KR101324467B1

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Publication number: KR101324467B1
Application number: KR1020120062847A
Authority: KR
Inventors: 김대준; 한중석; 정형호; 김종민; 김상욱
Original assignee: (주)에큐세라
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2032-06-12

Abstract

Translated fromKorean

본 발명은 주성분으로서 3Y-TZP (3mol%Y₂O₃-Tetragonal Zirconia Polycrystal)와 Fe₂O₃, CeO₂, Er₂O₃ 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 제1부성분으로 이루어지며, 상기 주성분과 제1부성분의 양을 달리하여 적층되는 복수의 레이어를 포함하며, 상기 레이어에서 제1부성분의 양은 중량%로 0.001% 이상 ~ 0.5% 이하의 범위이고, 적층된 레이어들에서 제1부성분의 양은 순차적으로 증가하도록 형성된 것을 특징으로 하는 지르코니아 멀티 블록을 제공한다. 복수의 레이어 중 적어도 어느 하나는 제2부성분으로서 Al₂O₃ 를 더 포함할 수 있고, 제2부성분의 양은 적층되는 레이어들에서 순차적으로 증가하도록 형성할 수 있다.The present invention consists of a first component containing 3Y-TZP (3mol% Y₂ O₃ -Tetragonal Zirconia Polycrystal) and at least one material selected from Fe₂ O₃ , CeO₂ , Er₂ O₃ as a main component, And a plurality of layers laminated by varying amounts of the main component and the first subcomponent, wherein the amount of the first subcomponent in the layer is in the range of 0.001% to 0.5% by weight, and the first subcomponent in the laminated layers. The amount of to provide a zirconia multi-block, characterized in that formed to increase sequentially. At least one of the plurality of layers may further include Al₂ O₃ as the second subcomponent, and the amount of the second subcomponent may be formed to increase sequentially in the stacked layers.

Description

Translated fromKorean

다양한 색상과 투광성이 있는 기능성 지르코니아 블록{Multi-shaded and translucent zirconia blank}Multi-shaded and translucent zirconia blank}

본 발명은 보철용 지르코니아 블록에 관한 것으로서, 상세하게는 CAD-CAM 가공에 적합하며 다양한 색상 및 투광도가 발현되는 지르코니아 멀티 블록을 제안한다.The present invention relates to a zirconia block for prosthetics, and more particularly, is proposed a zirconia multi-block suitable for CAD-CAM processing and expressing various colors and light transmittance.

지르코니아는 강도 및 생체 적합성이 우수하고 부식이 없기 때문에 인체에 사용 시 어떠한 염증반응이나 알레르기도 유발하지 않는다. 또한 열 전도성이 일반 금속이나 합금에 비해 낮아 치과 분야뿐만 아니라 산업계에서도 광범위하게 이용되고 있는 실정이다. 그러나 지르코니아 세라믹은 불투명한 백색의 색상을 가지고 있어 치과보철물로 사용 시 심미적인 치아색 재현에 어려움이 따르는 단점이 있다.Zirconia has good strength, biocompatibility and no corrosion, so it does not cause any inflammatory reactions or allergies when used in humans. In addition, the thermal conductivity is lower than that of general metals or alloys, it is widely used in the dental industry as well as the industry. However, zirconia ceramics have an opaque white color, which makes it difficult to reproduce aesthetic tooth color when used as a dental prosthesis.

현재 국내 지르코니아 착색 연구는 주로 흑색계, 갈색계, 상아색계, 분홍색계 등이 주류를 이루고 있으며, 이러한 색상을 갖는 지르코니아를 제작하는 방법과 그것의 물리적인 특성에 대한 연구가 진행되고 있다. 대부분의 국내 지르코니아의 착색법은 금속산화물을 이용하여 안료를 제작한 후, 지르코니아의 분말에 안료를 혼합하여 제작하는 방법을 이용하고 있으며, 현재 일부 치과용으로 사용되는 지르코니아의 색조용 용액은 전량 수입에 의존하고 있는 실정이다.Currently, domestic zirconia coloring research mainly consists of black, brown, ivory, pink, etc., and researches on a method of manufacturing zirconia having such a color and its physical characteristics. Most domestic zirconia coloring methods use a method of producing pigments using metal oxides, and then mixing pigments with zirconia powder. Currently, some zirconia tint solutions used for dental use are imported entirely. It depends on the situation.

유색 지르코니아를 제작하는 방법은 크게 두 가지로 지르코니아 분말의 조성과정에 미리 색소체(colorant)를 혼합하여 처음부터 색조를 부여한 지르코니아 블록을 제조하는 방법과 부분 소결된 지르코니아를 일정 형태의 다공성 세라믹 하부구조로 만들고 이를 색소체 용액에 침지시켜 원하는 색조를 얻는 방법이 있다.There are two methods for manufacturing colored zirconia. A method of manufacturing a colored zirconia block by mixing colorant in the process of preparing zirconia powder and partially sintered zirconia into a form of porous ceramic substructure. There is a method to obtain the desired color tone by immersing it in a pigment solution.

보철 치료는 심미성 보다는 보철의 내구성 및 신뢰성이 선호되어 금속이나 금속과 사기질 재료를 결합시키는 치료가 많은 부분을 차지하였으나, 시대의 변화와 함께 보철 치료의 개념이 바뀌게 되어 심미적인 보철 치료에 대한 요구가 증가하였고, 보철물의 강도와 더불어 심미성이 향상된 기술이 더욱 발전하고 있다. 최근에는 컴퓨터 3차원 스캔과 정밀 가공(CAD-CAM) 기술의 발전으로 자연 치아와 거의 동일한 인공 치아 보철물을 이식할 수 있게 되었다. 보철 분야의 CAD-CAM에서는 오차가 허용되지 않는 정밀한 가공이 요구되며 보철물로 사용되는 세라믹 블록의 높은 품질을 요구하고 있다.Prosthetic treatment is preferred to the durability and reliability of the prosthesis rather than aesthetics, so that the treatment of metal or metal and enamel materials is combined, but the concept of prosthetic treatment changes with the change of the times. Increasingly, technologies with improved aesthetics along with the strength of the prosthesis are further developed. Recent advances in computer three-dimensional scanning and precision-machining (CAD-CAM) technologies have enabled the implantation of artificial dental prostheses, which are almost identical to natural teeth. CAD-CAM in the prosthetic field requires precise machining without tolerances and demands the high quality of ceramic blocks used as prosthetics.

