초록 ▼

1. 최종목표
○ 안정화 지르코니아 산화물 소재를 이용하여 치아용에 적합한 심미성(색상, 투명도)과 기계적 물성 (경도, 인성)을 동시에 만족하는 생체적합성 치과용 인공치아 소재 개발
○ 분산제 및 온도, 분위기 등의 소결 조건 파악으로 고품질의 인공치아용 세라믹 제품생산을 위한 제조공정별 표준화 설정
○ 인공치아용 지르코니아 블록 생산을 위한 공정개발 및 Granule Powder의 2차 윤활제 및 Binder 처리기술 등의 2차 원료 처리 기술
2. 개발내용 및 결과
○ 제조 공정의 최적화로 자연치에

1. 최종목표
○ 안정화 지르코니아 산화물 소재를 이용하여 치아용에 적합한 심미성(색상, 투명도)과 기계적 물성 (경도, 인성)을 동시에 만족하는 생체적합성 치과용 인공치아 소재 개발
○ 분산제 및 온도, 분위기 등의 소결 조건 파악으로 고품질의 인공치아용 세라믹 제품생산을 위한 제조공정별 표준화 설정
○ 인공치아용 지르코니아 블록 생산을 위한 공정개발 및 Granule Powder의 2차 윤활제 및 Binder 처리기술 등의 2차 원료 처리 기술
2. 개발내용 및 결과
○ 제조 공정의 최적화로 자연치에 가까운 상아질의 자연적인 반투명성 재현
○ 다양한 컬러링 쉐이드로 치아와 유사한 색을 가진 유색 지르코니아 세라믹 소재 개발
○ 잔류응력과 미세구조 개선에 의한 파괴인성 향상, 일정 수준의 강도 유지 기술 연구
○ 분산제 및 온도, 분위기 등의 소결 조건 파악으로 제조 공정별 표준화 설정
3. 사업성과
○ 기술적 성과
- 미립 분말입자의 분산제 사용 방법 및 분산기술 개발
- 도재분말 믹싱 및 소결과정의 분위기 조성, 소결 스케쥴 등의 차별화된 핵심기술로 자연발색 블록제작
- 인공치아용 세라믹 제조공법 개발(성형, 분위기소결)로 자연치에 가까운 상아질의 반투명성 재현
- 잔류응력과 미세구조 개선에 의한 파괴인성 향상 기술 연구
- 조건 변화에 따른 일정 수준의 기계적 및 물리적 특성(강도, 인성, 흡수율, 밀도)유지 기술 연구
- 국가별 지르코니아 분말 소재의 특성 연구로 치아용에 적합한 기술 개발
- 각 공정별 생산 현장 적용 및 제품화 시험과 생산과정에서 발생되는 공정과정의 문제점 파악
○ 경제적 성과
- 인공치아용 안정화 지르코니아 소재 개발에 의한 관련 부품의 수입 대처 효과
- 세라믹 부품산업 활성화 및 시장 다변화에 따른 매출증대
- 수요가 급증하는 인공 치아용 소재 제품의 해외시장 진출
- 기술개발 정립에 의한 관련 소재 부품의 응용력 확대
- 기술력 확보에 의한 응용 재료의 개발 확대
- 품질향상에 따른 회사 이미지 재고
- 제조단가 인하에 의한 에너지 절감 효과
○ 사회적 성과(일자리 창출 등)
- 원료 제어기술을 기반으로 한 소재의 원가 절감으로 임플란트의 대중화를 이끌어 인구 고령화에 따른 국민보건의료와 국민의 삶의 질 향상에 크게 기여
- 생체용 지르코니아 시장의 높은 해외 의존도 탈피 및 수입대체에 따른 경제적 파급 효과와 소재 부품의 활성화에 기여함
- 사업을 통한 부가가치 창출과 향후 2018년 까지 유통 및 품질관리 직원 5명 충원 계획
4. 기술개발결과 활용계획
- KFDA, KGMP, FDA, EU 등의 품질인증 획득으로 기술의 신뢰성 확보
- 국제 전시회 출품으로 제품의 우수성 홍보하고 일본, 중국, 대만, 유럽 시장으로의 수출방안 모색
- 지르코니아 세라믹에 특화한 인공치아 네트워크 육성 사업 진행
- 바이럴마케팅을 이용한 기업의 신뢰도 및 인지도 상승
- 물성기구 이해 등 이론과 기술 개발을 지속적으로 실현하여 기능성 재료로서 지르코니아를 이용한 고부가가치 신제품 개발 활성화에 기여
5. 기술개발자료의 보안관리
○ 보안등급 분류기준에 따른 등급부여 및 관련 의견 기술
생체용 구조세라믹스로의 안정화 지르코니아 생산기술은 소재산업으로서 외국에서 기술이전을 거부하고 있어 관련된 Data 및 재료의 조성에 있어서는 국산화를 통하여 기술 보호의 필요성이 있으나, 미래핵심기술, 산업기술유출방지 및 보호에 관한 법률의 국가핵심기술과 관련된 연구개발 과제와 연관성이 없어 일반연구 과제로 분류됨.
○ 연구개발의 기술임치 및 특허 출원ž등록 실적
- Granule Powder의 2차 처리 기술 및 제어기술
- 지르코니아 블록 제조용(디스크 타입) 공정기술
- 치아 전용 지르코니아 소재를 기초로 하는 Color 구현 기술
- “ 지르코니아를 이용한 인공치아 제조방법 및 인공치아” 제목의 특허 출원 1건

