JP2022080165A - シリカを担持したリン酸カルシウム結晶 - Google Patents
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Abstract
Description
〔2〕前記リン酸カルシウムがリン酸八カルシウムである、〔1〕に記載の結晶。
〔3〕前記リン酸八カルシウムの結晶構造を構成する水和層にケイ酸イオンが含まれる、〔2〕に記載の結晶。
〔4〕アパタイト相を含む、〔1〕に記載の結晶。
〔5〕前記アパタイト相が炭酸を含有しない、〔4〕に記載の結晶。
〔6〕前記アパタイト相が炭酸を含有する、〔4〕に記載の結晶。
〔7〕〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の結晶を含む、粉末状組成物。
〔8〕〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の結晶を含む、ブロック材。
〔9〕〔1〕~〔6〕のいずれかに記載の結晶を含む、多孔体。
〔11〕前記セラミックが易溶性リン酸カルシウムである、〔10〕に記載の製造方法。〔12〕前記加水分解工程によって得られるリン酸カルシウムがリン酸八カルシウムである、〔10〕又は〔11〕に記載の製造方法。
〔13〕前記易溶性リン酸カルシウムが、リン酸水素カルシウム二水和物、リン酸水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム水和物、リン酸二水素カルシウム無水和物、リン酸三カルシウムα相、又はリン酸三カルシウムβ相である、〔11〕又は〔12〕に記載の製造方法。
前記得られたケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を更に処理する工程を含む、
ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶の製造方法。
〔15〕前記更に処理する工程が、溶液中に前記ケイ酸含有リン酸カルシウムを浸漬する工程を含み、
前記ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶が、アパタイト相を含むケイ酸含有リン酸カルシウム結晶である、
〔14〕に記載の製造方法。
〔16〕前記溶液が炭酸を含有せず、前記アパタイト相が炭酸を含有しない、〔15〕に記載の製造方法。
〔17〕前記溶液が炭酸を含有し、前記アパタイト相が炭酸を含有する、〔15〕に記載の製造方法。
前記得られたケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を含む粉末状組成物を得る工程、及び、
溶液中に前記得られた粉末状組成物を浸漬する工程を含む、
ケイ酸含有アパタイトの粉末状組成物の製造方法。
〔19〕易溶性リン酸カルシウムをケイ酸塩水溶液中で加水分解し、ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を得る工程、
前記得られたケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を含むブロック材を得る工程、及び、
溶液中に前記得られたブロック材を浸漬する工程を含む、
ケイ酸含有アパタイトのブロック材の製造方法。
〔20〕易溶性リン酸カルシウムをケイ酸塩水溶液中で加水分解し、ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を得る工程、
前記得られたケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を含む多孔体を得る工程、及び、
溶液中に前記得られた多孔体を浸漬する工程を含む、
ケイ酸含有アパタイトの多孔体の製造方法。
カルシウム、リン酸の少なくとも1つを含むセラミック、好ましくは易溶性リン酸カルシウムを、ケイ酸イオン、ケイ酸コロイドなどの、溶液を介してセラミックと反応する状態のケイ酸イオンを生じさせるケイ酸塩を含む水溶液中で加水分解する工程を含む、ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶(好ましくはリン酸八カルシウム結晶)の製造方法である。
ましくは0.1mоl/L以上であり、一方で、好ましくは10.0mоl/L以下、より好ましくは5.0mоl/L以下、さらに好ましくは2.0mоl/L以下である。
洗浄工程は、前記得られたケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を、例えば蒸留水で洗浄する工程を含んでよく、常法に従うことができる。また、乾燥工程は、前記洗浄工程後に、前記得られたケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を、例えば乾燥機で乾燥する工程を含んでよい。
易溶性リン酸カルシウムをケイ酸塩水溶液中で加水分解し、ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を得る工程、及び
前記得られたケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を更に処理する工程を含む、
ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶(好ましくはリン酸八カルシウム結晶)の製造方法である。