CAD-CAM을 이용한 보철물 제작 과정은 다음과 같다. 먼저, 환자가 치아가 상하면 상한 치아를 발치하고 삭제된 치아를 만들기 위하여 모형을 준비한다. 제작된 모형에 대해 3차원 스캐너를 이용하여 스캔하고, 프로그램을 이용하여 디자인한 후 CAD-CAM 장비로 세라믹 블록을 치아 형태로 가공하여 보철물을 완성한다.Prosthesis manufacturing process using CAD-CAM is as follows. First, if the patient is damaged, the model is prepared to extract the damaged tooth and make the deleted tooth. The model is scanned using a 3D scanner, designed using a program, and then processed with ceramic blocks in the form of teeth using CAD-CAM equipment to complete the prosthesis.

보철물로 사용되는 세라믹 블록을 가공할 때, 예를 들어 지르코니아 블록의 경우 완전 소결을 하게 되면 강도가 너무 크기 때문에 가공이 어려운 문제가 있다. 이를 방지하기 위하여 통상 지르코니아 블록을 가소결한 후 강도가 약한 상태에서 가공한 후, 가공이 완료된 지르코니아 블록에 대해 완전 소결을 수행하여 최종 보철물을 완성한다.When machining a ceramic block used as a prosthesis, for example, a zirconia block, if fully sintered, there is a problem that processing is difficult because the strength is too large. In order to prevent this, usually, after sintering the zirconia block is processed in a state of weak strength, the complete sintering is completed by performing a complete sintering on the finished zirconia block.

전술한 바와 같이 심미적인 치아 보철을 위하여 금속 보철 대신 지르코니아 등의 세라믹 보철이 많이 이용되고 있으며, 색상이 백색인 지르코니아(도 1 참조)에 대해 자연 치아에 유사한 치아색을 발현하기 위하여 착색액(shade liquid) 처리를 하여 색상을 발현한다(도 2 참조).As described above, ceramic prostheses, such as zirconia, are used instead of metal prostheses for aesthetic tooth prosthetics. In order to express teeth color similar to natural teeth for zirconia having a white color (see FIG. 1), a shade (shade) is used. liquid) to give color (see FIG. 2).

가소결 블록을 치아 형태로 가공한 후 착색액에 담그거나 붓으로 칠하여 블록에 스며들게 한 후 완전 소결을 하면 치아 색상과 비슷한 색상이 발현되지만, 착색액 종류에 따른 색상 차이, 사용된 블록에 에 따른 색상 차이, 착색 기술이나 소결 과정에 따른 색상 차이가 발생하는 문제가 있다. 특히, 색상을 발현시킨 후 보철물의 교합이나 마진 등을 조정하는 과정에서 착색이 벗겨져 백색이 드러나는 문제가 매우 심각하다.After processing the plastic block in the form of a tooth and immersing it in a coloring liquid or painting it with a brush and soaking it into a block, when fully sintered, a color similar to the color of the tooth is expressed. There is a problem that a color difference occurs due to color differences, coloring techniques or sintering processes. In particular, in the process of adjusting the occlusion or margin of the prosthesis after expressing the color, the problem that the white color is peeled off is very serious.

한편, 임플란트 케이스 등의 금속 임플란트 하부 보철물을 사용한 후 지르코니아 코핑 또는 크라운의 상부구조물을 사용할 시 지르코니아 보철의 투광도가 높으면 금속 임플란트나 어버트먼트가 비추어 나와 심미적으로 좋지 않다. 반면 투광도가 낮은 블록을 사용하면 금속 성분은 비추어 나오지 않지만 최종 보철의 투광성이 좋지 못하여 심미적인 기능이 떨어지게 된다.On the other hand, when using a metal implant lower prosthesis such as an implant case and using the upper structure of the zirconia coping or crown, if the transmittance of the zirconia prosthesis is high, the metal implant or abutment will come out and be aesthetically unfavorable. On the other hand, if a low light transmittance block is used, the metal component does not come out, but the final prosthesis is poorly light-transmitted, resulting in poor aesthetic function.

본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 자연 치아에 유사한 지르코니아 블록을 제공하는 데에 있다.The present invention has been made under the above technical background, and provides a zirconia block similar to natural teeth.

또한, 본 발명의 다른 목적은 색상 발현 후 착색이 벗겨지지 않고 강도가 우수한 지르코니아 블록을 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a zirconia block having excellent strength without peeling off the color after expression.

본 발명의 또 다른 목적은 하부쪽 금속 보철이 비치지 않으면서도 상부쪽은 투광성이 자연 치아에 가까운 기능성과 심미성 두 가지를 만족 시킬 수 있는 지르코니아 블록을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a zirconia block that can satisfy both the functionality and aesthetics of the light transmitting property close to the natural teeth while the lower metal prosthesis is not reflected.

기타, 본 발명의 또 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 상세한 설명에서 보다 구체적으로 제시될 것이다.Other objects and technical features of the present invention will be presented in more detail in the following detailed description.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 주성분으로서 3Y-TZP (3mol%Y₂O₃-Tetragonal Zirconia Polycrystal)와 Fe₂O₃, CeO₂, Er₂O₃ 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 부성분으로 이루어지며, 상기 주성분과 부성분의 양을 달리하여 적층되는 복수의 레이어를 포함하며, 상기 레이어에서 부성분의 양은 중량%로 0.001% 초과 ~ 0.5% 이하의 범위이고, 적층된 레이어들에서 부성분의 양은 순차적으로 증가하도록 형성된 것을 특징으로 하는 지르코니아 멀티 블록을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises as a main component 3Y-TZP (3mol% Y₂ O₃ -Tetragonal Zirconia Polycrystal) and at least one material selected from Fe₂ O₃ , CeO₂ , Er₂ O₃ It comprises a plurality of layers that are made up of subcomponents, and laminated with varying amounts of the main component and the subcomponent, the amount of the subcomponent in the layer is in the range of more than 0.001% to 0.5% by weight, in the laminated layers The amount provides a zirconia multiblock characterized in that it is configured to increase sequentially.

