KR102910779B1 - 3D printing zirconia composition, sintered body manufactured thereby and manufacturing method thereof - Google Patents

3D printing zirconia composition, sintered body manufactured thereby and manufacturing method thereof

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 지르코니아 3D 프린팅 조성물은 지르코니아 분말 65 내지 90중량부, 반응성 모노머와 반응성 올리고머 5 내지 20 중량부, 희석제 1 내지 15 중량부 및 광개시제 0.1 내지 1 중량부를 포함한다.A zirconia 3D printing composition according to one embodiment of the present invention comprises 65 to 90 parts by weight of zirconia powder, 5 to 20 parts by weight of a reactive monomer and a reactive oligomer, 1 to 15 parts by weight of a diluent, and 0.1 to 1 part by weight of a photoinitiator.

Description

지르코니아 3D 프린팅 조성물 및 그에 의해 제조된 소결체 및 그의 제조방법{3D printing zirconia composition, sintered body manufactured thereby and manufacturing method thereof}Zirconia 3D printing composition, sintered body manufactured thereby, and manufacturing method thereof {3D printing zirconia composition, sintered body manufactured thereby and manufacturing method thereof}

본 발명은 다양한 색상 구현이 가능한 지르코니아 3D 프린팅 조성물 및 그것에 의해 제조된 소결체 및 그의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a zirconia 3D printing composition capable of implementing various colors, a sintered body manufactured thereby, and a method for manufacturing the same.

일반적으로, 대부분 세라믹 소결체는 몰드(mold)에 압축 성형 되어 고온에서 소결하는 방법을 사용하고 있었으나 이러한 방법은 복잡한 형상을 재현하거나 경제적인 측면에 있어서 한계가 있었다.In general, most ceramic sintered bodies were made by compression molding in a mold and sintering at high temperatures, but this method had limitations in reproducing complex shapes and in terms of economy.

3D 프린팅은 3차원 CAD 모델을 2차원 평면의 디지털 단면도로 분해하여, 각각의 층을 성형하면서 쌓아 올리는 첨단 제조 기술이다. 기존의 주조 및 가공으로는 구현하기 어려운 복잡 형상의 정밀한 구조물을 유연하게 제조할 수 있는 장점이 있다.3D printing is a cutting-edge manufacturing technology that decomposes a three-dimensional CAD model into two-dimensional digital cross-sections, then builds up each layer by forming it. It offers the advantage of being able to flexibly manufacture complex, precise structures that are difficult to achieve with conventional casting and machining.

이에, 세라믹 소결체를 3D 프린팅 기술을 활용하여 제조하기 위한 연구가 꾸준히 지속되고 있다. Accordingly, research is being conducted continuously to manufacture ceramic sintered bodies using 3D printing technology.

하지만, 대부분의 레진이 고함량의 세라믹 파우더를 포함하고 있었기 때문에 높은 점도 및 분산 안정성에서 큰 문제를 보였다.However, since most of the resins contained a high content of ceramic powder, they showed major problems in high viscosity and dispersion stability.

또한, 지금까지는 다양한 색상을 구현하기 위해 무기 안료 등을 사용하여 출력물 및 소결체를 얻었지만 이 경우, 원재료의 함량이 떨어져 출력물이 소결 후 모양을 유지할 수 없는 문제가 존재한다.In addition, up to now, prints and sintered bodies have been obtained using inorganic pigments, etc. to implement various colors, but in this case, there is a problem that the content of the raw material is low and the prints cannot maintain their shape after sintering.

이에, 고함량의 세라믹 파우더를 함유하더라도, 적절한 점도를 가지며, 높은 물성을 갖는 출력물을 제조할 수 있는 3D 프린팅 조성물 및 그를 활용한 소결체 제조방법에 대한 기술이 요구된다.Accordingly, there is a need for a technology for a 3D printing composition capable of producing an output product having an appropriate viscosity and high physical properties even if it contains a high content of ceramic powder, and a method for producing a sintered body using the same.

한편, 전술한 배경기술은 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.Meanwhile, the background technology described above cannot necessarily be said to be a publicly known technology disclosed to the general public prior to the filing of the present invention.

한국 공개특허 제10-2146039호Korean Patent Publication No. 10-2146039

본 발명의 일 실시예는 고함량의 지르코니아 분말에서도 안정적으로 출력 및 소결이 가능한 지르코니아 3D 프린팅 조성물을 제공하는 데에 목적이 있다. One embodiment of the present invention aims to provide a zirconia 3D printing composition capable of stable printing and sintering even with a high content of zirconia powder.

본 발명의 일 실시예는 다양한 색상을 가지며 우수한 물성을 가지는 소결체를 제조할 수 있는 지르코니아 3D 프린팅 조성물을 제공하는 데에 목적이 있다.One embodiment of the present invention aims to provide a zirconia 3D printing composition capable of producing a sintered body having various colors and excellent physical properties.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 지르코니아 3D 프린팅 조성물은 상기 지르코니아 3D 프린팅 조성물 100 중량부에 대하여 지르코니아 분말 65 내지 90중량부, 반응성 모노머와 반응성 올리고머 5 내지 20 중량부, 희석제 1 내지 15 중량부 및 광개시제 0.1 내지 1 중량부를 포함한다.As a technical means for achieving the above-described technical task, the zirconia 3D printing composition of the present invention comprises 65 to 90 parts by weight of zirconia powder, 5 to 20 parts by weight of a reactive monomer and a reactive oligomer, 1 to 15 parts by weight of a diluent, and 0.1 to 1 part by weight of a photoinitiator, per 100 parts by weight of the zirconia 3D printing composition.

예컨대, 상기 지르코니아 분말은 상기 지르코니아 분말 100 중량부에 대하여 흰색 지르코니아 45 내지 90 중량부, 노란색 지르코니아 5 내지 35 중량부, 핑크색 지르코니아 1 내지 20 중량부, 회색 지르코니아 0.1 내지 3 중량부를 포함하는 할 수 있다.For example, the zirconia powder may contain 45 to 90 parts by weight of white zirconia, 5 to 35 parts by weight of yellow zirconia, 1 to 20 parts by weight of pink zirconia, and 0.1 to 3 parts by weight of gray zirconia, per 100 parts by weight of the zirconia powder.

예컨대, 상기 지르코니아 3D 프린팅 조성물은 상기 지르코니아 3D 프린팅 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부로 함유되는 착색 첨가제 분말을 더 포함할 수 있다.For example, the zirconia 3D printing composition may further include a coloring additive powder contained in an amount of 0.01 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the zirconia 3D printing composition.

예컨대, 상기 지르코니아 3D 프린팅 조성물은 상기 지르코니아 분말 및 착색 첨가제 분말의 합 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 함유되는 분산제를 더 포함할 수 있다.For example, the zirconia 3D printing composition may further include a dispersant contained in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the zirconia powder and the coloring additive powder.

예컨대, 상기 착색 첨가제 분말은 금속 산화물 또는 금속 염화물을 포함하고, 상기 금속 산화물은 구리(Cu), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 이트륨(Y), 네오디뮴(Nd), 세륨(Ce), 에르븀(Er), 프라세오디륨(Pr), 코발트(Co) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이고, 상기 금속 염화물은 염화제2철(FeCl36H2O), 몰리브데늄 염화물(MoCl3), 염화크롬 육수화물 (CrCl36H2O), 바나듐 염화물(VCl3), 알루미노규산염(Aluminosilicate), 구리 크롬 산화물(Cu/Cr Oxide), 철 크롬 산화물(Fe/Cr Oxide), 산화철 III (FeO3), 카본 블랙(Carbon black)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.For example, the coloring additive powder may include a metal oxide or a metal chloride, and the metal oxide may be at least one selected from the group consisting of copper (Cu), iron (Fe), magnesium (Mg), manganese (Mn), yttrium (Y), neodymium (Nd), cerium (Ce), erbium (Er), praseodymium (Pr), cobalt (Co), and nickel (Ni), and the metal chloride may be at least one selected from the group consisting of ferric chloride (FeCl 3 6H 2 O), molybdenum chloride (MoCl 3 ), chromium chloride hexahydrate (CrCl 3 6H 2 O), vanadium chloride (VCl 3 ), aluminosilicate, copper chromium oxide (Cu/Cr Oxide), iron chromium oxide (Fe/Cr Oxide), iron III oxide (FeO 3 ), and carbon black. Can be.

