KR20160010865A

KR20160010865A - 블랭크의 제조방법 및 블랭크

Info

Publication number: KR20160010865A
Application number: KR1020157034568A
Authority: KR
Inventors: 슈테판 페허; 하이너 회르홀트; 우도 슈써; 마르쿠스 볼만; 마르틴 쿠츠너
Original assignee: 덴츠플라이 인터내셔널 인코포레이티드
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2016-01-28
Anticipated expiration: 2034-04-30
Also published as: DE102013104561A1; WO2014177659A1; AU2014261405A1; CN105377216B; JP2016522779A; BR112015027765A2; RU2015151586A; ES2770505T3; JP6542200B2; BR112015027765B1; KR102055112B1; EP2991610A1; RU2696587C2; EP2991610B1; US9737465B2; EP3124010A1; CA2911284C; CA2911284A1; AU2014261405B2; US20160113845A1

Abstract

본 발명은 치과용 성형품, 예를 들면, 인레이, 온레이, 크라운 또는 브릿지를 제조하기 위한 블랭크, 및 상기 블랭크의 제조방법에 관한 것이다. 어려움 없이 상기 블랭크로부터 치과용 성형품, 특히 얇은 벽 두께를 갖는 치과용 성형품을 기계가공할 수 있도록, 상기 블랭크를 이론 밀도의 30 내지 60 %의 밀도를 갖는 유리 세라믹, 및 입자 크기 분포 d₉₀ ≤ 80 μm의 유리-세라믹 분말 입자들로 구성되도록 디자인하며, 규산리튬 결정은 10 내지 90 용적%의 양으로 존재한다.

Description

블랭크의 제조방법 및 블랭크{PROCESS FOR PRODUCING A BLANK, AND A BLANK}

본 발명은, 치과용 성형품(dental molded part), 예를 들면, 인레이(inlay), 온레이(onlay), 크라운 또는 브릿지(bridge)를 제조하기 위한, 10 용적% 이상의 규산리튬 결정 분율을 함유하는 블랭크(blank)에 관한 것이다.

본 발명은 추가로, 치과용 성형품, 예를 들면, 인레이, 온레이, 크라운, 또는 브릿지의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 일체형 치과용 성형품에 관한 것이다.

WO 2012/080513 A1에는 결정 할당분(contingent)을 함유하지 않는 다공성 유리로부터의 치과용 성형품의 제조방법이 개시되어 있다. 상기 블랭크의 밀도는 완전히 소결된 블랭크의 이론 밀도의 50 % 내지 95 % 범위이다. 일체형 치과용 성형품, 예를 들면, 크라운, 부분 크라운, 브릿지, 인레이 또는 온레이를 제조하기 위해 상응하는 블랭크가 사용되는데, 이때, 건식 기계가공이 사용된다.

WO 2011076422 A1 및 WO 2012/059143 A1에는 치과용 성형품의 제조시 사용되는 규산리튬 유리 세라믹이 기재되어 있다. 알려진 바에 의하면 상응하는 유리 세라믹은 우수한 기계적 성질 및 광학 성질을 갖는다.

치과용 성형품을 제조하는 규산리튬 유리 세라믹으로 구성된 블랭크가 WO 2013/053865 A2로부터 공지되어 있다. 상기 세라믹은 의무적으로, 그룹 Y₂O₃, La₂O₃, Yb₂O₃, Bi₂O₃ 및 이들의 혼합물로부터 선택된 3가 금속 산화물을 함유한다. 추가로, 상기 유리 세라믹은 근본적으로 K₂O 및 Na₂O를 함유하지 않는다.

규산리튬 유리 세라믹을 기재로 하는 치과 보철물의 제조시, 또한 원통형 펠릿을 제조하고 이후에 이들을 머플(muffle) 내에서 프레싱하는 것이 당해 기술분야에 공지되어 있다(EP 1 484 031 B1).

본 발명의 목적은, 치과용 성형품이 어떠한 문제 없이 가공될 수 있는 블랭크를 제조하는 것이다. 이때, 얇은 벽 두께를 실현하는 것이 가능해야 한다. 기계가공은 최소의 공구 마모(tool wear)로만 가능해야 한다. 추가로, 블랭크로부터 제조된 치과용 성형품은 유리한 기계적 특징들을 가져야 한다.

상기 언급된 과제 측면들 중 적어도 하나는, 완전히 소결된 블랭크의 이론 밀도의 30 % 내지 60 %의 밀도를 갖는 유리 세라믹과 결정립 크기 분포(grain size distribution) d₉₀ ≤ 80 ㎛, 특히 결정립 크기 분포 d₅₀ 10 ㎛ 내지 60 ㎛의 유리-세라믹 분말 입자들로 이루어지고, 이때, 상기 규산리튬 결정의 비율은 10 용적% 내지 90 용적%인 것으로 규정함에 의해, 치과용 성형품, 예를 들면, 인레이, 온레이, 크라운, 또는 브릿지를 제조하기 위한 블랭크와 관련하여 해결된다.

이러한 타입의 블랭크는 밀링에 의해 기계가공되는데, 이때, 놀랍게도, 공구 마모가 너무 낮아서 고가의 공구들, 예를 들면, 다이아몬드가 박혀 있는(diamond-tipped) 공구들이 필요 없음을 주목한다. 이러한 블랭크로 가공되는 치과용 성형품이 소결되어 완성되면, 또한 놀랍게도, 고강도임을 주목하는데, 이때, 소결되어 완성된 블랭크로 가공하는 치과 보철물과 비교하여 10 % 내지 50 %의 강도 증가를 수득한다. 특히, 이것은 소결되어 완성되는 동안 파괴되지 않는 얇은 벽을 갖는 구조를 달성하는 선택사항을 제공하는데, 이것은 상기 블랭크가 결정상 분율 때문에 충분한 안정성을 갖기 때문이다.

이것은 또한, 소결되어 완성되는 경우, 지지체 구조물 또는 공동(cavity)의 충전물과 같은 어떠한 보조물도 요구되지 않는다는 이점을 제공한다.

특히, 상기 블랭크의 결정 함량이 30 용적% 내지 60 용적%이도록 의도된다. 상기 블랭크는 추가로, 50 용적% 내지 60 용적%, 더욱 바람직하게는 20 용적% 내지 50 용적%의 개기공률(open porosity)을 가짐을 특징으로 한다.

선택된 파라미터 설정은, 특히 건조를 수행하는 기계가공 동안, 충분한 표면 평활도를 달성하여, 소결 후 마무리 가공(finishing work)이 반드시 필요하지 않음을 보장한다.

유리-세라믹 분말은 바람직하게는 결정립 크기 분포 d₅₀ ≤ 25 ㎛를 가져야 한다.

상기 결정립 크기 분포 뿐만 아니라 0.1 ㎛ 내지 5 ㎛의 기공 크기로 인해 블랭크 내의 분말 입자들의 조밀한 팩킹을 초래하여 미세한 엣지 구조가 쉽게 형성될 수 있다. 가공된 표면으로부터 파괴된 어떠한 결정립도 육안으로 발견되지 않았다.

0.1 ㎛ 내지 5 ㎛ 범위의 작은 기공 크기를 달성하기 위해, 특히 미세한 유리(glass) 입자들의 분율이 상응하게 높도록 의도된다.

