KR20200066202A

KR20200066202A - 치과용 수복물의 제조 방법

Info

Publication number: KR20200066202A
Application number: KR1020190154136A
Authority: KR
Inventors: 프랑크 로트브루스트; 보 지앙; 루돌프 유쎌; 크리스티안 릿츠베르거
Original assignee: 이보클라 비바덴트 아게
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2020-06-09
Anticipated expiration: 2039-11-27
Also published as: US20200170765A1; EP3659548A1; US11793613B2; JP7503900B2; EP4566568A1; CN111233492A; SI3659548T1; CN111233492B; ES3006442T3; JP2020081895A; EP3659548B1; KR102797906B1

Abstract

본 발명은 치과용 수복물의 제조 방법으로서,
산화물 세라믹 재료를
(a) 1차 열처리하고,
(b) 2차 열처리하고,
(c) 냉각시키고,
상기 단계 (a)에서의 열처리는 단계 (b)에서의 열처리보다 낮은 압력에서 수행되는 것인 치과용 수복물의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

치과용 수복물의 제조 방법{PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A DENTAL RESTORATION}

본 발명은 산화물 세라믹 재료로부터 시작하여 단시간에 우수한 특성을 갖는 치과용 수복물을 제조할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법에 의한 치과용 수복물의 제조를 위한 산화물 세라믹 재료의 용도에 관한 것이다.

산화물 세라믹과 같은 세라믹 재료는 종종 완전 해부학적 치과용 수복물의 제조에 사용된다. 이들은 높은 임상 안전성을 제공하고, 일반적으로 금속을 포함하지 않고, 또한 최소로 침습적 제제에 사용될 수 있으며 다른 금속 불포함 수복물과 비교하여 비용면에서 매우 매력적이다. 그러나 단점은 이러한 수복물의 제조에 일반적으로 필요한 수많은 작업 단계이다.

수복물은 일반적으로 예비소결된 블랭크로부터 밀링되거나 분쇄되고, 임의로 착색되고, 열처리에 의해 조밀하게 소결되고, 최종적으로 임의로 추가 착색, 글래이징 및/또는 연마된다.

치과용 세라믹을 소결하기 위한 종래의 공정은 사용된 산화물 세라믹 재료가 조밀하게 소결되는 최대 온도로의 느린 가열을 포함한다. 가열 속도가 느리기 때문에, 이러한 소결 공정은 통상 4시간보다 훨씬 오래 걸리고, 따라서 특히 진료(chairside) 치료의 경우 치과용 세라믹의 제조 사이클의 불만족스럽게 긴 기간에 상당한 기여를 한다.

가열 속도를 증가시킴으로써 소결 공정을 가속화하기 위한 접근법이 원칙적으로 공지되어 있다.

따라서 EP 2 098 188 A1은 치과용 재료를 소결하기 위한 치과용 퍼니스 및 방법을 기술하며, 이때 퍼니스가 50 K/min 초과의 빠른 가열 속도에서 적어도 1000℃의 예비소결 온도로 1차 가열 기간 동안 가열된다.

EP 2 101 133 A1은 치과용 제제를 소결하기 위한 소결 퍼니스 및 방법을 기술하며, 이때 치과용 제제가 소결 섹션을 따라 이동되고 여기서 상이한 온도에 노출된다. 제1 세그먼트에서, 300 K/min 이상의 높은 가열 속도가 사용될 수 있다.

WO 2012/057829 A2는 전자기 인덕션 또는 플라즈마를 사용하여 세라믹을 빠르게 소결하는 방법을 기술한다.

WO 2015/091744 A1은 치과용 보철 부품의 소결을 계획하는 방법을 기술하며, 치과용 보철 부품의 열처리를 위한 온도 프로파일이 제조하고자 하는 치과용 보철 부품의 특정 기하 및 재료 파라미터의 함수로서 컴퓨터에 의해 자동으로 결정된다. 100 K/min 내지 400 K/min의 가열 속도가 특정 치과용 보철 부품의 소결에 사용된다.

WO 2015/121364 A1은 유용한 영역에서 적어도 200 K/min의 가열 속도를 가능하게 하는 가열 장치를 갖는 치과용 구성요소를 위한 소결 퍼니스를 기술한다.