例えば、前記得られたケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を更に処理する工程が、溶液中に前記ケイ酸含有リン酸カルシウムを浸漬する工程を含むことにより、前記ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶として、アパタイト相を含むケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を製造することができる。
、ヘキサン-2-オール、シクロヘキサノールなどの第二級アルコール、tert-ブチルアルコール、2-メチルブタン-2-オール、2-メチルペンタン-2-オール、2-メチルヘキサン-2-オール、3-メチルペンタン-3-オール、3-メチルオクタン-3-オールなどの第三級アルコールをはじめとする一価アルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどの二価アルコール、グリセリンなどの三価アルコール、フェノールなどの芳香環アルコール、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)などのポリエーテル、ポリアクリル酸、ポリカルバリン酸などのポリカルボン酸、酢酸、吉草酸、カプロン酸、ラウリン酸、パルチミン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸などの脂肪酸、ペンタン、ブタン、ヘキサン、セプタン、オクタンなどのアルカン、ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテルなどのエーテル、ベンゼン、トルエン、ピクリン酸、TNTといった芳香族化合物、ナフタレン、アズレン、アントラセンなどの多環芳香族炭化水素、クロロメタン、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素などの有機ハロゲン化合物、酢酸エチル、酪酸メチル、サリチル酸メチル、ギ酸エチル、酪酸エチル、カプロン酸エチル、酢酸オクチル、フタル酸ジブチル、炭酸エチレン、エチレンスルフィドのようなエステル類、シクロペンタン、シクロヘキサン、デカリンなどのシクロアルカン、ビシクロアルカン、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトンなどのケトン、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブタナール、ペンタナール、ヘキサナール、バニリンなどのアルデヒド、アミノメタン、アミノエタン、エチレンジアミン、トリエチルアミン、アニリンなどのアミン化合物、グルコース、フルクトース、トレイトールなどの糖類、メタンチオール、エタンチオール、プロパンチオール、チオフェノールなどのチオール類、ジメチルスルフィド、ジフェニルスルフィド、アスパラガス酸、シスタミン、シスチンなどのジスルフィド化合物、などを挙げることができる。これらは、単独で用いてもよいし、複数を混合して使用してもよい。
ルアミン塩、モルホリン塩、プロカイン塩、ジエタノールアミン塩、N-べンジル-N-フェネチルアミン塩、ピペラジン塩、クロロプロカイン塩、テトラメチルアンモニウム塩などの有機アミン塩、フェノール塩などを挙げることができる。
、H又はアルキル基である。
洗浄工程は、前記ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を、例えば蒸留水で洗浄する工程を含んでよく、常法に従うことができる。また、乾燥工程は、前記洗浄工程後に、前記ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を、例えば乾燥機で乾燥する工程を含んでよい。
易溶性リン酸カルシウムをケイ酸塩水溶液中で加水分解し、ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を得る工程、
前記得られたケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を含む粉末状組成物を得る工程、及び、
溶液中に前記得られた粉末状組成物を浸漬する工程を含む、
ケイ酸含有アパタイトの粉末状組成物の製造方法;
易溶性リン酸カルシウムをケイ酸塩水溶液中で加水分解し、ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を得る工程、
前記得られたケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を含むブロック材を得る工程、及び、
溶液中に前記得られたブロック材を浸漬する工程を含む、
ケイ酸含有アパタイトのブロック材の製造方法;及び
易溶性リン酸カルシウムをケイ酸塩水溶液中で加水分解し、ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を得る工程、
前記得られたケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を含む多孔体を得る工程、及び、
溶液中に前記得られた多孔体を浸漬する工程を含む、
ケイ酸含有アパタイトの多孔体の製造方法
を挙げることができる。
洗浄工程は、前記得られた粉末状組成物、ブロック材、又は多孔体を、例えば蒸留水で洗浄する工程を含んでよく、常法に従うことができる。また、乾燥工程は、前記洗浄工程後に、前記得られた粉末状組成物、ブロック材、又は多孔体を、例えば乾燥機で乾燥する工程を含んでよい。