특히, 상기 블랭크가 디스크형, 입방체형 또는 막대형 기하 구조를 가지며, 원하는 정도와 블랭크의 크기에 따라 1개 또는 수개의 치과용 성형품을 제조할 수 있도록 의도된다. 상기 블랭크의 밀링 기기 내로의 클램핑 목적을 위해, 수단들이 상기 블랭크의 원주 표면으로부터 기원하여 전적으로 중력 중심에 대해 확장되고, 블랭크를 제위치에 고정시키는데 사용될 수 있도록 의도된다. 한가지 선택사항은, 프로세싱 기기로부터 기원하는 고정 수단들이 관여하는 블랭크에 오목부(recess)를 선반가공(lathing)하는 것이다. 선택적으로, 원주 표면에 어댑터(adapter)를 부착, 예를 들면, 붙이는 것이 가능한데, 이는 프로세싱 기기에서 홀더로서 작용하는 것으로 의도된다. 또 다른 선택사항은 블랭크 상에 돌출부를 발생시키는 것인데, 상기 돌출부는 이후에 대(mount)로서 작용할 수 있다.

특히, 본 발명은, 하기의 조성(중량%)을 갖는 유리-세라믹 분말 입자들로 이루어진 블랭크를 특징으로 한다:

Si0₂ 46.0 내지 72.0

Li₂0 10.0 내지 25.0

Zr0₂ 6.5 내지 14.0

P₂0₅ 1.0 내지 10.0

A1₂0₃ 0.1 내지 8.0

K₂0 0.1 내지 5.0

Ce0₂ 0.1 내지 4.0

B₂0₃ 0.0 내지 4.0

Na₂0 0.0 내지 4.0

Tb₄0₇ 0.0 내지 2.5 및

적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0

바람직하게는, 상기 블랭크의 유리-세라믹 분말 입자들의 조성(중량%)은 다음과 같다:

Si0₂ 49.0 내지 69.0

Li₂0 11.5 내지 24.0

Zr0₂ 7.0 내지 13.5

P₂0₅ 1.5 내지 9.0

A1₂0₃ 0.2 내지 7.5

K₂0 0.2 내지 4.5

Ce0₂ 0.2 내지 3.5

B₂0₃ 0.0 내지 3.5

Na₂0 0.0 내지 3.5

Tb₄0₇ 0.0 내지 2.0 및

적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.

블랭크를 위한 유리-세라믹 분말 입자들의 하기 조성(중량%)이 강조된다:

Si0₂ 52.0 내지 66.0

Li₂0 12.0 내지 22.5

Zr0₂ 7.5 내지 13.0

P₂0₅ 2.0 내지 8.5

A1₂0₃ 0.3 내지 7.0

K₂0 0.3 내지 4.0

Ce0₂ 0.3 내지 3.5

B₂0₃ 0.0 내지 3.0

Na₂0 0.0 내지 3.0

Tb₄0₇ 0.0 내지 2.0 및

적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.

또한, 블랭크의 유리-세라믹 분말 입자들의 하기 조성(중량%)이 강조된다:

Si0₂ 55.0 내지 63.0

Li₂0 12.5 내지 21.5

Zr0₂ 8.0 내지 12.0

P₂0₅ 2.5 내지 8.0

A1₂0₃ 0.4 내지 6.5

K₂0 0.4 내지 4.0

Ce0₂ 0.5 내지 3.0

B₂0₃ 0.0 내지 3.0

Na₂0 0.0 내지 3.0

Tb₄0₇ 0.0 내지 2.0 및

적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.

특히, 블랭크를 위한 유리-세라믹 분말 입자들의 하기 조성(중량%)을 주목한다:

Si0₂ 58.0 내지 60.0

Li₂0 13.5 내지 20.5

Zr0₂ 8.5 내지 11.5

P₂0₅ 3.0 내지 7.5

A1₂0₃ 0.5 내지 6.0

K₂0 0.5 내지 3.5

Ce0₂ 0.5 내지 2.5

B₂0₃ 0.0 내지 3.0

Na₂0 0.0 내지 3.0

Tb₄0₇ 0.0 내지 1.5 및

적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.

적어도 하나의 첨가제는 착색 안료, 형광제를 함유하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제이다. 특히, 상기 첨가제는 BaO, CaO, MgO, MnO, Er₂O₃, Gd₂O₃, Pr₆O₁₁, Sm₂O₃, TiO₂, V₂O₅, Y₂O₃의 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 산화물이거나, 또는 이러한 산화물을 함유하도록 의도된다.

각각의 조성 내의 분말 혼합물의 성분의 총 중량%를 100중량%까지 첨가함을 주목해야 한다.

특히, 본 발명은 또한,

- 하기의 조성(중량%)을 갖는 용융물(molten mass)을 제조하는 단계:

Si0₂ 46.0 내지 72.0

Li₂0 10.0 내지 25.0

Zr0₂ 6.5 내지 14.0

P₂0₅ 1.0 내지 10.0

A1₂0₃ 0.1 내지 8.0

K₂0 0.1 내지 5.0

Ce0₂ 0.1 내지 4.0

B₂0₃ 0.0 내지 4.0

Na₂0 0.0 내지 4.0

Tb₄0₇ 0.0 내지 2.5 및

적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0,

- 상기 용융물을 매질 중에서 분무하고 켄칭시킴에 의해 유리 프릿을 제조하는 단계,

- 적용가능한 경우, 상기 유리 프릿으로부터 결정립 크기 분포 d₉₀ ≤ 80 ㎛의 유리-분말 입자들을 제조하는 단계,

- 5분 ≤ t₁ ≤ 120분의 지속 시간 t₁ 동안 500 ℃ ≤ T₁ ≤ 750 ℃의 온도 T₁의 제1 온도 범위에서 상기 유리 프릿 또는 상기 유리 분말 입자들을 제1 열 처리하여 10 % 내지 90 %의 용적 분율을 갖는 규산리튬 결정으로 결정화하는 단계,

- 이때, 동시에 상기 유리 프릿을 열 처리할 때, 상기 열-처리된 유리 프릿으로부터 결정립 크기 분포 d₉₀ ≤ 80 ㎛의 유리-세라믹 분말 입자들을 제조하는 단계,

- 상기 유리-세라믹 분말 입자들을 프레싱하여 블랭크를 형성하는 단계,

- 상기 블랭크의 수축 특성의 고려하에, 상기 블랭크를 밀링에 의해 기계가공하여, 상기 치과용 성형품에 상응하는 예비성형품(pre-form part)을 제조하는 단계, 및

- 5분 ≤ t₂ ≤ 60분의 지속 시간 t₂ 동안 800 ℃ ≤ T₂ ≤ 1050 ℃의 온도 T₂에서 상기 예비성형품을 소결하여 완성시키는 단계

의 절차 단계들을 포함하는, 치과용 성형품, 예를 들면, 인레이, 온레이, 크라운 또는 브릿지의 제조방법에 의해 구별된다.

본 발명은, 상기 유리 프릿을, 유리-분말 입자들을 수득하기 위해 분쇄 없이, 규산리튬 결정의 형성을 위해 열 처리하거나, 또는 먼저 상기 프릿을 분쇄하고, 즉 유리-분말 입자들을 제조하고, 이후에 열 처리를 수행하여 유리-세라믹 입자들을 수득하는 것 중에서 선택사항을 제공한다. 이것은, 특징 "유리-세라믹 분말 입자들을 프레싱하여 블랭크를 형성한다"는 결과적으로 또한, 대안적인 공정에 의해 제조된 유리-세라믹 분말 입자들을 포함함을 의미한다.

이때, 제1 열 처리가 제1 온도 범위 내의 2개의 스테이지로 수행될 수 있다.