예컨대, 상기 반응성 모노머는 1~9 관능기을 가지는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트로 이루어지고, 방향족 비닐 화합물류, 불포화 카르복실산 에스테르류, 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르류, 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르류, 카르복실산 비닐에스테르류, 불포화 에테르류, 불포화 아미드류, 지방족 공액 디엔류, 불포화 옥세탄 카르복실레이트 화합물류로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.For example, the reactive monomer may be characterized by being composed of an acrylate or methacrylate having 1 to 9 functional groups, and being at least one selected from the group consisting of aromatic vinyl compounds, unsaturated carboxylic acid esters, unsaturated carboxylic acid aminoalkyl esters, unsaturated carboxylic acid glycidyl esters, carboxylic acid vinyl esters, unsaturated ethers, unsaturated amides, aliphatic conjugated dienes, and unsaturated oxetane carboxylate compounds.

예컨대, 반응성 모노머는 100 내지 2,000의 분자량을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.For example, the reactive monomer may be characterized as having a molecular weight of 100 to 2,000.

예컨대, 반응성 올리고머는 1~9 관능기를 가지는 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 우레탄계 변성 에폭시 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 아크릴릭 아크릴레이트로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 할 수 있다.For example, the reactive oligomer may be characterized by being selected from the group consisting of epoxy acrylate, urethane acrylate, polyester acrylate, urethane-modified epoxy acrylate, polyether acrylate, and acrylic acrylate having 1 to 9 functional groups.

예컨대, 반응성 올리고머는 1,500 내지 30,000의 분자량을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.For example, the reactive oligomer may be characterized as having a molecular weight of 1,500 to 30,000.

예컨대, 광개시제는 Phenyl-bis-(2,4,6trimethylbenzoyl) phosphine oxide(2,4,6-Trimethylbenzoyl)-diphenyl phosphine oxide Benzophenone, 1-Hydroxy-cyclohexylphenyl-ketone 2-Hydroxy-2-methyl1-phenyl-1-propanone, 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone 2-Benzyl-2dimethylamino-1[4-(4-morpholinyl) phenyl]-1-butanone 으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 할 수 있다.For example, the photoinitiator may be characterized by being at least one selected from the group consisting of Phenyl-bis-(2,4,6trimethylbenzoyl) phosphine oxide (2,4,6-Trimethylbenzoyl)-diphenyl phosphine oxide, Benzophenone, 1-Hydroxy-cyclohexylphenyl-ketone, 2-Hydroxy-2-methyl1-phenyl-1-propanone, 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone, and 2-Benzyl-2dimethylamino-1[4-(4-morpholinyl) phenyl]-1-butanone.

예컨대, 지르코니아3D 프린팅 조성물은 25℃에서 500 내지 200,000Cp의 점도를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.For example, the zirconia 3D printing composition may be characterized as having a viscosity of 500 to 200,000 Cp at 25°C.

본 발명의 지르코니아3D 프린팅 조성물을 활용한 소결체 제조방법은 상기 지르코니아3D 프린팅 조성물을 이용해 3D 프린팅하여 출력물을 형성하는 출력물 형성단계, 출력물을 탈지하는 탈지 단계, 탈지된 출력물을 가소결하는 단계, 가소결 된 가소결체에 금속염 액상 착색제를 사용하여 착색하는 착색 단계 및 착색된 지르코니아 가소결체를 최종 소결하는 최종 소결단계를 포함한다.The method for manufacturing a sintered body using the zirconia 3D printing composition of the present invention includes an output forming step of forming an output by 3D printing using the zirconia 3D printing composition, a degreasing step of degreasing the output, a step of pre-sintering the degreasing output, a coloring step of coloring the pre-sintered sintered body using a metal salt liquid coloring agent, and a final sintering step of finally sintering the colored zirconia pre-sintered body.

예컨대, 상기 탈지 단계는100 내지 400℃에서 1 내지 10시간 동안 탈지하는 1차 탈지 단계, 및400 내지 700℃에서 1 내지 10시간 동안 탈지하는 2차 탈지 단계를 포함하고, 상기 탈지된 출력물을 가소결하는 단계는, 700 내지 1200℃에서 1 내지 10 시간 동안 가소결하는 단계를 포함할 수 있다.For example, the degreasing step may include a first degreasing step of degreasing at 100 to 400°C for 1 to 10 hours, and a second degreasing step of degreasing at 400 to 700°C for 1 to 10 hours, and the step of sintering the degreasing output may include a step of sintering at 700 to 1200°C for 1 to 10 hours.

예컨대, 상기 출력물 형성단계는, 상기 출력물의 KS M ISO6872 방법에 의한 2점 굴곡 강도가 50 내지 500KPa이되록 형성하는 단계를 포함할 수 있다.For example, the output forming step may include a step of forming the output so that the two-point bending strength of the output according to the KS M ISO6872 method is 50 to 500 KPa.

본 발명의 소결체는 상기 지르코니아 3D 프린팅 조성물로 제조된다.The sintered body of the present invention is manufactured using the above zirconia 3D printing composition.

예컨대, 상기 지르코니아 3D 프린팅 조성물로 제조된 소결체는 KS L ISO 6872 방법에 의한 3점 굴곡 강도가 100 내지 1,000MPa일 수 있다.For example, a sintered body manufactured using the zirconia 3D printing composition may have a three-point flexural strength of 100 to 1,000 MPa according to the KS L ISO 6872 method.

상기 지르코니아 3D 프린팅 조성물로 제조된 소결체는 CIE 표색계 값(L*a*b*)에서 L* 값은 40이상, a* 값은 -3.04초과, b* 값은 40이하인 값을 가질 수 있다.The sintered body manufactured using the above zirconia 3D printing composition may have an L* value of 40 or more, an a* value of -3.04 or more, and a b* value of 40 or less in the CIE colorimetric system (L*a*b*).

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지르코니아 3D 프린팅 조성물은 우수한 강도를 갖는 다양한 색상의 소결체를 제공할 수 있다.According to any one of the above-described problem solving means of the present invention, the zirconia 3D printing composition according to one embodiment of the present invention can provide a sintered body of various colors having excellent strength.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below.

도 1은 본 발명의 지르코니아 3D 프린팅 조성물을 활용한 소결체 제조방법의 순서도이다.
도 2는 실시예 1 내지 6 및 비교예 1의 점도를 평가한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 실시예 1 내지 6에 의해 제조된 출력물의2점 굴곡 강도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 실시예 1 내지 6에 의해 제조된 소결체의3점 굴곡 강도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
Figure 1 is a flow chart of a method for manufacturing a sintered body using the zirconia 3D printing composition of the present invention.
Figure 2 is a graph showing the results of evaluating the viscosity of Examples 1 to 6 and Comparative Example 1.
Figure 3 is a graph showing the results of measuring the two-point bending strength of the outputs manufactured by Examples 1 to 6.
Figure 4 is a graph showing the results of measuring the three-point flexural strength of sintered bodies manufactured by Examples 1 to 6.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention are described in detail so that those skilled in the art can easily implement them. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, irrelevant parts have been omitted for clarity of description, and similar reference numerals have been used throughout the specification to indicate similar elements.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only "directly connected" but also "indirectly connected" with other components intervening. Furthermore, when a part is said to "include" a component, this does not exclude other components, but rather includes other components, unless otherwise stated.

본 발명의 일 실시예에 따른 지르코니아 3D 프린팅 조성물은 지르코니아 분말, 반응성 모노머, 반응성 올리고머, 희석제 및 광개시제를 포함한다.A zirconia 3D printing composition according to one embodiment of the present invention comprises zirconia powder, a reactive monomer, a reactive oligomer, a diluent, and a photoinitiator.

지르코니아 분말은 본 발명의 일 실시예에 따른 지르코니아 3D 프린팅 조성물의 주성분으로 소결체의 색상을 구현할 수 있는 물질이다.Zirconia powder is a main component of a zirconia 3D printing composition according to one embodiment of the present invention and is a material capable of implementing the color of a sintered body.

지르코니아 분말은 이트리아(Y2O3), 하프니아(HfO2), 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO) 등과 같은 안정화제에 의해 안정화될 수 있다. 예를 들어, 지르코니아 분말은 3 내지 8 mol% 이트리아에 의해 안정화된 지르코니아 분말일 수 있다. The zirconia powder can be stabilized by a stabilizer such as yttria (Y 2 O 3 ), hafnia (HfO 2 ), silica (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), iron oxide (Fe 2 O 3 ), calcium oxide (CaO), magnesium oxide (MgO), etc. For example, the zirconia powder can be a zirconia powder stabilized by 3 to 8 mol% yttria.

