JP4834365B2 - Method for producing amorphous calcium phosphate-coated particles and the particles - Google Patents
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Description
本発明は、非晶質リン酸カルシウムを含有する粒子の製造方法ならびにその粒子に関し、より詳しくは、化粧料、塗料、インキ、トナー、グリース、ゴム、プラスチックス、セラミックスなどの配合成分として有用な非晶質リン酸カルシウムを含有する粒子の製造方法ならびにその粒子に関する。 The present invention relates to a method for producing particles containing amorphous calcium phosphate and the particles. More specifically, the present invention relates to an amorphous material useful as a compounding component for cosmetics, paints, inks, toners, greases, rubbers, plastics, ceramics and the like. The present invention relates to a method for producing particles containing fine calcium phosphate and the particles.
従来、鱗片状または板状の粒子形状を有する、タルク、カオリン(白土)、ベントナイト、雲母族鉱物(セリサイト、白雲母、金雲母、黒雲母)、焼成カオリンなどの、天然または人造の粘土鉱物やその加工品、あるいは表面処理品(以下、これらを総称する場合は「粘土鉱物類」とする)は、その粒子形状ゆえに肌に対するすべり感にすぐれることから、粉白粉、固形白粉、ファンデーションなどの、いわゆる粉物のベースメーク化粧料の主原料として、詳しくは着色顔料の色を薄める体質顔料や、あるいは肌からの分泌物である皮脂(油分)や汗(水分)を吸着する吸着剤などの数種の機能を兼ね備えた成分として、多用されてきた。 Conventionally, natural or man-made clay minerals, such as talc, kaolin (white clay), bentonite, mica group minerals (sericite, muscovite, phlogopite, biotite), calcined kaolin, etc., having scale-like or plate-like particle shapes And processed products thereof, or surface treated products (hereinafter collectively referred to as “clay minerals”) are excellent in slipperiness to the skin due to their particle shape, so that powder white powder, solid white powder, foundation, etc. As a main ingredient of so-called powder base makeup cosmetics, in particular, extender pigments that diminish the color of color pigments, or adsorbents that adsorb sebum (oil) and sweat (moisture) that are secretions from the skin It has been widely used as a component having several functions.
このうちタルクは透明感があり、また肌に塗り伸ばす際の感触がとくに滑らかで、かつ付着性にすぐれるという特性を有している。またカオリンは、タルクに比べて滑らかさの点で劣るものの、肌からの分泌物を吸着する吸着力や、下地を隠ぺいする隠ぺい力が比較的大きい上、肌の健康に適した弱酸性を示すという特性を有している。 Of these, talc is transparent and has a characteristic that the touch when applied to the skin is particularly smooth and has excellent adhesion. Kaolin is inferior to talc in terms of smoothness, but it has a relatively large adsorption power for adsorbing secretions from the skin and a concealing power for concealing the foundation, and it exhibits weak acidity suitable for skin health. It has the characteristic.
それゆえこれまでは、この2者が、ベースメーク化粧料の主原料として併用される場合が多かった。しかし近時、雲母族でも透明感の高い化粧効果を持つセリサイトや、あるいは真珠の光沢を持つ酸化チタン被覆粒子(チタン雲母など)も、新たな化粧感を持ったベースメーク化粧料用としてその需要を広げつつある。 Therefore, until now, these two parties have often been used in combination as main ingredients of base makeup cosmetics. Recently, however, sericite, which is highly transparent even in the mica family, and titanium oxide-coated particles with a pearly luster (such as titanium mica) have also been used for base makeup cosmetics with a new cosmetic feel. Demand is expanding.
特にセリサイトについては、粘土鉱物類の中でも人気が高く、国内産の純度の高い原料が不足をきたしたり、高価であったりし、海外産の純度の低い原料を輸入して、精製して使用しているのが現状である。そのため、通常、セリサイトと他の雲母族鉱物とは“セリサイト”と“マイカ”との呼び名で区別されて用いられている。またチタン雲母などの酸化チタン被覆粒子は、白雲母、金雲母などの粉砕物や、セリサイト、タルク、合成雲母などの表面に、屈折率の高い酸化チタンの細かな粒子を被覆した加工品で、チタン層の厚みによって多様な干渉色を生じ、それが真珠光沢として好まれている。さらに、近年、酸化チタンに代えて酸化鉄や酸化クロムなどを被覆したものや、酸化チタンにさらに酸化鉄や酸化クロムなどを被覆したもの、もしくはこれらに染料、顔料が複合されたものなどが開発され、それを称してパール顔料もしくはパール光沢顔料といわれている。このパール顔料は、チタン雲母、ベンガラ被覆雲母、ベンガラ被覆チタン雲母、黒酸化鉄被覆チタン雲母、カルミン被覆チタン雲母、コンジョウ被覆チタン雲母、カルミン・コンジョウ被覆チタン雲母、酸化クロム被覆チタン雲母、ベンガラ・黒酸化鉄被覆チタン雲母、黒酸化鉄カルミン被覆チタン雲母、黒酸化鉄コンジョウ被覆チタン雲母、チタン雲母+黄色4号、チタン雲母+赤色202号、チタン雲母+青色1号、チタン雲母+青色1号+黄色4号などがあげられる。 Especially for sericite, it is popular among clay minerals, and domestic high-purity raw materials are scarce or expensive, and raw materials with low purity from overseas are imported, refined and used. This is the current situation. For this reason, sericite and other mica group minerals are usually distinguished by the names “sericite” and “mica”. Titanium oxide-coated particles such as titanium mica are processed products in which fine particles of titanium oxide with a high refractive index are coated on the surface of pulverized materials such as muscovite and phlogopite, sericite, talc, synthetic mica, etc. Depending on the thickness of the titanium layer, various interference colors are produced, which are preferred as pearl luster. Furthermore, in recent years, products that have been coated with iron oxide or chromium oxide instead of titanium oxide, titanium oxide that has been further coated with iron oxide or chromium oxide, or those that are combined with dyes or pigments have been developed. It is called pearl pigment or pearl luster pigment. This pearl pigment includes titanium mica, bengara-coated mica, bengara-coated titanium mica, black iron oxide-coated titanium mica, carmine-coated titanium mica, conjugate-coated titanium mica, carmine-conjoux-coated titanium mica, chromium oxide-coated titanium mica, bengara-black Iron oxide coated titanium mica, black iron oxide carmine coated titanium mica, black iron oxide conger coated titanium mica, titanium mica + yellow 4, titanium mica + red 202, titanium mica + blue 1, titanium mica + blue 1 + Yellow 4 and so on.
実際の使用に際しては、これらの粘土鉱物類、即ち、鱗片状または板状の粒子形状を有する鉱物粒子が、その目的に応じて適宜、配合された上、少量の油性成分や着色顔料などの他の成分と混合されて、ベースメーク化粧料が製造される。 In actual use, these clay minerals, that is, mineral particles having a scaly or plate-like particle shape, are appropriately blended according to the purpose, and a small amount of oily components, coloring pigments, and the like. A base makeup cosmetic is produced by mixing with the above ingredients.
ところで、従来、ヒドロキシアパタイトやリン酸三カルシウムなどのリン酸カルシウムは、油などの有機物の吸着性能に優れることから、消臭剤や化粧料などに用いられている。
特許文献1には、ヒドロキシアパタイトを主成分とするアルカリ剤を含んだ無臭コールドパーマ液が開示されている。上記無臭コールドパーマ液は、大きな比表面積(100m2/g以上)を有するヒドロキシアパタイトを用いることにより、主剤のチオグリコール酸臭、システイン臭を除去できアミノ酸吸着能によるアミノ酸溶出時間の短縮、イオン交換能による毛髪経由の人体の有害重金属排除等の効果を有するものである。
By the way, conventionally, calcium phosphates such as hydroxyapatite and tricalcium phosphate are excellent in adsorption performance of organic substances such as oil, and thus are used in deodorants and cosmetics.