상기 복수의 레이어 중 적어도 어느 하나에 제2부성분으로서 Al₂O₃ 를 더 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제2부성분의 양은 중량%로 0.001% 이상 ~ 10% 이하의 범위가 바람직하다. 적층된 레이어들에서 제2부성분의 양은 순차적으로 증가하도록 형성할 수 있다.At least one of the plurality of layers may further include Al₂ O₃ as a second subcomponent, and in this case, the amount of the second subcomponent is preferably in the range of 0.001% to 10% by weight. The amount of the second subcomponent in the stacked layers may be formed to increase sequentially.

또한, 본 발명은 주성분으로서 3Y-TZP (3mol%Y₂O₃-Tetragonal Zirconia Polycrystal)와 부성분으로서 Fe₂O₃, CeO₂ 및 Er₂O₃ 을 준비하고, 상기 주성분 3Y-TZP와 Fe₂O₃, CeO₂ 및 Er₂O₃ 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 혼합비를 달리한 복수의 혼합물을 준비하고, 부성분의 첨가량이 적은 혼합물로부터 첨가량이 높은 혼합물의 순서로 각 혼합물을 적층하고, 적층된 혼합물에 압력을 가하여 하나의 블록으로 성형하고, 성형된 블록을 850℃ ~ 1250℃ 의 온도로 가소결하는 단계를 포함하는 지르코니아 멀티 블록 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention is to prepare 3Y-TZP (3mol% Y₂ O₃ -Tetragonal Zirconia Polycrystal) as a main component and Fe₂ O₃ , CeO₂ and Er₂ O₃ as a_secondary component, the main components 3Y-TZP and Fe₂ O₃ , CeO₂ and Er₂ O₃ to prepare a plurality of mixtures having different mixing ratios of any one or more materials selected from the mixture, and each mixture is laminated in the order of the mixture with a high addition amount from the mixture with a small addition amount of subcomponents, It provides a method for producing a zirconia multi block comprising applying a pressure to the mixture to form a block, and pre-sintering the molded block to a temperature of 850 ℃ to 1250 ℃.

본 발명에 따르면, 자연 치아와 유사하게 색상의 계조가 구현되며 투광도를 단계적으로 변화시킨 지르코니아 블록을 제조할 수 있다. 또한, 인공 치아 시술 과정에서 지르코니아 블록의 착색이 벗겨지는 문제를 해소할 수 있고, 인공 치아 시술을 더욱 용이하게 할 수 있다. 뿐만 아니라 착색 용액을 사용하지 않고도 자연 치아에 유사한 인공 치아를 구현할 수 있어 인공 치아 제조 및 시술 비용을 낮출 수 있다. 또한, 고체 첨가물로 지르코니아 블록에 색상을 구현하면서도 저온열화 안정성을 확보할 수 있다.According to the present invention, a gradation of color is realized similar to natural teeth, and a zirconia block in which light transmittance is gradually changed may be manufactured. In addition, the problem of peeling off the color of the zirconia block during the artificial dental procedure can be solved, and the artificial dental procedure can be made easier. In addition, it is possible to implement artificial teeth similar to natural teeth without using a coloring solution, thereby lowering the cost of artificial tooth manufacturing and procedures. In addition, while implementing the color in the zirconia block as a solid additive can ensure low temperature degradation stability.

도 1은 지르코니아 블록의 예를 보인 사진.
도 2는 착색제를 사용한 지르코니아 블록을 보인 사진.
도 3은 다양한 색상을 포함하고 있는 자연 치아를 보인 사진.
도 4는 본 발명의 멀티 쉐이드 블록의 개념을 보인 모식도.
도 5는 본 발명의 멀티 트랜스 블록의 개념을 보인 모식도.
도 6은 다양한 쉐이드에 대한 빛의 파장별 반사율을 보인 그래프.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 블록의 단면 사진.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 블록의 단면 사진.
도 9는 본 발명의 지르코니아 블록의 오토클래이브 처리 후의 상전이 정도를 보인 X선 회절 그래프.
도 10은 본 발명의 지르코니아 블록의 오토클래이브 처리 후의 이축 강도 결과를 보인 그래프.1 is a photograph showing an example of a zirconia block.
Figure 2 is a photograph showing a zirconia block using a colorant.
Figure 3 is a photograph showing a natural tooth containing a variety of colors.
4 is a schematic diagram showing the concept of a multi-shade block of the present invention.
5 is a schematic diagram showing the concept of a multi-trans block of the present invention.
6 is a graph showing the reflectance of each wavelength of light for various shades.
7 is a cross-sectional picture of a multi-block according to an embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional photograph of a multi-block according to another embodiment of the present invention.
9 is an X-ray diffraction graph showing the degree of phase transition after the autoclave treatment of the zirconia block of the present invention.
10 is a graph showing biaxial strength results after autoclave treatment of a zirconia block of the present invention.

본 발명은 인공 치아용 지르코니아 블록을 제작할 때 지르코니아에 색상을 낼 수 있는 물질을 첨가하여 블록 자체에 색상을 발현시키는데 특징이 있다. 구체적으로 금속 산화물을 이용한 고체 색소체를 지르코니아 분말에 혼합하여 유색 지르코니아 블록을 제조한다. 또한, 본 발명은 색상을 발현시키는 물질과 더불어 블록의 투광도를 변화시킬 수 있는 물질을 추가로 포함하여 자연 치아에 가깝게 투광도의 변화를 구현할 수 있다.The present invention is characterized by expressing the color in the block itself by adding a material that can make a color in the zirconia when manufacturing the artificial zirconia block. Specifically, a solid pigment using a metal oxide is mixed with zirconia powder to produce colored zirconia blocks. In addition, the present invention may further include a material capable of changing the light transmittance of the block together with a material expressing color to implement a change in light transmittance close to a natural tooth.

