JPH0369549A - リチウムアルミノケイ酸塩を含有するリン酸カルシウム系磁器 - Google Patents
リチウムアルミノケイ酸塩を含有するリン酸カルシウム系磁器Info
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- JPH0369549A JPH0369549A JP1201254A JP20125489A JPH0369549A JP H0369549 A JPH0369549 A JP H0369549A JP 1201254 A JP1201254 A JP 1201254A JP 20125489 A JP20125489 A JP 20125489A JP H0369549 A JPH0369549 A JP H0369549A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は軟磁器(ボーンチャイナ)や装飾材料、あるい
は生体材料としても有用な緻密質リン酸カルシウム系磁
器に関する。リン酸カルシウム系磁器とは、水酸アパタ
イトCa+o(PO4) 6(0H)2[HAP] 、
リン酸カルシウムCa3(PO4) 2 rTcP
E 、骨灰等のリン酸カルシウム系化合物を主成分とす
る磁器をいう。
は生体材料としても有用な緻密質リン酸カルシウム系磁
器に関する。リン酸カルシウム系磁器とは、水酸アパタ
イトCa+o(PO4) 6(0H)2[HAP] 、
リン酸カルシウムCa3(PO4) 2 rTcP
E 、骨灰等のリン酸カルシウム系化合物を主成分とす
る磁器をいう。
[従来技術]
リン酸カルシウム系磁器は、乳白色を帯び優れた透光性
を具えており、身近には高級磁器製品としてディナー・
ウェアあるいは装飾品などに使用され、一般にボーンチ
ャイナとして知られている。又、リン酸カルシウムは生
体親和性にすぐれており人工歯根や人工骨等のインブラ
ント相比としても注目され応用が試みられている。
を具えており、身近には高級磁器製品としてディナー・
ウェアあるいは装飾品などに使用され、一般にボーンチ
ャイナとして知られている。又、リン酸カルシウムは生
体親和性にすぐれており人工歯根や人工骨等のインブラ
ント相比としても注目され応用が試みられている。
リン酸カルシウム系磁器、特にボーンチャイナは2 リ
ン酸カルシウム源として、骨灰あるいはピロリン酸カル
シウムと石灰石とを使用し、これにカオリン、長石、珪
石、可塑性粘土等を加えた坏土を成形し、 1200〜
1300℃にて焼成を行なうもので、β−Ca3(PO
4) 2結晶を主体にアノーサイト結晶を含み、ガラス
質は比較的少く、均質な組織から構成されている。[セ
ラミックス10 [7] 1975]−膜内なボーンチ
ャイナとしては、原料組成において石英を含むものと含
まないものとがある。
ン酸カルシウム源として、骨灰あるいはピロリン酸カル
シウムと石灰石とを使用し、これにカオリン、長石、珪
石、可塑性粘土等を加えた坏土を成形し、 1200〜
1300℃にて焼成を行なうもので、β−Ca3(PO
4) 2結晶を主体にアノーサイト結晶を含み、ガラス
質は比較的少く、均質な組織から構成されている。[セ
ラミックス10 [7] 1975]−膜内なボーンチ
ャイナとしては、原料組成において石英を含むものと含
まないものとがある。
前者の配合は通常、骨灰(合成後骨灰組成となり得る原
料を含む)25〜60%、カオリン(蛙目粘土2本節粘
土、ボールクレーを含む)20〜40%陶石5〜20%
、長石5〜20%及び石英1〜15%よりなる。又、後
者の配合は通常、骨灰(合成後骨灰組成となり得る原料
を含む)25〜60%、カオリン(蛙目粘土1本節粘土
、ボールクレーを含む)20〜40%、セリサイト5〜
(5%及び長石5〜20%よりなる。ボーンチャイナの
化学成分は、 5i02゜M2J 、 CaO、P2O
5を主成分とし、リン酸カルシウムを30〜60wt%
含んでおり、その他の成分として、 MgO、K2O、
Na2O、Pe20a 、 TlO2等を数%含有して
いる。X線回折から、磁器に含まれる結晶相ハ、β−C
a3(PO4) 2結晶とアノーサイト結晶の2相であ
る。
料を含む)25〜60%、カオリン(蛙目粘土2本節粘
土、ボールクレーを含む)20〜40%陶石5〜20%
、長石5〜20%及び石英1〜15%よりなる。又、後
者の配合は通常、骨灰(合成後骨灰組成となり得る原料
を含む)25〜60%、カオリン(蛙目粘土1本節粘土
、ボールクレーを含む)20〜40%、セリサイト5〜
(5%及び長石5〜20%よりなる。ボーンチャイナの
化学成分は、 5i02゜M2J 、 CaO、P2O
5を主成分とし、リン酸カルシウムを30〜60wt%
含んでおり、その他の成分として、 MgO、K2O、
Na2O、Pe20a 、 TlO2等を数%含有して
いる。X線回折から、磁器に含まれる結晶相ハ、β−C
a3(PO4) 2結晶とアノーサイト結晶の2相であ
る。
[発明の解決課題]
しかし、リン酸カルシウム系磁器の熱膨張係数8〜IO
X 1O−8(0〜800°C)は、一般の硬質磁器の
