KR102698521B1

KR102698521B1 - 치과 절삭 가공용 레진계 블록

Info

Publication number: KR102698521B1
Application number: KR1020207027207A
Authority: KR
Inventors: 다쿠마 마츠오; 히로노부 아키즈미
Original assignee: 가부시키가이샤 도쿠야마 덴탈
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2024-08-23
Also published as: JP7248958B2; CN111902119A; WO2019189698A1; BR112020019454A2; EP3777815A1; JPWO2019189698A1; EP3777815A4; AU2019242168B2; CA3095115A1; US20210095113A1; RU2020131607A; CN111902119B; KR20200133344A; US11958970B2; AU2019242168A1

Abstract

본 발명은 수지 매트릭스(A) 및 평균 입자경이 230nm~1000nm의 범위 내에 있는 구형 필러(B)를 함유하는 치과 절삭 가공용 레진계 블록으로서, 두께 10mm에서의 색차계를 이용하여 측정한 검은 배경하 및 흰 배경하에서의 착색광의 먼셀 표색계에 의한 측색치의 명도(V)가 5.0 미만, 채도(C)가 2.0 미만이며, 또한 두께 1mm에서의 색차계를 이용하여 측정한 검은 배경하에서의 착색광의 먼셀 표색계에 의한 측색치의 명도(V)가 5.0 미만이고 채도(C)가 0.05 이상이며, 또한 흰 배경하에서의 착색광의 먼셀 표색계에 의한 측색치의 명도(V)가 6.0 이상이고 채도(C)가 2.0 미만인 것을 특징으로 하는 치과 절삭 가공용 레진계 블록이다. 본 발명에 의하면 안료나 염료를 이용하지 않고 블록으로 제작되는 치과용 보철물의 외관이 천연 치아의 색조와 적합한 수복이 가능하며, 또한 블록으로 제작되는 치과용 보철물의 천연 치아와의 색조의 조화가 계속되는 치과 절삭 가공용 레진계 블록을 제공할 수 있다.

Description

치과 절삭 가공용 레진계 블록

본 발명은 간편성 및 심미성이 우수한 치과용 보철물을 제작하기 위한 치과 절삭 가공용 레진계 블록에 관한 것이다.

치과 치료에서 인레이, 온레이, 크라운, 브릿지, 임플란트 상부 구조체 등의 치과용 보철물을 제작하는 하나의 수법으로서 치과용 CAD/CAM 시스템을 이용하여 절삭 가공하는 방법이 있다. CAD/CAM 시스템이란 컴퓨터를 이용하여 3차원 좌표 데이터에 기초하여 치과용 보철물의 설계를 행하고 절삭 가공기를 이용하여 보철물을 제작하는 시스템이다. 절삭 가공용 재료로서는 유리 세라믹, 지르코니아, 티탄, 레진 등 다양한 재료가 이용된다. 치과 절삭 가공용 레진계 재료로서는 실리카 등의 무기 충전재, 메타크릴레이트 수지 등의 중합성 단량체, 중합 개시제를 함유하는 경화성 조성물을 경화시킴으로써 얻어지는 블록 형상, 디스크 형상 등의 경화물이 제공되어 있다. 치과 절삭 가공용 레진계 재료는 그 작업성의 높이, 심미성, 강도의 관점에서 관심이 높아지고 있고, 여러 가지 재료가 제안되어 있다.

치과 치료에서는 천연 치아의 색조에 가능한 한 가까운 외관을 부여하는 것이 요구되는데, 이러한 심미적 요구를 만족시키기 위해서는 단일 성분으로 이루어지는 블록체를 절삭하여 제작하는 것만으로는 충분하지 않은 경우도 많고, 지금까지도 다층의 색조로 구성되는 절삭 가공용 블록체가 제안되어 있다.

예를 들어 특허문헌 1에는 색조 및 투명성(콘트라스트비)이 다른 복수의 층으로 구성되는 치과 절삭 가공용 레진계 블록에 관한 발명이 기재되어 있고, 구체적으로는 2개 혹은 3개의 층의 색조 및 투명성(콘트라스트비)을 일정한 관계성을 만족시키도록 함으로써 천연 치아와 같은 상아색, 에나멜색을 나타내면서 각 층 사이의 경계선이 눈에 띄지 않는 블록체가 얻어지는 것이 기재되어 있다.

특허문헌 2에는 안료나 염료를 이용하지 않고 천연 치아에 대해 우수한 색조 적합성을 갖는, 치과용 충전 수복 재료로서 유용한 경화성 조성물에 관한 발명이 기재되어 있고, 구체적으로는 일정한 범위 내의 입자경의 구형 필러를 이용함으로써 형성되는 경화체의 외관이 천연 치아와 조화를 이루며, 또한 천연 치아와의 조화가 장기간에 걸쳐 계속되는 치과 충전 수복 재료에 대해 기재되어 있다. 그러나, 교합압이 걸리는 어금니부에서 인레이 수복 등이 필요한 큰 와동(窩洞)을 수복하는 경우, 이 경화성 조성물로는 기계적 강도의 면에서 염려가 있다.

특허문헌 1: 일본공개특허 2017-105764호 공보 특허문헌 2: 국제공개 제2017/069274호 팜플렛

전술한 특허문헌 1은 치과용 CAD/CAM 시스템에 이용하는 블록의 색조 및 층 구조에 관한 것이다. 그러나, 천연 치아의 색조에는 개인차가 있기 때문에 선행 기술에서는 색조 및 투명성(콘트라스트비)이 다른 복수의 층으로 구성되는 블록을 제조할 필요가 있는 데다가 나아가 개인차에 의한 색조의 차이에 맞추기 위해 색조가 다른 블록을 복수 종류 제조하는 것이 필요하기 때문에 블록의 제조 기술이 복잡화되어 곤란해지는 것이나, 안료나 염료를 이용하여 블록 및 각 층 구조의 색조나 투명성을 조정하고 있기 때문에 경년열화에 의해 변색이나 퇴색이 발생하여 천연 치아와 색조가 적합하지 않게 된다는 과제가 있다.

또한, 특허문헌 2는 경년열화에 의한 변색이나 퇴색이 발생하지 않아 천연 치아와의 색조 적합성이 양호한 경화체가 얻어지는 경화성 조성물에 관한 것인데, 특허문헌 2에 기재된 경화성 조성물은 치과용 충전 수복 재료로서 두께가 2mm 이하인 경우의 색조 적합성에 대해서는 평가하였지만, 절삭 가공에 의한 보철물과 같이 보다 두께가 있는 것에 대해서도 색조 적합성을 갖는지 어떤지에 대해서는 기재가 없어 불명하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 바와 같은 색조가 다른 블록이나 복수의 다른 색조로 이루어지는 층 구조를 가질 필요가 없고, 안료나 염료를 이용하지 않고 블록으로 제작되는 치과용 보철물의 외관이 천연 치아의 색조와 적합한 수복이 가능하며, 또한 블록으로 제작되는 치과용 보철물의 천연 치아와의 색조의 조화가 계속되는 치과 절삭 가공용 레진계 블록을 제공하는 것에 있다.

상기의 과제를 감안하여 본 발명자들은 면밀히 연구를 계속해 왔다. 그 결과, 특정의 입자경을 갖는 구형 입자를 함유하고, 두께 10mm에서는 검은 배경하 및 흰 배경하에서 적색계의 색상을 발색하고 색조가 동일하며, 두께 1mm에서는 검은 배경하에서는 적색계의 색상을 발색하고 흰 배경하에서는 유색광이 발광되지 않아 실질적으로 백색인 특이한 색조 거동을 발현하는 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 이 블록으로 제작되는 치과용 보철물이 천연 치아에 대해 우수한 색조 적합성을 가지며 상기의 과제를 해결할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 수지 매트릭스(A) 및 평균 입자경이 230nm~1000nm의 범위 내에 있는 구형 필러(B)를 함유하는 치과 절삭 가공용 레진계 블록으로서, 두께 10mm에서의 색차계를 이용하여 측정한 검은 배경하 및 흰 배경하에서의 착색광의 먼셀 표색계에 의한 측색치의 명도(V)가 5.0 미만, 채도(C)가 2.0 미만이며, 또한 두께 1mm에서의 색차계를 이용하여 측정한 검은 배경하에서의 착색광의 먼셀 표색계에 의한 측색치의 명도(V)가 5.0 미만이고 채도(C)가 0.05 이상이며, 또한 흰 배경하에서의 착색광의 먼셀 표색계에 의한 측색치의 명도(V)가 6.0 이상이고 채도(C)가 2.0 미만인 것을 특징으로 하는 치과 절삭 가공용 레진계 블록이다.

상기 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 상기 구형 필러(B)를 구성하는 개개의 입자 중 90% 이상이 평균 입자경의 전후 5%의 범위 내에 존재하고,

상기 수지 매트릭스(A) 및 구형 필러(B)는 하기 식(1):

nP<nF (1)

(상기 식 중, nP는 상기 수지 매트릭스(A)의 25℃에서의 굴절률을 나타내고, nF는 상기 구형 필러(B)의 25℃에서의 굴절률을 나타냄)으로 나타나는 조건(X1)을 만족시키도록 각각 선택함으로써 얻을 수 있다.

상기 치과 절삭 가공용 레진계 블록에 있어서, 상기 구형 필러(B)의 평균 입자경이 240nm~500nm의 범위 내인 것이 바람직하다. 이 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 심층면에 상아질부가 위치하는 와동의 수복용에 적합하다. 여기서, 심층면이란 수복 와동의 바닥부(窩低部) 및 에나멜질이 위치하는 표층부보다 아래쪽의 측벽부를 의미한다.

상기 치과 절삭 가공용 레진계 블록에 있어서, 평균 입자경이 100nm 미만인 무기 입자(C)를 함유하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 다른 본 발명은 중합성 단량체, 평균 입자경이 230nm~1000nm의 범위 내에 있는 구형 필러(B) 및 중합 개시제를 함유하는 경화성 조성물로서, 상기 구형 필러(B)를 구성하는 개개의 입자 중 90% 이상이 평균 입자경의 전후 5%의 범위 내에 존재하고, 상기 중합성 단량체 및 구형 필러(B)는 하기 식(2)

nPm<nF (2)

(상기 식 중, nPm은 중합성 단량체를 중합하여 얻어지는 중합체의 25℃에서의 굴절률을 나타내고, nF는 상기 구형 필러(B)의 25℃에서의 굴절률을 나타냄)으로 나타나는 조건(X2)을 만족시키도록 각각 선택되어 있는 경화성 조성물을 중합하는 것을 특징으로 하는, 수지 매트릭스(A) 및 평균 입자경이 230nm~1000nm의 범위 내에 있는 구형 필러(B)를 함유하는 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 제조 방법으로서, 이 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 두께 10mm에서의 색차계를 이용하여 측정한 검은 배경하 및 흰 배경하에서의 착색광의 먼셀 표색계에 의한 측색치의 명도(V)가 5.0 미만, 채도(C)가 2.0 미만이며, 또한 두께 1mm에서의 색차계를 이용하여 측정한 검은 배경하에서의 착색광의 먼셀 표색계에 의한 측색치의 명도(V)가 5.0 미만이고 채도(C)가 0.05 이상이며, 또한 흰 배경하에서의 착색광의 먼셀 표색계에 의한 측색치의 명도(V)가 6.0 이상이고 채도(C)가 2.0 미만인 것을 특징으로 하는 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 제조 방법이다.

본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 제작되는 치과용 보철물이 개체차나 수복 개소에 따라 다른 천연 치아의 색조에 따른 발색을 나타내기 때문에 색조가 다른 복수층의 적층 구조를 갖는 블록으로 할 필요가 없어 치과 절삭 가공용 레진계 블록을 간편하게 제조하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록으로 제작되는 치과용 보철물은 그 외관이 와동의 크기나 깊이에 관계없이 천연 치아의 색조와 적합한 수복이 가능하며, 또한 간섭광을 이용하고 있으므로 퇴색·변색이 없어 형성되는 경화물의 천연 치아와의 조화가 계속되는 수복이 가능하다.