본 발명에 따른 지르코니아 블록은 금속 산화물을 이용하여 지르코니아를 발색시킴에 있어서 첨가되는 각 물질의 선택에 의해 여러 가지 색상을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 지르코니아 분말에 금속산화물을 섞어서 지르코니아 블록을 만드는 과정에서 지르코니아 분말과 고체의 금속산화물을 미세하고 균일하게 분포하도록 혼합하여 최종 소성 후 균일한 색상을 얻는 것은 물론, 물리적 성질에 영향을 주지 않아 최종 제품의 강도를 유지할 수 있다.The zirconia block according to the present invention can not only obtain various colors by the selection of each material added in the development of zirconia by using a metal oxide, but also in the process of making a zirconia block by mixing a metal oxide with zirconia powder. The powder and solid metal oxides may be mixed to be finely and uniformly distributed to obtain a uniform color after the final firing, and the strength of the final product may be maintained without affecting physical properties.

한편, 치아 색상은 한 가지로 이루어진 것이 아니고 몇 가지 색상으로 조합되어 있다. 예를 들어 도 3의 사진을 참조하면 하나의 치아에도 a1, a2, a3 부분에 따라 미세하게 색상 차이가 존재한다.On the other hand, the tooth color is not composed of one, but is combined in several colors. For example, referring to the photograph of FIG. 3, even one tooth may have a slight color difference according to a1, a2, and a3.

이와 같이 치아에 존재하는 다양한 색상을 하나의 블록으로 구현하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면 여러가지 색상이 점진적으로 계조(gradation)를 갖는 멀티 쉐이드 블록(multi shade block)을 제안한다. 도 4는 본 발명의 멀티 쉐이드 블록의 개념을 모식적으로 도시한 것으로 하나의 블록에 색상이 다른 다층 레이어를 포함하고 있다. 도시된 그림에는 노란색을 예로 들어 보인 것이며, 이와 다른 색상 또는 여러 색상이 혼합된 블록도 가능하다.In order to implement various colors existing in the tooth as one block, according to an aspect of the present invention, a multi shade block in which various colors gradually have a gradation is proposed. 4 schematically illustrates the concept of a multi-shade block of the present invention, and includes a multi-layered layer having different colors in one block. In the figure shown, yellow is taken as an example, and a different color or a mixture of colors can be used.

본 발명의 지르코니아 블록은 주성분으로서 3Y-TZP (3mol%Y₂O₃-Tetragonal Zirconia Polycrystal)와 Fe₂O₃, CeO₂, Er₂O₃ 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 부성분으로 이루어지며, 상기 주성분과 부성분의 양을 달리하여 적층되는 복수의 레이어를 포함한다.The zirconia block of the present invention is composed of 3Y-TZP (3mol% Y₂ O₃ -Tetragonal Zirconia Polycrystal) as a main component and minor components including any one or more substances selected from Fe₂ O₃ , CeO₂ , Er₂ O₃ And a plurality of layers stacked by varying amounts of the main component and the subcomponent.

상기 부성분 중 Fe₂O₃ 은 노란색(yellow)을 구현하는 쉐이드 첨가물이며, CeO₂ 는 옅은 노란색(light yellow) 쉐이드를 구현하는 첨가물이고, Er₂O₃의 경우 분홍색(pink)을 구현하는 쉐이드 첨가물에 해당한다.Among the sub-components, Fe₂ O₃ is a shade additive to implement yellow, CeO₂ is an additive to implement a light yellow shade, and in the case of Er₂ O₃ , a shade additive to implement pink. Corresponds to

멀티 블록은 최소 2층으로부터 적층 가능하며, 제조 공정에서 적층의 용이성 및 원료 물질의 균일한 혼합을 위해 10층까지 적층하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 노란색 계조의 블록을 제조하는 경우 주성분인 3Y-TZP 에 발색제로서 Fe₂O₃ 를 첨가한 복수의 레이어를 준비한 후 각 레이어를 색상 변화에 맞게 적층할 수 있다. 각 층의 Fe₂O₃ 혼합양은 색상이 점진적으로 변화되도록 달리하며, 예를 들어 2층 적층의 경우, 제1층은 0.01 ~ 0.1%, 제2층은 0.1 ~ 0.2%의 범위로 할 수 있다. 또한 CeO₂ 를 발색제로 사용하여 옅은 노란색 계조의 멀티 블록을 제조할 수 있으며, 이 경우 제1층은 0.01 ~ 0.1%, 제2층은 0.1 ~ 0.2%의 범위로 혼합양을 조정할 수 있다. 한편, 치아 색상을 정량화한 쉐이드 가이드(shade guide) 상의 A 쉐이드 계조(A shade gradation)를 구현하기 위하여 Fe₂O₃ 와 Er₂O₃ 를 1:1 혼합 한 분말을 발색제로 사용하여 제1층은 0.01 ~ 0.1%, 제2층은 0.1 ~ 0.2%의 범위로 혼합양을 조정한 멀티 블록을 제조할 수도 있다.The multi-blocks can be stacked from at least two layers, and it is preferable to stack up to 10 layers for ease of lamination and uniform mixing of raw materials in the manufacturing process. For example, in the case of manufacturing a yellow gray block, after preparing a plurality of layers in which Fe₂ O₃ is added to the main component 3Y-TZP as a coloring agent, each layer may be laminated according to the color change. The amount of Fe₂ O₃ mixed in each layer is varied so that the color is gradually changed. For example, in the case of two-layer lamination, the first layer may be in the range of 0.01 to 0.1% and the second layer in the range of 0.1 to 0.2%. . In addition, CeO₂ may be used as a color developer to prepare a multi-block of pale yellow gradation. In this case, the mixing amount may be adjusted in the range of 0.01 to 0.1% for the first layer and 0.1 to 0.2% for the second layer. On the other hand, in order to implement A shade gradation on the shade guide that quantifies the tooth color, the first layer using a powder mixed with Fe₂ O₃ and Er₂ O₃ 1: 1 as a coloring agent The 0.01-0.1% silver and the 2nd layer can manufacture the multiblock which adjusted the mixing amount in the range of 0.1-0.2%.