熱膨張係数6XlO−6(0〜800’C)に比して高
い。この為1本来的に機械的強度が大きいにもかかわら
ず、熱衝撃破壊抵抗性は一般磁器に比較して弱い傾向が
ある。リン酸カルシウム含有量が多くなるとさらに熱膨
張係数は大きくなる。
X 1O−8(0〜800°C)は、一般の硬質磁器の
熱膨張係数6XlO−6(0〜800’C)に比して高
い。この為1本来的に機械的強度が大きいにもかかわら
ず、熱衝撃破壊抵抗性は一般磁器に比較して弱い傾向が
ある。リン酸カルシウム含有量が多くなるとさらに熱膨
張係数は大きくなる。
又、リン酸カルシウム系単味焼結体(水酸アパタイト焼
結体あるいはβ−Ca3(PO4) 2焼結体)におい
ては一般に焼結がむずかしい為に高強度焼結体が得られ
にくい。例えばCa3(PO4)2焼結体の場合には、
1180°C付近にα−β転移があり、高密度化が困
難である。そのため、HIP処理が試みられたり(窯業
協会年会予稿集3G11 P941〜942) 。
結体あるいはβ−Ca3(PO4) 2焼結体)におい
ては一般に焼結がむずかしい為に高強度焼結体が得られ
にくい。例えばCa3(PO4)2焼結体の場合には、
1180°C付近にα−β転移があり、高密度化が困
難である。そのため、HIP処理が試みられたり(窯業
協会年会予稿集3G11 P941〜942) 。
あるいは、リン酸カルシウムへの各種添加物の添加1例
えばP2O5,CaO、BaO、AP20gから調製し
たフリットやSiO□粉末等の添加が検討されている(
PCReport 8 (1988) No、1041
0〜414)。
えばP2O5,CaO、BaO、AP20gから調製し
たフリットやSiO□粉末等の添加が検討されている(
PCReport 8 (1988) No、1041
0〜414)。
従って2本発明の第1の課題はリン酸カルシウム系磁器
の熱膨張係数を小さくシ、熱衝撃破壊抵抗性の改善をは
かることにある。又7第2の課題は、前記リン酸カルシ
ウム含有量の多い磁器における焼結性を改善し、緻密な
高強度焼結体を提供することにある。
の熱膨張係数を小さくシ、熱衝撃破壊抵抗性の改善をは
かることにある。又7第2の課題は、前記リン酸カルシ
ウム含有量の多い磁器における焼結性を改善し、緻密な
高強度焼結体を提供することにある。
[課題の解決手段及び作用]
本発明は2かかる課題を下記手段によって解決した。
(1)磁器全量に対して、下記A、B成分成分:分成分
:リチウムアルミノケイ酸塩て表示され、 Al220
a 、 SiO□及びLi2Oの換算合計値とじて3〜
95%(重量%、以下同じ)。
:リチウムアルミノケイ酸塩て表示され、 Al220
a 、 SiO□及びLi2Oの換算合計値とじて3〜
95%(重量%、以下同じ)。
B成分ニリン酸カルシウム系化合物として表示され、P
2O,及びCaOの換算合計値として5〜97%。
2O,及びCaOの換算合計値として5〜97%。
を主成分とし。
A成分が、該A成分全量に対する各酸化物組成で、 A
+’2035〜70%、 5in230〜95%及びL
1□OO,1〜30%からなり。
+’2035〜70%、 5in230〜95%及びL
1□OO,1〜30%からなり。
B成分が、Ca/Pモル比1〜2であることを特徴とす
るリン酸カルシウム系磁器。
るリン酸カルシウム系磁器。
特に前記(1)のリン酸カルシウム系磁器において、A
成分全量に対してLi2O0,5〜15%であるもの、
又B成分15〜18%からなり、そのCa/Pモル比が
1.25〜1.75であるもの。
成分全量に対してLi2O0,5〜15%であるもの、
又B成分15〜18%からなり、そのCa/Pモル比が
1.25〜1.75であるもの。
(2)水酸アパタイト及びβ−リン酸カルシウムの少な
くとも一種からなる相と、β−スポデューメン固溶体及
びβ−ユークリプタイト固溶体の少なくとも一種からな
る相とが共存していることを特徴とするリン酸カルシウ
ム系磁器。
くとも一種からなる相と、β−スポデューメン固溶体及
びβ−ユークリプタイト固溶体の少なくとも一種からな
る相とが共存していることを特徴とするリン酸カルシウ
ム系磁器。
特に、これらの結晶相が共存しており、かっ前記(1)
の要件(成分組成等)を充足するものが好ましい。又、
その他の相としてLiイオン含有ガラス相、或いはアノ
ーサイト及びムライトの少なくとも一種からなる結晶相
が共存しているものが好ましい。
の要件(成分組成等)を充足するものが好ましい。又、
その他の相としてLiイオン含有ガラス相、或いはアノ
ーサイト及びムライトの少なくとも一種からなる結晶相
が共存しているものが好ましい。
本発明のリン酸カルシウム系磁器は、同一量のリン酸カ
ルシウムを含有する従来のリン酸カルシウム系磁器と比
較して低熱膨張で耐衝撃破壊抵抗性に優れる。しかも、
乳白色を呈し、優れた透光性を有し、かつ機械的強度も
高い。
ルシウムを含有する従来のリン酸カルシウム系磁器と比
較して低熱膨張で耐衝撃破壊抵抗性に優れる。しかも、
乳白色を呈し、優れた透光性を有し、かつ機械的強度も
高い。
このような本発明のリン酸カルシウム系磁器は1本発明
