JPH1036106A - 多孔質塊状炭酸アパタイトおよびその製造方法 - Google Patents
多孔質塊状炭酸アパタイトおよびその製造方法Info
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- JPH1036106A JPH1036106A JP8198179A JP19817996A JPH1036106A JP H1036106 A JPH1036106 A JP H1036106A JP 8198179 A JP8198179 A JP 8198179A JP 19817996 A JP19817996 A JP 19817996A JP H1036106 A JPH1036106 A JP H1036106A
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Landscapes
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Dental Preparations (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 人工骨や人工歯、歯磨き基材、香料担持剤、
抗菌剤、吸着剤等の素材として有用な炭酸アパタイト
を、従来技術における問題を生じることなく簡易な手順
によって製造する方法、およびこうして製造された炭酸
アパタイトを提供する。 【解決手段】 炭酸カルシウム含有物を用い、燐酸と中
性域にて反応させることによって、炭酸カルシウムを
０．５重量％以上含み、且つＢＥＴ比表面積が１０ｍ2
／ｇ以上である多孔質塊状炭酸カルシウムが得られる。
抗菌剤、吸着剤等の素材として有用な炭酸アパタイト
を、従来技術における問題を生じることなく簡易な手順
によって製造する方法、およびこうして製造された炭酸
アパタイトを提供する。 【解決手段】 炭酸カルシウム含有物を用い、燐酸と中
性域にて反応させることによって、炭酸カルシウムを
０．５重量％以上含み、且つＢＥＴ比表面積が１０ｍ2
／ｇ以上である多孔質塊状炭酸カルシウムが得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人工骨や人工歯等
の生体インプラント材料の他、歯磨き基材、香料担持
剤、抗菌剤、吸着剤、更には接着剤組成物等の素材とし
て有用な多孔質塊状アパタイト、および該多孔質塊状ア
パタイトを製造する為の方法に関するものである。
の生体インプラント材料の他、歯磨き基材、香料担持
剤、抗菌剤、吸着剤、更には接着剤組成物等の素材とし
て有用な多孔質塊状アパタイト、および該多孔質塊状ア
パタイトを製造する為の方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】炭酸アパタイト、即ち炭酸基を含有する
アパタイトは、化学式Ｃａ10（ＰＯ4）6 （ＯＨ）2 の
水酸基（ＯＨ- ）の一部を炭酸基（ＣＯ3 2- ）にて置換
したＡタイプと、燐酸基（ＰＯ4 3-）の一部を炭酸基に
て置換したＢタイプが知られている。この炭酸アパタイ
トは、炭酸基を含有する点でヒドロキシアパタイト（Ｈ
ＡＰ）や燐酸三カルシウムと比べて人体を構成する骨や
歯により近い材料として、人工骨や人工歯等の生体イン
プラント材料の素材として用いられている他、その特性
を利用して歯磨き基材、香料担持剤、抗菌剤、吸着剤等
の素材として利用されている。更に、近年における新し
い用途として、接着剤組成物の添加材としても利用され
ている（例えば、特開平５−７８６３２号、特開平４−
１０６１７７号等）。
アパタイトは、化学式Ｃａ10（ＰＯ4）6 （ＯＨ）2 の
水酸基（ＯＨ- ）の一部を炭酸基（ＣＯ3 2- ）にて置換
したＡタイプと、燐酸基（ＰＯ4 3-）の一部を炭酸基に
て置換したＢタイプが知られている。この炭酸アパタイ
トは、炭酸基を含有する点でヒドロキシアパタイト（Ｈ
ＡＰ）や燐酸三カルシウムと比べて人体を構成する骨や
歯により近い材料として、人工骨や人工歯等の生体イン
プラント材料の素材として用いられている他、その特性
を利用して歯磨き基材、香料担持剤、抗菌剤、吸着剤等
の素材として利用されている。更に、近年における新し
い用途として、接着剤組成物の添加材としても利用され
ている（例えば、特開平５−７８６３２号、特開平４−
１０６１７７号等）。
【０００３】炭酸アパタイトを製造するに当たっては、
乾式法や湿式法等が知られているが、炭酸アパタイト粉
末を焼結して生体インプラント材を製造する際の低温焼
結性に優れるという性質があることから湿式法が汎用さ
