包含荧光剂的氧化锆烧结体

文档序号:1431701 发布日期:2020-03-17 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 包含荧光剂的氧化锆烧结体 (Zirconia sintered body containing fluorescent agent ) 是由 工藤恭敬 加藤牧子 冈田浩一 于 2018-07-27 设计创作,主要内容包括:本发明提供包含荧光剂且透光性和强度优异的氧化锆烧结体、能够获得该氧化锆烧结体的氧化锆成形体和氧化锆煅烧体。本发明涉及氧化锆烧结体,其为包含荧光剂的氧化锆烧结体,其包含4.5~9.0摩尔%的氧化钇,所述氧化锆烧结体的结晶粒径为180nm以下,3点弯曲强度为500MPa以上;涉及氧化锆成形体,其为包含荧光剂的氧化锆成形体,其包含4.5~9.0摩尔%的氧化钇,所述氧化锆成形体在常压下以1100℃烧结2小时后的3点弯曲强度为500MPa以上,在常压下以1100℃烧结2小时后的结晶粒径为180nm以下;涉及氧化锆煅烧体,其为包含荧光剂的氧化锆煅烧体,其包含4.5~9.0摩尔%的氧化钇,所述氧化锆煅烧体在常压下以1100℃烧结2小时后的3点弯曲强度为500MPa以上,在常压下以1100℃烧结2小时后的结晶粒径为180nm以下。(The invention provides a zirconia sintered body which contains a fluorescent agent and has excellent light transmittance and strength, a zirconia formed body and a zirconia calcined body which can obtain the zirconia sintered body. The present invention relates to a zirconia sintered body containing a fluorescent agent, which contains 4.5 to 9.0 mol% of yttria, and has a crystal grain size of 180nm or less and a 3-point bending strength of 500MPa or more; disclosed is a zirconia molded body containing a fluorescent agent, which contains 4.5-9.0 mol% of yttria, wherein the zirconia molded body has a 3-point bending strength of 500MPa or more after being sintered at 1100 ℃ for 2 hours under normal pressure, and a crystal grain diameter of 180nm or less after being sintered at 1100 ℃ for 2 hours under normal pressure; disclosed is a calcined zirconia body containing a fluorescent agent, which contains 4.5-9.0 mol% of yttria, wherein the calcined zirconia body has a 3-point bending strength of 500MPa or more after being sintered at 1100 ℃ for 2 hours under normal pressure, and a crystal grain size of 180nm or less after being sintered at 1100 ℃ for 2 hours under normal pressure.)

包含荧光剂的氧化锆烧结体

技术领域

本发明涉及包含荧光剂的氧化锆烧结体等。

背景技术

近年来,包含氧化钇的氧化锆烧结体被用于齿科用修补物等齿科材料的用途。这些齿科用修补物在大多数情况下通过下述方法来制造:或者将氧化锆颗粒进行压制成形或者使用包含氧化锆颗粒的浆料、组合物进行成形等而制成具有圆盘状、棱柱状等期望形状的氧化锆成形体,接着,将其进行煅烧而制成煅烧体(研磨坯料),将其切削(研磨)成齿科用修补物的目标形状,并进一步进行烧结,由此制造。

至今已知的是:若将氧化锆烧结体所含的氧化钇量设为超过4摩尔%的量,则透光性提高(例如参照专利文献1等)。一般而言,若如上所述地将氧化钇的含量设为较高,则透光性的提高所带来的是弯曲强度等强度容易降低。作为改善该强度降低的方法,可以考虑例如使用粒径小的氧化锆颗粒等来减小氧化锆烧结体的结晶粒径的方法。

然而,人类的自生齿具有荧光性。因此,若齿科用修补物不具有荧光性,则存在如下问题:在例如黑光下进行演出的娱乐设施内等紫外线照射环境下,仅齿科用修补物的部分不发出荧光,看起来像是掉了牙。为了解决这种问题,可以考虑使齿科用修补物包含荧光剂。作为包含荧光剂的氧化锆烧结体,已知例如专利文献2中记载的烧结体等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2015/098765号

专利文献2:日本特表2016-540772号公报。

发明内容

发明所要解决的课题

本发明人等在研究使包含4.5~9.0摩尔%的氧化钇且结晶粒径为180nm以下的透光性和强度优异的氧化锆烧结体进一步包含荧光剂的过程中发现:若使这种氧化锆烧结体单纯地包含荧光剂,则存在强度大幅降低、与预想相比透光性也大幅降低等问题。

因而,本发明的目的在于,提供尽管包含荧光剂但透光性和强度均优异的氧化锆烧结体、能够赋予这种氧化锆烧结体的氧化锆成形体和氧化锆煅烧体、以及能够简便地制造它们的制造方法。

用于解决课题的手段

本发明人等为了实现上述目的而反复进行了深入研究,结果发现:通过调整荧光剂的配合方法等,能够获得尽管包含荧光剂但透光性和强度均优异的以往不存在的新型氧化锆烧结体。并且发现:这种氧化锆烧结体特别适合作为齿科用修补物等齿科材料等,其中,不仅作为牙颈部所使用的齿科用修补物而极其有用,而且作为臼齿咬合面、前齿切端部(前歯切端部)所使用的齿科用修补物也极其有用。本发明人等基于这些见解而进一步反复研究,从而完成了本发明。

即,本发明涉及以下的[1]~[29]。

[1]氧化锆烧结体,其为包含荧光剂的氧化锆烧结体,包含4.5~9.0摩尔%的氧化钇,所述氧化锆烧结体的结晶粒径为180nm以下,3点弯曲强度为500MPa以上。

[2]根据[1]所述的氧化锆烧结体,其中,荧光剂包含金属元素,荧光剂的含量相对于氧化锆的质量以金属元素的氧化物换算计为0.001~1质量%。

[3]根据[1]或[2]所述的氧化锆烧结体,其中,厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率为40%以上。

[4]根据[1]~[3]中任一项所述的氧化锆烧结体,其中,主晶相为立方晶。

[5]根据[1]~[4]中任一项所述的氧化锆烧结体,其中,在180℃的热水中浸渍5小时后的单斜晶相对于正方晶和立方晶的比例为5%以下。

[6]根据[1]~[5]中任一项所述的氧化锆烧结体,其为齿科材料。

[7]根据[6]所述的氧化锆烧结体,其为臼齿咬合面用修补物或前齿切端部用修补物。

[8]氧化锆成形体,其为包含荧光剂的氧化锆成形体,包含4.5~9.0摩尔%的氧化钇,所述氧化锆成形体在常压下以1100℃烧结2小时后的3点弯曲强度为500MPa以上,在常压下以1100℃烧结2小时后的结晶粒径为180nm以下。

[9]根据[8]所述的氧化锆成形体,其由氧化锆颗粒形成。

[10]根据[8]或[9]所述的氧化锆成形体,其中,荧光剂包含金属元素,荧光剂的含量相对于氧化锆的质量以金属元素的氧化物换算计为0.001~1质量%。

[11]根据[8]~[10]中任一项所述的氧化锆成形体,其中,在常压下以1100℃烧结2小时后的厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率为40%以上。

[12]氧化锆煅烧体,其为包含荧光剂的氧化锆煅烧体,包含4.5~9.0摩尔%的氧化钇,所述氧化锆煅烧体在常压下以1100℃烧结2小时后的3点弯曲强度为500MPa以上,在常压下以1100℃烧结2小时后的结晶粒径为180nm以下。

[13]根据[12]所述的氧化锆煅烧体,其是由氧化锆颗粒形成的氧化锆成形体经煅烧而成的。

[14]根据[12]或[13]所述的氧化锆煅烧体,其中,荧光剂包含金属元素,荧光剂的含量相对于氧化锆的质量以金属元素的氧化物换算计为0.001~1质量%。

[15]根据[12]~[14]中任一项所述的氧化锆煅烧体,其中,在常压下以1100℃烧结2小时后的厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率为40%以上。

[16]制造方法,其为制造[8]~[11]中任一项所述的氧化锆成形体的方法,具有将氧化锆颗粒进行成形的成形工序,该氧化锆颗粒包含4.5~9.0摩尔%的氧化钇,且平均一次粒径为20nm以下。

[17]根据[16]所述的制造方法,其还具有将包含氧化锆颗粒的浆料与液体状态的荧光剂进行混合的工序。

[18]根据[16]或[17]所述的制造方法,其中,成形工序为将包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料进行粉浆浇铸的工序。

[19]根据[16]或[17]所述的制造方法,其中,成形工序为将包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料进行凝胶注模的工序。

[20]根据[16]或[17]所述的制造方法,其中,成形工序为将包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末进行压制成形的工序。

[21]根据[16]或[17]所述的制造方法,其中,成形工序为将包含氧化锆颗粒、荧光剂和树脂的组合物进行成形的工序。

[22]根据[16]或[17]所述的制造方法,其中,成形工序为使包含氧化锆颗粒、荧光剂和聚合性单体的组合物进行聚合的工序。

[23]根据[22]所述的制造方法,其中,成形工序为光造形工序。

[24]制造方法,其为制造[12]~[15]中任一项所述的氧化锆煅烧体的方法,具有将[8]~[11]中任一项所述的氧化锆成形体或者通过[16]~[23]中任一项所述的制造方法而得到的氧化锆成形体进行煅烧的工序。

[25]根据[24]所述的制造方法,其中,以300℃以上且小于900℃进行煅烧。

[26]制造方法,其为制造[1]~[7]中任一项所述的氧化锆烧结体的方法,具有将[8]~[11]中任一项所述的氧化锆成形体或者通过[16]~[23]中任一项所述的制造方法而得到的氧化锆成形体在常压下进行烧结的工序。

[27]根据[26]所述的制造方法,其中,以900℃以上且1200℃以下进行烧结。

[28]制造方法,其为制造[1]~[7]中任一项所述的氧化锆烧结体的方法,具有将[12]~[15]中任一项所述的氧化锆煅烧体或者通过[24]或[25]所述的制造方法而得到的氧化锆煅烧体在常压下进行烧结的工序。

[29]根据[28]所述的制造方法,其中,以900℃以上且1200℃以下进行烧结。

发明效果

根据本发明,可提供尽管包含荧光剂但透光性和强度均优异的氧化锆烧结体、能够赋予这种氧化锆烧结体的氧化锆成形体和氧化锆煅烧体、以及能够简便地制造它们的制造方法。

具体实施方式

以下,针对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是,本发明不限定于以下的记载。

[氧化锆烧结体]

本发明的氧化锆烧结体包含荧光剂。氧化锆烧结体因包含荧光剂而具有荧光性。荧光剂的种类没有特别限定,可以使用能够在任意波长的光下发出荧光的荧光剂中的1种或2种以上。作为这种荧光剂,可列举出包含金属元素的荧光剂。作为该金属元素,可列举出例如Ga、Bi、Ce、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Tm等。荧光剂可以单独包含这些金属元素之中的1种,也可以包含2种以上。这些金属元素之中,从更显著地发挥出本发明的效果等出发,优选为Ga、Bi、Eu、Gd、Tm,更优选为Bi、Eu。作为制造本发明的氧化锆烧结体时使用的荧光剂,可列举出例如上述金属元素的氧化物、氢氧化物、乙酸盐、硝酸盐等。此外,荧光剂可以为Y2SiO5:Ce、Y2SiO5:Tb、(Y,Gd,Eu)BO3、Y2O3:Eu、YAG:Ce、ZnGa2O4:Zn、BaMgAl10O17:Eu等。

氧化锆烧结体中的荧光剂的含量没有特别限定,可根据荧光剂的种类、氧化锆烧结体的用途等来适当调整,但从能够优选地用作齿科用修补物等的观点出发,相对于氧化锆烧结体所含的氧化锆的质量,以荧光剂所含的金属元素的氧化物换算计,优选为0.001质量%以上、更优选为0.005质量%以上、进一步优选为0.01质量%以上,此外,优选为1质量%以下、更优选为0.5质量%以下、进一步优选为0.1质量%以下。通过使该含量为上述下限以上,与人类的自生齿相比荧光性也不逊色,此外,通过使该含量为上述上限以下,能够抑制透光性、强度的降低。

本发明的氧化锆烧结体可以包含着色剂。通过使氧化锆烧结体包含着色剂而形成经着色的氧化锆烧结体。着色剂的种类没有特别限定,可以使用为了将陶瓷着色而通常使用的公知颜料、公知的齿科用液体着色剂等。作为着色剂,可列举出包含金属元素的着色剂等,具体而言,可列举出包含铁、钒、镨、饵、铬、镍、锰等金属元素的氧化物、复合氧化物、盐等。此外,也可以使用市售的着色剂,还可以使用例如Zirkonzahn公司制的Prettau ColourLiquid等。氧化锆烧结体可以包含1种着色剂,也可以包含2种以上的着色剂。