者等が鋭意研究を重ねた結果1次に述べるような新たな
知見に基づき完成されたものである。
者等が鋭意研究を重ねた結果1次に述べるような新たな
知見に基づき完成されたものである。
すなわち2本発明者等はリン酸カルシウム系磁器につい
て、低熱膨張結晶(ないし固溶体)相を導入し、リン酸
カルシウム結晶と共存させることについて検討を重ねて
きた。その結果、リチウムイオンを含有する化合物例え
ばりチウム−アルミノケイ酸塩をリン酸カルシウムに加
え、リチウムイオン含有ガラス、β−ユークリプタイト
固溶体又はβ−スポデューメン固溶体の少なくとも一種
として析出させ、リン酸カルシウムを水酸アパタイト結
晶又はβ−Caa(PO4) 2結晶の少なくとも一種
として晶出共存させることに成功した。かくして、リン
酸カルシウムにリチウムイオン含有ガラス、β−ユーク
リプタイト固溶体又はβ−スポデューメン固溶体の少な
くとも一種を含有する新規なリン酸カルシウム系磁器を
見い出した。
て、低熱膨張結晶(ないし固溶体)相を導入し、リン酸
カルシウム結晶と共存させることについて検討を重ねて
きた。その結果、リチウムイオンを含有する化合物例え
ばりチウム−アルミノケイ酸塩をリン酸カルシウムに加
え、リチウムイオン含有ガラス、β−ユークリプタイト
固溶体又はβ−スポデューメン固溶体の少なくとも一種
として析出させ、リン酸カルシウムを水酸アパタイト結
晶又はβ−Caa(PO4) 2結晶の少なくとも一種
として晶出共存させることに成功した。かくして、リン
酸カルシウムにリチウムイオン含有ガラス、β−ユーク
リプタイト固溶体又はβ−スポデューメン固溶体の少な
くとも一種を含有する新規なリン酸カルシウム系磁器を
見い出した。
本発明磁器において、リチウムアルミノケイ酸塩(A成
分)は3〜95%、リン酸カルシウム系化合物(B成分
)は5〜97%とされる。A成分が3%未満(B成分が
97%を越える)では、水酸アパタイト結晶及び/又は
β−Ca3(PO,) 2結晶の晶出割合が少くなり、
又焼結性に劣り、緻密質の焼結体が得られない。一方A
成分が95%を越えると(B成分が5%未満)、乳白色
、透光性が阻害され1機械的強度も低レベルとなるおそ
れがある。
分)は3〜95%、リン酸カルシウム系化合物(B成分
)は5〜97%とされる。A成分が3%未満(B成分が
97%を越える)では、水酸アパタイト結晶及び/又は
β−Ca3(PO,) 2結晶の晶出割合が少くなり、
又焼結性に劣り、緻密質の焼結体が得られない。一方A
成分が95%を越えると(B成分が5%未満)、乳白色
、透光性が阻害され1機械的強度も低レベルとなるおそ
れがある。
このリチウムアルミノケイ酸塩(A成分)は。
β−ユークリプタイト固溶体及び/又はβ−スポデュー
メン固溶体として析出(ないし晶出)して存在するが一
部はガラス相として焼結体中に存在する。
メン固溶体として析出(ないし晶出)して存在するが一
部はガラス相として焼結体中に存在する。
本発明では、焼結体中に低熱膨張用のβユークリプタイ
ト固溶体および/またはβ−スボデユーメン固溶体或い
はLIイオン含有ガラスを主として析出(晶出)させ、
場合によってはこれにアノーサイト結晶及び/またはム
ライト結晶と共存させる為にリチウム−アルミノケイ酸
塩(A成分)の組成はM2O3が5〜70%、S10□
が30〜95%、 Li2Oが0,1〜30%である必
要がある。810□が30%未満になりM2O3が70
%より多くなるとコランダム結晶の晶出割合が多くなり
、Aj!20aが5%未満になりSiO3が95%より
多くなると、クリストバライト結晶あるいはトリジマイ
ト結晶等の晶出割合が多くなり好ましくない。またL1
2Oが0.1%未満では、β−ユークリプタイト固溶体
、β−スポデューメン固溶体の析出割合が極めて少なく
なり好ましくない。Li2Oが30%より多くなると。
ト固溶体および/またはβ−スボデユーメン固溶体或い
はLIイオン含有ガラスを主として析出(晶出)させ、
場合によってはこれにアノーサイト結晶及び/またはム
ライト結晶と共存させる為にリチウム−アルミノケイ酸
塩(A成分)の組成はM2O3が5〜70%、S10□
が30〜95%、 Li2Oが0,1〜30%である必
要がある。810□が30%未満になりM2O3が70
%より多くなるとコランダム結晶の晶出割合が多くなり
、Aj!20aが5%未満になりSiO3が95%より
多くなると、クリストバライト結晶あるいはトリジマイ
ト結晶等の晶出割合が多くなり好ましくない。またL1
2Oが0.1%未満では、β−ユークリプタイト固溶体
、β−スポデューメン固溶体の析出割合が極めて少なく
なり好ましくない。Li2Oが30%より多くなると。
Li2O・SiO2やLi2O・25in2等のケイ酸
すチウム結0 品の晶出割合が多くなり好ましくない。特に。
すチウム結0 品の晶出割合が多くなり好ましくない。特に。
リチウム・アルミノケイ酸塩成分のLi2Oの割合を0
.5〜15%にすると、緻密質セラミックスが得られや
すい。
.5〜15%にすると、緻密質セラミックスが得られや
すい。