Patent Document 1 discloses an odorless cold perm solution containing an alkali agent mainly composed of hydroxyapatite. By using hydroxyapatite with a large specific surface area (100m 2 / g or more), the odorless cold perm solution can remove the main thioglycolic acid odor and cysteine odor, shorten amino acid elution time by amino acid adsorption ability, and ion exchange It has effects such as elimination of harmful heavy metals from the human body via hair.
このようなリン酸カルシウムの吸着性能は、リン酸カルシウムの配合量が同一であっても、その粒子の比表面積をより大きなものとすることで優れたものとすることができる。
したがって、前述のような鱗片状または板状の粒子形状を有する鉱物粒子が用いられる化粧料、塗料、インキ、トナー、グリース、ゴム、プラスチックス、セラミックスなどに吸着性能を付与すべくリン酸カルシウムを配合する場合には、例えば単なる粒状リン酸カルシウムを配合するのではなく、リン酸カルシウムを前述の鉱物粒子上に被覆させて配合する方がリン酸カルシウムの比表面積を大きくすることができ、その吸着性能を優れたものとすることができる。
また、その場合には、より高い被覆率、即ち、リン酸カルシウムで鉱物粒子の表面を広範囲に被覆させてリン酸カルシウムが被覆されていない部分を少なくすることで吸着性能をさらに優れたものとすることができる。
Such adsorption performance of calcium phosphate can be improved by increasing the specific surface area of the particles even if the blending amount of calcium phosphate is the same.
Therefore, calcium phosphate is blended to give adsorption performance to cosmetics, paints, inks, toners, greases, rubbers, plastics, ceramics, etc. in which mineral particles having scale-like or plate-like particle shapes as described above are used. In some cases, for example, it is possible to increase the specific surface area of calcium phosphate and to improve the adsorption performance by coating calcium phosphate on the above-described mineral particles, rather than simply adding granular calcium phosphate. be able to.
Further, in that case, the adsorption performance can be further improved by coating the surface of the mineral particles over a wide range with calcium phosphate to reduce the portion not covered with calcium phosphate. .
このことに対し、特許文献2には、鱗片状または板状の粒子の表面を非晶質リン酸カルシウムの微粒子で被覆した非晶質リン酸カルシウム複合粒子の製造方法が記載されており、特許文献3には、顔料の表面に非晶質リン酸カルシウムを沈着させる方法について記載されている。また、この特許文献3には、顔料としてセリサイトを用いることも記載されている。
しかし、これらの特許文献においては、鱗片状または板状の粒子形状を有する鉱物粒子を非晶質リン酸カルシウムで被覆させることが記載されているものの、前記鉱物粒子に非晶質リン酸カルシウムが被覆されていない部分が生じることを抑制させることに対しては、何等検討がなされていない。
したがって、従来、非晶質リン酸カルシウム被覆粒子の被覆率を向上させて吸着性能を向上させることについても何等検討されてはいない。
即ち、従来、吸着性能の向上が求められているこれらの非晶質リン酸カルシウム被覆粒子ごとく、鱗片状または板状の鉱物粒子の少なくとも1種からなる基体材料に非晶質リン酸カルシウムを高い被覆率で被覆させることが要望される非晶質リン酸カルシウム被覆粒子の製造方法においては、被覆率が向上された非晶質リン酸カルシウム被覆粒子を製造することが困難であるという問題を有している。
On the other hand, Patent Document 2 describes a method for producing amorphous calcium phosphate composite particles in which the surface of scaly or plate-like particles is coated with fine particles of amorphous calcium phosphate. Describes a method of depositing amorphous calcium phosphate on the surface of a pigment. Patent Document 3 also describes the use of sericite as a pigment.
However, in these patent documents, although it is described that mineral particles having a scaly or plate-like particle shape are coated with amorphous calcium phosphate, the mineral particles are not coated with amorphous calcium phosphate. No investigation has been made on suppressing the occurrence of the portion.
Therefore, conventionally, no consideration has been given to improving the adsorption performance by improving the coverage of the amorphous calcium phosphate-coated particles.
That is, the amorphous calcium phosphate is coated at a high coverage on the base material composed of at least one of scale-like or plate-like mineral particles, as in the case of these amorphous calcium phosphate-coated particles that have been required to improve the adsorption performance. The method for producing amorphous calcium phosphate-coated particles desired to be produced has a problem that it is difficult to produce amorphous calcium phosphate-coated particles having an improved coverage.
本発明は、非晶質リン酸カルシウムでの被覆率が向上された非晶質リン酸カルシウム被覆粒子を製造する製造方法ならびにこの製造方法により得られる非晶質リン酸カルシウム被覆粒子の提供を課題としている。 An object of the present invention is to provide a production method for producing amorphous calcium phosphate-coated particles having an improved coverage with amorphous calcium phosphate, and amorphous calcium phosphate-coated particles obtained by this production method.
本発明者は、非晶質リン酸カルシウム被覆粒子の被覆率を向上させるべく鋭意検討を行った結果、鱗片状または板状の鉱物粒子の少なくとも1種からなる基体材料を非晶質リン酸カルシウムで被覆した非晶質リン酸カルシウム被覆粒子を製造する場合において、このような基体材料の表面に鉄、チタン、カルシウム、ケイ素、アルミニウム、カリウム、マグネシウムなどが付着していることならびに基体材料同士が凝集を起こしていることが個々の基体材料粒子表面が非晶質リン酸カルシウムで被覆されることを阻害していること、さらには、基体材料を酸で処理して、洗浄した後に、水酸化カルシウムと混合して懸濁液を作成して該懸濁液にリン酸を加えることにより、前述の阻害状況を改善させ得ることを見出し本発明の完成に至ったのである。
すなわち、本発明は、前記課題を解決すべく、鱗片状または板状の鉱物粒子の少なくとも1種からなる基体材料を非晶質リン酸カルシウムで被覆した非晶質リン酸カルシウム被覆粒子の製造方法であって、(1)基体材料とpH1.5以下の酸とを混合することにより、前記基体材料の表面をpH1.5以下の酸で洗浄処理する酸処理工程、(2)基体材料を固形分濃度0.1〜50質量%で水に分散させた懸濁液のpHが2.0以上となるように、前記酸処理工程にて処理された基体材料を水で洗浄する洗浄工程、(3)該洗浄工程により洗浄された基体材料と水酸化カルシウムとを混合したアルカリ性の懸濁液を作成するアルカリ工程、(4)該アルカリ工程において作成されたアルカリ性懸濁液にリン酸を加えることにより基体材料の表面を非晶質リン酸カルシウムで被覆させるリン酸カルシウム被覆工程、が実施されることを特徴とする非晶質リン酸カルシウム被覆粒子の製造方法ならびに該製造方法により製造された非晶質リン酸カルシウム被覆粒子を提供する。
As a result of intensive studies to improve the coverage of amorphous calcium phosphate-coated particles, the present inventor has found that a substrate material composed of at least one of scale-like or plate-like mineral particles is coated with amorphous calcium phosphate. When producing crystalline calcium phosphate-coated particles, iron, titanium, calcium, silicon, aluminum, potassium, magnesium, etc. are adhered to the surface of the base material, and the base materials are aggregated. Inhibits the surface of the individual substrate material particles from being coated with amorphous calcium phosphate. Furthermore, the substrate material is treated with acid, washed, mixed with calcium hydroxide, and suspended. It was found that by adding phosphoric acid to the suspension and improving the above-mentioned inhibition situation, the present invention was completed. A.