보호 가스 또는 진공 하에서 치과 재료의 소결도 공지되어 있다.

WO 2011/020688 A1은 치과 기술에서 보호 가스 하에 금속 또는 세라믹의 산소 불포함 소결 장치를 기술하고 있다.

EP 2 703 760 A1은 치과용 보철물을 소결하기 위한 치과용 퍼니스를 기술하며, 이 중 가열 챔버는 예를 들어 문과 같은 종래의 폐쇄 장치 또는 진공 용기와의 부착에 의해 폐쇄될 수 있고 이에 의해 정상적인 소결 또는 진공 소결에 사용될 수 있다.

그러나, 소결 공정을 가속화하기 위한 공지된 접근법은 세라믹 재료로 유도되고, 그 특성은 특히 광학 특성과 관련하여 치과 분야에서의 높은 요구를 충족시키지 못한다는 것이 밝혀졌다.

따라서, 본 발명의 목적은 산화물 세라믹 재료를 소결함으로써 우수한 기계적, 특히 광학 특성을 갖는 치과용 수복물을 단시간에 제조할 수 있는 치과용 수복물의 제조 방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적은 청구항 1 내지 15에 따른 치과용 수복물의 제조 방법에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 본 발명의 대상은 또한 청구항 16에 따른 치과용 수복물의 제조를 위한 산화물 세라믹 재료의 용도이다.

치과용 수복물의 제조를 위한 본 발명에 따른 방법은, 산화물 세라믹 재료를

(a) 1차 열처리하고,

(b) 2차 열처리하고,

(c) 냉각시키는 것을 특징으로 하고,

상기 단계 (a)에서의 열처리는 단계 (b)보다 낮은 압력에서 수행된다.

놀랍게도, 본 발명에 따른 방법은 산화물 세라믹의 매우 빠른 소결을 가능하게 하여 우수한 기계적 특성, 특히 고밀도를 가지며 동시에 또한 심미적 관점에서 치과용 수복물에 대한 높은 요구를 충족시키고 자연 치아 재료의 광학적 특성을 훌륭하게 모방할 수 있는 치과용 수복물을 형성할 수 있음을 발견하였다.

단계 (a)에서 사용된 산화물 세라믹 재료는 일반적으로 조밀하지 않게 소결된, 특히 예비소결된 산화물 세라믹 재료이다. 사용된 산화물 세라믹 재료는 일반적으로 산화물 세라믹 재료의 진밀도에 비해 각각의 경우에 30 내지 90% 범위, 특히 40 내지 80% 범위, 바람직하게는 50 내지 70% 범위의 상대 밀도를 갖는다.

상대 밀도는 산화물 세라믹 재료의 겉보기 밀도 대 산화물 세라믹 재료의 진밀도의 비이다.

산화물 세라믹 재료의 겉보기 밀도는 하기 식에 따라 건조 샘플 질량(m_t), 침지액 중에 침지된 샘플의 겉보기 질량(m_i) 및 침지액의 밀도(ρ_i)로부터 ISO 18754에 따른 침지 방법에 의해 계산될 수 있다.

침지액으로서 사염화탄소(CCl₄)가 바람직하게 사용된다.

산화물 세라믹 재료의 진밀도는, 산화물 세라믹 재료를 입자 수에 대하여 평균 입자 크기가 10 내지 30 μm, 특히 20 μm인 분말로 분쇄하고, 피크노미터에 의해 분말 밀도를 결정함으로써 결정된다. 입자 크기의 측정은, 예를 들어 ISO 13320 (2009)에 따른 레이저 회절을 사용하여 Quantachrome GmbH & Co. KG의 CILAS^® Particle Size Analyzer 1064로 수행할 수 있다.

단계 (a)에서, 산화물 세라믹 재료는 바람직하게는 1100 내지 1600℃ 범위, 특히 1200 내지 1500℃ 범위, 바람직하게는 1250 내지 1450℃ 범위, 더욱 바람직하게는 1300 내지 1400℃ 범위에 있고, 가장 바람직하게는 약 1350℃인 온도로 가열된다. 단계 (a)의 끝에서 산화물 세라믹 재료는 산화물 세라믹 재료의 진밀도에 비해 각각의 경우에 90 내지 97% 범위의 상대 밀도, 특히 93 내지 96% 범위의 상대 밀도, 바람직하게는 약 95%의 상대 밀도를 갖는 것이 더욱 바람직하다.