リン酸カルシウム(B成分)は、主としてリン酸カルシ
ウム系化合物たる水酸アパタイト結晶。
ウム系化合物たる水酸アパタイト結晶。
β−TCP等として晶出しているが、一部はガラス相構
成成分(リン酸を含むガラス相を威す)として焼結体中
に存在する。
成成分(リン酸を含むガラス相を威す)として焼結体中
に存在する。
本発明のリン酸カルシウム系磁器は、S10□。
Aj!20a 、 Li2O、P20!l、 CaOそ
の他の酸化物組成でを所定範囲のものとすることにより
、所期の低熱膨張相を共存させ、熱衝撃破壊抵抗性を改
善し。
の他の酸化物組成でを所定範囲のものとすることにより
、所期の低熱膨張相を共存させ、熱衝撃破壊抵抗性を改
善し。
緻密な高強度焼結体を得ることができる。好ましくは、
5j02. AI!20+ 、 Li2O、P2O5
,及びCaOの合計が90%以上である。
5j02. AI!20+ 、 Li2O、P2O5
,及びCaOの合計が90%以上である。
その他の酸化物としては、磁器原料(リン酸カルシウム
系化合物原料、リチウムアルミノケイ酸塩原料)特に天
然原料から混入される酸化物2例えばMgO、K2O、
Na、、0. Pe203. TiO2,8203など
が挙げられる。
系化合物原料、リチウムアルミノケイ酸塩原料)特に天
然原料から混入される酸化物2例えばMgO、K2O、
Na、、0. Pe203. TiO2,8203など
が挙げられる。
リン酸カルシウム成分について、Ca/P比が1〜2の
範囲外の場合、水酸アパタイト結晶やβCa3(PO4
)2結晶以外の結晶相やガラス相が多くなる為好ましく
ない。特に、Ca/Pモル比が1.25〜1゜75の範
囲のリン酸カルシウムをP2O,とCaOの合計量で1
5〜80%含有した場合、焼成温度域が広く焼成が容易
である。
範囲外の場合、水酸アパタイト結晶やβCa3(PO4
)2結晶以外の結晶相やガラス相が多くなる為好ましく
ない。特に、Ca/Pモル比が1.25〜1゜75の範
囲のリン酸カルシウムをP2O,とCaOの合計量で1
5〜80%含有した場合、焼成温度域が広く焼成が容易
である。
本発明のリン酸カルシウム系磁器は、水酸アパタイト結
晶及び/またはβ−Ca、(PO4) 2結晶とβ−ユ
ークリプタイト固溶体及び/またはβ−スポデユーメン
固溶体或いはLiイオン含有ガラスとが共存し、更に場
合によりアノーサイト結晶及び/またはムライト結晶を
含有するものである。従来のリン酸カルシウム系磁器と
比較し、低熱膨張相のβ−ユークリプタイト固溶体及び
/またはβスポデューメン固溶体或いはLiイオン含有
ガラスを含有しているところに特徴がある。ここで。
晶及び/またはβ−Ca、(PO4) 2結晶とβ−ユ
ークリプタイト固溶体及び/またはβ−スポデユーメン
固溶体或いはLiイオン含有ガラスとが共存し、更に場
合によりアノーサイト結晶及び/またはムライト結晶を
含有するものである。従来のリン酸カルシウム系磁器と
比較し、低熱膨張相のβ−ユークリプタイト固溶体及び
/またはβスポデューメン固溶体或いはLiイオン含有
ガラスを含有しているところに特徴がある。ここで。
β−ユークリプタイト固溶体及び/またはβ−スポデュ
ーメン固溶体等は、純粋なスポデューメン1 2 あるいはユークリプタイト結晶はもとよりSiO□。
ーメン固溶体等は、純粋なスポデューメン1 2 あるいはユークリプタイト結晶はもとよりSiO□。
Al2..03.1,120の割合および結晶粒子径が
純粋なユークリプタイトなどとは多少異なるが結晶構造
が同一であるものまでを含むことを意味する。他の結晶
相9例えばAlI3(hや、 Ca2SiO4等を一部
含んでいても差支えない。
純粋なユークリプタイトなどとは多少異なるが結晶構造
が同一であるものまでを含むことを意味する。他の結晶
相9例えばAlI3(hや、 Ca2SiO4等を一部
含んでいても差支えない。
尚、Liイオンを含有していても結晶相的にβスポデュ
ーメン固溶体或いはβ−ユークリプタイト固溶体として
析出(晶出)せず、1.i含有ガラス(特に低膨張ガラ
ス)として存在している場合も考えられる。従って2本
発明は前記成分組成を充足する限り、水酸アパタイト結
晶及びβ−リン酸カルシウムの少なくとも一種からなる
相にアノーサイト及びムライトの少なくとも一種からな
る相とが共存してなるものであっても差支えない。
ーメン固溶体或いはβ−ユークリプタイト固溶体として
析出(晶出)せず、1.i含有ガラス(特に低膨張ガラ
ス)として存在している場合も考えられる。従って2本
発明は前記成分組成を充足する限り、水酸アパタイト結
晶及びβ−リン酸カルシウムの少なくとも一種からなる
相にアノーサイト及びムライトの少なくとも一種からな
る相とが共存してなるものであっても差支えない。
本発明のリン酸カルシウム系磁器は、磁器中に晶出して
いる水酸アパタイト結晶相及びβCa3(PO4) 2
結晶相の割合と、共存しているリチウムイオン含有ガラ
ス、β−ユークリプタイト固溶体及びβ−スポデューメ
ン固溶体(更には場合によりアノーサイト及びムライト
)の割合と、その構成化学成分であるAI!203.