れている。そしてこの湿式法における代表的な製法とし
ては、カルシウム塩と燐酸（または燐酸塩）を水溶液中
で反応させるのが一般的である（例えば、特開平５−７
８６３２号、特開平４−１０６１７７号等）。しかしな
がら、それらの方法で得られる炭酸アパタイトは、製造
方法により、粒度や炭酸含有量が限定されたものであ
る。また上記の湿式法では塩基性条件にて反応させるも
のであったので、得られた炭酸アパタイトは、水酸化カ
ルシウム等のアルカリ性物質が残留する恐れがある。
乾式法や湿式法等が知られているが、炭酸アパタイト粉
末を焼結して生体インプラント材を製造する際の低温焼
結性に優れるという性質があることから湿式法が汎用さ
れている。そしてこの湿式法における代表的な製法とし
ては、カルシウム塩と燐酸（または燐酸塩）を水溶液中
で反応させるのが一般的である（例えば、特開平５−７
８６３２号、特開平４−１０６１７７号等）。しかしな
がら、それらの方法で得られる炭酸アパタイトは、製造
方法により、粒度や炭酸含有量が限定されたものであ
る。また上記の湿式法では塩基性条件にて反応させるも
のであったので、得られた炭酸アパタイトは、水酸化カ
ルシウム等のアルカリ性物質が残留する恐れがある。
【０００４】こうしたことから、二酸化炭素ガスを合成
系に導入し中性域で反応させて炭酸アパタイトを製造す
る方法も提案されている。しかしながらこうした方法で
は、ガスを密閉できる気密反応容器が必要になり、また
各種のバッファーを用いてｐＨを中性域に調整するもの
であるので、使用したバッファーや生じた副生成物を除
去する必要がある。
系に導入し中性域で反応させて炭酸アパタイトを製造す
る方法も提案されている。しかしながらこうした方法で
は、ガスを密閉できる気密反応容器が必要になり、また
各種のバッファーを用いてｐＨを中性域に調整するもの
であるので、使用したバッファーや生じた副生成物を除
去する必要がある。
【０００５】一方、アパタイトを製造する為の原料とし
て、貝殻、魚のウロコ、魚や動物の骨等、これまで余り
利用されなかった炭酸カルシウム含有天然資源を有効に
利用する技術も様々提案されている（例えば、特開昭６
３−１０７８０７号、特開平７−３０３８８９号、特開
平７−２７７７１２号、特開平８−１０４５０８号
等）。しかしながらこれらの方法では、基本的に上記湿
式法と同様に処理されるものであり、上記した問題は解
消されないままである。
て、貝殻、魚のウロコ、魚や動物の骨等、これまで余り
利用されなかった炭酸カルシウム含有天然資源を有効に
利用する技術も様々提案されている（例えば、特開昭６
３−１０７８０７号、特開平７−３０３８８９号、特開
平７−２７７７１２号、特開平８−１０４５０８号
等）。しかしながらこれらの方法では、基本的に上記湿
式法と同様に処理されるものであり、上記した問題は解
消されないままである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした状況
の下になされたものであって、その目的は、人工骨や人
工歯、および歯磨き基材、香料担持剤、抗菌剤、吸着剤
等の素材として有用な炭酸アパタイトを、従来技術にお
ける問題を生じることなく簡易な手順によって製造する
方法、およびこうして製造された炭酸アパタイトを提供
することにある。
の下になされたものであって、その目的は、人工骨や人
工歯、および歯磨き基材、香料担持剤、抗菌剤、吸着剤
等の素材として有用な炭酸アパタイトを、従来技術にお
ける問題を生じることなく簡易な手順によって製造する
方法、およびこうして製造された炭酸アパタイトを提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明とは、炭酸カルシウムを０．５重量％以
上含み、且つＢＥＴ比表面積が１０ｍ2 ／ｇ以上である
点に要旨を有する多孔質塊状炭酸アパタイトである。
のできた本発明とは、炭酸カルシウムを０．５重量％以
上含み、且つＢＥＴ比表面積が１０ｍ2 ／ｇ以上である
点に要旨を有する多孔質塊状炭酸アパタイトである。
【０００８】上記した本発明の多孔質塊状炭酸アパタイ
トは、炭酸カルシウム含有物を用い、燐酸と中性域にて
反応させることによって製造することができる。また原
料としての炭酸カルシウム含有物は天然物であることが
好ましく、このうち貝殻が最も好ましい。
トは、炭酸カルシウム含有物を用い、燐酸と中性域にて
反応させることによって製造することができる。また原
料としての炭酸カルシウム含有物は天然物であることが
好ましく、このうち貝殻が最も好ましい。
【０００９】また本発明方法で用いる前記炭酸カルシウ