본 발명에서의 치과 절삭 가공용 레진계 블록이란 컴퓨터 상에 취득된 3차원 좌표 데이터에 기초하여 절삭 가공기에 의해 치과 보철물을 제작할 때에 사용되는, 수지(레진) 매트릭스를 일 성분으로 하는 블록을 말한다. 형상이나 크기에 제한은 없고, 목적에 따른 형상이나 크기의 것을 선택하면 된다. 형상으로서는 직육면체, 원기둥형, 디스크형상 등에서 용도나 절삭 장치에 따라 임의로 선택된다. 크기로서는 예를 들어 직육면체의 경우, 통상 한 변의 길이가 5mm~150mm의 범위에서 선택되고, 바람직하게는 10mm~150mm이다. 부피로서는 통상 1.8㎤~200㎤의 범위에서 선택된다.

본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록(이하, 단지 블록이라고 하기도 함)은 수지 매트릭스(A) 및 평균 입자경이 230nm~1000nm의 범위 내에 있는 구형 필러(B)를 함유하여 이루어진다. 또, 구형 필러(B)의 평균 입자경은 평균 1차 입자경을 의미한다.

본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 상기 블록을 두께 10mm로 하여 색차계를 이용하여 측정한 검은 배경(먼셀 표색계에 의한 명도가 1인 바탕) 하 및 흰 배경(먼셀 표색계에 의한 명도가 9.5인 바탕) 하에서의 착색광의 먼셀 표색계에 의한 측색치의 명도(V)가 5.0 미만, 채도(C)가 2.0 미만이며, 또한 상기 블록을 두께 1mm로 하여 각각 색차계를 이용하여 측정한 검은 배경하에서의 착색광의 먼셀 표색계에 의한 측색치의 명도(V)가 5.0 미만이고 채도(C)가 0.05 이상이며, 또한 흰 배경하에서의 착색광의 먼셀 표색계에 의한 측색치의 명도(V)가 6.0 이상이고 채도(C)가 2.0 미만인 특이한 색조 거동을 가지고 있다.

치과 절삭 가공용 레진계 블록의 두께 10mm 및 1mm 각각의 두께에서의 검은 배경하 및 흰 배경하에서의 착색광의 먼셀 표색계에 의한 측색치를 상기와 같이 조정함으로써 천연 치아에 대한 색조 적합성이 양호해진다. 또한, 본 발명의 치과용 절삭 가공용 레진계 블록은 여러 가지 크기의 와동의 수복에 적용할 수 있고, 비교적 큰 와동의 수복에 이용한 경우에서도 색조 적합성이 양호해진다.

두께 1mm에서 측색하여 검은 배경하에서 명도가 5.0보다 크고 채도가 0.05 미만이면 불투명하고 발색이 전혀 없는 백색이기 때문에 고채도(A4 등)의 치아에 장착하였을 때에 양호한 색조 적합성을 얻을 수 없다. 또한, 두께 1mm에서 측색하여 흰 배경하에서 명도가 6.0보다 작고 채도가 2.0 이상이면 흰 배경하에서의 발색을 육안으로 확인할 수 있기 때문에 저채도(A1 등)의 치아에 장착하였을 때에 양호한 색조 적합성을 얻을 수 없다.

잘라낸 두께 1mm의 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 검은 배경하에서의 착색광의 명도(V)는 4.5 이하인 것이 바람직하고, 4.0 이하인 것이 보다 바람직하다. 두께 1mm의 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 검은 배경하에서의 착색광의 채도(C)는 0.07 이상인 것이 바람직하고, 0.09 이상인 것이 보다 바람직하다. 잘라낸 두께 1mm의 블록의 흰 배경하에서의 착색광의 명도(V)는 6.5 이상인 것이 바람직하고, 7.0 이상인 것이 보다 바람직하다. 두께 1mm의 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 흰 배경하에서의 착색광의 채도(C)는 1.5 이하인 것이 바람직하고, 1.2 이하인 것이 보다 바람직하다.

상기 함유되는 구형 필러(B)의 평균 입자경이 230nm~1000nm이기 때문에 검은 배경하에서의 착색광은 황색~적색계이며, 구체적으로는 착색광을 먼셀 표색계로 측정한 두께 1mm에서의 측색치의 색상(H)은 0P 이상 10P 미만, 0RP 이상 10RP 미만, 0R 이상 10R 미만, 0YR 이상 10YR 미만, 0Y 이상 10Y 미만, 0GY 이상 10GY 미만의 범위가 된다. 바람직하게는 0P 이상 10P 미만, 0RP 이상 10RP 미만, 0R 이상 10R 미만, 0YR 이상 10YR 미만, 0Y 이상 10Y 미만의 범위이며, 보다 바람직하게는 0RP 이상 10RP 미만, 0R 이상 10R 미만, 0YR 이상 10YR 미만, 0Y 이상 10Y 미만의 범위이다.

이와 같이 검은 배경하에서 적색계의 색상이 되는 성상(性狀)에 대해서는 본 발명의 치과 절삭 가공용 레진 블록을 가공하여 얻어지는 치과용 보철물 주변이 적색계를 나타낸 환경하이면 그 환경이 적황색에서 적갈색으로 다양하게 변화해도 명도, 채도 및 색상 모두 양호하게 조화를 이룬다. 구체적으로는 배경(바탕 환경)의 색도(색상 및 채도)가 높은 경우에는 조사광 등의 외광이 고색도의 배경에 의해 흡수되어 블록(또는 이를 가공하여 얻어지는 치과용 보철물)으로부터의 착색광 이외의 광이 억제되기 때문에 착색광을 관찰할 수 있다. 한편, 배경(바탕 환경)의 치아의 색도가 낮은 경우에는 조사광 등의 외광이 저색도의 배경으로 산란되어 그 산란광이 블록(또는 이를 가공하여 얻어지는 치과용 보철물)으로부터 발생하는 착색광보다 강하기 때문에 착색광이 소거되어 약해진다. 따라서, 본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록에서는 색도가 높은 바탕 환경에 대해서는 강한 착색광이 발생하고, 색도가 낮은 바탕 환경에 대해서는 약한 착색광이 발생하기 때문에 적색계의 다양한 주변 환경에 대해 폭넓게 조화를 이루는 효과가 발휘된다.

이러한 특이한 색조 거동을 갖는 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 이하에 설명하는, 특정의 평균 입자경을 가지며, 또한 입도 분포가 좁은 구형 필러(B)를 이용하는 것 및 수지 매트릭스(A) 및 구형 필러(B) 사이의 굴절률의 관계를 하기 식(1):

nP<nF (1)

(상기 식 중, nP는 수지 매트릭스(A)의 25℃에서의 굴절률을 나타내고, nF는 구형 필러(B)의 25℃에서의 굴절률을 나타냄)으로 나타나는 조건(X1)을 만족시키도록 선택하는 것에 의해 얻을 수 있다.

식(1)에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 수지 매트릭스(A) 및 구형 필러(B)의 굴절률의 관계가 nP<nF에 있다. 구형 필러(B)의 굴절률이 높고 수지 매트릭스의 굴절률이 낮은 경우 간섭, 산란 등에 의한 착색광이 발현하지만, 반대의 경우 단파장의 광이 간섭·산란되기 쉬워져 얻어지는 착색광은 단파장화되어 푸른 기를 띤 것이 되고, 다양한 색조의 수복 개소에 대한 색조 적합성이 불량해지기 쉽다.

본 발명에서의 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 간섭, 산란 등의 현상에 의해 착색광이 발현하는 것을 특징으로 하고 있지만, 이 착색광이 발현하는지 여부는 색차계를 이용하여 검은 배경하 및 흰 배경하 양쪽의 조건으로 분광 반사율 특성을 측정함으로써 확인할 수 있다. 검은 배경하에서는 상술한 조건(X1)을 만족시키는 경우, 특정의 가시 스펙트럼(380-780nm)의 광이 그 착색광에 따라 특유의 반사 스펙트럼으로서 명료하게 확인되지만, 흰 배경하에서는 가시 스펙트럼의 실질적인 전범위에 걸쳐 실질적으로 균일한 반사율을 나타내고 가시 스펙트럼의 광은 확인되지 않아 실질적으로 무색이다. 이는 검은 배경하에서는 외광(예를 들어 C광원, D65광원)이 흡수 혹은 차광되어 간섭에 의한 착색광이 강조된다. 한편, 흰 배경하에서는 외광의 산란 반사광이 강하기 때문에 간섭에 의한 착색광이 관찰되기 어려워지기 때문이라고 생각된다.

이하, 본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 각 성분에 대해 설명한다.

<수지 매트릭스(A)>

본 발명에서의 수지 매트릭스(A)는 구형 필러(B)가 분산되는 분산매로서의 역할을 갖는 성분이다. 수지 매트릭스로서는 상술한 조건(X1)을 만족시킬 수 있는 수지이면 특별히 제한이 없고 열가소성 수지, 열경화성 수지 모두 사용할 수 있지만, 치과 보철물의 심미성의 관점에서 투명성이 높은 수지가 바람직하다. 구체적으로는 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴 수지, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지, 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 수지, 시클로올레핀 폴리머, 에폭시 수지, 옥세탄 수지 혹은 이들의 코폴리머가 적합하게 사용된다. 특히 안전성이나 높은 투명성, 굴절률 컨트롤이 용이한 점에서 아크릴 수지, 에폭시 수지, 옥세탄 수지가 적합하게 사용된다.

<구형 필러(B)>

치과용 수복 재료에는 무기 분체나 유기 분체 등의 여러 가지 충전재가 함유되어 있지만, 본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록에는 간섭에 의한 착색광을 발현시키는 목적으로 평균 1차 입자경이 230~1000nm인 구형 필러(B)가 배합된다. 본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록에서 특징적인 것은 구성하는 충전재가 구형이며 또한 입자경 분포가 좁은 점이다. 간섭에 의한 착색광은 구성하는 구형 필러가 비교적 규칙적으로 집적된 부분에서 발생하고, 산란에 의한 착색광은 구성하는 구형 필러가 무질서하게 분산된 부분에서 발생한다. 따라서, 본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록을 구성하는 구형 필러(B)가 형상이 균일한 구형이며 또한 입자경 분포가 좁으면 간섭에 의한 착색광이 발생한다. 이에 반해, 분쇄 등에 의해 제조되는 부정형 필러를 이용하는 경우, 형상이 불균일하며 또한 입자경 분포가 넓기 때문에 규칙적으로 집적되지 않아 간섭에 의한 착색광은 발생하지 않는다.

본 발명에서 사용하고 있는 문장 「구형 필러가 비교적 규칙적으로 집적되어 있다」는 구형 필러가 수지 매트릭스 성분에 균일하게 분산되어 일정한 질서가 있는 등방적인 구조로 배열되어 있는 상태를 의미한다.

상기한 바와 같이 구형 필러(B)는 그 평균 1차 입자경이 230~1000nm이며, 또한 구형 필러(B)를 구성하는 개개의 입자의 90%(개수) 이상이 평균 1차 입자경의 전후 5%의 범위에 존재하는 것이 중요하다. 즉, 구형 필러(B)는 복수의 1차 입자로 구성되어 있고, 이 복수의 1차 입자의 평균 입자경의 전후 5%의 범위에 전체 1차 입자의 수 중 90% 이상의 수의 1차 입자가 존재하는 것을 의미한다. 또한, 평균 입자경의 전후 5%의 범위란 평균 입자경을 d로 하면 0.95×d~1.05×d의 입자경의 범위를 의미한다. 구형 필러(B)를 구성하는 개개의 입자의 90%(개수) 이상이 평균 입자경의 전후 5%의 범위에 존재함으로써 착색광의 강도가 강해져 천연 치아와의 색조 적합성이 향상된다. 간섭에 의한 착색광의 발현은 브래그 조건에 따라 회절 간섭이 일어나 특정 파장의 광이 강조되는 것에 의한 것으로, 상기 입자경의 입자를 배합하면 그 입자경에 따라 치과 절삭 가공용 레진계 블록에는 황색~적색계의 착색광이 발현하게 된다.

