KR20240086566A - 용이한 기계가공성을 갖는 리튬 실리케이트 유리 세라믹 - Google Patents
용이한 기계가공성을 갖는 리튬 실리케이트 유리 세라믹 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240086566A KR20240086566A KR1020230174353A KR20230174353A KR20240086566A KR 20240086566 A KR20240086566 A KR 20240086566A KR 1020230174353 A KR1020230174353 A KR 1020230174353A KR 20230174353 A KR20230174353 A KR 20230174353A KR 20240086566 A KR20240086566 A KR 20240086566A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- weight
- glass
- glass ceramic
- minutes
- particularly preferably
- Prior art date
Links
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 239000006017 silicate glass-ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 41
- WVMPCBWWBLZKPD-UHFFFAOYSA-N dilithium oxido-[oxido(oxo)silyl]oxy-oxosilane Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si](=O)O[Si]([O-])=O WVMPCBWWBLZKPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 claims description 102
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 74
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 12
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 12
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 12
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 11
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 9
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 8
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 8
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 239000005548 dental material Substances 0.000 claims description 4
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 3
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910020203 CeO Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000502 Li-aluminosilicate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910001386 lithium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K trilithium;phosphate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]P([O-])([O-])=O TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000003103 lithium disilicate glass Substances 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 4
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 4
- 238000003991 Rietveld refinement Methods 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000006065 metasilicate glass ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 2
- WKBPZYKAUNRMKP-UHFFFAOYSA-N 1-[2-(2,4-dichlorophenyl)pentyl]1,2,4-triazole Chemical compound C=1C=C(Cl)C=C(Cl)C=1C(CCC)CN1C=NC=N1 WKBPZYKAUNRMKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002710 Au-Pd Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015902 Bi 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- -1 oxides Chemical class 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/097—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C13/00—Dental prostheses; Making same
- A61C13/0003—Making bridge-work, inlays, implants or the like
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C13/00—Dental prostheses; Making same
- A61C13/0003—Making bridge-work, inlays, implants or the like
- A61C13/0004—Computer-assisted sizing or machining of dental prostheses
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C13/00—Dental prostheses; Making same
- A61C13/08—Artificial teeth; Making same
- A61C13/083—Porcelain or ceramic teeth
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K6/00—Preparations for dentistry
- A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
- A61K6/802—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
- C03C10/0018—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and monovalent metal oxide as main constituents
- C03C10/0027—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing SiO2, Al2O3 and monovalent metal oxide as main constituents containing SiO2, Al2O3, Li2O as main constituents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/083—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing aluminium oxide or an iron compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/11—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing halogen or nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
- C03C4/0007—Compositions for glass with special properties for biologically-compatible glass
- C03C4/0021—Compositions for glass with special properties for biologically-compatible glass for dental use
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Dental Prosthetics (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Plastic & Reconstructive Surgery (AREA)
Abstract
본 발명은 리튬 디실리케이트를 주결정상으로서 갖고, 40 중량% 이하의 리튬 디실리케이트 결정을 포함하는 리튬 실리케이트 유리 세라믹에 관한 것이다.
Description
본 발명은 특히 치과에서 사용하기에 적합한, 특히 치과용 수복물의 제조에 적합한 리튬 실리케이트 유리 세라믹, 및 이 유리 세라믹의 제조를 위한 전구체에 관한 것이다.
리튬 실리케이트 유리 세라믹은 일반적으로 매우 우수한 기계적 특성을 특징으로 하기 때문에, 치과 분야, 주로 치과용 크라운 및 소형 치과용 브릿지의 제작에 한동안 사용되어 왔다.
WO 95/32678 A2는 점성 상태에서 압착에 의해 치과용 수복물로 가공되는 리튬 디실리케이트 유리 세라믹을 기술하고 있다. 그러나, 변형 가능한 도가니의 사용은 필수이므로 처리가 매우 복잡하다.
EP 0 827 941 A1 및 EP 0 916 625 A1은 압착 또는 기계가공에 의해 원하는 치과용 수복물의 형상을 부여할 수 있는 리튬 디실리케이트 유리 세라믹을 개시하고 있다.
EP 1 505 041 A1 및 EP 1 688 398 A1은 리튬 디실리케이트 유리 세라믹의 치과용 수복물을 생산하는 공정을 기술하고 있다. 이 공정에서, 리튬 메타실리케이트를 주결정상으로 갖는 유리 세라믹이 먼저 중간 단계로 생산되며, 이는, 예를 들어, CAD/CAM 공정에 의해 기계가공될 수 있다. 이어서, 이 중간 단계는 원하는 고강도 리튬 디실리케이트 유리 세라믹을 형성하기 위해 추가로 열처리된다.
기존의 리튬 디실리케이트 유리 세라믹의 기계가공은 고강도로 인해 어렵고 이에 따라 정기적으로 사용되는 공구의 높은 마모가 수반된다. 리튬 메타실리케이트 유리 세라믹의 기계가공은 기본적으로 더 쉽고 공구 마모가 적을 수 있다. 그러나, 이러한 방식으로 수득된 성형된 리튬 메타실리케이트 유리 세라믹은 리튬 메타실리케이트 결정을 리튬 디실리케이트 결정으로 변환하여 충분히 높은 강도를 갖는 치과용 수복물을 형성하기 위해 추가 열처리를 수행해야 한다. 이것은 특히 환자에게 단일 치료 세션(소위, 체어사이드(chairside) 치료)으로 치과용 수복물을 제공하고자 할 때 종종 문제가 된다.
따라서, 신속하고 용이하게 기계가공할 수 있고 추가 결정화 단계 없이 치과용 수복물로서 사용할 수 있으며 높은 내화학성과 우수한 광학 특성도 나타내는 리튬 실리케이트 유리 세라믹이 필요하다.
이 문제는 청구항 1 내지 12 및 14에 따른 리튬 실리케이트 유리 세라믹에 의해 해결된다. 또한 본 발명의 주제는 청구항 13 및 14에 따른 출발 유리, 청구항 15 및 16에 따른 방법, 청구항 17 내지 19에 따른 용도, 그리고 청구항 20에 따른 방법이다.
본 발명에 따른 리튬 실리케이트 유리 세라믹은 주결정상으로서 리튬 디실리케이트를 포함하고, 40 중량% 이하의 리튬 디실리케이트 결정을 포함한다는 사실을 특징으로 한다.
놀랍게도, 본 발명에 따른 유리 세라믹은 치과용 수복물 재료에 정확히 요구되는 매우 바람직한 기계적 및 광학적 특성의 조합을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 이 유리 세라믹은 강도와 인성이 낮아 복잡한 치과용 수복물의 형상으로도 쉽게 그리고 매우 짧은 시간에 기계가공할 수 있지만, 이러한 기계가공 후에는 추가 열처리 없이도 우수한 기계적 특성, 우수한 광학 특성 및 매우 우수한 화학적 안정성을 갖는 치과용 수복물로서 사용될 수 있다.
