JP2020050581A - Hydroxyapatite and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、家畜由来の骨原料より製造されるヒドロキシアパタイト及びヒドロキシアパタイトの製造方法に関する。 The present invention relates to hydroxyapatite produced from livestock-derived bone raw materials and a method for producing hydroxyapatite.
近年、食肉用の畜産物からの廃棄物である牛骨等の廃棄量が増大しており、これらからコラーゲンの抽出等が行われている他、骨自体は蒸製骨粉として飼料や肥料に利用したり、陶器の素材などとして利用されている。 In recent years, the amount of waste, such as bovine bone, which is waste from livestock products for meat, has been increasing, and collagen is being extracted from these, and the bone itself is used as feed and fertilizer as steamed bone powder. Or used as a material for pottery.
また、骨原料から骨に含まれている成分であるヒドロキシアパタイトを製造する方法が提案されている。例えば、骨原料を酸で溶出し、中和してヒドロキシアパタイトを沈殿させてから凍結乾燥するヒドロキシアパタイトの製造方法が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。 In addition, a method for producing hydroxyapatite which is a component contained in bone from a bone material has been proposed. For example, there has been proposed a method for producing hydroxyapatite in which a bone material is eluted with an acid, neutralized to precipitate hydroxyapatite, and then freeze-dried (for example, see Patent Documents 1 and 2).
しかし、上述の方法では、酸溶媒や中和剤が必要となり、更には凍結乾燥のための装置が必要となるため、製造コストが増えてしまうという問題がある。
このため、例えば、骨原料としての魚類残渣を焼成し、粉砕してヒドロキシアパタイトを製造する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
However, the above-mentioned method requires an acid solvent and a neutralizing agent, and further requires an apparatus for freeze-drying, which causes a problem that the production cost increases.
For this reason, for example, a method has been proposed in which fish residues as bone raw materials are calcined and pulverized to produce hydroxyapatite (for example, see Patent Document 3).
しかしながら、上記特許文献３に記載の方法では、焼成前に魚類残渣を煮て水洗浄する前処理が必要であり、高品質なヒドロキシアパタイトを簡易かつ効率よく得るには更なる改良が求められているのが現状である。
本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、タンパク質分及び未燃炭素分等の残留が極めて少なく、高品質なヒドロキシアパタイト、及び前記ヒドロキシアパタイトを簡易な方法により大量生産が可能であるヒドロキシアパタイトの製造方法を提供することを目的とする。
However, the method described in Patent Document 3 requires a pretreatment of boiling fish residues and washing with water before firing, and further improvement is required to obtain high-quality hydroxyapatite easily and efficiently. That is the current situation.
An object of the present invention is to solve the above conventional problems and achieve the following objects. That is, the present invention provides a high-quality hydroxyapatite having a very small amount of residual protein components and unburned carbon components, and a method for producing hydroxyapatite capable of mass-producing the hydroxyapatite by a simple method. With the goal.
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 家畜由来の骨原料を６００℃以上９００℃以下の温度で焼成する焼成工程と、
焼成後の前記骨原料を５０％累積体積粒径（Ｄ５０）が０．８μｍ以上１００μｍ以下の粉末となるように粉砕する粉砕工程と、
を含むことを特徴とするヒドロキシアパタイトの製造方法である。
＜２＞ 前記家畜由来の骨原料が、家畜由来の蒸製骨粉、家畜由来の焼成骨粉、家畜由来の骨灰、家畜由来の生骨、又はこれらの処理物である前記＜１＞に記載のヒドロキシアパタイトの製造方法である。
＜３＞ 前記焼成工程前に、前記家畜由来の骨原料の全てが目開き２ｃｍの篩を通過するように破砕する破砕工程を含む前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載のヒドロキシアパタイトの製造方法である。
＜４＞ 前記焼成が酸素含有雰囲気下で行われる前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のヒドロキシアパタイトの製造方法である。
＜５＞ 前記粉砕工程後に得られる粉末のＣａ／Ｐ比率が、質量換算で１．６以上２．３以下である前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のヒドロキシアパタイトの製造方法である。
＜６＞ 前記粉砕工程後に得られる粉末におけるＮａ２Ｏ及びＭｇＯの少なくともいずれかの含有量が、１質量％以上１．３質量％以下である前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載のヒドロキシアパタイトの製造方法である。
＜７＞ 前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載のヒドロキシアパタイトの製造方法により得られたことを特徴とするヒドロキシアパタイトである。
＜８＞ 人工骨、人工歯、肥料、防錆材及び腐食防止剤の少なくともいずれかに用いられる前記＜７＞に記載のヒドロキシアパタイトである。
Means for solving the above problems are as follows. That is,
<1> a firing step of firing a livestock-derived bone material at a temperature of 600 ° C or higher and 900 ° C or lower;
A pulverizing step of pulverizing the fired bone raw material so as to be a powder having a 50% cumulative volume particle size (D 50 ) of 0.8 μm or more and 100 μm or less;
And a method for producing hydroxyapatite.
