49%인가, 57%인가? 정답이 없는 지르코니아 질문

49%인가, 57%인가? 정답이 없는 지르코니아 질문
책상 위에 두 개의 사양서가 열려 있습니다. 블록 A는 투과율 49%로 표시되어 있고, 블록 B는 투과율 57%로 표시되어 있습니다.

어느 쪽이 더 투명한가요?

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대부분의 구매자는 선택지 B를 고르겠지만, 대부분의 경우 그 근거는 충분히 엄격하지 않습니다. 실제 실험실 응용에서는 블록 A와 블록 B가 동일한 성능을 보일 수 있으며, 이는 두 블록 모두 5Y 소재로 제조되었기 때문입니다. 그러나 공개된 수치는 빛 투과율에서 약 10%의 차이를 보여줍니다.

두 대의 기기, 하나의 단위, 표준 없음
치과용 지르코니아 시장에서 투명도는 가장 중요한 판매 포인트 중 하나가 되었습니다. 많은 제조사들이 자사 블록을 ‘고투명도’, ‘초투명’, 또는 ‘자연스러운 외관’으로 홍보하고 있습니다. 치과 실험실 및 유통업체 입장에서는 투명도 수치가 서로 다른 소재를 비교하는 간단한 방법처럼 보입니다. 그러나 문제는 지르코니아 투명도 측정값이 항상 동일한 방식으로 측정되는 것은 아니라는 점입니다.

헤이즈 측정기 (플라스틱 산업에서 차용한 ASTM D1003 방식)는 대부분의 지르코니아 제조사가 사용하는 측정법입니다. 분광 광도계 측정법 은 또 다른 일반적인 측정 방식입니다. 두 방식 모두 백분율(%)로 결과를 출력하며, 사양서에는 모두 ‘투과율’로 표기됩니다. 그러나 어느 쪽도 측정에 사용된 방법이 명시되어 있지 않습니다.

동일한 소재를 각 측정기로 측정했을 때의 결과는 다음과 같습니다.
• 3Y — 헤이즈 측정기: 38–42% | 분광 광도계: 약 42–46%
• 4Y — 헤이즈 측정기: 45–46% | 분광 광도계: 49–53%
• 5Y — 헤이즈 측정기: 약 49% | 분광 광도계: 약 57%
해당 행들을 가로로 읽어보면 문제점이 명확해집니다.

이러한 이유로 투명도 데이터는 치과 실험실에서 혼란을 초래할 수 있습니다. 한 브랜드가 5Y 지르코니아의 투명도를 49%로 표기하고, 다른 브랜드가 유사한 소재를 57%로 표기한다면, 많은 고객들이 후자의 소재가 훨씬 더 투명하다고 오해할 수 있습니다. 그러나 첫 번째 수치가 흐림도 측정기(haze meter) 측정 결과이고 두 번째 수치가 분광 광도계(spectrophotometric) 측정 결과라면, 이 두 수치는 동등하게 비교할 수 없습니다.

흐림도 측정기는 주로 시료를 통과하는 빛의 양과 산란되는 빛의 양을 평가합니다. 이 방법은 표준화된 지르코니아 시료를 안정적으로 비교할 수 있는 방식을 제공하므로, 소재 측면의 품질 관리에 유용합니다. 따라서 많은 지르코니아 블록 제조사들이 내부 품질 관리 및 기술 문서에서 흐림도 측정기 데이터를 사용합니다.

분광 광도측정법은 광학적 특성을 다른 방식으로 분석합니다. 측정 설정에 따라 색상, 대비, 다양한 배경에서의 빛 투과율을 평가할 수 있습니다. 이 방법은 재료의 시각적 외관을 이해하는 데 유용하지만, 최종 산출값은 흐림도 측정기 결과와 직접적으로 교환할 수 없습니다.

두 가지 방법 모두 유용할 수 있습니다. 문제는 어느 한 방법이 항상 옳고 다른 방법이 항상 틀렸다는 것이 아닙니다. 진정한 문제는 사용된 측정 방법이 명확히 기술되었는지 여부입니다.

왜 분광 측정값이 더 높게 나타나는가
이 차이는 어느 쪽에도 오류가 있는 것이 아닙니다. 두 측정기 모두 정확하게 측정하고 있으나, 단지 서로 다른 사항을 측정하고 있을 뿐입니다.

파장 가중치 안개계는 인간의 눈 감도(약 555nm에서 최대값을 보임)를 고려한 가중 광 투과율을 측정하여 보고한다. 분광광도측정법으로 얻은 값은 일반적으로 단일 파장에서 측정되거나 가시광선 영역 전체에 걸쳐 균등하게 평균화되어 보고된다. 지르코니아는 적색 영역 쪽으로 더 자유롭게 투과하므로, 광시각적 가중치를 적용하지 않는 어떤 측정 방식이라도 더 높은 수치를 산출한다.