S10□、 Li2Oの割合とにより、磁器の熱膨張係
数をコントロールすることもでき、磁器の用途にあわせ
た材料を提供できる。例えばボーンチャイナ用の場合、
水酸アパタイト、β−Ga3(PO4) 2相20〜7
0wt%、残部βユークリプタイト、β−スポデューメ
ン相を含むリチウムアルミノケイ酸塩(リチウムアルミ
ノケイ酸塩全量に対しAl2O3、SiO20310〜
50 wt%、 5in230〜90wt%、 1i2
00.5〜10 wt%)にするとよい。
いる水酸アパタイト結晶相及びβCa3(PO4) 2
結晶相の割合と、共存しているリチウムイオン含有ガラ
ス、β−ユークリプタイト固溶体及びβ−スポデューメ
ン固溶体(更には場合によりアノーサイト及びムライト
)の割合と、その構成化学成分であるAI!203.
S10□、 Li2Oの割合とにより、磁器の熱膨張係
数をコントロールすることもでき、磁器の用途にあわせ
た材料を提供できる。例えばボーンチャイナ用の場合、
水酸アパタイト、β−Ga3(PO4) 2相20〜7
0wt%、残部βユークリプタイト、β−スポデューメ
ン相を含むリチウムアルミノケイ酸塩(リチウムアルミ
ノケイ酸塩全量に対しAl2O3、SiO20310〜
50 wt%、 5in230〜90wt%、 1i2
00.5〜10 wt%)にするとよい。
本発明の磁器の製造に使用する原料は、天然原料1合成
原料のいずれを使用してもよい。
原料のいずれを使用してもよい。
リン酸カルシウム原料としては2例えば、天然骨灰3
Ca5(PO4)2・Ca(0+()2:ゼラチンの製
造工程で牛骨を溶解し、ゼラチン成分を分離した後の廃
液を石灰乳で中和した特に得られる析出物である少量の
Ca(Oll)zを含んだCaHPO4# 2 H2O
;これを仮焼して得られたαあるいはβピロリン酸カル
シウムa −2CaO−P2O6,β−2CaO’ P
2O5ニリン酸水素カルシウムニ水塩CaHPO4・2
H20;3 4 第2リン酸カルシウムCaHPO4;第3リン酸カルシ
ウムCa3(PO4) 2あるいは3 [ca3(pn
4)2]Ca(OH)2;及び水酸アパタイト結晶Ca
+o(PO4) 6(OH)2等があげられる。又、
Ca3(PO4) 2あるいは水酸アパタイト結晶は、
リン酸水素カルシウム三水塩、第2リン酸カルシウム、
ピロリン酸カルシウム等にCaC0aを加えて加熱し、
固相反応により行なう乾式合成法;カルシウム塩(例え
ばCa(OH)2. Ca(NOa ) 2等)とリン
酸塩(例えばHI PO4、(NH4)211P04等
)を適当なpnに調節した溶液中で混合し、沈殿反応を
すすめる湿式合成法。
Ca5(PO4)2・Ca(0+()2:ゼラチンの製
造工程で牛骨を溶解し、ゼラチン成分を分離した後の廃
液を石灰乳で中和した特に得られる析出物である少量の
Ca(Oll)zを含んだCaHPO4# 2 H2O
;これを仮焼して得られたαあるいはβピロリン酸カル
シウムa −2CaO−P2O6,β−2CaO’ P
2O5ニリン酸水素カルシウムニ水塩CaHPO4・2
H20;3 4 第2リン酸カルシウムCaHPO4;第3リン酸カルシ
ウムCa3(PO4) 2あるいは3 [ca3(pn
4)2]Ca(OH)2;及び水酸アパタイト結晶Ca
+o(PO4) 6(OH)2等があげられる。又、
Ca3(PO4) 2あるいは水酸アパタイト結晶は、
リン酸水素カルシウム三水塩、第2リン酸カルシウム、
ピロリン酸カルシウム等にCaC0aを加えて加熱し、
固相反応により行なう乾式合成法;カルシウム塩(例え
ばCa(OH)2. Ca(NOa ) 2等)とリン
酸塩(例えばHI PO4、(NH4)211P04等
)を適当なpnに調節した溶液中で混合し、沈殿反応を
すすめる湿式合成法。
Ca1lPO+ ・2820とCaCO3を湿式で混合
粉砕し。
粉砕し。
750℃付近にて仮焼して合成を行なうメカノケミカル
法;等の各種化学合成法から得られたもののいずれでも
よく、その目的に応じて選択し、使用できる。
法;等の各種化学合成法から得られたもののいずれでも
よく、その目的に応じて選択し、使用できる。
リチウムアルミノケイ酸塩の原料としては。
天然原料、或いは任意の組成について合成した合成原料
のいずれを使用してもよく1例えばベタライト(1,i
20・M2O3・8 S+02) 、 Lj−オルソク
レース(Ll 2O−Aj! 203 ・6SiO2
)、スポデューメン(L120・AI!2i3 ・4
Si02)、ユークリプタイト(Li20・At!20
3 25i02) 、ケイ酸リチウム(Li20 ・5
i02. 2+、120・5i02. Li2O・
2 SiO□)。
のいずれを使用してもよく1例えばベタライト(1,i
20・M2O3・8 S+02) 、 Lj−オルソク
レース(Ll 2O−Aj! 203 ・6SiO2
)、スポデューメン(L120・AI!2i3 ・4
Si02)、ユークリプタイト(Li20・At!20
3 25i02) 、ケイ酸リチウム(Li20 ・5
i02. 2+、120・5i02. Li2O・