<2> The hydroxyapatite according to <1>, wherein the livestock-derived bone raw material is a livestock-derived steamed bone meal, a livestock-derived calcined bone powder, a livestock-derived bone ash, a livestock-derived raw bone, or a processed product thereof. It is a manufacturing method of.
<3> The hydroxyapatite according to any one of <1> to <2>, further including a crushing step of crushing all of the livestock-derived bone raw materials through a sieve having a mesh size of 2 cm before the firing step. It is a manufacturing method of.
<4> The method for producing hydroxyapatite according to any one of <1> to <3>, wherein the firing is performed in an oxygen-containing atmosphere.
<5> The method for producing hydroxyapatite according to any one of <1> to <4>, wherein the Ca / P ratio of the powder obtained after the pulverizing step is 1.6 to 2.3 in terms of mass. is there.
<6> The powder according to any one of <1> to <5>, wherein the content of at least one of Na 2 O and MgO in the powder obtained after the pulverization step is 1% by mass or more and 1.3% by mass or less. Is a method for producing hydroxyapatite.
<7> A hydroxyapatite obtained by the method for producing hydroxyapatite according to any one of <1> to <6>.
<8> The hydroxyapatite according to <7>, which is used in at least one of an artificial bone, an artificial tooth, a fertilizer, a rust preventive, and a corrosion inhibitor.
本発明によると、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、家畜由来の骨原料を焼成後に所望の大きさまで粉砕した細粒とするので、複雑な工程が不要であり、タンパク質分や未燃炭素分等の残留が極めて少なく、高品質なヒドロキシアパタイトを製造することができるヒドロキシアパタイトの製造方法を提供することができる。
また、本発明によると、煩雑な前処理工程や後処理工程としての洗浄を必要としないことから、廃液、排水処理が不要であり、廃液、排水の漏えいによる環境汚染、悪臭発生のリスクを発生させずに、高品質なヒドロキシアパタイトを効率よく製造することができるヒドロキシアパタイトの製造方法を提供することができる。
According to the present invention, the above-mentioned problems in the related art can be solved and the above object can be achieved.Since the bone material derived from livestock is crushed to a desired size after firing, a complicated process is unnecessary. In addition, it is possible to provide a method for producing hydroxyapatite that can produce high-quality hydroxyapatite with extremely little residual protein and unburned carbon.
In addition, according to the present invention, wastewater and wastewater treatment are unnecessary because cleaning is not required as a complicated pretreatment step or posttreatment step, and there is a risk of environmental pollution and odor generation due to leakage of waste liquid and wastewater. It is possible to provide a method for producing hydroxyapatite that can efficiently produce high-quality hydroxyapatite without doing so.
（ヒドロキシアパタイトの製造方法）
本発明のヒドロキシアパタイトの製造方法は、焼成工程及び粉砕工程を含み、破砕工程を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の工程を含む。
なお、「ヒドロキシアパタイト」は、「ハイドロキシアパタイト」と称することもある。
(Method for producing hydroxyapatite)
The method for producing hydroxyapatite of the present invention includes a firing step and a pulverizing step, and preferably includes a crushing step, and further includes other steps as necessary.
In addition, "hydroxyapatite" may be called "hydroxyapatite".
＜焼成工程＞
焼成工程は、家畜由来の骨原料を６００℃以上９００℃以下の温度で焼成する工程である。
<Baking process>
The firing step is a step of firing a livestock-derived bone raw material at a temperature of 600 ° C. or more and 900 ° C. or less.