단계 (a)에서, 산화물 세라믹 재료는 바람직하게는 10 내지 500 K/min, 특히 50 내지 250 K/min, 바람직하게는 100 내지 200 K/min 범위의 가열 속도로 가열된다. 바람직한 실시양태에서, 산화물 세라믹 재료는 먼저 50 내지 500 K/min, 특히 100 내지 250 K/min, 바람직하게는 150 내지 200 K/min의 가열 속도에서 단계 (a)에서 도달된 최대 온도보다 100 내지 700 K, 특히 200 내지 450 K, 바람직하게는 약 350 K 낮은 온도로 가열되고, 이어서 10 내지 200 K/min, 특히 25 내지 150 K/min, 바람직하게는 50 내지 100 K/min의 가열 속도에서 추가로 가열된다.

본 발명에 따르면, 단계 (a)에서의 열처리는 단계 (b)에서의 열처리보다 낮은 압력에서 수행된다. 단계 (a)에서의 열처리는 바람직하게는 200 mbar 미만, 바람직하게는 100 mbar 미만, 특히 바람직하게는 50 mbar 미만의 압력, 특히 0.1 내지 200 mbar 범위, 바람직하게는 1 내지 150 mbar 범위, 특히 바람직하게는 50 내지 100 mbar 범위의 압력에서 수행된다.

이 압력은 산화물 세라믹 재료의 가열이 시작되기 전에 주위 온도에서 설정될 수 있다. 대안적으로, 단계 (a)를 위해 정의된 압력이 설정되기 전에 산화물 세라믹 재료를 먼저 주위 온도 초과의 온도로 가열할 수 있다. 이 온도는 바람직하게는 20 내지 500℃ 범위, 특히 25 내지 100℃ 범위에 있다.

단계 (b)에서, 산화물 세라믹 재료는 바람직하게는 (b1) 임의로 추가로 가열되고 (b2) 바람직하게는 1100 내지 1700℃ 범위, 특히 1300 내지 1600℃ 범위, 바람직하게는 1350 내지 1550℃ 범위의 일정한 온도에서, 특히 바람직하게는 약 1500℃의 온도에서 유지되고 소결된다. 단계 (b1)에서의 추가 가열은 바람직하게는 10 내지 200 K/min, 특히 25 내지 150 K/min, 바람직하게는 50 내지 100 K/min의 가열 속도로 수행된다. 단계 (b2)에서의 유지는 바람직하게는 1 내지 60분, 특히 2 내지 30분, 바람직하게는 3 내지 15분, 특히 바람직하게는 약 5분 동안 수행된다. 상응하는 온도에서 유지함으로써, 산화물 세라믹 재료는 통상 조밀하게 소결된다. 이 후, 산화물 세라믹 재료는 바람직하게는 산화물 세라믹 재료의 진밀도에 비해 각각의 경우 적어도 97%, 특히 적어도 98%, 바람직하게는 적어도 99%, 가장 바람직하게는 적어도 99.5%의 상대 밀도를 갖는다.

본 발명에 따르면, 단계 (b)에서의 열처리는 단계 (a)에서의 열처리보다 고압에서 수행된다. 단계 (b)에서의 열처리는 바람직하게는 500 mbar 초과의 압력, 특히 주위 압력에서 수행된다.

단계 (b)에서의 열처리는 바람직하게는 산소 함유 분위기에서 수행된다. 특히, 공기, 산소 농후 공기 및 산소가 산소 함유 분위기로서 고려된다. 이러한 분위기를 제공하기 위해, 열처리에 사용되는 가열 챔버는 공기 및/또는 산소로 충전될 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 산소 함유 분위기, 바람직하게는 공기, 산소 농후 공기 또는 산소는 단계 (b) 동안 열처리에 사용되는 가열 챔버를 통해 불연속적으로 또는 바람직하게는 연속적으로, 특히 0.1 내지 50 l/min, 바람직하게는 1 내지 20 l/min, 특히 바람직하게는 4 내지 8 l/min의 유속으로 흐른다.

