JP2990335B2 - 歯磨き配合用ヒドロキシアパタイト及びその製造法 - Google Patents
歯磨き配合用ヒドロキシアパタイト及びその製造法Info
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Description
止を目的とする歯磨き配合用として有効なヒドロキシア
パタイト及びその製法に関する。
Ca10(PO4)6(OH)2で示され、骨中の無機質成分とほぼ同
じ組成を有し、生体内に埋め込むことにより、それ自身
が骨へと転化或いは周囲の自家骨と化学的に結合して、
一体化する。この性質を利用して、金属製の構造体表面
に被覆した骨代替材料や、燒結体による骨補綴材料の研
究が進められている。その他に、化粧料中の脂質吸着剤
や陶材、クロマト用充填材、触媒担体、分離用基材等と
して有用な材料である。
アパタイトは、歯牙表面の強化及び再石灰化の促進、歯
の表面を傷つけずに研磨、付着したプラーク(細菌塊)
を除去する等の点で、極めて有効であるといわれてい
る。
しては、乾式法、水熱法、湿式法等種々の方法が知られ
ている。
ウムとCaOとを混合し、水蒸気下で、1000℃以上の
高温で反応させる方法である。この方法によって、結晶
性のよいヒドロキシアパタイトが得られるが、得られる
結晶の均一性に問題がある。
し、オートクレーブ中で数百気圧下、200℃以上に加
熱し、大きな単結晶を得る方法である。しかしながら、
この方法は、高圧耐熱容器が必要な上に、反応に長時間
要するという問題がある。
ン酸塩水溶液又は、水酸化カルシウムとリン酸とを混合
反応させた後、熟成を行う方法であり、非常に微細な結
晶が得られる。しかし、上記湿式法には、乾式法及び水
熱法と同様に、以下のような問題点が生じる。
る。
Ca/Pは、1.67である。しかし、非晶質リン酸カルシ
ウム(Ca/P(モル比)=1.48〜1.67程度)やカ
ルシウムイオン欠損ヒドロキシアパタイト、オクタリン
酸カルシウム等が熟成によりヒドロキシアパタイト結晶
に移転する過程において、結晶化速度、温度、pH、熟
成時間、熟成温度並びにその他の多数の因子の影響を受
けやすいため、ヒドロキシアパタイト結晶のCa/Pモル比
が1.48〜1.67の範囲内でばらつきを生じ、粉体
としての性質も均一とはなりにくい。
晶度が低く、粉末のX線結晶回折のピークもブロードと
なり、半価幅値の大きなものしか得られない。
面積は、50〜150m2/gと大きいものである。
する練り歯磨き剤は、ある温度条件下において、他の成
分との反応或いはイオンの影響を受けることにより、練
り歯磨きチューブ内で固化が起こり、絞り出すことがで
きないという現象が発生する。
で知られていたヒドロキシアパタイトは、結晶のCa/Pモ
ル比が、ばらつき、粉体としての性質も均一とはなりに
くく、また比表面積も大きいものであったため、練り歯
磨きに添加するには、適していなかった。
その製造法、該ヒドロキシアパタイトを配合した歯磨き
類及び該ヒドロキシアパタイトからなる歯磨き類用配合
剤を提供することを目的としたものである。
決すべく、鋭意検討を重ねた。その結果、湿式製造方法
において、水酸化カルシウム及びカルシウム塩からなる
群から選ばれる少なくとも1種を含有する水懸濁液又は
水溶液と、リン酸及びリン酸塩からなる群から選ばれる
少なくとも1種を含有する水溶液とを、一定の条件で反
応させ、析出させることによって、上記の問題が、大幅
に軽減若しくは実質上解消されたヒドロキシアパタイト
が得られることを見いだした。
=2.814での半価幅値が0.05〜0.30且つ比
表面積が0.1〜15m2/gであるヒドロキシアパタ
イトを提供するものである。本発明のヒドロキシアパタ
イトは、結晶度が高く、均質である。
によって測定された値である。該BET簡便法による測
定は、例えば、迅速表面積測定装置SA−1000(柴
田化学器械工業株式会社製)を使用して行うことができ
る。
半価幅値は、0.05〜0.30である。d=2.81
4での半価幅値は、2θ=31.8°のピークより算出
した値である。
る。
回折におけるd=2.814での半価幅値と比表面積の
好ましい組み合わせは、以下の通りである。
4での半価幅値が、0.05〜0.30、且つ比表面積
が0.1〜15m2/gであるヒドロキシアパタイトで
ある。
パタイトの製造方法も提供する。即ち、(1)水酸化カ