−家畜由来の骨原料−
家畜由来の骨原料としては、例えば、家畜由来の蒸製骨粉、家畜由来の焼成骨粉、家畜由来の骨灰、家畜由来の生骨、又はこれらの処理物などが挙げられる。前記処理物としては、例えば、骨粉、骨灰、生骨を洗浄処理、脱脂処理、又は加熱処理したものである。
家畜としては、例えば、牛、馬、豚、鶏、羊、山羊、犬などが挙げられる。
家畜由来の骨原料としては、例えば、牛骨、豚骨、又は鶏骨を原料とする蒸製骨粉、焼成骨粉などが該当するが、食料品製造工程で発生する牛骨や豚骨の廃棄物、鶏ガラなども含まれる。
家畜由来の骨原料は、特許文献３（特開２０１５−１８２９０１号公報）で骨原料として用いている魚類残渣に比べて骨量が多い点から本発明の骨原料として好適である。また、魚類残渣は、魚骨の少なくとも一部に魚肉が付いているため、魚類残渣を煮て魚骨に付いている魚肉をそぎ落とし易くする前処理及びその後の水洗浄処理が必要となる。
-Bone raw material derived from livestock-
Examples of the livestock-derived bone raw material include livestock-derived steamed bone meal, livestock-derived calcined bone powder, livestock-derived bone ash, livestock-derived raw bone, and processed products thereof. The processed product is, for example, a product obtained by washing, degreasing, or heat-treating bone meal, bone ash, and raw bone.
Domestic animals include, for example, cows, horses, pigs, chickens, sheep, goats, dogs, and the like.
As the bone material derived from livestock, for example, beef bone, pork bone, or steamed bone powder using chicken bone as a raw material, calcined bone powder, and the like, beef and bone bone waste generated in the food manufacturing process, Includes chicken chicken.
Livestock-derived bone raw material is suitable as the bone raw material of the present invention because it has a higher bone mass than fish residues used as a bone raw material in Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-182901). In addition, since fish residue has fish meat on at least a part of the fish bone, it is necessary to perform a pretreatment for boiling the fish residue to easily remove the fish meat attached to the fish bone and a subsequent water washing treatment.
前記骨原料及び必要に応じて前処理した骨原料は、６００℃以上９００℃以下の温度で焼成する。焼成温度は８００℃以上９００℃以下が好ましい。焼成時間は１時間以上４時間以下が好ましい。
前記数値範囲の温度で焼成することにより、骨原料になお残留しているタンパク質分や未燃炭素分などを確実に除去することができる。なお、かかる温度域の熱処理であれば、大腸菌Ｏ−１５７、サルモネラ属菌、ノロウイルスなどの病原体が存在していたとしても不活性化される。
前記焼成は、焼成装置を用いて行うことが好ましい。焼成装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、連続炉、回転炉、固定床炉などが挙げられる。焼成は連続処理でもバッチ処理でもよく、生産に応じて適宜選択することができる。
焼成装置における加熱炉内の雰囲気は、残留しているタンパク質分や未燃炭素分などの不純物除去の観点から、酸素含有雰囲気であることが好ましい。酸素含有雰囲気中の酸素濃度は１５ｖｏｌ％以上が好ましく、２０ｖｏｌ％以上４０ｖｏｌ％以下がより好ましい。酸素含有雰囲気中の酸素濃度が１５ｖｏｌ％未満であると、骨原料の一部が焼成されないおそれがある。
また、焼成後の原料における未燃炭素分の有無は元素分析による他、焼成後の骨原料が白色、薄い灰色又は薄い茶色となっていることでも確認できる。焼成後の骨原料が黒色又は灰色の場合は、未燃炭素分が残っているものと判断できる。
The bone raw material and the bone raw material that has been pretreated as necessary are fired at a temperature of 600 ° C. or more and 900 ° C. or less. The firing temperature is preferably from 800 ° C to 900 ° C. The firing time is preferably from 1 hour to 4 hours.
By baking at a temperature in the above numerical range, it is possible to reliably remove proteins, unburned carbon, and the like still remaining in the bone raw material. If the heat treatment is performed in such a temperature range, even if pathogens such as Escherichia coli O-157, Salmonella, and Norovirus are present, they are inactivated.
The firing is preferably performed using a firing device. The firing apparatus is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include a continuous furnace, a rotary furnace, and a fixed-bed furnace. The firing may be a continuous process or a batch process, and can be appropriately selected according to the production.