ム含有物は、その平均粒子径が０．５〜１０００μｍの
ものを使用しても本発明の目的が達成されるが、平均粒
子径を０．５〜２０μｍに制御すれば、多孔質塊状炭酸
アパタイトの平均粒子径を１〜５０μｍの範囲内で制御
することができるので有用である。
ム含有物は、その平均粒子径が０．５〜１０００μｍの
ものを使用しても本発明の目的が達成されるが、平均粒
子径を０．５〜２０μｍに制御すれば、多孔質塊状炭酸
アパタイトの平均粒子径を１〜５０μｍの範囲内で制御
することができるので有用である。
【００１０】更に、反応速度を制御することによって、
化学式Ｃａ10（ＰＯ4)6 （ＯＨ)2で表されるアパタイト
中の（ＰＯ4 3-）を０．０１〜１ｍｏｌの範囲で（ＣＯ
3 2-)に置換することができる。
化学式Ｃａ10（ＰＯ4)6 （ＯＨ)2で表されるアパタイト
中の（ＰＯ4 3-）を０．０１〜１ｍｏｌの範囲で（ＣＯ
3 2-)に置換することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明者らは上記目的を達成する
為に様々な角度から検討した。その結果、上記炭酸カル
シウム含有物と燐酸とを中性域にて反応させれば、酸や
アルカリによる処理を付加することなく、また各種のバ
ッファーを用いることなく、効果的に反応を進行させる
ことができ、希望する特性を具備した多孔質塊状炭酸ア
パタイトが得られることを見出し、本発明を完成した。
また本発明方法によれば、下記の（１），（２）の利点
があることも見出した。
為に様々な角度から検討した。その結果、上記炭酸カル
シウム含有物と燐酸とを中性域にて反応させれば、酸や
アルカリによる処理を付加することなく、また各種のバ
ッファーを用いることなく、効果的に反応を進行させる
ことができ、希望する特性を具備した多孔質塊状炭酸ア
パタイトが得られることを見出し、本発明を完成した。
また本発明方法によれば、下記の（１），（２）の利点
があることも見出した。
【００１２】（１）原料炭酸カルシウムの平均粒子径を
０．５〜２０μｍに制御することによって、多孔質塊状
炭酸アパタイトの平均粒子径を１〜５０μｍの範囲内で
制御することができる。 （２）反応速度を制御することによって、化学式Ｃａ10
（ＰＯ4 ）6 （ＯＨ)2で表されるアパタイト中の（ＰＯ
4 3-）を０．０１〜１ｍｏｌの範囲で（ＣＯ3 2- ）に置
換することができる。
０．５〜２０μｍに制御することによって、多孔質塊状
炭酸アパタイトの平均粒子径を１〜５０μｍの範囲内で
制御することができる。 （２）反応速度を制御することによって、化学式Ｃａ10
（ＰＯ4 ）6 （ＯＨ)2で表されるアパタイト中の（ＰＯ
4 3-）を０．０１〜１ｍｏｌの範囲で（ＣＯ3 2- ）に置
換することができる。
【００１３】本発明方法は、炭酸カルシウム含有物と燐
酸とを中性域にて反応させることを最大の特徴とするも
のであるが、これによって効果的に反応が進行する理由
については、その全てを解明し得た訳ではないが、おそ
らく次の様に考えることができる。即ち、炭酸カルシウ
ムスラリー中に滴下された燐酸は、まず表面で反応して
アパタイトを生成する。そして、順次滴下される燐酸
は、多孔質となった内部から溶出する炭酸カルシウムと
反応して外部に向かって更にアパタイトを成長させてい
く。このとき、炭酸カルシウムの分解によって発生する
（ＣＯ3 2- ）は、アパタイトの成長点付近に存在し、そ
の結晶成長のときに（ＰＯ4 3- ）と競合置換して炭酸ア
パタイトを生成すると考えられる。
酸とを中性域にて反応させることを最大の特徴とするも
のであるが、これによって効果的に反応が進行する理由
については、その全てを解明し得た訳ではないが、おそ
らく次の様に考えることができる。即ち、炭酸カルシウ
ムスラリー中に滴下された燐酸は、まず表面で反応して
アパタイトを生成する。そして、順次滴下される燐酸
は、多孔質となった内部から溶出する炭酸カルシウムと
反応して外部に向かって更にアパタイトを成長させてい
く。このとき、炭酸カルシウムの分解によって発生する
（ＣＯ3 2- ）は、アパタイトの成長点付近に存在し、そ
の結晶成長のときに（ＰＯ4 3- ）と競合置換して炭酸ア
パタイトを生成すると考えられる。
【００１４】尚本発明において、「中性域にて反応させ
る」とは、反応の大部分がｐＨ６．０〜７．０程度の中
性域で進行することを意味するものであり、従って反応
終了時にｐＨが急激に５程度の酸性側に傾く場合をも含
むものである（後記実施例参照）。
る」とは、反応の大部分がｐＨ６．０〜７．０程度の中
性域で進行することを意味するものであり、従って反応