ルシウム及びカルシウム塩からなる群から選ばれる少な
くとも1種を含有する水懸濁液又は水溶液と、(2)リ
ン酸及びリン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1
種を含有する水溶液とを、pH6〜8程度、温度90〜
100℃程度の条件下、(1)及び(2)の液を同時に
反応させることを特徴とするヒドロキシアパタイトの製
造方法を提供する。本発明の方法によれば、所望のヒド
ロキシアパタイトが、容易に収率よく得られる。
キシアパタイトを含有する歯磨き類も提供する。本発明
の歯磨き類は、チューブ内やポンプ内での固化が抑えら
れている。
キシアパタイトからなる歯磨き類用配合剤も提供する。
本発明の配合剤を従来の歯磨き類に配合すると、チュー
ブ内やポンプ内での固化が防止できる。
れる。無機酸塩としては、塩化カルシウム、硝酸カルシ
ウム、炭酸カルシウム、酸化カルシウム等が例示され、
有機酸塩としては、蟻酸カルシウム、酢酸カルシウム、
乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、クエン酸カル
シウム等が挙げられる。
及びカルシウム塩からなる群から選ばれる少なくとも1
種又は2種以上を用いることができ、好ましくは、水酸
化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化カルシウム;水酸
化カルシウムと硝酸カルシウムの混合液、水酸化カルシ
ウムと塩化カルシウムの混合液、硝酸カルシウムと塩化
カルシウムの混合液であり、より好ましくは、水酸化カ
ルシウム、硝酸カルシウム、塩化カルシウムである。
る群から選ばれる少なくとも1種を含有する水懸濁液又
は水溶液の濃度としては、1〜70重量%程度、好まし
くは、10〜40重量%程度であるのがよい。
ウム塩等が挙げられる。リン酸のアルカリ金属塩として
は、ナトリウム塩、カリウム塩が挙げられる。詳しく
は、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウ
ム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン
酸二水素カリウム、リン酸三カリウム、リン酸水素二ア
ンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸三アン
モニウム等が挙げられる。
塩からなる群から選ばれる少なくとも1種又は2種以上
を用いることができ、好ましくは、リン酸、リン酸水素
二ナトリウム、リン酸水素二アンモニウム;リン酸とリ
ン酸水素二ナトリウムの混合液、リン酸とリン酸水素二
アンモニウムの混合液、リン酸水素二ナトリウムとリン
酸水素二アンモニウムの混合液であり、より好ましく
は、リン酸、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二ア
ンモニウムである。
る少なくとも1種を含有する水溶液の濃度としては、5
〜90重量%程度、好ましくは40〜70重量%程度で
あるのがよい。
からなる群から選ばれる少なくとも1種と(2)リン酸
及びリン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種の
好ましい組み合わせとしては、(1)水酸化カルシウ
ム、硝酸カルシウム、塩化カルシウム;水酸化カルシウ
ムと硝酸カルシウムの混合液、水酸化カルシウムと塩化
カルシウムの混合液及び硝酸カルシウムと塩化カルシウ
ムの混合液からなる群から選ばれるものと、(2)リン
酸、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二アンモニウ
ム;リン酸とリン酸水素二ナトリウムの混合液、リン酸
とリン酸水素二アンモニウムの混合液及びリン酸水素二
ナトリウムとリン酸水素二アンモニウムの混合液からな
る群から選ばれるものとの組み合わせがよい。より好ま
しくは、(1)水酸化カルシウム、硝酸カルシウム及び
塩化カルシウムからなる群から選ばれるものと(2)リ
ン酸、リン酸水素二ナトリウム及びリン酸水素二アンモ
ニウムからなる群から選ばれるものとも組み合わせがよ
い。
び濃度は、Ca/Pモル比が1.65〜1.67の範囲とな
るように調整する。
懸濁液を、pH6〜8程度、好ましくは6.8〜7.