또한, 단계 (a)에서 산화물 세라믹 재료는 단계 (b)에서 산화물 세라믹 재료가 유지되는 온도 또는 온도 범위보다 0 내지 500 K, 특히 10 내지 250 K, 바람직하게는 50 내지 200 K, 특히 바람직하게는 100 내지 150 K 낮은 온도로 가열되는 것이 바람직하다.

이어서 단계 (c)에서 산화물 세라믹 재료가 냉각된다. 산화물 세라믹 재료는 바람직하게는 20 내지 1300℃ 범위, 특히 100 내지 1250℃ 범위, 바람직하게는 1000 내지 1200℃ 범위에 있는 온도로 냉각된다. 이러한 온도에 도달한 후, 산화물 세라믹 재료는 가열 챔버로부터 제거될 수 있다. 냉각은 바람직하게는 50 내지 200 K/min, 특히 75 내지 175 K/min, 바람직하게는 100 내지 150 K/min의 냉각 속도에서 수행된다.

본 발명에 따른 방법에 따라 얻은 산화물 세라믹 재료는 바람직하게는 1 nm 내지 1000 nm, 특히 10 nm 내지 800 nm, 바람직하게는 100 nm 내지 600 nm 범위의 수 평균 그레인 크기를 갖는다. 수 평균 그레인 크기는 특히 DIN EN 623-3 또는 ASTM E 112에 따른 선형 절편 방법에 따라 결정될 수 있으며, 여기서 문헌[M. I. Mendelson, J. Am. Ceram. Soc. 1969, 52(8), 443-446]에 따라 3차원 미세 구조에서 실제 수 평균 그레인 크기로 변환하는 경우 결정된 값은 1.56의 비례 상수로 곱해진다.

본 발명에 따른 방법은 다양한 유형의 산화물 세라믹 재료에 적합하다. 산화물 세라믹 재료는 일반적으로 산화물 화합물을 기반으로 하며 유리상 부분이 매우 낮은 고결정성 세라믹 재료이다. 통상의 산화물 세라믹 재료는 ZrO₂, Al₂O₃, TiO₂, MgO, 이들의 조합, 고용체 또는 복합물, 특히 ZrO₂/Al₂O₃ (ZTA), Al₂O₃/ZrO₂ (ATZ) 또는 ZrO₂/스피넬을 기반으로 하며, 여기서 스피넬은 바람직하게는 Sr 스피넬, Mg 스피넬, La 스피넬 및/또는 Ce 스피넬이다. 본 발명에 따라 ZrO₂ 및/또는 Al₂O₃을 기반으로 한 산화물 세라믹 재료가 바람직하다.

지르코니아, 특히 정방정계 지르코니아 다결정(TZP)을 기반으로 한 산화물 세라믹 재료가 특히 바람직하다. 지르코니아가 Y₂O₃, La₂O₃, CeO₂, MgO 및/또는 CaO로 안정화되고, 바람직하게는 지르코니아 함량에 대하여 2 내지 12 몰%, 특히 3 내지 5 몰%의 상기 산화물로 안정화되는 지르코니아를 기반으로 한 산화물 세라믹 재료가 매우 특히 바람직하다.

산화물 세라믹 재료가 유색인 것이 더욱 바람직하다. 본 발명에 따르면, 이는 하나 이상의 착색 요소가 첨가된 산화물 세라믹 재료를 의미한다. 적합한 착색 요소의 예는 Fe, Mn, Cr, Pr, Tb, Er, Yb, Ce, Co, Ni, Nd, Cu 및 Bi이다. 산화물 세라믹 재료는 특히 바람직하게는 색이 상이한 적어도 2개의 층을 포함한다.

본 출원의 의미 내에서, 용어 "유색" 및 "착색된"은 재료의 색, 명도 및/또는 반투명도와 관련이 있다.

"반투명도"는 재료, 바디 또는 층의 광 투과율, 즉 투과광 대 입사광 강도의 비이다.