특히, 상기 용융물은 하기의 조성(중량%)을 갖는다:

Si0₂ 49.0 내지 69.0

Li₂0 11.5 내지 24.0

Zr0₂ 7.0 내지 13.5

P₂0₅ 1.5 내지 9.0

A1₂0₃ 0.2 내지 7.5

K₂0 0.2 내지 4.5

Ce0₂ 0.2 내지 3.5

B₂O₃ 0.0 내지 3.5

Na₂0 0.0 내지 3.5

Tb₄0₇ 0.0 내지 2.0 및

적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.

상기 용융물은 바람직하게는 하기의 조성(중량%)을 갖는다:

Si0₂ 52.0 내지 66.0

Li₂0 12.0 내지 22.5

Zr0₂ 7.5 내지 13.0

P₂0₅ 2.0 내지 8.5

A1₂0₃ 0.3 내지 7.0

K₂0 0.3 내지 4.0

Ce0₂ 0.3 내지 3.5

B₂0₃ 0.0 내지 3.0

Na₂0 0.0 내지 3.0

Tb₄0₇ 0.0 내지 2.0 및

적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.

하기의 조성(중량%)의 용융물이 특히 강조된다:

Si0₂ 55.0 내지 63.0

Li₂0 12.5 내지 21.5

Zr0₂ 8.0 내지 12.0

P₂0₅ 2.5 내지 8.0

A1₂0₃ 0.4 내지 6.5

K₂0 0.4 내지 4.0

Ce0₂ 0.5 내지 3.0

B₂0₃ 0.0 내지 3.0

Na₂0 0.0 내지 3.0

Tb₄0₇ 0.0 내지 2.0 및

적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.

상기 용융물은 바람직하게는 하기의 조성(중량%)을 갖는다:

Si0₂ 58.0 내지 60.0

Li₂0 13.5 내지 20.5

Zr0₂ 8.5 내지 11.5

P₂0₅ 3.0 내지 7.5

A1₂0₃ 0.5 내지 6.0

K₂0 0.5 내지 3.5

Ce0₂ 0.5 내지 2.5

B₂0₃ 0.0 내지 3.0

Na₂0 0.0 내지 3.0

Tb₄0₇ 0.0 내지 1.5 및

적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.

적어도 하나의 첨가제는 착색 안료, 형광제의 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제이다. 특히 상기 첨가제는 그룹 BaO, CaO, MgO, MnO, Er₂O₃, Gd₂O₃, Pr₆O₁₁, Sm₂O₃, TiO₂, V₂O₅, Y₂O₃ 중 적어도 하나의 산화물이거나, 또는 이러한 산화물을 함유하도록 의도된다.

추가의 추천에 따르면, 상기 블랭크를 - 제1 열 처리 후에 그리고 기계가공 전에 - 5분 ≤ t₃ ≤ 30분의 지속 시간 t₃ 동안 750 ℃ ≤ T₃ ≤ 900 ℃의 온도 T₃에서 템퍼링하도록 의도된다.

상응하는 열 처리 단계는, 유리 분말을 요구되는 스케일로 규산리튬 결정으로 결정화시키는 동시에 작은 기공 크기 및 그 결과 결정립의 조밀한 팩킹을 초래하여, 문제없이 기계가공을 가능하게 하고, 이는 또한 선세공(filigree) 영역을 달성하는데도 필요함을 보장하기 위해 수행된다.

이때, 규산리튬의 결정상은 리튬 메타실리케이트, 특히 리튬 디실리케이트를 포함한다.

특히, 디스크형 기하 구조를 갖는 블랭크를 제조하기 위해, 유리-세라믹 분말 입자들을 먼저 축방향으로 프레싱하고, 이후에, 둘러싸는 부재(encompassing element), 예를 들면, 내부가 폴리에틸렌으로 코팅된 파우치 내로의 도입 후에, 등압 재프레싱 처리함을 의도하고, 이때, 상기 재프레싱은 특히, 5초 ≤ t₄ ≤ 30초, 특히 5초 ≤ t₄ ≤ 15초의 지속 시간 t₄ 동안 250 MPa ≤ p_n ≤ 350 MPa의 압력 p_n에서 발생된다.

입방체 기하 구조를 갖는 블랭크를 제조하기 위해, 본 발명은 상기 유리-세라믹 분말 입자들을 지속 시간 t₅ 동안 압력을 증가시키면서 연속해서, 특히 계속해서 축방향으로 프레싱하고, 이때, 최대 압력 p₅는 50 MPa ≤ p₅ ≤ 400MPa, 특히 100 MPa ≤ p₅ ≤ 200 MPa이도록 의도된다. 압력 증가의 시간은 10초 ≤ t₅ ≤ 20초이다.

막대-형상을 갖는, 특히 원통형 기하 구조를 갖는 블랭크를 제조하기 위해, 상기 유리-세라믹 분말을 튜브형 프레스 폼(tubular press form), 특히 폴리우레탄으로 구성된 튜브형 프레스 폼 내로 도입하고, 이후에 준-등압 프레싱 처리하도록 의도된다. 이후의 프레싱 시간 및 파라미터들이 이에 대해 고려되어야 한다. 바람직하게는, 압력을 처음에 서서히 상승시켜 충전된 유리-세라믹 분말을 상기 금형을 통해 균일하게 분배시킨다. 이후에, 압력을 이의 최대 값으로 신속하게 상승시킬 수 있다. 최대 압력에 도달하면, 유지 시간(holding time) 동안 일정하게 유지시킨다. 신속한 압력 방출 단계가 이어지고, 이 동안 압력이 최대 압력 값의 10 % 감소한다. 초과 압력의 완전한 제거가 유리-세라믹 블랭크에서 균열 형성을 방지하기 위해 서서히 발생한다.

건조가 수행될 수 있는 기계가공과 관련하여, 특히 초기 조악한 기계가공에 이어 정밀한 기계가공이 수행되도록 의도된다.

조악한 기계가공을 위한 바람직한 기계가공 파라미터는 다음과 같다:

커터(cutter) 직경: 2 내지 5 mm, 특히 2 내지 3 mm

이송(feed): 500 내지 4000 mm/min, 특히 2000 내지 3000 mm/min

측면 이송 ae: 0.2 내지 3 mm, 특히 1 mm 내지 2 mm

깊이(depth) 이송 ap: 0.1 내지 2 mm, 특히 0.5 mm 내지 1 mm

커터 속도: 10,000 내지 50,000 l/min, 특히 10,000 내지 20,000 l/min.

바람직한 커터는 카바이드 커터이다.

정밀한 기계가공과 관련하여, 하기 기계가공 파라미터가 관찰되어야 한다:

커터 직경: 0.3 내지 1.5 mm, 특히 0.5 내지 1.0 mm

이송: 300 내지 2000 mm/min, 특히 800 내지 1500 mm/min

측면 이송 ae: 0.2 내지 0.6 mm, 특히 0.1 mm 내지 0.2 mm

깊이 이송 ap: 0.05 내지 0.3 mm, 특히 0.1 mm 내지 0.15 mm

커터 속도: 20,000 내지 60,000 l/min, 특히 25,000 내지 35,000 l/min.

여기서 또한, 카바이드 커터가 바람직하다.

사용된 커터가 카바이트의 반경 커터인 경우 특히 우수한 기계가공 결과가 달성되고, 이때, 상기 반경 커터는 하기 커팅 엣지 각을 특징으로 해야 한다:

커팅 각: 0°내지 -13°, 특히 -9°내지 -11°

여유 각(clearance angle) 0°내지 15°, 특히 11°내지 13°

쐐기 각(wedge angle) 90°- 여유 각 - 커팅 각으로부터의 결과

원칙적으로 결합제를 유리-세라믹 입자들의 프레싱 전에 첨가할 필요는 없지만, 상응하는 결합제, 예를 들면, 셀룰로스 에테르를 5 % 이하의 중량 분율로 첨가하는 경우, 여전히 본 발명의 범주 내이다.