2 SiO□)。
酸化リチウム(1,1zO)、アルミン酸リチウム(L
i20・fiJ!20’s ) 、等から選ばれる1つ
以」二のリチウム含有化合物に必要に応じてカオリン、
セリサイト、蛙目粘土、陶石、長石等の天然ケイ酸アル
ミニウムあるいは合成ケイ酸アルミニウムを使用する。
i20・fiJ!20’s ) 、等から選ばれる1つ
以」二のリチウム含有化合物に必要に応じてカオリン、
セリサイト、蛙目粘土、陶石、長石等の天然ケイ酸アル
ミニウムあるいは合成ケイ酸アルミニウムを使用する。
こうした原料を使用し、原料の成分含量に換算して、
Al!203 : 5〜70%、 5i02 : 3
0〜90%。
Al!203 : 5〜70%、 5i02 : 3
0〜90%。
Li20 : 0.1〜30%になるようにリチウム
含有化合物あるいはリチウム含有化合物とケイ酸アルミ
ニウムを選択し、リチウムアルミノケイ酸塩中に含まれ
るMz03. SiO□、 Li20に換算した合計量
で5%以上95%以下に対し、リン酸カルシウム原料を
P2O,とCaOの合計量に換算し、5%以上95%以
下になるように加える。原料はあらかじめ微粉砕(例え
ば50μm以下)して、使用するのが好まし5 6 い。各原料は、配合した後、均一に混合し、成形、乾燥
工程の後、 1000〜1350℃の範囲、好ましくは
1100〜1300℃の範囲で焼成を行ないリン酸カル
シウム系磁器を得る。
含有化合物あるいはリチウム含有化合物とケイ酸アルミ
ニウムを選択し、リチウムアルミノケイ酸塩中に含まれ
るMz03. SiO□、 Li20に換算した合計量
で5%以上95%以下に対し、リン酸カルシウム原料を
P2O,とCaOの合計量に換算し、5%以上95%以
下になるように加える。原料はあらかじめ微粉砕(例え
ば50μm以下)して、使用するのが好まし5 6 い。各原料は、配合した後、均一に混合し、成形、乾燥
工程の後、 1000〜1350℃の範囲、好ましくは
1100〜1300℃の範囲で焼成を行ないリン酸カル
シウム系磁器を得る。
[実施例]
実施例及び比較例をあげて本発明をより具体的に説明す
るが1本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例
に限定されるものではない。
るが1本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例
に限定されるものではない。
実施例1〜11.比較例1〜2
湿式合成法すなわちカルシウム塩(Ca (NO3)2
)とリン酸塩((NH4) 2HPO4)の水溶液を
混合し。
)とリン酸塩((NH4) 2HPO4)の水溶液を
混合し。
水溶液のpH調節により反応させ、生成物をろ過・洗浄
した後、乾燥し、 800℃で仮焼を行ない。
した後、乾燥し、 800℃で仮焼を行ない。
Ca/ Pモル比が1.5のβ−リン酸三カルシウム(
β−Caa(PO4) 2)を合成した(合成β−TC
P )。
β−Caa(PO4) 2)を合成した(合成β−TC
P )。
この粉末の比表面積はLD、5r#/ gであった。
リチウムアルミノケイ酸塩原料はアルミニウム塩、アル
ミン酸アルカリ、ケイ酸アルカリ、リチウム塩の水溶液
を混合し、得られた沈殿物をろ過・洗浄する湿式法にて
合成後、 1000℃で仮焼し。
ミン酸アルカリ、ケイ酸アルカリ、リチウム塩の水溶液
を混合し、得られた沈殿物をろ過・洗浄する湿式法にて
合成後、 1000℃で仮焼し。
比表面積5.5rrf’ / g ノLi2O” Aj
!20a ・85j02を調製した。
!20a ・85j02を調製した。
上記の合成β−TCP及びリチウムアルミノケイ酸塩の
原料粉体を第1表の割合で加えて湿式粉砕混合後これに
バインダーとしてポリビニルアルコールを2重量部加え
て湿式混合し、乾燥させた粉末を1.5 ton/cJ
の圧力で等方向に成形し、第1表に示す温度で大気中に
焼成した。
原料粉体を第1表の割合で加えて湿式粉砕混合後これに
バインダーとしてポリビニルアルコールを2重量部加え
て湿式混合し、乾燥させた粉末を1.5 ton/cJ
の圧力で等方向に成形し、第1表に示す温度で大気中に
焼成した。
得られた焼結体の測定結果を第1表に示す。なおこれら
得られた焼結体の見掛気孔率はいずれも0.1%以下で
あった。
得られた焼結体の見掛気孔率はいずれも0.1%以下で
あった。
(以下余白)
7
8
失施例12〜22.比較例3
リチウムアルミノケイ酸塩の原料は実施例1〜11で使
用したLi20−At! 203 ・8 SiO□の
合成方法と同様にして出発原料組成比を変えることで、
Li2O・AI!203 ・45iO7,Li2O
・M2O3・2 SiO□、 Li2O・25i02を
湿式混合した。これらの合成粉は以下の温度で仮焼を行
ない使用した。
用したLi20−At! 203 ・8 SiO□の
合成方法と同様にして出発原料組成比を変えることで、
Li2O・AI!203 ・45iO7,Li2O
・M2O3・2 SiO□、 Li2O・25i02を