氧化锆烧结体中的着色剂的含量没有特别限定,可根据着色剂的种类、氧化锆烧结体的用途等来适当调整,但从能够优选地用作齿科用修补物等的观点出发,相对于氧化锆烧结体所含的氧化锆的质量,以着色剂所含的金属元素的氧化物换算计,优选为0.001质量%以上、更优选为0.005质量%以上、进一步优选为0.01质量%以上,此外,优选为5质量%以下、更优选为1质量%以下、进一步优选为0.5质量%以下,可以为0.1质量%以下、进而可以为0.05质量%以下。

根据本发明,能够获得尽管包含荧光剂但透光性仍然优异的氧化锆烧结体。为了调整该氧化锆烧结体的透光性,本发明的氧化锆烧结体可以包含透光性调节剂。作为具体的透光性调节剂,可列举出例如氧化铝、氧化钛、二氧化硅、锆石、硅酸锂、二硅酸锂等。氧化锆烧结体可以包含1种透光性调节剂,也可以包含2种以上的透光性调节剂。

氧化锆烧结体中的透光性调节剂的含量没有特别限定,可根据透光性调节剂的种类、氧化锆烧结体的用途等来适当调整,从能够优选地用作齿科用修补物等的观点出发,相对于氧化锆烧结体所含的氧化锆的质量,优选为0.1质量%以下。

本发明的氧化锆烧结体包含4.5~9.0摩尔%的氧化钇。在氧化锆烧结体中的氧化钇的含量小于4.5摩尔%的情况下,得不到充分的透光性。此外,在氧化锆烧结体中的氧化钇的含量超过9.0摩尔%的情况下,强度降低。从能够获得透光性和强度更优异的氧化锆烧结体等出发,氧化锆烧结体中的氧化钇的含量优选为5.0摩尔%以上、更优选为5.5摩尔%以上,此外,优选为8.0摩尔%以下、更优选为7.0摩尔%以下。需要说明的是,氧化锆烧结体中的氧化钇的含量是指氧化钇的摩尔数相对于氧化锆和氧化钇的合计摩尔数的比例(摩尔%)。

本发明的氧化锆烧结体的结晶粒径为180nm以下。在结晶粒径超过180nm的情况下,得不到充分的透光性。从能够获得透光性更优异的氧化锆烧结体等出发,结晶粒径优选为140nm以下、更优选为120nm以下、进一步优选为115nm以下,可以为110nm以下。结晶粒径的下限没有特别限定,结晶粒径可以设为例如50nm以上、进而可以设为100nm以上。需要说明的是,氧化锆烧结体中的结晶粒径可通过拍摄氧化锆烧结体截面的场发射型扫描电子显微镜(FE-SEM)照片,选择10个存在于其拍摄图像中的任意颗粒,并以各个圆当量直径(相同面积的正圆的直径)的平均值的形式来求出。

本发明的氧化锆烧结体尽管包含荧光剂但强度仍然优异。本发明的氧化锆烧结体的3点弯曲强度为500MPa以上,优选为600MPa以上、更优选为650MPa以上、进一步优选为700MPa以上、特别优选为800MPa以上。通过使本发明的氧化锆烧结体具有这种3点弯曲强度,在用作例如齿科用修补物时能够抑制口腔内的破损等。该3点弯曲强度的上限没有特别限定,该3点弯曲强度可以设为例如1500MPa以下、进而可以设为1000MPa以下。需要说明的是,氧化锆烧结体的3点弯曲强度可按照JIS R 1601:2008进行测定。

本发明的氧化锆烧结体尽管包含荧光剂但透光性仍然优异。本发明的氧化锆烧结体在厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率优选为40%以上、更优选为45%以上,可以为46%以上、48%以上、50%以上、进而可以为52%以上。通过使该透射率在上述那样的范围内,在用作例如齿科用修补物的情况下,容易满足切端部分所要求的透光性。该透射率的上限没有特别限定,该透射率可以设为例如60%以下、进而可以设为57%以下。需要说明的是,氧化锆烧结体的厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率只要使用分光光度计进行测定即可,可以使用例如分光光度计(日立ハイテクノロジーズ公司制、“日立分光光度计U-3900H形”),使从光源产生的光对试样进行透射和散射,并利用积分球进行测定。在该测定中,可以先在300~750nm的波长区域中测定透射率后,再求出对于波长700nm的光的透射率。作为测定中使用的试样,可以使用对两面进行镜面研磨加工而得的直径15mm×厚度0.5mm的圆盘形状的氧化锆烧结体。

本发明的氧化锆烧结体的主晶相可以为正方晶和立方晶中的任一者,主晶相优选为立方晶。在本发明的氧化锆烧结体中,优选50%以上为立方晶,更优选70%以上为立方晶。氧化锆烧结体中的立方晶的比例可通过晶相的分析来求出。具体而言,针对将氧化锆烧结体的表面进行镜面加工而得的部分,可进行X射线衍射(XRD;X-Ray Diffraction)测定,并利用下述式子来求出。

fc = 100 × Ic/(Im+It+Ic)。

此处,fc表示氧化锆烧结体中的立方晶的比例(%),Im表示2θ=28度附近的峰(基于单斜晶的(11-1)面的峰)的高度,It表示2θ=30度附近的峰(基于正方晶的(111)面的峰)的高度,Ic表示2θ=30度附近的峰(基于立方晶的(111)面的峰)的高度。需要说明的是,2θ=30度附近的峰以基于正方晶的(111)面和立方晶的(111)面的混相的峰的形式出现,在难以分离基于正方晶的(111)面的峰和基于立方晶的(111)面的峰的情况下,可以采用里特弗尔德法等求出正方晶与立方晶的比值,并使其乘以基于该混相的峰的高度(It+c),由此求出It和Ic

本发明的氧化锆烧结体在180℃的热水中浸渍5小时后的单斜晶相对于正方晶和立方晶的比例优选为5%以下、更优选为3%以下、进一步优选为1%以下。通过使该比例在上述范围内,在用作例如齿科用修补物的情况下,能够抑制体积的经年变化而能够防止破坏。该比例可如下求出:将氧化锆烧结体的表面进行镜面加工,将其在180℃的热水中浸渍5小时后,针对上述部分,进行X射线衍射(XRD;X-Ray Diffraction)测定,并利用以下式子来求出。

fm = 100 × Im/(It+c)。

此处,fm表示氧化锆烧结体中的在180℃的热水中浸渍5小时后的单斜晶相对于正方晶和立方晶的比例(%),Im表示2θ=28度附近的峰(基于单斜晶的(11-1)面的峰)的高度,It+c表示2θ=30度附近的峰(基于正方晶的(111)面和立方晶的(111)面的混相的峰)的高度。需要说明的是,2θ=30度附近的峰分离成基于正方晶的(111)面的峰和基于立方晶的(111)面的峰并出现,在难以确定上述It+c的情况下,可以将基于正方晶的(111)面的峰的高度(It)与基于立方晶的(111)面的峰的高度(Ic)之和作为上述It+c

本发明的氧化锆烧结体的制造方法没有特别限定,可通过例如将包含荧光剂且包含4.5~9.0摩尔%氧化钇的氧化锆成形体在常压下进行烧结来制造。此外,也可以通过将煅烧上述那样的氧化锆成形体等而得到的包含荧光剂且包含4.5~9.0摩尔%氧化钇的氧化锆煅烧体在常压下进行烧结来制造。本发明包括氧化锆成形体,其为包含荧光剂的氧化锆成形体,包含4.5~9.0摩尔%的氧化钇,所述氧化锆成形体在常压下以1100℃烧结2小时后的3点弯曲强度为500MPa以上,在常压下以1100℃烧结2小时后的结晶粒径为180nm以下;并且包括氧化锆煅烧体,其为包含荧光剂的氧化锆煅烧体,包含4.5~9.0摩尔%的氧化钇,所述氧化锆煅烧体在常压下以1100℃烧结2小时后的3点弯曲强度为500MPa以上,在常压下以1100℃烧结2小时后的结晶粒径为180nm以下。能够由这种氧化锆成形体和氧化锆煅烧体容易地制造尽管包含荧光剂但透光性和强度均优异的本发明的氧化锆烧结体。

[氧化锆成形体]

本发明的氧化锆成形体包含荧光剂且包含4.5~9.0摩尔%的氧化钇,在常压下以1100℃烧结2小时后的3点弯曲强度为500MPa以上,在常压下以1100℃烧结2小时后的结晶粒径为180nm以下。本发明的氧化锆成形体可以由氧化锆颗粒形成。

本发明的氧化锆成形体所含的荧光剂只要设为与所得氧化锆烧结体所含的荧光剂相同即可。氧化锆成形体中的荧光剂的含量可根据所得氧化锆烧结体中的荧光剂的含量等来适当调整。氧化锆成形体所含的荧光剂的具体含量相对于氧化锆成形体所含的氧化锆的质量以荧光剂所含的金属元素的氧化物换算计优选为0.001质量%以上、更优选为0.005质量%以上、进一步优选为0.01质量%以上,此外,优选为1质量%以下、更优选为0.5质量%以下、进一步优选为0.1质量%以下。

在氧化锆烧结体中包含着色剂的情况下,优选在氧化锆成形体中包含这种着色剂。氧化锆成形体中的着色剂的含量可根据所得氧化锆烧结体中的着色剂的含量等来适当调整。氧化锆成形体所含的着色剂的具体含量相对于氧化锆成形体所含的氧化锆的质量以着色剂所含的金属元素的氧化物换算计优选为0.001质量%以上、更优选为0.005质量%以上、进一步优选为0.01质量%以上,此外,优选为5质量%以下、更优选为1质量%以下、进一步优选为0.5质量%以下,可以为0.1质量%以下、进而可以为0.05质量%以下。

在氧化锆烧结体中包含透光性调节剂的情况下,优选在氧化锆成形体中包含这种透光性调节剂。氧化锆成形体中的透光性调节剂的含量可根据所得氧化锆烧结体中的透光性调节剂的含量等来适当调整。氧化锆成形体所含的透光性调节剂的具体含量相对于氧化锆成形体所含的氧化锆的质量优选为0.1质量%以下。

本发明的氧化锆成形体所含的氧化钇的含量只要设为与所得氧化锆烧结体中的氧化钇的含量相同即可,氧化锆成形体中的氧化钇的具体含量为4.5摩尔%以上,优选为5.0摩尔%以上、更优选为5.5摩尔%以上,此外,为9.0摩尔%以下,优选为8.0摩尔%以下、更优选为7.0摩尔%以下。需要说明的是,氧化锆成形体中的氧化钇的含量是指氧化钇的摩尔数相对于氧化锆和氧化钇的合计摩尔数的比例(摩尔%)。

氧化锆成形体的密度没有特别限定,还因氧化锆成形体的制造方法等而异,从能够获得致密的氧化锆烧结体等出发,该密度优选为3.0g/cm3以上、更优选为3.2g/cm3以上、进一步优选为3.4g/cm3以上。该密度的上限没有特别限定,可以设为例如6.0g/cm3以下、进而可以设为5.8g/cm3以下。

氧化锆成形体的形状没有特别限定,可根据用途而制成期望的形状,若考虑到获得作为用于制造齿科用修补物等齿科材料的研磨坯料而使用的氧化锆煅烧体时的处理性等,则优选为圆盘状、棱柱状(长方体状等)等。需要说明的是,如果如后所述地在氧化锆成形体的制造中采用光造形法等,则能够对氧化锆成形体赋予与最终得到的氧化锆烧结体中的期望形状相应的形状,本发明还包括具有这种期望形状的氧化锆成形体。此外,氧化锆成形体可以为单层结构,也可以为多层结构。通过设为多层结构,能够将最终得到的氧化锆烧结体制成多层结构,能够使其透光性等物性局部地发生变化。

从处理性的观点等出发,氧化锆成形体的双轴弯曲强度优选在2~10MPa的范围内,更优选在5~8MPa的范围内。需要说明的是,氧化锆成形体的双轴弯曲强度可以按照JIS T6526:2012进行测定。