The atmosphere in the heating furnace in the baking apparatus is preferably an oxygen-containing atmosphere from the viewpoint of removing impurities such as residual protein and unburned carbon. The oxygen concentration in the oxygen-containing atmosphere is preferably at least 15 vol%, more preferably at least 20 vol% and at most 40 vol%. If the oxygen concentration in the oxygen-containing atmosphere is less than 15 vol%, part of the bone raw material may not be fired.
In addition to the elemental analysis, the presence or absence of unburned carbon content in the fired raw material can be confirmed by the fact that the fired bone raw material is white, light gray, or light brown. When the bone material after firing is black or gray, it can be determined that unburned carbon remains.
＜破砕工程＞
破砕工程は、上記焼成工程前に、家畜由来の骨原料の全てが目開き２ｃｍの篩を通過するように破砕する工程である。
骨原料の個々のサイズが大きい場合には、焼成工程前に焼成効率を高めるため、骨原料を粗破砕することが好ましい。具体的には、骨原料の全てが目開き２ｃｍの篩を通過するように破砕することが好ましい。これにより、骨原料のサイズが均一化されるので焼成の偏りを抑制することができる。
破砕手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、作業者の手作業、ボールミル、ハンマーミル等の破砕機などが挙げられる。
<Crushing process>
The crushing step is a step of crushing the livestock-derived bone raw material so as to pass through a sieve having a mesh size of 2 cm before the firing step.
When the individual size of the bone material is large, it is preferable to coarsely crush the bone material in order to increase the firing efficiency before the firing step. Specifically, it is preferable to crush the bone material so that all of the bone material passes through a sieve having an opening of 2 cm. As a result, the size of the bone raw material is made uniform, so that uneven firing can be suppressed.
The crushing means is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include crushing machines such as a manual operation of a worker, a ball mill, and a hammer mill.
＜粉砕工程＞
粉砕工程は、焼成後の骨原料を５０％累積体積粒径（Ｄ５０）が０．８μｍ以上１００μｍ以下の粉末となるように粉砕する工程である。
焼成後の骨原料を５０％累積体積粒径（Ｄ５０）が０．８μｍ以上１００μｍ以下となるように粉砕することにより、防錆機能や腐食防止機能などを発揮させることができ、塗料やコンクリートなどへ添加する際の馴染性を向上させることができる。塗料等への添加を考慮すると５０％累積体積粒径（Ｄ５０）は、０．８μｍ以上４０μｍ以下が好ましく、０．８μｍ以上１０μｍ以下が更に好ましい。一方、コンクリートへ添加する場合は５０％累積体積粒径（Ｄ５０）は、１００μｍ以下であればよい。
５０％累積体積粒径（Ｄ５０）は、例えば、レーザー回析散乱式粒度分布測定装置（株式会社堀場製作所製、ＬＡ−９５０Ｖ２）などを用いて測定することができる。
<Pulverization process>
The pulverization step is a step of pulverizing the fired bone raw material so as to be a powder having a 50% cumulative volume particle size (D 50 ) of 0.8 μm or more and 100 μm or less.
By crushing the fired bone raw material so that the 50% cumulative volume particle size (D 50 ) becomes 0.8 μm or more and 100 μm or less, it is possible to exhibit a rust prevention function, a corrosion prevention function, and the like. And the like, when added to, for example, can be improved. Considering the addition to paints and the like, the 50% cumulative volume particle size (D 50 ) is preferably from 0.8 μm to 40 μm, more preferably from 0.8 μm to 10 μm. On the other hand, when added to concrete, the 50% cumulative volume particle size (D 50 ) may be 100 μm or less.
The 50% cumulative volume particle size (D 50 ) can be measured, for example, using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (LA-950V2, manufactured by Horiba, Ltd.).
粉砕後に得られる粉末は、白色、薄い灰色又は薄い茶色であり、その形状については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、粒状に限られず、針状、燐片状、板状などいずれの形状であってもよい。
粉砕手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、振動ミル、ボールミル、ピンミル、ジェットミル、ディスクミル、ローラーミル、ハンマーミル等の破砕機などが挙げられる。
The powder obtained after the pulverization is white, light gray or light brown, and its shape is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. However, the shape is not limited to a granular shape, and is acicular or scaly. And any shape such as a plate shape.
