치과용 석고계 매몰재 분말

치과용 석고계 매몰재 분말{DENTAL GYPSUM-BONDED INVESTMENT MATERIAL POWDER}

본 발명은 물과 혼합되는 경우에 혼합물에 상응하는 페이스트로의 기포의 혼입을 방지하면서 결함이 없는 치과 금속 복원물을 제조할 수 있는 치과용 석고계 매몰재 분말에 관한 것이다.

치과 금속 복원물은 로스트 왁스(lost-wax)법에 따른 정밀 주조 기술에 의해 복원물의 형태를 왁스 재료로 형성하고, 이것에 스프루선(sprue line) (용융 금속 주입구)을 부착하고, 이것을 치과용 매립재로 매립하고, 이 치과용 매립재를 경화한 후 스프루선을 취출하며, 왁스를 연소 및 제거함으로써 형성된 공동에 용융 금속을 주입하는 절차에 의해 제조된다. 특히, 치과 금속 복원물은 결손된 치아 부분의 복원을 목적으로 하여 구강 내에 장착하여 사용되기 때문에, 더 높은 치수 정밀도가 요구된다. 정밀도가 우수한 치과 금속 복원물을 얻기 위해서는, 치과용 매몰재의 경화 및 가열시에 치과용 매몰재의 팽창을 이용함으로써, 금속의 주조 수축을 보상하는 것이 필요하다.

치과용 매몰재는 일반적으로 석영 및/또는 크리스토발라이트(cristobalite) 등의 내화재에 결합재로서 α반수석고(αhemihydrate gypsum)를 혼합하여 얻어지는 석고계 매몰재, 및 석영 및/또는 크리스토발라이트 등의 내화재에 결합재로서 인산 이수소 암모늄 및 산화 마그네슘을 혼합하여 얻어지고 내열성이 높은 인산염계 매몰재를 포함한 2종의 재료가 있다. 액체상 점(liquid phase point)이 1,000 내지 1,100℃ 이하로서 JIS 규격에 의해 규정되는 인레이(inlay), 크라운(crown) 및 브릿지(bridge)용의 귀금속계 치과 주조용 합금 [치과 주조용 은 합금 (JIS T 6108), 치과 주조용 금, 은 및 팔라듐 합금 (JIS T 6106), 치과 주조용 금 합금 (JIS T 6116)]의 경우에는, 석고계 매몰재가 사용되고, 합금이 주조 이후에 도재(porcelain)의 소성 작업 (약 1,000℃)을 견딜 수 있도록 높은 액체상 점 (1,100℃ 이상)을 갖는 치과 주조용 도재 소성 귀금속 합금의 경우에는, 인산염계 매몰재가 사용된다.

정밀한 치과용 복원물을 위해 중요한 것은 치과용 석고계 매몰재 분말과 물을 혼합할 때에 혼합물에 상응하는 페이스트 중에 기포가 혼입되지 않는 것에 있다. 치과용 석고계 매몰재에서, 일반적으로 매몰재 분말 중에 공기가 포함되어 있기 때문에, 기포가 치과용 석고계 매몰재에 들어가기 쉽다. 페이스트 중에 기포가 혼입되는 경우, 치과 금속 복원물에 오목한 형상이 주조 성형된다. 따라서, 주조 후에 연마(trimming) 작업 등의 복구 작업이 필요하다.

혼합할 때에 발생하는 기포를 감소시키기 위해서, 만곡면을 갖는 소포(defoaming) 부재에 핸들부(handle portion)가 부착된 소포 장치를 사용하여, 혼합물을 교반하는 치과용 재료 혼합물의 소포 방법이 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 그러나, 이 방법은 전용 장치의 채용이 필요하다.