이와 같은 멀티 블록에서 2층은 블록을 구현하는 최소 층이며, 각 층의 쉐이드를 더 세분화하여 2층 이상 여러 층을 갖는 블록을 만들 수 있음은 물론이고, 블록에 3Y-TZP만을 포함하는 표면층이 더 포함할 수도 있다.In such a multi-block, the second layer is the minimum layer that implements the block, and the shade of each layer can be further subdivided to make a block having two or more layers, and the surface layer including only 3Y-TZP in the block. It may further include.

본 발명에 따른 멀티 블록에 있어서 발색제로서 부성분이 적게 들어간 흐린 층으로부터 부성분이 많이 첨가된 진한 층의 순서로 적층하여 점진적인 계조의 색상이 구현되도록 하는 것이 바람직하다.In the multi-block according to the present invention, it is preferable to stack in order from a cloudy layer containing less subcomponent as a color developer to a dark layer containing a large amount of subcomponent so that a gradual gradation of color is realized.

주성분에 혼합되는 부성분의 양은 중량%로 0.001% 초과 ~ 0.5% 이하의 범위가 바람직하다. 0.001% 미만으로 혼합될 경우 색상 발현 효과가 미미하며, 0.5% 를 초과하는 경우 지르코니아 블록의 물리적 성질에 영향을 미쳐 강도가 저하될 수 있다.The amount of the subcomponent blended into the main component is preferably in the range of more than 0.001% to 0.5% by weight. If the content is less than 0.001%, the effect of color development is insignificant, and if it is more than 0.5%, the physical properties of the zirconia block may be affected and the strength may be reduced.

이와 같이 다양한 색상을 하나의 블록으로 구현한 것에 더하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면 여러가지 투광도를 점진적으로 변화시킨 멀티 트랜스 블록(multi trans block)을 제안한다. 도 5는 본 발명의 멀티 트랜스 블록의 개념을 모식적으로 도시한 것으로 하나의 블록에 투광도가 다른 다층 레이어를 포함하고 있다.In addition to implementing various colors in one block, another aspect of the present invention proposes a multi trans block in which various light transmittances are gradually changed. 5 schematically illustrates the concept of the multi-trans block of the present invention, and includes one multilayer block having different light transmittances.

투광도를 달리하기 위한 첨가물로서 본 발명에서는 주성분인 3Y-TZP 에 부성분으로서 Al₂O₃ 를 더 포함할 수 있다. 이 경우 Al₂O₃ 의 양은 중량%로 0.001% 이상 ~ 10% 이하의 범위가 바람직하다. 0.001% 미만으로 혼합될 경우 투광도 변화에 대한 효과가 크지 않고, 10% 를 초과하는 경우 지르코니아 블록의 물리적 성질에 영향을 미쳐 강도가 저하될 수 있다.As an additive for varying the light transmittance, the present invention may further include Al₂ O₃ as an auxiliary component in 3Y-TZP as a main component. In this case, the amount of Al₂ O₃ is preferably in the range of 0.001% to 10% by weight. If the content is less than 0.001%, the effect on the light transmittance is not great. If the content is more than 10%, the physical properties of the zirconia block may be affected and the strength may be lowered.

색상 발현을 위해 Fe₂O₃, CeO₂, Er₂O₃ 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 부성분을 포함하며 주성분과 부성분의 양을 달리하여 적층되는 복수의 레이어들에서 Al₂O₃ 의 양은 순차적으로 증가하도록 포함할 수 있으며, 필요에 따라 Al₂O₃ 의 양이 순차적으로 감소하도록 포함할 수도 있다.For the color development of the Al₂ O₃ in a plurality of layers including a subcomponent comprising any one or more selected from Fe₂ O₃ , CeO₂ , Er₂ O₃ and laminated with different amounts of the main component The amount may be included to increase sequentially, and may be included to sequentially decrease the amount of Al₂ O₃ as needed.

본 발명에 따른 지르코니아 멀티 블록의 제조 방법은 다음과 같다.Method for producing a zirconia multi block according to the present invention is as follows.

먼저, 주성분으로서 3Y-TZP (3mol%Y₂O₃-Tetragonal Zirconia Polycrystal)와 부성분으로서 Fe₂O₃, CeO₂ 및 Er₂O₃ 을 준비하고, 주성분 3Y-TZP와 Fe₂O₃, CeO₂ 및 Er₂O₃ 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 혼합한다. 이 때 부성문의 혼합비를 달리한 복수의 혼합물을 준비하여, 부성분의 첨가량이 적은 혼합물로부터 첨가량이 높은 혼합물의 순서로 각 혼합물을 적층한다. 또한, 투광도를 달리하기 위한 부성분으로서 Al₂O₃ 를 각 혼합물에 더 포함할 수 있으며, 각 혼합물에는 Al₂O₃ 의 첨가량이 점차적으로 증가하거나 반대로 점차적으로 감소하도록 혼합할 수 있다.First, 3Y-TZP (3mol% Y₂ O₃ -Tetragonal Zirconia Polycrystal) as a main component and Fe₂ O₃ , CeO₂ and Er₂ O₃ as a_secondary component were prepared, and main components 3Y-TZP and Fe₂ O₃ , CeO₂ And at least one material selected from Er₂ O₃ . At this time, a plurality of mixtures having different mixing ratios of the secondary gates are prepared, and the respective mixtures are laminated in the order of mixtures having a high addition amount from mixtures having a low addition amount of subcomponents. In addition, Al₂ O₃ may be further included in each mixture as a subcomponent for varying the light transmittance, and the mixture may be mixed such that the amount of Al₂ O₃ is gradually increased or vice versa.

색상 발현을 위한 부성분 및 투광도를 달리하기 위한 부성분은 3Y-TZP 분말에 습식 또는 건식으로 혼합할 수 있으며, 혼합 과정에서 교반을 동반하여 각 혼합물이 균일하게 섞이도록 한다. 첨가물의 종류 및 양을 조절함으로써 여러 가지 쉐이드 발현이 가능하다.Subcomponents for color expression and subcomponents for varying the light transmittance may be mixed wet or dry to the 3Y-TZP powder, and the mixture is mixed with agitation during the mixing process. Various shade expressions are possible by controlling the type and amount of the additive.