"주결정상"이라는 용어는 유리 세라믹에 존재하는 모든 결정상 중 질량 비율이 가장 높은 결정상을 설명하는 데 사용된다. 결정상의 질량은 특히 리트벨트(Rietveld) 방법을 사용하여 결정된다. 리트벨트 방법에 의한 결정상의 정량 분석에 대한 적합한 절차는, 예를 들어, 엠 디트머(M. Dittmer)의 논문["Glasses and glass ceramics in the system MgO-Al2O3-SiO2 with ZrO2 as nucleating agent", University of Jena 2011]에 설명되어 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 유리 세라믹은 35 중량% 이하, 바람직하게는 32 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 30 중량% 이하, 특히 바람직하게는 28 중량% 이하의 리튬 디실리케이트 결정을 포함한다. 특히 바람직하게는, 유리 세라믹은 10 내지 40 중량%, 바람직하게는 15 내지 35 중량%, 더욱 바람직하게는 20 내지 32 중량%, 특히 바람직하게는 22 내지 30 중량%의 리튬 디실리케이트 결정을 포함한다.
본 발명에 따른 유리 세라믹에서 리튬 디실리케이트 결정은 평균 길이가 10 내지 1000 nm 범위, 바람직하게는 50 내지 750 nm 범위, 특히 바람직하게는 100 내지 500 nm 범위, 가장 바람직하게는 150 내지 250 nm 범위이고, 종횡비가 1.0 내지 5.0 범위, 바람직하게는 1.25 내지 3.0 범위, 특히 바람직하게는 1.5 내지 2.5 범위, 가장 바람직하게는 1.75 내지 2.0 범위인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 맥락에서, "평균 길이"라는 용어는 결정의 가장 큰 연장의 수치 평균을 나타내고, "평균 종횡비"라는 용어는 결정의 가장 큰 연장과 가장 작은 연장의 몫의 수치 평균을 나타낸다. 결정의 연장의 측정은 특히 Olympus Stream Motion 소프트웨어(일본 도쿄 소재 Olympus Corporation 제품)와 같은 이미지 분석 소프트웨어를 사용하여 바람직하게는 해당 유리 세라믹의 연마된 표면과 HF 증기-에칭된 표면에서 촬영한 SEM 이미지를 기반으로 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 리튬 실리케이트 유리 세라믹은 특히 62.0 내지 80.0, 바람직하게는 64.0 내지 75.0, 특히 바람직하게는 65.0 내지 73.0 중량%의 SiO2를 포함한다.
유리 세라믹이 7.0 내지 13.0, 바람직하게는 9.0 내지 12.5, 특히 바람직하게는 10.0 내지 12.0 중량%의 Li2O를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. Li2O는 유리 매트릭스의 점도를 낮추어 원하는 상의 결정화를 촉진한다고 여겨진다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 유리 세라믹은 2.0 내지 12.0, 바람직하게는 3.0 내지 10.0, 보다 바람직하게는 5.0 내지 9.0 중량%의 1가 원소의 추가 산화물 MeI 2O를 포함하며, 여기서 MeI 2O는 Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O 및 이들의 혼합물로부터 선택되고, 바람직하게는 K2O이다.
특히 바람직하게는, 유리 세라믹은 하기 제시된 양의 1가 원소의 추가 산화물 MeI 2O 중 적어도 하나, 특히 모두를 포함한다:
성분
중량%
Na2O
0 내지 5.0
K2O
0 내지 10.0
Rb2O
0 내지 8.0
Cs2O
0 내지 8.0.
특히 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 유리 세라믹은 2.0 내지 10.0, 바람직하게는 3.0 내지 9.0, 특히 바람직하게는 5.0 내지 8.0 중량%의 K2O를 포함한다.
유리 세라믹이 3.0 내지 12.0, 바람직하게는 3.0 내지 10.0, 보다 바람직하게는 3.0 내지 9.0, 가장 바람직하게는 4.0 내지 7.0 중량%의 Al2O3을 포함하는 것도 바람직하다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 유리 세라믹은 0.5 내지 10.0, 바람직하게는 1.0 내지 8.0, 보다 바람직하게는 1.5 내지 6.0, 특히 바람직하게는 1.8 내지 5.0, 가장 바람직하게는 2.0 내지 3.0 중량%의 P2O5를 포함한다. P2O5는 핵제(nucleating agent) 역할을 한다고 여겨진다.
유리 세라믹이 MgO, CaO, SrO, ZnO 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 원소의 산화물 MeIIO를 0 내지 8.0, 바람직하게는 0.5 내지 7.0, 보다 바람직하게는 1.0 내지 6.0, 가장 바람직하게는 2.0 내지 4.0 중량% 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
더욱 바람직한 실시양태에서, 유리 세라믹은 4.0 중량% 미만, 바람직하게는 2.0 중량% 미만, 특히 바람직하게는 1.0 중량% 미만의 BaO를 포함한다. 특히, 유리 세라믹 BaO를 실질적으로 포함하지 않는다.
바람직하게는, 유리 세라믹은 하기 제시된 양의 2가 원소의 산화물 MeIIO 중 적어도 하나, 특히 모두를 포함한다:
성분
중량%
MgO
0 내지 4.0
CaO
0 내지 4.0
SrO
0 내지 10.0
ZnO
0 내지 6.0.
특히 바람직한 실시양태에서, 유리 세라믹은 0 내지 4.0, 바람직하게는 0.5 내지 3.5, 보다 바람직하게는 1.0 내지 3.0 중량%의 MgO를 포함한다.
또 다른 특히 바람직한 실시양태에서, 유리 세라믹은 0 내지 10.0, 바람직하게는 0.5 내지 8.0, 보다 바람직하게는 1.0 내지 6.0, 가장 바람직하게는 2.0 내지 4.0 중량%의 SrO를 포함한다.
B2O3, Y2O3, La2O3, Ga2O3, In2O3 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 3가 원소의 추가 산화물 MeIII 2O3을 0 내지 12.0, 바람직하게는 0.5 내지 10.0, 특히 바람직하게는 1.0 내지 8.0, 특히 바람직하게는 2.0 내지 6.0 중량% 포함하는 유리 세라믹이 더욱 바람직하다.
특히 바람직하게는, 유리 세라믹은 하기 제시된 양의 3가 원소의 추가 산화물 MeIII 2O3 중 적어도 하나, 특히 모두를 포함한다:
성분
중량%
B2O3
0 내지 8.0
Y2O3
0 내지 8.0
La2O3
0 내지 8.0
Ga2O3
0 내지 5.0
In2O3
0 내지 5.0.