에나멜질로부터 상아질에 걸쳐 형성된 와동에 대해 치질(齒質)과의 우수한 색조 적합성을 얻는 관점에서 착색광의 파장은 550~770nm인 것이 바람직하고, 580~760nm인 것이 보다 바람직하다. 이러한 범위이면 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 착색광이 황색~적색계이며 천연 치아와의 색조 적합성이 양호해진다. 이 착색광의 파장은 두께 1mm의 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 검은 배경하에서의 착색광의 파장이다. 착색광의 파장은 색차계에 의해 분광 반사율을 측정하였을 때의 반사율의 극대점이며, 상세하게는 실시예에 기재된 방법에 의해 구할 수 있다.

간섭에 의한 착색광의 발현 효과를 한층 더 높이는 관점에서 구형 필러(B)의 평균 1차 입자경은 230~800nm가 적합하고, 240~500nm가 보다 적합하며, 260~350nm가 더욱 적합하고, 260~290nm가 더욱 적합하며, 260~275nm가 더욱 적합하다. 입경 150nm 이상 230nm 미만의 범위의 구형 필러를 이용한 경우, 얻어지는 착색광은 청색계이며 치질과의 색조 적합성이 불량해지기 쉽고, 나아가 100nm보다 작은 구형 필러를 이용한 경우, 가시광의 간섭 현상이 발생하기 어렵다. 한편, 1000nm보다 큰 구형 필러를 이용한 경우는 광의 간섭 현상의 발현은 기대할 수 있지만, 본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록으로서 이용하는 경우에는 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 연마성이나 절삭성의 저하가 발생하기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 구형 필러(B)의 입경에 따라 검은 배경하에서 다양한 착색광을 발현한다. 따라서, 원하는 색광을 얻을 수 있도록 구형 필러(B)의 평균 1차 입자경을 230~1000nm의 범위에서 결정하면 된다. 입경 230nm~260nm의 범위의 구형 입자를 이용한 경우, 얻어지는 착색광은 황색계이며 셰이드가이드 「VITAPAN Classical(등록상표)」에서의 B계(적황색)의 범주에 있는 치아의 수복에 유용하다. 입경 260nm~350nm의 범위의 구형 필러를 이용한 경우, 얻어지는 착색광은 적색계이며 셰이드가이드 「VITAPAN Classical(등록상표)」에서의 A계(적갈색)의 범주에 있는 치아의 수복에 유용하다. 상아질의 색상은 이러한 적색계의 것이 많기 때문에 본 발명에서는 이와 같이 평균 1차 입자경 260nm~350nm의 범위의 구형 필러를 이용하는 형태에서 다양한 색조의 수복 치아에 대해 폭넓게 적합성이 좋아져 가장 바람직하다.

또, 구형 필러(B)는 1차 입자경이 상기 평균값 범위에 있는 것이 중요하다.

본 발명에서 구형 필러(B)의 평균 입자경은 주사형 전자 현미경에 의해 분체의 사진을 촬영하고, 그 사진의 단위 시야 내에 관찰되는 전체 입자(30개 이상)의 수 및 전체 입자의 1차 입자경(최대지름)을 각각 측정하며, 얻어진 측정값에 기초하여 하기 식에 의해 산출한 평균값으로 한다.

본 발명에서 구형 필러(B)의 평균 입자경의 전후 5%의 범위에 존재하는 입자의 비율(%)은 상기 사진의 단위 시야 내에서의 전체 입자(30개 이상) 중 상기에서 구한 평균 입자경의 전후 5%의 입자경 범위 밖의 1차 입자경(최대지름)을 갖는 입자의 수를 계측하여 그 값을 상기 전체 입자의 수에서 빼어 상기 사진의 단위 시야 내에서의 평균 입자경의 전후 5%의 입자경 범위 내의 입자수를 구하고, 하기 식:

구형 필러(B)의 평균 입자경의 전후 5%의 범위 내의 입자의 비율(%)=[(주사형 전자 현미경 사진의 단위 시야 내에서의 평균 입자경의 전후 5%의 입자경 범위 내의 입자수)/(주사형 전자 현미경 사진의 단위 시야 내에서의 전체 입자수)]×100

에 따라 산출하였다.

여기서, 구형 필러의 구형이란 거의 구형이면 되고 반드시 완전한 진구일 필요는 없다. 일반적으로는 주사형 전자 현미경으로 입자의 사진을 찍어 그 단위 시야 내에 있는 각각의 입자(30개 이상)에 대해 최대지름을 측정하고, 그 최대지름에 직교하는 방향의 입자경을 그 최대지름으로 나눈 평균 균제도가 0.6 이상, 보다 바람직하게는 0.8 이상의 것이면 된다.

본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록에는 구형 필러(B)는 전술한 조건을 만족시키고 있으면 어떠한 형태로 포함되어 있어도 된다. 예를 들어 구형 필러(B)를 구형 필러(B)로 이루어지는 분체의 구형 필러(B)로서나 구형 필러(B)를 무기계의 구형 필러(B)를 함유하는 유기 무기 복합 필러(B2)로서 이용할 수 있다. 혹은 이들을 병용해도 된다. 유기 무기 복합 필러(B2)는 예를 들어 무기계의 구형 필러(B)를 응집시킨 응집물과 중합성 단량체를 혼합하여 중합 경화시킨 후에 분쇄함으로써 조제할 수 있다.

이하, 상기한 그대로 분체로서 이용하는 구형 필러(B)를 구형 필러(B1)라고도 하고, 무기계의 구형 필러(B)를 함유하는 유기 무기 복합 필러를 유기 무기 복합 필러(B2)라고도 한다.

본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 구형 필러(B)로 이루어지는 분체의 구형 필러(B1)와 유기 무기 복합 필러(B2)를 함유하여 이루어지는 것으로도 된다. 이러한 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 기계적 강도가 효과적으로 높아지기 쉬워 바람직하다.

분체의 구형 필러(B1)와 유기 무기 복합 필러(B2)를 병용하는 경우, 분체의 구형 필러(B1)와 유기 무기 복합 필러(B2) 중의 무기계의 구형 필러(B)는 동일한 구형 필러이어도 되고 다른 구형 필러이어도 되지만, 색조 적합성을 양호하게 하는 관점에서 동일한 구형 필러인 것이 바람직하다.

구형 필러(B)는 통상의 치과용 경화성 조성물의 성분으로서 사용되는 것과 같은 것이 제한 없이 사용될 수 있다. 구형 필러(B)는 유기계의 구형 필러로도 되고 무기계의 구형 필러로도 되지만, 본 발명의 블록에 배합함으로써 기계적 강도가 높아지고 천연 치아에 가까운 광택성을 부여할 수 있는 점에서 무기계의 구형 필러가 바람직하다. 무기계의 구형 필러로서는 구체적으로는 비정질 실리카, 실리카-티탄족 원소 산화물계 복합 산화물 입자(실리카-지르코니아, 실리카-티타니아 등), 석영, 알루미나, 바륨 유리, 스트론튬 유리, 란탄 유리, 플루오로알루미노실리케이트 유리, 불화 이테르븀, 지르코니아, 티타니아, 콜로이달 실리카 등의 무기 분체를 들 수 있다.

이 중 필러의 굴절률 조정이 용이한 점에서 실리카-티탄족 원소 산화물계 복합 산화물 입자가 바람직하다.

본 발명에서 실리카-티탄족 원소 산화물계 복합 산화물 입자란 실리카와 티탄족(주기율표 제IV족 원소) 산화물의 복합 산화물로서, 실리카-티타니아, 실리카-지르코니아, 실리카-티타니아-지르코니아 등을 들 수 있다. 이 중 필러의 굴절률 조정이 가능한 것 외에 높은 X선 불투과성도 부여할 수 있는 점에서 실리카-지르코니아가 바람직하다. 그 복합비는 특별히 제한되지 않지만, 충분한 X선 불투과성을 부여하는 것과 굴절률을 후술하는 적합한 범위로 하는 관점에서 실리카의 함유량이 70~95몰%이고 티탄족 산화물의 함유량이 5~30몰%인 것이 바람직하다. 실리카-지르코니아의 경우, 이와 같이 각 복합비를 변화시킴으로써 그 굴절률을 자유자재로 변화시킬 수 있다.

또, 이들 실리카-티탄족 원소 산화물계 복합 산화물 입자에는 소량이면 실리카 및 티탄족 원소 산화물 이외의 금속 산화물의 복합도 허용된다. 구체적으로는 산화나트륨, 산화리튬 등의 알칼리 금속 산화물을 10몰% 이내로 함유시켜도 된다.

이러한 실리카-티탄족 원소 산화물계 복합 산화물 입자의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 본원발명의 특정의 구형 필러를 얻기 위해서는 예를 들어 가수분해 가능한 유기 규소 화합물과 가수분해 가능한 유기 티탄족 금속 화합물을 포함한 혼합 용액을 알칼리성 용매 중에 첨가하고 가수분해를 행하여 반응 생성물을 석출시키는 이른바 졸겔법이 적합하게 채용된다.

이들 실리카-티탄족 원소 산화물계 복합 산화물 입자는 실란 커플링제에 의해 표면 처리되어도 된다. 실란 커플링제에 의한 표면 처리에 의해 수지 매트릭스(A)와의 계면 강도가 우수한 것이 된다. 대표적인 실란 커플링제로서는 예를 들어 γ-메타크릴로일옥시알킬트리메톡시실란, 헥사메틸디실라잔 등의 유기 규소 화합물을 들 수 있다. 이들 실란 커플링제의 표면 처리량에 특별히 제한은 없고, 얻어지는 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 기계적 물성 등을 미리 실험으로 확인한 후에 최적값을 결정하면 되는데, 적합한 범위를 예시하면 구형 필러(B) 100질량부에 대해 0.1~15질량부의 범위이다.

상술한 바와 같이 천연 치아에 대한 양호한 색조 적합성을 발현하는, 간섭, 산란 등에 의한 착색광은 수지 매트릭스(A) 및 구형 필러(B)가 하기 식(1):

nP<nF (1)

(상기 식 중, nP는 수지 매트릭스(A)의 25℃에서의 굴절률을 나타내고, nF는 구형 필러(B)의 25℃에서의 굴절률을 나타냄)을 만족시키는 경우에 얻을 수 있다.

즉, 구형 필러(B)의 굴절률은 수지 매트릭스(A)의 굴절률보다 높은 상태에 있다는 것이다. 구형 필러(B)의 굴절률(nF(25℃))과 수지 매트릭스(A)의 굴절률(nP(25℃))의 차(nF-nP)는 0.001 이상인 것이 바람직하고, 0.002 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.005 이상인 것이 가장 바람직하다. 굴절률에 대해서는 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 투명성이 높은 경우에 보다 착색광이 선명하게 발현하는 점에서 구형 필러(B)와 수지 매트릭스(A)의 굴절률차(nF-nP)가 0.1 이하, 보다 바람직하게는 0.05 이하이며, 투명성을 가능한 한 손상시키지 않는 것을 선정하여 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서의 구형 입자(B)의 배합량은 수지 매트릭스(A) 100질량부에 대해 10질량부~1500질량부이다. 구형 입자(B)를 10질량부 이상 배합함으로써 간섭, 산란 등에 의한 착색광이 양호하게 발현하게 된다. 또한, 구형 입자(B)로서 수지 매트릭스(A)와의 굴절률차가 상기 0.1을 웃도는 것을 이용하는 경우에 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 투명성이 저하되어 착색광의 발현 효과도 충분히 발현되지 않게 될 우려가 있다. 이들을 감안하면 구형 입자(B)의 배합량은 수지 매트릭스(A) 100질량부에 대해 50질량부~1500질량부가 적합하고, 100질량부~1500질량부가 특히 적합하다.