That is, the present invention is a method for producing amorphous calcium phosphate-coated particles in which a base material consisting of at least one of scale-like or plate-like mineral particles is coated with amorphous calcium phosphate in order to solve the above-described problem, (1) An acid treatment step in which the surface of the substrate material is washed with an acid having a pH of 1.5 or less by mixing the substrate material with an acid having a pH of 1.5 or less; A washing step of washing the substrate material treated in the acid treatment step with water so that the pH of the suspension dispersed in water at 1 to 50% by mass is 2.0 or more; (3) the washing An alkaline step of preparing an alkaline suspension in which the base material washed in the step and calcium hydroxide are mixed; and (4) adding phosphoric acid to the alkaline suspension prepared in the alkaline step. Calcium phosphate coating step of coating the surface of an amorphous calcium phosphate, which provides amorphous calcium phosphate-coated particles produced by the production method and the production method of the amorphous calcium phosphate-coated particles, characterized in that is carried out.
本発明によれば、非晶質リン酸カルシウムの表面をpH1.5以下の酸で洗浄処理する酸処理工程が行われるため、鱗片状または板状の鉱物粒子の少なくとも1種からなる基体材料の表面に付着している鉄、チタン、カルシウム、ケイ素、アルミニウム、カリウム、マグネシウムなどを酸で除去することができ、しかも、基体材料の凝集を抑制し得る。したがって、基体材料の表面を非晶質リン酸カルシウムで被覆させることがこれらの要因により阻害されている状況を改善させることができる。
すなわち、非晶質リン酸カルシウム被覆粒子の被覆率を従来に比べて向上させ得る。
According to the present invention, since the acid treatment step of washing the surface of the amorphous calcium phosphate with an acid having a pH of 1.5 or less is performed, the surface of the base material composed of at least one of scale-like or plate-like mineral particles is applied. Adhering iron, titanium, calcium, silicon, aluminum, potassium, magnesium, and the like can be removed with an acid, and aggregation of the base material can be suppressed. Therefore, it is possible to improve the situation where the coating of the surface of the base material with amorphous calcium phosphate is hindered by these factors.
That is, the coverage of the amorphous calcium phosphate-coated particles can be improved as compared with the conventional one.
以下に、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
本実施形態における非晶質リン酸カルシウム被覆粒子の製造方法においては、鱗片状または板状の鉱物粒子の少なくとも1種からなる基体材料が用いられる。
また、本実施形態の非晶質リン酸カルシウム被覆粒子の製造方法においては、前記基体材料と酸とを混合して基体材料の表面をpH1.5以下の酸で洗浄処理する酸処理工程、基体材料を固形分濃度0.1〜50質量%で水に分散させた懸濁液のpHが2.0以上となるように前記酸処理工程にて処理された基体材料を洗浄する洗浄工程、該洗浄工程により洗浄された基体材料と水酸化カルシウムとを混合したアルカリ性の懸濁液を作成するアルカリ工程、および、該アルカリ工程において作成されたアルカリ性懸濁液にリン酸を加えることにより基体材料の表面を非晶質リン酸カルシウムで被覆させるリン酸カルシウム被覆工程を実施して、基体材料の表面を非晶質リン酸カルシウムで被覆させる。
The preferred embodiments of the present invention will be described below.
In the method for producing amorphous calcium phosphate-coated particles in the present embodiment, a base material composed of at least one of scale-like or plate-like mineral particles is used.
Further, in the method for producing amorphous calcium phosphate-coated particles of the present embodiment, an acid treatment step of mixing the base material and an acid and washing the surface of the base material with an acid having a pH of 1.5 or lower, and a base material A washing step for washing the substrate material treated in the acid treatment step so that the pH of the suspension dispersed in water at a solid content concentration of 0.1 to 50% by mass is 2.0 or more, the washing step An alkaline step of preparing an alkaline suspension in which the base material washed with calcium hydroxide is mixed, and phosphoric acid is added to the alkaline suspension prepared in the alkaline step to form a surface of the base material. A coating step of coating with amorphous calcium phosphate is performed to coat the surface of the substrate material with amorphous calcium phosphate.
前記酸処理工程においては、酸による洗浄処理を行い、基体材料表面に付着している鉄、チタン、カルシウム、ケイ素、アルミニウム、カリウム、マグネシウムなどの付着物を基体材料の表面から付着物イオンなどとして除去するとともに、基体材料どうしの凝集を抑制させる。この酸処理工程としては、基体材料に酸性液体をシャワーリングする方法や、酸性液体に基体材料を漬け洗いする方法など、一般の粒状物の洗浄処理方法を採用することができるが、基体材料を全体的に均一かつ十分に洗浄処理し得る点から、酸性液体に基体材料を漬け洗いする方法を行うことが好ましい。
なお、このような点において、漬け洗い時の酸に分散させる基体材料の固形分濃度としては、0.1〜50質量%であることが好ましく、1〜50質量%であることがより好ましく、5〜30質量%であることがさらに好ましい。この固形分濃度がこのような範囲であることが好ましいのは、固形分濃度が50質量%を超えると、前述の付着物イオン除去、凝集の抑制などの効果が基体材料全体に均一かつ十分に得られないおそれを有し、0.1質量%未満の固形分濃度としても、前述の効果を、それ以上、均一かつ十分とすることが期待できないばかりでなく、使用する設備が大掛かりとなることや使用する酸の量に対して得られる非晶質リン酸カルシウム被覆粒子の量が少なくなることなど生産性が低下するおそれを有するためである。
また、前述した効果と同様な効果が得られる点において、前記漬け洗いとしては、基体材料を0.1〜200時間、好ましくは、1〜72時間、さらに好ましくは1〜24時間pH1.5以下の酸に浸漬させて行うことが好ましい。
In the acid treatment step, an acid cleaning process is performed, and deposits such as iron, titanium, calcium, silicon, aluminum, potassium, and magnesium adhering to the surface of the base material are used as deposit ions from the surface of the base material. While removing, it suppresses aggregation of base material. As this acid treatment step, it is possible to employ a general granular material washing treatment method such as a method of showering an acidic liquid in a substrate material or a method of immersing and washing a substrate material in an acidic liquid. It is preferable to perform a method of immersing the base material in an acidic liquid from the viewpoint that the entire surface can be washed uniformly and sufficiently.
In this regard, the solid content concentration of the base material dispersed in the acid at the time of pickling is preferably 0.1 to 50% by mass, more preferably 1 to 50% by mass, More preferably, it is 5-30 mass%. The solid content concentration is preferably within such a range. When the solid content concentration exceeds 50% by mass, the effects such as the removal of the adhering ions and the suppression of the aggregation described above are uniformly and sufficiently applied to the entire substrate material. Even if the solid content concentration is less than 0.1% by mass, not only can the above-mentioned effects be expected to be more uniform and sufficient, but also the equipment to be used becomes large. This is because there is a possibility that productivity may be lowered, for example, the amount of the amorphous calcium phosphate-coated particles obtained with respect to the amount of acid used is reduced.
Moreover, in the point from which the same effect as the effect mentioned above is acquired, as the said pickling, a base material is 0.1 to 200 hours, Preferably, it is 1 to 72 hours, More preferably, it is 1 to 24 hours. It is preferable to immerse in an acid.