The pulverizing means is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include a crusher such as a vibration mill, a ball mill, a pin mill, a jet mill, a disk mill, a roller mill, and a hammer mill.
＜その他の工程＞
その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前処理工程、粉砕工程後の篩分け工程などが挙げられる。
<Other steps>
The other steps are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include a pretreatment step and a sieving step after the pulverization step.
−前処理工程−
前処理工程としては、家畜由来の骨原料は、魚類残渣を骨原料とする場合に比べてタンパク質分及び未燃炭素分などが残留しやすい。このため、骨原料の状態に応じて、仮焼成、洗浄、脱脂、又は加工処理等の前処理を行うことが好ましい。
-Pretreatment step-
In the pre-treatment step, protein and unburned carbon are more likely to remain in the livestock-derived bone material than in the case where fish residues are used as the bone material. For this reason, it is preferable to perform pretreatment such as pre-baking, washing, degreasing, or processing according to the state of the bone raw material.
−篩分け工程−
粉砕工程後に篩分け工程を行うことにより、粒径１００μｍ以下だけの均一な粉末に選別することができ、ヒドロキシアパタイトの機能粉末として利用しやすくなる。
篩分け工程は、複数段に篩いが設けられている篩分け装置を用いて行うことができる。例えば、粉砕粒度に従って、最上段に１００μｍ〜７０μｍの目開きの篩、上段に６０μｍ〜４０μｍの目開きの篩、中段に３０μｍの目開きの篩、下段に１０μｍの目開きの篩、を設けることができる。この場合、最上段の篩上の部分は再度破砕処理することができる。上段の篩上の部分は、コンクリート用添加剤として回収できる。中段の篩上の部分は、プライマー塗料用添加剤として回収できる。下段の篩上の部分は、トップコート用添加剤として回収できる。
-Sieving process-
By performing a sieving step after the pulverizing step, a uniform powder having a particle size of 100 μm or less can be selected, and the powder can be easily used as a hydroxyapatite functional powder.
The sieving step can be performed using a sieving apparatus having a plurality of stages of sieves. For example, according to the pulverized particle size, a sieve with a mesh opening of 100 μm to 70 μm at the top, a sieve with a mesh of 60 μm to 40 μm at the top, a sieve with a mesh of 30 μm at the middle, and a sieve with a mesh of 10 μm at the bottom are provided. Can be. In this case, the portion on the uppermost sieve can be crushed again. The portion on the upper sieve can be recovered as an additive for concrete. The part on the middle sieve can be recovered as an additive for primer coating. The portion on the lower sieve can be recovered as a top coat additive.
＜同定、組成分析＞
本発明のヒドロキシアパタイトの製造方法により得られた粉末がヒドロキシアパタイトであることを確認するために、ＸＲＤ法により定性分析を行うことが好ましい。得られた粉末のＸＲＤ法によるＸ線回折チャートをヒドロキシアパタイト（標品）のＸ線回折チャートと比較することにより、ヒドロキシアパタイトが得られていることを確認することができる。
また、ＸＲＦ測定により組成分析を行うことが好ましい。本発明のヒドロキシアパタイトの製造方法により得られた粉末におけるＣａ／Ｐ比率は、質量換算で１．６以上２．３以下であることが好ましく、２．０以上２．２以下がより好ましい。Ｃａ／Ｐ比率が、質量換算で１．６以上２．３以下であると、ヒドロキシアパタイト（標品）に近い組成を有しており、高品質なヒドロキシアパタイトが製造できていることが確認できる。
また、本発明のヒドロキシアパタイトの製造方法により得られた粉末におけるＮａ２Ｏ及びＭｇＯの少なくともいずれかの含有量は、１質量％以上１．３質量％以下であることが好ましい。この数値範囲内であれば、家畜由来の骨原料から得られたヒドロキシアパタイトであることが確認できる。
<Identification, composition analysis>
In order to confirm that the powder obtained by the method for producing hydroxyapatite of the present invention is hydroxyapatite, qualitative analysis is preferably performed by the XRD method. By comparing the X-ray diffraction chart of the obtained powder by the XRD method with the X-ray diffraction chart of hydroxyapatite (standard product), it can be confirmed that hydroxyapatite is obtained.