구형 필러(B) 중 굴절률의 조정이 용이한 실리카-티탄족 원소 산화물계 복합 산화물의 굴절률은 실리카분의 함유량에 따라 1.45~1.58 정도의 범위가 된다. 즉, 구형 필러(B)로서 실리카-티탄족 원소 산화물계 복합 산화물을 이용하는 경우, 수지 매트릭스(A)의 원료가 되는 중합성 단량체의 굴절률을 후술하는 범위(1.38~1.55의 범위)로 설정해 둠으로써 수지 매트릭스(A)의 굴절률(nP)을 대략 1.40~1.57의 범위로 설정할 수 있으므로, 전술한 조건(X1)을 만족시키도록 구형 필러(B)를 용이하게 선택할 수 있다. 즉, 적당한 양의 실리카분을 포함하는 실리카-티탄족 원소 산화물계 복합 산화물(예를 들어 실리카-티타니아 혹은 실리카-지르코니아 등)을 사용하면 된다.

<유기 무기 복합 필러(B2)>

본 발명에서는 상기한 바와 같이 구형 필러(B)를 그대로 분체의 구형 필러(B1)로서 이용할 수도 있고, 유기 무기 복합 필러(B2)의 형태로 이용할 수도 있다. 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 유기 무기 복합 필러(B2)를 함유함으로써 기계적 강도가 높아져 치과용 보철물로서의 성능이 우수한 것이 되기 쉽다.

유기 무기 복합 필러(B2)는 유기 수지 매트릭스와 이 유기 수지 매트릭스 중에 분산되는 무기계의 구형 필러(B)를 함유한다. 이하, 유기 무기 복합 필러(B2) 중에 포함되는 유기 수지 매트릭스를 유기 수지 매트릭스(b1)라고 하고, 유기 무기 복합 필러 중에 포함되는 무기계의 구형 필러(B)를 구형 무기 필러(b2)라고도 한다.

구형 필러(B)를 유기 무기 복합 필러(B2)의 형태로 이용하는 경우에 유기 무기 복합 필러(B2)를 구성하는 구형 무기 필러(b2)와 유기 수지 매트릭스(b1)의 굴절률차, 구형 무기 필러(b2)와 수지 매트릭스(A)의 굴절률차를 후술하는 식(3), (4)을 만족시키도록 함으로써 치과 절삭 가공용 레진계 블록에 유기 무기 복합 필러(B2)를 첨가하는 경우에서도 브래그의 회절 조건에 따른 광의 회절 간섭이 일어나 구형 무기 필러(b2)와 평균 1차 입자경이 동일한 구형 필러(B1)를 단독으로 이용하는 경우와 동일한 파장의 착색광이 발현된다.

유기 무기 복합 필러(B2)를 구성하는 구형 무기 필러(b2)는 분체로 이용하는 구형 필러(B1)와 동일해도 되고 달라도 되지만, 분체로 이용하는 구형 필러(B1)와 같이 구형이며, 평균 1차 입자경이 230nm~1000nm의 범위 내에 있고, 구형 무기 필러(b2)를 구성하는 개개의 입자의 수 중 90% 이상이 평균 1차 입자경의 전후 5%의 범위에 존재하며, 나아가 구형 무기 필러(b2)의 굴절률(nF_b2)은 하기 식(3)으로 나타나는 유기 수지 매트릭스(b1)의 굴절률(nM_b1)과 구형 무기 필러(b2)의 굴절률(nF_b2)의 관계 및 하기 식(4)으로 나타나는 수지 매트릭스(A)의 굴절률(nP)과 구형 무기 필러(b2)의 굴절률(nF_b2)의 관계를 만족시키는 것이 중요하다.

nM_b1<nF_b2 (3)

(식(3) 중, nM_b1은 유기 무기 복합 필러(B2)를 구성하는 유기 수지 매트릭스(b1)의 25℃에서의 굴절률을 나타내고, nF_b2는 구형 무기 필러(b2)의 25℃에서의 굴절률을 나타낸다.)

nP<nF_b2 (4)

(식(4) 중, nP는 수지 매트릭스(A)의 25℃에서의 굴절률을 나타내고, nF_b2는 유기 무기 복합 필러(B2)를 구성하는 구형 무기 필러(b2)의 25℃에서의 굴절률을 나타낸다.)

즉, 구형 무기 필러(b2)의 굴절률(nF_b2)은 수지 매트릭스(A)의 굴절률(nP) 및 유기 무기 복합 필러(B2)를 구성하는 유기 수지 매트릭스(b1)의 굴절률(nM_b1)보다 높은 상태에 있는 것이 중요하다.

구형 무기 필러(b2)의 굴절률(nF_b2)과 수지 매트릭스(A)의 굴절률(nP)의 굴절률차(nF_b2-nP) 및 구형 무기 필러(b2)의 굴절률(nF_b2)과 유기 수지 매트릭스(b1)의 굴절률(nM_b1)의 굴절률차(nF_b2-nM_b1)는 각각 0.001 이상인 것이 바람직하고, 0.002 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.005 이상인 것이 가장 바람직하다.

또한, 구형 무기 필러(b2)의 굴절률(nF_b2)과 수지 매트릭스(A)의 굴절률(nP)의 굴절률차(nF_b2-nP) 및 구형 무기 필러(b2)의 굴절률(nF_b2)과 유기 수지 매트릭스(b1)의 굴절률(nM_b1)의 굴절률차(nF_b2-nM_b1)는 각각 바람직하게는 0.1 이하, 보다 바람직하게는 0.05 이하로 하고, 투명성을 가능한 한 손상시키지 않도록 하는 것이 바람직하다.

구형 무기 필러(b2)의 유기 무기 복합 필러(B2) 중의 함유량은 30질량% 이상 95질량% 이하가 바람직하다. 유기 무기 복합 필러(B2) 중의 함유량이 30질량% 이상이면 블록의 착색광이 양호하게 발현하게 되고 기계적 강도도 충분히 높일 수 있다. 또한, 구형 무기 필러(b2)를 95질량% 초과하여 유기 무기 복합 필러(B2) 중에 함유시키는 것은 조작상 곤란하고 균질한 것을 얻기 어려워진다. 구형 무기 필러(b2)의 유기 무기 복합 필러(B2)에의 보다 적합한 함유량은 40~90질량%이다.

분체로 이용하는 구형 필러(B1)와 같이 구형 무기 필러(b2) 중 굴절률의 조정이 용이한 실리카-티탄족 원소 산화물계 복합 산화물의 굴절률은 실리카분의 함유량에 따라 1.45~1.58 정도의 범위가 된다. 즉, 구형 무기 필러(b2)로서 실리카-티탄족 원소 산화물계 복합 산화물을 이용하는 경우 수지 매트릭스(A)의 원료가 되는 중합성 단량체의 굴절률을 전술한 범위(1.38~1.55의 범위)로 설정해 둠으로써 수지 매트릭스(A)의 굴절률(nP)을 대략 1.40~1.57의 범위로 설정할 수 있으므로, 전술한 조건(식(4))을 만족시키도록 구형 무기 필러(b2)를 용이하게 선택할 수 있다. 즉, 적당한 양의 실리카분을 포함하는 실리카-티탄족 원소 산화물계 복합 산화물(예를 들어 실리카-티타니아 혹은 실리카-지르코니아 등)을 사용하면 된다.

유기 무기 복합 필러(B2)에 있어서, 유기 수지 매트릭스(b1)는 후술하는 수지 매트릭스(A)의 원료가 되는 중합성 단량체로서 기재한 것과 동일한 중합성 단량체를 이용하여 얻어지는 단독 중합체 또는 복수종의 공중합체가 아무런 제한 없이 채택 가능하다. 상술한 바와 같이 구형 무기 필러(b2)로서 굴절률의 조정이 용이한 실리카-티탄족 원소 산화물계 복합 산화물을 이용하는 경우, 그 굴절률은 실리카분의 함유량에 따라 1.45~1.58 정도의 범위가 되기 때문에 유기 수지 매트릭스(b1)의 굴절률(nM_b1)을 대략 1.40~1.57의 범위로 설정함으로써 전술한 조건(식(3))을 만족시킬 수 있다.

유기 수지 매트릭스(b1)는 수지 매트릭스(A)와 동일해도 되고 달라도 되지만, 유기 수지 매트릭스(b1)의 굴절률(nM_b1)과 수지 매트릭스(A)의 굴절률(nP)의 굴절률차는 얻어지는 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 투명성의 관점에서 0.005 이하가 바람직하다. 굴절률차가 0.005보다 큰 경우 불투명해져 간섭에 의한 착색광이 약해진다. 나아가 굴절률차에 의해 광의 확산성을 부여할 수 있고 치과 절삭 가공용 레진계 블록과 치아의 색조 적합성이 향상될 수 있다는 관점에서 굴절률차는 0.001~0.005의 범위가 보다 바람직하다.

본 발명에서 유기 무기 복합 필러(B2)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 구형 무기 필러(b2), 유기 수지 매트릭스(b1) 및 중합 개시제의 각 성분의 소정량을 혼합하여 가열 혹은 광조사 등의 방법으로 중합시킨 후 분쇄하는 유기 무기 복합 필러의 일반적 제조 방법을 들 수 있다. 국제공개 제2011/115007호 팜플렛이나 국제공개 제2013/039169호 팜플렛에 기재된, 구형 무기 필러(b2)가 응집하여 이루어지는 무기 응집 입자를 중합성 단량체, 중합 개시제 및 유기 용매를 포함하는 중합성 단량체 용매에 침지한 후 유기 용매를 제거하고 중합성 단량체를 가열 혹은 광조사 등의 방법으로 중합 경화시키는, 무기 1차 입자가 응집한 무기 응집 입자의 각 무기 1차 입자의 표면을 덮음과 아울러 각 무기 1차 입자를 서로 결합하는 유기 수지상을 가지며, 각 무기 1차 입자의 표면을 덮는 유기 수지상의 사이에 응집 간극이 형성되어 있는 유기 무기 복합 필러의 제조 방법에 따라 제조하면 된다. 중합 개시제는 후술하는 중합 개시제로서 기재한 것과 동일한 중합 개시제가 아무런 제한 없이 채택 가능하지만, 보다 황색도가 낮은 경화체를 얻을 수 있는 점에서 열중합 개시제를 이용하는 것이 적합하고, 나아가 그 구조 중에 방향족환을 가지지 않는 화합물로 이루어지는 것을 이용하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에서 유기 무기 복합 필러(B2)의 평균 입자경은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 기계적 강도를 양호하게 하는 관점에서 2~100μm가 바람직하고, 5~50μm가 보다 바람직하며, 5~30μm인 것이 특히 바람직하다. 유기 무기 복합 필러(B2)의 평균 입자경은 레이저 회절 산란법에 의해 측정할 수 있다. 또한, 형상에 대해서는 특별히 제한되는 것은 아니고, 구형 무기 필러(b2), 유기 수지 매트릭스(b1) 및 중합 개시제의 각 성분의 소정량을 혼합하여 가열 혹은 광조사 등의 방법으로 중합시킨 후 분쇄하여 얻어지는 부정형의 것이나, 국제공개 제2011/115007호 팜플렛이나 국제공개 제2013/039169호 팜플렛에 기재된 방법에 따라 제조되는 구형 또는 거의 구형의 것을 들 수 있다.

유기 무기 복합 필러(B2)에는 그 효과를 저해하지 않는 범위에서 공지의 첨가제를 함유하고 있어도 된다. 첨가제로서 구체적으로는 안료, 중합 금지제, 형광 증백제 등을 들 수 있다. 이들 첨가제는 각각 통상 유기 무기 복합 필러 100질량부에 대해 통상 0.0001~5질량부의 비율로 사용할 수 있다.

또한, 유기 무기 복합 필러(B2)는 세정이나 실란 커플링제 등에 의한 표면 처리가 이루어져 있어도 된다.