그러나, 상기 블랭크, 즉 이의 유리-세라믹 입자들을, 프레싱 후에 규산 또는 알칼리 실리케이트 용액(가용성 유리)에 침지시키고, 건조 후에 기계 가공 처리하는 경우, 특히 유리한 것으로 밝혀졌다. 이것은 유리 입자들 사이에 SiO₂ 브릿지 형성을 초래하고, 이는 강도를 증가시키고 그 결과 CAD/CAM 프로세싱을 포함하는 후속적인 기계적 프로세싱을 단순화한다. 기계가공된 성형품을 소결하여 완성시키는 경우, 유리 SiO₂가 유리 세라믹 내로 분산되고, 이는 강도 증가가 달성되도록 한다.

본 발명은 추가로, 본 발명에 따른 블랭크를 사용하여 제조되는 일체형 치과용 성형품 그 자체로 구분된다. 특히, 상기 일체형 치과용 성형품은 두께 D_R이 0.05 mm ≤ D_R ≤ 0.4 mm, 특히 0.1 mm ≤ D_R ≤ 0.2 mm인 크라운 가장자리를 갖는 크라운을 구성하거나 이를 포함할 수 있다. 이때, 상기 크라운 가장자리의 두께는 전방 가장자리에서 그리고 후방부에 대해 2 내지 4 mm의 거리에서 출발하여 확장된다.

상기 일체형 성형품은 추가로, ISO6872에 따라 측정된 열 팽창 계수가, 12.5 x 10^-6 1/K 미만, 바람직하게는 9.5 x 10^-6 1/K 내지 11.5 x 10^-6 1/K임을 특징으로 한다.

유리-세라믹 입자들의 프레싱의 경우, 특히, 50 MPa 내지 400 MPa, 특히 100 MPa 내지 200 MPa의 압력을 선택한다. 콤팩트형 유리 분말, 즉 프레싱된 유리 바디 형태의 블랭크의 예비-소결 동안의 온도는 500 ℃ 내지 950 ℃, 바람직하게는 600 ℃ 내지 700 ℃의 범위여야 한다.

프레싱된 유리-세라믹 바디의 외부 기하 구조는 디스크- 또는 플레이트형 또는 로드-형상, 예를 들면, 원통형일 수 있고, 이때, 횡단면 기하 구조를 자유롭게 선택할 수 있다. 상기 블랭크의 용적 함량은 1 cm³ 내지 160 cm³일 수 있다.

결정 다공성 유리 세라믹으로 이루어진 블랭크의 기계 가공(이때, 이는 바람직하게는 냉각 없이 밀링에 의해 수행된다) 후에, 카빙처리된(carved-out) 치과 가공은 이후에 적합한 온도 - 시간 사이클을 고려하여 적합한 소결 로(furnace)에서 소결되어 완성되었다. 소결되어 완성되는 것은 700 ℃ 내지 1100 ℃의 온도 범위, 바람직하게는 850 ℃ 내지 950 ℃의 온도 범위에서 수행될 수 있다. 전체 사이클 시간은 2시간 미만, 바람직하게는 1시간 미만이다. 결정 분율 때문에, 예비성형품에 대한 지지체를 제공할 필요는 없다. 오히려 예비성형품을, 소결 로에서 Al₂O₃ 내화성 패드(firing pad) 상에 위치시키는 것이 가능하다.

바람직한 온도-시간 사이클의 파라미터들은 다음과 같다: 스탠바이 온도 500 ℃, 증가 속도 50 ℃/min에서 90 ℃/min 내지 850에서 900 ℃, 유지 시간 1 내지 5분에 이어 서서히 냉각. 냉각을 위해, 바람직하게는 가장 느린 냉각 수준을 선택한다.

본 발명의 추가의 상술, 이점 및 특징은, - 이들의 자체 및/또는 조합에 대한 - 청구범위 및 본원에 기재된 특징적인 특징들에서 뿐만 아니라 하기 예시적인 양태에서도 발견된다.

도 1은 블랭크의 프레싱 동안 압력 대 시간의 그래프를 도시한다.

본 발명에 따르면, 프레싱된 유리-세라믹 분말로 이루어진 블랭크를 사용하여 치과용 성형품을 제조한다. 상기 유리-세라믹 분말을 제조하기 위해, 먼저 분말을 용융시키고 용융물을 사용하여 유리 프릿을 제조하고, 이는 하기의 바람직한 조성을 가질 수 있다:

Si0₂ 49.0 내지 69.0

Li₂0 11.5 내지 24.0

Zr0₂ 7.0 내지 13.5

P₂0₅ 1.5 내지 9.0

A1₂0₃ 0.2 내지 7.5

K₂0 0.2 내지 4.5

Ce0₂ 0.2 내지 3.5

B₂O₃ 0.0 내지 3.5

Na₂0 0.0 내지 3.5

Tb₄0₇ 0.0 내지 2.0 및

적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.

특히, 상기 용융 유리는 하기의 조성(중량%)을 갖도록 의도된다:

Si0₂ 49.0 내지 69.0

Li₂0 11.5 내지 24.0

Zr0₂ 7.0 내지 13.5

P₂0₅ 1.5 내지 9.0

A1₂0₃ 0.2 내지 7.5

K₂0 0.2 내지 4.5

Ce0₂ 0.2 내지 3.5

B₂O₃ 0.0 내지 3.5

Na₂0 0.0 내지 3.5

Tb₄0₇ 0.0 내지 2.0 및

적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.

바람직하게는, 상기 용융 유리는 하기의 조성(중량%)을 갖는다:

Si0₂ 52.0 내지 66.0

Li₂0 12.0 내지 22.5

Zr0₂ 7.5 내지 13.0

P₂0₅ 2.0 내지 8.5

A1₂0₃ 0.3 내지 7.0

K₂0 0.3 내지 4.0

Ce0₂ 0.3 내지 3.5

B₂0₃ 0.0 내지 3.0

Na₂0 0.0 내지 3.0

Tb₄0₇ 0.0 내지 2.0 및

적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.

하기의 조성(중량%)을 갖는 용융 유리의 조성이 특히 강조된다:

Si0₂ 55.0 내지 63.0

Li₂0 12.5 내지 21.5

Zr0₂ 8.0 내지 12.0

P₂0₅ 2.5 내지 8.0

A1₂0₃ 0.4 내지 6.5

K₂0 0.4 내지 4.0

Ce0₂ 0.5 내지 3.0

B₂0₃ 0.0 내지 3.0

Na₂0 0.0 내지 3.0

Tb₄0₇ 0.0 내지 2.0 및

적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.

바람직하게는, 상기 용융 유리가 하기의 조성(중량%)을 갖도록 의도된다:

Si0₂ 58.0 내지 60.0

Li₂0 13.5 내지 20.5

Zr0₂ 8.5 내지 11.5

P₂0₅ 3.0 내지 7.5

A1₂0₃ 0.5 내지 6.0

K₂0 0.5 내지 3.5

Ce0₂ 0.5 내지 2.5

B₂0₃ 0.0 내지 3.0

Na₂0 0.0 내지 3.0

Tb₄0₇ 0.0 내지 1.5 및

적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.