この酸性液体に基体材料を漬け洗いする方法に用いる酸としては、特に限定されるものではないが、通常、脱鉄などに用いられる塩酸、硫酸、硝酸、リン酸などの強酸類、クエン酸、りんご酸、酢酸、シュウ酸などの弱酸類を単独または複数組み合わせて使用することができる。また、これらの酸は、そのままの濃度あるいは希釈して用いることができる。なお、このような酸としては、後段のアルカリ工程で添加されるカルシウムイオンが、リン酸イオン以外のアニオンにより消費されることを抑制することができ、リン酸カルシウム被覆工程において、基体材料の表面に、より効率良く非晶質リン酸カルシウムを生成させ得る点においてリン酸を用いることが好ましい。 The acid used in the method of immersing the base material in the acidic liquid is not particularly limited, but is usually a strong acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, etc. used for iron removal, citric acid, Weak acids such as malic acid, acetic acid and oxalic acid can be used alone or in combination. Further, these acids can be used in the same concentration or diluted. In addition, as such an acid, it can suppress that the calcium ion added by an alkaline process of a latter stage is consumed by anions other than a phosphate ion, and in the calcium-phosphate coating process, on the surface of a base material, It is preferable to use phosphoric acid in that amorphous calcium phosphate can be generated more efficiently.
前記基体材料としては、例えば、セリサイト、マイカ(白雲母、金雲母、紅雲母、黒雲母、リチア雲母、合成雲母)、タルク、カオリン、バーミキュライト、スメクタイト、酸化チタン被覆雲母(チタン雲母)、酸化チタン被覆セリサイト、酸化チタン被覆タルクといったパール顔料などの各種の鱗片状または板状の鉱物粒子があげられる。 Examples of the substrate material include sericite, mica (muscovite, phlogopite, saucite, biotite, lithia mica, synthetic mica), talc, kaolin, vermiculite, smectite, titanium oxide-coated mica (titanium mica), and oxidation. Various scale-like or plate-like mineral particles such as pearl pigments such as titanium-coated sericite and titanium oxide-coated talc can be mentioned.
なかでも基体材料としては、非晶質リン酸カルシウムを均一に被覆させ得る点からセリサイト、マイカ、タルクが好適である。
なお、この基体材料としてタルクを用いる場合には、基体材料の重量に対する0.1〜3倍の水と混練させる水練り工程を前記酸処理工程に先立って実施することが好ましい。
タルクが用いられた基体材料にこのような水練り工程を実施することが好ましいのは、タルクは、通常、鉱石から乾式粉砕により製造され、撥水性を呈する状態となっているためであり、このような水練り工程を実施することでタルクの親水性を高めて酸処理工程における酸性液体への分散性を高めて酸処理工程の作業性を向上させ得るためである。
また、このような乾式粉砕により製造されたタルクに対して水練り工程を実施することに代えて湿式粉砕により製造されたタルクを用いることも可能である。この湿式粉砕により製造されたタルクとしては、例えば、株式会社山口雲母工業所製のフィットパウダーFK−500S、FK−300S、FKG−30、CT−30、CT−35、AT−350EXなどの商品名で市販されているものを使用することができる。
また、この水練り工程が行われた乾式粉砕タルクや湿式粉砕により製造されたタルクが酸処理工程の作業性向上効果を奏するような親水性が備えられているか否かについては、例えば、常温で静置されたイオン交換水の水面に、乾燥状体のタルクを0.5g程度浮かべて、1時間経過後にその90%以上が水没するかどうかを確認することで判定できる。
Of these, sericite, mica, and talc are preferable as the base material because amorphous calcium phosphate can be uniformly coated.
In addition, when using talc as this base material, it is preferable to implement the water kneading process of kneading with water 0.1 to 3 times the weight of the base material prior to the acid treatment process.
It is preferable to carry out such a water kneading step on a base material in which talc is used because talc is usually produced from ore by dry pulverization and is in a state of exhibiting water repellency. By carrying out such a water kneading step, the hydrophilicity of talc can be increased, the dispersibility in an acidic liquid in the acid treatment step can be enhanced, and the workability of the acid treatment step can be improved.
It is also possible to use talc produced by wet pulverization instead of performing the water kneading step on talc produced by such dry pulverization. Examples of talc produced by this wet pulverization include trade names such as Fit Powder FK-500S, FK-300S, FKG-30, CT-30, CT-35, AT-350EX manufactured by Yamaguchi Mica Industry Co., Ltd. Can be used commercially available.
Further, whether or not the dry pulverized talc subjected to this water kneading step or the talc produced by wet pulverization has hydrophilicity that exhibits the workability improvement effect of the acid treatment step, for example, at room temperature It can be determined by floating about 0.5 g of talc in a dry state on the surface of the ion-exchanged water that has been allowed to stand and checking whether 90% or more of the talc is submerged after 1 hour.
また、このような基体材料としては、例えば、平均粒径が1〜300μmの鱗片状または板状の鉱物粒子を用いることができる。なお、本明細書中における、前記平均粒径とは、レーザ回折法により求められる累積粒度分布を示す曲線の50vol%の値を意味し、例えば、日本レーザー株式会社から「ロドス」の商品名にて市販のレーザ回折式粒度分布測定装置などにより測定することができる。 Moreover, as such a base material, for example, scale-like or plate-like mineral particles having an average particle diameter of 1 to 300 μm can be used. In addition, the said average particle diameter in this specification means the value of 50 vol% of the curve which shows the cumulative particle size distribution calculated | required by the laser diffraction method, for example, the brand name of "Rodos" from Japan Laser Corporation. It can be measured by a commercially available laser diffraction type particle size distribution measuring device.
なお、通常、このような基体材料は、市販品をそのまま使用することができるが、要すれば、分級などを行ってもよい。上記基体材料の表面を被覆する非晶質リン酸カルシウムとは、一般式:Ca3(PO4)2・nH2Oで表されるように結晶水を含んだリン酸三カルシウムであって、特にその結晶構造が非晶質のものを言う。なお、結晶構造が非晶質であることは、非晶質リン酸カルシウムは、結晶水を多く保有しているため、粉末X線回折法のパターンが図5に例示のごとく、結晶質リン酸カルシウムに比べてブロードとなることから確認することができる。
また、本発明の効果を損ねない限りにおいては、上記非晶質リン酸カルシウムのカルシウムの一部に、例えば、バリウム、ストロンチウム、亜鉛、マグネシウム、ナトリウム、カリウム、鉄、アルミニウム、チタンなどの元素が固溶していたり、あるいは、イオン交換または置換されていたりしてもよく、PO4の一部が、例えば、VO4、SiO4、CO4などの原子団の1種で置換されていても良い。
さらに、リン酸カルシウムが、1種または2種以上の金属酸化物と複合してもよい。金属酸化物としては、特に限定されないが、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウムなどがあげられる。
Normally, a commercially available product can be used as such for the base material, but classification may be performed if necessary. The amorphous calcium phosphate covering the surface of the base material is tricalcium phosphate containing water of crystallization as represented by the general formula: Ca 3 (PO 4 ) 2 .nH 2 O. The crystal structure is amorphous. In addition, since the crystal structure is amorphous, amorphous calcium phosphate has a large amount of water of crystallization, so that the pattern of the powder X-ray diffraction method is illustrated in FIG. 5 as compared to crystalline calcium phosphate. It can be confirmed from the broad.
As long as the effects of the present invention are not impaired, an element such as barium, strontium, zinc, magnesium, sodium, potassium, iron, aluminum, titanium, or the like is dissolved in a part of the calcium of the amorphous calcium phosphate. Alternatively, it may be ion-exchanged or substituted, and a part of PO 4 may be substituted with one kind of atomic group such as VO 4 , SiO 4 , and CO 4 .
Furthermore, calcium phosphate may be combined with one or more metal oxides. Although it does not specifically limit as a metal oxide, For example, a titanium oxide, a zinc oxide, a cerium oxide etc. are mention | raise | lifted.