본 발명에서의 유기 무기 복합 필러(B2)의 배합량은 구형 필러(B)로서 분체의 구형 필러(B1)를 이용하지 않고 유기 무기 복합 필러(B2)만을 이용하는 경우 수지 매트릭스(A) 100질량부에 대해 50~1000질량부이며, 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 기계적 강도를 양호하게 하기 위해서는 이 유기 무기 복합 필러(B2)는 적합하게는 70~800질량부, 보다 적합하게는 100~600질량부를 배합하면 된다. 또한, 이 유기 무기 복합 필러 중의 구형 무기 필러(b2)의 배합량은 상기한 바와 같이 30질량% 이상 95질량% 이하가 바람직하고, 보다 적합하게는 40~90질량%이다. 따라서, 간섭에 의한 착색광이 발생하기 쉬워지는 구형 무기 필러(b2)의 배합량은 치과 절삭 가공용 레진계 블록 중 10질량%((50/150)×30%) 이상 86.4질량%((1000/1100)×95%) 이하이다. 분체로 이용하는 구형 필러(B1)와 유기 무기 복합 필러(B2)를 병용하는 경우 구형 필러(B1)와 유기 무기 복합 필러(B2) 중의 구형 무기 필러(b2)의 합계의 배합량이 치과 절삭 가공용 레진계 블록 중 10~86질량%가 되도록 배합함으로써 간섭에 의한 착색광이 양호하게 발현하게 된다. 구형 필러(B1)와 유기 무기 복합 필러(B2) 중의 구형 무기 필러(b2)의 합계의 배합량은 치과 절삭 가공용 레진계 블록 중에서 보다 바람직하게는 15질량%~86질량%, 더욱 바람직하게는 20질량%~86질량%이다. 나아가 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 기계적 강도를 양호하게 하기 위해서는 구형 필러(B1)와 유기 무기 복합 필러(B2)의 배합 비율(질량비)을 90:10~10:90으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 80:20~20:80, 특히 70:30~30:70이 바람직하다.

즉, 구형 필러(B)의 치과 절삭 가공용 레진계 블록 중의 배합량은 10~86질량%인 것이 바람직하고, 15~86질량%인 것이 보다 바람직하며, 20~86질량%가 더욱 바람직하다. 여기서, 구형 필러(B)의 배합량이란 구형 필러(B)로서 분체의 구형 필러(B1)를 이용하는 경우는 분체의 구형 필러(B1)의 배합량을 의미하고, 구형 필러(B)를 유기 무기 복합 필러(B2)로서 이용하는 경우는 유기 무기 복합 필러(B2) 중의 구형 무기 필러(b2)의 배합량을 의미하며, 분체의 구형 필러(B1)와 유기 무기 복합 필러(B2)를 병용하는 경우는 구형 필러(B1)와 유기 무기 복합 필러(B2) 중의 구형 무기 필러(b2)의 합계량을 의미한다.

<무기 입자(C)>

본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록에는 경화체의 간섭에 의한 착색광을 효과적으로 발현시켜 색조 적합성을 보다 양호하게 하는 목적으로 평균 1차 입자경이 230~1000nm의 범위에 있는 구형 필러(B) 외에 평균 1차 입자경이 100nm 미만인 무기 입자(C)를 더 배합할 수 있다.

이 무기 입자(C)는 평균 1차 입자경이 100nm 미만으로 전술한 바와 같이 가시광의 간섭 현상이 발생하기 어려운 입자경이기 때문에 본 발명에서의 간섭에 의한 착색광의 발현을 저해하지 않는다. 따라서, 이 무기 입자(C)를 배합함으로써 원하는 착색광을 발현하면서 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 투명성을 무기 입자(C)의 배합량에 의해 조정할 수 있다.

본 발명에서의 무기 입자(C)의 평균 1차 입자경은 1~99nm가 적합하고, 10~90nm가 보다 적합하며, 10~70nm가 특히 적합하다.

무기 입자(C)는 본 발명에서의 구형 필러(B)로서 사용되는 것이 제한 없이 사용될 수 있다. 구체적으로는 비정질 실리카, 실리카-티탄족 원소 산화물계 복합 산화물 입자(실리카-지르코니아, 실리카-티타니아 등), 석영, 알루미나, 바륨 유리, 스트론튬 유리, 란탄 유리, 플루오로알루미노실리케이트 유리, 불화 이테르븀, 지르코니아, 티타니아, 콜로이달 실리카 등의 무기 분체를 들 수 있다.

이 중 굴절률의 조정이 용이한 점에서 비정질 실리카 또는 실리카-티탄족 원소 산화물계 복합 산화물 입자가 바람직하다.

이들 실리카-티탄족 원소 산화물계 복합 산화물 입자는 구형 필러(B)와 같이 실란 커플링제에 의해 표면 처리되어도 된다. 실란 커플링제에 의한 표면 처리에 의해 본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록을 형성시켰을 때 수지 매트릭스(A)와의 계면 강도가 우수한 것이 된다. 대표적인 실란 커플링제로서는 예를 들어 γ-메타크릴로일옥시알킬트리메톡시실란, 헥사메틸디실라잔 등의 유기 규소 화합물을 들 수 있다. 이들 실란 커플링제의 표면 처리량에 특별히 제한은 없고, 얻어지는 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 기계적 물성 등을 미리 실험으로 확인한 후에 최적값을 결정하면 되는데, 적합한 범위를 예시하면 무기 입자(C) 100질량부에 대해 0.1~15질량부의 범위이다.

본 발명에서의 무기 입자(C)의 배합량은 천연 치아에의 색조 적합성의 관점에서 수지 매트릭스(A) 100질량부에 대해 0.1~50질량부가 적합하고, 0.2~30질량부가 보다 적합하며, 1~20질량부가 특히 적합하다.

또, 치과 수복의 일반적인 방법으로서 예를 들어 (메타)아크릴레이트계의 중합성 단량체와 무기 입자를 함유하는 페이스트 형상의 경화성 조성물을 와동에 충전하여 경화시키는 방법이 알려져 있는데, 이러한 페이스트 형상의 경화성 조성물에 본원발명에서 이용하고 있는 평균 입자경이 작은 무기 입자(C)를 비교적 많이 배합하면 점도가 높아지기 때문에 작업성이 나빠진다. 그러나, 본 발명은 페이스트 형상이 아니라 미리 경화시킨 블록을 이용하고 있기 때문에 작업성이 나빠지는 일은 없다. 따라서, 무기 입자(C)를 배합한 본 발명의 블록은 치과 수복시의 작업성이 양호하고, 또한 상기한 바와 같이 천연 치아에의 색조 적합성이 양호해진다.

또한, 블록에서는 상기한 작업성이 악화될 염려가 없기 때문에 무기 입자(C)를 비교적 많이 배합할 수 있고, 이에 따라 수지 성분이 적어지며, 그 때문에 블록 제조시의 중합에서 크랙의 발생을 억제하기 쉬워진다.

<그 밖의 첨가제>

본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록에는 그 효과를 저해하지 않는 범위에서 상기 (A)~(C) 성분 외에 공지의 다른 첨가제를 배합할 수 있다. 구체적으로는 중합 금지제, 자외선 흡수제 등을 들 수 있다.

본 발명에서는 전술한 바와 같이 안료 등의 착색 물질을 이용하지 않고도 천연 치아와의 색조 적합성이 양호한 수복이 단일 층으로 이루어지는 치과 절삭 가공용 레진계 블록으로 가능해진다. 따라서, 시간과 함께 변색될 우려가 있는 안료는 배합하지 않는 형태가 바람직하다. 단, 본 발명에서는 안료의 배합 자체를 부정하는 것은 아니고, 구형 필러의 간섭에 의한 착색광의 방해가 되지 않을 정도의 안료는 배합해도 상관없다. 구체적으로는 수지 매트릭스(A) 100질량부에 대해 0.0005~0.5질량부 정도, 바람직하게는 0.001~0.3질량부 정도의 안료이면 배합해도 상관없다.

(치과 절삭 가공용 레진계 블록의 제조 방법)

본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 제조 방법에 특별히 제한은 없고, 사용하는 재료에 따라 적절히 제조 방법을 사용하면 된다. 예를 들어 수지 매트릭스(A)가 열가소성 수지인 경우, 수지 매트릭스(A)와 구형 필러(B)를 포함하는 혼합 혼련물(필요에 따라 상기한 무기 입자(C) 등의 다른 성분을 첨가해도 됨)을 가열 용융하여 금형 내부에 순차 사출 성형하는 방법이나 마찬가지로 금형 내부에 순차 프레스 성형하는 방법을 취할 수 있다. 상기 혼합 혼련물에 포함되는 구형 필러(B)는 분체의 구형 필러(B1)로서 배합해도 되고, 유기 무기 복합 필러(B2)의 형태로 배합해도 되며, 구형 필러(B1) 및 유기 무기 복합 필러(B2)를 병용해도 된다.

수지 매트릭스(A)의 원료가 되는 중합성 단량체와 구형 필러(B) 및 중합 개시제를 함유하는 경화성 조성물(필요에 따라 상기한 무기 입자(C) 등의 다른 성분을 첨가해도 됨)을 준비하고, 이를 중합 경화함으로써 치과 절삭 가공용 레진계 블록을 제조할 수도 있다.

상기 경화성 조성물에 포함되는 구형 필러(B)는 분체의 구형 필러(B1)로서 배합해도 되고, 유기 무기 복합 필러(B2)의 형태로 배합해도 되며, 구형 필러(B1) 및 유기 무기 복합 필러(B2)를 병용해도 된다. 이 경우 제조 과정에서 금형 내에 계량, 충전, 부형, 탈포 조작 등을 행하고, 필요에 따라 가열이나 광에 의한 가중합을 행하며, 다음으로 가열 혹은 광에 의한 최종 중합을 행함으로써 블록체를 제작해도 된다. 또한, 필요에 따라 얻어진 블록체의 연마, 열처리 등의 처리를 행할 수도 있다.

<중합성 단량체>

수지 매트릭스(A)의 원료가 되는 중합성 단량체와 구형 필러(B) 및 중합 개시제를 함유하는 경화성 조성물을 중합 경화함으로써 치과 절삭 가공용 레진계 블록을 제조하는 경우, 상기 수지 매트릭스의 원료가 되는 중합성 단량체로서는 이용하는 구형 필러(B)에 따라 하기 식(2)

nPm<nF (2)

(상기 식 중, nPm은 중합성 단량체를 중합하여 얻어지는 중합체의 25℃에서의 굴절률을 나타내고, nF는 상기 구형 필러(B)의 25℃에서의 굴절률을 나타냄)으로 나타나는 조건(X2)을 만족시키면 특별히 한정되지 않고, 라디칼 중합성 단량체나 에폭시 화합물, 옥세탄 화합물 등의 양이온 중합성 단량체 등을 들 수 있다. 라디칼 중합성 단량체로서는 중합성이 좋은 점 등에서 (메타)아크릴레이트계의 단량체가 적합하게 이용된다. 이 (메타)아크릴레이트계의 중합성 단량체를 구체적으로 예시하면 하기 (가)~(다)에 나타내는 것을 들 수 있다.

(가) 2관능 중합성 단량체

(i) 방향족 화합물계의 것

2,2-비스(메타크릴로일옥시페닐)프로판,

2,2-비스[(3-메타크릴로일옥시-2-히드록시프로필옥시)페닐]프로판,

2,2-비스(4-메타크릴로일옥시페닐)프로판,

2,2-비스(4-메타크릴로일옥시폴리에톡시페닐)프로판,

2,2-비스(4-메타크릴로일옥시디에톡시페닐)프로판,

2,2-비스(4-메타크릴로일옥시테트라에톡시페닐)프로판,

2,2-비스(4-메타크릴로일옥시펜타에톡시페닐)프로판,

2,2-비스(4-메타크릴로일옥시디프로폭시페닐)프로판,

2(4-메타크릴로일옥시디에톡시페닐)-2(4-메타크릴로일옥시트리에톡시페닐)프로판,

2(4-메타크릴로일옥시디프로폭시페닐)-2-(4-메타크릴로일옥시트리에톡시페닐)프로판,

2,2-비스(4-메타크릴로일옥시프로폭시페닐)프로판,

2,2-비스(4-메타크릴로일옥시이소프로폭시페닐)프로판

및 이들 메타크릴레이트에 대응하는 아크릴레이트;

2-히드록시에틸메타크릴레이트,

2-히드록시프로필메타크릴레이트,

3-클로로-2-히드록시프로필메타크릴레이트 등의 메타크릴레이트 혹은 이들 메타크릴레이트에 대응하는 아크릴레이트와 같은 -OH기를 갖는 비닐 모노머와, 디이소시아네이트메틸벤젠, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 등의 방향족기를 갖는 디이소시아네이트 화합물의 부가로부터 얻어지는 디어덕트 등.

