JP2826938B2 - 球状ヒドロキシアパタイト粒子集合体の製造方法 - Google Patents

球状ヒドロキシアパタイト粒子集合体の製造方法

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JP2826938B2
JP2826938B2 JP5090397A JP9039793A JP2826938B2 JP 2826938 B2 JP2826938 B2 JP 2826938B2 JP 5090397 A JP5090397 A JP 5090397A JP 9039793 A JP9039793 A JP 9039793A JP 2826938 B2 JP2826938 B2 JP 2826938B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として、クロマトグ
ラフィー充填剤、酵素等の生理活性物質の支持体、細胞
培養の支持体、化粧品材料等として使用される球状ヒド
ロキシアパタイト粒子集合体の新規な製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、球状のヒドロキシアパタイト
粒子集合体、及び、その製造方法は、よく知られてい
る。例えば、特開昭62−230607号公報には、濃
度0.1ないし20重量%のゲル状のヒドロキシアパタ
イトスラリーを100ないし200℃の気流中に噴霧
し、収集したものを、必要に応じて更に乾燥し、焼結し
て、1ないし10μmの粒径を有する球状のヒドロキシ
アパタイト粒子集合体を製造する方法が開示されてい
る。
【0003】また、特開平2−180707号公報に
は、10ないし60重量%のヒドロキシアパタイト水性
スラリーを、室温以上に加温された傾斜した回転軸を有
する容器の上部に装填し、容器の回転とともにこのスラ
リーを回転させながら乾燥し、必要に応じて更に焼結し
て、20ないし5000μmの粒径を有するヒドロキシ
アパタイト粒子集合体を製造する方法が開示されてい
る。
【0004】また、特開平2−180709号公報に
は、10〜80重量%の粒径10μm以下のヒドロキシ
アパタイト、及び、0.1〜10重量%のアルギン酸ナ
トリウム等の水溶性可凝固有機高分子化合物からなるス
ラリーを、ノズルから塩化カルシウム水溶液等の凝固浴
に滴下させて、球状カプセルを得、この球状カプセルを
焼成して、平均粒径2〜4000μmの粒径を有する球
状のヒドロキシアパタイト粒子集合体を製造する方法が
開示されている。
【0005】更に、特開平4−175213号公報に
は、1〜90重量%のヒドロキシアパタイト、0を越え
10重量%以下のポリアクリル酸アンモニウム等の水溶
性高分子分散剤からなるスラリーを、スプレードライヤ
ーに供給して、造粒乾燥して、ほぼ真球状で粒径10μ
m以下のヒドロキシアパタイト粒子集合体を製造する方
法が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】特開昭62−2306
07号公報に開示された球状ヒドロキシアパタイト粒子
集合体、及び、特開平2−180707号公報に開示さ
れたヒドロキシアパタイト粒子集合体は、スラリーの状
態から乾燥する過程で、ヒドロキシアパタイト粒子が単
純に塊になっただけのものであるので、焼成しても、粒
子集合体として高い強度のものは得られなかった。
【0007】また、特開平2−180709号公報に開
示された球状のヒドロキシアパタイト粒子集合体は、高
温で焼成しなければ、アルギン酸塩等の凝固性有機高分
子化合物がヒドロキシアパタイト粒子の接着剤として働
き、特開平4−175213号公報に開示された真球状
ヒドロキシアパタイト粒子集合体においても、高温で焼
成しなければ、ポリアクリル酸アンモニウム等の高分子
分散剤が、ある程度、ヒドロキシアパタイト粒子の接着
剤として働くことが予想さもさるが、高温で焼成すれ
ば、これらの有機高分子化合物の分解によって接着効果
が失われ、粒子集合体として高い強度のものが得られな
いばかりか、これらの有機化合物の分解・炭化等によっ
て粒子集合体を着色したり、有機化合物の劣化又は発泡
によって集合体粒子が破壊されたりするおそれがあっ
た。