前記洗浄工程においては、前述の酸処理時に基体材料の表面から除去された付着物イオンの濃度を低下させて、後段のリン酸カルシウム被覆工程においてこの付着物イオンが基体材料表面への非晶質リン酸カルシウムの被覆を阻害することを抑制させる。
このとき、洗浄後の基体材料を固形分濃度0.1〜50質量%、好ましくは1〜50質量%で水に分散させた懸濁液がpH2.0以上となるよう洗浄する。
この洗浄工程における洗浄方法としては、前述の漬け洗い状態の基体材料に単に水を加えることで洗浄してもよく、漬け洗い状態の基体材料から遠心脱水法などにより酸性液体とともに前述のような付着物イオンを系外に排出させ脱水した後に基体材料を分散させた懸濁液のpHが2.0以上となるまで水を加えてすすぐ方法などを用いることができ、要すれば、脱水/すすぎを繰り返し行う方法を採用することもできる。
In the cleaning step, the concentration of deposit ions removed from the surface of the substrate material during the acid treatment described above is reduced, and in the subsequent calcium phosphate coating step, the deposit ions are transferred to the surface of the substrate material by amorphous calcium phosphate. The inhibition of the coating is suppressed.
At this time, the substrate material after washing is washed so that the suspension in which water is dispersed in water at a solid concentration of 0.1 to 50% by mass, preferably 1 to 50% by mass, has a pH of 2.0 or more.
As a cleaning method in this cleaning process, the substrate material in the pickled state may be washed simply by adding water, and the substrate material in the pickled state may be washed with an acidic liquid by centrifugal dehydration or the like as described above. It is possible to use a method such as rinsing by adding water until the pH of the suspension in which the substrate material is dispersed after discharging the kimono ions out of the system and dehydrating is 2.0 or more. It is also possible to adopt a method of repeating the above.
なお、前記酸として、塩酸、硝酸、硫酸または、クエン酸などが用いられる場合には、塩素イオン、硫酸イオンなどのリン酸イオン以外のアニオンによりカルシウムイオンが消費されることを抑制し得る点において、この洗浄工程は、基体材料を固形分濃度0.1〜50質量%、好ましくは1〜50質量%で水に分散させた懸濁液がpH6.0以上となるまで実施することが好ましい。
前記アルカリ工程においては、前述の洗浄工程で洗浄された基体材料と水酸化カルシウムとを混合したアルカリ性の懸濁液を作成する。ここで、基体材料と水酸化カルシウムとを混合して懸濁液をアルカリ性とするのは、酸性状態で後段のリン酸カルシウム被覆工程を行った場合には、加えたリン酸がリン酸水素カルシウムの形成に消費されて、基体材料表面を非晶質リン酸カルシウムで被覆することが困難となるためである。
In addition, when hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, or citric acid is used as the acid, it is possible to suppress consumption of calcium ions by anions other than phosphate ions such as chloride ions and sulfate ions. This washing step is preferably carried out until the suspension in which the substrate material is dispersed in water at a solid content concentration of 0.1 to 50% by mass, preferably 1 to 50% by mass, has a pH of 6.0 or higher.
In the alkaline process, an alkaline suspension is prepared by mixing the base material washed in the washing process and calcium hydroxide. Here, the base material and calcium hydroxide are mixed to make the suspension alkaline. When the subsequent calcium phosphate coating step is performed in an acidic state, the added phosphoric acid forms calcium hydrogen phosphate. This is because it becomes difficult to coat the surface of the base material with amorphous calcium phosphate.
前記リン酸カルシウム被覆工程においては、アルカリ工程において作成されたアルカリ性懸濁液にリン酸を加えることにより基体材料の表面に非晶質リン酸カルシウムを付着させる。このとき、前述のごとく懸濁液が酸性状態、特に、pH5.0未満の状態となればリン酸水素カルシウムの形成が生じるおそれを有することから、このリン酸カルシウム被覆工程におけるアルカリ性懸濁液へのリン酸の添加は、pHが5.0以上に維持された状体で行うことが好ましい。なお、要すれば、アルカリ工程とリン酸カルシウム被覆工程とを交互に実施しつつ、pHを5.0以上に維持させてリン酸水素カルシウムの形成を抑制させてもよい。なお、リン酸カルシウム被覆工程においては、リン酸を加えることにより、反応熱で懸濁液の温度が上昇するため、例えば、50℃以下の温度となるよう懸濁液を冷却しつつ実施することが好ましい。この冷却を行うことにより、リン酸を加える工程を複数回に分けて行うことを抑制でき、非晶質リン酸カルシウム被覆粒子の製造方法をより効率的なものとすることができる。 In the calcium phosphate coating step, amorphous calcium phosphate is adhered to the surface of the base material by adding phosphoric acid to the alkaline suspension prepared in the alkaline step. At this time, as described above, if the suspension is in an acidic state, in particular, a pH of less than 5.0, there is a possibility that calcium hydrogen phosphate may be formed. Therefore, phosphorous is added to the alkaline suspension in the calcium phosphate coating step. The addition of the acid is preferably performed in a state where the pH is maintained at 5.0 or higher. In addition, if necessary, the pH may be maintained at 5.0 or higher by alternately performing the alkali process and the calcium phosphate coating process to suppress the formation of calcium hydrogen phosphate. In addition, in the calcium phosphate coating step, the temperature of the suspension is increased by reaction heat by adding phosphoric acid, and therefore, for example, it is preferable that the suspension is cooled to a temperature of 50 ° C. or lower. . By performing this cooling, the step of adding phosphoric acid can be prevented from being performed in multiple steps, and the method for producing amorphous calcium phosphate-coated particles can be made more efficient.
以上のごとく、製造された非晶質リン酸カルシウム被覆粒子は、噴霧乾燥やケーキ乾燥など一般的な乾燥手段を採用することができるが、解砕などの工程を必要とせず、解砕時に非晶質リン酸カルシウム被覆粒子同士が擦れあって、非晶質リン酸カルシウム被覆粒子の表面から非晶質リン酸カルシウムが脱落してしまうことを抑制し得る点から、噴霧乾燥による乾燥手段を採用することが好ましい。 As described above, the produced amorphous calcium phosphate-coated particles can employ general drying means such as spray drying and cake drying, but do not require a step such as crushing, and are amorphous at the time of crushing. It is preferable to employ a drying means by spray drying from the viewpoint that the calcium phosphate-coated particles can be rubbed with each other and the amorphous calcium phosphate can be prevented from falling off from the surface of the amorphous calcium phosphate-coated particles.
次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(試験例)
株式会社山口雲母工業所製マイカ(商品名「Y−2400」)、三信鉱工株式会社製セリサイト(商品名「FSE」)及び日本光研工業株式会社製チタン雲母(商品名「PEARL−GLAZE MV−100R」)の元素分析を蛍光X線分析装置(株式会社リガク製「RIX−2100」)を用いて行った。この結果を、表1に示す。この表からも解るように、セリサイト、マイカの主成分であるK2O、Al2O3、SiO2以外に不純物としてTiO2、Fe2O3などの不純物が含まれている。
そこで、これらマイカ、セリサイト、チタン雲母のそれぞれを0.5gずつ秤量して別々の三角フラスコに入れたものを二組用意し、一組目には、イオン交換水を15g加え、二組目には7.5質量%リン酸(pH0.5)を加えて、スターラーにて1時間攪拌した。ついで、それぞれをNo.1ろ紙を用いてろ過したろ液をイオン交換水で5倍希釈してICP(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製「SPS−4000」)にて元素分析を行った。
また、マイカおよびセリサイトについては、2規定の塩酸、1規定の硝酸、2規定の硫酸、1mol/Lのクエン酸を用いて、同様に元素分析を行った。結果を表2に示す。
この表から鱗片状または板状の鉱物粒子をpH1.5以下の酸で処理することによりTiO2、Fe2O3などの不純物が鱗片状または板状の鉱物粒子の表面から除去し得ることが解る。
EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited to these.