本发明的氧化锆成形体在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后;需要说明的是,也可以暂时在常压下以700℃煅烧2小时后,再以上述条件进行烧结)的结晶粒径为180nm以下。由此,能够容易地制造透光性优异的本发明的氧化锆烧结体。从能够获得透光性更优异的氧化锆烧结体等出发,该结晶粒径优选为140nm以下、更优选为120nm以下、进一步优选为115nm以下,可以为110nm以下。该结晶粒径的下限没有特别限定,该结晶粒径可以设为例如50nm以上、进而可以设为100nm以上。需要说明的是,该结晶粒径的测定方法如氧化锆烧结体中的结晶粒径的上述说明所示。

本发明的氧化锆成形体在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后;需要说明的是,也可以暂时在常压下以700℃煅烧2小时后,再以上述条件进行烧结)的3点弯曲强度为500MPa以上。由此,能够容易地制造强度优异的本发明的氧化锆烧结体。从能够获得强度更优异的氧化锆烧结体等出发,该3点弯曲强度优选为600MPa以上、更优选为650MPa以上、进一步优选为700MPa以上、特别优选为800MPa以上。该3点弯曲强度的上限没有特别限定,该3点弯曲强度可以设为例如1500MPa以下、进而可以设为1000MPa以下。需要说明的是,该3点弯曲强度的测定方法如氧化锆烧结体中的3点弯曲强度的上述说明所示。

氧化锆成形体在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后;需要说明的是,也可以暂时在常压下以700℃煅烧2小时后,再以上述条件进行烧结)的厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率优选为40%以上。由此,能够容易地制造透光性优异的本发明的氧化锆烧结体。从能够获得透光性更优异的氧化锆烧结体等出发,该透射率更优选为45%以上,可以为46%以上、48%以上、50%以上、进而可以为52%以上。该透射率的上限没有特别限定,该透射率可以设为例如60%以下、进而可以设为57%以下。需要说明的是,该透射率的测定方法如氧化锆烧结体中的厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率的上述说明所示。

[氧化锆成形体的制造方法]

本发明的氧化锆成形体的制造方法没有特别限定,从能够容易地获得透光性和强度均优异的本发明的氧化锆烧结体的方面出发,优选通过具有将氧化锆颗粒进行成形的成形工序的方法来制造,更优选通过具有在荧光剂的存在下将氧化锆颗粒进行成形的成形工序的方法来制造。

所使用的氧化锆颗粒所含的氧化钇的含量优选设为与所得氧化锆成形体、进而氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体中的氧化钇的含量相同,氧化锆颗粒中的氧化钇的具体含量优选为4.5摩尔%以上、更优选为5.0摩尔%以上、进一步优选为5.5摩尔%以上,此外,优选为9.0摩尔%以下、更优选为8.0摩尔%以下、进一步优选为7.0摩尔%以下。需要说明的是,氧化锆颗粒中的氧化钇的含量是指氧化钇的摩尔数相对于氧化锆和氧化钇的合计摩尔数的比例(摩尔%)。

所使用的氧化锆颗粒的平均一次粒径优选为30nm以下。由此,能够容易地获得本发明的氧化锆成形体、进而本发明的氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。从本发明的氧化锆成形体、进而本发明的氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体的制造容易度等的观点出发,氧化锆颗粒的平均一次粒径更优选为20nm以下、进一步优选为15nm以下,可以为10nm以下,此外,优选为1nm以上、更优选为5nm以上。需要说明的是,氧化锆颗粒的平均一次粒径可如下求出:例如利用透射型电子显微镜(TEM)对氧化锆颗粒(一次颗粒)拍摄照片,针对所得图像上的任意100个颗粒测定各颗粒的粒径(最大直径),并以它们的平均值的形式来求出。

此外,从容易获得本发明的氧化锆成形体、进而本发明的氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体等的观点出发,所使用的氧化锆颗粒中的50nm以上的一次颗粒的含量优选为5质量%以下、更优选为3质量%以下、进一步优选为1质量%以下。该含量可利用例如Zeta电位测定装置等进行测定。

氧化锆颗粒的制备方法没有特别限定,可以采用例如将粗颗粒进行粉碎而实现微粉化的分解(ブレークダウン)工艺、利用核形成/生长过程由原子和/或离子进行合成的构建(ビルディングアップ)工艺等。其中,为了获得高纯度的微细氧化锆颗粒,优选为构建工艺。

分解工艺可通过利用例如球磨机、珠磨机等进行粉碎来进行。此时,优选使用微小尺寸的粉碎介质,优选使用例如100μm以下的粉碎介质。此外,优选在粉碎后进行分级。

另一方面,作为构建工艺,可列举出例如一边使蒸气压高的金属离子的含氧酸盐或有机金属化合物发生气化一边进行热分解而使氧化物析出的气相热分解法;通过蒸气压高的金属化合物的气体与反应气体的气相化学反应来进行合成的气相反应法;通过将原料加热而使其气化,并在特定压力的非活性气体中进行骤冷而使蒸气冷凝成微粒状的蒸发浓缩法;将熔液以小液滴的形式进行冷却固化而制成粉末的熔液法;使溶剂蒸发而提高液体中的浓度,制成过饱和状态而使其析出的溶剂蒸发法;通过与沉淀剂的反应、水解而将溶质浓度制成过饱和状态,历经核生成-生长过程而使氧化物、氢氧化物等难溶性化合物析出的沉淀法等。

沉淀法可进一步细分为:通过化学反应而在溶液内生成沉淀剂,从而消除沉淀剂浓度的局部不均的均匀沉淀法;通过添加沉淀剂而使液体中共存的多种金属离子同时沉淀的共沉淀法;通过水解而由金属盐溶液、金属醇盐等的醇溶液获得氧化物或氢氧化物的水解法;由高温高压的流体获得氧化物或氢氧化物的溶剂热合成法等,溶剂热合成法可进一步细分为:将水用作溶剂的水热合成法;将水、二氧化碳等的超临界流体用作溶剂的超临界合成法等。

针对任意构建工艺,为了获得更微细的氧化锆颗粒,均优选加快析出速度。此外,所得氧化锆颗粒优选进行分级。

作为构建工艺中的锆源,可以使用例如硝酸盐、乙酸盐、氯化物、醇盐等,具体而言,可以使用氯化氧锆、乙酸锆、硝酸锆等。

此外,为了将氧化锆颗粒所含的氧化钇的含量设为上述范围,可以在氧化锆颗粒的制造过程中配合氧化钇,例如可以使氧化钇固溶于氧化锆颗粒。作为钇源,可以使用例如硝酸盐、乙酸盐、氯化物、醇盐等,具体而言,可以使用氯化钇、乙酸钇、硝酸钇等。

氧化锆颗粒可根据需要而利用具有酸性基团的有机化合物;饱和脂肪酸酰胺、不饱和脂肪酸酰胺、饱和脂肪酸双酰胺、不饱和脂肪酸双酰胺等脂肪酸酰胺;硅烷偶联剂(有机硅化合物)、有机钛化合物、有机锆化合物、有机铝化合物等有机金属化合物等公知的表面处理剂预先进行表面处理。若对氧化锆颗粒进行表面处理,则使用后述那样的分散介质包含25℃下的表面张力为50mN/m以下的液体的浆料来制备包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末时,可以调整与这种液体的混合性,此外,通过后述那样的具有使包含氧化锆颗粒、荧光剂和聚合性单体的组合物进行聚合这一工序的方法来制造氧化锆成形体时等,可以调整氧化锆颗粒与聚合性单体的混合性。上述表面处理剂之中,从与25℃下的表面张力为50mN/m以下的液体的混合性优异、且能够提高氧化锆颗粒与聚合性单体的化学键合性而提高所得氧化锆成形体的强度等出发,优选为具有酸性基团的有机化合物。

作为具有酸性基团的有机化合物,可列举出例如具有至少1个磷酸基、羧酸基、焦磷酸基、硫代磷酸基、膦酸基、磺酸基等酸性基团的有机化合物,这些之中,优选为具有至少1个磷酸基的含磷酸基的有机化合物、具有至少1个羧酸基的含羧酸基的有机化合物,更优选为含磷酸基的有机化合物。氧化锆颗粒可以利用1种表面处理剂进行表面处理,也可以利用2种以上的表面处理剂进行表面处理。在利用2种以上的表面处理剂对氧化锆颗粒进行表面处理的情况下,由此实现的表面处理层可以为2种以上表面处理剂的混合物的表面处理层,也可以为层叠有多个表面处理层的多层结构的表面处理层。

作为含磷酸基的有机化合物,可列举出例如酸式磷酸2-乙基己酯、酸式磷酸硬脂酯、磷酸二氢2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、磷酸二氢3-(甲基)丙烯酰氧基丙酯、磷酸二氢4-(甲基)丙烯酰氧基丁酯、磷酸二氢5-(甲基)丙烯酰氧基戊酯、磷酸二氢6-(甲基)丙烯酰氧基己酯、磷酸二氢7-(甲基)丙烯酰氧基庚酯、磷酸二氢8-(甲基)丙烯酰氧基辛酯、磷酸二氢9-(甲基)丙烯酰氧基壬酯、磷酸二氢10-(甲基)丙烯酰氧基癸酯、磷酸二氢11-(甲基)丙烯酰氧基十一烷酯、磷酸二氢12-(甲基)丙烯酰氧基十二烷基酯、磷酸二氢16-(甲基)丙烯酰氧基十六烷基酯、磷酸二氢20-(甲基)丙烯酰氧基二十烷基酯、磷酸氢双[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]酯、磷酸氢双[4-(甲基)丙烯酰氧基丁基]酯、磷酸氢双[6-(甲基)丙烯酰氧基己基]酯、磷酸氢双[8-(甲基)丙烯酰氧基辛基]酯、磷酸氢双[9-(甲基)丙烯酰氧基壬基]酯、磷酸氢双[10-(甲基)丙烯酰氧基癸基]酯、磷酸二氢1,3-二(甲基)丙烯酰氧基丙酯、磷酸氢2-(甲基)丙烯酰氧基乙基苯酯、磷酸氢2-(甲基)丙烯酰氧基乙基-2-溴乙酯、磷酸氢双[2-(甲基)丙烯酰氧基-(1-羟基甲基)乙基]酯、以及它们的酰卤、碱金属盐、铵盐等。

作为含羧酸基的有机化合物,可列举出例如琥珀酸、草酸、辛酸、癸酸、硬脂酸、聚丙烯酸、4-甲基辛酸、新癸酸、新戊酸、2,2-二甲基丁酸、3,3-二甲基丁酸、2,2-二甲基戊酸、2,2-二乙基丁酸、3,3-二乙基丁酸、环烷酸、环己烷二羧酸、(甲基)丙烯酸、N-(甲基)丙烯酰基甘氨酸、N-(甲基)丙烯酰基天冬氨酸、O-(甲基)丙烯酰基酪氨酸、N-(甲基)丙烯酰基酪氨酸、N-(甲基)丙烯酰基对氨基苯甲酸、N-(甲基)丙烯酰基邻氨基苯甲酸、对乙烯基苯甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基苯甲酸、3-(甲基)丙烯酰氧基苯甲酸、4-(甲基)丙烯酰氧基苯甲酸、N-(甲基)丙烯酰基-5-氨基水杨酸、N-(甲基)丙烯酰基-4-氨基水杨酸、琥珀酸氢2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、邻苯二甲酸氢2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、马来酸氢2-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、2-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)乙酸(通称“MEEAA”)、2-(2-甲氧基乙氧基)乙酸(通称“MEAA”)、琥珀酸单[2-(2-甲氧基乙氧基)乙基]酯、马来酸单[2-(2-甲氧基乙氧基)乙基]酯、戊二酸单[2-(2-甲氧基乙氧基)乙基]酯、丙二酸、戊二酸、6-(甲基)丙烯酰氧基己烷-1,1-二羧酸、9-(甲基)丙烯酰氧基壬烷-1,1-二羧酸、10-(甲基)丙烯酰氧基癸烷-1,1-二羧酸、11-(甲基)丙烯酰氧基十一烷-1,1-二羧酸、12-(甲基)丙烯酰氧基十二烷-1,1-二羧酸、13-(甲基)丙烯酰氧基十三烷-1,1-二羧酸、偏苯三酸4-(甲基)丙烯酰氧基乙酯、偏苯三酸4-(甲基)丙烯酰氧基丁酯、偏苯三酸4-(甲基)丙烯酰氧基己酯、偏苯三酸4-(甲基)丙烯酰氧基癸酯、琥珀酸2-(甲基)丙烯酰氧基乙基-3’-(甲基)丙烯酰氧基-2’-(3,4-二羧基苯甲酰氧基)丙酯、以及它们的酸酐、酰卤、碱金属盐、铵盐等。