각 혼합물을 순서에 따라 적층하고, 적층된 혼합물은 금형에 충진한 후 압력을 가하여 하나의 블록으로 성형한다. 성형된 블록은 최종적으로 850℃ ~ 1250℃ 의 온도로 가소결하여 멀티 블록을 완성한다.Each mixture is laminated in sequence, and the laminated mixture is filled into a mold and then pressurized to form one block. The molded block is finally pre-sintered at a temperature of 850 ° C. to 1250 ° C. to complete the multi block.

실시예 1Example 1

전술한 방법에 따라 다양한 쉐이드 및 계조를 갖는 지르코니아 블록을 제조하였다.According to the method described above, zirconia blocks having various shades and gray levels were prepared.

지르코니아 블록의 멀티 쉐이드 구현을 위한 비교 기준으로서 쉐이드 가이드 상의 A1 shade ~ A3 shade 및 B1 shade ~ B3 shade에 대한 색상 데이타를 표색계(color matrix system) 수치로 확인하였다. 각 쉐이드에 대한 색상 데이타는 아래 표1과 같다.Color data for A1 shade to A3 shade and B1 shade to B3 shade on the shade guide were identified as color matrix system values as a comparison criterion for implementing the multi shade of the zirconia block. The color data for each shade is shown in Table 1 below.

shade block color datashade block color dataL*L *a*a *b*b *c*c *hhwhitewhite86.8186.81-0.82-0.822.532.532.662.66108.07108.07A1 shadeA1 shade85.5285.521.851.854.834.835.175.1769.0369.03A2 shadeA2 shade84.9484.942.832.837.437.437.957.9569.1369.13A3 shadeA3 shade84.2184.213.593.599.929.9210.5510.5570.0970.09B1 shadeB1 shade86.2586.25-2.85-2.855.295.296.016.01118.34118.34B2 shadeB2 shade85.3585.35-2.89-2.899.849.8410.2610.26106.36106.36B3 shadeB3 shade83.8183.81-2.06-2.0613.0213.0213.1813.1899.0199.01

위 데이타에서 L*, a*, b* 는 L*a*b* 표색계에서 명도(L*), 색도(a*, b*)를 각각 나타낸다. a*, b*는 색의 방향으로, a*는 적색 방향, -a*는 녹색방향, b*는 황색 방향, -b*는 청색 방향을 나타낸다. 또한, c* 와 h는 L*c*h* 표색계에서 채도(c*)와 색상 각도(h)를 나타낸다.In the above data, L *, a *, and b * represent brightness (L *) and chroma (a *, b *) in the L * a * b * color system, respectively. a *, b * are directions of color, a * is a red direction, -a * is a green direction, b * is a yellow direction, -b * is a blue direction. In addition, c * and h represent saturation (c *) and color angle (h) in the L * c * h * color system.

각각의 쉐이드는 색상이 다르며, 각 쉐이드(A1 shade ~ A3 shade 및 B1 shade ~ B3 shade)에 대해 빛의 파장별 반사율을 도 6에 도시하였다. 도 6의 그래프에서 Y축은 반사율(%), X축은 빛의 파장(nm)을 각각 나타낸다.Each shade is different in color, and reflectance of each wavelength of light for each shade (A1 shade to A3 shade and B1 shade to B3 shade) is shown in FIG. 6. In the graph of FIG. 6, the Y axis represents reflectance (%) and the X axis represents wavelength of light (nm), respectively.

A1 shade ~ A3 shade 를 구현하기 위하여 주성분인 3Y-TZP와 부성분으로서 Fe₂O₃ 및 Er₂O₃ 를 혼합하여 각각의 층을 제조한 후, 각 층을 색상이 옅은 층으로부터 짙은 층의 순서로 적층하였다. 표면에는 3Y-TZP만을 포함하는 백색층도 적층하였다. 각 층의 첨가물 및 혼합비(중량 %)는 아래의 표 2와 같다.In order to realize A1 shade ~ A3 shade, each layer is prepared by mixing 3Y-TZP as a main component and Fe₂ O₃ and Er₂ O₃ as sub-components, and then each layer is made in the order of light to dark layers. Laminated. On the surface was also laminated a white layer containing only 3Y-TZP. Additives and mixing ratios (weight%) of each layer are shown in Table 2 below.

shade block mixing data 1shadeblock mixing data 13Y-TZP3Y-TZPFe₂O₃Fe₂ O₃Er₂O₃Er₂ O₃whitewhite100100----A1 shadeA1 shade99.9899.980.0120.0120.0080.008A2 shadeA2 shade99.9699.960.0240.0240.0160.016A3 shadeA3 shade99.9499.940.0360.0360.0240.024

또한, B1 shade ~ B3 shade 를 구현하기 위하여 주성분인 3Y-TZP와 부성분으로서 Fe₂O₃ 를 혼합하여 각각의 층을 제조한 후, 각 층을 색상이 옅은 층으로부터 짙은 층의 순서로 적층하였다. 표면에는 3Y-TZP만을 포함하는 백색층도 적층하였다. 각 층의 첨가물 및 혼합비(중량 %)는 아래의 표 3과 같다.In addition, in order to implement B1 shade to B3 shade, 3Y-TZP as a main component and Fe₂ O₃ as a subcomponent were mixed to prepare respective layers, and then, each layer was laminated in the order of light to dark layers. On the surface was also laminated a white layer containing only 3Y-TZP. Additives and mixing ratios (weight%) of each layer are shown in Table 3 below.

shade block mixing data 2shadeblock mixing data 23Y-TZP3Y-TZPFe₂O₃Fe₂ O₃whitewhite100100--B1 shadeB1 shade99.9899.980.020.02B2 shadeB2 shade99.9699.960.040.04B3 shadeB3 shade99.9499.940.060.06

제조된 각 쉐이드를 적층하여 하나의 블록을 완성하였다. 도 7은 완성된 지르코니아 멀티 블록의 단면을 보인 사진이다.Each shade prepared was stacked to complete one block. Figure 7 is a photograph showing a cross section of the completed zirconia multi-block.