지르코니아 분말은 지르코니아 3D 프린팅 조성물 100 중량부에 대하여 65 내지 90중량부로 포함될 수 있다.The zirconia powder may be included in an amount of 65 to 90 parts by weight per 100 parts by weight of the zirconia 3D printing composition.

지르코니아 분말은 흰색 지르코니아 분말, 노란색 지르코니아 분말, 핑크색 지르코니아 분말 및 회색 지르코니아 분말을 포함할 수 있다.The zirconia powder may include white zirconia powder, yellow zirconia powder, pink zirconia powder and gray zirconia powder.

구체적으로, 지르코니아 분말은 지르코니아 분말 100 중량부에 대하여 45 내지 90 중량부의 흰색 지르코니아, 지르코니아 분말 100 중량부에 대하여 5 내지35 중량부의 노란색 지르코니아, 지르코니아 분말 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부의 핑크색 지르코니아, 지르코니아 분말 100 중량부에 대하여 0.1 내지 3 중량부의 회색 지르코니아 분말을 포함할 수 있다. Specifically, the zirconia powder may include 45 to 90 parts by weight of white zirconia per 100 parts by weight of the zirconia powder, 5 to 35 parts by weight of yellow zirconia per 100 parts by weight of the zirconia powder, 1 to 20 parts by weight of pink zirconia per 100 parts by weight of the zirconia powder, and 0.1 to 3 parts by weight of gray zirconia powder per 100 parts by weight of the zirconia powder.

반응성 모노머는 올리고머의 광중합 반응을 가교하는 물질로서, 아크릴레이트 기를 1개 이상 포함하는 유기물로 구성될 수 있다.The reactive monomer is a material that crosslinks the photopolymerization reaction of the oligomer and may be composed of an organic material containing one or more acrylate groups.

반응성 모노머는 100 내지 2,000g/mol의 분자량을 가질 수 있다.The reactive monomer may have a molecular weight of 100 to 2,000 g/mol.

예를 들어, 반응성 모노머는 1~9 관능기를 가지는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 반응성 모노머는 방향족 비닐 화합물류, 불포화 카르복실산 에스테르류, 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르류, 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르류, 카르복실산 비닐에스테르류, 불포화 에테르류, 불포화 아미드류, 지방족 공액 디엔류, 불포화 옥세탄 카르복실레이트 화합물류 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.For example, the reactive monomer may be composed of an acrylate or methacrylate having a functional group of 1 to 9. For example, the reactive monomer may include at least one of aromatic vinyl compounds, unsaturated carboxylic acid esters, unsaturated carboxylic acid aminoalkyl esters, unsaturated carboxylic acid glycidyl esters, carboxylic acid vinyl esters, unsaturated ethers, unsaturated amides, aliphatic conjugated dienes, and unsaturated oxetane carboxylate compounds.

반응성 올리고머는 광중합 반응에 의해 고분자 사슬을 형성하는 물질로서, 광중합 반응을 일으키는 유기 관능기를 적어도 하나 이상 포함하고, 1,500 내지 30,000g/mol의 분자량을 가질 수 있다.A reactive oligomer is a substance that forms a polymer chain by a photopolymerization reaction, contains at least one organic functional group that causes a photopolymerization reaction, and may have a molecular weight of 1,500 to 30,000 g/mol.

예를 들어, 반응성 올리고머는 1~9 관능기를 가지는 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 우레탄계 변성 에폭시 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 아크릴릭 아크릴레이트 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.For example, the reactive oligomer may include at least one of an epoxy acrylate having 1 to 9 functional groups, a urethane acrylate, a polyester acrylate, a urethane-modified epoxy acrylate, a polyether acrylate, and an acrylic acrylate.

반응성 올리고머 및 반응성 모노머 혼합물은 지르코니아 3D 프린팅 조성물 100 중량부에 대하여 5내지 20 중량부로 포함될 수 있다.The reactive oligomer and reactive monomer mixture may be included in an amount of 5 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the zirconia 3D printing composition.

희석제는 OH 기를 1개 이상 포함하는 지방족 화합물로서, 예를 들어, 글리세린, 부틸글라이콜, 에틸렌글라이콜 등의 다이올과 캠버, 캠퍼롤, 데카하이드로나프탈렌 다이올 등을 포함할 수 있다.The diluent is an aliphatic compound containing one or more OH groups, and may include, for example, diols such as glycerin, butyl glycol, ethylene glycol, and kaempferol, decahydronaphthalene diol, and the like.

희석제는 지르코니아 3D 프린팅 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 15 중량부로 포함될 수 있다.The diluent may be included in an amount of 1 to 15 parts by weight per 100 parts by weight of the zirconia 3D printing composition.

광개시제는 광에 의해 라디칼 또는 양이온을 생성하여 광중합을 개시하는 물질로서, Phenyl-bis-(2,4,6trimethylbenzoyl) phosphine oxide(2,4,6-Trimethylbenzoyl)-diphenyl phosphine oxide Benzophenone, 1-Hydroxy-cyclohexylphenyl-ketone 2-Hydroxy-2-methyl1-phenyl-1-propanone, 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone 2-Benzyl-2dimethylamino-1[4-(4-morpholinyl) phenyl]-1-butanone 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.A photoinitiator is a substance that initiates photopolymerization by generating radicals or cations by light, and may include at least one of Phenyl-bis-(2,4,6trimethylbenzoyl) phosphine oxide (2,4,6-Trimethylbenzoyl)-diphenyl phosphine oxide, Benzophenone, 1-Hydroxy-cyclohexylphenyl-ketone, 2-Hydroxy-2-methyl1-phenyl-1-propanone, 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone, and 2-Benzyl-2dimethylamino-1[4-(4-morpholinyl) phenyl]-1-butanone.

광개시제는 지르코니아 3D 프린팅 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 1 중량부로 포함될 수 있다.The photoinitiator may be included in an amount of 0.1 to 1 part by weight per 100 parts by weight of the zirconia 3D printing composition.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 지르코니아 3D 프린팅 조성물은 착색 첨가제 분말을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the zirconia 3D printing composition according to one embodiment of the present invention may further include a coloring additive powder.

착색 첨가제 분말은 색상 구현이 가능한 금속 산화물 또는 금속 염화물을 포함할 수 있다.The color additive powder may contain a metal oxide or metal chloride capable of implementing color.

이때, 금속 산화물은 구리(Cu), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 이트륨(Y), 네오디뮴(Nd), 세륨(Ce), 에르븀(Er), 프라세오디륨(Pr), 코발트(Co) 및 니켈(Ni) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.At this time, the metal oxide may include at least one of copper (Cu), iron (Fe), magnesium (Mg), manganese (Mn), yttrium (Y), neodymium (Nd), cerium (Ce), erbium (Er), praseodymium (Pr), cobalt (Co), and nickel (Ni).

금속 염화물은 염화제2철(FeCl36H2O), 몰리브데늄 염화물(MoCl3), 염화크롬 육수화물 (CrCl36H2O), 바나듐 염화물(VCl3), 알루미노규산염(Aluminosilicate), 구리 크롬 산화물(Cu/Cr Oxide), 철 크롬 산화물(Fe/Cr Oxide), 산화철 III (FeO3), 카본 블랙(Carbon black) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The metal chloride may include at least one of ferric chloride (FeCl 3 6H 2 O), molybdenum chloride (MoCl 3 ), chromium chloride hexahydrate (CrCl 3 6H 2 O), vanadium chloride (VCl 3 ), aluminosilicate, copper chromium oxide (Cu/Cr Oxide), iron chromium oxide (Fe/Cr Oxide), iron III oxide (FeO 3 ), and carbon black.

착색 첨가제 분말은 지르코니아 3D 프린팅 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부로 포함될 수 있다.The coloring additive powder may be included in an amount of 0.01 to 1 part by weight per 100 parts by weight of the zirconia 3D printing composition.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 지르코니아 3D 프린팅 조성물은 분산제를 더 포함할 수 있다.Additionally, the zirconia 3D printing composition according to one embodiment of the present invention may further include a dispersant.