2、反応温度は、97℃程度または98〜100℃の条
件下で同時に反応させることが好ましい。
(1)液と(2)液の各々を一定速度で一定モル比(Ca
/Pモル比が1.65〜1.67の範囲)で滴下すること
をいう。
ルシウムイオン、リン酸イオンが存在するために、均一
な結晶が得られない。また、pHが高くなりすぎると、
部分的に水酸化カルシウムが結晶中に混在してくる。
液は、予め30〜100℃、好ましくは80〜100℃
に加温しておくことが好ましい。
アルカリ源又は酸性源で調整してもよい。アルカリ源と
しては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素
ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素
カリウム、水酸化アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭
酸水素アンモニウム等が挙げられる。酸性源としては、
塩酸、硝酸、硫酸等が例示できる。
カルシウム塩とリン酸塩との濃度を終始一定にするため
に、同時に反応が終わることが好ましい。カルシウム塩
及びリン酸塩は、滴下、噴霧等によって徐々に加えるこ
ともできる。
量、濃度などにより異なり、特に限定されないが、通常
30分〜8時間程度、好ましくは1〜2時間程度かけて
行う。例えば、4〜5時間かけて滴下を行い、滴下終了
後、更に1〜3時間攪拌する事も可能である。
し、水洗後乾燥することによって、所望の物性を有する
ヒドロキシアパタイトが得られる。
ン酸水溶液を混合する方法では、混合初期にはカルシウ
ムイオン濃度が高く、終期では低くなるため、均質なヒ
ドロキシアパタイトは得られない。また、アルカリ性側
から中性側へpHが変動するため、得られるヒドロキシ
アパタイトは、結晶性の悪い微細な結晶が得られる。
ると、未反応物が残る上、反応時間が10〜24時間と
長く、結晶性の悪い非化学量論的ヒドロキシアパタイト
しか得られない。
ルシウムイオンとリン酸イオンが理論量に近い(Ca/Pモ
ル比1.65〜1.67)範囲で供給され、一定pHで
理論的に必要な量のみが反応していることになり、均質
な結晶が得られる。更に、本発明の製造方法は、30分
〜8時間程度と、従来に比べ反応時間を大幅に短縮でき
る。
キシアパタイトは、結晶度が高く、X線結晶回折におけ
るd=2.814での半価幅値が0.5以下と、シャー
プなピークを示し、更に比表面積が50m2/g以下で
ある結晶性ヒドロキシアパタイトである。
磨き類に配合することができる。配合できる歯磨き類と
しては、練り歯磨き、液体歯磨き、粉末歯磨き、泡状歯
磨き等が挙げられる。配合量としては、0.01〜60
重量%、好ましくは5〜35重量%である。
潤剤、甘味剤、発泡剤、安定剤、防腐剤等が挙げられる
が、これらに限定されない。粘結剤としては、カラギー
ナン等が例示でき、湿潤剤としては、濃グリセリン、グ
リセリンソルビット液等が例示でき、甘味剤としては、
ソルビット、サッカリンナトリウム等が挙げられる。ま
た、発泡剤としては、ラウリル硫酸ナトリウム、N−ア
シル−L−グルタミン酸ナトリウム等が例示でき、安定
剤としてはカルボキシメチルセルロースナトリウム等が
挙げられ、防腐剤としては、塩酸アルキルジアミノエチ
ルグリシン液等がある。
も、他の成分或いは溶解しているイオンと反応性が低い
ので、チューブ内やポンプ内での固化を抑えることがで
きる。
他の成分或いは溶解しているイオンとの反応性が低いた
め、ヒドロキシアパタイトを用いた化粧料(化粧品、顔
料、毛髪料)、皮膚外用剤への応用も可能となる。
発明の製造方法を具体的に説明する。本明細書において
は、%とあるは、重量%を示す。
シウム懸濁液1リットル及び32%リン酸水溶液500
mlを調製した。それぞれの液を、予め80℃に加温し
ておき、400rpmで攪拌している100℃に加温し
た仕込み水1リットル中に、温度100℃、pHが7.
