압력 : 25 MPa, 이산화탄소의 유량 : 10 mL/분, 엔트레이너 (메탄올) 의 유량 : 1.5 mL/분) 에서 도입하고, 2 시간 경과 시점에서 메탄올 도입을 정지하고, 이산화탄소만의 도입을 계속하였다. 이산화탄소만의 도입이 2 시간 경과한 후, 이산화탄소의 송액을 정지하고, 온도를 80 ℃ 로 유지한 채 압력을 약 20 분에 걸쳐 25 MPa 로부터 서서히 낮춰 상압으로 되돌렸다. 압력 용기를 워터 배스로부터 꺼내어 상온까지 냉각시키고, 개봉하여 처리 완료된 시료를 회수하여, 지르코니아 입자를 포함하는 분말을 얻었다.

얻어진 분말을 1 축 프레스로 20 mm × 20 mm × 5 mm 의 판상, 직경 20 mm × 두께 2.5 mm 의 원반상 및 20 mm × 20 mm × 15 mm 의 블록상으로 각각 성형하고, 이들을 냉간 등방압 가압 (CIP) 처리 (압력 170 MPa) 하여 밀도를 올려 지르코니아 성형체를 얻었다. 이들 지르코니아 성형체를 상압 하, 500 ℃ 에서 2 시간 가소하여 지르코니아 가소체를 얻었다. 또한, 블록 형상 이외의 지르코니아 가소체를 상압 하, 1100 ℃ 에서 2 시간 소결하여 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 지르코니아 소결체는 백색이었다. 각 측정 결과를 표 3 에 나타내었다.

또한, 상기 블록상의 지르코니아 가소체에 대하여, 밀링 장치 (「카타나 (등록상표) H-18」, 쿠라레 노리타케 덴탈 주식회사 제조) 를 이용하여, 상악 중절치 단관 형상 및 하악 제 1 대구치 단관 형상의 지르코니아 가소체를 각각 절삭하고, 이들을 상압 하, 1100 ℃ 에서 2 시간 소결하여, 치관 형상의 치과용 보철물을 각각 얻었다.

[비교예 1]

실시예 1 에서 제작한 메탄올 치환 슬러리에 글리세린을 지르코니아 100 질량％ 에 대하여 1 질량％ 를 첨가하고, 40 kHz, 1 시간의 조건에서 초음파 분산함으로써, 첨가제 함유 슬러리를 얻었다.

첨가제 함유 슬러리로서 상기 슬러리를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 지르코니아 입자를 포함하는 분말, 판상 및 원반상의 지르코니아 성형체, 지르코니아 가소체, 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 지르코니아 소결체는 백색이었다. 각 측정 결과를 표 3 에 나타내었다. 또한, 블록상의 지르코니아 성형체는, 1 축 프레스로부터 압력을 개방한 단계에서 파괴되어 버려, 기계적 강도가 불충분하였다. 그 때문에, 블록상의 지르코니아 가소체 및 블록상의 지르코니아 소결체를 제조할 수 없었다.

[비교예 2]

비교예 1 에서 사용한 글리세린을 지르코니아 100 질량％ 에 대하여 2 질량％ 로 한 것 이외에는, 비교예 1 과 동일한 방법으로 지르코니아 입자를 포함하는 분말, 판상 및 원반상의 지르코니아 성형체, 지르코니아 가소체, 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 지르코니아 소결체는 백색이었다. 각 측정 결과를 표 3 에 나타내었다. 또한, 블록상의 지르코니아 성형체는, 1 축 프레스로부터 압력을 개방한 단계에서 파괴되어 버려, 기계적 강도가 불충분하였다.

[비교예 3]

실시예 1 에서 제작한 메탄올 치환 슬러리에 아크릴계 바인더 「KFE-124」를 지르코니아 100 질량％ 에 대하여 2 질량％ 첨가하고, 40 kHz, 1 시간의 조건에서 초음파 분산함으로써, 첨가제 함유 슬러리를 얻었다.

첨가제 함유 슬러리로서 상기 슬러리를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 지르코니아 입자를 포함하는 분말, 판상, 원반상, 블록상의 지르코니아 성형체, 지르코니아 가소체, 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 지르코니아 소결체는 백색이었다. 각 측정 결과를 표 3 에 나타내었다.

[비교예 4]

폴리올을 디펜타에리트리톨로 변경한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로, 지르코니아 입자를 포함하는 분말, 판상, 원반상, 블록상의 지르코니아 성형체, 지르코니아 가소체, 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 지르코니아 소결체는 백색이었다. 각 측정 결과를 표 3 에 나타내었다.