終了時にｐＨが急激に５程度の酸性側に傾く場合をも含
むものである（後記実施例参照）。
【００１５】本発明で原料として用いる炭酸カルシウム
含有物としては、鉱石として掘り出される炭酸カルシウ
ムの粉砕品（例えば、株式会社カルシード製炭酸カルシ
ウム、備北粉化工業株式会社製炭酸カルシウム等）も使
用できるが、動物の骨や貝殻等の天然の炭酸カルシウム
含有物を粉砕したものを用いることが好ましく、このう
ち工業的な原料としては、大量に入手が可能であること
および純度の点からして貝殻を粉砕したものが最も好ま
しい。またこれらの炭酸カルシウム含有物は、単独また
は混合して使用することができる。尚、上記した動物の
骨としては、烏賊等の軟体動物、ゴカイ等の腔腸動物、
牛等の脊椎動物のいずれのものでも良い。
含有物としては、鉱石として掘り出される炭酸カルシウ
ムの粉砕品（例えば、株式会社カルシード製炭酸カルシ
ウム、備北粉化工業株式会社製炭酸カルシウム等）も使
用できるが、動物の骨や貝殻等の天然の炭酸カルシウム
含有物を粉砕したものを用いることが好ましく、このう
ち工業的な原料としては、大量に入手が可能であること
および純度の点からして貝殻を粉砕したものが最も好ま
しい。またこれらの炭酸カルシウム含有物は、単独また
は混合して使用することができる。尚、上記した動物の
骨としては、烏賊等の軟体動物、ゴカイ等の腔腸動物、
牛等の脊椎動物のいずれのものでも良い。
【００１６】上記粉砕した炭酸カルシウム含有物は、反
応性を考慮すればその粒径は０．５μｍ以上であること
が好ましく、粒径が０．５μｍ未満では原料の粉砕費用
が高価となり、また反応が早く進み過ぎて制御が行ない
にくいため、燐酸水素カルシウム等を生成する場合があ
る。一方、炭酸カルシウム含有物の粒径の上限は、多孔
質塊状炭酸アパタイトの平均粒子径を１〜５０μｍの範
囲内で制御できるという観点からすれば２０μｍ以下で
あることが好ましいが、前述した如く１０００μｍ以下
のものも使用できる。またこの炭酸カルシウム含有物
は、例えば１〜３０％の割合で水に懸濁させて懸濁液
（反応液スラリー）とし、これに燐酸希釈液（好ましく
は、１０〜８０％程度）を混合し、３０〜１００℃程度
で、１〜１０時間反応させることによって本発明の多孔
質塊状炭酸アパタイトが得られる。
応性を考慮すればその粒径は０．５μｍ以上であること
が好ましく、粒径が０．５μｍ未満では原料の粉砕費用
が高価となり、また反応が早く進み過ぎて制御が行ない
にくいため、燐酸水素カルシウム等を生成する場合があ
る。一方、炭酸カルシウム含有物の粒径の上限は、多孔
質塊状炭酸アパタイトの平均粒子径を１〜５０μｍの範
囲内で制御できるという観点からすれば２０μｍ以下で
あることが好ましいが、前述した如く１０００μｍ以下
のものも使用できる。またこの炭酸カルシウム含有物
は、例えば１〜３０％の割合で水に懸濁させて懸濁液
（反応液スラリー）とし、これに燐酸希釈液（好ましく
は、１０〜８０％程度）を混合し、３０〜１００℃程度
で、１〜１０時間反応させることによって本発明の多孔
質塊状炭酸アパタイトが得られる。
【００１７】上記のようにして得られた多孔質塊状炭酸
アパタイトは、炭酸カルシウム（即ち、未反応の炭酸カ
ルシウム含有物）の大部分が中央部に偏在する実質的に
２層構造となると考えられる。即ち、本発明方法では、
炭酸カルシウム含有物の周囲から反応が進行し、最終的
に中央部に炭酸カルシウムが残留した実質的に２層構造
である多孔質塊状炭酸アパタイトとなる。そして、炭酸
カルシウム偏在部分を含め、その含有率がほぼ０．５重
量％以上となる。
アパタイトは、炭酸カルシウム（即ち、未反応の炭酸カ
ルシウム含有物）の大部分が中央部に偏在する実質的に
２層構造となると考えられる。即ち、本発明方法では、
炭酸カルシウム含有物の周囲から反応が進行し、最終的
に中央部に炭酸カルシウムが残留した実質的に２層構造
である多孔質塊状炭酸アパタイトとなる。そして、炭酸
カルシウム偏在部分を含め、その含有率がほぼ０．５重
量％以上となる。
【００１８】一方、粒子形態（morphology) とＢＥＴ比
表面積は相関々係があることが知られており、例えばウ
ィスカーや凝集物（agglomerete)のＢＥＴ比表面積は１
０ｍ 2 ／ｇ以上であり、細粒（granule)では１０ｍ2 ／
ｇ未満となる。つまり、従来の製造方法では、微細（即
ち、比表面積が大）であるか、細粒（即ち、比表面積が
小）かの粒子特性のものしか得られなかった。これに対
し、本発明に係る炭酸アパタイト粉末は、ＢＥＴ比表面
積が１０ｍ2 ／ｇ以上と大きな多孔質の塊状の細粒とな