【0008】本発明が解決しようとする課題は、整った
球状の形状を有し、かつ、高温の焼成にも耐え、極めて
高い強度を有するヒドロキシアパタイト粒子集合体を製
造する方法を開発することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、こような
課題を解決するため、主として、ヒドロキシアパタイト
微粒子3〜30重量%、耐熱接着性解膠剤0.01〜2
重量%、及び、水からなるスラリーを、乾燥塔の上部か
ら微細液滴として噴霧し、乾燥し、必要に応じて、焼結
することを特徴とする球状ヒドロキシアパタイト粒子集
合体の製造方法を提案する。また、この方法においてヒ
ドロキシアパタイトスラリーにベンガラ、カオリン、タ
ルク等の顔料を添加して複合化することにより有色顔料
としても使用できる。
【0010】本発明におけるヒドロキシアパタイト微粒
子とは、Ca10(PO(OH)なる組成を有
するりん酸カルシウム化合物であり、水酸化カルシウム
水溶液とりん酸との反応、及び、塩化カルシウム等の水
溶性カルシウム塩の水溶液とりん酸もしくは水溶性りん
酸塩水溶液との反応等の溶液反応、又は、水蒸気下にお
けるりん酸カルシウムと炭酸カルシウムとの高温固相反
応等種々の方法により製造される。なお、本発明におけ
るヒドロキシアパタイト微粒子ついては、微細な結晶の
ものをうるために、溶液反応で得られたものが好まし
く、更に、特に純度の高いものうるためには、水酸化カ
ルシウム水溶液とりん酸との反応によって製造されたも
のが好ましい。
【0011】本発明におけるスラリー中のヒドロキシア
パタイトの濃度は3〜30重量%であり、特に好ましい
範囲は5〜20重量%である。濃度が低いほど得られる
球状ヒドロキシアパタイト粒子の大きさが小さくなり、
濃度が高いほど得られる粒子が大きくなる。また、3重
量%未満であると噴霧乾燥の際の効率が悪くなるだけで
なく、球状の粒子が得難くあり、30重量%を超えると
均一な大きさの粒子が得難くなるだけでなく、得られた
粒子の形状もいびつになる。
【0012】本発明において使用される耐熱接着性解膠
剤は、スラリー中のヒドロキシアパタイトゲル化する
のを防止し、噴霧されるスラリーの流動性を維持して、
噴霧される微細液滴の大きさを均一化し、かつ、噴霧さ
れた微細液滴の形状を球形に維持するとともに、 乾燥
後の粉体の焼結の際に、単に耐熱性を有しているだけで
なく、ヒドロキシアパタイトに対して接着性を発揮する
ものである。このような耐熱接着性解膠剤として、ヘキ
サメタりん酸ナトリウム、水ガラス、シリカゾル、アル
ミナゾル等をあげることができる。また、これらの中で
も、特に、焼結の際に融着等によって熱接着性を示すも
のが好ましい。焼結の際に融着により熱接着性を示すも
のには、ヘキサメタりん酸ナトリウム等をあげることが
できる。
【0013】前述の組成の本発明におけるスラリーのB
型回転粘度計による粘度は、50〜150cpsの範囲
にあり、これを、スプレードライヤーのような乾燥機の
上部から噴霧し、熱風により乾燥し、乾燥塔底部から取
り出したものを製品とする。また、その一部を500℃
以上で焼結して、焼結製品とする。
【0014】
【作用】本発明に係わる方法により製造された球状ヒド
ロキシアパタイト粒子は、スラリー中で耐熱接着性解膠
剤によりヒドロキシアパタイトが均一に分散されている
ため、単に液滴として球状の形状を有し、更に製品とし
て球状の形状を有するだけでなく、有機高分子分散剤を
使用した場合と異なり焼成の際に着色、劣化、発泡等
の問題がなく、充分に焼成することができ、かつ、耐熱
接着性解膠剤が接着剤として働くので、強度の高い粒子
を得ることができる。更に、ヘキサメタりん酸ナトリウ
ムのように焼成の際に融着して熱接着剤として働くも
を使用した場合には、更に高い強度の粒子をえること
ができる。
【0015】
【実施例】
1. ヒドロキシアパタイトスラリーの製造 17.7重量%の水酸化カルシウム水溶液4.15kg
に、10%りん酸5.85kgを徐々に添加し、10重
量%ヒドロキシアパタイトスラリーを得た。このスラリ
ーの粘度は250cpsであった。
【0016】2. 球状ヒドロキシアパタイトの製造 〔実施例〕前述のヒドロキシアパタイトスラリーに0.