적층된 각 층이 명확하게 구분되지 않은 채 자연 치아와 유사하게 색상의 점진적 계조가 잘 구현된 것을 알 수 있다. 이와 같은 멀티 블록은 인공 치아 시술 과정에서도 색상이 벗겨지거나 탈색되지 않고 효과적인 인공 치아 시술이 이루어질 수 있다.It can be seen that the gradual gradation of color is well implemented similar to natural teeth without each layer laminated clearly. Such a multi-block can be effective artificial tooth treatment without peeling color or discoloration even in the artificial tooth treatment process.

실시예 2Example 2

본 발명의 다른 실시예로서 다양한 투광도를 갖는 지르코니아 블록을 제조하였다.As another embodiment of the present invention, zirconia blocks having various light transmittances were prepared.

지르코니아 블록의 멀티 투광도 구현을 위한 기준으로서 다음의 표 4와 같은 투광도 데이타를 이용하였다. 총 5 개 층에 대하여 단계적으로 투광도가 변화되도록 하였고, 맨 아랫층은 투광도가 가장 크고 점진적으로 투광도가 저하 하여 맨 윗층은 불투명한 층이 되도록 하였다.Transmittance data as shown in Table 4 below was used as a reference for implementing a multi-transmittance of the zirconia block. The light transmittance was changed step by step for a total of five layers, and the bottom layer had the largest light transmittance and gradually decreased light transmittance so that the top layer became an opaque layer.

multi translucency block transmissivity data (wt%)multi translucency block transmissivity data (wt%)transmissivitytransmissivityOpaqueOpaque001 layer1layer40402 Layer2 Layer50503 Layer3 Layer60604 Layer4 Layer70705 Layer5 Layer8080

투광도가 점진적으로 변화되는 다층 구조의 블록을 형성하기 위하여 3Y-TZP와 부성분으로서 Al₂O₃ 를 혼합하여 각각의 층을 제조한 후, 각 층을 투광도가 큰 층으로부터 투광도가 낮은 층의 순서로 적층하였다. 맨 아랫층은 3Y-TZP만을 포함하였고, 점진적으로 Al₂O₃ 의 양을 증가시켰으며 각 층의 혼합비(중량 %)는 아래의 표 5와 같다.In order to form a block having a multi-layer structure in which the light transmittance is gradually changed, 3Y-TZP and Al₂ O₃ as a subcomponent are mixed to prepare respective layers, and then each layer is formed in order from the high light transmittance layer to the low light transmittance layer. Laminated. The bottom layer contained only 3Y-TZP, and gradually increased the amount of Al₂ O₃ and the mixing ratio (weight%) of each layer is shown in Table 5 below.

multi translucency block mixing data (wt%)multi translucency block mixing data (wt%)3Y-TZP3Y-TZPAl₂O₃Al₂ O₃OpaqueOpaque909010101 layer1 layer99.9299.920.080.082 Layer2 Layer99.9499.940.060.063 Layer3 Layer99.9699.960.040.044 Layer4 Layer99.9899.980.020.025 Layer5 Layer100100--

제조된 지르코니아 멀티 트랜스 블록의 단면을 도 8에 도시하였다. 적층된 각 층이 명확하게 구분되지 않은 채 자연 치아와 유사하게 투광도의 변화가 점진적으로 구현된 것을 확인하였다.The cross section of the prepared zirconia multi trans block is shown in FIG. 8. It was confirmed that the change in light transmittance was gradually implemented similarly to natural teeth without each layer laminated clearly.

저온 열화 테스트Low temperature deterioration test

한편, 이트리아 안정화 지르코니아(3Y-TZP)는 높은 곡강도와 파괴인성을 가지는 반면, 100 - 300℃의 온도범위에서 장기간 노출되면 자발적으로 정방정상에서 단사정상으로 상전이가 일어나면서 균열을 초래하여 강도가 급격히 저하되는 저온열화 현상을 보이는 문제가 있다. 이러한 저온열화는 수분이 존재하거나 오토크레이브(autoclave)에서와 같이 높은 수증기압 하의 조건에서 촉진되는 것으로 알려져 있다.On the other hand, yttria stabilized zirconia (3Y-TZP) has high bending strength and fracture toughness, while long-term exposure in the temperature range of 100-300 ° C causes spontaneous phase transition from tetragonal to monoclinic, resulting in cracking. There is a problem that shows a low temperature deterioration phenomenon that is rapidly lowered. Such low temperature degradation is known to be accelerated in the presence of water or under conditions of high steam pressure, such as in an autoclave.

본 발명의 멀티 블록에서 색상 발현을 위한 부성분 또는 투광도 조절을 위한 부성분의 첨가로 저온열화가 발생되는지 확인하였다. 제조된 멀티 블록에 대해 오토크레이브에서 130℃에서 1시간 및 10시간, 200℃에서 10시간 처리 후 상전이 정도 및 강도를 측정하였다.In the multi-block of the present invention, it was confirmed whether low-temperature deterioration occurred by the addition of a subcomponent for color expression or a subcomponent for light transmittance control. The degree of phase transition and intensity were measured for 1 hour and 10 hours at 130 ° C. and 10 hours at 200 ° C. in the autoclave.

도 9의 그래프를 보면 온도 별 처리에 대해 처리 전과 비교하여 정방정상(t)에서 단사정상(m)으로 상전이가 거의 발생하지 않은 것을 알 수 있다. 또한, 도 10의 강도 측정 결과를 보면 오토크레이브 처리 전의 기준 시편 강도와 비교할 때 130℃에서 처리한 경우 강도 변화가 거의 없었고, 200℃에서 처리한 경우엔 다소 강도가 낮아진 것을 알 수 있다. ISO13356 의 저온열화 관련 규정에 따르면, 134℃ 에서 0.2MPa 의 압력으로 5시간 열처리 후 강도가 20% 이상 떨어지지 않아야 하며, 최종강도는 500MPa 이상이어야 하는데, 이 기준에 따르면 본 발명의 지르코니아 멀티 블록은 저온열화 안정성을 구비한 것으로 확인되었다.In the graph of FIG. 9, it can be seen that the phase transition from the tetragonal phase (t) to the monoclinic phase (m) hardly occurred in comparison with the treatment before temperature. In addition, it can be seen from the strength measurement results in FIG. 10 that the strength was little changed when treated at 130 ° C. compared to the standard specimen strength before the autoclave treatment, and the strength was somewhat lowered when treated at 200 ° C. FIG. According to the ISO 13356 low temperature deterioration regulation, the strength should not drop more than 20% after 5 hours heat treatment at 0.2 MPa at 134 ° C, and the final strength should be more than 500 MPa. According to this criterion, the zirconia multiblock of the present invention It was confirmed that it had deterioration stability.