적어도 하나의 첨가제는 착색 안료, 형광제로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제이다. 특히 상기 첨가제는 BaO, CaO, MgO, MnO, Er₂O₃, Gd₂O₃, Pr₆O₁₁, Sm₂O₃, TiO₂, V₂O₅, Y₂O₃의 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 산화물이거나, 또는 이러한 산화물을 함유하도록 의도된다.

예를 들면, 산화물 및 탄산염 형태의 출발 물질의 상응하는 혼합물을 이후에 1350 ℃ 내지 1600 ℃의 온도에서 1시간 내지 10시간의 시간 동안, 특히 1540 ℃의 온도에서 4시간 내지 7시간의 시간 동안 내화물 또는 귀금속 합금의 적합한 도가니에서 용융시킨다. 균질화는, 예를 들면, 교반에 의해 동시에 또는 이후에 달성된다. 이러한 방식으로 제조된 액체 유리는 이후에 노즐로 이송되고, 바람직하게는 진동을 초래하고, 그 자체를 1250 ℃ 내지 1450 ℃, 특히 1310 ℃까지의 영역으로 온도를 설정한다. 상기 노즐은 1 mm 내지 2 mm의 직경을 가질 수 있다. 상기 노즐의 진동 주파수는 40 Hz 내지 60 Hz의 범위, 특히 50 Hz의 범위일 수 있다. 이후에 액상 유리를 적합한 매질, 예를 들면, 액체 또는 고온 절연 울(wool)용 물 중에서 켄칭시킨다. 이후, 이러한 방식으로 제조되고 켄칭된 유리 프릿을 건조시킨다. 이를 이어서, 예를 들면, 볼 밀에서 분쇄한다. 이후의 쉬프팅 스테이지(shifting stage)에 50 ㎛ 내지 500 ㎛의 메쉬 폭을 갖는 스크린을 사용할 수 있다. 필요한 경우, 추가의 분쇄가, 예를 들면, 제트 밀 또는 마멸 밀(attrition mil)을 사용하여 수행될 수 있다.

이러한 방식으로 제조된 유리- 또는 유리-입자 분말로부터, 특히 결정립 크기 분포 d₉₀ ≤ 80 ㎛, 특히 10 ㎛ ≤ d₅₀ ≤ 60 ㎛에 상응하는 것을 선택한다. d₉₀ 및 d₅₀은, 존재하는 입자들의 90 % 또는 50 % 각각이 소정의 값보다 더 작거나 특정 영역에 존재하는 직경을 가짐을 나타낸다.

블랭크로부터 제조된 성형품의 최종 소결 동안 어떠한 불안정성 위험 없이 상기 블랭크의 용이한 기계가공을 촉진시키기 위해, 용융 후 수득한 프릿 또는 예비-분쇄되거나 완전히 분쇄된 분말을 결정화 단계로 처리한다. 이때, 상기 프릿 또는 상기 분말을 제1 열 처리 단계에서 5분 내지 120분의 지속 시간 t₁ 동안 500 ℃ 내지 750 ℃의 온도 T₁로 처리한다. 상기 제1 열 처리 단계는 또한 2-스테이지 공정, 즉 제1 열 처리 단계 640 ℃, 바람직하게는 660 ℃에서 60분 동안 그리고 750 ℃에서 40분 동안 실시할 수 있다.

바람직하게는, 템퍼링 형태의 추가의 열 처리가 이어지고, 이때, 선택될 온도 T₃은 750 ℃ 내지 900 ℃이어야 한다. 이러한 템퍼링 단계는 특히 5분 내지 30분의 지속 시간 t₃ 동안 수행된다.

이후에 상기 유리-세라믹 입자들을 프레싱하고, 이때, 제조될 기하 구조에 좌우되어, 적합한 프레싱 방법, 특히 축 또는 등압 프레싱 또는 이들의 조합을 사용한다. 압축은, 블랭크의 밀도가, 대략 2.64 g/cm³의 블랭크 물질의 이론 밀도의 30 % 내지 60 %에 상응하는 정도로 수행된다. 특히, 상기 블랭크는 이론 밀도의 대략 50 %에 상응하는 밀도를 가져야 한다.

상기 유리-세라믹 분말의 프레싱 동안, 후자는 바람직하게는 50 MPa 내지 400 MPA, 특히 100 MPa 내지 200 MPa의 압력으로 처리한다.

도 1은 블랭크의 프레싱 동안 압력 대 시간의 그래프의 예로서 도시된다. 제1 단계(phase) P1에서, 압력을, 예를 들면, 15 MPa/sec의 압력 증강(build-up)을 갖는 출발 값 0으로부터, 예를 들면, 30 MPa의 압력까지 증가시킨다 제2 단계 P2에서, 압력을 100 MPa/sec의 압력 증강을 사용하여 30 MPa로부터 대략 200 MPa의 압력까지 증가시킨다. 제3 단계 P3에서, 압력을 대략 10초의 유지 시간 동안 대략 200 MPa의 값에서 일정하게 유지한다. 제4 단계는 바람직하게는, 2-스테이지 감압을 포함하는데, 이때, 단계 P4a에서, 압력을 40 MPa/sec의 감압으로 대략 200 MPa로부터 대략 20 MPa까지 감소시키고, 단계 P4b에서 압력을 대략 10 MPa/sec의 감압으로 20 MPa로부터 0 MPa까지 감소시킨다.

프레싱에 이어 밀링에 의해 기계가공하고, 이때, 먼저 조악한 기계가공을 수행하고, 이어서 정밀한 기계가공을 수행할 수 있다. 기계가공은 냉각 없이 수행되고, 건식 기계가공을 가능하게 한다.

조악한 기계가공을 위해 하기 밀링 파라미터가 고려되어야 한다:

커터 직경: 1 내지 5 mm, 특히 2 내지 3 mm

이송: 500 내지 4000 mm/min, 특히 2000 내지 3000 mm/min

측면 이송 ae: 0.2 내지 3 mm, 특히 1 mm 내지 2 mm

깊이 이송 ap: 0.1 내지 2 mm, 특히 0.5 mm 내지 1 mm

커터 속도: 10,000 내지 50,000 l/min, 특히 10,000 내지 20,000 l/min.

특히, 상기 밀링 공구는 카바이드 커터여야 한다.

정밀한 기계가공을 위해 고려될 밀링 파라미터는 다음과 같다:

커터 직경: 0.3 내지 1.5 mm, 특히 0.5 내지 1.0 mm

이송: 300 내지 2000 mm/min, 특히 800 내지 1500 mm/min

측면 이송 ae: 0.2 내지 0.6 mm, 특히 0.1 mm 내지 0.2 mm

깊이 이송 ap: 0.05 내지 0.3 mm, 특히 0.1 mm 내지 0.15 mm

커터 속도: 20,000 내지 60,000 l/min, 특히 25,000 내지 35,000 l/min.

특히, 상기 밀링 공구는 카바이드 커터여야 한다.

바람직하게는 질화티탄으로 코팅될 수 있는 카바이드의 반경 커터를 사용한다. 이때, 하기의 커팅 엣지 각이 바람직한 값을 나타낸다:

커팅 각: 0°내지 -13°, 특히 -9°내지 -11°

여유 각: 0°내지 15°, 특히 11°내지 13°

쐐기 각: 90°- 여유 각 - 커팅 각으로부터의 결과

블랭크 및 결정 분율의 밀도 때문에, 선세공 엣지를 갖는 치과용 성형품을 쉽게 제조할 수 있게 된다. 특히 크라운의 경우, 0.05 mm 내지 0.4 mm의 안정적으로 확장되는 엣지 두께를 수득하게 됨이 밝혀졌다.