此外,作为具有至少1个焦磷酸基、硫代磷酸基、膦酸基、磺酸基等除了上述之外的酸性基团的有机化合物,可以使用例如国际公开第2012/042911号等中记载的有机化合物。

作为饱和脂肪酸酰胺,可列举出例如棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、山嵛酸酰胺等。作为不饱和脂肪酸酰胺,可列举出例如油酸酰胺、芥酸酰胺等。作为饱和脂肪酸双酰胺,可列举出例如亚乙基双棕榈酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、六亚甲基双硬脂酸酰胺等。作为不饱和脂肪酸双酰胺,可列举出例如亚乙基双油酸酰胺、六亚甲基双油酸酰胺、N,N’-二油烯基癸二酸酰胺等。

作为硅烷偶联剂(有机硅化合物),可列举出例如R1 nSiX4-n所示的化合物等(式中,R1为碳原子数1~12的取代或未取代的烃基,X为碳原子数1~4的烷氧基、羟基、卤素原子或氢原子,n为0~3的整数,其中,存在多个R1和X时,彼此可以相同也可以不同)。

作为硅烷偶联剂(有机硅化合物)的具体例,可列举出例如甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷、甲基-3,3,3-三氟丙基二甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、三甲基硅烷醇、甲基三氯硅烷、甲基二氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、三甲基溴硅烷、二乙基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、ω-(甲基)丙烯酰氧基烷基三甲氧基硅烷[(甲基)丙烯酰氧基与硅原子之间的碳原子数:3~12、例如γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等]、ω-(甲基)丙烯酰氧基烷基三乙氧基硅烷[(甲基)丙烯酰氧基与硅原子之间的碳原子数:3~12、例如γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等]等。需要说明的是,本说明书中,“(甲基)丙烯酰基”这一表述以包括甲基丙烯酰基和丙烯酰基这两者的含义来使用。

这些之中,优选为具有官能团的硅烷偶联剂,更优选为ω-(甲基)丙烯酰氧基烷基三甲氧基硅烷[(甲基)丙烯酰氧基与硅原子之间的碳原子数:3~12]、ω-(甲基)丙烯酰氧基烷基三乙氧基硅烷[(甲基)丙烯酰氧基与硅原子之间的碳原子数:3~12]、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷。

作为有机钛化合物,可列举出例如钛酸四甲酯、钛酸四异丙酯、钛酸四正丁酯、钛酸丁酯二聚物、钛酸四(2-乙基己基)酯等。

作为有机锆化合物,可列举出例如异丙醇锆、正丁醇锆、乙酰丙酮锆、乙酸锆等。

作为有机铝化合物,可列举出例如乙酰丙酮铝、铝有机酸盐螯合化合物等。

表面处理的具体方法没有特别限定,可以采用公知的方法,可以采用例如一边剧烈搅拌氧化锆颗粒一边喷雾添加上述表面处理剂的方法;使氧化锆颗粒和上述表面处理剂分散或溶解至适当溶剂后,去除溶剂的方法等。溶剂可以为包含后述那样的25℃下的表面张力为50mN/m以下的液体的分散介质。此外,也可以在使氧化锆颗粒和上述表面处理剂分散或溶解后,进行回流、高温高压处理(高压釜处理等)。

通过具有将氧化锆颗粒进行成形的成形工序的方法来制造氧化锆成形体时的该成形工序的种类没有特别限定,从能够容易地获得本发明的氧化锆成形体、进而本发明的氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体等出发,该成形工序优选包括下述工序中的任一者:

(i)将包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料进行粉浆浇铸的工序;

(ii)将包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料进行凝胶注模的工序;

(iii)将包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末进行压制成形的工序;

(iv)将包含氧化锆颗粒、荧光剂和树脂的组合物进行成形的工序;以及

(v)使包含氧化锆颗粒、荧光剂和聚合性单体的组合物进行聚合的工序。

・包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料

包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料的制备方法没有特别限定,可以通过例如将包含氧化锆颗粒的浆料与荧光剂进行混合来获得。所使用的包含氧化锆颗粒的浆料可以为历经上述破碎工艺、构建工艺而得到的浆料,也可以为市售的浆料。

若通过将包含氧化锆颗粒的浆料与液体状态的荧光剂进行混合来进行包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料的制备,则防止粗大颗粒的混入等,能够容易地获得本发明的氧化锆成形体和氧化锆煅烧体,进而,能够容易地获得尽管包含荧光剂但透光性和强度均优异的本发明的氧化锆烧结体,故而优选。作为液体状态的荧光剂,可以使用例如上述荧光剂的溶液、分散体等,优选为荧光剂的溶液。该溶液的种类没有特别限定,可列举出例如水溶液。该水溶液可以为稀硝酸溶液、稀盐酸溶液等,可根据所使用的荧光剂的种类等来适当选择。

在使氧化锆成形体、进而氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体包含着色剂和/或透光性调节剂的情况下,可以使包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料中包含这种着色剂和/或透光性调节剂。此时,着色剂和/或透光性调节剂优选分别在溶液、分散体等液体状态下与包含氧化锆颗粒的浆料进行混合。

・包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末

包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末的制备方法没有特别限定,也可通过将粉末状的氧化锆颗粒与粉末状的荧光剂进行干混来制造(此处,在使氧化锆成形体、进而氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体包含着色剂和/或透光性调节剂的情况下,也可以进一步干混着色剂和/或透光性调节剂),从能够获得更均匀且物性优异的氧化锆烧结体等出发,优选通过使上述包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料进行干燥来获得。此处供于干燥的该浆料可以进一步包含着色剂和/或透光性调节剂。

该干燥方法没有特别限定,可以采用例如喷雾干燥(spray dry)、超临界干燥、冷冻干燥、热风干燥、减压干燥等。其中,从能够在干燥时抑制颗粒彼此的聚集而能够获得更致密的氧化锆烧结体等出发,优选为喷雾干燥、超临界干燥和冷冻干燥中的任一者,更优选为喷雾干燥和超临界干燥中的任一者,进一步优选为喷雾干燥。

供于干燥的包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料可以是分散介质为水的浆料,从能够在干燥时抑制颗粒彼此的聚集而能够获得更致密的氧化锆烧结体等出发,优选为有机溶剂等除了水之外的分散介质的浆料。

作为有机溶剂,可列举出例如甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇、二甘醇单丁基醚、甘油等醇;丙酮、甲乙酮等酮;四氢呋喃、二乙基醚、二异丙基醚、1,4-二噁烷、二甲氧基乙烷等醚(包含丙二醇单甲基醚乙酸酯(通称为“PGMEA”)等改性醚类(优选为醚改性醚类和/或酯改性醚类、更优选为醚改性亚烷基二醇类和/或酯改性亚烷基二醇类));乙酸乙酯、乙酸丁基等酯;己烷、甲苯等烃;氯仿、四氯化碳等卤代烃等。这些有机溶剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。这些之中,若考虑到对于生物体的安全性和去除容易度这两者,则有机溶剂优选为水溶性有机溶剂,具体而言,更优选为乙醇、2-丙醇、叔丁醇、2-乙氧基乙醇、2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙酮、四氢呋喃。

此外,尤其在采用喷雾干燥的情况下,若供于干燥的包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料的分散介质中包含25℃下的表面张力为50mN/m以下的液体,则能够在干燥时抑制颗粒彼此的聚集而能够获得更致密的氧化锆烧结体,故而优选。从这种观点出发,上述液体的表面张力优选为40mN/m以下、更优选为30mN/m以下。

25℃下的表面张力可以使用例如Handbook of Chemistry and Phisics中记载的值,针对其中没有记载的液体,可以使用国际公开第2014/126034号中记载的值。针对它们均未记载的液体,可通过公知的测定方法来求出,可利用例如吊轮法、Wilhelmy法等进行测定。25℃下的表面张力优选使用协和界面科学公司制的自动表面张力计“CBVP-Z”或KSVINSTRUMENTS LTD公司制的“SIGMA702”进行测定。

作为上述液体,可以使用具有上述表面张力的有机溶剂。作为该有机溶剂,可以使用上述有机溶剂中的具有上述表面张力的溶剂,从能够在干燥时抑制颗粒彼此的聚集而能够获得更致密的氧化锆烧结体等出发,优选为选自甲醇、乙醇、2-甲氧基乙醇、1,4-二噁烷、2-乙氧基乙醇和2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇中的至少1种,更优选为选自甲醇、乙醇、2-乙氧基乙醇和2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇中的至少1种。

从能够在干燥时抑制颗粒彼此的聚集而能够得到更致密的氧化锆烧结体等出发,分散介质中的上述液体的含量优选为50质量%以上、更优选为80质量%以上、进一步优选为95质量%以上、特别优选为99质量%以上。

除了水之外的分散介质的浆料可通过对于分散介质为水的浆料置换分散介质来获得。分散介质的置换方法没有特别限定,可以采用例如向分散介质为水的浆料中添加除了水之外的分散介质(有机溶剂等)后,馏去水的方法。在水的馏去中,也可以一并馏去除了水之外的分散介质的一部分或全部。该除了水之外的分散介质的添加和水的馏去可以反复多次。此外,也可以采用向分散介质为水的浆料中添加除了水之外的分散介质后,使分散质发生沉淀的方法。进而,对于分散介质为水的浆料,还可以将分散介质用特定的有机溶剂进行置换后,进一步用其它有机溶剂进行置换。

需要说明的是,荧光剂可以在置换分散介质后再行添加,但从能够获得更均匀且物性优异的氧化锆烧结体等出发,优选在置换分散介质之前添加。同样地,在使浆料包含着色剂和/或透光性调节剂的情况下,可以在置换分散介质后进行添加,但从能够获得更均匀且物性优异的氧化锆烧结体等出发,优选在置换分散介质之前进行添加。

供于干燥的包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料可以实施了回流处理、水热处理等利用热、压力的分散处理。此外,供于干燥的包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料可以实施了利用辊磨机、胶体磨、高压喷射式分散机、超声波分散机、振动磨、行星磨机、珠磨机等的机械分散处理。上述各处理可以仅采用1种,也可以采用2种以上。

供于干燥的包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料可以进一步包含粘结剂、增塑剂、分散剂、乳化剂、消泡剂、pH调节剂、润滑剂等其它成分之中的1种或2种以上。通过包含这种其它成分(尤其是粘结剂、分散剂、消泡剂等),有时能够在干燥时抑制颗粒彼此的聚集而能够获得更致密的氧化锆烧结体。

作为粘结剂,可列举出例如聚乙烯醇、甲基纤维素、羧甲基纤维素、丙烯酸系粘结剂、蜡系粘结剂、聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯、乙基纤维素等。

作为增塑剂,可列举出例如聚乙二醇、甘油、丙二醇、邻苯二甲酸二丁酯等。

作为分散剂,可列举出例如聚羧酸铵(柠檬酸三铵等)、聚丙烯酸铵、丙烯酸类共聚物树脂、丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酸、皂土、羧甲基纤维素、阴离子系表面活性剂(例如聚氧乙烯月桂基醚磷酸酯等聚氧乙烯烷基醚磷酸酯等)、非离子系表面活性剂、油酸甘油酯、胺系表面活性剂、寡糖醇等。

作为乳化剂,可列举出例如烷基醚、苯基醚、脱水山梨糖醇衍生物、铵盐等。

作为消泡剂,可列举出例如醇、聚醚、聚乙二醇、硅酮、蜡等。

作为pH调节剂,可列举出例如氨、铵盐(包含四甲基氢氧化铵等氢氧化铵)、碱金属盐、碱土金属盐等。

作为润滑剂,可列举出例如聚氧乙烯烷基化醚、蜡等。

从能够在干燥时抑制颗粒彼此的聚集而能够获得更致密的氧化锆烧结体等出发,供于干燥的包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料中的水分量优选为3质量%以下、更优选为1质量%以下、进一步优选为0.1质量%以下。该水分量可以使用Karl Fischer水分计进行测定。

上述各干燥方法中的干燥条件没有特别限定,可以适当采用公知的干燥条件。需要说明的是,作为分散介质而使用有机溶剂时,为了降低干燥时的***风险,优选在不燃性气体的存在下进行干燥,更优选在氮气的存在下进行干燥。

进行超临界干燥时的超临界流体没有特别限定,可以使用例如水、二氧化碳等,但从能够抑制颗粒彼此的聚集而能够得到更致密的氧化锆烧结体等出发,超临界流体优选为二氧化碳。

・包含氧化锆颗粒、荧光剂和树脂的组合物

包含氧化锆颗粒、荧光剂和树脂的组合物的制备方法没有特别限定,可通过例如将上述包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末与树脂进行混合来获得。