02重量%になるようにヘキサメタりん酸ナトリウムを
添加した。添加後のスラリーの粘度は150cpsであ
った。このスラリーを100kg/hrの流量で、回転
円盤型噴霧乾燥機に供給し、円盤回転数20000rp
m、熱風の入口温度350℃、出口温度130℃で乾燥
した。得られた粒子の平均直径は15μmであった。こ
れを500℃で焼結し、風力分級機(日本ニューマチッ
ク(株)製MDS型)で分級して粉体(以下「粉体1」
という)を得た。この粉体の平均直径は10μmであっ
た。
【0017】〔比較例〕前述のヒドロキシアパタイトス
ラリーに何も添加せずに、そのまま実施例と同一の条件
で回転円盤型噴霧乾燥機に供給した。このスラリーの粘
度は250cpsであり、得られた粒子の平均直径は1
5μmであった。これを実施例と同一の条件で焼結し、
分級して粉体(以下「粉体2」という)を得た。この粉
体の平均直径は10μmであった。
【0018】 3.球状ヒドロキシアパタイトの形状試験 実施例で得られた粉体1と比較例で得られた粉体2の粒
度をレーザ回折式粒度分布測定装置(島津製作所(株)
製SALD−1100)により測定した。その結果は、
図1及び図2のとおりであった。また、粉体1と粉体2
の電子顕微鏡写真を電子顕微鏡写真装置(日立製作所
(株)製S−1300)により撮影した。その結果は、
図3及び図4のとおりであった。図1と図2とを比較
し、図3と図4とを比較しても明らかなように、本発明
に係わる粉体1は、強固に球状の形状を維持している
が、耐熱接着性解膠剤を添加していない粉体2は、分級
による弱い物理的な力によっても壊れることが認められ
る。
【0019】 4.球状ヒドロキシアパタイトの強度試験 粉体1及び粉体2を、それぞれ、内径4.6mm長さ1
50mmのステンレススチールカラムにスラリー充填法
により充填した。この時の充填圧は500kg/cm
であった。充填後、それぞれ、カラムより粉体1及び粉
体2を取り出し、これらの粉体の粒度をレーザ回折式粒
度分布測定装置(島津製作所(株)製SALD−110
0)により測定した。その結果は、図5及び図6のとお
りであった。図1と図5、及び、図2と図6を比較して
も明らかなように、本発明に係わる粉体1は、粒度が殆
ど変化していないのに対し、耐熱接着性解膠剤を添加し
ていない粉体2は、カラムの充填の後において、粒子集
合体の崩壊が認められる。
【0020】
【発明の効果】本発明に係わる球状ヒドロキシアパタイ
ト粒子集合体の製造方法は、前述のような構成と作用を
有するので、整った球状の形状と高い強度を有する球状
ヒドロキシアパタイト粒子集合体の製造を可能にするの
で、本発明に係わる製造方法によって得られた球状ヒド
ロキシアパタイト粒子集合体は、クロマトグラフィー充
填剤、酵素等の生理活性物質の支持体、細胞培養の支持
体、化粧品材料等として極めて優れた特性を有するもの
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる球状ヒドロキシアパタイト粒子
集合体の粒度分布
【図2】比較例に係わる球状ヒドロキシアパタイト粒子
集合体の粒度分布
【図3】本発明に係わる球状ヒドロキシアパタイト粒子
集合体の電子顕微鏡写真
【図4】比較例に係わる球状ヒドロキシアパタイト粒子
集合体の電子顕微鏡写真
【図5】カラムから取り出した本発明に係わる球状ヒド
ロキシアパタイト粒子集合体の粒度分布
【図6】カラムから取り出した比較例に係わる球状ヒド
ロキシアパタイト粒子集合体の粒度分布
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C01B 25/32

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主として、ヒドロキシアパタイト微粒子
    3〜30重量%、耐熱接着性解膠剤0.01〜2重量
    %、及び、水からなるスラリーを、乾燥塔の上部から微
    細液滴として噴霧し、乾燥し、必要に応じて、焼結する
    ことを特徴とする球状ヒドロキシアパタイト粒子集合体
    の製造方法
JP5090397A 1993-03-11 1993-03-11 球状ヒドロキシアパタイト粒子集合体の製造方法 Expired - Lifetime JP2826938B2 (ja)

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