커팅 가공 후에, 상기 블랭크로부터 제작된 성형품은 예비성형품으로 언급될 것인데, 이것은 블랭크 물질의 수축 특성에 따라 소결되어 완성된 후에 치과용 성형품과 비교하여 오버사이즈(oversize)를 나타내기 때문이다. 최종 소결 후에 고정밀의 치과 보철물을 제공하기 위해, 상기 오버사이즈는 블랭크의 밀도에 좌우되어 계산된다.

최종 밀도로의 소결은 800 ℃ 내지 1050 ℃의 온도 T₂에서 5분 내지 60분의 유지 시간 t₂의 시간 동안 발생한다. 이와 관련하여 유지 시간은, 블랭크를 최종 소결 스테이지 동안 상기 온도에서 유지함을 의미한다.

최종 소결의 경우, 예비성형품을 내화성 베이스(fire-proof base), 예를 들면, 내화성 패드 상에 또는 자유로운 규모(free-of-scale)의 금속 층 상에 정렬한다. 지지체 구조가 요구되지 않는데, 이는 치수 안정성이 고유 분말 물질의 선행하는 결정화에 의해 보장되기 때문이다.

하기의 예시 양태는 본 발명의 특징적 특성을 추가로 설명하고, 이때, 나열된 파라미터들은 그 자체로 특히 중요하지만 반드시 조합일 필요는 없다.

1. 디스크-형상 블랭크의 제조

규산리튬 결정도 함유하고 하기의 조성(중량%)을 갖고 결정립 크기 분포 d₅₀ = 18.7㎛인, 230 g의 예비-결정화된 유리-세라믹 분말의 양을 유압 프레스를 사용하여 직경 105 mm의 공구를 사용하여 50 MPa의 압력에서 예비-압축시킨다:

Si0₂ 58 내지 60

Li₂0 13.5 내지 20.5

Zr0₂ 8.5 내지 11.5

P₂0₅ 3.0 내지 7.5

A1₂0₃ 0.5 내지 6.0

K₂0 0.5 내지 3.5

Ce0₂ 0.5 내지 2.5

B₂0₃ 0 내지 3

Na₂0 0 내지 3

Tb₄0₇ 0 내지 1.5 및

적어도 하나의 첨가제 0 내지 4.

이후, 펠릿을 PE-코팅된 파우치 내로 도입하고, 이를 진공화시키고 방수밀(watertight)시킨다. 상기 펠릿을 물-오일 에멀젼에서 10초 동안 290 MPa에서 등압 재압축시킨다. 언패킹(unpacking)에 이어 650 ℃에서 열 처리 및 부분 소결시킨다. 상기 블랭크의 밀도는 1.88 g/cm³이다.

상기 블랭크의 최종 기하 구조는 98.5 mm의 외부 직경으로 선반가공함에 의해 발생한다. 오목부를 2개의 전면 말단 각각에 선반가공하여 밀링 기기로의 수용을 촉진시킨다.

원형의 기하 구조를 갖는 블랭크 표면 내로, 적절한 소결 오버사이즈를 갖는 치과용 성형품을 둔다. 크라운이 선택된 성형품인 경우, 이들은 탁월하고 미세한 크라운 가장자리 및 우수한 밀링 표면을 나타낸다.

소결은, 60분의 총 시간에 걸쳐 다단계 소결 프로그램을 사용하여 Al₂O₃ 내화성 패드 상에서 치과용 로(dental furnace)에서 발생한다. 이러한 맥락에서 다중-스테이지 소결 프로그램이란, 유지 시간이 적어도 2개의 상이한 온도 동안 제공되어, 이들 온도가 각각의 유지 시간의 시간 동안 일정하게 유지된다. 최대 소결 온도는 950 ℃였고, 10분의 기간 동안 유지하였다. 크라운의 이후의 평가는 심미적 외관과 우수한 치아 핏(dental fit)을 나타냈다.

2. 입방체 블랭크의 제조

하기의 조성(중량%)을 갖고 결정립 크기 분포 d₅₀ = 21.3㎛인, 9.6 g의 예비-결정화된 유리-세라믹 분말의 양을 카바이드 프레스 금형에서 유압 프레스를 사용하여 압력을 120 MPa까지 연속적 상승 하에 축방향으로 압축시킨다:

Si0₂ 58 내지 60

Li₂0 13.5 내지 20.5

Zr0₂ 8.5 내지 11.5

P₂0₅ 3.0 내지 7.5

A1₂0₃ 0.5 내지 6.0

K₂0 0.5 내지 3.5

Ce0₂ 0.5 내지 2.5

B₂0₃ 0 내지 3

Na₂0 0 내지 3

Tb₄0₇ 0 내지 1.5 및

적어도 하나의 첨가제 0 내지 4.

생성된 펠릿은 20.2 ×19.1×15.9 mm의 치수 및 1.56 g/cm³의 밀도를 갖는다. 이후, 상기 펠릿을 엘리베이터식 로에서 630 ℃ 내지 700 ℃에서 2-스테이지 열처리한다. 상기 블랭크의 밀도는 열 처리 후에 1.75 g/cm³으로 상승하였다.

버섯-형상 어댑터를 블랭크의 좁은 면에 붙여서 프로세싱 기기 내로의 허용을 촉진시킨다. 소결 수축을 보상하기 위해 오버사이징된 치과용 크라운 상에서의 카빙 가공은, 2000 mm/min 이하의 커팅 속도를 사용하여 상당히 감소된 커팅 시간으로 특정 속도의 밀링 작업을 사용하여 발생하였다. 이것은 실시예 1에서 제조된 부품과 비교하여 커팅 시간의 상당한 단축을 나타낸다. 상기 크라운은 매끄러운 외면을 나타냈고, 상기 크라운 가장자리는 깨진 부분(break-out)이 없었다. 소결은 65분의 총 기간 및 950 ℃의 최대 소결 온도로 10분 동안 단계식 사이클을 사용한 치과용 로에서 Al₂O₃ 내화성 패드 상에서 발생시켰다. 크라운의 이후의 평가는 심미적 색상과 우수한 치아 핏을 나타냈다.

3. 막대-형상 블랭크의 제조

하기의 조성(중량%)을 갖고 결정립 크기 분포 d₅₀ = 19.1 ㎛인, 210 g의 예비-결정화된 유리-세라믹 분말의 양을 튜브형 폴리우레탄 금형에서 195 MPa의 준-등압에서 웨트-백 프레스(wet-bag press)를 사용하여 압축시킨다:

Si0₂ 58 내지 60

Li₂0 13.5 내지 20.5

Zr0₂ 8.5 내지 11.5

P₂0₅ 3.0 내지 7.5

A1₂0₃ 0.5 내지 6.0

K₂0 0.5 내지 3.5

Ce0₂ 0.5 내지 2.5

B₂0₃ 0 내지 3

Na₂0 0 내지 3

Tb₄0₇ 0 내지 1.5 및

적어도 하나의 첨가제 0 내지 4.

이형에 이어 620 ℃에서 추가의 결정화를 위해 열 처리하고 680 ℃에서 예비-소결시킨다. 최종 블랭크 기하 구조는 25 mm의 외부 직경 및 198 mm의 길이로 선반가공함에 의해 발생한다. 상기 블랭크는 1.81 g/cm³의 밀도를 갖는다.