결과적으로, 혼합시에 기포를 덜 발생시키는 치과용 석고계 매몰재 분말이 개발되고 있다. 예를 들어, 치과용 석고 분야에서 행해지는, 실리콘 오일에 음이온계 계면활성제를 유화제로서 물 중에 분산시켜 이루어지는 에멀젼을 첨가하는 혼합 방법이 있다 (예를 들어, 특허문헌 2 및 3 참조). 그러나, 이들 방법에서는, 분말 및 물 이외에 전용 유화제를 준비해야할 필요가 있고, 조작이 복잡하였다. 또한, 유화제를 물과 혼합하더라도 전용 혼합액을 준비해야만 하는 결함이 있었다. 또한, 음이온계 계면활성제는 주로 왁스에 대한 이형제로서 사용되기 때문에, 분말이 소수성이고 물과 혼합하기 곤란하다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 임의의 특별한 장비 또는 기구를 사용하지 않고 물과 혼합하는 것만으로 혼합물 중에 기포의 발생을 억제할 수 있고, 또한 물과의 혼합이 용이한 치과용 석고계 매몰재 분말을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 상기 언급된 과제를 해결하기 위해 예의 연구에 전념하였다. 그 결과, 발명자들은 음이온계 계면활성제를 포함하고 왁스에 대한 이형 작용이 우수한 치과용 석고계 매몰재 분말에 대하여, 특정 실록산을 특정량 배합함으로써, 음이온계 계면활성제의 왁스에 대한 친화성을 개선하는 효과뿐만 아니라, 특정 실록산의 효과에 의해 물과의 친화성을 개선할 수 있다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명에 따른 치과용 석고계 매몰재 분말은, 음이온계 계면활성제 0.001 내지 0.2 중량%, 및 SiO(CH ₃ ) ₂ 단위를 3 내지 10개 갖는 환상 실록산 0.00001 내지 0.0005 중량%를 포함하는 치과용 석고계 매몰재 분말이다.

본 발명에 따른 치과용 석고계 매몰재 분말은 임의의 특별한 유화제 또는 임의의 혼합액을 사용하지 않고 혼합물 중에 기포의 발생을 억제할 수 있고, 물과 용이하게 혼합될 수 있는 치과용 석고계 매몰재 분말이다.

이하, 본 발명에 따른 실시형태에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 치과용 석고계 매몰재 분말은 음이온계 계면활성제 0.001 내지 0.2 중량%를 포함한다. 음이온계 계면활성제는 왁스 모형과의 친화성을 개선하기 위해서 배합된다. 음이온계 계면활성제로서, 알킬 벤젠 술폰산염으로서의 도데실 벤젠 술폰산 나트륨이 사용될 수 있다. 또한, 알킬 황산염으로서, 라우릴 황산 나트륨, 라우릴 황산 칼륨, 미리스틸 황산 나트륨, 세틸 황산 나트륨 및 스테아르산 나트륨 등의 종래 사용되는 물질이 사용될 수 있다. 음이온계 계면활성제의 치과용 석고계 매몰재 분말로의 배합량이 0.001 중량% 미만이면, 왁스와의 친화성이 저하되고, 배합량이 0.2 중량%를 초과하면, 물과의 혼합성이 저하된다.

본 발명에 따른 치과용 석고계 매몰재 분말은 음이온계 계면활성제의 효과를 상쇄하지 않는 범위에서 특정 실록산과 배합된다. 특정 실록산은 SiO(CH ₃ ) ₂ 단위를 3 내지 10개 갖는 환상 실록산이며, 치과용 석고계 매몰재 분말 중에 0.00001 내지 0.0005 중량%로 포함된다. 특정 환상 실록산을 배합함으로써, 치과용 석고계 매몰재 분말을 물과 혼합할 때에 기포의 발생을 억제할 수 있고, 혼합성을 개선할 수 있다. 또한, 적은 배합량으로 효과가 얻어질 수 있으므로, 경화물의 다양한 성능에 악영향을 끼치지 않는다. SiO(CH ₃ ) ₂ 단위를 3 내지 10개 갖는 환상 실록산의 양이 0.00001 중량%보다 적으면, 원하는 효과를 얻을 수 없고, 그 양이 0.0005 중량%를 초과하면, 치과용 석고계 매몰재 분말로서의 물과의 혼합성이 열화된다.