분산제는 세라믹 입자의 분산 효과를 향상시키는 물질로, BYK 계열, 폴리에스터(아민) 계열, 트윈계 계면활성제(Tween surfactant), 로릴 황산나트륨(Sodium Lauryl Sulfate), 도데실 황산나트륨(Sodium dodecylsurfate) 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있으나, 분산성을 향상시킬 수 있는 재료라면 제한을 두지 않는다.A dispersant is a substance that improves the dispersing effect of ceramic particles. BYK series, polyester (amine) series, tween surfactant, sodium lauryl sulfate, sodium dodecyl sulfate, or a mixture thereof can be used, but there are no restrictions on any material that can improve dispersibility.

분산제는 지르코니아 분말 및 착색 첨가제 분말의 합 100 중량부에 대하여 1 내지 10중량부로 포함될 수 있다.The dispersant may be included in an amount of 1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the zirconia powder and the coloring additive powder.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 지르코니아 3D 프린팅 조성물은 광경화 3D 프린팅에 적합한 점도를 가질 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 지르코니아 3D 프린팅 조성물은 지르코니아 분말, 착색 첨가제 분말, 분산제, 반응성 모노머, 반응성 올리고머, 희석제 및 광개시제의 비율에 대한 최적의 함량비를 도출하여 500 내지 200,000cp의 고점도를 가질 수 있다.Meanwhile, the zirconia 3D printing composition according to one embodiment of the present invention may have a viscosity suitable for photocurable 3D printing. Specifically, the zirconia 3D printing composition according to one embodiment of the present invention may have a high viscosity of 500 to 200,000 cP by deriving an optimal content ratio for the ratio of zirconia powder, coloring additive powder, dispersant, reactive monomer, reactive oligomer, diluent, and photoinitiator.

본 발명의 일 실시예에 따른 지르코니아 3D 프린팅 조성물을 활용한 소결체 제조방법은 DLP(Digital Light Processing) 또는 SLA(Stereolithography Apparatus)에 의해 수행될 수 있다. 본 명세서에서는 광경화 3D 프린팅 방법 중, DLP를 기준으로 설명하기로 한다.A method for manufacturing a sintered body using a zirconia 3D printing composition according to one embodiment of the present invention can be performed using DLP (Digital Light Processing) or SLA (Stereolithography Apparatus). In this specification, among photocuring 3D printing methods, DLP will be described as the standard.

도 1은 본 발명의 지르코니아 3D 프린팅 조성물을 활용한 소결체 제조방법의 순서도이다.Figure 1 is a flow chart of a method for manufacturing a sintered body using the zirconia 3D printing composition of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 지르코니아 3D 프린팅 조성물을 활용한 소결체 제조방법은 지르코니아 3D 프린팅용 조성물을 이용해 3D 프린팅하여 출력물을 형성하는 출력물 형성 단계(S10), 출력물을 탈지하는 탈지단계(S20), 탈지된 출력물을 가소결하는 가소결단계(S30), 가소결된 가소결체를 금속염 액상을 통해 착색하는 착색단계(S40) 및 착색된 가소결체를 소결하는 최종 소결단계(S50)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the method for manufacturing a sintered body using the zirconia 3D printing composition of the present invention includes an output forming step (S10) of forming an output by 3D printing using the zirconia 3D printing composition, a degreasing step (S20) of degreasing the output, a pre-sintering step (S30) of pre-sintering the degreasing output, a coloring step (S40) of coloring the pre-sintered pre-sintered body using a metal salt liquid, and a final sintering step (S50) of sintering the colored pre-sintered body.

지르코니아 3D 프린팅 조성물을 활용한 소결체를 제조하기 위해, 먼저 지르코니아 3D 프린팅 조성물을 이용해3D 프린팅하여 출력물을 형성(S10)한다.To manufacture a sintered body using a zirconia 3D printing composition, first, a 3D printing is performed using the zirconia 3D printing composition to form an output (S10).

출력물 형성(S10) 단계는 광경화 방식으로 수행된다.The output formation (S10) step is performed by photocuring.

구체적으로, 출력물 형성(S10) 단계는 조성물로 레이어를 적층하는 적층단계 및 적층된 레이어를 광경화하는 광경화 단계를 반복하여 출력물을 형성할 수 있다.Specifically, the output formation step (S10) can form an output by repeating a lamination step of laminating layers with a composition and a photocuring step of photocuring the laminated layers.

출력물 형성(S10) 단계는 광을 하부에서 상부로 조사하는 바텀업(bottom-up) 방식 또는 광을 상부에서 하부로 조사하는 탑다운(top-down) 방식으로 수행될 수 있다.The output formation step (S10) can be performed in a bottom-up manner in which light is irradiated from the bottom to the top, or in a top-down manner in which light is irradiated from the top to the bottom.

바텀업 방식의 광경화는 광이 투광성의 스테이지 또는 수조를 투과하여 광경화성 소재들에 조사되는 방식이므로, 광이 스테이지 또는 수조를 통과하는 과정에서 산란되거나 반사되어 출력 정밀도 및 효율이 떨어질 수 있다. 반면, 탑다운 방식의 광경화는 광을 광경화성 소재들에 직접 조사하므로, 출력 정밀도 및 효율이 바텀업 방식의 광경화보다 높을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 출력물 형성(S20) 단계는 탑다운 방식으로 수행되는 것이 보다 바람직할 수 있다.Bottom-up photocuring involves irradiating light onto photocurable materials through a transparent stage or tank. Therefore, light may be scattered or reflected as it passes through the stage or tank, potentially reducing output precision and efficiency. On the other hand, top-down photocuring directly irradiates light onto photocurable materials, resulting in higher output precision and efficiency than bottom-up photocuring. Therefore, the output formation step (S20) according to one embodiment of the present invention may be more preferably performed using a top-down method.

또한, 출력물 형성(S10) 단계는 자외선, 적외선 또는 가시광선 중 적어도 어느 하나의 파장대의 광을 조사할 수 있다. 구체적으로, 상술한 파장대의 점 단위 광을 조사하는 레이저 또는 투사 방식으로 면 단위의 광을 조사할 수 있다. Additionally, the output formation step (S10) may irradiate light of at least one wavelength among ultraviolet, infrared, or visible light. Specifically, light of a surface unit may be irradiated using a laser or projection method that irradiates point-by-point light of the wavelength range described above.

한편, 출력물 형성(S10) 단계는 3D 프린터에 관련된 소프트웨어를 사용하여 슬라이싱 두께, 서포터 설정, 위치 설정 등 모델과 관련된 설정과 조사 시간, 대기 시간, 빌드 플레이트 이동 거리 등 조형과 관련된 조건을 설정하여 출력물을 형성할 수 있다.Meanwhile, the output formation step (S10) can form an output by setting model-related settings such as slicing thickness, supporter settings, and position settings, and shaping-related conditions such as irradiation time, waiting time, and build plate movement distance using software related to the 3D printer.

한편, 상술한 방법에 의해 성형된 출력물은 50 내지 500KPa의 2점 굴곡 강도를 가질 수 있다.Meanwhile, the output formed by the above-described method can have a two-point flexural strength of 50 to 500 KPa.

출력물 형성이 완료되면, 출력물을 탈지(S20)한다.When the output formation is complete, the output is degreased (S20).

탈지(S20)단계는 3D 프린팅용 조성물을 제조하기 위해 사용되었던 내부 유기물을 제거하기 위해 수행될 수 있다.The degreasing (S20) step can be performed to remove internal organic matter used to manufacture the composition for 3D printing.

탈지(S20)단계는 고분자 물질이 낮은 활동성을 가지면서 가능한 천천히 배출되도록 제어하기 위해 2 단계 이상으로 나누어 수행될 수 있다. The degreasing (S20) step may be divided into two or more stages to control the discharge of the polymer material as slowly as possible while maintaining low activity.

예를 들어, 1차 탈지는 100 내지 400℃에서 1 내지 10시간 동안 수행될 수 있다.For example, primary degreasing can be performed at 100 to 400°C for 1 to 10 hours.

2차 탈지는 400 내지 700℃에서 1 내지 10시간 동안 수행될 수 있다.Secondary degreasing can be performed at 400 to 700°C for 1 to 10 hours.

탈지가 완료되면, 탈지된 출력물을 가소결(S30)한다.Once the degreasing is complete, the degreasing output is sintered (S30).

가소결 단계(S30)는 착색 용액 도포 전 출력물에 적당한 강도를 구현하기 위해 수행될 수 있다.The sintering step (S30) can be performed to achieve appropriate strength in the output before applying the coloring solution.