・包含氧化锆颗粒、荧光剂和聚合性单体的组合物

包含氧化锆颗粒、荧光剂和聚合性单体的组合物的制备方法没有特别限定,可通过例如将上述包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末与聚合性单体进行混合来获得。

(i)粉浆浇铸

在通过具有将包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料进行粉浆浇铸这一工序的方法来制造氧化锆成形体的情况下,粉浆浇铸的具体方法没有特别限定,可以采用例如将包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料流入模具后使其干燥的方法。

从浆料容易流入至模具中且能够防止干燥耗费大量时间、还能够增加模具的使用次数等出发,所使用的包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料中的分散介质的含量优选为80质量%以下、更优选为50质量%以下、进一步优选为20质量%以下。

浆料向模具内的流入可以在常压下进行,从生产效率的观点出发,优选在加压条件下进行。粉浆浇铸所使用的模具的种类没有特别限定,可以使用由例如石膏、树脂、陶瓷等制成的多孔模具等。从耐久性的观点出发,由树脂、陶瓷制成的多孔模具是优异的。

粉浆浇铸所使用的上述包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料可以进一步包含上述那样的着色剂和透光性调节剂之中的至少1者,也可以进一步包含上述那样的粘结剂、增塑剂、分散剂、乳化剂、消泡剂、pH调节剂、润滑剂等其它成分之中的1种或2种以上。

(ii)凝胶注模

在通过具有将包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料进行凝胶注模这一工序的方法来制造氧化锆成形体的情况下,凝胶注模的具体方法没有特别限定,可以采用例如使包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料在模具内进行凝胶化等而得到经赋形的湿润体后,使其干燥的方法。

从能够防止干燥耗费大量时间、还能够抑制干燥时发生裂纹等出发,所使用的包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料中的分散介质的含量优选为80质量%以下、更优选为50质量%以下、进一步优选为20质量%以下。

上述凝胶化可以通过例如胶凝剂的添加来进行,也可以通过在添加聚合性单体后将其聚合来进行。所使用的模具的种类没有特别限定,可以使用由例如石膏、树脂、陶瓷等制成的多孔模具;由金属、树脂等制成的无孔模具等。

胶凝剂的种类没有限定,可以使用例如水溶性胶凝剂,具体而言,可优选使用琼脂糖、明胶等。胶凝剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。从抑制烧结时发生裂纹等的观点出发,胶凝剂的用量基于配合胶凝剂后的浆料质量优选为10质量%以下、更优选为5质量%以下、进一步优选为1质量%以下。

此外,聚合性单体的种类没有特别限定,可列举出例如(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸酯、丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、甘油单(甲基)丙烯酸酯、赤藓醇单(甲基)丙烯酸酯、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟基乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-(二羟基乙基)(甲基)丙烯酰胺等。聚合性单体可以单独使用1种,也可以并用2种以上。

从抑制烧结时发生裂纹等的观点出发,聚合性单体的用量基于配合聚合性单体后的浆料质量优选为10质量%以下、更优选为5质量%以下、进一步优选为1质量%以下。

在通过聚合性单体的聚合来进行凝胶化的情况下,该聚合优选使用聚合引发剂来进行。聚合引发剂的种类没有特别限定,特别优选为光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,可以从一般工业界所使用的光聚合引发剂中适当选择并使用,其中,优选为齿科用途所使用的光聚合引发剂。

作为具体的光聚合引发剂,可列举出例如(双)酰基氧化膦类(包含盐)、噻吨酮类(包含季铵盐等盐)、缩酮类、α-二酮类、香豆素类、蒽醌类、苯偶姻烷基醚化合物类、α-氨基酮系化合物等。光聚合引发剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。这些光聚合引发剂之中,优选使用选自(双)酰基氧化膦类和α-二酮类中的至少1种。由此,可以在紫外区域(包含近紫外区域)和可见光区域这两者下进行聚合(凝胶化),尤其是,即使使用Ar激光、He-Cd激光等激光;卤素灯、氙灯、金属卤化物灯、发光二极管(LED)、汞灯、荧光灯等照明等中的任意光源,也能够充分地进行聚合(凝胶化)。

在上述(双)酰基氧化膦类之中,作为酰基氧化膦类,可列举出例如2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(通称“TPO”)、2,6-二甲氧基苯甲酰基二苯基氧化膦、2,6-二氯苯甲酰基二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基甲氧基苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基乙氧基苯基氧化膦、2,3,5,6-四甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、苯甲酰基二(2,6-二甲基苯基)膦酸酯、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基氧化膦的钠盐、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦的钾盐、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦的铵盐等。

上述(双)酰基氧化膦类之中,作为双酰基氧化膦类,可列举出例如双(2,6-二氯苯甲酰基)苯基氧化膦、双(2,6-二氯苯甲酰基)-2,5-二甲基苯基氧化膦、双(2,6-二氯苯甲酰基)-4-丙基苯基氧化膦、双(2,6-二氯苯甲酰基)-1-萘基氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)苯基氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,5-二甲基苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、双(2,3,6-三甲基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦等。进而,也可以使用日本特开2000-159621号公报中记载的化合物等。

这些(双)酰基氧化膦类之中,优选为2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基甲氧基苯基氧化膦、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基氧化膦的钠盐。

作为α-二酮类,可列举出例如丁二酮、苯偶酰、樟脑醌、2,3-戊二酮、2,3-辛二酮、9,10-菲醌、4,4’-氧基苯偶酰、苊醌等。这些之中,尤其在使用可见光区域的光源时等,优选为樟脑醌。

关于凝胶注模所使用的上述包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料,可以与粉浆浇铸所使用的浆料同样地进一步包含上述那样的着色剂和透光性调节剂之中的至少一者,也可以进一步包含上述那样的粘结剂、增塑剂、分散剂、乳化剂、消泡剂、pH调节剂、润滑剂等其它成分之中的1种或2种以上。

使所赋形的湿润体进行干燥时的干燥方法没有特别限定,可列举出例如自然干燥、热风干燥、真空干燥、电介质加热干燥、感应加热干燥、恒温恒湿干燥等。它们可以仅采用1种,也可以采用2种以上。这些之中,从能够抑制干燥时发生裂纹等出发,优选为自然干燥、电介质加热干燥、感应加热干燥、恒温恒湿干燥。

(iii)压制成形

在通过具有将包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末进行压制成形这一工序的方法来制造氧化锆成形体的情况下,压制成形的具体方法没有特别限定,可以使用公知的压制成形机来进行。作为压制成形的具体方法,可列举出例如单轴压制等。此外,为了提高所得氧化锆成形体的密度,优选在单轴压制后进一步实施冷等静压(CIP)处理。

压制成形所使用的上述包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末可以进一步包含上述那样的着色剂和透光性调节剂之中的至少一者,也可以进一步包含上述那样的粘结剂、增塑剂、分散剂、乳化剂、消泡剂、pH调节剂、润滑剂等其它成分之中的1种或2种以上。可以在制备粉末时配合这些成分。

(iv)包含树脂的组合物的成形

在通过具有将包含氧化锆颗粒、荧光剂和树脂的组合物进行成形这一工序的方法来制造氧化锆成形体的情况下,用于将该组合物进行成形的具体方法没有特别限定,可以采用例如注射成形、铸塑成形、挤出成形等。此外,也可以采用通过热溶解法(FDM)将该组合物进行造形的方法、喷墨法、粉末/粘结剂层叠法等层叠造形法(3D打印等)。这些成形方法之中,优选为注射成形和铸塑成形,更优选为注射成形。

上述树脂的种类没有特别限定,可优选使用作为粘结剂而发挥功能的树脂。作为该树脂的具体例,可列举出例如链烷烃蜡、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、聚苯乙烯、无规立构聚丙烯、甲基丙烯酸类树脂、硬脂酸等脂肪酸等。这些树脂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。

上述包含氧化锆颗粒、荧光剂和树脂的组合物可以进一步包含上述那样的着色剂和透光性调节剂之中的至少一者,也可以进一步包含上述那样的增塑剂、分散剂、乳化剂、消泡剂、pH调节剂、润滑剂等其它成分之中的1种或2种以上。

(v)包含聚合性单体的组合物的聚合

通过使包含氧化锆颗粒、荧光剂和聚合性单体的组合物进行聚合,能够使该组合物中的聚合性单体进行聚合而使组合物固化。在通过具有该聚合工序的方法来制造氧化锆成形体的情况下,其具体方法没有特别限定,可以采用例如(a)使包含氧化锆颗粒、荧光剂和聚合性单体的组合物在模具内进行聚合的方法;(b)使用包含氧化锆颗粒、荧光剂和聚合性单体的组合物的光造形(立体平版印刷;SLA)法等。这些之中,优选为(b)的光造形法。根据光造形法,能够在制造氧化锆成形体的时赋予与最终得到的氧化锆烧结体的期望形状相应的形状。因此,尤其在将本发明的氧化锆烧结体用作齿科用修补物等齿科材料时等,有时该光造形法是适合的。

上述包含氧化锆颗粒、荧光剂和聚合性单体的组合物中的聚合性单体的种类没有特别限定,可以为单官能性的(甲基)丙烯酸酯、单官能性的(甲基)丙烯酰胺等单官能性的聚合性单体、以及二官能性的芳香族化合物、二官能性的脂肪族化合物、三官能性以上的化合物等多官能性的聚合性单体之中的任一者。聚合性单体可以单独使用1种,也可以并用2种以上。这些之中,尤其在采用光造形法时等,优选使用多官能性的聚合性单体。

作为单官能性的(甲基)丙烯酸酯,可列举出例如(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸酯、丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、甘油单(甲基)丙烯酸酯、赤藓醇单(甲基)丙烯酸酯等具有羟基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸鲸蜡酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯等(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等脂环式(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯酯等含有芳香族基团的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸2,3-二溴丙酯、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、11-(甲基)丙烯酰氧基十一烷基三甲氧基硅烷等具有官能团的(甲基)丙烯酸酯等。

作为单官能性的(甲基)丙烯酰胺,可列举出例如(甲基)丙烯酰胺、N-(甲基)丙烯酰基吗啉、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二正丙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二正丁基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二正己基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二正辛基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二-2-乙基己基(甲基)丙烯酰胺、N-羟基乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二(羟基乙基)(甲基)丙烯酰胺等。

这些单官能性的聚合性单体之中,从聚合性优异的观点出发,优选为(甲基)丙烯酰胺,更优选为N-(甲基)丙烯酰基吗啉、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺。

作为二官能性的芳香族化合物,可列举出例如2,2-双((甲基)丙烯酰氧基苯基)丙烷、2,2-双[4-(3-丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)苯基]丙烷(通称“Bis-GMA”)、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基二乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基四乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基五乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基二丙氧基苯基)丙烷、2-(4-(甲基)丙烯酰氧基二乙氧基苯基)-2-(4-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基苯基)丙烷、2-(4-(甲基)丙烯酰氧基二乙氧基苯基)-2-(4-(甲基)丙烯酰氧基双三乙氧基苯基)丙烷、2-(4-(甲基)丙烯酰氧基二丙氧基苯基)-2-(4-(甲基)丙烯酰氧基三乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基丙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基异丙氧基苯基)丙烷、1,4-双(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)均苯四酸酯等。这些之中,从聚合性、所得氧化锆成形体的强度优异的观点出发,优选为2,2-双[4-(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)苯基]丙烷(通称“Bis-GMA”)、2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷。在2,2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷之中,优选为2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷(乙氧基的平均加成摩尔数为2.6的化合物(通称“D-2.6E”))。

作为二官能性的脂肪族化合物,可列举出例如甘油二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、2-乙基-1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,2-双(3-甲基丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基)乙烷、2,2,4-三甲基六亚甲基双(2-氨甲酰氧基乙基)二甲基丙烯酸酯(通称“UDMA”)等。这些之中,从聚合性、所得氧化锆成形体的强度优异的观点出发,优选为三甘醇二甲基丙烯酸酯(通称“TEGDMA”)、2,2,4-三甲基六亚甲基双(2-氨甲酰氧基乙基)二甲基丙烯酸酯。