SiO(CH ₃ ) ₂ 단위를 3 내지 10개 갖는 환상 실록산은 SiO(CH ₃ ) ₂ 단위 (이후, D 단위라고 함)를 3 내지 10개 갖는다. 예를 들어, D가 3개인 경우는 헥사메틸 시클로 트리실록산을 의미하고, D가 4개인 경우는 옥타메틸 시클로 테트라실록산을 의미하며, D가 5개인 경우는 데카메틸 시클로 펜타실록산을 의미한다. SiO(CH ₃ ) ₂ 단위의 바람직한 개수는 3 내지 5개이고, 특히 배합이 용이하고 효과가 높다는 점에서, D가 4개인 옥타메틸 시클로 테트라실록산이 가장 바람직하다. D의 개수가 상이한 환상 실록산을 혼합하여 사용할 수 있다.

치과용 석고계 매몰재 분말에서, 사용 목적에 따라서 작업성 또는 물리적 성질이 설정되지만, 사용되는 반수석고 자체는 경화가 빠르기 때문에, 통상적으로 경화 지연제(retardant)가 첨가된다. 경화 지연제로서, 공지된 경화 지연제, 예를 들어 구연산염, 붕산염, 카르복실산염 및 아세트산염 등의 염류, 및 전분, 아라비아 고무, 카르복시메틸 셀룰로오스 및 젤라틴 등의 수용성 고분자를 사용할 수 있다. 경화 지연제는, 통상적으로 치과용 석고계 매몰재 분말 중의 반수석고 분말 100 중량부에 대해 0.00001 내지 0.2 중량부로 포함된다.

미묘한 경화 시간의 조정이 필요한 경우에는, 경화 촉진제를 추가로 사용할 수 있다. 경화 촉진제로서, 공지된 경화 촉진제, 예를 들어 염화 나트륨 및 황산 칼륨 등의 무기염, 및 이수 석고(gypsum dihydrate) 미분말을 사용할 수 있다. 배합되는 경우에, 경화 촉진제는, 통상적으로 치과용 석고계 매몰재 분말 중의 반수석고 분말 100 중량부에 대해 0.001 내지 2 중량부로 포함된다.

본 발명에 따른 치과용 석고계 매몰재 분말 중에는 주석산 칼륨 등의 경화 팽창 억제제가 배합될 수 있다. 경화 팽창 억제제는 반수석고계 매몰재 분말 100 중량부에 대해 0.01 내지 1 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 치과용 석고계 매몰재 분말은 치과용 석고계 매몰재 분말측 에 음이온계 계면활성제와 특정 환상 실록산을 첨가 및 혼합하여 수득된 것이기 때문에, 반수석고를 주성분으로 갖는 종래의 치과용 석고계 매몰재 분말을 사용할 수있다. 반수석고는 α반수석고, β반수석고, 및 α반수석고와 β반수석고의 혼합물을 포함한다. 또한, 반수석고는 종래의 치과용 석고계 매몰재 분말과 동일한 분말 형태를 유지하고, 이 분말에 적당량의 물, 예를 들어 분말 100 중량부에 대하여 18 내지 28 중량부의 물을 첨가하여 페이스트 상을 형성하고, 임의의 형상으로 성형 및 경화시켜 사용된다. 따라서 임의의 특수 유화제 또는 임의의 전용 혼합액을 준비할 필요가 없다.

본 발명에 따른 치과용 석고계 매몰재 분말에는, 필요에 따라 임의의 공지된 착색제 또는 경량화 재료가 포함될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 치과용 석고계 매몰재 분말의 실시예를 기재하지만 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예

<환상 실록산 배합 실리콘 오일을 혼합한 원료 분말 A>

헥사메틸 시클로 트리실록산 4 중량%, 및 옥타메틸 시클로 테트라실록산 1 중량%가 포함된 실리콘 오일 (폴리디메틸실록산) 1 g을 α반수석고 분말 99 g과 혼합하고, 1 시간 동안 교반하여 실리콘 오일 1 중량% (환상 실록산 0.05 중량%)의 희석 분말을 제조하였다. 이 분말을 원료 분말 A라 한다. 원료 분말 A를 실시예에 기재된 치과용 석고계 매몰재 분말과 표 1에 나타낸 비율로 혼합하였다