이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modified, modified, or improved.

Claims

Translated fromKorean

주성분으로서 3Y-TZP (3mol%Y₂O₃-Tetragonal Zirconia Polycrystal)와 Fe₂O₃, CeO₂, Er₂O₃ 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 제1부성분으로 이루어지며,
상기 주성분과 제1부성분의 양을 달리하여 적층되는 복수의 레이어를 포함하며, 상기 레이어에서 제1부성분의 양은 중량%로 0.001% 이상 ~ 0.5% 이하의 범위이고, 적층된 레이어들에서 제1부성분의 양은 순차적으로 증가하도록 형성된 것을 특징으로 하는
지르코니아 멀티 블록.It consists of a first component containing 3Y-TZP (3mol% Y₂ O₃ -Tetragonal Zirconia Polycrystal) as the main component and at least one material selected from Fe₂ O₃ , CeO₂ , Er₂ O₃ ,
And a plurality of layers laminated by varying amounts of the main component and the first subcomponent, wherein the amount of the first subcomponent in the layer is in the range of 0.001% to 0.5% by weight, and the first subcomponent in the laminated layers. The amount of is characterized in that formed to increase sequentially
Zirconia multi block.

제1항에 있어서, 상기 블록의 레이어 적층 수는 2 ~ 10인 것을 특징으로 하는 지르코니아 멀티 블록.The zirconia multi-block according to claim 1, wherein the number of layer stacks of the block is 2 to 10.

제1항에 있어서, 상기 블록에는 3Y-TZP만을 포함하는 표면층이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 지르코니아 멀티 블록.The zirconia multi-block according to claim 1, wherein the block further comprises a surface layer including only 3Y-TZP.

제1항에 있어서, 상기 복수의 레이어 중 적어도 어느 하나에 제2부성분으로서 Al₂O₃ 를 더 포함하는 지르코니아 멀티 블록.The zirconia multiblock according to claim 1, further comprising Al₂ O₃ as a second subcomponent in at least one of the plurality of layers.

제4항에 있어서, 상기 제2부성분의 양은 중량%로 0.001% 이상 ~ 10% 이하의 범위인 지르코니아 멀티 블록.The zirconia multiblock according to claim 4, wherein the amount of the second subcomponent is in the range of 0.001% to 10% by weight.

제4항에 있어서, 상기 복수의 레이어 중 적어도 어느 하나는 제2부성분으로서 Al₂O₃ 를 더 포함하며, 적층된 레이어들에서 제2부성분의 양은 순차적으로 증가하도록 형성된 것을 특징으로 하는 지르코니아 멀티 블록.The zirconia multi-block according to claim 4, wherein at least one of the plurality of layers further includes Al₂ O₃ as a second sub component, and the amount of the second sub component in the stacked layers is sequentially increased. .

주성분으로서 3Y-TZP (3mol%Y₂O₃-Tetragonal Zirconia Polycrystal)와 제1부성분으로서 Fe₂O₃, CeO₂ 및 Er₂O₃ 을 준비하고,
상기 주성분 3Y-TZP와 제1부성분 Fe₂O₃, CeO₂ 및 Er₂O₃ 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질을 혼합비를 달리한 복수의 혼합물을 준비하고,
제1부성분의 첨가량이 적은 혼합물로부터 첨가량이 높은 혼합물의 순서로 각 혼합물을 적층하고,
적층된 혼합물에 압력을 가하여 하나의 블록으로 성형하고,
성형된 블록을 850℃ ~ 1250℃ 의 온도로 가소결하는 단계를 포함하는
지르코니아 멀티 블록 제조 방법.3Y-TZP (3mol% Y₂ O₃ -Tetragonal Zirconia Polycrystal) as a main component and Fe₂ O₃ , CeO₂ and Er₂ O₃ are prepared as first components,
Prepare a plurality of mixtures having different mixing ratios of any one or more substances selected from the main component 3Y-TZP and the first subcomponent Fe₂ O₃ , CeO₂ and Er₂ O₃ ,
Each mixture is laminated in the order of the mixture with a high addition amount from the mixture with a small addition amount of a 1st subcomponent,
Applying pressure to the stacked mixture to form one block,
Pre-sintering the molded block to a temperature of 850 ° C. to 1250 ° C.
Zirconia multi-block manufacturing method.

제7항에 있어서, 상기 혼합물에서 제1부성분의 양은 중량%로 0.001% 이상 ~ 0.5% 이하의 범위인 것을 특징으로 하는 지르코니아 멀티 블록 제조 방법.8. The method of claim 7, wherein the amount of the first minor component in the mixture is in the range of 0.001% to 0.5% by weight.

제7항에 있어서, 제2부성분으로서 Al₂O₃ 를 준비하고, 상기 복수의 혼합물에 제2부성분의 혼합비를 달리하여 혼합하는 단계를 더 포함하는 지르코니아 멀티 블록 제조 방법.The zirconia multi-block manufacturing method according to claim 7, further comprising preparing Al₂ O₃ as a second subcomponent, and mixing the plurality of mixtures with different mixing ratios of the second subcomponent.

제9에 있어서, 상기 혼합물에서 제2부성분의 양은 중량%로 0.001% 이상 ~ 10% 이하의 범위인 것을 특징으로 하는 지르코니아 멀티 블록 제조 방법.The method of claim 9, wherein the amount of the second accessory ingredient in the mixture is in the range of 0.001% to 10% by weight.