湿式混合した。これらの合成粉は以下の温度で仮焼を行
ない使用した。
又、この他に天然原料であるブラジル産ペタライト(あ
らかじめボールミルにて湿式粉砕を行ない平均粒径5如
以下にしたものを使用した。)及びカオリン質粘土、セ
リサイト粘土、蛙目粘土を使用した。
らかじめボールミルにて湿式粉砕を行ない平均粒径5如
以下にしたものを使用した。)及びカオリン質粘土、セ
リサイト粘土、蛙目粘土を使用した。
リン酸カルシウム原料は、 CaHPO+・2)12O
とCaCO3に水を加えたスラリーを湿式混合粉砕し。
とCaCO3に水を加えたスラリーを湿式混合粉砕し。
メカノケミカルな作用を与えることによりにより反応を
進行させ、カルシウム欠損アパタイトを合成した。これ
を780℃にて仮焼を行ない、Ca/Pモル比が1.5
のβ−リン酸三カルシウム(β−Caa(po4:l
2 )を合成した(合成β−TCP )、この合成粉の
比表面積は16.7rrf/gであった。
進行させ、カルシウム欠損アパタイトを合成した。これ
を780℃にて仮焼を行ない、Ca/Pモル比が1.5
のβ−リン酸三カルシウム(β−Caa(po4:l
2 )を合成した(合成β−TCP )、この合成粉の
比表面積は16.7rrf/gであった。
上記のリン酸カルシウム及びリチウムアルミノケイ酸塩
の各原料粉体を第2表の割合で加え。
の各原料粉体を第2表の割合で加え。
湿式粉砕混合後これにバインダーとしてポリビニルアル
コールを2重量部加えて湿式混合し、乾燥させた粉末を
1.5 ton/ cJの圧力で等方向に成形し、第2
表に示す温度で大気中に焼成した。なお天然原料は10
%近くのIgloss (付着水、吸着水。
コールを2重量部加えて湿式混合し、乾燥させた粉末を
1.5 ton/ cJの圧力で等方向に成形し、第2
表に示す温度で大気中に焼成した。なお天然原料は10
%近くのIgloss (付着水、吸着水。
層間水)を含んでいるので、 Igloss分を除いた
値で表中の割合になるように換算して加えた。(例えば
、使用したカオリンは2.75%のIglossがある
ので、実施例工3の表中5vt%加える場合には。
値で表中の割合になるように換算して加えた。(例えば
、使用したカオリンは2.75%のIglossがある
ので、実施例工3の表中5vt%加える場合には。
Igloss分を除いた添加量が5wt%になるように
5.73wt%相当分を加えた。) 0 1 得られた焼結体の測定結果を第2表に示す。またこれら
の実施例中から選択し2色差計にて1色調を測定し、
Lab表色系にて第3表に示した。
5.73wt%相当分を加えた。) 0 1 得られた焼結体の測定結果を第2表に示す。またこれら
の実施例中から選択し2色差計にて1色調を測定し、
Lab表色系にて第3表に示した。
又、厚み4 、3 +nmの試料にて測定した透光度(
%)も示した。
%)も示した。
(以下余白)
2
第
3
表
実施例23〜26
実施例1〜11と同様に湿式合成法により、カルシウム
塩(Ca(NOa )2 )とリン酸塩((NH,)2
Hp(14)の水溶液を混合し、水溶液のpH調節によ
り反応させ、生成物をろ過・洗浄した後乾燥し、800
℃で仮焼を行ない、Ca/Pモル比が1.887の合成
HAP及びCa/ Pモル比が1.5の合成β−TCP
を合成した。これらの粉末の比表面積は12.3rrl
’/ gと10.5rrr / gであった。また第2
リン酸カルシウムCaHPO,にCaCO3を加え混合
物を1100℃にて仮焼し、比表面積8.9rrf’/
g 、 Ca/ Pモル比1.7の合成リン酸カルシ
ウムを調製した。
塩(Ca(NOa )2 )とリン酸塩((NH,)2
Hp(14)の水溶液を混合し、水溶液のpH調節によ
り反応させ、生成物をろ過・洗浄した後乾燥し、800
℃で仮焼を行ない、Ca/Pモル比が1.887の合成
HAP及びCa/ Pモル比が1.5の合成β−TCP
を合成した。これらの粉末の比表面積は12.3rrl
’/ gと10.5rrr / gであった。また第2
リン酸カルシウムCaHPO,にCaCO3を加え混合
物を1100℃にて仮焼し、比表面積8.9rrf’/
g 、 Ca/ Pモル比1.7の合成リン酸カルシ
ウムを調製した。
リン酸カルシウム原料として、上記の合成HAP、合成
β−TCP 、合成リン酸カルシウム、及び天然骨灰を
使用し、リチウムアルミノケイ酸塩原料は実施例1〜2
2に使用したL12O・/’J!20s ・8SiO
2,Li2O・M2O3・48102と天然原料のカオ
リン、セリサイト、蛙目粘土とを使用した。
β−TCP 、合成リン酸カルシウム、及び天然骨灰を
使用し、リチウムアルミノケイ酸塩原料は実施例1〜2
2に使用したL12O・/’J!20s ・8SiO
2,Li2O・M2O3・48102と天然原料のカオ
リン、セリサイト、蛙目粘土とを使用した。
これら原料を第4表の割合で加え湿式粉砕混合後、これ
にバインダーとしてポリビニルアルコ−4 5 ルを2重量部加えて湿式混合し、乾燥させた粉末を1.