색은 또한 L^*a^*b^* 색 공간에서의 색 좌표 L^*, a^* 및 b^*, 또는 치과 산업에서 통상 사용되는 색 코드를 특징으로 할 수 있다. L^*a^*b^* 색 공간에서, 값 L^*은 0(흑색) 내지 100(백색)의 값을 갖는 색의 명도를 나타내고, 값 a^*는 색의 녹색 또는 적색 구성요소를 나타내며, 여기서 음수 값은 녹색을 나타내고 양수 값은 적색을 나타내고, b^* 값은 색의 청색 또는 황색 구성요소를 나타내며, 여기서 음수 값은 청색을 나타내고 양수 값은 황색을 나타낸다. 치과 산업에서 일반적으로 사용되는 색 코드의 예는 VITA Zahnfabrik H. Rauter GmbH & Co. KG의 Vitapan classical® 및 Vita 3D Master® 그리고 Ivoclar Vivadent AG의 Chromascop®이다. 반투명도는 명암비 CR을 특징으로 할 수 있고, 여기서 0%는 완전히 투명하고 100%는 완전히 불투명함을 의미한다.

통상, 색 좌표 L^*, a^* 및 b^*는 DIN 5033 및 DIN 6174에 따라 결정되며 반투명도는 BS 5612에 따라 결정된다. 해당 측정은 특히 CM-3700d 타입(Konica-Minolta)의 분광광도계를 사용하여 수행할 수 있다. 이 경우, 2.00 ± 0.025 mm의 최종 샘플 두께를 얻기 위해 다이아몬드 입자(입자 크기 15-20 μm)에 의해 양면에서 습식 분쇄된 시험편이 측정에 사용된다.

본 발명에 따라 얻은 치과용 수복물의 색(들)은 바람직하게는 자연치의 색 범위 내에 있다. 특히 바람직하게는, 본 발명에 따라 얻은 치과용 수복물은 50 내지 100 범위, 특히 80 내지 97 범위의 L^* 값, -10 내지 10 범위, 특히 -1 내지 5 범위의 a^* 값, 0 내지 50 범위, 특히 1 내지 20 범위의 b^* 값 및/또는 50 내지 100% 범위, 특히 75 내지 99% 범위의 CR 값을 갖는다.

본 발명에 따른 방법은 치과용 수복물의 제조에 특히 적합하다. 특히 바람직한 치과용 수복물은 브릿지, 인레이, 온레이, 크라운, 베니어, 패싯 및 어버트먼트(abutment)이다. 본 발명에 따른 방법은 치과용 수복물, 특히 2개 이상의 유닛을 포함하는 브릿지의 제조에 매우 적합하다.

본 발명은 또한 치과용 수복물의 제조를 위한 산화물 세라믹 재료의 용도로서, 산화물 세라믹 재료는

(a) 1차 열처리가 실시되고,

(b) 2차 열처리가 실시되고

(c) 냉각되고,

상기 단계 (a)에서의 열처리는 단계 (b)에서의 열처리보다 낮은 압력에서 수행되는 것인 용도에 관한 것이다.

용도의 바람직한 실시양태는 본 발명에 따른 방법에 대해 전술한 바와 같다.

본 발명은 실시예를 참조하여 하기에 더욱 상세하게 설명된다.

일반 절차 : 시험편 제조

다이아몬드 톱을 사용하는 건식 톱질(dry sawing)에 의해 시판 산화물 세라믹 블록 또는 디스크로부터 높이 17 mm, 폭 15.5 mm 및 두께 2.5 내지 3.5 mm의 시험편을 제조하였다. 톱질 후, 시험편을 건조 캐비닛에서 80℃에서 2시간 동안 건조시켰다.

실시예 1A

3 몰% Y₂O₃을 함유하는 지르코니아를 기반으로 한 시판 산화물 세라믹 블록(IPS e.max ZirCAD LT BL, Ivoclar Vivadent)으로부터 일반적인 절차에 따라 얻은 시험편을 SiC 가열 요소를 갖는 소결 퍼니스에서 소결하였다. 이를 위해, 시험편을 실온에서 소결 퍼니스의 가열 챔버로 도입하고, 가열 챔버를 닫고, 가열 챔버에서 최종 압력이 약 50 내지 100 mbar인 부분 진공을 발생시켰다. 시험편을 약 180 K/min의 가열 속도로 가열하고 약 1000℃의 온도로 그리고 약 80 K/min의 가열 속도로 약 1350℃의 온도로 추가 가열하였다. 이 온도에 도달하면, 가열 챔버에 신선한 공기를 플러딩한 다음, 약 5 l/min의 유속으로 연속적으로 신선한 공기가 흐르도록 하였고, 시험편을 약 80 K/min의 가열 속도에서 1500℃의 온도로 추가로 가열하고, 약 5 분 동안 이 온도에서 유지한 후 약 140 K/min의 냉각 속도로 약 1100℃의 온도로 냉각시켰다. 이어서 가열 챔버를 개방하였다. 소결 공정의 총 지속 시간은 약 19.5 분이었다.