Further, it is preferable to perform composition analysis by XRF measurement. The Ca / P ratio in the powder obtained by the method for producing hydroxyapatite of the present invention is preferably from 1.6 to 2.3 in terms of mass, more preferably from 2.0 to 2.2. When the Ca / P ratio is 1.6 or more and 2.3 or less in terms of mass, it has a composition close to hydroxyapatite (standard product), and it can be confirmed that high-quality hydroxyapatite can be produced. .
Further, the content of at least one of Na 2 O and MgO in the powder obtained by the method for producing hydroxyapatite of the present invention is preferably from 1% by mass to 1.3% by mass. Within this numerical range, it can be confirmed that the hydroxyapatite is obtained from a bone material derived from livestock.
本発明のヒドロキシアパタイトの製造方法は、上述した各工程を経ることにより、畜産由来の骨原料から高品質なヒドロキシアパタイトを効率よく製造することができる。 According to the method for producing hydroxyapatite of the present invention, high-quality hydroxyapatite can be efficiently produced from a bone material derived from livestock through the above-described steps.
（ヒドロキシアパタイト）
本発明のヒドロキシアパタイトの製造方法により得られたヒドロキシアパタイトは、白色粉末であり、ヒドロキシアパタイト（標品）と同じ組成及び品質を有しており、従来から知られる肥料用原料の他、人工骨や人工歯への適用が可能である。また、所望の粒径まで粉砕されたヒドロキシアパタイトは、塗料、コンクリート、鉄筋コンクリートなどに防錆材や腐食防止剤として添加して用いることができる。
本発明のヒドロキシアパタイトを防錆材及び腐食防止剤の用途に用いる場合には、その添加量は、特に制限はないが、添加対象物に対して、５質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。
(Hydroxyapatite)
The hydroxyapatite obtained by the method for producing hydroxyapatite of the present invention is a white powder, has the same composition and quality as hydroxyapatite (standard sample), and has a conventionally known raw material for fertilizer and artificial bone. And artificial teeth. Hydroxyapatite pulverized to a desired particle size can be added to paints, concrete, reinforced concrete and the like as a rust preventive or a corrosion inhibitor.
When the hydroxyapatite of the present invention is used as a rust preventive or a corrosion inhibitor, the amount of the hydroxyapatite is not particularly limited. Is preferred.
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.
（実施例１）
牛肉加工後の廃棄物として発生した骨原料１０ｋｇについて、３００℃で１時間の仮焼成を行い、乾燥した。得られた骨原料には黒色又は茶色の残留物が付着又は混在していた。
得られた骨原料のうち３０ｇを、マッフル炉（ＡＤＶＡＮＴＥＣ社製、型番ＫＳ−１５０１）で、大気雰囲気下、９００℃で２時間の焼成を行った。焼成した後の骨原料は白色で約１９ｇであった。
次いで、振動ミル（容器駆動型ミル）を用いて、７００ｒｐｍで６０秒間粉砕を行った。以上により、実施例１の白色粉末が得られた。
(Example 1)
About 10 kg of bone material generated as waste after beef processing was calcined at 300 ° C. for 1 hour and dried. A black or brown residue was attached to or mixed with the obtained bone material.
30 g of the obtained bone raw material was fired in a muffle furnace (ADVANTEC, model number KS-1501) at 900 ° C. for 2 hours in an air atmosphere. The bone material after firing was white and about 19 g.
Next, pulverization was performed at 700 rpm for 60 seconds using a vibration mill (container driven mill). Thus, the white powder of Example 1 was obtained.
得られた白色粉末について、ＸＲＤ測定（波長分散型蛍光Ｘ線分析装置、ＺＳＸ ＰｒｉｍｕｓＩＩ）にて定性分析を行った。その結果、Ｘ線回折チャートは、図１に示したように、ＸＲＤに登録されているヒドロキシアパタイト（標品）の結晶構造パターンとほぼ一致するものであった。また、得られた白色粉末について、ＸＲＦ測定により、組成分析を行った。結果を表１に示した。
得られた白色粉末について、レーザー回析散乱式粒度分布測定装置（株式会社堀場製作所製、ＬＡ−９５０Ｖ２）を用いて５０％累積体積粒径（Ｄ５０）を測定したところ、５μｍであった。粒度分布の結果を図２に示した。
The obtained white powder was qualitatively analyzed by XRD measurement (wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometer, ZSX PrimusII). As a result, as shown in FIG. 1, the X-ray diffraction chart almost coincided with the crystal structure pattern of hydroxyapatite (standard) registered in XRD. The composition of the obtained white powder was analyzed by XRF measurement. The results are shown in Table 1.