る。
表面積は相関々係があることが知られており、例えばウ
ィスカーや凝集物（agglomerete)のＢＥＴ比表面積は１
０ｍ 2 ／ｇ以上であり、細粒（granule)では１０ｍ2 ／
ｇ未満となる。つまり、従来の製造方法では、微細（即
ち、比表面積が大）であるか、細粒（即ち、比表面積が
小）かの粒子特性のものしか得られなかった。これに対
し、本発明に係る炭酸アパタイト粉末は、ＢＥＴ比表面
積が１０ｍ2 ／ｇ以上と大きな多孔質の塊状の細粒とな
る。
【００１９】ところで、貝殻のうちには薬理効果のある
ものも知られており、例えば牡蠣の貝殻はボレイと呼ば
れ、その粉末は漢方処方用薬として使用されている。本
発明によって得られる炭酸アパタイトは、未反応の炭酸
カルシウム含有物が中央部に偏在する実質的に２層構造
であるので、炭酸カルシウム含有物として薬理効果のあ
る貝殻を使用すれば、得られる炭酸アパタイトはその使
用形態によってはこうした薬理効果も期待できる。次
に、実施例を示す。
ものも知られており、例えば牡蠣の貝殻はボレイと呼ば
れ、その粉末は漢方処方用薬として使用されている。本
発明によって得られる炭酸アパタイトは、未反応の炭酸
カルシウム含有物が中央部に偏在する実質的に２層構造
であるので、炭酸カルシウム含有物として薬理効果のあ
る貝殻を使用すれば、得られる炭酸アパタイトはその使
用形態によってはこうした薬理効果も期待できる。次
に、実施例を示す。
【００２０】
実施例１ 下記の条件にて、本発明の炭酸アパタイトを製造した。 反応容器：３リットルステンレス鋼製ビーカー 原料：牡蠣殻粉末（平均粒子径：９．１μｍ） 反応液スラリー：原料２００ｇ＋イオン交換水１８００
ｇ（スラリー濃度：１０％） 燐酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）液：３０重量％濃度，３５３ｇ 反応温度：７０℃ 燐酸の総滴下所要時間：５時間（滴下終了と共に反応を
終了） 最終ｐＨ：５．０ 得られた炭酸アパタイト粒子のＢＥＴ比表面積較を、
「ＢＥＬＳＯＲＰ ２８」（日本ベル株式会社製）で測
定したところ、２３ｍ2 ／ｇであった。またこの炭酸ア
パタイト粒子のＸ線回折を、下記の条件で行った。 （Ｘ線回折条件） Ｘ線回折分析装置：「ＲＡＤ−１Ａ」（株式会社リガク
製） 測定電圧：３５ＫＶ 測定電流：１５ｍＡ 感度：２０００ｃｐｓ 時定数：１ｓｅｃ 走査速度：２°／ｍｉｎ
ｇ（スラリー濃度：１０％） 燐酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）液：３０重量％濃度，３５３ｇ 反応温度：７０℃ 燐酸の総滴下所要時間：５時間（滴下終了と共に反応を
終了） 最終ｐＨ：５．０ 得られた炭酸アパタイト粒子のＢＥＴ比表面積較を、
「ＢＥＬＳＯＲＰ ２８」（日本ベル株式会社製）で測
定したところ、２３ｍ2 ／ｇであった。またこの炭酸ア
パタイト粒子のＸ線回折を、下記の条件で行った。 （Ｘ線回折条件） Ｘ線回折分析装置：「ＲＡＤ−１Ａ」（株式会社リガク
製） 測定電圧：３５ＫＶ 測定電流：１５ｍＡ 感度：２０００ｃｐｓ 時定数：１ｓｅｃ 走査速度：２°／ｍｉｎ
【００２１】Ｘ線回折結果を図１に示す。また得られた
炭酸アパタイトの結晶構造を図２（図面代用顕微鏡写
真）に示す。これらから次のように考察できる。図１に
おいて矢印（↓）で示した部分は、炭酸カルシウムを示
しているが、この炭酸カルシウム部分のピーク強度か
ら、炭酸アパタイト中の炭酸カルシウムは１０％である
と判断できた。
炭酸アパタイトの結晶構造を図２（図面代用顕微鏡写
真）に示す。これらから次のように考察できる。図１に
おいて矢印（↓）で示した部分は、炭酸カルシウムを示
しているが、この炭酸カルシウム部分のピーク強度か
ら、炭酸アパタイト中の炭酸カルシウムは１０％である
と判断できた。
【００２２】実施例２〜４ 下記の条件にて、本発明の炭酸アパタイトを製造した。
尚下記実施例２〜４では、燐酸の総滴下所要時間、反応
濃度および反応温度を変えることによって反応速度を変
化させた。
尚下記実施例２〜４では、燐酸の総滴下所要時間、反応
濃度および反応温度を変えることによって反応速度を変
化させた。
【００２３】実施例２ 反応容器：３リットルステンレス鋼製ビーカー 原料：炭酸カルシウム（株式会社カルシード製）をボー
ルミルにて粉砕 原料平均粒子径：０．８μｍ 反応液スラリー：原料６００ｇ＋イオン交換水１４００
ｇ（スラリー濃度：３０％） 燐酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）液：５０重量％濃度，３５１ｇ 反応温度：６０℃ 燐酸の総滴下所要時間：１時間（滴下終了と共に反応を