실시예 1B (비교예)

실시예 1A를 반복하되, 진공을 발생시키지 않고, 대신에 약 5 l/min의 유속으로 소결 공정의 전체 지속 시간 동안 가열 챔버를 통해 신선한 공기가 연속적으로 흐르도록 하였다.

실시예 1C (비교예)

3 몰% Y₂O₃을 함유하는 지르코니아를 기반으로 한 시판 산화물 세라믹 블록(IPS e.max ZirCAD LT BL, Ivoclar Vivadent)으로부터 일반적인 절차에 따라 얻은 시험편을 자동 사전건조 없이 프로그램 P2를 사용하여 Programat CS4 유형의 소결 퍼니스(Ivoclar Vivadent)에서 소결하였다. 여기서, 시험편을 약 130 K/min의 가열 속도로 실온에서 약 900℃로, 추가로 약 50 K/min의 가열 속도로 약 1035℃로, 마지막으로 약 15 K/min의 가열 속도로 약 1460℃로 가열하였다. 시험편을 이 온도에서 약 6분 동안 유지한 다음 약 70 K/min의 냉각 속도로 약 1200℃의 온도로 냉각시켰다. 이어서 가열 챔버를 개방하였다. 소결 공정의 총 지속 시간은 약 47분이었다.

실시예 1A-C에서 얻은 산화물 세라믹 재료의 밀도, 반투명도 및 색 좌표는 하기 표 1에 재현되어 있다.

이는 실시예 1A에 따른 본 발명에 따른 방법이 20분 미만의 매우 짧은 소결 지속 시간을 사용하여 실시예 1B 및 1C와 유사한 밀도에 도달할 수 있고 동시에 실시예 1C에 따른 저속 소결의 경우에 얻어지는 반투명도와 유사한 반투명도를 얻을 수 있으며 실시예 1B에 따른 고속 소결의 경우에 얻어지는 반투명도보다 훨씬 높다는 것을 나타낸다.

실시예 2

3 몰% Y₂O₃을 함유하는 지르코니아를 기반으로 한 시판 산화물 세라믹 블록(IPS e.max ZirCAD LT BL B45 또는 IPS e.max ZirCAD LT A3 B45, Ivoclar Vivadent)으로부터, 또는 지르코니아를 기반으로 한 시판 산화물 세라믹 디스크(Zenostar MT 3, Wieland Dental + Technik)로부터 일반 절차에 따라 얻은 시험편을, 각각의 경우에 MoSi₂ 가열 요소를 갖는 소결 퍼니스에서 소결하였다. 이를 위해, 시험편을 실온에서 소결 퍼니스의 가열 챔버로 도입하고, 가열 챔버를 닫고, 가열 챔버에서 최종 압력이 < 50 mbar인 부분 진공을 발생시켰다. 시험편을 약 180 K/min의 가열 속도로 약 1050℃의 온도로 그리고 추가로 약 80 K/min의 가열 속도로 약 1500℃의 온도로 가열하였다. 하기 표 2에 따르면, 1350, 1400, 1450 또는 1500℃의 온도에 도달하면, 가열 챔버에 신선한 공기를 플러딩한 다음, 나머지 소결 과정 동안 약 5 l/min의 유속으로 신선한 공기가 연속적으로 흐르도록 하였다. 시험편을 약 1500℃의 온도에서 약 5분 동안 유지한 다음, 약 140 K/min의 냉각 속도로 약 1100℃의 온도로 냉각시켰다. 이어서 가열 챔버를 개방하였다.

비교를 위해, 상기 절차를 반복하되, 진공을 발생시키지 않고, 대신에 약 5 l/분의 유속으로 소결 공정의 전체 지속 시간 동안 가열 챔버를 통해 신선한 공기가 연속적으로 흐르도록 하였다.