또한, TiO2, ZrO2, GeO2, SnO2, CeO2 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 4가 원소의 산화물 MeIVO2를 0 내지 12.0, 바람직하게는 0.5 내지 10.0, 특히 바람직하게는 1.0 내지 9.0 중량% 포함하는 유리 세라믹이 바람직하다.
특히 바람직하게는, 유리 세라믹은 하기 제시된 양의 4가 원소의 산화물 MeIVO2 중 적어도 하나, 특히 모두를 포함한다:
성분
중량%
TiO2
0 내지 5.0
ZrO2
0 내지 12.0
GeO2
0 내지 5.0
SnO2
0 내지 5.0
CeO2
0 내지 5.0
특히 바람직한 실시양태에서, 유리 세라믹은 0 내지 12.0, 바람직하게는 1.0 내지 10.0, 보다 바람직하게는 4.0 내지 8.0 중량%의 ZrO2를 포함한다.
또 다른 실시양태에서, 유리 세라믹은 V2O5, Nb2O5, Ta2O5 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 5가 원소의 추가 산화물 MeV 2O5를 0 내지 10.0, 바람직하게는 1.0 내지 9.0, 보다 바람직하게는 2.0 내지 8.0 중량% 포함한다.
특히 바람직하게는, 유리 세라믹은 하기 제시된 양의 5가 원소의 추가 산화물 MeV 2O5 중 적어도 하나, 특히 모두를 포함한다:
성분
중량%
V2O5
0 내지 2.0
Nb2O5
0 내지 10.0
Ta2O5
0 내지 10.0
또 다른 실시양태에서, 유리 세라믹은 MoO3, WO3 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 6가 원소의 산화물 MeVIO3을 0 내지 8.0, 바람직하게는 1.0 내지 6.0, 보다 바람직하게는 2.0 내지 4.0 중량% 포함한다.
특히 바람직하게는, 유리 세라믹은 하기 제시된 양의 산화물 MeVIO3 중 적어도 하나, 특히 모두를 포함한다:
성분
중량%
MoO3
0 내지 3.0
WO3
0 내지 3.0.
추가 실시양태에서, 본 발명에 따른 유리 세라믹은 0 내지 5.0, 바람직하게는 0.1 내지 2.0, 특히 바람직하게는 0.5 내지 1.0 중량%의 불소를 포함한다.
하기 제시된 양의 성분 중 적어도 1종, 바람직하게는 모두를 포함하는 유리 세라믹이 특히 바람직하다:
성분
중량%
SiO2
62.0 내지 80.0
Li2O
7.0 내지 13.0
MeI 2O
2.0 내지 12.0, 특히 5.0 내지 10.0
Al2O3
3.0 내지 12.0
P2 O5
0.5 내지 10.0
MeIIO
0 내지 8.0
MeIII 2O3
0 내지 12.0
MeIVO2
0 내지 12.0
MeV 2O5
0 내지 10.0
MeVIO3
0 내지 8.0
불소
0 내지 5.0,
여기서 MeI 2O, MeIIO, MeIII 2O3, MeIVO2, MeV 2O5 및 MeVIO3은 상기 주어진 의미를 갖는다.
또 다른 특히 바람직한 실시양태에서, 유리 세라믹은 하기 제시된 양의 하기 성분 중 적어도 1종, 바람직하게는 모두를 포함한다:
성분
중량%
SiO2
62.0 내지 80.0
Li2O
7.0 내지 13.0
Al2O3
3.0 내지 12.0
P2O5
0.5 내지 10.0
Na2O
0 내지 5.0
K2O
0 내지 10.0
Rb2O
0 내지 8.0
Cs2O
0 내지 8.0
MgO
0 내지 4.0
CaO
0 내지 4.0
SrO
0 내지 10.0
ZnO
0 내지 6.0
B2O3
0 내지 8.0
Y2O3
0 내지 8.0
La2O3
0 내지 8.0
Ga2O3
0 내지 5.0
In2O3
0 내지 5.0
TiO2
0 내지 5.0
ZrO2
0 내지 12.0
GeO2
0 내지 5.0
SnO2
0 내지 5.0
CeO2
0 내지 5.0
V2O5
0 내지 2.0
Nb2O5
0 내지 10.0
Ta2O5
0 내지 10.0
MoO3
0 내지 3.0
WO3
0 내지 3.0
불소
0 내지 5.0.
상기 성분 중 일부는 착색제 및/또는 형광제로 작용할 수 있다. 본 발명에 따른 유리 세라믹은 추가의 착색제 및/또는 형광제를 추가로 함유할 수 있다. 이는, 예를 들어, Bi2O3 또는 Bi2O5로부터, 특히 추가 무기 안료 및/또는 d 및 f 원소의 산화물, 예컨대 Mn, Fe, Co, Pr, Nd, Tb, Er, Dy, Eu 및 Yb의 산화물로부터 선택될 수 있다. 이들 착색제 및 형광제에 의해, 유리 세라믹을 쉽게 착색시켜, 특히 천연 치과용 재료의 원하는 광학 특성을 모방하는 것이 가능하다.
유리 세라믹의 바람직한 실시양태에서, Li2O에 대한 SiO2의 몰비는 2.5 내지 4.0의 범위, 바람직하게는 2.8 내지 3.8의 범위, 특히 바람직하게는 3.0 내지 3.6의 범위이다.
전형적으로, 본 발명에 따른 유리 세라믹은, 주결정상 리튬 디실리케이트 이외에, 최대 소량의 2차 결정상을 포함한다. 바람직하게는, 유리 세라믹은 12 중량% 미만, 특히 10 중량% 미만, 바람직하게는 8 중량% 미만, 특히 바람직하게는 5 중량% 미만의 2차 결정상을 포함한다. 이러한 2차 결정상의 예는 리튬 메타실리케이트 결정, 리튬 포스페이트 결정, SiO2 결정, 예컨대 석영 결정 또는 크리스토발라이트 결정, SiO2 고용체, 예컨대 석영 고용체, 크리스토발라이트 고용체 또는 리튬 알루미노실리케이트 결정, 또는 ZrO2 결정이다. 유리 세라믹이 10 중량% 미만, 특히 7 중량% 미만, 바람직하게는 5 중량% 미만, 특히 바람직하게는 3 중량% 미만, 가장 바람직하게는 1 중량% 미만의 석영 결정 및/또는 석영 고용체를 포함하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 유리 세라믹에는 본질적으로 크리스토발라이트를 포함하지 않는 것이 특히 바람직하다.