가소결(S30) 단계는 대기압의 공기 혹은 불활성 분위기의 고온에서 열처리해 치밀화하는 상압 소결, 가공물의 외부에서 압력과 열을 가하여 치밀화하는 가압소결 등으로 수행될 수 있다.The sintering (S30) step can be performed by pressure sintering, which densifies the workpiece by heat treatment at high temperature in air or an inert atmosphere at atmospheric pressure, or pressure sintering, which densifies the workpiece by applying pressure and heat from the outside.

예를 들어, 가소결(S30) 단계는 700 내지 1200℃에서 1 내지 10 시간 동안 수행될 수 있다.For example, the sintering (S30) step can be performed at 700 to 1200°C for 1 to 10 hours.

만약 700℃ 미만의 온도에서 1시간 미만으로 수행될 경우, 소재의 치밀화가 제대로 이루어지지 않아 원하는 가소결체의 물성이 저하될 수 있다. 반대로 1200℃ 초과의 온도에서 10시간 초과로 수행될 경우, 착색 용액의 침투가 용이하지 않아 착색(S40) 단계에서 원하는 색상이 구현되지 못할 수 있다.If the process is performed at a temperature below 700°C for less than 1 hour, the densification of the material may not occur properly, which may result in a deterioration of the desired properties of the sintered body. Conversely, if the process is performed at a temperature exceeding 1200°C for more than 10 hours, the penetration of the coloring solution may not be easy, making it difficult to achieve the desired color in the coloring (S40) step.

가소결이 완료되면, 가소결된 가소결체를 착색 용액을 통해 착색(S40)한다.When the sintering is complete, the sintered body is colored (S40) using a coloring solution.

착색(S40)단계는 소결체에 보다 뚜렷한 색상을 구현시키기 위해 수행될 수 있다.The coloring (S40) step can be performed to implement a more distinct color in the sintered body.

착색 용액은 금속염 용액으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 착색 용액은 질산제2철9수화물(FeH18N3O18), 질산크롬9수화물(Cr(NO3)3·9H2O), 질산프라세오디뮴6수화물(Pr(NO3)3·6H2O), 질산망간수화물(Mn(NO3)2·xH2O), 질산에르븀수화물(Er(NO3)3·xH2O), 질산네오디뮴6수화물(Nd(NO3)3·6H2O), 질산코발트6수화물(Co(NO3)2·6H2O), 크롬염화6수화물(CrCl3·6H2O), 터븀염화6수화물(TbCl3·6H2O), 염화네오디뮴6수화물(NdCl3·6H2O), 염화에르븀6수화물(ErCl3·6H2O) 등을 포함할 수 있다.The coloring solution may be composed of a metal salt solution. For example, the coloring solution may be ferric nitrate nonahydrate (FeH 18 N 3 O 18 ), chromium nitrate nonahydrate (Cr(NO 3 ) 3 9H 2 O), praseodymium nitrate hexahydrate (Pr(NO 3 ) 3 6H 2 O), manganese nitrate hexahydrate (Mn(NO 3 ) 2 xH 2 O), erbium nitrate hexahydrate (Er(NO 3 ) 3 xH 2 O), neodymium nitrate hexahydrate (Nd(NO 3 ) 3 6H 2 O), cobalt nitrate hexahydrate (Co(NO 3 ) 2 6H 2 O), chromium chloride hexahydrate (CrCl 3 6H 2 O), terbium chloride hexahydrate (TbCl 3 6H 2 O), neodymium chloride hexahydrate (NdCl 3 ·6H 2 O), erbium chloride hexahydrate (ErCl 3 ·6H 2 O), etc.

또한, 착색 용액은 산성 착색제(acid based coloring agent) 및 수성 착색제(water-based coloring agent)를 포함한다.Additionally, the coloring solution includes an acid based coloring agent and a water-based coloring agent.

산성 착색제는 강산인 염산(hydrochloric acid)을 포함하며, 산-염기 반응을 일으켜 색조를 부여할 수 있다. 수성 착색제는 산 성분 없이 다공성인 지르코니아에 금속 양이온을 침투시켜 색조를 부여할 수 있다.Acidic colorants contain hydrochloric acid, a strong acid, and can impart color through an acid-base reaction. Water-based colorants can impart color by penetrating metal cations into porous zirconia without the need for an acid component.

한편, 착색(S40)단계는 가소결체 표면에 착색 용액을 분사하거나 펴발라 도포하는 방식 또는 가소결체를 착색 용액에 침지하는 방식 등으로 수행될 수 있다.Meanwhile, the coloring (S40) step can be performed by spraying or spreading a coloring solution on the surface of the sintered body or by immersing the sintered body in a coloring solution.

착색이 완료되면, 착색된 가소결체를 최종 소결(S50)한다.Once coloring is complete, the colored sintered body undergoes final sintering (S50).

최종 소결(S50) 단계는 강도가 향상된 소결체를 제공하기 위해 수행될 수 있다.A final sintering (S50) step may be performed to provide a sintered body with improved strength.

최종 소결은 1,300 내지 1,500℃에서 2 내지 24시간 동안 수행될 수 있다.Final sintering can be performed at 1,300 to 1,500°C for 2 to 24 hours.

만약, 1300℃ 미만의 온도에서 2시간 미만으로 수행될 경우, 소재간 치밀화가 제대로 이루어지지 않아 소결체의 물성이 저하될 수 있다. 반대로, 1500℃ 초과 온도에서 24시간 초과로 수행될 경우, 재료의 화학적 상변이가 일어날 수 있다. If the process is performed at temperatures below 1300℃ for less than 2 hours, densification between materials may not occur properly, which may deteriorate the physical properties of the sintered body. Conversely, if the process is performed at temperatures exceeding 1500℃ for more than 24 hours, chemical phase transformation of the material may occur.

최종 소결(S50) 단계는 가소결(S30) 단계와 마찬가지로 가공물을 대기압의 공기 혹은 불활성 분위기의 고온에서 열처리해 치밀화하는 상압 소결, 가공물의 외부에서 압력과 열을 가하여 치밀화하는 가압소결 등으로 수행될 수 있다. The final sintering (S50) step can be performed, like the pre-sintering (S30) step, by heat-treating the workpiece at high temperature in air or an inert atmosphere at atmospheric pressure to densify it, or by pressure sintering to densify it by applying pressure and heat from the outside of the workpiece.

전술한 본 발명의 실시예에 따른 지르코니아 3D 프린팅용 조성물을 활용한 소결체 제조방법은 지르코니아 3D 프린팅용 조성물을 이용하여 소결체를 제조하므로, 다양한 색상의 소결체를 제공할 수 있다.The method for manufacturing a sintered body using the composition for 3D printing of zirconia according to the embodiment of the present invention described above manufactures a sintered body using the composition for 3D printing of zirconia, and thus can provide sintered bodies of various colors.

본 발명의 일 실시예에 따른 지르코니아 3D 프린팅용 조성물을 활용한 소결체 제조방법은 고점도의 세라믹 3D 프린팅 출력물을 2단계 이상으로 탈지하고, 가소결하는 단계를 포함하므로, 고분자 물질이 낮은 활동성을 가지면서 가능한 천천히 배출되도록 제어할 수 있다. 이에, 소결 시 소결체 표면에 크랙이 발생하거나 층간 분리가 일어나는 것을 방지할 수 있다. 즉, 우수한 강도를 가지는 소결체를 제공할 수 있다.A method for manufacturing a sintered body using a zirconia 3D printing composition according to one embodiment of the present invention includes two or more steps of degreasing and pre-sintering a high-viscosity ceramic 3D printing output, thereby enabling the polymer material to be controlled to be discharged as slowly as possible while maintaining low activity. Accordingly, cracks or delamination on the surface of the sintered body can be prevented during sintering. In other words, a sintered body having excellent strength can be provided.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 지르코니아 3D 프린팅용 조성물을 활용한 소결체 제조방법은 착색 용액으로 착색하는 단계를 포함하므로, 보다 뚜렷한 색상을 갖는 소결체를 제공할 수 있다. In addition, the method for manufacturing a sintered body using a composition for zirconia 3D printing according to one embodiment of the present invention includes a step of coloring with a coloring solution, and thus can provide a sintered body having a more distinct color.

또한, CIE 표색계 값(L*a*b*)에서L* 값은 7이상, a* 값은 -3.04이상, b* 값은 40이하인 값을 가질 수 있다.Additionally, in the CIE colorimetric system values (L*a*b*), the L* value can be 7 or more, the a* value can be -3.04 or more, and the b* value can be 40 or less.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples, but the present invention is not limited to these examples.