<환상 실록산 배합 실리콘 오일을 혼합한 원료 분말 B>

옥타메틸 시클로 테트라실록산 10 중량%가 포함된 실리콘 오일 (폴리디메틸실록산) 1 g을 α반수석고 분말 99g과 전술한 방법으로 혼합하여 실리콘 오일 1 중량% (환상 실록산 0.1 중량%)의 희석 분말을 제조하였다. 이 분말을 원료 분말 B라 한다. 원료 분말 B를 실시예 및 비교예에 기재된 치과용 석고계 매몰재 분말과 표 1에 나타낸 비율로 혼합하였다.

<환상 실록산 배합 실리콘 오일을 포함하지 않고 실리콘 오일만을 혼합한 원료 분말 C (비교예용)>

실리콘 오일 (폴리디메틸실록산) 1 g을 표 1에 기재된 치과용 석고 분말 99g 과 전술한 방법으로 혼합하여 실리콘 오일 1 중량% (환상 실록산 0 중량%)의 희석 분말을 제조하였다. 이 분말을 원료 분말 C라 한다. 원료 분말 C를 비교예에 기재된 치과용 석고계 매몰재 분말에 표 1에 나타낸 비율로 혼합하였다.

각 실시예 및 비교예의 최종적 배합 및 시험 결과를 표 1에 정리하여 나타내었다.

<소포성의 평가>

각 실시예 및 비교예에서 제조한 치과용 석고계 매몰재 분말 100 g과 물 23 g을 고무 볼에 넣고, 스패튤러로 혼합하고, 혼합 페이스트를 직경 25 mm, 높이 50 mm의 몰드에 흘려 넣어 30분 동안 정치시켰다. 경화체를 반으로 절단하여 절단면에서 확인된 기포의 정도를 육안으로 평가하였다. 종래의 석고계 매몰재 분말 (비교예 2)을 사용한 경화체와 대략 동일한 정도의 경우는 × 표시를, 분명히 기포가 감소한 경우는 E 표시를 하였다. 결과를 표 1에 정리하여 나타내었다.

<혼합시의 혼합성 평가>

각 실시예 및 비교예에서 제조한 치과용 석고계 매몰재 분말 100 g과 물 23 g을 고무 볼에 넣고, 스패튤러로 혼합하고, 혼합시의 혼합성을 종래의 석고계 매몰재 분말(비교예 2)과 비교하여 관능적으로 평가하였다. 결과를 표 1에 정리하여 나타내었다.

<왁스의 습윤성>

각 실시예 및 비교예에서 제조한 치과용 석고계 매몰재 분말 100 g과 물 23 g을 고무 볼에 넣고, 스패튤러로 혼합하고, 혼합 페이스트를 종횡 50 mm, 높이 4 mm 의 왁스 판상에 흘려 확산된 거리를 조사하였다. 종래의 석고계 매몰재 분말 (비교예 2)을 사용한 경화체와 비교하여 확산이 동등하거나 이를 초과하는 경우는 E 표시를, 확산이 더 적은 경우는 × 표시를 하였다.

<물과의 혼합의 용이성 (분말의 비산(scattering) 어려움)>

각 실시예 및 비교예에서 제조한 치과용 석고계 매몰재 분말 100 g과 물 23 g을 고무 볼에 넣고, 스패튤러로 혼합하여 분말의 비산도(scattering degree)에 대해 관능적으로 평가하였다. 종래의 석고계 매몰재 분말 (비교예 2)과 대략 동등한 경우는 E 표시를, 분말이 비산하기 쉽고, 물과 혼합하기 어려운 경우는 × 표시를 하였다.

<특성의 시험>

실시예, 비교예의 치과용 석고계 매몰재 분말은, JIS T6601 "치과 주조용 석고계 매몰재"에서 정의된 방법에 따라 물리적 성질 (경화 시간 및 유동성)을 측정하였다. 결과를 표 1에 정리하여 나타내었다.