형성되는 결정상의 유형, 특히 양은 출발 유리의 조성 및 적용되는 열처리에 의해 제어되어 출발 유리로부터 유리 세라믹을 생성할 수 있다. 실시예는 출발 유리의 조성과 적용된 열처리를 변화시켜 이를 설명한다.
유리 세라믹의 이축 파괴 강도 σB는 바람직하게는 적어도 200 MPa, 특히 바람직하게는 250 내지 600 MPa이다. 이축 파괴 강도는 ISO 6872(2008)(피스톤-온-쓰리-볼 테스트(piston-on-three-balls test))에 따라 결정되었다.
본 발명에 따른 유리 세라믹은 바람직하게는 8 내지 13ㆍ10-6 K-1의 열팽창 계수 CTE(100 내지 500℃ 범위에서 측정됨)를 갖는다. CTE는 ISO 6872(2015)에 따라 결정된다. 열팽창 계수는 특히 유리 세라믹에 존재하는 결정상의 유형 및 양, 그리고 유리 세라믹의 화학 조성에 의해 원하는 값으로 조정된다.
유리 세라믹의 투명도는 브리티쉬 스탠다드(British Standard) BS 5612에 따라 명암값(CR 값) 측면에서 결정되었으며, 이 명암값은 바람직하게는 30 내지 90, 보다 바람직하게는 40 내지 85였다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 리튬 실리케이트 유리 세라믹이 열처리에 의해 생성될 수 있는 상응하는 조성의 다양한 전구체에 관한 것이다. 이들 전구체는 상응하게 구성된 출발 유리 및 상응하게 구성된 핵을 갖는 출발 유리이다. "상응하는 조성"이라는 용어는 이들 전구체가 유리 세라믹과 동일한 양으로 동일한 성분을 포함한다는 것을 의미하며, 여기서 성분은 유리 및 유리 세라믹에 대해 통상적인 것과 같이 불소를 제외하고 산화물로서 계산된다.
따라서, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 리튬 실리케이트 유리 세라믹의 성분을 포함하는 출발 유리에 관한 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 출발 유리는 특히 리튬 디실리케이트를 주결정상으로 갖는 본 발명에 따른 유리 세라믹을 형성하는 데 필요한 적합한 양의 SiO2 및 Li2O를 포함한다. 또한, 출발 유리는 또한 본 발명에 따른 리튬 실리케이트 유리 세라믹에 대해 상기 나타낸 바와 같은 다른 성분을 포함할 수 있다. 이러한 모든 실시양태는 본 발명에 따른 리튬 실리케이트 유리 세라믹의 성분에 대해서도 바람직한 것으로 표시된 출발 유리의 성분에 대해 바람직하다.
본 발명은 또한 리튬 디실리케이트 결정의 형성을 위한 핵을 포함하는 이러한 출발 유리에 관한 것이다.
본 발명에 따른 리튬 실리케이트 유리 세라믹 및 본 발명에 따른 출발 유리는 특히 임의의 형상 및 크기의 분말, 과립 또는 블랭크 형태, 예를 들어, 소판, 입방체 또는 실린더와 같은 모놀리식 블랭크, 또는 비소결, 부분 소결 또는 조밀 소결 형태의 분말 콤팩트로 존재한다. 이들은 이러한 형태로 쉽게 추가 가공될 수 있다. 그러나, 인레이, 온레이, 크라운, 비니어, 패싯 또는 어버트먼트와 같은 치과용 수복물의 형태일 수도 있다.
특히, 출발 유리는 탄산염, 산화물, 인산염 및 불화물과 같은 적합한 출발 물질의 혼합물을 특히 1300 내지 1600℃의 온도에서 2 내지 10시간 동안 용융시켜 제조된다. 특히 높은 균질성을 달성하기 위해, 얻어진 유리 용융물을 물에 부어 유리 과립을 형성한 다음, 얻어진 과립을 재용융시킨다.
이어서, 용융물을 몰드에 부어 출발 유리의 블랭크, 소위 고체 유리 블랭크 또는 모놀리식 블랭크를 생성할 수 있다.
용융물을 다시 물에 부어 과립을 생성하는 것도 가능하다. 그라인딩, 그리고 필요한 경우 착색제 및 형광제와 같은 추가 성분을 첨가한 후, 이 과립은 블랭크, 소위 분말 콤팩트로 압착될 수 있다.
마지막으로, 출발 유리는 과립화 후에 분말로 가공될 수도 있다.
그 후, 예를 들어, 고체 유리 블랭크 형태, 분말 콤팩트 또는 분말 형태의 출발 유리에 적어도 1회의 열처리를 수행한다. 우선 리튬 디실리케이트 결정의 형성을 위한 핵을 갖는 본 발명에 따른 출발 유리를 제조하기 위해 제1 열처리를 수행하는 것이 바람직하다. 이어서, 핵을 갖는 출발 유리에 전형적으로 더 높은 온도에서 적어도 1회의 추가 열처리를 수행하여 리튬 디실리케이트를 결정화하고 본 발명에 따른 리튬 실리케이트 유리 세라믹을 제조한다.
따라서, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 리튬 실리케이트 유리 세라믹의 제조 방법에 관한 것으로서, 여기서 출발 유리 또는 핵을 갖는 출발 유리에 400 내지 1000℃의 온도에서, 특히 1 내지 120분, 바람직하게는 5 내지 90분, 특히 바람직하게는 10 내지 60분의 지속시간 동안, 적어도 1회의 열처리를 수행한다.
본 발명에 따른 방법에서 수행되는 적어도 1회의 열처리는 또한 본 발명에 따른 출발 유리, 또는 본 발명에 따른 핵을 갖는 출발 유리의 고온 압착 또는 소결 과정에서 수행될 수 있다.
리튬 디실리케이트의 결정화를 위한 핵을 갖는 출발 유리를 제조하기 위해, 출발 유리를 400 내지 650℃, 바람직하게는 450 내지 600℃, 특히 바람직하게는 480 내지 580℃의 온도에서, 특히 1 내지 240분, 바람직하게는 5 내지 120분, 특히 바람직하게는 10 내지 60분의 지속시간 동안 열처리하는 것이 바람직하다.
리튬 실리케이트 유리 세라믹을 제조하기 위해, 핵을 갖는 출발 유리를 700 내지 1000℃, 바람직하게는 750 내지 950℃, 특히 바람직하게는 800 내지 900℃의 온도에서, 특히 1 내지 120분, 바람직하게는 2 내지 90분, 특히 바람직하게는 5 내지 60분, 가장 바람직하게는 10 내지 30분의 지속시간 동안 열처리하는 것이 더욱 바람직하다. 주어진 유리 세라믹에 대한 적합한 조건은, 예를 들어, 다양한 온도에서 X선 회절 분석을 수행하여 결정될 수 있다.