(Test example)
Mica manufactured by Yamaguchi Mica Industry Co., Ltd. (product name “Y-2400”), Sericite manufactured by Sanshin Mining Co., Ltd. (product name “FSE”), and Titanium Mica manufactured by Nippon Koken Kogyo Co., Ltd. (product name “PEARL-GLIZE”). MV-100R ") was analyzed using a fluorescent X-ray analyzer (" RIX-2100 "manufactured by Rigaku Corporation). The results are shown in Table 1. As can be seen from this table, impurities such as TiO 2 and Fe 2 O 3 are contained as impurities in addition to K 2 O, Al 2 O 3 and SiO 2 which are the main components of sericite and mica.
Therefore, we prepared two sets of these mica, sericite, and titanium mica that weighed 0.5 g each and put them in separate Erlenmeyer flasks. In the first set, 15 g of ion-exchanged water was added, and the second set Was added with 7.5% by mass phosphoric acid (pH 0.5) and stirred with a stirrer for 1 hour. Then, each was set to No. The filtrate filtered using 1 filter paper was diluted 5-fold with ion-exchanged water, and elemental analysis was performed with ICP (“SPS-4000” manufactured by SII Nanotechnology Inc.).
For mica and sericite, elemental analysis was similarly performed using 2N hydrochloric acid, 1N nitric acid, 2N sulfuric acid, and 1 mol / L citric acid. The results are shown in Table 2.
It can be seen from this table that impurities such as TiO 2 and Fe 2 O 3 can be removed from the surface of the scale-like or plate-like mineral particles by treating the scale-like or plate-like mineral particles with an acid having a pH of 1.5 or less. I understand.
(実施例1)
イオン交換水1リットルに、基体材料としての鱗片状マイカ(株式会社山口雲母工業所製「Y−2400」:平均粒径約9.66μm)450g入れ、攪拌下で7.5質量%リン酸水溶液を1500g加えて10分間攪拌して懸濁液とした後に、この懸濁液を一昼夜静置することにより酸処理工程を実施した。このときの懸濁液のpHをpHメーターにて測定したところ、0.1であった。
さらに、吸引ろ過により鱗片状マイカをろ別し、固形分濃度20%でpHが2.0以上となるまでイオン交換水を加えて再懸濁液を作成することにより洗浄工程を実施した。
次いで、ホモミキサーを用いて水酸化カルシウム37.3gをイオン交換水1リットルに分散させた水酸化カルシウム懸濁液を作成し、前記再懸濁液に対して、該再懸濁液のpHが12.5となるまでこの水酸化カルシウム懸濁液を加えてアルカリ工程を実施しアルカリ懸濁液を作成した。
さらに、このアルカリ懸濁液の液温を、50℃以下になるよう維持しつつ、7.5質量%リン酸水溶液を最終的なpHが6.5となるまで加え30分間攪拌しリン酸カルシウム被覆工程を実施した。
さらに、前述のアルカリ工程とこのリン酸カルシウム被覆工程とを交互に2回ずつ(合計3回ずつ)実施したものをスプレードライヤー(大川原化工機械株式会社製「L−8」)を用いて、噴霧乾燥造粒を行い、非晶質リン酸カルシウム被覆粒子を製造した。
Example 1
450 g of scaly mica (Yamaguchi Mika Kogyo Co., Ltd. “Y-2400”: average particle size of about 9.66 μm) as a base material was put in 1 liter of ion-exchanged water, and a 7.5 mass% phosphoric acid aqueous solution was stirred. After stirring for 10 minutes to make a suspension, the suspension was allowed to stand overnight to carry out an acid treatment step. The pH of the suspension at this time was measured with a pH meter and found to be 0.1.
Furthermore, the scaly mica was separated by suction filtration, and the washing step was performed by adding ion-exchanged water and creating a resuspension until the pH became 2.0 or more at a solid content concentration of 20%.
Next, using a homomixer, a calcium hydroxide suspension in which 37.3 g of calcium hydroxide is dispersed in 1 liter of ion-exchanged water is prepared, and the pH of the resuspension is compared to the resuspension. This calcium hydroxide suspension was added until 12.5 to carry out an alkaline step to prepare an alkaline suspension.
Furthermore, while maintaining the liquid temperature of this alkaline suspension at 50 ° C. or lower, a 7.5% by mass aqueous phosphoric acid solution was added until the final pH was 6.5 and stirred for 30 minutes, followed by a calcium phosphate coating step. Carried out.
Further, spray drying (Okawara Kako Machinery Co., Ltd. “L-8”) was used for spray drying to perform the above-mentioned alkali process and this calcium phosphate coating process alternately twice (total 3 times each). Granulation was performed to produce amorphous calcium phosphate coated particles.
(実施例2)
洗浄工程でpHが6.0以上となる再懸濁液が得られるまで、イオン交換水での洗浄を実施し、アルカリ工程とこのリン酸カルシウム被覆工程とを交互に合計4回ずつ実施したこと以外は、実施例1と同様に非晶質リン酸カルシウム被覆粒子を製造した。
(Example 2)
The washing with ion-exchanged water was carried out until a resuspension with a pH of 6.0 or higher was obtained in the washing step, except that the alkaline step and the calcium phosphate coating step were alternately carried out four times in total. In the same manner as in Example 1, amorphous calcium phosphate-coated particles were produced.
(実施例3)
基体材料として、三信鉱工株式会社製セリサイト(商品名「FSE」:平均粒径約8.17μm、平板平面長径平均値約8μm、同短径平均値約5μm、厚さ平均値約0.1μm)を用いた以外は、実施例1と同様に非晶質リン酸カルシウム被覆粒子を製造した。
(Example 3)
As the base material, sericite (trade name “FSE”: average particle diameter of about 8.17 μm, flat plate major axis average value of about 8 μm, minor axis average value of about 5 μm, thickness average value of about 0.0. Amorphous calcium phosphate-coated particles were produced in the same manner as in Example 1 except that 1 μm) was used.
(実施例4)
基体材料として、日本光研工業株式会社製チタン雲母(商品名「PEARL−GLAZE MV−100R」:平均粒径約17.65μm)を用いた以外は、実施例1と同様に非晶質リン酸カルシウム被覆粒子を製造した。
Example 4
Amorphous calcium phosphate coating as in Example 1 except that titanium mica (trade name “PEARL-GLAZE MV-100R”: average particle diameter of about 17.65 μm) manufactured by Nihon Koken Kogyo Co., Ltd. was used as the base material. Particles were produced.
(実施例5)
イオン交換水0.9リットルに、基体材料として乾式粉砕により製造されたタルク(浅田製粉株式会社製「JA−46R」:平均粒径約15.40μm)450g入れ、混練機にて10分間の混練を行い、水練り工程を実施した。この水練り工程後一昼夜放置したものにイオン交換水1リットル加えて、攪拌下で7.5質量%リン酸水溶液を1500g加えて10分間攪拌して懸濁液とした後に、この懸濁液を一昼夜静置することにより酸処理工程を実施した。このときの懸濁液のpHをpHメーターにて測定したところ、0.9であった。
さらに、吸引ろ過によりタルクをろ別し、固形分濃度20%でpHが2.0以上となるまでイオン交換水を加えて再懸濁液を作成することにより洗浄工程を実施した。
次いで、ホモミキサーを用いて水酸化カルシウム37.3gをイオン交換水1リットルに分散させた水酸化カルシウム懸濁液を作成し、前記再懸濁液に対して、該再懸濁液のpHが12.5となるまでこの水酸化カルシウム懸濁液を加えてアルカリ工程を実施しアルカリ懸濁液を作成した。
さらに、このアルカリ懸濁液の液温を、50℃以下になるよう維持しつつ、7.5質量%リン酸水溶液を最終的なpHが6.5となるまで加え30分間攪拌しリン酸カルシウム被覆工程を実施した。
さらに、前述のアルカリ工程とこのリン酸カルシウム被覆工程とを交互に2回ずつ(合計3回ずつ)実施したものをスプレードライヤー(大川原化工機械株式会社製「L−8」)を用いて、噴霧乾燥造粒を行い、非晶質リン酸カルシウム被覆粒子を製造した。
(Example 5)
450 g of talc (“JA-46R” manufactured by Asada Flour Milling Co., Ltd .: average particle size of about 15.40 μm) produced by dry pulverization as a base material was placed in 0.9 liter of ion-exchanged water and kneaded for 10 minutes in a kneader. The water kneading process was carried out. After the water kneading step, 1 liter of ion-exchanged water was added to what was left overnight, and 1500 g of 7.5% by mass phosphoric acid aqueous solution was added with stirring and stirred for 10 minutes to obtain a suspension. The acid treatment step was carried out by allowing to stand overnight. The pH of the suspension at this time was measured with a pH meter and found to be 0.9.