The 50% cumulative volume particle size (D 50 ) of the obtained white powder was measured using a laser diffraction / scattering type particle size distribution analyzer (LA-950V2, manufactured by Horiba, Ltd.) and found to be 5 μm. The results of the particle size distribution are shown in FIG.
（実施例２）
実施例１において、牛肉加工後の廃棄物として発生した骨原料１０ｋｇを、牛を原料とする蒸製骨粉（中国製）に変えた以外は、実施例１と同様にして、白色粉末を得た。
得られた白色粉末について、実施例１と同様にしてＸＲＤ測定にて定性分析を行った結果、ＸＲＤに登録されているヒドロキシアパタイト（標品）の結晶構造パターンとほぼ一致するＸ線回折チャートが得られた。また、得られた白色粉末について、実施例１と同様にしてＸＲＦ測定により、組成分析を行った。結果を表１に示した。
得られた白色粉末について、レーザー回析散乱式粒度分布測定装置（株式会社堀場製作所製、ＬＡ−９５０Ｖ２）を用いて５０％累積体積粒径（Ｄ５０）を測定した。結果を表１に示した。
(Example 2)
A white powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that 10 kg of bone material generated as waste after processing of beef was changed to steamed bone powder (made in China) using cow as a raw material.
The obtained white powder was subjected to qualitative analysis by XRD measurement in the same manner as in Example 1. As a result, an X-ray diffraction chart substantially matching the crystal structure pattern of hydroxyapatite (standard) registered in XRD was obtained. Obtained. The obtained white powder was subjected to composition analysis by XRF measurement in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
The obtained white powder, laser diffraction scattering particle size distribution analyzer (Horiba Ltd., Ltd., LA-950V2) was measured 50% cumulative volume diameter with a (D 50). The results are shown in Table 1.
（実施例３）
実施例１において、牛肉加工後の廃棄物として発生した骨原料１０ｋｇを、豚を原料とする蒸製骨粉（国産品）に変えた以外は、実施例１と同様にして、白色粉末を得た。
得られた白色粉末について、実施例１と同様にしてＸＲＤ測定にて定性分析を行った結果、ＸＲＤに登録されているヒドロキシアパタイト（標品）の結晶構造パターンとほぼ一致するＸ線回折チャートが得られた。また、得られた白色粉末について、実施例１と同様にしてＸＲＦ測定により、組成分析を行った。結果を表１に示した。
得られた白色粉末について、レーザー回析散乱式粒度分布測定装置（株式会社堀場製作所製、ＬＡ−９５０Ｖ２）を用いて５０％累積体積粒径（Ｄ５０）を測定した。結果を表１に示した。
(Example 3)
A white powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that 10 kg of bone material generated as waste after processing of beef was changed to steamed bone powder (domestic product) using pig as a raw material.
The obtained white powder was subjected to qualitative analysis by XRD measurement in the same manner as in Example 1. As a result, an X-ray diffraction chart substantially matching the crystal structure pattern of hydroxyapatite (standard) registered in XRD was obtained. Obtained. The obtained white powder was subjected to composition analysis by XRF measurement in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
The obtained white powder, laser diffraction scattering particle size distribution analyzer (Horiba Ltd., Ltd., LA-950V2) was measured 50% cumulative volume diameter with a (D 50). The results are shown in Table 1.
（実施例４）
実施例１において、牛肉加工後の廃棄物として発生した骨原料１０ｋｇを、鶏ガラ（調理後（湯煮後）の残渣（国産品）に変えた以外は、実施例１と同様にして、粉砕後の骨原料を得た。
得られた白色粉末について、実施例１と同様にしてＸＲＤ測定にて定性分析を行った結果、ＸＲＤに登録されているヒドロキシアパタイト（標品）の結晶構造パターンとほぼ一致するＸ線回折チャートが得られた。また、得られた白色粉末について、実施例１と同様にしてＸＲＦ測定により、組成分析を行った。結果を表１に示した。
得られた白色粉末について、レーザー回析散乱式粒度分布測定装置（株式会社堀場製作所製、ＬＡ−９５０Ｖ２）を用いて５０％累積体積粒径（Ｄ５０）を測定した。結果を表１に示した。
なお、実施例４で得られた白色粉末は、粉砕工程で１００μｍを超える大きな粒子が残っており、５０％累積体積粒径への影響が大きいため、１００μｍを超える粒子を除いたデータを用いて測定した。
(Example 4)
In Example 1, pulverization was carried out in the same manner as in Example 1, except that 10 kg of bone material generated as waste after processing of beef was changed to chicken residue (after cooking (after boiling)) (domestic product). Later bone material was obtained.