따라서, 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 리튬 실리케이트 유리 세라믹의 제조 방법은
(a) 출발 유리를 400 내지 650℃, 바람직하게는 450 내지 600℃, 보다 바람직하게는 480 내지 580℃의 온도에서, 특히 1 내지 240분, 바람직하게는 5 내지 120분, 보다 바람직하게는 10 내지 60분의 지속시간 동안 열처리하여 핵을 갖는 출발 유리를 형성하는 단계, 및
(b) 핵을 갖는 출발 유리를 700 내지 1000℃, 바람직하게는 750 내지 950℃, 특히 바람직하게는 800 내지 900℃의 온도에서, 특히 1 내지 120분, 바람직하게는 2 내지 90분, 특히 바람직하게는 5 내지 60분, 가장 바람직하게는 10 내지 30분의 지속시간 동안 열처리하여 유리 세라믹을 형성하는 단계
를 포함한다.
본 발명에 따른 유리 세라믹 및 본 발명에 따른 유리의 상기 기재된 특성으로 인해, 이들은 치과에서 사용하기에 특히 적합하다. 따라서, 본 발명은 또한 치과용 재료로서, 특히 치과용 수복물의 제조를 위해 또는 치과용 수복물을 위한 코팅 재료로서 본 발명에 따른 유리 세라믹 또는 본 발명에 따른 유리의 용도에 관한 것이다.
특히, 본 발명에 따른 유리 세라믹 및 본 발명에 따른 유리는 브릿지, 인레이, 온레이, 비니어, 어버트먼트, 부분 크라운, 크라운 또는 패싯과 같은 치과용 수복물을 제조하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한 치과용 수복물의 제조를 위한 본 발명에 따른 유리 세라믹 또는 본 발명에 따른 유리의 용도에 관한 것이다. 이러한 맥락에서, 유리 세라믹 또는 유리는 압착 또는 기계가공에 의해 원하는 치과용 수복물의 형상으로 제공되는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 유리 세라믹 또는 유리는 압착 또는 기계가공에 의해 원하는 치과용 수복물의 형상으로 제공되는 치과용 수복물의 제조 방법에 관한 것이다.
압착은 일반적으로 증가된 압력 하에 증가된 온도에서 수행된다. 압착은 700 내지 1200℃의 온도에서 수행하는 것이 바람직하다. 압착은 2 내지 10 bar의 압력에서 수행하는 것이 더욱 바람직하다. 압착하는 동안, 사용된 재료의 점성 흐름에 의해 원하는 형상 변경이 이루어진다. 본 발명에 따른 출발 유리, 특히 본 발명에 따른 핵을 갖는 출발 유리, 및 본 발명에 따른 리튬 실리케이트 유리 세라믹은 압착에 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 유리 및 유리 세라믹은 특히 임의의 형상 및 크기의 블랭크 형태, 예를 들어, 고체 블랭크 또는 예를 들어, 비소결, 부분 소결 또는 조밀 소결 형태의 분말 콤팩트로 사용될 수 있다.
기계가공은 일반적으로 재료 제거 공정, 특히 밀링 및/또는 그라인딩에 의해 수행된다. CAD/CAM 공정의 일부로서 기계가공을 수행하는 것이 특히 바람직하다. 본 발명에 따른 출발 유리, 본 발명에 따른 핵을 갖는 출발 유리 및 본 발명에 따른 리튬 실리케이트 유리 세라믹은 기계가공에 사용될 수 있다. 이러한 맥락에서, 본 발명에 따른 유리 및 유리 세라믹은 특히 블랭크 형태, 예를 들어, 고체 블랭크 또는 예를 들어, 비소결, 부분 소결 또는 조밀 소결 형태의 분말 콤팩트로 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 리튬 실리케이트 유리 세라믹은 바람직하게는 기계가공에 사용된다.
놀랍게도, 본 발명에 따른 리튬 실리케이트 유리 세라믹은 동일한 힘의 적용시 알려진 리튬 실리케이트 유리 세라믹보다 더 빠르게 기계가공될 수 있음이 밝혀졌다. 이러한 특성을 설명하기 위해, 특히 유리 세라믹의 샘플 본체에 대한 제거율을 결정할 수 있다. 이를 위해, 표면에서 소판을 절단하여 칭량한다. 이어서, 소판을 홀더에 접착하고, 예를 들어, 그레인 크기가 20 μm인 다이아몬드 그라인딩 휠을 사용하여 Struers사에서 입수 가능한 것과 같은 자동 그라인딩 기기로 수냉 하에 그라인딩한다. 그라인딩 기기의 압력은 동일한 힘, 예를 들어, 15 N이 각 소판에 적용되도록 선택된다. 소판을 1분 동안 그라인딩한 후, 이를 건조시키고, 다시 칭량한다. 이어서, 제거율은 하기 식에 따라 계산된다:
제거율 [중량% ㆍ min-1] = 100 ×(1-(m그라인딩:m언그라인딩))
유리 세라믹이 원하는 치과용 수복물의 형상을 얻은 후, 추가 열처리를 거쳐 리튬 디실리케이트 결정을 더 성장시킬 수 있다. 예를 들어, 이를 위해, 유리 세라믹은 700 내지 1000℃, 바람직하게는 750 내지 950℃, 특히 바람직하게는 800 내지 900℃의 온도에서, 특히 1 내지 90분, 바람직하게는 2 내지 60분, 보다 바람직하게는 5 내지 30분, 가장 바람직하게는 10 내지 15분의 지속시간 동안 열처리한다.
그러나, 놀랍게도 리튬 디실리케이트를 주결정상으로 포함하는 기계가공 가능한 리튬 실리케이트 유리 세라믹은 추가 열처리 없이도 충분한 강도와 같은 기계적 특성을 나타낼 뿐만 아니라 치과용 수복물 재료에 필요한 다른 특성도 나타내는 것으로 나타났다. 따라서, 본 발명에 따른 유리 세라믹을 추가 열처리 없이 치과용 재료로서 사용한다.
그러나, 본 발명에 따른 유리 세라믹 및 본 발명에 따른 유리는 또한 예를 들어, 세라믹 및 유리 세라믹의 코팅 재료로서 적합하다. 따라서, 본 발명은 또한 세라믹, 유리 세라믹 및 특히 치과용 수복물을 코팅하기 위한 본 발명에 따른 유리 또는 본 발명에 따른 유리 세라믹의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 유리 세라믹 또는 유리가 세라믹 또는 유리 세라믹에 적용되고 증가된 온도로 수행되는 세라믹, 금속, 금속 합금 및 유리 세라믹의 코팅 방법에 관한 것이다.