실시예.Example.

제조예 1. 지르코니아 3D 프린팅용 조성물을 활용한 소결체 제조Manufacturing Example 1. Manufacturing of a sintered body using a composition for zirconia 3D printing.

각 원료를 [표 1]에 따른 함량비로 첨가하고, 1000rpm의 속도로 5분 동안 교반하여 지르코니아 3D 프린팅용 조성물을 제조하였다.Each raw material was added in the content ratio according to [Table 1] and stirred at a speed of 1000 rpm for 5 minutes to prepare a composition for zirconia 3D printing.

구분division 샘플sample 지르코니아(wt%)Zirconia (wt%) 올리고머(wt%)Oligomer (wt%) 모노머
(wt%)
monomer
(wt%)
분산제(wt%)Dispersant (wt%) 희석제(wt%)Diluent (wt%) 개시제(wt%)Initiator (wt%) 착색제(wt%)Colorant (wt%)
WZWZ YZYZ PZPZ GZGZ 실시예1Example 1 YZ 5YZ 5 7575 55 11 11 22 55 55 55 0.10.1 0.90.9 실시예2Example 2 YZ 10YZ 10 7070 1010 실시예3Example 3 YZ 20YZ 20 6060 2020 실시예4Example 4 YZ 25YZ 25 5555 2525 실시예5Example 5 YZ 30YZ 30 5050 3030 실시예6Example 6 YZ 35YZ 35 4545 3535 비교예1Comparative Example 1 YZ 40YZ 40 4040 4040 비교예2Comparative Example 2 YZ 2YZ 2 7878 22

이후, 지르코니아 3D 프린팅용 조성물을 3D 프린팅 장치로 출력하여 출력물을 형성하였다.since, The composition for zirconia 3D printing was printed using a 3D printing device to form a printed product.

출력물을 0.5℃/min의 속도로 250℃까지 승온시킨 후 370℃에서 3시간 유지하여 1차 탈지하고, 0.5℃/min의 속도로 450℃까지 승온시킨 후 3시간 유지하여 2차 탈지를 실시하였다. The output was heated to 250°C at a rate of 0.5°C/min and then maintained at 370°C for 3 hours to perform the first degreasing, and then heated to 450°C at a rate of 0.5°C/min and then maintained for 3 hours to perform the second degreasing.

탈지가 완료된 후, 1,000℃에서 2시간 동안 가소결을 수행하고, 착색 용액으로 착색을 수행하였다.After degreasing was completed, sintering was performed at 1,000°C for 2 hours, and coloring was performed with a coloring solution.

착색을 완료한 후, 1350℃에서 2시간 동안 소결하여 소결체를 제조하였다.After coloring was completed, a sintered body was manufactured by sintering at 1350°C for 2 hours.

실험예 1. 조성물 점도 평가Experimental Example 1. Evaluation of Composition Viscosity

본 실험에서는 지르코니아 3D 프린팅용 조성물에 첨가되는 황색 계열의 지르코니아의 함량별 조성물 점도를 평가하였다.In this experiment, the viscosity of the composition was evaluated according to the content of yellow zirconia added to the composition for zirconia 3D printing.

도 2는 실시예 1 내지 6 및 비교예 1의 점도를 평가한 결과를 나타낸 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the results of evaluating the viscosity of Examples 1 to 6 and Comparative Example 1.

도 2를 참조하면, 실시예 1 내지 6의 경우, 500 내지 200,000cp의 점도를 가지는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be confirmed that examples 1 to 6 have a viscosity of 500 to 200,000 cp.

이와 달리, 비교예 1의 경우, 200,000cp 초과의 점도를 가지는 것을 확인할 수 있다.In contrast, in the case of Comparative Example 1, it can be confirmed that it has a viscosity exceeding 200,000cp.

구체적으로, 비교예 1은 황색 계열 지르코니아의 함량이 지르코니아 분말 100 중량비에 대하여 35 중량비를 초과함에 따라, 착색 첨가제 분말 내 금속 산화물 및 금속 염화물의 영향이 커져 점도가 크게 증가한 것으로 확인된다.Specifically, in Comparative Example 1, it was confirmed that as the content of yellow series zirconia exceeded 35 weight ratio with respect to 100 weight ratio of zirconia powder, the influence of metal oxides and metal chlorides in the coloring additive powder increased, resulting in a significant increase in viscosity.

실시예 1 내지 6은 발명의 일 실시예에 따른 조성으로 제조되므로, 500 내지 200,000cp의 적절한 점도를 가지며, 조성물의 점도가 너무 높아 출력물의 출력이 불가한 문제를 방지할 수 있다.Since Examples 1 to 6 are manufactured with a composition according to one embodiment of the invention, they have an appropriate viscosity of 500 to 200,000 cp, and can prevent the problem of the viscosity of the composition being too high and thus not being able to output the output.

한편, 지르코니아 3D 프린팅용 조성물의 점도는 지르코니아 분말 내 황색 계열의 지르코니아 함량이 낮아질수록 점점 감소되는 것을 확인할 수 있다.Meanwhile, it can be confirmed that the viscosity of the composition for zirconia 3D printing gradually decreases as the content of yellow zirconia in the zirconia powder decreases.

지르코니아 분말 내 황색 계열의 지르코니아 함량이 지르코니아 분말 100 중량비에 대하여 5중량비 미만일 경우에는 소결체의 발색력이 떨어져 흰색 지르코니아 소결체와의 색 차이를 느끼기 어렵다.When the content of yellow zirconia in the zirconia powder is less than 5 weight ratio with respect to 100 weight ratio of the zirconia powder, the coloring power of the sintered body is reduced, making it difficult to feel the color difference from the white zirconia sintered body.

실험예 2. 출력물의 굴곡 강도 평가Experimental Example 2. Evaluation of the Flexural Strength of the Printed Product

먼저, 3D 프린팅으로 출력된 출력물의 KS M ISO6872 방법에 따라 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에 의해 제조된 출력물의 2점 굴곡 강도를 측정하였다.First, the two-point bending strength of the outputs manufactured by Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 was measured according to the KS M ISO6872 method for outputs produced by 3D printing.

KS M ISO6872 방법에 의한 굴곡 강도 값은 레진의 경화 정도를 파악할 수 있으며, 값이 높을수록 레이어와 레이어 사이의 결합력이 우수한 것을 의미한다.The flexural strength value according to the KS M ISO6872 method can be used to determine the degree of curing of the resin, and a higher value means better bonding between layers.

도 3은 실시예 1 내지 6에 의해 제조된 출력물의2점 굴곡 강도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.Figure 3 is a graph showing the results of measuring the two-point bending strength of the outputs manufactured by Examples 1 to 6.

도 3을 참조하면, 실시예 1 내지 6에 의해 제조된 출력물의2점 굴곡 강도는 50 내지 500KPa인 것을 확인할 수 있다.Referring to Fig. 3, it can be confirmed that the two-point bending strength of the outputs manufactured by Examples 1 to 6 is 50 to 500 KPa.

이와 달리, 비교예 1에 의해 제조된 출력물의2점 굴곡 강도는 50KPa 미만인 것을 확인할 수 있다. In contrast, it can be confirmed that the two-point bending strength of the output manufactured by Comparative Example 1 is less than 50 KPa.

구체적으로, 비교예 1은 노란색 지르코니아의 함량이 지르코니아 분말 100 중량비에 대하여 35 중량비를 초과함에 따라, 2점 굴곡 강도가 저하된 것을 확인할 수 있다.Specifically, in Comparative Example 1, it can be confirmed that the two-point flexural strength is reduced as the content of yellow zirconia exceeds 35 weight ratio with respect to 100 weight ratio of zirconia powder.

이를 통해, 실시예 1 내지 6은 발명의 일 실시예에 따른 조성으로 제조되므로, 50 내지 500KPa의 우수한 2점 굴곡 강도를 가지는 것을 확인할 수 있다.Through this, it can be confirmed that Examples 1 to 6 are manufactured with a composition according to one embodiment of the invention and thus have excellent two-point flexural strength of 50 to 500 KPa.

즉, 본 발명의 출력물은 탈지 및 소결전임에도 불구하고, 우수한 강도를 가짐을 알 수 있으며, 후가공 등이 용이함을 알 수 있다.That is, it can be seen that the output of the present invention has excellent strength despite being degreased and sintered, and that post-processing, etc., is easy.

