JPH02311340A - 水硬セメント組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、土木、建築、窯業、美術工芸、医療等に用
いられるセメント組成物に係り、詳しくは水と混和する
と早期に固化し、しかも高強度性を発現する水硬セメン
ト組成物に関する。

「従来の技術」 従来水硬セメントとして、ポルトランドセメント、アル
ミナセメント、混合セメント、石膏などが知られている
。また、これらより早期強度発現性を高めたものとして
、早強セメントやジェットセメントなどが実用化されて
いる。

ところで、近年リン酸カルシウム化合物からなるリン酸
カルシウム系セメントが提供されている。

このセメントは従来のらのにはない生体との親和性を有
し、さらには優れた耐熱性を備えていることなどから、
土木、建築、窯業、美術工芸、医療等の各分野において
、」２記の水硬セメントや早強セメント、ジェットセメ
ントに代わって利用可能となることが期待されている。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら上記のリン酸カルシウム系セメントは、従
来の水硬セメントや早強セメントなどに比較して強度が
不十分であり、硬化も遅いということから、例えば医療
の分野において、生体との親和性を有するにもかかわら
ずそのセメントの利用が控えられている。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、硬化が早＜、シかも高強度発現性を有
するリン酸カルシウム系の水硬セメント組成物を提供す
ることにある。

「課題を解決するための手段」 （１）請求項１記載の発明の水硬セメント組成物では、
リン酸またはリン酸塩とα−リン酸三カルシウムおよび
リン酸四カルシウムからなることを上記課題の解決手段
とした。

（２）また、請求項２記載の発明の水硬セメント組成物
では、請求項１記載の水硬セメント組成物に有機カルボ
ン酸塩を添加したことを上記課題の解決手段とした。

以下、この発明の水硬セメント組成物を詳しく説明する
。

本発明における請求項１記載の発明の水硬セメント組成
物はリン酸またはリン酸塩と、α−リン酸三カルシウム
およびリン酸四カルシウムからなる組成物である。この
組成物の構成成分であるリン酸には溶液状のリン酸もし
くは水に溶解してリン酸となる無水リン酸が、またリン
酸塩にはリン酸ナトリウムあるいはリン酸カリウム等の
水溶性−３＝ 塩類が好適に用いられる。

α−リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウムとは、カ
ルシウム含有化合物（例えば炭酸カルシウム、水酸化カ
ルシウムあるいは有機酸のカルシウム塩）とリン酸含有
化合物（例えばリン酸、第一リン酸カルシウム、第ニリ
ン酸カルシウムあるいは第三リン酸カルシウム）とをカ
ルシウムとリン酸とのモル比が１．５〜２．０の範囲に
なるようにして混合し、１２００°Ｃ以上の高温で焼成
することにより、α−リン酸三カルシウムとリン酸四カ
ルシウムとの混合物として得られるものである。またこ
の混合物はアパタイトを１２００°Ｃ以上の高温で熱分
解することによっても得ることができる。

α−リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウムとの混合
物は（＋）式に示すように水和反応によりハイドロキシ
アパタイトを生成する。

２α−Ｃａ３（ＰＯ４）２＋　ｃａ４ｏ（ｐｏ４）ｔ＋
　１１２０　→Ｃａ＋ｏ（Ｐｏ４）ｅ（ＯＨ）ｔ　””
　（１）しかし、この反応は緩やかであるために硬化が
遅く、またα−リン酸三カルシウムとリン酸四カルシウ
ムとの混合物はそれぞれの化合物の粒子が均一に分散し
にくいため、その混合物を緻密な硬化体にすることが困
難であり、該混合物はその強度発現性が低いものとなる
。

そこで、リン酸またはリン酸塩をα−リン酸三カルシウ
ムとリン酸四カルシウムとの混合物に添加することによ
って（＋）式の反応を促進し、その混合物に速硬性を付
与した。

請求項２記載の水硬セメント組成物では請求項１記載の
水硬セメント組成物に有機カルボン酸塩（クエン酸、リ
ンゴ酸、乳酸、酢酸等のカルボン酸のナトリウム塩ある
いはカリウム塩等の水溶性塩など）を添加したものであ
る。

この有機カルボン酸塩は、リン酸またはリン酸塩とα−
リン酸三カルシウムおよびリン酸四カルシウムからなる
混合物に添加されることによって、α−リン酸三カルシ
ウムとリン酸カルシウムとのそれぞれの粒子を均一に分
散せしめ、この混合物を緻密な硬化体にすることによっ
て該混合物の強度発現性を高めるものとなる。