終了） 最終ｐＨ：５．１
ルミルにて粉砕 原料平均粒子径：０．８μｍ 反応液スラリー：原料６００ｇ＋イオン交換水１４００
ｇ（スラリー濃度：３０％） 燐酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）液：５０重量％濃度，３５１ｇ 反応温度：６０℃ 燐酸の総滴下所要時間：１時間（滴下終了と共に反応を
終了） 最終ｐＨ：５．１
【００２４】実施例３ 反応容器：３リットルステンレス鋼製ビーカー 原料：蛤殻粉末 原料平均粒子径：５．３μｍ 反応液スラリー：原料４００ｇ＋イオン交換水１４００
ｇ（スラリー濃度：２０％） 燐酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）液：７０重量％濃度，３１２ｇ 反応温度：７０℃ 燐酸の総滴下所要時間：５時間（滴下終了と共に反応を
終了） 最終ｐＨ：５．０
ｇ（スラリー濃度：２０％） 燐酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）液：７０重量％濃度，３１２ｇ 反応温度：７０℃ 燐酸の総滴下所要時間：５時間（滴下終了と共に反応を
終了） 最終ｐＨ：５．０
【００２５】実施例４ 反応容器：５リットルステンレス鋼製ビーカー 原料：炭酸カルシウム（太平化学産業株式会社製） 平均粒子径：１２．８μｍ 反応液スラリー：原料１５０ｇ＋イオン交換水２８５０
ｇ（スラリー濃度：５％） 燐酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）液：２０重量％濃度，３９８ｇ 反応温度：９０℃ 燐酸の総滴下所要時間：１０時間（滴下終了と共に反応
を終了） 最終ｐＨ：５．２
ｇ（スラリー濃度：５％） 燐酸（Ｈ3 ＰＯ4 ）液：２０重量％濃度，３９８ｇ 反応温度：９０℃ 燐酸の総滴下所要時間：１０時間（滴下終了と共に反応
を終了） 最終ｐＨ：５．２
【００２６】得られた炭酸アパタイト粒子について、上
記と同様の条件にてＸ線回折分析を行なった。またレー
ザー回折式粒度分布測定装置［「ＳＡＬＤ１１００」
（株式会社島津製作所製）］で平均粒径を測定すると共
に、示差熱分析装置［「ＴＡＳ−２００」（株式会社リ
ガク製）］で６００〜８００℃減量の解析を行なって、
炭酸カルシウム残量を測定した。これらＸ線回折分析、
平均粒径および炭酸カルシウム残量を、収量と共に下記
表１に示す。
記と同様の条件にてＸ線回折分析を行なった。またレー
ザー回折式粒度分布測定装置［「ＳＡＬＤ１１００」
（株式会社島津製作所製）］で平均粒径を測定すると共
に、示差熱分析装置［「ＴＡＳ−２００」（株式会社リ
ガク製）］で６００〜８００℃減量の解析を行なって、
炭酸カルシウム残量を測定した。これらＸ線回折分析、
平均粒径および炭酸カルシウム残量を、収量と共に下記
表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】また上記レーザー回折式粒度分布測定装置
によって、原料粉末および生成物粉末の粒度分布を測定
した。その結果を、図３〜８に示す。即ち、図３は実施
例２における原料粉末（炭酸カルシウム含有物）の粒度
分布を、図４は実施例２における生成物粉末（炭酸アパ
タイト）の粒度分布を、図５は実施例３における原料粉
末の粒度分布を、図６は実施例３における生成物粉末の
粒度分布を、図７は実施例４における原料粉末の粒度分
布を、図８は実施例４における生成物粉末の粒度分布を
夫々示したものである。尚図３〜８中、Ｑ（％）は積分
値を、ｑ（％）は微分値を夫々示している。
によって、原料粉末および生成物粉末の粒度分布を測定
した。その結果を、図３〜８に示す。即ち、図３は実施
例２における原料粉末（炭酸カルシウム含有物）の粒度
分布を、図４は実施例２における生成物粉末（炭酸アパ
タイト）の粒度分布を、図５は実施例３における原料粉
末の粒度分布を、図６は実施例３における生成物粉末の
粒度分布を、図７は実施例４における原料粉末の粒度分
布を、図８は実施例４における生成物粉末の粒度分布を
夫々示したものである。尚図３〜８中、Ｑ（％）は積分
値を、ｑ（％）は微分値を夫々示している。
【００２９】表１に示した平均粒子径と図３〜８に示し
た結果から、炭酸カルシウム含有物の平均粒子径を制御
することによって、塊状炭酸アパタイトの平均粒子径を
制御することができることが分かる。
た結果から、炭酸カルシウム含有物の平均粒子径を制御
することによって、塊状炭酸アパタイトの平均粒子径を