막대-형상 유리-세라믹 블랭크의 면(face)으로부터, 적절한 소결 오버사이즈의 치과용 크라운을 절단한다. 상기 크라운은 깨진 부분이 없는 좁은 크라운 가장자리를 및 우수한 커팅 표면을 갖는다. 소결은 Al₂O₃ 내화성 패드를 갖는 트레이 상에서 작은 뱃치 로에서 발생한다. 45분의 전체 사이클 시간을 갖는 소결 프로그램을 사용한다. 소결 처리의 최대 온도는 980 ℃이다. 상기 블랭크를 이 온도에서 5분 동안 유지하였다. 완성된 크라운은 심미적 외관과 우수한 치아 핏을 나타낸다.

Claims

치과용 성형품(dental molded part), 예를 들면, 인레이(inlay), 온레이(onlay), 크라운 또는 브릿지(bridge)를 제조하기 위한, 10 용적% 이상의 규산리튬 결정의 비율을 함유하는 블랭크(blank)로서,
상기 블랭크가 이론 밀도의 30 % 내지 60 %의 밀도를 갖는 유리 세라믹과 결정립 크기 분포(grain size distribution) d₉₀ ≤ 80 ㎛의 유리-세라믹 분말 입자들로 이루어지고, 이때, 상기 규산리튬 결정의 분율이 10 용적% 내지 90 용적%임을 특징으로 하는, 치과용 성형품, 예를 들면, 인레이, 온레이, 크라운 또는 브릿지를 제조하기 위한 블랭크.
제1항에 있어서, 상기 유리-세라믹 분말 입자들이 결정립 크기 분포 d₅₀ ≤ 25 ㎛를 나타냄을 특징으로 하는, 블랭크.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 블랭크가 5 용적% 내지 60 용적%, 특히 20 용적% 내지 50 용적%의 개기공률(open porosity)을 가짐을 특징으로 하는, 블랭크.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 블랭크가 디스크-, 입방체- 또는 막대-형상 기하 구조를 가지며, 이때, 밀링 기기에서의 배열 수단들이 상기 블랭크의 원주 표면으로부터 기원하여 특히 전적으로 중력 중심에 대해 확장됨을 특징으로 하는, 블랭크.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리-세라믹 분말 입자들이 하기의 조성(중량%)을 가짐을 특징으로 하는, 블랭크.
Si0₂ 46.0 내지 72.0
Li₂0 10.0 내지 25.0
Zr0₂ 6.5 내지 14.0
P₂0₅ 1.0 내지 10.0
A1₂0₃ 0.1 내지 8.0
K₂0 0.1 내지 5.0
Ce0₂ 0.1 내지 4.0
B₂0₃ 0.0 내지 4.0
Na₂0 0.0 내지 4.0
Tb₄0₇ 0.0 내지 2.5 및
적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리-세라믹 분말 입자들이 하기의 조성(중량%)을 가짐을 특징으로 하는, 블랭크.
Si0₂ 49.0 내지 69.0
Li₂0 11.5 내지 24.0
Zr0₂ 7.0 내지 13.5
P₂0₅ 1.5 내지 9.0
A1₂0₃ 0.2 내지 7.5
K₂0 0.2 내지 4.5
Ce0₂ 0.2 내지 3.5
B₂O₃ 0.0 내지 3.5
Na₂0 0.0 내지 3.5
Tb₄0₇ 0.0 내지 2.0 및
적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리-세라믹 분말 입자들이 하기의 조성(중량%)을 가짐을 특징으로 하는, 블랭크.
Si0₂ 52.0 내지 66.0
Li₂0 12.0 내지 22.5
Zr0₂ 7.5 내지 13.0
P₂0₅ 2.0 내지 8.5
A1₂0₃ 0.3 내지 7.0
K₂0 0.3 내지 4.0
Ce0₂ 0.3 내지 3.5
B₂0₃ 0.0 내지 3.0
Na₂0 0.0 내지 3.0
Tb₄0₇ 0.0 내지 2.0 및
적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리-세라믹 분말 입자들이 하기의 조성(중량%)을 가짐을 특징으로 하는, 블랭크.
Si0₂ 55.0 내지 63.0
Li₂0 12.5 내지 21.5
Zr0₂ 8.0 내지 12.0
P₂0₅ 2.5 내지 8.0
A1₂0₃ 0.4 내지 6.5
K₂0 0.4 내지 4.0
Ce0₂ 0.5 내지 3.0
B₂0₃ 0.0 내지 3.0
Na₂0 0.0 내지 3.0
Tb₄0₇ 0.0 내지 2.0 및
적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리-세라믹 분말 입자들이 하기의 조성(중량%)을 가짐을 특징으로 하는, 블랭크.
Si0₂ 58 내지 60
Li₂0 13.5 내지 20.5
Zr0₂ 8.5 내지 11.5
P₂0₅ 3.0 내지 7.5
A1₂03 0.5 내지 6.0
K₂0 0.5 내지 3.5
Ce0₂ 0.5 내지 2.5
B₂0₃ 0 내지 3
Na₂0 0 내지 3
Tb₄0₇ 0 내지 1.5 및
적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 첨가제가 착색 안료, 형광제의 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제임을 특징으로 하는, 블랭크.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 첨가제가 BaO, CaO, MgO, MnO, Er₂O₃, Gd₂O₃, Pr₆O₁₁, Sm₂O₃, TiO₂, V₂O₅, Y₂O₃의 그룹으로부터의 적어도 하나의 산화물임을 특징으로 하는, 블랭크.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 세라믹 내의 규산리튬 결정의 분율이 40 용적% 내지 60 용적%임을 특징으로 하는, 블랭크.
치과용 성형품, 예를 들면, 인레이, 온레이, 크라운 또는 브릿지의 제조방법으로서, 상기 방법은
- 하기의 조성(중량%)을 갖는 용융물(molten mass)을 제조하는 단계:
Si0₂ 46.0 내지 72.0
Li₂0 10.0 내지 25.0
Zr0₂ 6.5 내지 14.0
P₂0₅ 1.0 내지 10.0
A1₂0₃ 0.1 내지 8.0
K₂0 0.1 내지 5.0
Ce0₂ 0.1 내지 4.0
B₂0₃ 0.0 내지 4.0
Na₂0 0.0 내지 4.0
Tb₄0₇ 0.0 내지 2.5 및
적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0,
- 상기 용융물을 매질 중에서 분무하고 켄칭시킴에 의해 유리 프릿을 제조하는 단계,
- 적용가능한 경우, 상기 유리 프릿으로부터 결정립 크기 분포 d₉₀ ≤ 80 ㎛의 유리 분말 입자들을 제조하는 단계,
- 5분 ≤ t₁ ≤ 120분의 지속 시간 t₁ 동안 500 ℃ ≤ T₁ ≤ 750 ℃의 온도 T₁의 제1 온도 범위에서 상기 유리 프릿 또는 상기 유리 분말 입자들을 제1 열 처리하여 10 % 내지 90 %의 용적 분율을 갖는 규산리튬 결정으로 결정화하는 단계,
- 이때, 상기 유리 프릿을 열 처리하는 경우, 상기 열-처리된 유리 프릿으로부터 결정립 크기 분포 d₉₀ ≤ 80 ㎛의 유리-세라믹 분말 입자들을 제조하는 단계,
- 상기 유리-세라믹 분말 입자들을 프레싱하여 블랭크를 형성하는 단계,
- 상기 블랭크의 수축 특성을 고려하는 경우, 상기 블랭크를 밀링에 의해 기계가공(machining)하여, 상기 치과용 성형품에 상응하는 예비성형품(pre-form part)을 제조하는 단계, 및