作为三官能性以上的化合物,可列举出例如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、N,N-(2,2,4-三甲基六亚甲基)双[2-(氨基羧基)丙烷-1,3-二醇]四(甲基)丙烯酸酯、1,7-二丙烯酰氧基-2,2,6,6-四(甲基)丙烯酰氧基甲基-4-氧基庚烷等。这些之中,从聚合性、所得氧化锆成形体的强度优异的观点出发,优选为N,N-(2,2,4-三甲基六亚甲基)双[2-(氨基羧基)丙烷-1,3-二醇]四甲基丙烯酸酯、1,7-二丙烯酰氧基-2,2,6,6-四丙烯酰氧基甲基-4-氧基庚烷。

在上述(a)和(b)中的任意方法中,组合物的聚合也优选使用聚合引发剂来进行,该组合物优选还包含聚合引发剂。聚合引发剂的种类没有特别限定,特别优选为光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,可以从一般工业界所使用的光聚合引发剂中适当选择来使用,其中,优选为齿科用途所使用的光聚合引发剂。光聚合引发剂的具体例与凝胶注模的说明中的上述具体例相同,此处省略重复说明。

上述包含氧化锆颗粒、荧光剂和聚合性单体的组合物可以进一步包含上述那样的着色剂和透光性调节剂之中的至少1者,也可以进一步包含上述那样的增塑剂、分散剂、乳化剂、消泡剂、pH调节剂、润滑剂等其它成分之中的1种或2种以上。

在通过使用包含氧化锆颗粒、荧光剂和聚合性单体的组合物的光造形法来制造氧化锆成形体的情况下,光造形法的具体方法没有特别限定,可以适当采用公知的方法来进行光造形。可以采用例如下述方法:通过使用光造形装置,利用紫外线、激光等将液状的组合物进行光聚合而依次形成具有期望形状的各层,由此得到作为目标的氧化锆成形体的方法等。

在利用光造形法而得到氧化锆成形体的情况下,从后续的烧结性的观点等出发,包含氧化锆颗粒、荧光剂和聚合性单体的组合物中的氧化锆颗粒的含量优选尽可能多,具体而言,优选为20质量%以上、更优选为30质量%以上、进一步优选为40质量%以上、特别优选为50质量%以上。另一方面,在光造形法中,从其层叠成形的原理出发,期望该组合物的粘度处于某个固定范围内,因此,上述组合物中的氧化锆颗粒的含量优选为90质量%以下、更优选为80质量%以下、进一步优选为70质量%以下、特别优选为60质量%以下。在实施通过从容器的下侧穿过该容器的底面来照射光而使层固化来一层层地依次形成氧化锆成形体的控制液面法的情况下,该组合物的粘度调整对于使已固化的层仅上升一层的量并向该已固化的层的下表面与容器的底面之间顺利地流入用于形成下一层的组合物而言有时特别重要。

作为上述组合物的具体粘度,以25℃下的粘度计优选为20,000mPa・s以下、更优选为10,000mPa・s以下、进一步优选为5,000mPa・s以下,此外,优选为100mPa・s以上。该组合物存在氧化锆颗粒的含量越高则粘度越上升的倾向,因此,优选根据所使用的光造形装置的性能等,一边考虑光造形时的速度与所得氧化锆成形体的精度的平衡等,一边适当调整上述组合物中的氧化锆颗粒的含量与粘度的平衡。需要说明的是,该粘度可使用E型粘度计进行测定。

[氧化锆煅烧体]

本发明的氧化锆煅烧体包含荧光剂且包含4.5~9.0摩尔%的氧化钇,在常压下以1100℃烧结2小时后的3点弯曲强度为500MPa以上,在常压下以1100℃烧结2小时后的结晶粒径为180nm以下。本发明的氧化锆煅烧体可以制成由氧化锆颗粒形成的氧化锆成形体经煅烧而成的煅烧体。

本发明的氧化锆煅烧体所含的荧光剂只要设为与所得氧化锆烧结体所含的荧光剂相同的荧光剂即可。氧化锆煅烧体中的荧光剂的含量可根据所得氧化锆烧结体中的荧光剂的含量等来适当调整。氧化锆煅烧体所含的荧光剂的具体含量相对于氧化锆煅烧体所含的氧化锆的质量以荧光剂所含的金属元素的氧化物换算计优选为0.001质量%以上、更优选为0.005质量%以上、进一步优选为0.01质量%以上,此外,优选为1质量%以下、更优选为0.5质量%以下、进一步优选为0.1质量%以下。

在氧化锆烧结体包含着色剂的情况下,优选在氧化锆煅烧体中包含这种着色剂。氧化锆煅烧体中的着色剂的含量可根据所得氧化锆烧结体中的着色剂的含量等来适当调整。氧化锆煅烧体所含的着色剂的具体含量相对于氧化锆煅烧体所含的氧化锆的质量以着色剂所含的金属元素的氧化物换算计优选为0.001质量%以上、更优选为0.005质量%以上、进一步优选为0.01质量%以上,此外,优选为5质量%以下、更优选为1质量%以下、进一步优选为0.5质量%以下,可以为0.1质量%以下、进而可以为0.05质量%以下。

在氧化锆烧结体包含透光性调节剂的情况下,优选在氧化锆煅烧体中包含这种透光性调节剂。氧化锆煅烧体中的透光性调节剂的含量可根据所得氧化锆烧结体中的透光性调节剂的含量等来适当调整。氧化锆煅烧体所含的透光性调节剂的具体含量相对于氧化锆煅烧体所含的氧化锆的质量优选为0.1质量%以下。

本发明的氧化锆煅烧体所含的氧化钇的含量只要设为与所得氧化锆烧结体中的氧化钇的含量相同即可,氧化锆煅烧体中的氧化钇的具体含量为4.5摩尔%以上,优选为5.0摩尔%以上、更优选为5.5摩尔%以上,此外,为9.0摩尔%以下,优选为8.0摩尔%以下、更优选为7.0摩尔%以下。需要说明的是,氧化锆煅烧体中的氧化钇的含量是指氧化钇的摩尔数相对于氧化锆和氧化钇的合计摩尔数的比例(摩尔%)。

氧化锆煅烧体的密度没有特别限定,还因其制造所使用的氧化锆成形体的制造方法等而异,优选在3.0~6.0g/m3的范围内、更优选在3.2~5.8g/m3的范围内。

氧化锆煅烧体的形状没有特别限定,可根据用途而制成期望的形状,若考虑到作为用于制造齿科用修补物等齿科材料的研磨坯料而使用时的处理性等,则优选为圆盘状、棱柱状(长方体状等)等。需要说明的是,如后所述,可以在将氧化锆煅烧体制成氧化锆烧结体之前,利用切削(研磨)而制成与用途相符的期望形状,本发明还包括具有这种切削(研磨)后的期望形状的氧化锆煅烧体。此外,氧化锆煅烧体可以为单层结构,也可以为多层结构。通过制成多层结构而能够将最终得到的氧化锆烧结体制成多层结构,能够使其透光性等物性局部发生变化。

从能够在使用切削加工机的加工时保持加工物的形状、并且切削自身也能够容易地进行等观点出发,氧化锆煅烧体的3点弯曲强度优选在10~70MPa的范围内、更优选在20~60MPa的范围内。需要说明的是,氧化锆煅烧体的3点弯曲强度可以针对5mm×40mm×10mm的试验片使用万能试验机,在跨距长度为30mm、十字头速度为0.5mm/分钟的条件下进行测定。

本发明的氧化锆煅烧体在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后)的结晶粒径为180nm以下。由此,能够容易地制造透光性优异的本发明的氧化锆烧结体。从能够获得透光性更优异的氧化锆烧结体等出发,该结晶粒径优选为140nm以下、更优选为120nm以下、进一步优选为115nm以下,可以为110nm以下。该结晶粒径的下限没有特别限定,该结晶粒径可以设为例如50nm以上、进而可以设为100nm以上。需要说明的是,该结晶粒径的测定方法如氧化锆烧结体中的结晶粒径的上述说明所示。

本发明的氧化锆煅烧体在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后)的3点弯曲强度为500MPa以上。由此,能够容易地制造强度优异的本发明的氧化锆烧结体。从能够获得强度更优异的氧化锆烧结体等出发,该3点弯曲强度优选为600MPa以上、更优选为650MPa以上、进一步优选为700MPa以上、特别优选为800MPa以上。该3点弯曲强度的上限没有特别限定,该3点弯曲强度可以设为例如1500MPa以下、进而可以设为1000MPa以下。需要说明的是,该3点弯曲强度的测定方法如氧化锆烧结体中的3点弯曲强度的上述说明所示。

氧化锆煅烧体在常压下以1100℃烧结2小时后(制成氧化锆烧结体后)的厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率优选为40%以上。由此,能够容易地制造透光性优异的本发明的氧化锆烧结体。从能够获得透光性更优异的氧化锆烧结体等出发,该透射率更优选为45%以上,可以为46%以上、48%以上、50%以上、进而可以为52%以上。该透射率的上限没有特别限定,该透射率可以设为例如60%以下、进而可以设为57%以下。需要说明的是,该透射率的测定方法如氧化锆烧结体中的厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率的上述说明所示。

[氧化锆煅烧体的制造方法]

本发明的氧化锆煅烧体可通过将上述氧化锆成形体进行煅烧来获得。从容易获得作为目标的氧化锆煅烧体等的观点出发,煅烧温度优选为300℃以上、更优选为400℃以上、进一步优选为500℃以上,此外,优选小于900℃、更优选为850℃以下、进一步优选为800℃以下。通过使煅烧温度为上述下限以上,能够有效地抑制有机物的残渣的发生。此外,通过使煅烧温度为上述上限以下,能够抑制烧结过量地进行而难以利用切削加工机进行切削(研磨)。

煅烧时的升温速度没有特别限定,优选为0.1℃/分钟以上、更优选为0.2℃/分钟以上、进一步优选为0.5℃/分钟以上,此外,优选为50℃/分钟以下、更优选为30℃/分钟以下、进一步优选为20℃/分钟以下。通过使升温速度为上述下限以上,生产率提高。此外,通过使升温速度为上述上限以下,能够抑制氧化锆成形体、氧化锆煅烧体的内部与外部的体积差,此外,在氧化锆成形体包含有机物的情况下,能够抑制该有机物的急剧分解而能够抑制裂纹、破坏。

将氧化锆成形体进行煅烧时的煅烧时间没有特别限定,从能够以良好的生产率有效且稳定地获得作为目标的氧化锆煅烧体等出发,煅烧时间优选为0.5小时以上、更优选为1小时以上、进一步优选为2小时以上,此外,优选为10小时以下、更优选为8小时以下、进一步优选为6小时以下。

煅烧可以使用煅烧炉来进行。煅烧炉的种类没有特别限定,可以使用例如一般工业界所使用的电炉和脱脂炉等。

氧化锆煅烧体可以在制成氧化锆烧结体之前,利用切削(研磨)而制成与用途相符的期望形状。尤其是,本发明的氧化锆烧结体尽管包含荧光剂但透光性和强度均优异,因此,特别适合作为齿科用修补物等齿科材料等,为了获得这种用途中使用的氧化锆烧结体,可以将氧化锆煅烧体进行切削(研磨),用以形成与其对应的形状。切削(研磨)的方法没有特别限定,可以使用例如公知的研磨装置来进行。

[氧化锆烧结体的制造方法]

如上所述,本发明的氧化锆烧结体可通过将包含荧光剂且包含4.5~9.0摩尔%氧化钇的氧化锆成形体在常压下进行烧结来制造,此外,也可通过将包含荧光剂且包含4.5~9.0摩尔%氧化钇的氧化锆煅烧体在常压下进行烧结来制造。

在将氧化锆成形体进行烧结的情况和将氧化锆煅烧体进行烧结的情况中的任意情况下,从容易获得作为目标的氧化锆烧结体等的观点出发,烧结温度均优选为900℃以上、更优选为1000℃以上、进一步优选为1050℃以上,此外,优选为1200℃以下、更优选为1150℃以下、进一步优选为1120℃以下。通过使烧结温度为上述下限以上,能够使烧结充分地进行,能够容易地获得致密的烧结体。此外,通过使烧结温度为上述上限以下,能够容易地获得结晶粒径处于本发明范围内的氧化锆烧结体,且能够抑制荧光剂的失活。

在将氧化锆成形体进行烧结的情况和将氧化锆煅烧体进行烧结的情况中的任意情况下,烧结时间均没有特别限定,从能够以良好的生产率有效且稳定地获得作为目标的氧化锆烧结体等出发,烧结时间优选为5分钟以上、更优选为15分钟以上、进一步优选为30分钟以上,此外,优选为6小时以下、更优选为4小时以下、进一步优选为2小时以下。