0〜7.5で、1時間かけて同時に滴下した。滴下終了
後、更に30分間攪拌し、析出したヒドロキシアパタイ
トの結晶を濾過、水洗、及び100℃にての送風で乾燥
させ、ヒドロキシアパタイトを得た(収率99%)。
線結晶回折を行った。X線分析装置RINT2000
(理学電機株式会社製)によって、2θ=5〜70°の
範囲で測定を行った。測定条件は、以下の通りである。
電流:20mA、走査範囲:5〜70°、スキャンスピ
ード:4.000°/分、スキャンステップ:0.02
0°、走査モード:連続、カウンタモノクロメータ:全
自動モノクロメータ、発散スリット:1°、散乱スリッ
ト:1°、受光スリット:0.15mm。
パタイトは、2θ=31.8°の位置にシャープなピー
クを示し、ピークの分離がよく、半価幅も狭く、試料の
結晶性の高さを示している。乾燥生成物の半価幅値(d
=2.814)は0.185であった。
000(柴田化学器械工業株式会社製)を使用し、BE
T簡便法によって測定した結果、8.7m2/gであっ
た。
I」(1988年7月30日第1版発行、株式会社薬事
日報社発行)145頁の「ヒドロキシアパタイト」の項
に記載の方法に従って測定した。また、P2O5の含量
は、以下に記載の方法で測定した。即ち、得られたヒド
ロキシアパタイト0.2gを、200mlのビーカーに
精密に量り、水25ml及び希硝酸10mlを加え、加
熱して溶解させた。冷後、50℃に加温し、モリブデン
酸アンモニウム液75mlを加えて、50℃で30分間
時々攪拌し、放置した。1μmの濾紙を用いて、上澄液
を傾斜して吸引濾過し、沈殿を(1→100)硝酸カリ
ウム液500mlで洗い、同じ濾紙に沈殿を移した。沈
殿と濾紙を、沈殿に使用したビーカーに入れ、1N水酸
化ナトリウム50mlを正確に加え、沈殿が溶解するま
でかき混ぜた。過量の水酸化ナトリウムを、1N硫酸で
滴定した(指示薬:フェノールフタレイン試薬3滴)。
%、P2O5:40.85%となった。この値よりCa/Pモ
ル比を算出した結果、1.67であった。
ウム水溶液1リットル及び24%リン酸二水素ナトリウ
ム水溶液730mlを調製した。それぞれ、予め60℃
に加温しておき、400rpmで攪拌している100℃
に加温した仕込み水1リットル中に、温度99℃、pH
が7.3〜7.7の間になるように25%水酸化ナトリ
ウム水溶液で調整しながら、2時間かけて同時に滴下し
た。滴下終了後、更に1時間攪拌し、析出したヒドロキ
シアパタイトの結晶を濾過、水洗、及び80℃にての送
風で乾燥させ、ヒドロキシアパタイトを得た(収率97
%)。
線結晶回折を行った。乾燥生成物の半価幅値(d=2.
814)は0.23であった。
て測定した結果、14.1m2/gであった。Ca/Pモル
比は、実施例1と同様な方法によって算出した結果、
1.65であった。
ウム水溶液500mlと15%硝酸カルシウム水溶液5
00mlとの混合水溶液及び10%リン酸水溶液500
mlと20%リン酸水素二ナトリウム水溶液500ml
との混合水溶液を調製した。35%塩化カルシウム水溶
液と15%硝酸カルシウム水溶液との混合水溶液を予め
90℃に加温しておき、10%リン酸水溶液と20%リ
ン酸水素二ナトリウム水溶液との混合水溶液を40℃に
加温しておいた。400rpmで攪拌している95℃に
加温した仕込み水1リットル中に、温度97℃、pHが
7.5〜7.9の間になるように15%水酸化ナトリウ
ム水溶液で調整しながら、3時間かけて同時に滴下し
た。滴下終了後、更に2時間攪拌し、析出したヒドロキ
シアパタイトの結晶を濾過、水洗、及び110℃にての
送風で乾燥させ、ヒドロキシアパタイトを得た(収率9
9%)。
線結晶回折を行った。乾燥生成物の半価幅値(d=2.
814)は0.20であった。
て測定した結果、14.3m2/gであった。Ca/Pモル
比は、実施例1と同様な方法によって算出した結果、
1.66であった。
ウム水溶液1リットル及び20%リン酸水溶液500m
lと16%リン酸水素二アンモニウム水溶液500ml
の混合水溶液を調製した。30%塩化カルシウム水溶液
を予め40℃に加温しておき、20%リン酸水溶液と1
6%リン酸水素二アンモニウム水溶液との混合水溶液を
90℃に加温しておいた。400rpmで攪拌している
95℃に加温した仕込み水1リットル中に、温度95
℃、pHが6.2〜6.6の間になるように25%水酸
化ナトリウム水溶液で調整しながら、1時間かけて同時
に滴下した。滴下終了後、更に3時間攪拌し、析出した
ヒドロキシアパタイトの結晶を濾過、水洗、及び80℃
にての送風で乾燥させ、ヒドロキシアパタイトを得た
(収率98%)。
線結晶回折を行った。乾燥生成物の半価幅値(d=2.