5 ton/cI#の圧力で等方向に成形し、第4表に
示す温度で大気中焼成した。なお天然原料は10%近く
のIgloss (付着水、吸着水1層間水)を含んで
いるので、 Igloss分を除いた値で表中の割合に
なるように換算して加えた。
にバインダーとしてポリビニルアルコ−4 5 ルを2重量部加えて湿式混合し、乾燥させた粉末を1.
5 ton/cI#の圧力で等方向に成形し、第4表に
示す温度で大気中焼成した。なお天然原料は10%近く
のIgloss (付着水、吸着水1層間水)を含んで
いるので、 Igloss分を除いた値で表中の割合に
なるように換算して加えた。
得られた焼結体の測定結果を第4表に示す。なお得られ
た焼結体の見掛気孔率は全て0.1%以下であった。
た焼結体の見掛気孔率は全て0.1%以下であった。
(以下余白)
第
表
[効果コ
本発明のリン酸カルシウム系磁器は、従来のリン酸カル
シウム系磁器に比較し、低熱膨張で耐熱衝撃抵抗性に優
れる。又、低熱膨張結晶相(固溶体)の割合を変えるこ
とによって磁器の熱膨張係数をコントロールすることが
できる。また緻密質で透光性にも優れる為、ボーンチャ
イナ等の磁器素地としても有用である。
シウム系磁器に比較し、低熱膨張で耐熱衝撃抵抗性に優
れる。又、低熱膨張結晶相(固溶体)の割合を変えるこ
とによって磁器の熱膨張係数をコントロールすることが
できる。また緻密質で透光性にも優れる為、ボーンチャ
イナ等の磁器素地としても有用である。
Claims (8)
- (1) 磁器全量に対して、下記A、B成分:A成分:
リチウムアルミノケイ酸塩として表示され、Al_2O
_3、SiO_2及びLi_2Oの換算合計値として3
〜95%(重量%、以下同じ)、 B成分:リン酸カルシウム系化合物として表示され、P
_2O_5及びCaOの換算合計値として5〜97%、 を主成分とし、 A成分が、該A成分全量に対する各酸化物組成で、Al
_2O_35〜70%、SiO_230〜95%及びL
i_2O0.1〜30%からなり、 B成分が、Ca/Pモル比1〜2であることを特徴とす
るリン酸カルシウム系磁器。 - (2) A成分全量に対してLi_2O0.5〜15%
である請求項1記載のリン酸カルシウム系磁器。 - (3) B成分15〜80%からなり、そのCa/Pモ
ル比が1.25〜1.75である請求項1又は2記載の
リン酸カルシウム系磁器。 - (4) 磁器全量に対して、酸化物組成で、SiO_2
、Al_2O_3、Li_2O、P_2O_6、及びC
aOの合計が90%以上であることを特徴とする請求項
1〜3の一に記載のリン酸カルシウム系磁器。 - (5) 水酸アパタイト及びβ−リン酸カルシウムの少
なくとも一種からなる相と、β−スポデューメン固溶体
及びβ−ユークリプタイト固溶体の少なくとも一種から
なる相とが共存している請求項1〜4のいずれか一記載
のリン酸カルシウム系磁器。 - (6) 水酸アパタイト及びβ−リン酸カルシウムの少
なくとも一種からなる相と、アノーサイト及びムライト
の少なくとも一種からなる相とが共存している請求項1
〜4のいずれか一記載のリン酸カルシウム系磁器。 - (7) 水酸アパタイト及びβ−リン酸カルシウムの少
なくとも一種からなる相と、β−スポデューメン固溶体
及びβ−ユークリプタイト固溶体の少なくとも一種から
なる相とが共存していることを特徴とするリン酸カルシ
ウム系磁器。 - (8) 更に、アノーサイト及びムライトの少なくとも
一種からなる相が共存している請求項5又は7記載のリ
ン酸カルシウム系磁器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1201254A JP2792681B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | リチウムアルミノケイ酸塩を含有するリン酸カルシウム系磁器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1201254A JP2792681B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | リチウムアルミノケイ酸塩を含有するリン酸カルシウム系磁器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0369549A true JPH0369549A (ja) | 1991-03-25 |
| JP2792681B2 JP2792681B2 (ja) | 1998-09-03 |
Family
ID=16437895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1201254A Expired - Lifetime JP2792681B2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | リチウムアルミノケイ酸塩を含有するリン酸カルシウム系磁器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2792681B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113105267A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-07-13 | 景德镇陶瓷大学 | 一种陶瓷花纸添加剂、陶瓷花纸、富硒陶瓷及制备方法 |
| JP2023043163A (ja) * | 2021-09-15 | 2023-03-28 | 御木本製薬株式会社 | 貝殻粉末を磁器素地に混合して製造した磁器及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-08-04 JP JP1201254A patent/JP2792681B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113105267A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-07-13 | 景德镇陶瓷大学 | 一种陶瓷花纸添加剂、陶瓷花纸、富硒陶瓷及制备方法 |
| CN113105267B (zh) * | 2021-04-13 | 2023-01-31 | 景德镇陶瓷大学 | 一种陶瓷花纸添加剂、陶瓷花纸、富硒陶瓷及制备方法 |
| JP2023043163A (ja) * | 2021-09-15 | 2023-03-28 | 御木本製薬株式会社 | 貝殻粉末を磁器素地に混合して製造した磁器及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2792681B2 (ja) | 1998-09-03 |
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