烧结可以使用烧结炉来进行。烧结炉的种类没有特别限定,可以使用例如一般工业界所使用的电炉和脱脂炉等。尤其在齿科材料用途中使用的情况下,除了以往的齿科用氧化锆用烧结炉之外,也可以使用烧结温度较低的齿科用烤瓷炉。

本发明的氧化锆烧结体即使不进行热等静压(HIP)处理也能够容易地制造,但通过在上述常压下的烧结后进行热等静压(HIP)处理,能够进一步提高透光性和强度。

[氧化锆烧结体的用途]

本发明的氧化锆烧结体的用途没有特别限定,本发明的氧化锆烧结体尽管包含荧光剂但透光性和强度均优异,因此,特别适合作为齿科用修补物等齿科材料等,其中,不仅是作为牙颈部所使用的齿科用修补物,作为臼齿咬合面、前齿切端部(前歯切端部)所使用的齿科用修补物也极其有用。本发明的氧化锆烧结体特别优选用作前齿切端部所使用的齿科用修补物。

实施例

以下,列举出实施例和比较例来详细说明本发明,但本发明不限定于这些实施例等。需要说明的是,各物性的测定方法如下所示。

(1)氧化锆颗粒的平均一次粒径

利用透射型电子显微镜(TEM)对氧化锆颗粒进行照片拍摄,在所得图像上针对任意的100个颗粒测定各颗粒的粒径(最大直径),将它们的平均值作为氧化锆颗粒的平均一次粒径。

(2)结晶粒径

氧化锆烧结体中的结晶粒径如下求出:拍摄氧化锆烧结体截面的场发射型扫描电子显微镜(FE-SEM)照片,选择存在于其拍摄图像中的任意的10个颗粒,以各个圆当量直径(相同面积的正圆的直径)的平均值的形式来求出。

(3)3点弯曲强度

氧化锆烧结体的3点弯曲强度按照JIS R 1601:2008进行测定。

(4)光的透射率(波长700nm、0.5mm厚)

氧化锆烧结体的厚度0.5mm下的波长700nm的光的透射率如下测定:使用分光光度计(日立ハイテクノロジーズ公司制、“日立分光光度计U-3900H形”),使从光源产生的光对试样进行透射和散射,并利用积分球进行测定。在该测定中,可以先在300~750nm的波长区域中测定透射率后,再求出对于波长700nm的光的透射率。在测定中,将两面进行了镜面研磨加工的直径15mm×厚度0.5mm的圆盘形状的氧化锆烧结体用作试样。

(5)立方晶的比例

氧化锆烧结体中的立方晶的比例利用晶相的分析来求出。具体而言,针对将氧化锆烧结体的表面进行了镜面加工的部分,进行X射线衍射(XRD;X-Ray Diffraction)测定,由下述式子来求出。

fc = 100 × Ic/(Im+It+Ic)。

此处,fc表示氧化锆烧结体中的立方晶的比例(%),Im表示2θ=28度附近的峰(基于单斜晶的(11-1)面的峰)的高度,It表示2θ=30度附近的峰(基于正方晶的(111)面的峰)的高度,Ic表示2θ=30度附近的峰(基于立方晶的(111)面的峰)的高度。

(6)热水处理后的单斜晶的比例

氧化锆烧结体的在180℃热水中浸渍5小时后的单斜晶相对于正方晶和立方晶的比例如下求出:将氧化锆烧结体的表面进行镜面加工,并将其在180℃的热水中浸渍5小时后,针对上述部分,进行X射线衍射(XRD;X-Ray Diffraction)测定,并由下述式子来求出。

fm = 100 × Im/(It+c)。

此处,fm表示氧化锆烧结体中的在180℃的热水中浸渍5小时后的单斜晶相对于正方晶和立方晶的比例(%),Im表示2θ=28度附近的峰(基于单斜晶的(11-1)面的峰)的高度,It+c表示2θ=30度附近的峰(基于正方晶的(111)面与立方晶的(111)面的混相的峰)的高度。

(7)氧化锆烧结体的外观

氧化锆烧结体的外观(颜色)通过目视进行评价。

(8)氧化锆烧结体的荧光性

氧化锆烧结体的荧光性通过目视来评价UV光下有无荧光。

[实施例1]

相对于包含5摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 5Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%),以相对于氧化锆质量的铋氧化物(Bi2O3)换算的含量达到0.02质量%的方式添加硝酸铋的稀硝酸溶液,制成包含氧化锆颗粒和荧光剂的成形用浆料。

将其流入石膏模具中,在室温下放置2星期,得到氧化锆成形体。需要说明的是,石膏模具通过以50质量%的混水率向石膏(“ノリタケデンタルプラスター”、クラレノリタケデンタル公司制)中混合水而进行制作。将该氧化锆成形体在常压下以700℃煅烧2小时而得到氧化锆煅烧体。进而,将该氧化锆煅烧体在常压下以1100℃烧结2小时而得到氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表1。

此外,对于与上述同样制作的氧化锆煅烧体,使用研磨装置(“カタナH-18”、クラレノリタケデンタル公司制),分别切削上颚中切齿单冠形状和下颚第一磨牙单冠形状的氧化锆煅烧体,将它们在常压下以1100℃烧结2小时,分别得到具有荧光性的牙冠形状的齿科用修补物。

[实施例2]

分别准备包含0.62摩尔/L氯化氧锆和0.066摩尔/L氯化钇的混合水溶液1.0L以及1.9摩尔/L的氢氧化钠水溶液0.5L。

向沉淀槽内注入纯水1.0L,进而同时注入上述混合水溶液和氢氧化钠水溶液,使氯化氧锆和氯化钇共沉淀而得到浆料。将其过滤和清洗,以固体成分浓度(氧化锆和氧化钇的浓度)达到5.0质量%的方式添加纯水而得到浆料1.0L。其后,将乙酸22.2g添加至上述浆料中,以200℃进行3小时的水热处理,得到氧化锆浆料。该氧化锆浆料所含的氧化锆颗粒的平均一次粒径为17nm。

除了使用上述得到的浆料作为氧化锆浆料之外,与实施例1同样操作,分别得到成形用浆料、氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表1。

此外,对于与上述同样制作的氧化锆煅烧体,使用研磨装置(“カタナH-18”、クラレノリタケデンタル公司制),分别切削上颚中切齿单冠形状和下颚第一磨牙单冠形状的氧化锆煅烧体,将它们在常压下以1100℃烧结2小时,分别得到具有荧光性的牙冠形状的齿科用修补物。

[实施例3]

作为混合水溶液,使用包含0.62摩尔/L氯化氧锆和0.072摩尔/L氯化钇的混合水溶液,除此之外,与实施例2同样操作而得到氧化锆浆料。该氧化锆浆料所含的氧化锆颗粒的平均一次粒径为17nm。

除了使用上述得到的浆料作为氧化锆浆料之外,与实施例1同样操作,分别得到成形用浆料、氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体,所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表1。

[实施例4]

作为混合水溶液,使用包含0.62摩尔/L氯化氧锆和0.093摩尔/L氯化钇的混合水溶液,除此之外,与实施例2同样操作而得到氧化锆浆料。该氧化锆浆料所含的氧化锆颗粒的平均一次粒径为18nm。

除了使用上述得到的浆料作为氧化锆浆料之外,与实施例1同样操作,分别得到成形用浆料、氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表1。

[实施例5]

作为氧化锆浆料,使用包含8摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 8Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%),除此之外,与实施例1同样操作,分别得到成形用浆料、氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表1。

[比较例1]

除了将包含5摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 5Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%)直接用作成形用浆料之外,与实施例1同样操作,分别得到氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,但不具有荧光性。将各测定结果示于表1。

[比较例2]

作为混合水溶液,使用包含0.62摩尔/L氯化氧锆和0.130摩尔/L氯化钇的混合水溶液,除此之外,与实施例2同样操作而得到氧化锆浆料。该氧化锆浆料所含的氧化锆颗粒的平均一次粒径为18nm。

除了将该氧化锆浆料直接用作成形用浆料之外,与实施例1同样操作,分别得到氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,但不具有荧光性。将各测定结果示于表1。

[比较例3]

通过单轴压制将氧化锆颗粒的粉末“TZ-8YS”(东曹公司制、平均一次粒径为300nm)分别成形为80mm×40mm×10mm的板状和直径15mm×厚度1.5mm的圆盘状,将它们进行冷等静压(CIP)处理(压力为170MPa),提高密度而得到氧化锆成形体。将这些氧化锆成形体在常压下以700℃煅烧2小时而得到氧化锆煅烧体。进而,将这些氧化锆煅烧体在常压下以1500℃烧结2小时而得到氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,但不具有荧光性。将各测定结果示于表1。

[比较例4]

相对于包含5摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 5Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%),以相对于氧化锆质量的铋氧化物(Bi2O3)换算的含量达到0.02质量%的方式添加粉末状的硝酸铋,使用乳钵进行粉碎,制成包含氧化锆颗粒和荧光剂的成形用浆料。

除了使用上述得到的浆料来作为成形用浆料之外,与实施例1同样操作,分别得到氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表1。

[表1]

Figure DEST_PATH_IMAGE001

[实施例6]

相对于包含5摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 5Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%),以相对于氧化锆质量的镍(II)氧化物(NiO)换算的含量达到0.02质量%的方式添加硝酸镍(II)水溶液,进而以相对于氧化锆质量的铋氧化物(Bi2O3)换算的含量达到0.02质量%的方式添加硝酸铋的稀硝酸溶液,制成包含氧化锆颗粒、荧光剂和着色剂的成形用浆料。

除了使用上述得到的浆料来作为成形用浆料之外,与实施例1同样操作,分别得到氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体着色为红色,且具有荧光性。将各测定结果示于表2。

[实施例7]

相对于包含5摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 5Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%),以相对于氧化锆质量的铋氧化物(Bi2O3)换算的含量达到0.02质量%的方式添加硝酸铋的稀硝酸溶液,接着,作为pH调节剂而添加四甲基氢氧化铵,作为分散剂而添加柠檬酸三铵。一边将该混合物进行加热搅拌,一边添加作为胶凝剂的琼脂糖,从而制成包含氧化锆颗粒、荧光剂、pH调节剂、分散剂和胶凝剂的成形用浆料。

将该成形用浆料流入至聚丙烯制的模具中,在室温下使其干燥16天而得到氧化锆成形体。将该氧化锆成形体在常压下以700℃煅烧2小时而得到氧化锆煅烧体。进而,将该氧化锆煅烧体在常压下以1100℃烧结2小时而得到氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表2。

[实施例8]

相对于包含5摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 5Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%)100质量份,以相对于氧化锆质量的铋氧化物(Bi2O3)换算的含量达到0.02质量%的方式添加硝酸铋的稀硝酸溶液。接着,作为分散介质置换操作,添加2-乙氧基乙醇50质量份,使用旋转蒸发仪以总量达到100质量份的方式进行浓缩。将上述分散介质置换操作反复4次而得到2-乙氧基乙醇置换浆料。使用Karl Fischer水分计测定该2-乙氧基乙醇置换浆料的残留水分量,结果为0.05质量%。

在给料量为5mL/分钟、入口温度为150℃、出口温度为100℃的条件下,使用喷雾干燥器(日本ビュッヒ公司制、B-290),将该2-乙氧基乙醇置换浆料进行干燥,得到包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末。

通过单轴压制将所得粉末分别成形为80mm×40mm×10mm的板状和直径15mm×厚度1.5mm的圆盘状,将它们进行冷等静压(CIP)处理(压力为170MPa),提高密度而得到氧化锆成形体。将这些氧化锆成形体在常压下以700℃煅烧2小时而得到氧化锆煅烧体。进而,将这些氧化锆煅烧体在常压下以1100℃烧结2小时而得到氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表2。

此外,对于与上述同样制作的氧化锆煅烧体,使用研磨装置(“カタナH-18”、クラレノリタケデンタル公司制),分别切削上颚中切齿单冠形状和下颚第一磨牙单冠形状的氧化锆煅烧体,将它们在常压下以1100℃烧结2小时,分别得到具有荧光性的牙冠形状的齿科用修补物。

[实施例9]

向包含5摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 5Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%)中添加该氧化锆浆料的9体积倍的异丙醇,将其投入至离心分离管并充分混合,以4000rpm离心10分钟。在确认白色物的沉降后去除上清液,向其中再次添加异丙醇并充分混合,以4000rpm离心10分钟。在确认白色物的沉降后去除上清液,向其中添加甲醇,由此使其与所使用的氧化锆浆料的体积相同,进一步充分混合而得到甲醇置换浆料。使用Karl Fischer水分计测定该甲醇置换浆料的残留水分量,结果为0.08质量%。