Furthermore, talc was separated by suction filtration, and a washing step was performed by creating a resuspension by adding ion-exchanged water until the pH became 2.0 or more at a solid concentration of 20%.
Next, using a homomixer, a calcium hydroxide suspension in which 37.3 g of calcium hydroxide is dispersed in 1 liter of ion-exchanged water is prepared, and the pH of the resuspension is compared to the resuspension. This calcium hydroxide suspension was added until 12.5 to carry out an alkaline step to prepare an alkaline suspension.
Furthermore, while maintaining the liquid temperature of this alkaline suspension at 50 ° C. or lower, a 7.5% by mass aqueous phosphoric acid solution was added until the final pH was 6.5 and stirred for 30 minutes, followed by a calcium phosphate coating step. Carried out.
Further, spray drying (Okawara Kako Machinery Co., Ltd. “L-8”) was used for spray drying to perform the above-mentioned alkali process and this calcium phosphate coating process alternately twice (total 3 times each). Granulation was performed to produce amorphous calcium phosphate coated particles.
(実施例6)
乾式粉砕により製造されたタルクに代えて湿式粉砕されたタルク(株式会社山口雲母工業所製「フィットパウダーFK−300S」:平均粒径約15.40μm)を用い、水練り工程を実施しなかったこと以外は実施例5と同様に非晶質リン酸カルシウム被覆粒子を製造した。
(Example 6)
Instead of talc produced by dry pulverization, wet pulverized talc (“Fit Powder FK-300S” manufactured by Yamaguchi Mica Industry Co., Ltd .: average particle size of about 15.40 μm) was used, and the water kneading step was not performed. Except that, amorphous calcium phosphate-coated particles were produced in the same manner as in Example 5.
(比較例1)
酸処理工程を実施せず、リン酸カルシウム被覆工程において、8.5質量%のリン酸水溶液を用い最終的なpHが9.0〜10.0のとなるまで加えた事以外は、実施例3と同様に非晶質リン酸カルシウム被覆粒子を製造した。
(Comparative Example 1)
Example 3 is the same as Example 3 except that the acid treatment step was not carried out, and in the calcium phosphate coating step, an 8.5 mass% phosphoric acid aqueous solution was used and the final pH was 9.0 to 10.0. Similarly, amorphous calcium phosphate-coated particles were produced.
(比較例2)
酸処理工程をpH2.0で実施した以外は、実施例1と同様に非晶質リン酸カルシウム被覆粒子を製造した。
(Comparative Example 2)
Amorphous calcium phosphate-coated particles were produced in the same manner as in Example 1 except that the acid treatment step was performed at pH 2.0.
(比較例3)
酸処理工程を実施せず、90℃のイオン交換水3リットルに基体材料を分散させたこと、アルカリ工程において酢酸カルシウム25g/リットルのアルカリ水溶液を用いてアルカリ懸濁液を作成したこと、リン酸カルシウム被覆工程において、前記アルカリ懸濁液を90℃の液温に維持しつつリン酸水素ナトリウム水溶液を用いて最終的なpHが7.0となるまで加えた事以外は、実施例3と同様に非晶質リン酸カルシウム被覆粒子を製造した。なお、本比較例は、前記特許文献3に記載の製造方法に準じて非晶質リン酸カルシウム被覆粒子を製造したものである。
(Comparative Example 3)
Without carrying out the acid treatment step, the base material was dispersed in 3 liters of ion-exchanged water at 90 ° C., an alkaline suspension was prepared using an alkaline aqueous solution of 25 g / liter of calcium acetate in the alkaline step, and calcium phosphate coating In the same process as in Example 3, except that the alkaline suspension was added to a final pH of 7.0 using an aqueous sodium hydrogen phosphate solution while maintaining the liquid temperature at 90 ° C. Crystalline calcium phosphate coated particles were produced. In this comparative example, amorphous calcium phosphate-coated particles were produced according to the production method described in Patent Document 3.
(比較例4)
酸処理工程を実施せず、リン酸カルシウム被覆工程において、8.5質量%のリン酸水溶液を用い最終的なpHが9.0〜10.0のとなるまで加えた事以外は、実施例6と同様に非晶質リン酸カルシウム被覆粒子を製造した。
(Comparative Example 4)
Example 6 is the same as Example 6 except that the acid treatment step was not carried out, and in the calcium phosphate coating step, an 8.5 mass% phosphoric acid aqueous solution was used and the final pH was 9.0 to 10.0. Similarly, amorphous calcium phosphate-coated particles were produced.
(比較例5)
酸処理工程をpH2.0で実施した以外は、実施例6と同様に非晶質リン酸カルシウム被覆粒子を製造した。
(Comparative Example 5)
Amorphous calcium phosphate-coated particles were produced in the same manner as in Example 6 except that the acid treatment step was performed at pH 2.0.
(粒度変化)
実施例1〜4、比較例1〜3にて製造された非晶質リン酸カルシウム被覆粒子の平均粒径を測定し、基体材料の平均粒径との比較を行った。結果を表3に示す。
(Particle size change)
The average particle diameter of the amorphous calcium phosphate-coated particles produced in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 was measured and compared with the average particle diameter of the base material. The results are shown in Table 3.
(油分吸着量)
まず、ブランク試料として非晶質リン酸カルシウム被覆粒子を350℃×1hの条件で乾燥させたものを準備した。次にこのブランク試料0.5gにオレイン酸4.5gを加え、37℃×24h静置しオレイン酸を吸着させた。さらに、ジエチルエーテル15mlで3回洗浄して風乾し吸着試料とした。
このブランク試料と吸着試料とを、それぞれ14〜17mg程度採取し、窒素ガス気流中にて30℃から600℃までの昇温速度20℃/minでのTG−DTA測定を行い吸油量を求めた。
より具体的には、30〜600℃における加熱残率(%)と30〜150℃における加熱残率(%)との差を減量率(%)として求め、ブランク試料と吸着試料とのそれぞれの減量率(%)の差を吸着率(%)とし、さらにこの吸着率(%)に10を乗じて油分吸着量(mg/g)を求めた。
また、同様にマイカ(「Y−2400」)単体についても同様に油分吸着量を求めた。実施例1、3〜6、比較例2〜5の非晶質リン酸カルシウム被覆粒子の測定結果とマイカ単体の測定結果を併せて表4に示す。
(Oil content adsorption)
First, a blank sample prepared by drying amorphous calcium phosphate-coated particles under conditions of 350 ° C. × 1 h was prepared. Next, 4.5 g of oleic acid was added to 0.5 g of this blank sample and allowed to stand at 37 ° C. for 24 hours to adsorb oleic acid. Further, the sample was washed three times with 15 ml of diethyl ether and air-dried to obtain an adsorption sample.