(ii) 지방족 화합물계의 것

에틸렌글리콜디메타크릴레이트,

디에틸렌글리콜디메타크릴레이트,

트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트,

테트라에틸렌글리콜디메타크릴레이트,

네오펜틸글리콜디메타크릴레이트,

1,3-부탄디올디메타크릴레이트,

1,4-부탄디올디메타크릴레이트,

1,6-헥산디올디메타크릴레이트

및 이들 메타크릴레이트에 대응하는 아크릴레이트;

2-히드록시에틸메타크릴레이트,

2-히드록시프로필메타크릴레이트,

3-클로로-2-히드록시프로필메타크릴레이트 등의 메타크릴레이트 혹은 이들 메타크릴레이트에 대응하는 아크릴레이트와 같은 -OH기를 갖는 비닐 모노머와, 헥사메틸렌디이소시아네이트,

트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트,

디이소시아네이트메틸시클로헥산, 이소포론디이소시아네이트,

메틸렌비스(4-시클로헥실이소시아네이트) 등의 디이소시아네이트 화합물의 부가체로부터 얻어지는 디어덕트;

1,2-비스(3-메타크릴로일옥시-2-히드록시프로폭시)에틸,

1,6-비스(메타크릴에틸옥시카르보닐아미노)트리메틸헥산 등.

(나) 3관능 중합성 단량체

트리메틸올프로판트리메타크릴레이트,

트리메틸올에탄트리메타크릴레이트,

펜타에리트리톨트리메타크릴레이트,

트리메틸올메탄트리메타크릴레이트 등의 메타크릴레이트 및 이들 메타크릴레이트에 대응하는 아크릴레이트 등.

(다) 4관능 중합성 단량체

펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트,

펜타에리트리톨테트라아크릴레이트; 및

디이소시아네이트메틸벤젠,

디이소시아네이트메틸시클로헥산,

이소포론디이소시아네이트,

헥사메틸렌디이소시아네이트,

트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트,

메틸렌비스(4-시클로헥실이소시아네이트),

4,4-디페닐메탄디이소시아네이트,

톨릴렌-2,4-디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트 화합물과 글리시돌디메타크릴레이트의 부가체로부터 얻어지는 디어덕트 등.

이들 다관능의 (메타)아크릴레이트계 중합성 단량체는 필요에 따라 복수 종류의 것을 병용해도 된다.

나아가 필요에 따라 상기 (메타)아크릴레이트계 단량체 이외의 중합성 단량체를 이용해도 된다.

본 발명에서 수지 매트릭스(A)의 원료가 되는 중합성 단량체로서는 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 물성(기계적 특성이나 치과 용도로는 치질(齒質)에 대한 접착성) 조정을 위해 일반적으로 복수종의 중합성 단량체가 사용되는데, 이 때 수지 매트릭스(A)의 25℃에서의 굴절률이 1.38~1.55의 범위가 되도록 중합성 단량체의 종류 및 양을 설정하는 것이 구형 필러(B)와의 굴절률차의 관점에서 바람직하다. 즉, 구형 필러(B)로서 굴절률의 조정이 용이한 실리카-티탄족 원소 산화물계 복합 산화물을 이용하는 경우, 그 굴절률(nF)은 실리카분의 함유량에 따라 1.45~1.58 정도의 범위가 되지만, 수지 매트릭스(A)의 원료가 되는 중합성 단량체의 굴절률을 1.38~1.55의 범위로 설정함으로써 수지 매트릭스(A)의 굴절률(nP)을 대략 1.40~1.57의 범위로 설정할 수 있어 식(1)을 만족시키도록 하는 것이 용이하다. 또, 수지 매트릭스(A)로서 중합성 단량체를 복수 종류 이용하는 경우가 있는데, 이 경우의 수지 매트릭스(A)의 굴절률은 복수종의 중합성 단량체를 혼합한 혼합물의 경화 후의 굴절률이며, 이 굴절률이 상기 범위에 들어가 있으면 되고, 개개의 중합성 단량체의 경화 후의 굴절률은 반드시 상기 범위에 들어가 있지 않아도 된다.

또, 수지 매트릭스(A)나 중합성 단량체의 굴절률은 25℃에서 아베 굴절률계를 이용하여 구할 수 있다.

<중합 개시제>

수지 매트릭스(A)의 원료로서 중합성 단량체를 이용한 경우, 중합성 단량체를 중합 경화시키기 위해 중합 개시제를 이용하는 것이 바람직하다. 경화성 조성물의 중합 방법에는 자외선, 가시광선 등의 광에너지에 의한 반응(이하, 광중합이라고 함), 과산화물과 촉진제의 화학 반응에 의한 것, 열에너지에 의한 것(이하, 열중합이라고 함) 등이 있고, 어떤 방법이어도 된다. 광이나 열 등의 외부로부터 부여하는 에너지로 중합의 타이밍을 임의로 선택할 수 있고 조작이 간편한 점에서 광중합이나 열중합이 바람직하다. 채용하는 중합 방법에 따라 하기에 나타내는 각종 중합 개시제를 적절히 선택하여 사용하면 된다.

예를 들어 광중합 개시제로서는 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르 등의 벤조인알킬에테르류, 벤질디메틸케탈, 벤질디에틸케탈 등의 벤질케탈류, 벤조페논, 4,4'-디메틸벤조페논, 4-메타크릴록시벤조페논 등의 벤조페논류, 디아세틸, 2,3-펜타디온벤질, 캄퍼퀴논, 9,10-페난트라퀴논, 9,10-안트라퀴논 등의 α-디케톤류, 2,4-디에톡시티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 메틸티오크산톤 등의 티오크산톤 화합물, 비스-(2,6-디클로로벤조일)페닐포스핀옥사이드, 비스-(2,6-디클로로벤조일)-2,5-디메틸페닐포스핀옥사이드, 비스-(2,6-디클로로벤조일)-4-프로필페닐포스핀옥사이드, 비스-(2,6-디클로로벤조일)-1-나프틸포스핀옥사이드, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 등의 아실포스핀옥사이드류 등을 사용할 수 있다.

또, 광중합 개시제에는 종종 환원제가 첨가되는데, 그 예로서는 2-(디메틸아미노)에틸메타크릴레이트, 4-디메틸아미노안식향산에틸, N-메틸디에탄올아민 등의 제3급 아민류, 라우릴알데히드, 디메틸아미노벤즈알데히드, 테레프탈알데히드 등의 알데히드류, 2-메르캅토벤조옥사졸, 1-데칸티올, 티오살리실산, 티오안식향산 등의 유황 함유 화합물 등을 들 수 있다.

또한, 열중합 개시제로서는 예를 들어 벤조일퍼옥사이드, p-클로로벤조일퍼옥사이드, tert-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, tert-부틸퍼옥시디카보네이트, 디이소프로필퍼옥시디카보네이트 등의 과산화물, 아조비스이소부티로니트릴 등의 아조 화합물, 트리부틸보란, 트리부틸보란 부분 산화물, 테트라페닐붕산나트륨, 테트라키스(p-플루오로페닐)붕산나트륨, 테트라페닐붕산 트리에탄올아민염 등의 붕소 화합물, 5-부틸바르비투르산, 1-벤질-5-페닐바르비투르산 등의 바르비투르산류, 벤젠술핀산나트륨, p-톨루엔술핀산나트륨 등의 술핀산염류 등을 들 수 있다.

이들 중합 개시제는 단독으로 이용해도 되고 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다. 중합 개시제의 배합량은 중합성 단량체 100질량부에 대해 0.01~5질량부인 것이 바람직하다.

(치과 절삭 가공용 레진계 블록의 사용 방법)

이와 같이 하여 제작된 블록체는 필요에 따라 CAD/CAM 장치에 보유하기 위한 핀을 접합하여 CAD/CAM용 블록으로서 제공할 수 있다. 이를 CAD/CAM 장치에 접속하고 설계에 기초하여 절삭을 행함으로써 인레이, 온레이, 크라운, 브릿지, 임플란트 상부 구조체 등의 치과용 보철물을 얻을 수 있다.

본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 모든 크기의 와동의 수복에 대해 적용할 수 있고, 큰 와동의 수복도 양호하게 행할 수 있다. 그 때문에 본 발명의 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 상기한 인레이, 온레이, 크라운, 브릿지, 임플란트 상부 구조체 등의 치과용 보철물로서 이용하는 것이 바람직하다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서의 각종 물성 측정 방법은 각각 이하와 같다.

(1) 구형 필러(B) 및 무기 입자(C)의 평균 1차 입자경

주사형 전자 현미경(필립스사 제품, 「XL-30S」)으로 분체의 사진을 5000~100000배의 배율로 찍어 화상 해석 소프트(「IP-1000PC」, 상품명; 아사히 카세이 엔지니어링사 제품)를 이용하여 촬영한 화상의 처리를 행하고, 그 사진의 단위 시야 내에 관찰되는 입자의 수(30개 이상) 및 1차 입자경(최대지름)을 측정하며, 측정값에 기초하여 하기 식에 의해 수평균 1차 입자경을 산출하였다.

(2) 구형 필러(B)의 평균 입자경 입자의 존재 비율

구형 필러(B)의 평균 1차 입자경의 전후 5%의 범위에 존재하는 입자의 비율(%)은 상기 사진의 단위 시야 내에서의 전체 입자(30개 이상) 중 상기에서 구한 평균 1차 입자경의 전후 5%의 입자경 범위 밖의 1차 입자경(최대지름)을 갖는 입자의 수를 계측하여 그 값을 상기 전체 입자의 수에서 빼어 상기 사진의 단위 시야 내에서의 평균 1차 입자경의 전후 5%의 입자경 범위 내의 입자수를 구하고, 하기 식:

구형 필러(B)의 평균 1차 입자경의 전후 5%의 범위 내의 입자의 비율(%)=[(주사형 전자 현미경 사진의 단위 시야 내에서의 평균 1차 입자경의 전후 5%의 입자경 범위 내의 입자수)/(주사형 전자 현미경 사진의 단위 시야 내에서의 전체 입자수)]×100

에 따라 산출하였다.

(3) 구형 필러(B)의 평균 균제도

주사형 전자 현미경으로 분체의 사진을 찍어 그 사진의 단위 시야 내에 관찰되는 입자에 대해 그 수(n: 30 이상), 입자의 최대지름인 장직경(Li), 이 장직경에 직교하는 방향의 지름인 단직경(Bi)을 구하고, 하기 식에 의해 산출하였다.

(4) 유기 무기 복합 필러의 평균 입자경(입도)

0.1g의 유기 무기 복합 필러를 에탄올 10ml에 분산시켜 초음파를 20분간 조사하였다. 레이저 회절-산란법에 의한 입도 분포계(「LS230」, 벡크만쿨터 제품)를 이용하여 광학 모델 「프라운호퍼」(Fraunhofer)를 적용하여 부피 통계의 메디안 지름을 구하였다.

(5) 굴절률의 측정

<수지 매트릭스(A)의 굴절률(nP)>

이용한 수지 매트릭스(A)의 굴절률은 수지 매트릭스(A)의 원료인 중합성 단량체를 중합하여 얻어지는 중합체의 굴절률이다. 구체적으로는 치과 절삭 가공용 블록 제조시와 동일 조건으로 중합한 중합체를 아베 굴절률계(아타고사 제품)를 이용하여 25℃의 항온실에서 측정하였다.