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 개발결과의견서 ... 2
• 최종보고 요약서 ... 3
• 목차 ... 5
• 제 1 장 서론 ... 8
• 제 1 절 기술개발의 개요 ... 8
• 제 2 절 기술개발의 필요성 및 중요성 ... 9
• 제 3 절 국내외 관련 기술의 현황 ... 11
• 1) 국내 관련기술 현황 ... 11
• 2) 국외 관련기술 현황 ... 12
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ... 13
• 제 1 절 개발 내용 및 범위 ... 13
• 제 2 절 기술개발의 평가 방법 및 평가 항목 ... 14
• 제 3 절 개발 방법 ... 15
• 제 3 장 사업성과 ... 16
• 제 1 절 기술적 성과 ... 16
• 1) 지르코니아 재료의 기술적 이론배경 ... 16
• (1) 지르코니아 세라믹스의 응용 ... 16
• (2) 지르코니아 세라믹스의 材料특성(기본물성) ... 16
• ① 순수 ZrO2 ... 16
• ② ZrO2의 상전이 ... 16
• ③ 안정화 ZrO2 (Stabilized Zirconia) ... 16
• (3) 이온 전도성 ... 17
• ① 원리 ... 17
• ② 고체 전해질 도전특성 ... 17
• ③ 고체전해질의 기전력 발생 ... 17
• (4) PSZ (Partially Stabilized Zirconia) ... 18
• ① 제조방법 ... 18
• ② 특성 ... 18
• ③ Stress-induced Phase Transformation (응력 유기 상변태) ... 18
• ④ Microcrack Tounghening(미세균열에 의한 인성 증진) ... 18
• ⑤ TTZ(Transformation Toughened Zirconia) ... 19
• 2) 개발내용 및 방향 ... 19
• 3) 외국산 Granule Powder 안정화 지르코니아의 기본 물성 ... 20
• (1) 입도분석 ... 20
• ① 제일사 M 제품 ... 20
• ② 제일사 MSK 제품 ... 21
• ③ 비전사 가리온 제품 ... 22
• (2) 성형성 및 소결밀도 분석 ... 23
• ① 1차 성형성 분석 ... 23
• ② 성형 밀도 ... 25
• ③ 소결(1450℃, 2hr) 시편(Sample) 수축율(Shrinkage) ... 27
• ④ 소결시편 밀도(Density) ... 29
• ⑤ 2차 원료 성형성 분석 ... 30
• ⑥ 2차 성형밀도 ... 31
• ⑦ 2차 소결 수축율 ... 32
• ⑧ 2차 소결 밀도 ... 33
• (3) 색상 구현 실험 결과 ... 36
• ① 조성 방법 ... 36
• ② 제조공정도 ... 37
• (4) 성형 밀도 ... 39
• (5) 소결 밀도 ... 40
• (6) Sample 사진 ... 41
• (7) Color 분석 결과 ... 44
• (8) EDS 분석 결과 : ZTM 원료 Sample4, 5 ... 46
• 4) White, Ivory, Pearl Color 지르코니아 분석 ... 47
• (1) 성형밀도 ... 47
• (2) 소결밀도 ... 48
• (3) Color 분석 결과 ... 49
• 5) 투광성 실험결과 ... 51
• ① 하소 Schedule의 상승온도 변화에 따른 투광성 변화 ... 51
• ② 투광성 실험위한 Sample 사진 ... 52
• ③ 투광성 분석 결과 ... 54
• 6) Granule 원료 제어 실험 ... 56
• (1) Lubricant 및 Binder 종류 ... 56
• (2) 첨가목적 ... 56
• (3) 판매되는 Granule Powder의 문제점 ... 56
• (4) 개선효과 ... 58
• 7) 지르코니아 블록 제조 방법 및 공정도 ... 62
• (1) 현 시중에서 판매되는 인공치아용 지르코니아 블록 종류 ... 62
• (2) 지르코니아 블록 제조공정(정립화) 사진 ... 63
• (3) 성형된 블록 사진 ... 65
• 8) 지르코니아 치아블록의 Green밀도 v. 원료무게 v. 압력변화 ... 66
• 9) 기계적 물성 분석 ... 67
• (1) Sample 제조 소결 Schedule ... 67
• (2) 경도 시험결과 ... 68
• (3) 파괴인성 계산 ... 70
• 제 2 절 경제적 성과 ... 71
• 제 3 절 기타 성과 ... 71
• 제 4 절 향후 5년간 기술개발 결과 활용계획 ... 72
• 1) 판로확보 및 마케팅 계획 ... 72
• 2) 기술이전계획 ... 72
• 제 4 장 결론 ... 74
• 제 1 절 기대성과 ... 74
• 제 2 절 애로사항 및 건의사항 ... 74
• 제 3 절 향후 계획 ... 75
• 참고문헌 ... 76
• 특허 참고문헌 ... 79
• 기타 연구과정의 사진 ... 80
• 시제품 제작 및 제품화 사진 ... 86
• 끝페이지 ... 86