相对于所得甲醇置换浆料,以相对于氧化锆质量的铋氧化物(Bi2O3)换算的含量达到0.02质量%的方式添加硝酸铋的稀硝酸溶液,得到包含氧化锆颗粒和荧光剂的浆料。在给料量为5mL/分钟、入口温度为150℃、出口温度为100℃的条件下使用喷雾干燥器(日本ビュッヒ公司制、B-290)将其进行干燥,得到包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末。

除了使用上述得到的粉末来作为粉末之外,与实施例8同样操作,分别得到氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表2。

[实施例10]

相对于包含8摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 8Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%)100质量份,以相对于氧化锆质量的铋氧化物(Bi2O3)换算的含量达到0.02质量%的方式添加氢氧化铋的水溶液。接着,作为分散介质置换操作,添加2-乙氧基乙醇50质量份,使用旋转蒸发仪以总量达到100质量份的方式进行浓缩。将上述分散介质置换操作反复4次而得到2-乙氧基乙醇置换浆料。使用Karl Fischer水分计测定该2-乙氧基乙醇置换浆料的残留水分量,结果为0.04质量%。

在给料量为5mL/分钟、入口温度为150℃、出口温度为100℃的条件下,使用喷雾干燥器(日本ビュッヒ公司制、B-290)将该2-乙氧基乙醇置换浆料进行干燥,得到包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末。

除了使用上述得到的粉末来作为粉末之外,与实施例8同样操作,分别得到氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表2。

[实施例11]

相对于包含5摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 5Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%),以相对于氧化锆质量的铋氧化物(Bi2O3)换算的含量达到0.02质量%的方式添加硝酸铋的稀硝酸溶液。接着,添加所使用的氧化锆浆料的9体积倍的异丙醇,将其投入至离心分离管并充分混合,以4000rpm离心10分钟。在确认白色物的沉降后去除上清液,向其中再次添加异丙醇并充分混合,以4000rpm离心10分钟。在确认白色物的沉降后去除上清液,向其中添加叔丁醇,由此使其与所使用的氧化锆浆料的体积相同,进一步充分混合而得到叔丁醇置换浆料。使用KarlFischer水分计测定该叔丁醇置换浆料的残留水分量,结果为0.05质量%。

将所得叔丁醇置换浆料转移至铝制棒上,并浸渍在杜瓦瓶中的液态氮中,由此使叔丁醇置换浆料发生冻结。将已冻结的叔丁醇置换浆料静置在预冷至-40℃的冷冻干燥机内,用真空泵将冷冻干燥机内减压至130Pa以下为止,将冷冻干燥机内的温度变更为-10℃。内部温度通过向铝制棒内外***温度传感器来确认。自冷冻干燥机内的温度稳定为-10℃起72小时后,确认铝制棒内外的温度差在5℃以内,将冷冻干燥机内的温度变更为30℃,放置24小时后,解除冷冻干燥机内的减压,得到包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末。

除了使用上述得到的粉末来作为粉末之外,与实施例8同样操作,分别得到氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表2。

[表2]

Figure 263317DEST_PATH_IMAGE002

[实施例12]

相对于包含5摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 5Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%),以相对于氧化锆质量的铋氧化物(Bi2O3)换算的含量达到0.02质量%的方式添加硝酸铋的稀硝酸溶液。接着,添加所使用的氧化锆浆料的9体积倍的异丙醇,将其投入至离心分离管并充分混合,以4000rpm离心10分钟。在确认白色物的沉降后去除上清液,向其中再次添加异丙醇并充分混合,以4000rpm离心10分钟。在确认白色物的沉降后去除上清液,并向其中添加甲醇,由此使其与所使用的氧化锆浆料的体积相同,进而充分混合而得到甲醇置换浆料。

使用超临界干燥装置,按照下述步骤对所得甲醇置换浆料进行超临界干燥。即,将甲醇置换浆料投入压力容器中,将压力容器连接至超临界二氧化碳提取装置,确认没有压力泄露。其后,将压力容器和预热管浸渍在加热至60℃的水浴中,升温至80℃为止,且加压至25MPa为止,为了稳定化而静置10分钟。接着,在特定条件下(温度:80℃、压力:25MPa、二氧化碳的流量:10mL/分钟、夹带剂(甲醇)的流量:1.5mL/分钟)导入二氧化碳和作为夹带剂的甲醇,在经过2小时的时刻停止甲醇的导入,仅持续导入二氧化碳。在仅二氧化碳的导入经过2小时后,停止二氧化碳的送液,在将温度保持为80℃的条件下,耗费约20分钟将压力从25MPa缓缓地下降而恢复至常压。将压力容器从水浴中取出并冷却至常温为止,开封而回收已处理的试样,得到包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末。

除了使用上述得到的粉末来作为粉末之外,与实施例8同样操作,分别得到氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表3。

[实施例13]

分别准备包含0.62摩尔/L氯化氧锆和0.065摩尔/L氯化钇的混合水溶液1.0L以及1.9摩尔/L的氢氧化钠水溶液0.5L。

向沉淀槽内注入纯水1.0L,进而同时注入上述混合水溶液和氢氧化钠水溶液,使氯化氧锆和氯化钇共沉淀而得到浆料。将其过滤和清洗,以固体成分浓度(氧化锆和氧化钇的浓度)达到5.0质量%的方式添加纯水而得到浆料1.0L。其后,将乙酸22.2g添加至上述浆料中,以200℃进行3小时的水热处理,得到氧化锆浆料。该氧化锆浆料所含的氧化锆颗粒的平均一次粒径为18nm。

相对于所得氧化锆浆料100质量份,以相对于氧化锆质量的铋氧化物(Bi2O3)换算的含量达到0.02质量%的方式添加硝酸铋的稀硝酸溶液。接着,作为分散介质置换操作,添加2-乙氧基乙醇50质量份,使用旋转蒸发仪以总量达到100质量份的方式进行浓缩。将上述分散介质置换操作反复4次而得到2-乙氧基乙醇置换浆料。使用Karl Fischer水分计测定该2-乙氧基乙醇置换浆料的残留水分量,结果为0.06质量%。

除了使用上述得到的2-乙氧基乙醇置换浆料来代替甲醇置换浆料之外,与实施例12同样操作,分别得到包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末、氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表3。

[实施例14]

相对于包含5摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 5Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%)100质量份,以相对于氧化锆质量的镍(II)氧化物(NiO)换算的含量达到0.02质量%的方式添加硝酸镍(II)水溶液,进而以相对于氧化锆质量的铋氧化物(Bi2O3)换算的含量达到0.02质量%的方式添加硝酸铋的稀硝酸溶液。接着,作为分散介质置换操作,添加2-乙氧基乙醇50质量份,使用旋转蒸发仪以总量达到100质量份的方式进行浓缩。将上述分散介质置换操作反复4次而得到2-乙氧基乙醇置换浆料。使用Karl Fischer水分计测定该2-乙氧基乙醇置换浆料的残留水分量,结果为0.02质量%。

除了使用上述得到的2-乙氧基乙醇置换浆料来代替甲醇置换浆料之外,与实施例12同样操作,分别得到包含氧化锆颗粒、荧光剂和着色剂的粉末、氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体着色为红色,且具有荧光性。将各测定结果示于表3。

[实施例15]

相对于包含5摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 5Y”(MEL Chemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%),以相对于氧化锆质量的铕氧化物(Eu2O3)换算的含量达到0.02质量%的方式添加乙酸铕水溶液。接着,添加所使用的氧化锆浆料的9体积倍的异丙醇,将其投入至离心分离管并充分混合,以4000rpm离心10分钟。在确认白色物的沉降后去除上清液,向其中再次添加异丙醇并充分混合,以4000rpm离心10分钟。在确认白色物的沉降后去除上清液,并向其中添加甲醇,由此使其与所使用的氧化锆浆料的体积相同,进而充分混合而得到甲醇置换浆料。使用Karl Fischer水分计测定该甲醇置换浆料的残留水分量,结果为0.08质量%。

除了使用上述得到的浆料来作为甲醇置换浆料之外,与实施例12同样操作,分别得到包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末、氧化锆成形体、氧化锆煅烧体和氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表3。

此外,对于与上述同样制作的氧化锆煅烧体,使用研磨装置(“カタナH-18”、クラレノリタケデンタル公司制),分别切削上颚中切齿单冠形状和下颚第一磨牙单冠形状的氧化锆煅烧体,将它们在常压下以1100℃烧结2小时,分别得到具有荧光性的牙冠形状的齿科用修补物。

[实施例16]

通过向与实施例12同样操作而得到的包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末50质量份中添加聚乙烯醇30质量份并进行练合,从而得到包含氧化锆颗粒、荧光剂和树脂的组合物。

使用注射成形机将该组合物进行注射成形而得到氧化锆成形体。将该氧化锆成形体在常压下以700℃煅烧2小时而得到氧化锆煅烧体。进而,将该氧化锆煅烧体在常压下以1100℃烧结2小时而得到氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表3。

[实施例17]

在暗室下向与实施例12同样操作而得到的包含氧化锆颗粒和荧光剂的粉末50质量份中添加甲基丙烯酸2-羟基乙酯30质量份、磷酸二氢10-甲基丙烯酰氧基癸酯5质量份和作为光聚合引发剂的2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦1质量份并进行练合,由此得到包含氧化锆颗粒、荧光剂、聚合性单体和光聚合引发剂的组合物。

将该组合物投入至模具中,使用UV照射器使其聚合,得到氧化锆成形体。将该氧化锆成形体在常压下以700℃煅烧2小时而得到氧化锆煅烧体。进而,将该氧化锆煅烧体在常压下以1100℃烧结2小时而得到氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表3。

[实施例18]

(1)相对于包含5摩尔%氧化钇的水系氧化锆浆料“MELox Nanosize 5Y”(MELChemicals公司制、氧化锆颗粒的平均一次粒径为13nm、氧化锆浓度为23质量%)100质量份,添加作为有机溶剂的丙二醇单甲基醚乙酸酯(通称为“PGMEA”)80质量份和作为表面处理剂的2-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)乙酸(通称为“MEEAA”)6质量份而制成混合物,将其转移至圆底烧瓶中,使用旋转蒸发仪进行减压馏去,使水和PGMEA馏出约60质量份。向残渣中添加甲苯,接着与上述同样地进行减压馏去,以共沸混合物的形式馏出水、PGMEA和甲苯。通过将向残渣中添加甲苯并使共沸混合物馏出的操作反复数次而充分去除水,得到包含45质量%的氧化锆颗粒且具有流动性的透明浆料。该浆料中的分散介质的主成分为PGMEA。

(2)相对于所得浆料20质量份,添加三甘醇二甲基丙烯酸酯(通称为“TEGDMA”)4质量份、二甲基丙烯酸2,2,4-三甲基六亚甲基双(2-氨甲酰氧基乙基)酯[以甲基丙烯酸2-羟基乙酯相对于2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯1摩尔为2摩尔的比例进行了加成的物质;通称为“UDMA”]4质量份和作为光聚合引发剂的2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(通称为“TPO”)0.6质量份,并均匀地混合溶解。以相对于氧化锆质量的铋氧化物(Bi2O3)换算的含量达到0.01质量%的方式,向其中进一步添加作为荧光剂的乙酸氧化铋的稀盐酸溶液并混合,得到包含氧化锆颗粒、荧光剂、聚合性单体和光聚合引发剂的组合物。该组合物的25℃下的粘度(利用E型粘度计进行测定)为2,500mPa・s。

(3)将该组合物流入至聚四氟乙烯制的模具(3cm×3cm×深度5mm)中,利用齿科用光聚合用照射器(モリタ制作所制、“αライトIII”)光照射5分钟而使其聚合固化。将其在室温/空气中放置3天而使其干燥后,从模具中取出而制成氧化锆成形体。

(4)使用电炉(クラレノリタケデンタル公司制、“カタナF”),将所得氧化锆成形体在常压下进行煅烧而得到氧化锆煅烧体。该煅烧如下进行:以0.3℃/分钟的速度从室温升温至200℃,接着,以0.1℃/分钟的速度从200℃升温至260℃,进而,以0.3℃/分钟的速度从260℃升温至400℃。将该氧化锆煅烧体再次投入至电炉中,在常压下以60℃/小时的速度升温至1050℃而进行烧结,得到致密的氧化锆烧结体。所得氧化锆烧结体为白色,且具有荧光性。将各测定结果示于表3。

[表3]

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