각각의 경우에 얻은 산화물 세라믹 재료의 밀도, 반투명도 및 색 좌표는 하기 표 2에 재현되어 있다.

실시예 3

3 몰% Y₂O₃을 함유하는 지르코니아를 기반으로 한 시판 산화물 세라믹 블록(IPS e.max ZirCAD LT A3 B45, Ivoclar Vivadent)으로부터, 또는 지르코니아를 기반으로 한 시판 산화물 세라믹 디스크(Zenostar MT 3, Wieland Dental + Technik)로부터 일반적인 절차에 따라 얻은 시험편을, 각각의 경우에 MoSi₂ 가열 요소를 갖는 소결 퍼니스에서 소결하였다. 이를 위해, 시험편을 실온에서 소결 퍼니스의 가열 챔버로 도입하고, 가열 챔버를 닫고, 하기 표 3에 따라 가열 챔버에서 최종 압력이 50, 100 또는 200 mbar인 부분 진공을 발생시켰다. 시험편을 약 180 K/min의 가열 속도로 약 1000℃의 온도로 그리고 추가로 약 80 K/min의 가열 속도로 약 1350℃의 온도로 가열하였다. 이 온도에 도달하면, 가열 챔버에 신선한 공기를 플러딩한 다음, 약 5 l/분의 유속으로 연속적으로 신선한 공기가 흐르도록 하고, 시험편을 약 80 k/min의 가열 속도로 1500℃의 온도까지 추가로 가열하고, 이 온도에서 약 5분 동안 유지한 다음, 약 140 K/min의 냉각 속도로 약 1100℃의 온도로 냉각시켰다. 이어서 가열 챔버를 개방하였다.

각각의 경우에 얻은 산화물 세라믹 재료의 밀도는 하기 표 3에 재현되어 있다.

실시예 4

3 몰% Y₂O₃을 함유하는 지르코니아를 기반으로 한 시판 산화물 세라믹 블록(IPS e.max ZirCAD LT BL B45 또는 IPS e.max ZirCAD LT A3 B45, Ivoclar Vivadent)으로부터, 또는 지르코니아를 기반으로 한 시판 산화물 세라믹 디스크(Zenostar MT 3, Wieland Dental + Technik)로부터 일반 절차에 따라 얻은 시험편을, 각각의 경우에 SiC 가열 요소를 갖는 소결 퍼니스에서 소결하였다. 이를 위해, 시험편을 실온에서 소결 퍼니스의 가열 챔버로 도입하고, 가열 챔버를 닫고, 가열 챔버에서 최종 압력이 약 50 내지 100 mbar인 부분 진공을 발생시켰다. 시험편을 약 180 K/min의 가열 속도로 약 1050℃의 온도로 그리고 추가로 약 80 K/min의 가열 속도로 약 1500℃의 온도로 가열하였다. 표 4에 따르면, 1250, 1300 또는 1350℃의 온도에 도달하면, 가열 챔버에 신선한 공기 또는 산소를 플러딩한 다음, 나머지 소결 공정 동안 약 5 l/min의 유속으로 연속적으로 흐르도록 하였다. 시험편을 약 1500℃의 온도에서 약 5분 동안 유지한 다음, 약 140 K/min의 냉각 속도로 약 1100℃의 온도로 냉각시켰다. 이어서 가열 챔버를 개방하였다.

비교를 위해, 상기 절차를 반복하되, 진공을 발생시키지 않고, 대신에 소결 공정의 전체 지속 시간 동안 하기 표 4에 따라 약 5 l/min의 유속으로 가열 챔버를 통해 신선한 공기 또는 산소가 연속적으로 흐르도록 하였다. 추가 비교에서, 상기 절차를 반복하되, 최종 압력이 약 50 내지 100 mbar인 부분 진공을 소결 공정의 전체 지속 시간 동안 유지하였다.

각 경우에 얻은 산화물 세라믹 재료의 밀도, 평균 그레인 크기, 반투명도 및 색 좌표는 하기 표 4에 재현되어 있다.