이것은 특히 소결에 의해 또는 CAD-CAM에 의해 생성된 오버레이를 적합한 유리 땜납 또는 접착제와 결합함으로써, 바람직하게는 압착함으로써 수행될 수 있다. 소결의 경우, 유리 세라믹 또는 유리는 세라믹 또는 유리 세라믹과 같은 코팅될 재료에, 예를 들어, 분말로서 일반적인 방식으로 적용된 다음, 증가된 온도에서 소결된다. 바람직한 압착 공정에서, 예를 들어, 분말 콤팩트 또는 모놀리식 블랭크 형태의 본 발명에 따른 유리 세라믹 또는 유리는, 예를 들어, 700 내지 1200℃의 증가된 온도에서 압착되고 예를 들어, 2 내지 10 bar의 압력이 적용된다. 특히, EP 231 773에 기재된 공정 및 여기에 개시된 압착 로(furnace)가 이를 위해 사용될 수 있다. 적합한 로는, 예를 들어, 리히텐슈타인 소재의 Ivoclar Vivadent AG의 Programat EP 5000이다.
코팅 공정이 완료된 후, 리튬 실리케이트, 특히 리튬 디실리케이트를 주결정상으로 갖는 유리 세라믹은 특히 우수한 특성을 가지기 때문에 이러한 유리 세라믹이 존재하는 것은 바람직하다.
본 발명은 이를 한정하지 않는 실시예에 의해 하기에 보다 상세히 설명된다.
실시예
표 I에 주어진 조성을 갖는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 총 77개의 유리를 제조하였다. 유리는 표 II에 따라 유리 세라믹으로 결정화되었다. 하기 의미가 적용된다.
Tg: DSC에 의해 결정된 유리 전이 온도
TS 및 tS: 용융에 적용되는 온도 및 시간
T1 및 t1: 1차 열처리에 적용되는 온도 및 시간
T2 및 t2: 2차 열처리에 적용되는 온도 및 시간
먼저, 표 I에 주어진 조성을 갖는 출발 유리는 tS 지속시간 동안, 온도 TS에서 일반적인 원료로부터 100 내지 200 g 규모로 먼저 용융되었고, 기포 또는 줄무늬의 형성 없이 용융이 매우 잘 가능했다. 이들 출발 유리를 물에 부어 유리 과립을 제조하였다.
실시예 1 내지 70에서, 유리 과립은 균질화를 위해 tS 지속시간 동안, 온도 TS에서 두 번째로 용융되었다. 얻어진 출발 유리 용융물을 흑연 몰드에 부어 고체 유리 블록을 생성하였다. 얻어진 유리 모놀리스를 온도 T1에서 t1 지속시간 동안, 1차 열처리하면 핵을 갖는 유리가 형성되었다. 이러한 핵 생성 유리는 t2 지속시간 동안, 온도 T2에서 추가 열처리에 의해 유리 세라믹으로 결정화되었다.
실시예 71 내지 77에서, 유리 과립을 건조 로에서 150℃에서 1시간 동안 건조시키고, 산화지르코늄이 라이닝된 밀에서 < 90 μm로 그라인딩하고, 체질하였다. 생성된 유리 분말은 10 bar에서 단축 프레스를 사용하여 직육면체 블랭크로 압착하였다. 블랭크를 먼저 온도 T1에 대해 10 K/min의 가열 속도로 진공 하에서 가열하고, t1 지속기간 동안 이 온도에서 유지하였다. 그 후, 블랭크를 10 K/min의 가열 속도로 온도 T2로 더 가열하고, t2 지속시간 동안, 이 온도에서 유지하였다. 마지막으로, 블랭크를 실온까지 냉각시켰다.
실온에서의 X선 회절 연구에 의해 결정된 바와 같이, 모든 경우에 리튬 디실리케이트를 주결정상으로 갖는 유리 세라믹이 얻어졌다.
결정상의 양은 X선 회절에 의해 결정되었다. 이를 위해, 각 유리 세라믹의 분말을 그라인딩 및 체질(< 45 μm)로 제조하고 내부 표준인 Al2O3(Alfa Aesar, 제품 번호 42571)을 80 중량%의 유리 세라믹 대 20 중량%의 Al2O3의 비율로 혼합하였다. 이 혼합물을 가능한 최상의 혼합을 달성하기 위해 아세톤으로 슬러리화하였다. 이어서, 혼합물을 약 80℃에서 건조시켰다. 이어서, CuKα 방사선 및 0.014° 2θ의 스텝 크기를 사용하여 10 내지 100° 2θ 범위에서 Bruker사의 D8 Advance 회절계를 사용하여 회절도를 기록하였다. 이 회절도는 리트벨트 방법을 사용하는 Bruker's TOPAS 5.0 소프트웨어를 사용하여 평가하였다.
리튬 디실리케이트 결정의 평균 길이 및 평균 종횡비는 SEM 이미지로부터 결정되었다. 이를 위해, 각 유리 세라믹의 표면을 연마(< 0.5 μm)하고 40% HF 증기로 적어도 30초 동안 에칭한 다음, Au-Pd 층으로 스퍼터링하였다. Supra 40VP 주사 전자 현미경(독일 오베르코헨 소재 Zeiss 제품)을 사용하여 이러한 방식으로 처리된 표면의 SEM 이미지를 촬영하였다. SEM 이미지는 일반적인 이미지 처리 프로그램을 사용하여 결정과 유리상의 명암을 개선하기 위해 후처리하였다. 그 후, 결정의 평균 길이와 평균 종횡비는 Olympus Stream Motion 2.4 이미지 분석 소프트웨어(일본 도쿄 소재 Olympus Corporation 제품)를 사용하여 결정하였다.
기계가공성을 측정하기 위해, 이러한 방식으로 얻어진 유리 세라믹 블록에서 각각의 면적이 170 mm2 ± 10 mm2(약 12.5 mm × 13.8 mm)이고 두께가 4.0 ± 0.5 mm인 2개의 소판을 절단하고 정밀 저울에서 칭량하였다. 이어서, 소판을 홀더에 접착하고 그레인 크기가 20 μm인 다이아몬드 그라인딩 휠을 사용하여 자동 그라인딩 기기(LdaboForche-100, Struers)로 수냉 하에 그라인딩하였다. 그라인딩 기기의 압력은 각 소판에 15 N의 힘이 가해지도록 선택하였다. 다이아몬드 그라인딩 휠이 장착된 턴테이블과 시편이 있는 홀더가 장착된 그라인딩 기기 헤드는 회전 방향이 동일했다. 턴테이블의 속도는 300 rpm-1이었다. 소판을 1분 동안 그라인딩한 다음, 건조시키고, 재칭량하였다. 제거율은 하기 식에 따라 계산하였다:
제거율 [중량% ㆍ min-1] = 100 × (1-(m그라인딩:m언그라인딩))
표 II로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예들의 제거율은 비교예보다 일관되게 높았다. 이것은 본 발명에 따른 리튬 실리케이트 유리 세라믹이 동일한 힘의 적용 시 알려진 리튬 디실리케이트 유리 세라믹보다 더 빠르게 기계가공될 수 있음을 나타낸다.