The obtained white powder was subjected to qualitative analysis by XRD measurement in the same manner as in Example 1. As a result, an X-ray diffraction chart substantially matching the crystal structure pattern of hydroxyapatite (standard) registered in XRD was obtained. Obtained. The obtained white powder was subjected to composition analysis by XRF measurement in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
The obtained white powder, laser diffraction scattering particle size distribution analyzer (Horiba Ltd., Ltd., LA-950V2) was measured 50% cumulative volume diameter with a (D 50). The results are shown in Table 1.
In the white powder obtained in Example 4, large particles exceeding 100 μm remained in the pulverization step, and had a large effect on the 50% cumulative volume particle size. Therefore, data obtained by excluding particles exceeding 100 μm was used. It was measured.
（実施例５）
焼成後の骨原料の粉砕を、ピンミル（槙野産業株式会社製）を用いて１８，０００ｒｐｍで粉砕を行い、更に振動ミル（中央化工機株式会社製）を用いて６０Ｈｚで３０分間粉砕を行った以外は、実施例１と同様の操作を繰り返して、本例の白色粉末が得られた。組成分析の結果を表１に示した。
(Example 5)
The crushed bone raw material was crushed at 18,000 rpm using a pin mill (manufactured by Makino Sangyo Co., Ltd.) and further crushed at 60 Hz for 30 minutes using a vibration mill (manufactured by Chuo Kakoki Co., Ltd.) Except for the above, the same operation as in Example 1 was repeated to obtain a white powder of this example. Table 1 shows the results of the composition analysis.
＜焼成温度による色味評価＞
実施例１と同様に、マッフル炉を用い、骨原料を大気雰囲気下で、５５０℃、７００℃、９００℃の各温度で２時間焼成し、目視にて骨原料の色味を確認した。
焼成後の骨原料は、５５０℃では燃焼不足が原因と考えられる黒色の炭素分が多数残留しており、ヒドロキシアパタイトの純度が低いことが確認できた。一方、７００℃ではうっすら灰色の色味が残っていたが、ほぼ白色でありヒドロキシアパタイトとして使用できる状態となっていた。また、９００℃であれば白色となり炭素分の残留がほとんどないヒドロキシアパタイトが得られることがわかった。
なお、熱灼減量は、５５０℃が約３５％であり、７００℃と９００℃が約３７％であった。これらの結果を表２に示す。
<Color evaluation by firing temperature>
As in Example 1, the bone raw material was fired at 550 ° C., 700 ° C., and 900 ° C. for 2 hours in an air atmosphere using a muffle furnace, and the color of the bone raw material was visually observed.
At 550 ° C., a large amount of black carbon, which is considered to be caused by insufficient combustion, remains in the fired bone material, confirming that the purity of hydroxyapatite is low. On the other hand, at 700 ° C., a slightly gray tint remained, but it was almost white and ready for use as hydroxyapatite. Further, it was found that hydroxyapatite which was white at 900 ° C. and had little carbon residue was obtained.
In addition, the burning loss was about 35% at 550 ° C, and about 37% at 700 ° C and 900 ° C. Table 2 shows the results.
Claims (8)
焼成後の前記骨原料を５０％累積体積粒径（Ｄ５０）が０．８μｍ以上１００μｍ以下の粉末となるように粉砕する粉砕工程と、
を含むことを特徴とするヒドロキシアパタイトの製造方法。 A firing step of firing a livestock-derived bone material at a temperature of 600 ° C or higher and 900 ° C or lower
A pulverizing step of pulverizing the fired bone raw material so as to be a powder having a 50% cumulative volume particle size (D 50 ) of 0.8 μm or more and 100 μm or less;
A method for producing hydroxyapatite, comprising:
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