즉, BPO 0.5질량%를 혼합한 균일한 중합성 단량체의 혼합물을 7mmφ×0.5mm의 관통한 구멍을 갖는 형틀에 넣고 양면에 폴리에스테르 필름을 압접하였다. 그 후, 질소 가압하에서 1시간 가열하여 중합 경화 후 형틀로부터 취출하여 수지 매트릭스(A)를 제작하였다. 아베 굴절률계(아타고사 제품)에 수지 매트릭스를 세팅할 때에 매트릭스와 측정면을 밀착시키는 목적으로 시료를 용해하지 않고 또한 시료보다 굴절률이 높은 용매(브로모나프탈렌)를 시료에 적하하여 측정하였다.

<유기 수지 매트릭스(b1)의 굴절률(nM_b1)>

유기 수지 매트릭스(b1)의 굴절률은 유기 수지 매트릭스(b1)의 원료인 중합성 단량체를 중합하여 얻어지는 중합체의 굴절률이다. 구체적으로는 유기 무기 복합 필러 제조시의 중합 조건과 거의 동일 조건으로 중합한 중합체를 아베 굴절률계(아타고사 제품)를 이용하여 25℃의 항온실에서 측정하였다.

즉, AIBN 0.5질량%를 혼합한 균일한 중합성 단량체(혹은 중합성 단량체의 혼합물)를 7mmφ×0.5mm의 관통한 구멍을 갖는 형틀에 넣고 양면에 폴리에스테르 필름을 압접하였다. 그 후, 질소 가압하에서 1시간 가열하여 중합 경화 후 형틀로부터 취출하여 유기 수지 매트릭스(b1)를 제작하였다. 아베 굴절률계(아타고사 제품)에 유기 수지 매트릭스를 세팅할 때에 매트릭스와 측정면을 밀착시키는 목적으로 시료를 용해하지 않고 또한 시료보다 굴절률이 높은 용매(브로모나프탈렌)를 시료에 적하하여 측정하였다.

<구형 필러(B), 무기 입자(C)의 굴절률>

이용한 구형 필러(B) 및 무기 입자(C)의 굴절률은 아베 굴절률계(아타고사 제품)를 이용하여 액침법에 따라 측정하였다.

즉, 25℃의 항온실에서 100ml 샘플병 중 구형 필러(B) 또는 무기 입자(C) 혹은 그 표면 처리물 1g을 무수 톨루엔 50ml 중에 분산시킨다. 이 분산액을 스터러로 교반하면서 1-브로모톨루엔을 약간씩 적하하여 분산액이 가장 투명해진 시점의 분산액의 굴절률을 측정하여 얻어진 값을 무기 충전재의 굴절률로 하였다.

(6) 육안에 의한 착색광의 평가

실시예 및 비교예에서 조제된 치과 절삭 가공용 레진계 블록으로부터 세로 7mm, 가로 7mm, 두께 1mm의 경화체를 잘라내어 가로세로 10mm 정도의 검은 테이프(카본 테이프)의 점착면에 경화체의 두께 방향이 점착면에 대해 수직이 되도록 놓고 육안으로 착색광의 색조를 확인하였다.

(7) 착색광의 파장

실시예 및 비교예에서 조제된 치과 절삭 가공용 레진계 블록으로부터 세로 7mm, 가로 7mm, 두께 1mm의 경화체를 잘라내어 색차계(도쿄 덴쇼쿠 제품, 「TC-1800MKII」)를 이용하여 검은 배경하(먼셀 표색계에 의한 명도가 1인 바탕), 흰 배경하(먼셀 표색계에 의한 명도가 9.5인 바탕)에서 분광 반사율을 측정하고, 검은 배경하에서의 반사율의 극대점을 착색광의 파장으로 하였다. 또, 경화체는 바탕의 표면에 대해 두께 방향이 수직이 되도록 올려놓고 측정하였다.

(8) 색상, 명도 및 채도

상기와 같이 하여 치과 절삭 가공용 레진계 블록으로부터 두께 1mm 및 10mm의 경화체를 잘라내고, 각각의 두께의 경화체에 대해 색차계(도쿄 덴쇼쿠 제품, 「TC-1800MKII」)를 이용하여 검은 배경하(먼셀 표색계에 의한 명도가 1인 바탕) 및 흰 배경하(먼셀 표색계에 의한 명도가 9.5인 바탕) 각각에서 JIS Z8722에 준거하여 먼셀 표색계에 의한 색상(H), 명도(V) 및 채도(C)를 측정하였다. 또, 상기와 같이 경화체를 바탕의 표면에 대해 두께 방향이 수직이 되도록 올려놓고 측정하였다.

(9) 색조 적합성의 평가

색조 적합성의 평가에는 상아질부와 에나멜질부로 이루어지고 상아질부는 에나멜질부로 덮여 있는 수복용 모형치(경질 레진치)를 이용하였다. 구체적으로는 우하 6번의 II급 와동(직경 5mm, 깊이 3mm)을 재현한 치아 수복용 모형치(가로직경 10mm: 지대(支台)·와동 형성 모형치[A55AN-465] 우측 하악 6, 2급 MOD 와동, NISSIN사 제품)의 결손부에 적합하도록 각 실시예 및 비교예에서 조제된 치과 절삭 가공용 레진계 블록을 절삭 가공하여 치과용 보철물(수복물)을 제작한 후, 에스테셈 II(접착성 레진 시멘트, 도쿠야마 덴탈사 제품)를 이용하여 접착하고 연마하여 색조 적합성을 육안으로 확인하였다. 또, 치아 수복용 모형치로서는 셰이드가이드 「VITAPAN Classical(등록상표)」에서의 A계통(적갈색)의 범주에 있고 고채도의 고색도 모형치(A4 상당)와 저채도의 저색도 모형치(A1 상당) 및 셰이드가이드 「VITAPAN Classical(등록상표)」에서의 B계통(적황색)의 범주에 있고 고채도의 고색도 모형치(B4 상당)와 저채도의 저색도 모형치(B1 상당)를 이용하였다.

색조 적합성의 평가 기준:

A: 수복물의 색조가 치아 수복용 모형치와 매우 적합하다.

적합성의 정도에 따라 A1>A2의 2단계로 더욱 상세하게 평가하였다.

또, A1이 A2보다 색조 적합성이 우수한 것을 나타낸다.

B: 수복물의 색조가 치아 수복용 모형치와 유사하다.

유사한 정도에 따라 B1>B2의 2단계로 더욱 상세하게 평가하였다.

또, B1이 B2보다 색조 적합성이 우수한 것을 나타낸다.

C: 수복물의 색조가 치아 수복용 모형치와 유사하지만 적합성은 양호하지 않다.

D: 수복물의 색조가 치아 수복용 모형치와 적합하지 않다.

(10) 색조 경시 변화

실시예 및 비교예에서 조제된 치과 절삭 가공용 레진계 블록으로부터 7mmφ×1mm의 경화체를 잘라내어 수중하에서 37℃에서 4개월간 보관하고 색조를 색차계(도쿄 덴쇼쿠사 제품: TC-1800MKII)를 이용하여 측정하여 보관 전후에서의 색조의 차를 CIELab에서의 ΔE^*로 나타내었다.

ΔE^*={(ΔL^*)²+(Δa^*)²+(Δb^*)²}^1/2

ΔL^*=L1^*-L2^*

Δa^*=a1^*-a2^*

Δb^*=b1^*-b2^*

또, L1^*: 보관 후의 경화체의 명도 지수, a1^*, b1^*: 보관 후의 경화체의 색질 지수, L2^*: 보관 전의 경화체의 명도 지수, a2^*, b2^*: 보관 전의 경화체의 색질 지수, ΔE^*: 색조 변화량이다.

(11) 굽힘 강도의 평가

실시예 및 비교예에서 조제된 치과 절삭 가공용 레진계 블록으로부터 폭 2mm, 길이 25mm의 시험편을 잘라내고, 내수 연마지 1500번으로 잘라낸 시험편의 길이 방향으로 연마를 행하여 두께 2±0.1mm의 시험편으로 하였다.

만능 인장 시험기 오토그래프(시마즈 제작소 제품)를 이용하여 실온 대기 중에서 지점간 거리 20mm, 크로스헤드 스피드 1mm/min의 조건으로 3점 굽힘 시험을 행하였다. 시험편 5개에 대해 굽힘 강도를 평가하여 그 평균값을 굽힘 강도로 하였다.

실시예 및 비교예에서 이용한 중합성 단량체, 중합 개시제, 무기 입자 등은 이하와 같다.

[중합성 단량체]

·1,6-비스(메타크릴에틸옥시카르보닐아미노)트리메틸헥산(이하, 「UDMA」라고 약칭함)

·트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트(이하, 「3G」라고 약칭함)

·2,2-비스[(3-메타크릴로일옥시-2-히드록시프로필옥시)페닐]프로판(이하, 「bis-GMA」라고 약칭함)

[중합 개시제]

·벤조일퍼옥사이드(이하, 「BPO」라고 약칭함).

·아조비스이소부티로니트릴(이하, 「AIBN」이라고 약칭함).

[무기 입자(C)]

·레올로실 QS-102(평균 1차 입자경 12nm, 주식회사 도쿠야마 제품)

[착색제]

·이산화티탄(백색 안료)

·피그먼트 옐로우(황색 안료)

·피그먼트 레드(적색 안료)

·피그먼트 블루(청색 안료)

표 1에 나타내는 바와 같은 중합성 단량체를 혼합하여 매트릭스 M1, M2, M3을 조제하였다.

표 1에서의 괄호 안 수치는 질량부를 의미한다.

[구형 필러 및 부정형 필러의 제조]

구형 필러의 조제는 일본공개특허 소58-110414호 공보, 일본공개특허 소58-156524호 공보 등에 기재된 방법으로 가수분해 가능한 유기 규소 화합물(테트라에틸실리케이트 등)과 가수분해 가능한 유기 티탄족 금속 화합물(테트라부틸지르코네이트나 테트라부틸티타네이트 등)을 포함한 혼합 용액을 암모니아수를 도입한 암모니아성 알코올(예를 들어 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 이소부틸알코올 등) 용액 중에 첨가하고 가수분해를 행하여 반응 생성물을 석출시키는 이른바 졸겔법을 이용하여 조제하고, 다음으로 건조, 필요에 따라 분쇄하여 소성하는 방법을 이용하여 조제하였다.

부정형 필러의 조제는 일본공개특허 평2-132102호 공보, 일본공개특허 평3-197311호 공보 등에 기재된 방법으로 알콕시실란 화합물을 유기 용제에 용해하고 이에 물을 첨가하여 부분 가수분해한 후, 추가로 복합화되는 다른 금속의 알콕사이드 및 알칼리 금속 화합물을 첨가하여 가수분해하여 겔상물을 생성시키고, 다음으로 이 겔상물을 건조 후, 필요에 따라 분쇄하여 소성하는 방법을 이용하여 조제하였다.

실시예에서 이용한 구형 필러(B) 및 부정형 필러는 실리카-티탄족 원소 산화물계 복합 산화물 입자인 실리카-지르코니아이며, 그 상세를 표 2에 나타낸다.

표 2에 나타낸 구형 필러(B)는 유기 무기 복합 필러(B2)를 제조하기 위한 원료(구형 무기 필러(b2))로서 또는 각 실시예에서 배합되는 분체의 구형 필러(B1)로서 이용하였다.

※평균 입자경 입자의 존재 비율이란 평균 입자경의 전후 5%에 존재하는 입자의 비율(%)이다.

[부정형의 유기 무기 복합 필러의 제조]

표 1에 나타내는 매트릭스 중에 열중합 개시제(AIBN)를 질량비로 0.5% 미리 용해시켜 두고, 표 2에 나타내는 구형 무기 필러, 부정형 무기 필러를 소정량(표 3) 첨가 혼합하여 유발로 페이스트화하였다. 이를 95℃ 질소 가압하에서 1시간 가열함으로써 중합 경화시켰다. 이 경화체를 진동 볼밀을 이용하여 분쇄하고, 나아가 γ-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 0.02질량%에 의해 에탄올 중 90℃에서 5시간 환류함으로써 표면 처리를 행하여 하기 표 3에 나타내는 부정형의 유기 무기 복합 필러 CF1~CF13을 얻었다.