실험예 3. 소결체의 굴곡 강도 평가Experimental Example 3. Evaluation of the flexural strength of the sintered body

한편, KS L ISO 6872 방법에 따라 실시예 1 내지 6에 의해 제조된 소결체의 3점 굴곡 강도를 측정하였다.Meanwhile, the three-point flexural strength of the sintered bodies manufactured by Examples 1 to 6 was measured according to the KS L ISO 6872 method.

도 4는 실시예 1 내지 6에 의해 제조된 소결체의3점 굴곡 강도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the results of measuring the three-point flexural strength of sintered bodies manufactured by Examples 1 to 6.

도 4를 참조하면, 실시예 1 내지 6에 의해 제조된 소결체의3점 굴곡 강도는 100 내지 1,000MPa인 것을 확인할 수 있다.Referring to Fig. 4, it can be confirmed that the three-point flexural strength of the sintered bodies manufactured by Examples 1 to 6 is 100 to 1,000 MPa.

이와 달리, 비교예 1에 의해 제조된 소결체의3점 굴곡 강도는 100MPa 미만인 것을 확인할 수 있다.In contrast, it can be confirmed that the three-point flexural strength of the sintered body manufactured by Comparative Example 1 is less than 100 MPa.

구체적으로, 비교예 1은 노란색 지르코니아의 함량이 지르코니아 분말 100 중량비에 대하여 35 중량비를 초과함에 따라, 3점 굴곡 강도가 저하된 것을 확인할 수 있다.Specifically, in Comparative Example 1, it can be confirmed that the 3-point flexural strength is reduced as the content of yellow zirconia exceeds 35 weight ratio with respect to 100 weight ratio of zirconia powder.

이를 통해, 실시예 1 내지 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 조성으로 제조되므로, 100 내지 1,000MPa의 우수한 3점 굴곡 강도를 가지는 것을 확인할 수 있다.Through this, it can be confirmed that Examples 1 to 6 are manufactured with a composition according to one embodiment of the present invention, and thus have excellent three-point flexural strength of 100 to 1,000 MPa.

즉, 본 발명에서는 3D 프린팅 방식을 적용하여 소결체를 제작했음에도 불구하고, 전통적인 세라믹 공정을 통하여 제조된 소결체와 유사한 물성 값을 가지는 것을 알 수 있다.That is, in the present invention, although a sintered body was manufactured by applying a 3D printing method, it can be seen that it has similar physical property values to a sintered body manufactured through a traditional ceramic process.

실험예 4. 소결체의 광학특성 평가Experimental Example 4. Evaluation of optical properties of sintered bodies

본 실험에서는 소결체의 CIE 표색계 값(L*a*b*)을 측정하였다.In this experiment, the CIE colorimetric values (L*a*b*) of the sintered body were measured.

이때, CIE 표색계 값은 분광광도계(CM-5, KONICA MINOLTA사, 일본)를 이용하여 측정되었다.At this time, the CIE colorimetric values were measured using a spectrophotometer (CM-5, KONICA MINOLTA, Japan).

표 2는 소결체의 CIE 표색계 값(L*a*b*)을 나타낸다.Table 2 shows the CIE colorimetric values (L*a*b*) of the sintered body.

구분division SampleSample L*L* a*a* b*b* 비교예 2Comparative Example 2 WZ(78wt%)+YZ(2wt%)+
PZ(1wt%)+GZ(1wt%)
WZ(78wt%)+YZ(2wt%)+
PZ(1wt%)+GZ(1wt%)
70.770.7 33 13.713.7
실시예 1Example 1 WZ(75wt%)+YZ(5wt%)+
PZ(1wt%)+GZ(1wt%)
WZ(75wt%)+YZ(5wt%)+
PZ(1wt%)+GZ(1wt%)
68.168.1 7.87.8 29.929.9
실시예 2Example 2 WZ(70wt%)+YZ(10wt%)+PZ(1wt%)+GZ(1wt%)WZ(70wt%)+YZ(10wt%)+PZ(1wt%)+GZ(1wt%) 45.845.8 7.17.1 39.539.5

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims (17)