カルシウムイオン及びリン酸イオンを含み、水酸化物イオン及び/又はハロゲン化物イオンをさらに含んでもよいリン酸カルシウムの結晶であって、結晶構造に含まれる、前記カルシウムイオン、前記リン酸イオン、前記水酸化物イオン、及び前記ハロゲン化物イオンのうち少なくとも1つのイオンの一部がケイ酸イオンに置換されている、リン酸カルシウム結晶である。
イト、炭酸アパタイトが挙げられる。
尚、前記リン酸カルシウムがリン酸八カルシウムである場合、本態様に係る結晶は、前記態様に係る製造方法で製造されるケイ酸含有リン酸八カルシウム結晶のことである。
また、前記結晶は、前記アパタイト相が炭酸を含有する態様も、含有しない態様も、いずれも好ましい態様である。
前記粉末状組成物は、前記結晶を含む限りその態様は制限されない。前記粉末状組成物は、前記結晶からなる粉末(すなわち、前記粉末状組成物における前記結晶の含有率が100%)であってよいが、他の成分を含んでもよい。前記粉末状組成物における前記結晶の含有率は、好ましくは1%以上、より好ましくは10%以上、さらに好ましくは30%以上である。尚、前記含有率は、XRDにおけるピーク強度を測定することにより算出できる。
前記ブロック材は、前記結晶を含む限りその態様は制限されない。前記ブロック材は、前記結晶からなるブロック材(すなわち、前記ブロック材における前記結晶の含有率が1
00%)であってよいが、他の成分を含んでもよい。前記ブロック材における前記結晶の含有率は、好ましくは1%以上、より好ましくは10%以上、さらに好ましくは30%以上である。前記含有率は、例えば、XRDを用いて測定することができる。
孔の形状は特に限定されない。通常は、連通多孔体、孤立気孔体、ハニカム構造体などがあげられる。また、気孔率は特に限定されない。好ましくは、30%以上、さらに好ましくは、50%以上、特に好ましくは70%以上である。気孔サイズは特に限定されない、好ましくは10μm以上、1000μm以下、特に好ましくは100μm以上、700μm以下、さらに好ましくは、200μm以上、500μm以下である。
富士フイルム和光純薬工業株式会社より購入したケイ酸ナトリウム溶液試薬を蒸留水にて希釈し、1mol/L Na2SiO3となるように調製した。本希釈溶液を50mL遠沈管に20mL分注したのち、ここに同じく富士フイルム和光純薬工業株式会社より購入したリン酸水素カルシウム二水和物(DCPD)粉末を2.39g投入し、60℃にて24時間反応させた。反応後の試料を蒸留水で数回洗浄したのち、40℃の乾燥機中にて完全に乾燥させた。
加速電圧及び振幅をそれぞれ40kV、15mAとし、X線回折(XRD:MiniFlex600、株式会社リガク、日本)により、サンプルの結晶学的情報を得た。特性評価については5°/分の操作速度で3°から70°にわたり、結晶学的パラメータ解析については1°/分の操作速度で2°から12°にわたり2θの値で回折角を連続的にスキャンした。
場合いずれにおいてもアパタイトが形成した。ここでOCPピークを示した試料について、便宜上OCP-silicaと呼称することにする。
実施例1にて調製したOCP-silica粉末を出発物質とし、シリカ担持アパタイトの調製を試みた。0.4gのOCP-silica粉末を、0~2mol/Lの(NH4)2CO3溶液20mLに浸漬し、80℃にて3日間反応させた。処理後の粉末は、蒸留水で数回洗浄後、80℃で完全に乾燥させた。
加速電圧及び振幅をそれぞれ40kV、15mAとし、X線回折(XRD:MiniFlex600、株式会社リガク、日本)により、サンプルの結晶学的情報を得た。特性評価については5°/分の操作速度で3°から70°にわたり、結晶学的パラメータ解析については1°/分の操作速度で2°から12°にわたり2θの値で回折角を連続的にスキャンした。
実施例1にて調製したОCP-silicaをアルミナ焼皿に適量載せ、電気炉にて加熱することにより、ОCP-silicaから他のリン酸カルシウムの調製を試みた。この手法の長所として、溶液を介した物質のやり取りが無いため、揮発性成分を除けば、生成物を構成する組成は、出発物質として用いたОCP-silicaと同じになる。
富士フイルム和光純薬工業株式会社より購入したケイ酸ナトリウム溶液試薬を蒸留水にて希釈し、1mol/L Na2SiO3となるように調製した。本希釈溶液を50mL遠沈管に10mL分注したのち、ここに同じく富士フイルム和光純薬工業株式会社より購入したリン酸水素カルシウム二ナトリウム及び、リン酸二水素ナトリウムをそれぞれ蒸留水に溶解させ1mol/L溶液とした溶液を、それぞれ1mL、9mLずつ分注し、混合した。溶液は、混合直後は溶液であったが、直ぐにゼリー状のゲルとなった。本ゼリー状のゲルは、バイブレーターなどで強力に攪拌することで混合によって形成したゲル構造を破壊、細粒化し、流動性を持つゲル流体となった。
、反応溶液、ゲル流体を除去後、40℃で乾燥させることにより、図9に示すように顆粒状粒子からなる試料を得た。
実施例4にて調製したケイ酸担持OCP顆粒0.4gを、0-2mol/L炭酸アンモニウ
ム溶液20mLに投入し、80℃にて3日間反応させた。反応後の試料については、蒸留
水で良く洗浄後、乾燥させた。
Claims (20)
- カルシウムイオン及びリン酸イオンを含み、水酸化物イオン及び/又はハロゲン化物イオンをさらに含んでもよいリン酸カルシウムの結晶であって、結晶構造に含まれる、前記カルシウムイオン、前記リン酸イオン、前記水酸化物イオン、及び前記ハロゲン化物イオンのうち少なくとも1つのイオンの一部がケイ酸イオンに置換されている、リン酸カルシウム結晶。