＝５− またこの有機カルボン酸塩はハイドロキシアパタイトと
反応結合して、有機カルボン酸塩中のカルボキシル基と
ハイドロキシアパタイトのＣａ”とがキレート結合する
ことより、得られる硬化体の強度を増大させるものとな
る。

リン酸またはリン酸塩とα−リン酸三カルシウムとリン
酸四カルシウムとの混合、さらにはこれへの有機カルボ
ン酸塩の添加混合について、リン酸以外はすべて混合粉
砕が可能なものであから、リン酸を配合しない場合には
通常の粉体混合処理が適用可能である。リン酸を配合す
る場合には、リン酸は液状であることから混和水に混入
しておき、これを粉体混合後に添加するのが好ましい。

また、リン酸塩や有機カルボン酸塩もあらかじめ混和水
に混入しておき、粉体混合後に添加するようにしてもよ
いが、α−リン酸三カルシウムおよびリン酸四カルシウ
ムは難溶性であるため粉体のまま混合処理してセメント
に用いる。

このようにして得られた組成物は水と混和すると５分か
ら２時間程度で硬化し、しかも圧縮強度６一 かｌｏｏｏｋｇ／ａｍ’以上となる。

「実施例」 この発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

（実施例１） スラリー状の水酸化カルシウムにリン酸を徐々に滴下し
、カルシウムとリン酸とのモル比が１６７のハイドロキ
シアパタイトを形成した。次にこのハイドロキシアパタ
イトを１５００°Ｃで熱分解し、α−リン酸三カルシウ
ムとリン酸四カルシウムとの混合物を得た。そして、こ
の混合物を網目径４４μｍのふるいに全通させた後、こ
の混合物にリン酸またはリン酸ナトリウムとクエン酸ナ
トリウムとをさらに添加して水と混和し、得られた水硬
セメント組成物の凝結時間と圧縮強度とを測定した。

なお、この測定は日本工業用規格ｒ　ＪＩＳ−Ｔ−６６
０２歯科用リン酸亜鉛セメント」の方法に準じ、かつそ
の方法の標準稠度に準じた試料を作製して行った。

その結果を第１表に示す。

なお、比較のためα−リン酸三カルシウムお上びリン酸
四カルシウムの混合物と、これにクエン酸ナトリウムの
みを添加しｋものとをそれぞれ凝結せしめ、その凝結時
間と圧縮強度とを調べてその結果を第１表に示す。

（以下余白） 第１表に示したように、本発明の請求項１記載の水硬セ
メント組成物はリン酸またはリン酸ナトリウムを添加す
ることにより、凝結時間が短縮し、さらに請求項２記載
の水硬セメント組成物はリン酸またはリン酸ナトリウム
とクエン酸ナトリウムとを添加することにより、クエン
酸ナトリウムが未添加のものと比較して、圧縮強度がよ
り一層増大した。

（実施例２） 実施例１で作製したα−リン酸三カルシウムとリン酸四
カルシウムとの混合物に、リン酸を１重量％添加し、さ
らにクエン酸ナトリウム、リンゴ酸ナトリウム、乳酸ナ
トリウム、あるいは酢酸ナトリウムのいずれかを１重量
％ずつ添加して請求項２記載の水硬セメント組成物を得
た。得られた水硬セメント組成物の凝結時間と圧縮強度
とを測定し、その結果を実施例１と同様にして第２表に
示す。なお、比較のため、有機カルボン酸塩を添加せず
、リン酸１重量％のみを添加して請求項１記載の水硬セ
メント組成物を作製し、その凝−１〇− ことができるものとなる。

結時間と圧縮強度を調べてその結果を第２表に示す。

第２表 第２表に示したように有機カルボン酸を添加した請求項
２記載の水硬セメント組成物は有機カルボン酸が未添加
のものに比べて圧縮強度が約３〜５倍以上増大した。

「発明の効果」

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）リン酸またはリン酸塩と、α−リン酸三カルシウ
   ムおよびリン酸四カルシウムからなることを特徴とする
   水硬セメント組成物。
2. （２）請求項第１項記載の水硬セメント組成物において
   、有機カルボン酸塩を添加したことを特徴とする水硬セ
   メント組成物。