표 I
표 II
Claims (20)
- 리튬 디실리케이트를 주결정상으로서 포함하고, 40 중량% 이하의 리튬 디실리케이트 결정을 포함하는 리튬 실리케이트 유리 세라믹.
- 제1항에 있어서, 35 중량% 이하, 바람직하게는 32 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 30 중량% 이하, 특히 바람직하게는 28 중량% 이하, 특히 10 내지 40 중량%, 바람직하게는 15 내지 35 중량%, 더욱 바람직하게는 20 내지 32 중량%, 특히 바람직하게는 22 내지 30 중량%의 리튬 디실리케이트 결정을 포함하는 유리 세라믹.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 리튬 디실리케이트 결정은 평균 길이가 10 내지 1000 nm 범위, 바람직하게는 50 내지 750 nm 범위, 보다 바람직하게는 100 내지 500 nm 범위, 가장 바람직하게는 150 내지 250 nm 범위이고, 종횡비가 1.0 내지 5.0 범위, 바람직하게는 1.25 내지 3.0 범위, 보다 바람직하게는 1.5 내지 2.5 범위, 가장 바람직하게는 1.75 내지 2.0 범위인 유리 세라믹.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 62.0 내지 80.0, 바람직하게는 64.0 내지 75.0, 특히 바람직하게는 65.0 내지 73.0 중량%의 SiO2를 포함하는 유리 세라믹.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 7.0 내지 13.0, 바람직하게는 9.0 내지 12.5, 특히 바람직하게는 10.0 내지 12.0 중량%의 Li2O를 포함하는 유리 세라믹.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 2.0 내지 12.0, 바람직하게는 3.0 내지 10.0, 특히 바람직하게는 5.0 내지 9.0 중량%의 1가 원소의 추가 산화물 MeI 2O를 포함하고, 여기서 MeI 2O는 Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O 및 이들의 혼합물로부터 선택되고, 바람직하게는 K2O인 유리 세라믹.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 3.0 내지 12.0, 바람직하게는 3.0 내지 10.0, 특히 바람직하게는 3.0 내지 9.0, 가장 바람직하게는 4.0 내지 7.0 중량%의 Al2O3을 포함하는 유리 세라믹.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 0.5 내지 10.0, 바람직하게는 1.0 내지 8.0, 보다 바람직하게는 1.5 내지 6.0, 특히 바람직하게는 1.8 내지 5.0, 가장 바람직하게는 2.0 내지 3.0 중량%의 P2O5를 포함하는 유리 세라믹.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 제시된 양의 성분 중 적어도 1종, 바람직하게는 모두를 포함하며:
성분 중량%
SiO2 62.0 내지 75.0
Li2O 7.0 내지 12.0
MeI 2O 2.0 내지 12.0, 특히 5.0 내지 10.0
Al2O3 3.0 내지 12.0
P2O5 0.5 내지 5.0
MeIIO 0 내지 8.0
MeIII 2O3 0 내지 8.0
MeIVO2 0 내지 12.0
MeV 2O5 0 내지 9.0
MeVIO3 0 내지 3.0
불소 0 내지 2.0,
여기서
MeI 2O는 Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O 및 이들의 혼합물로부터 선택되고,
MeIIO는 MgO, CaO, SrO, ZnO 및 이들의 혼합물로부터 선택되고,
MeIII 2O3은 B2O3, Y2O3, La2O3, Ga2O3, In2O3 및 이들의 혼합물로부터 선택되고,
MeIVO2는 TiO2, ZrO2, GeO2, SnO2, CeO2 및 이들의 혼합물로부터 선택되고,
MeV 2O5는 V2O5, Nb2O5, Ta2O5 및 이들의 혼합물로부터 선택되고,
MeVIO3은 MoO3, WO3 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 유리 세라믹. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, Li2O에 대한 SiO2의 몰비는 2.5 내지 4.0의 범위, 바람직하게는 2.8 내지 3.8의 범위, 특히 바람직하게는 3.0 내지 3.6의 범위인 유리 세라믹.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 12 중량% 미만, 특히 10 중량% 미만, 바람직하게는 8 중량% 미만, 특히 바람직하게는 5 중량% 미만의 2차 결정상, 특히 리튬 메타실리케이트 결정, 리튬 포스페이트 결정, SiO2 결정, 예컨대 석영 결정 또는 크리스토발라이트 결정, SiO2 고용체, 예컨대 석영 고용체, 크리스토발라이트 고용체 또는 리튬 알루미노실리케이트 결정, 또는 ZrO2 결정을 포함하는 유리 세라믹.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 10 중량% 미만, 특히 7 중량% 미만, 바람직하게는 5 중량% 미만, 특히 바람직하게는 3 중량% 미만, 가장 바람직하게는 1 중량% 미만의 석영 결정 및/또는 석영 고용체를 포함하는 유리 세라믹.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 유리 세라믹의 성분을 포함하고, 특히 리튬 디실리케이트 결정의 형성을 위한 핵을 포함하는 출발 유리.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 유리 세라믹 및 출발 유리는 분말, 과립, 블랭크 또는 치과용 수복물의 형태인 유리 세라믹 또는 출발 유리.
- 제1항 내지 제12항 또는 제14항 중 어느 한 항에 따른 유리 세라믹의 제조 방법으로서, 제13항 또는 제14항에 따른 출발 유리에 400 내지 1000℃의 온도에서, 특히 1 내지 120분, 바람직하게는 5 내지 90분, 특히 바람직하게는 10 내지 60분의 지속시간 동안, 적어도 1회의 열처리를 수행하는, 유리 세라믹의 제조 방법.