Claims

치과용 수복물의 제조 방법으로서,
산화물 세라믹 재료를
(a) 1차 열처리하고,
(b) 2차 열처리하고,
(c) 냉각시키고,
상기 단계 (a)에서의 열처리는 단계 (b)에서의 열처리보다 낮은 압력에서 수행되는 것인 치과용 수복물의 제조 방법.
제1항에 있어서, 단계 (a)에서 산화물 세라믹 재료를, 1100 내지 1600℃ 범위, 특히 1200 내지 1500℃ 범위, 바람직하게는 1250 내지 1450℃ 범위, 더욱 바람직하게는 1300 내지 1400℃ 범위에 있고, 가장 바람직하게는 약 1350℃인 온도로 가열하는 것인 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 (a)에서 산화물 세라믹 재료를, 10 내지 500 K/min, 특히 50 내지 250 K/min, 바람직하게는 100 내지 200 K/min 범위의 가열 속도로 가열하는 것인 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (a)에서의 열처리를, 200 mbar 미만, 바람직하게는 100 mbar 미만, 특히 바람직하게는 50 mbar 미만의 압력에서, 특히 0.1 내지 200 mbar 범위, 바람직하게는 1 내지 150 mbar 범위, 특히 바람직하게는 50 내지 100 mbar 범위의 압력에서 수행하는 것인 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (b)에서 산화물 세라믹 재료를 (b1) 임의로 추가로 가열하고 (b2) 바람직하게는 1100 내지 1700℃ 범위, 특히 1300 내지 1600℃ 범위, 바람직하게는 1350 내지 1550℃ 범위의 일정한 온도, 특히 바람직하게는 약 1500℃의 온도에서 유지 및 소결하는 것인 제조 방법.
제5항에 있어서, 단계 (b2)에서의 유지를, 1 내지 60분, 특히 2 내지 30분, 바람직하게는 3 내지 15분, 특히 바람직하게는 약 5분 동안 수행하는 것인 제조 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (b)에서의 열처리를, 500 mbar 초과의 압력, 특히 주위 압력에서 수행하는 것인 제조 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (b)에서의 열처리를 산소 함유 분위기, 특히 공기, 산소 농후 공기, 또는 산소에서 수행하는 것인 제조 방법.
제8항에 있어서, 단계 (b) 동안 가열 챔버를 통해 산소 함유 분위기, 바람직하게는 공기, 산소 농후 공기, 또는 산소가, 불연속적으로 또는 바람직하게는 연속적으로, 특히 0.1 내지 50 l/min, 바람직하게는 1 내지 20 l/min, 특히 바람직하게는 4 내지 8 l/min의 유속으로 흐르는 것인 제조 방법.
제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (a)에서 산화물 세라믹 재료를, 단계 (b)에서 산화물 세라믹 재료가 유지되는 온도 또는 온도 범위보다 0 내지 500 K, 특히 10 내지 250 K, 바람직하게는 50 내지 200 K, 특히 바람직하게는 100 내지 150 K 낮은 온도로 가열하는 것인 제조 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (c)에서 산화물 세라믹 재료를, 20 내지 1300℃ 범위, 특히 100 내지 1250℃ 범위, 바람직하게는 1000 내지 1200℃ 범위에 있는 온도로 냉각시키는 것인 제조 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 산화물 세라믹 재료가 지르코니아, 특히 정방정계 지르코니아 다결정(TZP)을 기반으로 하는 것인 제조 방법.
제12항에 있어서, 지르코니아가 Y₂O₃, CeO₂, MgO 및/또는 CaO로 안정화되고, 바람직하게는 지르코니아 함량에 대하여 2 내지 12 몰%, 특히 3 내지 5 몰%의 상기 산화물로 안정화되는 것인 제조 방법.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 산화물 세라믹 재료가 유색이고, 바람직하게는 특히 색이 상이한 적어도 2개의 층을 포함하는 것인 제조 방법.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 치과용 수복물은 브릿지, 인레이, 온레이, 크라운, 베니어, 패싯 또는 어버트먼트이고, 바람직하게는 둘 이상의 유닛을 포함하는 것인 제조 방법.
치과용 수복물의 제조를 위한 산화물 세라믹 재료의 용도로서, 산화물 세라믹 재료는
(a) 1차 열처리가 실시되고,
(b) 2차 열처리가 실시되고,
(c) 냉각되고,
상기 단계 (a)에서의 열처리는 단계 (b)에서의 열처리보다 낮은 압력에서 수행되는 것인 용도.