지르코니아 3D 프린팅 조성물에 있어서
상기 지르코니아 3D 프린팅 조성물 100 중량부에 대하여 지르코니아 분말 65 내지 90중량부;
상기 지르코니아 3D 프린팅 조성물 100 중량부에 대하여 반응성 모노머와 반응성 올리고머 5 내지 20 중량부;
상기 지르코니아 3D 프린팅 조성물 100 중량부에 대하여 희석제 1 내지 15 중량부; 및
상기 지르코니아 3D 프린팅 조성물 100 중량부에 대하여 광개시제 0.1 내지 1 중량부를 포함하고,
상기 지르코니아 분말은
상기 지르코니아 분말 100 중량부에 대하여 흰색 지르코니아 45 내지 90 중량부, 노란색 지르코니아 5 내지 35 중량부, 핑크색 지르코니아 1 내지 20 중량부, 회색 지르코니아 0.1 내지 3 중량부를 포함하고,
상기 노란색 지르코니아 분말은 상기 반응성 모노머의 중량부 이상의 중량부로 포함되는,
지르코니아 3D 프린팅 조성물.
In zirconia 3D printing compositions
65 to 90 parts by weight of zirconia powder per 100 parts by weight of the above zirconia 3D printing composition;
5 to 20 parts by weight of a reactive monomer and a reactive oligomer per 100 parts by weight of the above zirconia 3D printing composition;
1 to 15 parts by weight of a diluent for 100 parts by weight of the above zirconia 3D printing composition; and
Contains 0.1 to 1 part by weight of a photoinitiator for 100 parts by weight of the above zirconia 3D printing composition,
The above zirconia powder
Based on 100 parts by weight of the above zirconia powder, it contains 45 to 90 parts by weight of white zirconia, 5 to 35 parts by weight of yellow zirconia, 1 to 20 parts by weight of pink zirconia, and 0.1 to 3 parts by weight of gray zirconia.
The above yellow zirconia powder is included in an amount greater than the weight part of the above reactive monomer,
Zirconia 3D printing composition.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 지르코니아 3D 프린팅 조성물은
상기 지르코니아 3D 프린팅 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부로 함유되는 착색 첨가제 분말을 더 포함하는,
지르코니아 3D 프린팅 조성물.
In the first paragraph,
The above zirconia 3D printing composition
Further comprising a coloring additive powder contained in an amount of 0.01 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the above zirconia 3D printing composition.
Zirconia 3D printing composition.
제3항에 있어서,
상기 지르코니아 3D 프린팅 조성물은
상기 지르코니아 분말 및 착색 첨가제 분말의 합 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 함유되는 분산제를 더 포함하는,
지르코니아 3D 프린팅 조성물.
In the third paragraph,
The above zirconia 3D printing composition
Further comprising a dispersant contained in an amount of 1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the zirconia powder and the coloring additive powder.
Zirconia 3D printing composition.
제3항에 있어서,
상기 착색 첨가제 분말은
금속 산화물 또는 금속 염화물을 포함하고,
상기 금속 산화물은 구리(Cu), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 이트륨(Y), 네오디뮴(Nd), 세륨(Ce), 에르븀(Er), 프라세오디뮴(Pr), 코발트(Co) 및 니켈(Ni)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이고,
상기 금속 염화물은 염화제2철(FeCl36H2O), 몰리브데늄 염화물(MoCl3), 염화크롬 육수화물 (CrCl36H2O), 바나듐 염화물(VCl3), 알루미노규산염(Aluminosilicate), 구리 크롬 산화물(Cu/Cr Oxide), 철 크롬 산화물(Fe/Cr Oxide), 산화철 III (FeO3), 카본 블랙(Carbon black)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는,
지르코니아 3D 프린팅 조성물.
In the third paragraph,
The above coloring additive powder
Containing metal oxides or metal chlorides,
The above metal oxide is at least one selected from the group consisting of copper (Cu), iron (Fe), magnesium (Mg), manganese (Mn), yttrium (Y), neodymium (Nd), cerium (Ce), erbium (Er), praseodymium (Pr), cobalt (Co), and nickel (Ni).
The metal chloride is characterized in that it is at least one selected from the group consisting of ferric chloride (FeCl 3 6H 2 O), molybdenum chloride (MoCl 3 ), chromium chloride hexahydrate (CrCl 3 6H 2 O), vanadium chloride (VCl 3 ), aluminosilicate, copper chromium oxide (Cu/Cr Oxide), iron chromium oxide (Fe/Cr Oxide), iron III oxide (FeO 3 ), and carbon black.
Zirconia 3D printing composition.
제1항에 있어서,
상기 반응성 모노머는
1~9 관능기를 가지는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트로 이루어지고,
방향족 비닐 화합물류, 불포화 카르복실산 에스테르류, 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르류, 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르류, 카르복실산 비닐에스테르류, 불포화 에테르류, 불포화 아미드류, 지방족 공액 디엔류, 불포화 옥세탄 카르복실레이트 화합물류로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
지르코니아 3D 프린팅 조성물.
In the first paragraph,
The above reactive monomer is
It is composed of acrylate or methacrylate having 1 to 9 functional groups,
A composition characterized by comprising at least one selected from the group consisting of aromatic vinyl compounds, unsaturated carboxylic acid esters, unsaturated carboxylic acid aminoalkyl esters, unsaturated carboxylic acid glycidyl esters, carboxylic acid vinyl esters, unsaturated ethers, unsaturated amides, aliphatic conjugated dienes, and unsaturated oxetane carboxylate compounds.
Zirconia 3D printing composition.
제1항에 있어서,
상기 반응성 모노머는
100 내지 2,000의 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는,
지르코니아 3D 프린팅 조성물.
In the first paragraph,
The above reactive monomer is
Characterized by having a molecular weight of 100 to 2,000,
Zirconia 3D printing composition.
제1항에 있어서,
상기 반응성 올리고머는
1~9 관능기를 가지는 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 우레탄계 변성 에폭시 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 아크릴릭 아크릴레이트로 이루어진 군에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는,
지르코니아 3D 프린팅 조성물.
In the first paragraph,
The above reactive oligomer is
Characterized in that at least one is selected from the group consisting of epoxy acrylate, urethane acrylate, polyester acrylate, urethane-modified epoxy acrylate, polyether acrylate, and acrylic acrylate having 1 to 9 functional groups.
Zirconia 3D printing composition.
제1항에 있어서,
상기 반응성 올리고머는
1,500 내지 30,000의 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는,
지르코니아 3D 프린팅 조성물.
In the first paragraph,
The above reactive oligomer is
Characterized in that it has a molecular weight of 1,500 to 30,000,
Zirconia 3D printing composition.
제1항에 있어서,
상기 광개시제는
Phenyl-bis-(2,4,6trimethylbenzoyl) phosphine oxide
(2,4,6-Trimethylbenzoyl)-diphenyl phosphine oxide
Benzophenone, 1-Hydroxy-cyclohexylphenyl-ketone
2-Hydroxy-2-methyl1-phenyl-1-propanone,
2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone
2-Benzyl-2dimethylamino-1[4-(4-morpholinyl) phenyl]-1-butanone
중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는,
지르코니아 3D 프린팅 조성물.
In the first paragraph,
The above photoinitiator
Phenyl-bis-(2,4,6trimethylbenzoyl)phosphine oxide
(2,4,6-Trimethylbenzoyl)-diphenyl phosphine oxide
Benzophenone, 1-Hydroxy-cyclohexylphenyl-ketone
2-Hydroxy-2-methyl1-phenyl-1-propanone,
2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenone
2-Benzyl-2dimethylamino-1[4-(4-morpholinyl) phenyl]-1-butanone
Characterized by at least one selected from among
Zirconia 3D printing composition.
제1항에 있어서,
상기 지르코니아 3D 프린팅 조성물은
25℃에서 500 내지 200,000Cp의 점도를 갖는 것을 특징으로 하는,
지르코니아 3D 프린팅 조성물.
In the first paragraph,
The above zirconia 3D printing composition
Characterized by having a viscosity of 500 to 200,000 Cp at 25°C,
Zirconia 3D printing composition.
제1항에 따른 지르코니아 3D 프린팅 조성물을 이용해 3D 프린팅하여 출력물을 형성하는 출력물 형성단계;
상기 출력물을 탈지하는 탈지 단계;
상기 탈지된 출력물을 가소결하는 단계;
상기 가소결 된 가소결체에 금속염 액상 착색제를 사용하여 착색하는 착색 단계; 및
상기 착색된 지르코니아 가소결체를 최종 소결하는 최종 소결단계를 포함하는,
지르코니아 3D 프린팅 조성물을 활용한 소결체 제조방법.
An output formation step of forming an output by 3D printing using the zirconia 3D printing composition according to Article 1;
A degreasing step for degreasing the above output;
A step of sintering the above-degreased output;
A coloring step of coloring the above-mentioned sintered body using a metal salt liquid coloring agent; and
Including a final sintering step for finally sintering the colored zirconia sintered body,
A method for manufacturing a sintered body using a zirconia 3D printing composition.
제12항에 있어서,
상기 탈지 단계는
100 내지 400℃에서 1 내지 10시간 동안 탈지하는 1차 탈지 단계; 및
400 내지 700℃에서 1 내지 10시간 동안 탈지하는 2차 탈지 단계를 포함하고,
상기 탈지된 출력물을 가소결하는 단계는,
700 내지 1200℃에서 1 내지 10 시간 동안 가소결하는 단계를 포함하는,
지르코니아 3D 프린팅 조성물을 활용한 소결체 제조방법.
In paragraph 12,
The above degreasing step
A first degreasing step of degreasing at 100 to 400°C for 1 to 10 hours; and
Includes a secondary degreasing step of degreasing at 400 to 700°C for 1 to 10 hours,
The step of sintering the above-degreased output is as follows:
Comprising a step of sintering at 700 to 1200°C for 1 to 10 hours,
A method for manufacturing a sintered body using a zirconia 3D printing composition.
제12항에 있어서,
상기 출력물 형성단계는,
상기 출력물의 KS M ISO6872 방법에 의한 2점 굴곡 강도가 50 내지 500KPa이되도록 형성하는 단계를 포함하는,
지르코니아 3D 프린팅 조성물을 활용한 소결체 제조방법.
In paragraph 12,
The above output formation step is,
Including a step of forming the output so that the two-point bending strength of the output according to the KS M ISO6872 method is 50 to 500 KPa.
A method for manufacturing a sintered body using a zirconia 3D printing composition.
제1항에 따른 지르코니아 3D 프린팅 조성물로 제조된 소결체.A sintered body manufactured using the zirconia 3D printing composition according to claim 1. 제15항에 있어서,
상기 지르코니아 3D 프린팅 조성물로 제조된 소결체는 KS L ISO 6872 방법에 의한 3점 굴곡 강도가 100 내지 1,000MPa인,
지르코니아 3D 프린팅 조성물로 제조된 소결체.
In Article 15,
The sintered body manufactured with the above zirconia 3D printing composition has a three-point flexural strength of 100 to 1,000 MPa according to the KS L ISO 6872 method.
A sintered body manufactured from a zirconia 3D printing composition.
제15항에 있어서,
상기 지르코니아 3D 프린팅 조성물로 제조된 소결체는
CIE 표색계 값(L*a*b*)에서 L* 값은 40이상, a* 값은 -3.04초과, b* 값은 40이하인 값을 갖는,
지르코니아 3D 프린팅 조성물로 제조된 소결체.




In Article 15,
The sintered body manufactured from the above zirconia 3D printing composition
In the CIE colorimetric system (L*a*b*), the L* value is greater than 40, the a* value is greater than -3.04, and the b* value is less than 40.
A sintered body manufactured from a zirconia 3D printing composition.




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US11077612B2 (en) * 2016-07-20 2021-08-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Forming microstructures in 3D printing by fusing and sintering using a fusing agent
TW202010806A (en) * 2018-09-03 2020-03-16 美商陶氏有機矽公司 Low viscosity compositions and 3D printing methods utilizing the compositions
KR102146039B1 (en) 2019-04-08 2020-08-20 한국세라믹기술원 High viscosity photocurable ceramic composite resin composition for three-dimensional printing and method of manufacturing the same
KR102180198B1 (en) * 2019-09-19 2020-11-19 한국신발피혁연구원 A method for manufacturing an article using a 3 dimensional printing
KR102539484B1 (en) * 2020-08-14 2023-06-05 에이온 주식회사 Ceramic slurry compostion for 3D print with high flexural strength
KR102576629B1 (en) * 2021-02-04 2023-09-11 한국세라믹기술원 Composite resin composition for creamic 3d printing capable of implementing various colors and manufacturing method of ceramic 3d printing output sintered body using the same

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