制御することができることが分かる。
【００３０】ところで炭酸アパタイトは、前述した様
に、化学式Ｃａ10（ＰＯ4 ）6 （ＯＨ）2 の水酸基（Ｏ
Ｈ- ）の一部を炭酸基（ＣＯ3 2- ）にて置換したＡタイ
プと、燐酸基（ＰＯ4 3-）の一部を炭酸基にて置換した
Ｂタイプがあり、これらは赤外線吸収スペクトルによっ
て同定でき、Ｂ型炭酸アパタイトは一般式Ｃａ10-x（Ｐ
Ｏ4 ）6-x （ＣＯ3 ）x （ＯＨ）2-x で表わせる。
に、化学式Ｃａ10（ＰＯ4 ）6 （ＯＨ）2 の水酸基（Ｏ
Ｈ- ）の一部を炭酸基（ＣＯ3 2- ）にて置換したＡタイ
プと、燐酸基（ＰＯ4 3-）の一部を炭酸基にて置換した
Ｂタイプがあり、これらは赤外線吸収スペクトルによっ
て同定でき、Ｂ型炭酸アパタイトは一般式Ｃａ10-x（Ｐ
Ｏ4 ）6-x （ＣＯ3 ）x （ＯＨ）2-x で表わせる。
【００３１】本発明者らは、赤外線吸収スペクトル装置
［「ＦＴ−ＩＲ」］（株式会社島津製作所製）］を用
い、炭酸アパタイトおよび炭酸カルシウムの同定を行な
った。このとき、同定には下記の振動数を採用した。 （ａ）Ｂ型炭酸アパタイト ：１４６５，１
４１２（ｃｍ-1） （ｂ）炭酸カルシウム（カルサイト） ：７１２ｃｍ-1 （ｃ）炭酸カルシウム（アラゴライト）：８５５ｃｍ-1
［「ＦＴ−ＩＲ」］（株式会社島津製作所製）］を用
い、炭酸アパタイトおよび炭酸カルシウムの同定を行な
った。このとき、同定には下記の振動数を採用した。 （ａ）Ｂ型炭酸アパタイト ：１４６５，１
４１２（ｃｍ-1） （ｂ）炭酸カルシウム（カルサイト） ：７１２ｃｍ-1 （ｃ）炭酸カルシウム（アラゴライト）：８５５ｃｍ-1
【００３２】一方、ＣＨＮ計［「ＭＴ−３型」（株式会
社柳本製作所製）］によって、（ＣＯ3 2- ）全量を測定
し、この測定値から前記表１に示した炭酸カルシウム残
量を減じた値を、（ＰＯ4 3-）に置換した（ＣＯ3 2- ）
量として求めた。これらの結果を、得られたＢ型炭酸ア
パタイトの分子式と共に下記表２に示す。
社柳本製作所製）］によって、（ＣＯ3 2- ）全量を測定
し、この測定値から前記表１に示した炭酸カルシウム残
量を減じた値を、（ＰＯ4 3-）に置換した（ＣＯ3 2- ）
量として求めた。これらの結果を、得られたＢ型炭酸ア
パタイトの分子式と共に下記表２に示す。
【００３３】
【表２】
【００３４】これらの結果から、反応速度を制御するこ
とによって、化学式Ｃａ10（ＰＯ4）6 （ＯＨ）2 で表
されるアパタイト中の（ＰＯ4 3-）を０．０１〜１ｍｏ
ｌの範囲で（ＣＯ3 2- ）に置換できることが分かる。
とによって、化学式Ｃａ10（ＰＯ4）6 （ＯＨ）2 で表
されるアパタイト中の（ＰＯ4 3-）を０．０１〜１ｍｏ
ｌの範囲で（ＣＯ3 2- ）に置換できることが分かる。
【００３５】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、下記の
効果が得られる。 （１）炭酸アパタイトとして、粒径や炭酸含有量を一定
の範囲で制御できる。 （２）貝殻を炭酸カルシム原料として用いる場合には、
廃物利用という消極的な理由ばかりではなく、中性域で
反応すると共に反応量を調整して未反応物を残留させる
ことによって、貝殻の持つ薬理効果も期待できる。 （３）本発明方法は、各種のバッファーを用いることも
なく、また副生成物も生じることもなく、簡単な製造工
程であるので大量生産が可能である。 （４）本発明に係る炭酸アパタイトは、比表面積の大き
な多孔質体であり、吸着特性の優れた炭酸アパタイト細
粒を得ることができる。
効果が得られる。 （１）炭酸アパタイトとして、粒径や炭酸含有量を一定
の範囲で制御できる。 （２）貝殻を炭酸カルシム原料として用いる場合には、
廃物利用という消極的な理由ばかりではなく、中性域で
反応すると共に反応量を調整して未反応物を残留させる
ことによって、貝殻の持つ薬理効果も期待できる。 （３）本発明方法は、各種のバッファーを用いることも
なく、また副生成物も生じることもなく、簡単な製造工
程であるので大量生産が可能である。 （４）本発明に係る炭酸アパタイトは、比表面積の大き
な多孔質体であり、吸着特性の優れた炭酸アパタイト細
粒を得ることができる。
【図１】実施例１で得られた炭酸アパタイトのＸ線回折
結果を示すグラフである。
結果を示すグラフである。
【図２】実施例１で得られた炭酸アパタイトの結晶構造
を示す図面代用顕微鏡写真である。
を示す図面代用顕微鏡写真である。
【図３】実施例２における原料粉末の粒度分布を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図４】実施例２における生成物粉末の粒度分布を示す