[거의(대략) 구형상의 유기 무기 복합 필러의 제조]

표 2에 나타내는 구형 무기 필러 100g에 물을 200g 더하고 순환형 분쇄기 SC밀(니혼 코크스 공업사 제품)을 이용하여 이들의 수분산액(구형 무기 필러 분산액)을 얻었다.

한편, 4g(0.016mol)의 γ-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란과 0.003g의 아세트산을 80g의 물에 더하여 1시간 30분 교반하여 pH 4의 균일한 용액을 얻었다. 이 용액을 상기 구형 무기 필러 분산액에 첨가하여 균일해질 때까지 혼합하였다. 그 후, 분산액을 가볍게 혼합하면서 고속으로 회전하는 디스크 상에 공급하여 분무 건조법에 의해 조립(造粒)하였다.

분무 건조는 회전하는 디스크를 구비하여 원심력으로 분무화하는 분무 건조기 TSR-2W(사카모토 기켄사 제품)를 이용하여 행하였다. 디스크의 회전 속도는 10000rpm, 건조 분위기 공기의 온도는 200℃이었다. 그 후, 분무 건조에 의해 조립되어 얻어진 분체를 60℃, 18시간 진공 건조하여 거의 구형상의 응집체를 73g 얻었다.

다음으로 표 1에 나타내는 매트릭스 중에 열중합 개시제로서 AIBN을 질량비로서 0.5% 첨가하고, 추가로 유기 용매로서 메탄올을 혼합한 중합성 단량체 용액(유기 용매 100질량부에 대해 중합성 단량체 36질량부를 함유)에 상기 응집체를 소정량(표 3) 첨가하여 침지시켰다. 충분히 교반하여 이 혼합물이 슬러리 형상이 되었음을 확인한 후 1시간 정치(靜置)하였다.

상기의 혼합물을 회전 증발기로 옮겼다. 교반 상태로 감압도 10헥토파스칼, 가열 조건 40℃(온수조를 사용)의 조건하에서 상기 혼합물을 1시간 건조하고 유기 용매를 제거하였다. 유기 용매를 제거하면 유동성이 높은 분체를 얻을 수 있었다.

얻어진 분체를 회전 증발기에서 교반하면서 감압도 10헥토파스칼, 가열 조건 100℃(오일 배스 사용)의 조건하에서 1시간 가열함으로써 상기 분체 중의 중합성 단량체를 중합 경화시켰다. 이 조작에 의해 구형 무기 필러의 응집체의 표면이 유기 중합체로 피복되고, 하기 표 3에 나타내는 거의 구형상의 유기 무기 복합 필러 CF14~CF16을 각각 9g 얻었다.

표 3에서의 괄호 안 수치는 질량부를 의미한다.

실시예 1~18

표 1에 나타낸 매트릭스 M1 또는 M2에 대해 BPO를 0.5질량% 더하여 혼합하여 균일한 중합성 단량체 조성물을 조제하였다. 다음으로 표 2, 표 3에 나타낸 각 필러, 무기 입자(C)의 양을 계측하여 상기 매트릭스와 표 4에 나타내는 배합량이 되도록 혼합하고 플래니터리 믹서를 이용하여 잘 분산시킴으로써 경화성 조성물을 얻었다. 이를 진공 탈포하여 14×18mm의 금형에 기포를 말려들게 하지 않도록 150mm의 높이까지 채우고 상면을 평활화한 후, 가열 가압 중합기를 이용하여 압력 3kgf/㎠, 120℃ 30분의 조건으로 가열 가압 중합을 행하였다. 금형으로부터 경화체 조성물을 취출하여 치과 절삭 가공용 레진계 블록을 얻었다. 얻어진 치과 절삭 가공용 레진계 블록에 대해 상기의 방법에 기초하여 각 물성을 평가하였다. 조성 및 결과를 표 4, 표 5, 표 6에 나타내었다.

비교예 1~7, 9~10

매트릭스 M1, M2 또는 M3에 대해 BPO를 0.5질량% 더하여 혼합하여 균일한 중합성 단량체 조성물을 조제하였다. 다음으로 표 2, 표 3에 나타낸 각 필러, 무기 입자(C)의 양을 계측하여 상기 매트릭스와 표 4에 나타내는 배합량이 되도록 혼합하고 플래니터리 믹서를 이용하여 잘 분산시킴으로써 경화성 조성물을 얻었다. 이를 진공 탈포하여 14×18mm의 금형에 기포를 말려들게 하지 않도록 150mm의 높이까지 채우고 상면을 평활화한 후, 가열 가압 중합기를 이용하여 압력 3kgf/㎠, 120℃ 30분의 조건으로 가열 가압 중합을 행하였다. 금형으로부터 경화체 조성물을 취출하여 치과 절삭 가공용 레진계 블록을 얻었다. 얻어진 치과 절삭 가공용 레진계 블록에 대해 상기의 방법에 기초하여 각 물성을 평가하였다. 조성 및 결과를 표 4, 표 5, 표 6에 나타내었다.

비교예 8

매트릭스 M1에 대해 BPO를 0.5질량% 더하여 혼합하여 균일한 중합성 단량체 조성물을 조제하였다. 다음으로 표 2, 표 3에 나타낸 각 필러의 양을 계측하여 상기 매트릭스와 표 4에 나타내는 배합량이 되도록 혼합하고, 추가로 조성물에 대해 이산화티탄(백색 안료)을 0.04질량%, 피그먼트 옐로우(황색 안료)를 0.1질량%, 피그먼트 레드(적색 안료)를 0.09질량%, 피그먼트 블루(청색 안료)를 0.06질량% 더하여 플래니터리 믹서를 이용하여 잘 분산시킴으로써 경화성 조성물을 얻었다. 이를 진공 탈포하여 14×18mm의 금형에 기포를 말려들게 하지 않도록 150mm의 높이까지 채우고 상면을 평활화한 후, 가열 가압 중합기를 이용하여 압력 3kgf/㎠, 120℃ 30분의 조건으로 가열 가압 중합을 행하였다. 금형으로부터 경화체 조성물을 취출하여 치과 절삭 가공용 레진계 블록을 얻었다. 육안 평가로 고채도 경질 레진치의 A계통에 적합한 색조(A4 상당)이었다. 이어서, 상기의 방법에 기초하여 각 물성을 평가하였다. 조성 및 결과를 표 4, 표 5, 표 6에 나타내었다.

표 4에서의 수지 매트릭스(A), 구형 필러(B1), 유기 무기 복합 필러(B2)에서의 괄호 안 수치 및 무기 입자(C)의 수치는 질량부를 의미한다.

실시예 1~18의 결과로부터 이해되는 바와 같이, 본 발명에서 규정하는 조건을 만족시키면 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 검은 배경하에서 착색광을 나타내고 또한 색조 적합성이 양호하며, 나아가 얻어지는 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 색조 경시 변화가 작은 것을 알 수 있다.

비교예 1~7, 9, 10의 결과로부터 이해되는 바와 같이, 본 발명에서 규정하는 조건을 만족시키지 않으면 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 검은 배경하에서 착색광이 청색계이며(비교예 1 및 2: 구형 필러의 평균 입자경<230nm, 비교예 9 및 10: 수지 매트릭스의 굴절률>구형 필러의 굴절률), 착색광이 발현하지 않고(비교예 3: 구형 필러의 평균 입자경이 80nm, 비교예 5 및 7: 필러의 형상이 부정형), 착색광이 약하며(비교예 4 및 6: 구형 필러의 평균 입자경의 전후 5%의 범위 내의 입자의 비율이 88%), 모두 모형치와의 색조 적합성이 떨어지는 것을 알 수 있다.

비교예 8의 결과로부터 이해되는 바와 같이, 비교예 3에 나타낸 조성에 안료를 첨가하여 색조를 조정(고색도 모형치의 A계통에 적합한 색조)한 치과 절삭 가공용 레진계 블록은 색차계(도쿄 덴쇼쿠 제품, 「TC-1800MKII」)를 이용하여 검은 배경하 및 흰 배경하에서 분광 반사율을 측정한 바, 검은 배경하 및 흰 배경하 모두 첨가한 안료에 따른 분광 반사 특성을 나타내는 것이 관찰되었다. 고색도 모형치의 A계통에 적합한 색조에의 색조 적합성은 양호하였지만 다른 모형치에의 색조 적합성은 낮은 것이었다. 나아가 색조 경시 변화가 큰 것이 되었다.

Claims

수지 매트릭스(A) 및 평균 입자경이 230nm~1000nm의 범위 내에 있는 구형 필러(B)를 함유하는 치과 절삭 가공용 레진계 블록으로서, 두께 10mm에서의 색차계를 이용하여 측정한 검은 배경하 및 흰 배경하에서의 착색광의 먼셀 표색계에 의한 측색치의 명도(V)가 5.0 미만, 채도(C)가 2.0 미만이며, 또한 두께 1mm에서의 색차계를 이용하여 측정한 검은 배경하에서의 착색광의 먼셀 표색계에 의한 측색치의 명도(V)가 5.0 미만이고, 채도(C)가 0.05 이상이며, 또한 흰 배경하에서의 착색광의 먼셀 표색계에 의한 측색치의 명도(V)가 6.0 이상이고, 채도(C)가 2.0 미만인 것을 특징으로 하는 치과 절삭 가공용 레진계 블록.
청구항 1에 있어서,
상기 구형 필러(B)를 구성하는 개개의 입자 중 90% 이상이 평균 입자경의 전후 5%의 범위 내에 존재하고,
상기 수지 매트릭스(A) 및 구형 필러(B)는 하기 식(1):
nP<nF (1)
(상기 식 중, nP는 상기 수지 매트릭스(A)의 25℃에서의 굴절률을 나타내고, nF는 상기 구형 필러(B)의 25℃에서의 굴절률을 나타냄)으로 나타나는 조건(X1)을 만족시키도록 각각 선택되어 있는 것을 특징으로 하는 치과 절삭 가공용 레진계 블록.
청구항 1에 있어서,
상기 구형 필러(B)의 평균 입자경이 240nm~500nm인 것을 특징으로 하는 치과 절삭 가공용 레진계 블록.
청구항 1에 있어서,
상기 구형 필러(B)가 무기계의 구형 필러(B)인 치과 절삭 가공용 레진계 블록.
청구항 4에 있어서,
상기 무기계의 구형 필러(B)를 포함하는 유기 무기 복합 필러(B2)를 함유하는 치과 절삭 가공용 레진계 블록.
청구항 5에 있어서,
상기 구형 필러(B)로 이루어지는 분체의 구형 필러(B1)와, 상기 유기 무기 복합 필러(B2)를 함유하여 이루어지는 치과 절삭 가공용 레진계 블록.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
평균 입자경이 100nm 미만인 무기 입자(C)를 함유하는 것을 특징으로 하는 치과 절삭 가공용 레진계 블록.
중합성 단량체, 평균 입자경이 230nm~1000nm의 범위 내에 있는 구형 필러(B) 및 열중합 개시제를 함유하는 경화성 조성물로서, 상기 구형 필러(B)를 구성하는 개개의 입자 중 90% 이상이 평균 입자경의 전후 5%의 범위 내에 존재하고, 상기 중합성 단량체 및 구형 필러(B)는 하기 식(2)
nPm<nF (2)
(상기 식 중, nPm은 중합성 단량체를 중합하여 얻어지는 중합체의 25℃에서의 굴절률을 나타내고, nF는 상기 구형 필러(B)의 25℃에서의 굴절률을 나타냄)으로 나타나는 조건(X2)을 만족시키도록 각각 선택되어 있는 경화성 조성물을 중합하는 것을 특징으로 하는, 청구항 1에 기재된 치과 절삭 가공용 레진계 블록의 제조 방법.