[실시예 2]

0.62 몰/L 의 옥시염화지르코늄 및 0.066 몰/L 의 염화이트륨을 포함하는 혼합 수용액 1.0 L 를 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 시험하였다. 지르코니아 슬러리에 포함되는 지르코니아 입자의 평균 1 차 입자경은 18 nm 이고, 100 nm 이상의 입경을 갖는 지르코니아 입자는 0.35 질량％ 였다.

상기에서 얻어진 슬러리를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 폴리올과 바인더를 포함하는 첨가제 함유 슬러리를 제작하고, 그 후에도 실시예 1 과 동일한 방법으로 지르코니아 입자를 포함하는 분말, 판상, 원반상, 블록상의 지르코니아 성형체, 지르코니아 가소체, 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 지르코니아 소결체는 백색이었다. 각 측정 결과를 표 4 에 나타내었다.

[실시예 3]

0.62 몰/L 의 옥시염화지르코늄 및 0.108 몰/L 의 염화이트륨을 포함하는 혼합 수용액 1.0 L 를 사용하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 시험하였다. 지르코니아 슬러리에 포함되는 지르코니아 입자의 평균 1 차 입자경은 17 nm 이고, 100 nm 이상의 입경을 갖는 지르코니아 입자는 0.15 질량％ 였다.

[실시예 4]

실시예 2 에서 조제한 지르코니아 슬러리 (평균 1 차 입자경은 18 nm, 100 nm 이상의 입경을 갖는 지르코니아 입자는 0.35 질량％) 에 대하여, 질산비스무트의 희질산 용액을, 지르코니아 100 질량％ 에 대한 비스무트의 산화물 (Bi₂O₃) 환산의 함유율이 0.02 질량％ 가 되도록 첨가하여, 지르코니아 입자, 형광제를 포함하는 슬러리로 하였다.

상기에서 얻어진 슬러리를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 폴리올과 바인더를 포함하는 첨가제 함유 슬러리를 제작하고, 그 후에도 실시예 1 과 동일한 방법으로 지르코니아 입자를 포함하는 분말, 판상, 원반상, 블록상의 지르코니아 성형체, 지르코니아 가소체, 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 지르코니아 소결체는 백색이고, 또 형광성을 갖고 있었다. 각 측정 결과를 표 4 에 나타내었다.

[실시예 5]

실시예 2 에서 조제한 지르코니아 슬러리 (평균 1 차 입자경은 18 nm, 100 nm 이상의 입경을 갖는 지르코니아 입자는 0.35 질량％) 에 대하여, 질산니켈 (II) 수용액을, 지르코니아 100 질량％ 에 대한 니켈 (II) 의 산화물 (NiO) 환산의 함유율이 0.02 질량％ 가 되도록 첨가하여, 지르코니아 입자, 착색제를 포함하는 슬러리로 하였다.

상기에서 얻어진 슬러리를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 폴리올과 바인더를 포함하는 첨가제 함유 슬러리를 제작하고, 그 후에도 실시예 1 과 동일한 방법으로 지르코니아 입자를 포함하는 분말, 판상, 원반상, 블록상의 지르코니아 성형체, 지르코니아 가소체, 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 지르코니아 소결체는 적색으로 착색되어 있었다. 각 측정 결과를 표 4 에 나타내었다.

[실시예 6]

폴리올로서 폴리에틸렌글리콜 「PEG-6000P」를 사용하고, 바인더로서 「KFA-440」을 사용한 것 이외에는 실시예 2 와 동일한 방법으로 지르코니아 입자를 포함하는 분말, 판상, 원반상, 블록상의 지르코니아 성형체, 지르코니아 가소체, 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 지르코니아 소결체는 백색이었다. 각 측정 결과를 표 5 에 나타내었다.

[실시예 7]

폴리올로서 프로필렌글리콜을 사용한 것 이외에는 실시예 2 와 동일한 방법으로 지르코니아 입자를 포함하는 분말, 판상, 원반상, 블록상의 지르코니아 성형체, 지르코니아 가소체, 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 지르코니아 소결체는 백색이었다. 각 측정 결과를 표 5 에 나타내었다.

[실시예 8]

폴리올로서 폴리글리세린 #310 을 사용하고, 바인더로서 「KFA-440」을 사용한 것 이외에는 실시예 2 와 동일한 방법으로 지르코니아 입자를 포함하는 분말, 판상, 원반상, 블록상의 지르코니아 성형체, 지르코니아 가소체, 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 지르코니아 소결체는 백색이었다. 각 측정 결과를 표 5 에 나타내었다.

[실시예 9]

바인더로서 아크릴계 바인더 「KFA-440」을 사용한 것 이외에는 실시예 2 와 동일한 방법으로 지르코니아 입자를 포함하는 분말, 판상, 원반상, 블록상의 지르코니아 성형체, 지르코니아 가소체, 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 지르코니아 소결체는 백색이었다. 각 측정 결과를 표 6 에 나타내었다.