- 前記リン酸カルシウムがリン酸八カルシウムである、請求項1に記載の結晶。
- 前記リン酸八カルシウムの結晶構造を構成する水和層にケイ酸イオンが含まれる、請求項2に記載の結晶。
- アパタイト相を含む、請求項1に記載の結晶。
- 前記アパタイト相が炭酸を含有しない、請求項4に記載の結晶。
- 前記アパタイト相が炭酸を含有する、請求項4に記載の結晶。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載の結晶を含む、粉末状組成物。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載の結晶を含む、ブロック材。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載の結晶を含む、多孔体。
- カルシウム、リン酸の少なくとも1つを含むセラミックを、ケイ酸塩を含む水溶液中で加水分解する工程を含む、ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶の製造方法。
- 前記セラミックが易溶性リン酸カルシウムである、請求項10に記載の製造方法。
- 前記加水分解工程によって得られるリン酸カルシウムがリン酸八カルシウムである、請求項10又は11に記載の製造方法。
- 前記易溶性リン酸カルシウムが、リン酸水素カルシウム二水和物、リン酸水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム水和物、リン酸二水素カルシウム無水和物、リン酸三カルシウムα相、又はリン酸三カルシウムβ相である、請求項11又は12に記載の製造方法。
- 易溶性リン酸カルシウムをケイ酸塩水溶液中で加水分解し、ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を得る工程、及び
前記得られたケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を更に処理する工程を含む、
ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶の製造方法。 - 前記更に処理する工程が、溶液中に前記ケイ酸含有リン酸カルシウムを浸漬する工程を含み、
前記ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶が、アパタイト相を含むケイ酸含有リン酸カルシウム結晶である、
請求項14に記載の製造方法。 - 前記溶液が炭酸を含有せず、前記アパタイト相が炭酸を含有しない、請求項15に記載の製造方法。
- 前記溶液が炭酸を含有し、前記アパタイト相が炭酸を含有する、請求項15に記載の製造方法。
- 易溶性リン酸カルシウムをケイ酸塩水溶液中で加水分解し、ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を得る工程、
前記得られたケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を含む粉末状組成物を得る工程、及び、
溶液中に前記得られた粉末状組成物を浸漬する工程を含む、
ケイ酸含有アパタイトの粉末状組成物の製造方法。 - 易溶性リン酸カルシウムをケイ酸塩水溶液中で加水分解し、ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を得る工程、
前記得られたケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を含むブロック材を得る工程、及び、
溶液中に前記得られたブロック材を浸漬する工程を含む、
ケイ酸含有アパタイトのブロック材の製造方法。 - 易溶性リン酸カルシウムをケイ酸塩水溶液中で加水分解し、ケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を得る工程、
前記得られたケイ酸含有リン酸カルシウム結晶を含む多孔体を得る工程、及び、
溶液中に前記得られた多孔体を浸漬する工程を含む、
ケイ酸含有アパタイトの多孔体の製造方法。
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Cited By (1)
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WO2024029412A1 (ja) * | 2022-08-04 | 2024-02-08 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | シリカ-リン酸カルシウム複合ブロック体、及びシリカ-リン酸カルシウム複合ブロック体の製造方法 |
-
2020
- 2020-11-17 JP JP2020191183A patent/JP2022080165A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2024029412A1 (ja) * | 2022-08-04 | 2024-02-08 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | シリカ-リン酸カルシウム複合ブロック体、及びシリカ-リン酸カルシウム複合ブロック体の製造方法 |
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