- 5분 ≤ t₂ ≤ 60분의 지속 시간 t₂ 동안 800 ℃ ≤ T₂ ≤ 1050 ℃의 온도 T₂에서 상기 예비성형품을 소결시키는 단계
의 절차 단계들을 포함하는, 치과용 성형품, 예를 들면, 인레이, 온레이, 크라운 또는 브릿지의 제조방법.
제13항에 있어서, 하기의 조성(중량%)을 갖는 용융물을 제조함을 특징으로 하는, 방법.
Si0₂ 49.0 내지 69.0
Li₂0 11.5 내지 24.0
Zr0₂ 7.0 내지 13.5
P₂0₅ 1.5 내지 9.0
A1₂0₃ 0.2 내지 7.5
K₂0 0.2 내지 4.5
Ce0₂ 0.2 내지 3.5
B₂0₃ 0.0 내지 3.5
Na₂0 0.0 내지 3.5
Tb₄0₇ 0.0 내지 2.0 및
적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.
제13항에 있어서, 하기의 조성(중량%)을 갖는 용융물을 제조함을 특징으로 하는, 방법.
Si0₂ 52.0 내지 66.0
Li₂0 12.0 내지 22.5
Zr0₂ 7.5 내지 13.0
P₂0₅ 2.0 내지 8.5
A1₂0₃ 0.3 내지 7.0
K₂0 0.3 내지 4.0
Ce0₂ 0.3 내지 3.5
B₂0₃ 0.0 내지 3.0
Na₂0 0.0 내지 3.0
Tb₄0₇ 0.0 내지 2.0 및
적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.
제13항에 있어서, 하기의 조성(중량%)을 갖는 용융물을 제조함을 특징으로 하는, 방법.
Si0₂ 55.0 내지 63.0
Li₂0 12.5 내지 21.5
Zr0₂ 8.0 내지 12.0
P₂0₅ 2.5 내지 8.0
A1₂0₃ 0.4 내지 6.5
K₂0 0.4 내지 4.0
Ce0₂ 0.5 내지 3.0
B₂0₃ 0.0 내지 3.0
Na₂0 0.0 내지 3.0
Tb₄0₇ 0.0 내지 2.0 및
적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.
제13항에 있어서, 하기의 조성(중량%)을 갖는 용융물을 제조함을 특징으로 하는, 방법.
Si0₂ 58 내지 60
Li₂0 13.5 내지 20.5
Zr0₂ 8.5 내지 11.5
P₂0₅ 3.0 내지 7.5
A1₂0₃ 0.5 내지 6.0
K₂0 0.5 내지 3.5
Ce0₂ 0.5 내지 2.5
B₂0₃ 0 내지 3
Na₂0 0 내지 3
Tb₄0₇ 0 내지 1.5 및
적어도 하나의 첨가제 0.0 내지 4.0.
제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 기계가공 전에 그리고 상기 제1 열 처리 후에, 상기 블랭크를 5분 ≤ t₃ ≤ 30분의 지속 시간 t₃ 동안 750 ℃ ≤ T₃ ≤ 900 ℃의 온도 T₃에서 템퍼링(tempering)함을 특징으로 하는, 방법.
제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 디스크 기하 구조를 갖는 블랭크를 제조하기 위해, 상기 유리-세라믹 분말 입자들을 먼저 축 프레싱하고, 이후에, 인케이싱 부재(encasing element), 예를 들면, 내부가 폴리에틸렌으로 코팅된 파우치 내로의 삽입시, 등압 재압축시키고, 이때, 상기 재압축이 특히, 5초 ≤ t₄ ≤ 30초, 특히 5초 ≤ t₄ ≤ 15초의 지속 시간 t₄ 동안 250 MPa ≤ p_n ≤ 350 MPa의 압력 p_n에서 수행됨을 특징으로 하는, 방법.
제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 입방체 기하 구조를 갖는 블랭크를 제조하기 위해, 상기 유리-세라믹 분말 입자들을 지속 시간 t₅ 동안 압력을 증가시키면서 연속해서, 특히 계속해서 축방향으로 프레싱시키고, 이때, 최대 압력 p₅가 50 MPa ≤ p₅ ≤ 400MPa, 특히 100 MPa ≤ p₅ ≤ 200 MPa임을 특징으로 하는, 방법.
제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 막대-형상 블랭크, 특히 원통형 기하 구조를 갖는 막대-형상 블랭크를 제조하기 위해, 상기 유리-세라믹 분말을 튜브형 프레스 금형, 특히 폴리우레탄으로 제조된 튜브형 프레스 금형에 도입하고, 이후에 준-등압 프레싱 처리함을 특징으로 하는, 방법.
제13항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 블랭크를 적어도, 밀링에 의한 제1 조악한 기계가공 및 이후의 정밀한 기계가공으로 처리하고, 이때, 상기 조악한 기계가공을 위한 바람직한 밀링 파라미터로서,
커터(cutter) 직경: 2 내지 5 mm, 특히 2 내지 3 mm
이송(feed): 500 내지 4000 mm/min, 특히 2000 내지 3000 mm/min
측면 이송 ae: 0.2 내지 3 mm, 특히 1 mm 내지 2 mm
깊이(depth) 이송 ap: 0.1 내지 2 mm, 특히 0.5 mm 내지 1 mm
커터 속도: 10,000 내지 50,000 l/min, 특히 10,000 내지 20,000 l/min.
가 고려되어야 하고/하거나:
상기 정밀한 기계가공을 위한 바람직한 밀링 파라미터로
커터 직경: 0.3 내지 1.5 mm, 특히 0.5 내지 1.0 mm
이송: 300 내지 2000 mm/min, 특히 800 내지 1500 mm/min
측면 이송 ae: 0.2 내지 0.6 mm, 특히 0.1 mm 내지 0.2 mm
깊이 이송 ap: 0.05 내지 0.3 mm, 특히 0.1 mm 내지 0.15 mm
커터 속도: 20,000 내지 60,000 l/min, 특히 25,000 내지 35,000 l/min
가 고려되어야 함을 특징으로 하는, 방법.
제13항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 사용된 커터가 하기 커팅 엣지 각을 갖는 반경 커터임을 특징으로 하는, 방법.
커팅 각: 0°내지 -13°, 특히 -9°내지 -11°
여유 각(clearance angle): 0°내지 15°, 특히 11°내지 13°
쐐기 각(wedge angle): 90°- (minus) 여유 각 - (minus) 커팅 각으로부터의 결과
제13항에 있어서, 상기 블랭크를 규산 또는 알칼리 실리케이트 용액(가용성 유리)에 침지시키고, 건조시키고, 이후에 건조 밀링에 의해 기계가공함을 특징으로 하거나, 또는 상기 블랭크를 밀링에 의해 기계가공하고, 이후에, 최종 밀도로 소결시키기 전에, 규산 또는 알칼리 실리케이트 용액(가용성 유리)에 침지시키고, 이후에 건조시킴을 특징으로 하는, 방법.
특히, 제13항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따라 제조되고/제조되거나 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 블랭크를 사용하여 제조된, 일체형 치과용 성형품.
제25항에 있어서, 상기 치과용 성형품이 크라운을 구성하거나 이를 포함하고, 두께 D_R이 0.05 mm ≤ D_R ≤ 0.4 mm, 특히 0.1 mm ≤ D_R ≤ 0.2 mm인 크라운 가장자리를 가짐을 특징으로 하는, 일체형 치과용 성형품.
제25항에 있어서, 상기 성형품이 WAK ≤ 12.5 x 10^-6 1/K, 특히 9.5 x 10^-61/K ≤ WAK ≤ 11.5 x 10^-6 1/K인 열 팽창 계수 WAK를 가짐을 특징으로 하는, 일체형 치과용 성형품.