[실시예 10]

바인더로서 아크릴계 바인더 「오리콕스 KC-700」을 사용한 것 이외에는 실시예 2 와 동일한 방법으로 지르코니아 입자를 포함하는 분말, 판상, 원반상, 블록상의 지르코니아 성형체, 지르코니아 가소체, 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 지르코니아 소결체는 백색이었다. 각 측정 결과를 표 6 에 나타내었다.

[실시예 11]

바인더로서 아크릴계 바인더 「오리콕스 KC-500」을 사용한 것 이외에는 실시예 2 와 동일한 방법으로 지르코니아 입자를 포함하는 분말, 판상, 원반상, 블록상의 지르코니아 성형체, 지르코니아 가소체, 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 지르코니아 소결체는 백색이었다. 각 측정 결과를 표 6 에 나타내었다.

[실시예 12]

폴리올의 함유율을 2 질량％ 로 하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로, 지르코니아 입자를 포함하는 분말, 판상, 원반상, 블록상의 지르코니아 성형체, 지르코니아 가소체, 지르코니아 소결체를 얻었다. 얻어진 지르코니아 소결체는 백색이었다. 각 측정 결과를 표 6 에 나타내었다.

Claims

이트리아를 산화지르코늄과 이트리아의 합계 몰수에 대하여 2.0 ∼ 9.0 mol％ 포함하고, 또한 평균 1 차 입자경이 60 nm 이하인 지르코니아 입자와,
폴리올과 바인더를 포함하고,
상기 폴리올과 상기 바인더가 이하의 관계식을 만족하는, 지르코니아 성형체.
X1 ＜ Y1 ＜ X2 ＜ Y2 ≤ 500 ℃
(식 중, X1 은 폴리올의 연소 개시 온도를 나타내고, X2 는 폴리올의 연소 종료 온도를 나타내고, Y1 은 바인더의 연소 개시 온도를 나타내고, Y2 는 바인더의 연소 종료 온도를 나타내고, X1 및 Y1 은, 열중량 측정에 의해 측정된 가열 전의 중량을 100 ％ 로 하여, 0.5 ％ 중량 감소가 관찰된 온도를 나타내고, X2 및 Y2 는, 99.5 ％ 중량 감소가 관찰된 온도를 나타낸다)
제 1 항에 있어서,
두께가 10 mm 이상인, 지르코니아 성형체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 폴리올의 연소 개시 온도 (X1) 가 50 ℃ 이상인, 지르코니아 성형체.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
두께 1.5 mm 에 있어서의 ΔL^*(W-B) 가 5 이상인, 지르코니아 성형체.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후의 결정 입경이 180 nm 이하인, 지르코니아 성형체.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후의 3 점 굽힘 강도가 500 MPa 이상인, 지르코니아 성형체.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후의 두께 0.5 mm 에 있어서의 파장 700 nm 의 광의 투과율이 40 ％ 이상인, 지르코니아 성형체.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후의 두께 1.0 mm 에 있어서의 직선광 투과율이 1 ％ 이상인, 지르코니아 성형체.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후의 28.5 ㎛² 의 단면적당 직경 50 nm 이상의 포어의 개수가 10 이하인, 지르코니아 성형체.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
200 ∼ 800 ℃ 에서 가소한 후의 두께 1.5 mm 에 있어서의 ΔL^*(W-B) 가 5 이상인, 지르코니아 성형체.
이트리아를 산화지르코늄과 이트리아의 합계 몰수에 대하여 2.0 ∼ 9.0 mol％ 포함하고, 두께 1.5 mm 에 있어서의 ΔL*(W-B) 가 5 이상이며, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결한 후의 28.5 ㎛² 의 단면적당 직경 50 nm 이상의 포어의 개수가 10 이하이고, 두께가 10 mm 이상인, 지르코니아 가소체.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 지르코니아 성형체를 200 ∼ 800 ℃ 에서 가소하는 공정을 포함하는, 지르코니아 가소체의 제조 방법.
이트리아를 산화지르코늄과 이트리아의 합계 몰수에 대하여 2.0 ∼ 9.0 mol％ 포함하고, 28.5 ㎛²의 단면적당 직경 50 nm 이상의 포어의 개수가 10 이하이고, 두께가 10 mm 이상인, 지르코니아 소결체.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 지르코니아 성형체, 또는 제 11 항에 기재된 지르코니아 가소체를 상압 하, 900 ∼ 1200 ℃ 에서 소결하는 공정을 포함하는, 지르코니아 소결체의 제조 방법.