814)は0.36であった。
て測定した結果、30.8m2/gであった。Ca/Pモル
比は、実施例1と同様な方法によって算出した結果、
1.65であった。
シウム懸濁液1リットル及び32%リン酸水溶液500
mlを調製した。各々予め25℃に加温しておき、40
0rpmで攪拌している30℃に加温した仕込み水1リ
ットル中に、温度30℃、pHが7.2〜7.6で、2
時間かけて同時に滴下した。滴下終了後、更に2時間攪
拌し、析出したヒドロキシアパタイトの結晶を濾過、水
洗、及び100℃にての送風で乾燥させ、ヒドロキシア
パタイトを得た(収率94%)。
線結晶回折を行った。結果を図2に示す。得られたピー
クは、ブロードであることより、ピークの分離が悪く、
半価幅も広く、試料の結晶性が低いことを示している。
乾燥生成物の半価幅値(d=2.814)は1.01で
あった。
て測定した結果、134.1m2/gであった。Ca/Pモ
ル比は、実施例1と同様な方法によって算出した結果、
1.60であった。
ウム水溶液1リットル及び19%リン酸水素二アンモニ
ウム水溶液1リットルを調製した。予め、40%硝酸カ
ルシウム水溶液を60℃に加温しておき、19%リン酸
水素二アンモニウム水溶液を80℃に加温した。400
rpmで攪拌している100℃に加温した仕込み水1リ
ットル中に、温度98℃、pHが4.7〜5.2の間に
なるように20%水酸化ナトリウム水溶液で調整しなが
ら、1時間かけて同時に滴下した。滴下終了後、更に5
時間攪拌し、析出したヒドロキシアパタイトの結晶を濾
過、水洗、及び110℃にての送風で乾燥させ、ヒドロ
キシアパタイトを得た(収率81%)。
線結晶回折を行った結果、乾燥生成物の半価幅値(d=
2.814)は0.55であった。
て測定した結果、68.6m2/gであった。Ca/Pモル
比は、実施例1と同様な方法によって算出した結果、
1.51であった。
り歯磨きを調製(組成比は重量部で示す。)し、アルミ
チューブに詰め、55℃の保管下で固化試験を行った。
3ヶ月経過も開始時と同様にチューブより絞り出すこと
ができた。
施例5と同様に練り歯磨きを調製(組成比は重量部で示
す。)し、アルミチューブに詰め、55℃の保管下で固
化試験を行った。3ヶ月経過後、チューブより絞り出そ
うと試みたが、チューブ内で固化が起こったため、絞り
出すことができなかった。
いてのX線結晶回折図を示す。
いてのX線結晶回折図を示す。
Claims (5)
- 【請求項1】X線結晶回折におけるd=2.814での
半価幅値が0.05〜0.30且つ比表面積が0.1〜
15m 2 /gであるヒドロキシアパタイト。 - 【請求項2】X線結晶回折におけるd=2.814での
半価幅値が0.05〜0.30且つ比表面積が0.1〜
15m 2 /gであるヒドロキシアパタイトの製造方法で
あって、(1)1〜70重量%の水酸化カルシウム及び
カルシウム塩からなる群から選ばれる少なくとも1種を
含有する水懸濁液又は水溶液と、(2)5〜90重量%
のリン酸及びリン酸塩からなる群から選ばれる少なくと
も1種を含有する水溶液とを、pH6〜8、温度97℃
の条件下、仕込み水中に、(1)及び(2)の液を一定
速度、一定モル比(Ca/Pモル比が1.65〜1.67の
範囲)で同時に滴下して混合させることを特徴とする、
ヒドロキシアパタイトの製造方法。 - 【請求項3】X線結晶回折におけるd=2.814での
半価幅値が0.05〜0.30且つ比表面積が0.1〜
15m 2 /gであるヒドロキシアパタイトの製造方法で
あって、(1)1〜70重量%の水酸化カルシウム及び
カルシウム塩からなる群から選ばれる少なくとも1種を
含有する水懸濁液又は水溶液と、(2)5〜90重量%
のリン酸及びリン酸塩からなる群から選ばれる少なくと
も1種を含有する水溶液とを、pH6〜8、温度98〜
100℃の条件下、仕込み水中に、(1)及び(2)の
液を一定速度、一定モル比(Ca/Pモル比が1.65〜
1.67の範囲)で同時に滴下して混合させることを特
徴とする、ヒドロキシアパタイトの製造方法。 - 【請求項4】X線結晶回折におけるd=2.814での
半価幅値が0.05〜0.30且つ比表面積が0.1〜
15m 2 /gであるヒドロキシアパタイトを含有するこ
とを特徴とする歯磨き類。 - 【請求項5】X線結晶回折におけるd=2.814での
半価幅値が0.05〜0.30且つ比表面積が0.1〜
15m 2 /gであるヒドロキシアパタイトからなる歯磨
き類用配合剤。
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