グラフである。
グラフである。
【図５】実施例３における原料粉末の粒度分布を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図６】実施例３における生成物粉末の粒度分布を示す
グラフである。
グラフである。
【図７】実施例４における原料粉末の粒度分布を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図８】実施例４における生成物粉末の粒度分布を示す
グラフである。
グラフである。
Claims (6)
- 【請求項１】 炭酸カルシウムを０．５重量％以上含
み、且つＢＥＴ比表面積が１０ｍ2 ／ｇ以上であること
を特徴とする多孔質塊状炭酸アパタイト。 - 【請求項２】 炭酸カルシウム含有物を用い、燐酸と中
性域にて反応させて請求項１に記載の塊状アパタイトを
製造する多孔質塊状炭酸アパタイトの製造方法。 - 【請求項３】 前記炭酸カルシウム含有物が天然物であ
る請求項２に記載の製造方法。 - 【請求項４】 前記炭酸カルシウム含有物が貝殻である
請求項３に記載の製造方法。 - 【請求項５】 前記炭酸カルシウム含有物の平均粒子径
を０．５〜２０μｍに制御することによって、塊状炭酸
アパタイトの平均粒子径を１〜５０μｍの範囲内で制御
する請求項２〜４のいずれかに記載の製造方法。 - 【請求項６】 反応速度を制御することによって、化学
式Ｃａ10（ＰＯ4 ） 6 （ＯＨ）2 で表されるアパタイト
中の（ＰＯ4 3-）を０．０１〜１ｍｏｌの範囲で（ＣＯ
3 2- ）に置換するものである請求項２〜５のいずれかに
記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8198179A JPH1036106A (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 多孔質塊状炭酸アパタイトおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8198179A JPH1036106A (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 多孔質塊状炭酸アパタイトおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1036106A true JPH1036106A (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=16386799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8198179A Withdrawn JPH1036106A (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 多孔質塊状炭酸アパタイトおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1036106A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1335757A4 (en) * | 2000-10-30 | 2003-08-20 | Howmedica Osteonics Corp | POROUS CALCIUM PHOSPHATE CEMENT |
| WO2004112856A1 (ja) * | 2003-06-24 | 2004-12-29 | Kyushu Tlo Company Limited | 医療用骨補填材およびその製造方法 |
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| WO2017038360A1 (ja) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | 株式会社ジーシー | 炭酸カルシウムを含有する多孔質体の製造方法、炭酸アパタイトを含有する多孔質体の製造方法 |
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-
1996
- 1996-07-26 JP JP8198179A patent/JPH1036106A/ja not_active Withdrawn
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