수집 기하학. 정방향 산란된 빛 중 검출기로 도달하는 양은 구체의 크기, 포트 기하학, 수신기 개구부에 따라 달라진다. 산란이 주요 특성인 세라믹은 이에 매우 민감하지만, 투명 필름은 그렇지 않다.

기준선 및 표면 반사. 100% 기준값에 시료 자체의 표면 반사 손실이 포함되는지 여부에 따라 그 뒤에 오는 모든 값이 달라진다.

이러한 내용은 논란의 여지가 없는 물리학이다. 그러나 이렇게 산출된 수치를 어느 측정 방식으로 얻었는지 명시하지 않은 채 공개할 경우에만 문제가 된다.

더욱 중요한 변수들
방법이 가장 중요한 이슈이지만, 혼자서만 문제가 되는 것은 아니다. 두 개의 투과율 수치를 비교하기 전에 다음 사항들이 일치하는지 반드시 확인하십시오.
1. 두께 — 투과율은 비선형적으로 감소하므로, 0.5mm와 1.5mm 결과는 동일한 척도상에 있지 않다.
2. 그늘막 — 착색 이온은 빛을 흡수한다; 무색 시편은 항상 착색된 시편보다 우수한 성능을 보인다.
3. 소결 주기 — 최고 온도와 유지 시간이 결정 크기 및 잔류 기공률을 결정한다. 동일한 블록에 대해 고속 소결과 일반 소결을 수행하면 측정 결과가 달라진다.
4. 표면 마감 — 연마 입자 크기와 유약 처리가 빛이 본체 내부로 진입하기 전의 표면 산란을 변화시킨다.
5. 측정 장치 조건 — 측정 기하학적 구조, 조명원, 관찰 각도.
위의 조건 없이 발표된 투과율 수치는 데이터가 아니다. 그것은 실험실 코트를 입은 마케팅 주장일 뿐이다.

ICERA가 위치한 곳
ICERA는 탁도 측정기 값을 공개합니다. 당사의 5Y는 49%로 명시되어 있으며, 4Y는 45–46%, 3Y는 38–42%입니다. 소결 주기는 각각 별도로 명시되어 있습니다.

이는 카탈로그 상의 단순 비교에서는 당사가 불리하다는 의미입니다.

당사의 5Y 탁도 값 49%를 다른 공급업체의 5Y 탁도 값 57%와 나란히 놓고 비교하면, 당사 제품이 시각적으로 더 낮은 품질의 소재처럼 보입니다. 그러나 사실은 그렇지 않습니다. 두 제품은 동일한 등급의 세라믹이지만, 서로 다른 측정 장비로 측정된 결과이며, 이 8포인트의 차이는 측정 장비에서 비롯된 것입니다.

당사는 내일 바로 분광 광도계 프로토콜에 따라 재공개하여 8포인트를 확보할 수 있으나, 어떠한 규칙도 위반하지 않으면서도 이를 선택하지 않았습니다. 일단 이 수치가 인쇄되면, 기술자가 블록을 밀링하고 장착하는 첫 순간부터 해당 수치를 충족해야 하는 기대치가 되며, 밀링 머신과의 접촉을 견뎌내는 사양은 카탈로그 비교에서 우위를 점하는 사양보다 더 큰 가치를 지닙니다.

따라서 다른 업체의 수치와 비교해 우리 수치가 보수적으로 보인다면, 그들이 어떤 측정 기기를 사용했는지 물어보세요. 이 한 가지 질문이 이 페이지에 나온 어떤 수치보다도 더 큰 의미를 지닙니다 — 우리 수치조차도 마찬가지입니다.

초대
이 산업은 하나의 통일된 기준을 도입해야 합니다. 즉, 단일한 측정 방법, 명시된 두께, 명시된 색상 강도를 모든 공개 수치에 명시하는 것입니다. 그러한 기준이 마련되기 전까지는, 모든 구매자가 본래 서로 비교되도록 설계되지 않은 수치들을 비교하고 있는 셈입니다.

앞에 두 개의 사양서가 놓여 있고, 그 내용이 서로 일치하지 않는다면, 해당 자료를 보내 주십시오. 제가 그 수치들이 실제로 무엇을 의미하는지 알려드릴 수 있습니다. 심지어 그 해답이 다른 업체의 블록을 유리하게 만드는 경우에도 마찬가지입니다.