About 14 to 17 mg each of the blank sample and the adsorbed sample were collected, and the oil absorption amount was obtained by performing TG-DTA measurement at a heating rate of 20 ° C./min from 30 ° C. to 600 ° C. in a nitrogen gas stream. .
More specifically, the difference between the residual heating rate (%) at 30 to 600 ° C. and the residual heating rate (%) at 30 to 150 ° C. is obtained as a weight loss rate (%), and each of the blank sample and the adsorption sample is obtained. The difference in weight loss rate (%) was taken as the adsorption rate (%), and this adsorption rate (%) was multiplied by 10 to obtain the oil adsorption amount (mg / g).
Similarly, the amount of oil adsorbed was also determined for mica (“Y-2400”) alone. Table 4 shows the measurement results of the amorphous calcium phosphate-coated particles of Examples 1 and 3 to 6 and Comparative Examples 2 to 5 and the measurement result of the mica alone.
(顕微鏡観察)
実施例1、5、6、比較例1〜5の走査型電子顕微鏡写真を図1〜4に示す。
この図から、実施例1では、非晶質リン酸カルシウム被覆粒子Aが基体材料状態と同等にばらばらな状態となっており、さらに、細かな球状の非晶質リン酸カルシウムBが基体材料の表面全体に均一に付着していることがわかる。また、この細かな球状の非晶質リン酸カルシウムが基体材料の表面全体に均一に付着している状態は実施例5、6でも同様である。なお、ここでは実施例5の非晶質リン酸カルシウム被覆粒子のより拡大された走査型電子顕微鏡写真は実施例6のものと同様であるため省略している。
また、比較例1、2、4、5では、基体材料の表面は大きな棒状の非晶質リン酸カルシウムCで粗く覆われ、部分的には、基体材料が露出している基体露出部Dが見られる。さらに、比較例3では、多くの基体粒子が凝集した直径100μm近くの巨大粒子Eが形成されてしまっている。さらに、この比較例3の巨大粒子Eの表面も大きな棒状の非晶質リン酸カルシウムCで粗く覆われ、部分的には、基体材料が露出している基体露出部Dが見られる。
このような、非晶質リン酸カルシウムの被覆状況や非晶質リン酸カルシウム被覆粒子の形状の違いは、表3、表4に示す平均粒径や油分吸着量にも表れている。
(Microscopic observation)
Scanning electron micrographs of Examples 1, 5, 6 and Comparative Examples 1 to 5 are shown in FIGS.
From this figure, in Example 1, the amorphous calcium phosphate-coated particles A are in the same disparity state as the substrate material state, and the fine spherical amorphous calcium phosphate B is uniform over the entire surface of the substrate material. It turns out that it adheres to. Further, the state in which the fine spherical amorphous calcium phosphate is uniformly attached to the entire surface of the base material is the same as in Examples 5 and 6. In addition, since the enlarged scanning electron micrograph of the amorphous calcium phosphate-coated particles of Example 5 is the same as that of Example 6, it is omitted here.
In Comparative Examples 1, 2, 4, and 5, the surface of the base material is roughly covered with a large rod-like amorphous calcium phosphate C, and a base exposed portion D where the base material is exposed is partially seen. . Furthermore, in Comparative Example 3, giant particles E having a diameter of nearly 100 μm, in which many base particles are aggregated, are formed. Furthermore, the surface of the giant particle E of Comparative Example 3 is also roughly covered with a large rod-like amorphous calcium phosphate C, and a substrate exposed portion D where the substrate material is exposed is partially seen.
Such differences in the coating state of amorphous calcium phosphate and the shape of the amorphous calcium phosphate-coated particles are also reflected in the average particle diameters and oil adsorption amounts shown in Tables 3 and 4.
以上に示す通り、鱗片状または板状の鉱物粒子の少なくとも1種からなる基体材料を非晶質リン酸カルシウムで被覆した非晶質リン酸カルシウム被覆粒子を製造するに際し、基体材料とpH1.5以下の酸とを混合することにより、前記基体材料の表面をpH1.5以下の酸で洗浄処理する酸処理工程、該酸処理工程にて処理された基体材料を洗浄して、該洗浄された基体材料を分散させた懸濁液のpHを2.0以上とする洗浄工程、該洗浄工程により洗浄された基体材料と水酸化カルシウムとを混合したアルカリ性の懸濁液を作成するアルカリ工程、該アルカリ工程において作成されたアルカリ性懸濁液にリン酸を加えることにより基体材料の表面に非晶質リン酸カルシウムを付着させるリン酸カルシウム被覆工程が実施されることにより、基体材料の表面を非晶質リン酸カルシウムにて、より広範囲な部分に被覆させることができ、非晶質リン酸カルシウム被覆粒子の被覆率を向上させ得ることがわかる。 As described above, when producing amorphous calcium phosphate-coated particles in which a substrate material composed of at least one of scale-like or plate-like mineral particles is coated with amorphous calcium phosphate, the substrate material and an acid having a pH of 1.5 or less To mix the surface of the substrate material with an acid having a pH of 1.5 or less, wash the substrate material treated in the acid treatment step, and disperse the washed substrate material. A washing step for setting the pH of the suspended suspension to 2.0 or more, an alkali step for preparing an alkaline suspension in which the base material washed by the washing step and calcium hydroxide are mixed, created in the alkali step By carrying out a calcium phosphate coating step of adhering amorphous calcium phosphate to the surface of the substrate material by adding phosphoric acid to the prepared alkaline suspension The surface of the substrate material in the amorphous calcium phosphate, can be coated on the wider part, it can be seen that can improve the coverage of the amorphous calcium phosphate-coated particles.
A 非晶質リン酸カルシウム被覆粒子
B 球状の非晶質リン酸カルシウム
C 棒状の非晶質リン酸カルシウム
D 基体露出部
E 巨大粒子
A Amorphous calcium phosphate coated particle B Spherical amorphous calcium phosphate C Rod-shaped amorphous calcium phosphate D Substrate exposed part E Giant particle
Claims (6)
(1)基体材料とpH1.5以下の酸とを混合することにより、前記基体材料の表面をpH1.5以下の酸で洗浄処理する酸処理工程、
(2)基体材料を固形分濃度0.1〜50質量%で水に分散させた懸濁液のpHが2.0以上となるように、前記酸処理工程にて処理された基体材料を水で洗浄する洗浄工程、
(3)該洗浄工程により洗浄された基体材料と水酸化カルシウムとを混合したアルカリ性の懸濁液を作成するアルカリ工程、
(4)該アルカリ工程において作成されたアルカリ性懸濁液にリン酸を加えることにより基体材料の表面を非晶質リン酸カルシウムで被覆させるリン酸カルシウム被覆工程、
が実施されることを特徴とする非晶質リン酸カルシウム被覆粒子の製造方法。 A method for producing amorphous calcium phosphate-coated particles in which a base material composed of at least one of scale-like or plate-like mineral particles is coated with amorphous calcium phosphate,
(1) An acid treatment step of washing the surface of the base material with an acid having a pH of 1.5 or less by mixing the base material and an acid having a pH of 1.5 or less,
(2) The substrate material treated in the acid treatment step is treated with water so that the pH of the suspension in which the substrate material is dispersed in water at a solid content concentration of 0.1 to 50% by mass is 2.0 or more. in the washing step of washing,
(3) An alkaline process for preparing an alkaline suspension in which the base material washed by the washing process and calcium hydroxide are mixed;
(4) A calcium phosphate coating step of coating the surface of the base material with amorphous calcium phosphate by adding phosphoric acid to the alkaline suspension prepared in the alkaline step.
A method for producing amorphous calcium phosphate-coated particles, wherein
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