- 제15항에 있어서,
(a) 출발 유리를 400 내지 650℃, 바람직하게는 450 내지 600℃, 특히 바람직하게는 480 내지 580℃의 온도에서, 특히 1 내지 240분, 바람직하게는 5 내지 120분, 특히 바람직하게는 10 내지 60분의 지속시간 동안 열처리하여 핵을 갖는 출발 유리를 형성하고,
(b) 핵을 갖는 출발 유리를 700 내지 1000℃, 바람직하게는 750 내지 950℃, 특히 바람직하게는 800 내지 900℃의 온도에서, 특히 1 내지 120분, 바람직하게는 2 내지 90분, 특히 바람직하게는 5 내지 60분, 가장 바람직하게는 10 내지 30분의 지속시간 동안 열처리하여 유리 세라믹을 형성하는 제조 방법. - 치과용 재료로서의, 바람직하게는 치과용 수복물을 코팅하기 위한, 특히 바람직하게는 치과용 수복물의 제조를 위한 제1항 내지 제12항 또는 제14항 중 어느 한 항에 따른 유리 세라믹 또는 제13항 또는 제14항에 따른 출발 유리의 용도.
- 제17항에 있어서, 유리 세라믹은 압착 또는 기계가공에 의해, 원하는 치과용 수복물, 특히 브릿지, 인레이(inlay), 온레이(onlay), 비니어(veneer), 어버트먼트(abutment), 부분 크라운(partial crown), 크라운 또는 패싯(facet)의 형상으로 제공되는, 치과용 수복물의 제조를 위한 용도.
- 제17항 또는 제18항에 있어서, 유리 세라믹은 700 내지 1000℃, 바람직하게는 750 내지 950℃, 보다 바람직하게는 800 내지 900℃의 온도에서, 특히 1 내지 90분, 바람직하게는 2 내지 60분, 보다 바람직하게는 5 내지 30분, 가장 바람직하게는 10 내지 15분의 지속시간 동안 열처리되는 용도.
- 제1항 내지 제12항 또는 제14항 중 어느 한 항에 따른 유리 세라믹 또는 제13항 또는 제14항에 따른 출발 유리가, 특히 CAD/CAM 공정의 일부로서, 압착 또는 기계가공에 의해 원하는 치과용 수복물의 형상으로 제공되는, 치과용 수복물, 특히 브릿지, 인레이, 온레이, 비니어, 어버트먼트, 부분 크라운, 크라운 또는 패싯의 제조 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP22212273.1A EP4382495A1 (de) | 2022-12-08 | 2022-12-08 | Lithiumsilikat-glaskeramik mit leichter bearbeitbarkeit |
| EP22212273.1 | 2022-12-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240086566A true KR20240086566A (ko) | 2024-06-18 |
Family
ID=84463211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230174353A KR20240086566A (ko) | 2022-12-08 | 2023-12-05 | 용이한 기계가공성을 갖는 리튬 실리케이트 유리 세라믹 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240190758A1 (ko) |
| EP (1) | EP4382495A1 (ko) |
| JP (1) | JP2024083260A (ko) |
| KR (1) | KR20240086566A (ko) |
| CN (1) | CN118164684A (ko) |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3816704A (en) * | 1972-03-20 | 1974-06-11 | Gen Electric | Surface heating apparatus |
| CH668699A5 (de) | 1986-01-17 | 1989-01-31 | Sonja Wohlwend Erne | Verfahren zum herstellen von zahnersatzteilen. |
| US5507981A (en) | 1994-05-31 | 1996-04-16 | Tel Ventures, Inc. | Method for molding dental restorations |
| ATE186286T1 (de) | 1996-09-05 | 1999-11-15 | Ivoclar Ag | Sinterbare lithiumdisilikat-glaskeramik |
| DE19750794A1 (de) | 1997-11-10 | 1999-06-17 | Ivoclar Ag | Verfahren zur Herstellung von geformten transluzenten Lithiumdisilikat-Glaskeramik-Produkten |
| JP2001126236A (ja) * | 1999-10-25 | 2001-05-11 | Ngk Insulators Ltd | 磁気ディスク用基板および磁気ディスク |
| DE10336913C9 (de) | 2003-08-07 | 2019-02-21 | Ivoclar Vivadent Ag | Verwendung eines Lithiumsilicatmaterials |
| EP1688398B1 (en) | 2005-02-08 | 2014-04-16 | Ivoclar Vivadent AG | Lithium silicate glass ceramic |
| DE202015009943U1 (de) * | 2015-08-25 | 2021-10-12 | Ivoclar Vivadent Ag | Lithiumsilikat-Tiefquarz-Glaskeramik |
| CN117069372A (zh) * | 2018-06-01 | 2023-11-17 | 日本电气硝子株式会社 | 强化玻璃以及强化用玻璃 |
| EP3829482A1 (de) * | 2018-08-02 | 2021-06-09 | Ivoclar Vivadent AG | Mehrfarbiger rohling für dentale zwecke |
-
2022
- 2022-12-08 EP EP22212273.1A patent/EP4382495A1/de active Pending
-
2023
- 2023-11-24 JP JP2023199189A patent/JP2024083260A/ja active Pending
- 2023-12-05 KR KR1020230174353A patent/KR20240086566A/ko unknown
- 2023-12-07 US US18/533,063 patent/US20240190758A1/en active Pending
- 2023-12-07 CN CN202311666624.2A patent/CN118164684A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN118164684A (zh) | 2024-06-11 |
| EP4382495A1 (de) | 2024-06-12 |
| US20240190758A1 (en) | 2024-06-13 |
| JP2024083260A (ja) | 2024-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11325858B2 (en) | Lithium silicate-low quartz glass ceramic | |
| US10358380B2 (en) | Lithium silicate glass ceramic and glass with divalent metal oxide | |
| US9757311B2 (en) | Lithium silicate glass ceramics and lithium silicate glass containing cesium oxide | |
| US9878939B2 (en) | Lithium silicate glass ceramic and glass with monovalent metal oxide | |
| US10321980B2 (en) | Lithium silicate glass ceramic and glass with trivalent metal oxide | |
| US10227255B2 (en) | Lithium silicate glass ceramic and lithium silicate glass comprising a pentavalent metal oxide | |
| US10098716B2 (en) | Lithium silicate glass ceramic and glass with hexavalent metal oxide | |
| US20170121216A1 (en) | Lithium silicate glass ceramic and glass with tetravalent metal oxide | |
| US20190047905A1 (en) | Lithium Silicate Glass Ceramic With Scheelite Or Powellite Crystal Phase | |
| JP2023094602A (ja) | 銅を含むケイ酸リチウムガラスセラミック | |
| KR20230152056A (ko) | 석영 고용체 상을 갖는 유리 세라믹 | |
| KR20240086566A (ko) | 용이한 기계가공성을 갖는 리튬 실리케이트 유리 세라믹 | |
| KR20230029545A (ko) | 용이한 기계가공성을 갖는 리튬 실리케이트 유리 세라믹 | |
| KR20230029543A (ko) | 용이한 기계가공성을 갖는 리튬 실리케이트 유리 세라믹 | |
| KR20230096910A (ko) | 주석을 포함하는 리튬 실리케이트 유리 세라믹 |