JPH05319891A - 球状α型第3リン酸カルシウム及び水硬性リン酸カルシウムセメント組成物 - Google Patents

球状α型第3リン酸カルシウム及び水硬性リン酸カルシウムセメント組成物

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JPH05319891A
JPH05319891A JP4126187A JP12618792A JPH05319891A JP H05319891 A JPH05319891 A JP H05319891A JP 4126187 A JP4126187 A JP 4126187A JP 12618792 A JP12618792 A JP 12618792A JP H05319891 A JPH05319891 A JP H05319891A
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JP
Japan
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phosphate
cement
calcium phosphate
type
calcium
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JP4126187A
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Inventor
Masahiro Hirano
昌弘 平野
Hiroyasu Takeuchi
啓泰 竹内
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】粒径150μm以下、平均円形度0.8以上、
かつ中空でないことを特徴とする球状α型第3リン酸カ
ルシウム並びに前記球状α型第3リン酸カルシウムを2
0〜100重量%含有するα型第3リン酸カルシウム
と、第2リン酸カルシウム及び/又は第1リン酸カルシ
ウムとを含む水硬性リン酸カルシウムセメント組成物。 【効果】 本発明の球状α型第3リン酸カルシウムは、
特定の形状を有し、高い粉液比での練和、粒子間の滑性
に優れる。本発明の水硬性リン酸カルシウムセメント組
成物は、セメントペーストの流動性、充填性に優れ、十
分な強度を有するセメント硬化体が得られるため、医科
歯科用セメントとして有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、医科歯科用セメントと
して有用な球状α型第3リン酸カルシウム及び水硬性リ
ン酸カルシウムセメント組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、単に水と練和するだけで、37
℃、湿度100%の条件下で短時間で硬化する水硬性リ
ン酸カルシウムセメントが知られている(特開昭64−
37445号公報、「FCレポート」vol.6(1988)、p47
5〜480)。該水硬性リン酸カルシウムセメントは、硬化
の前後におけるpH値の変動がなく中性域を維持するた
め、生体刺激性がなく、医科歯科用セメントとして有用
であるが、実用上十分な強度が得られないという問題が
ある。
【0003】そこで、水硬性リン酸カルシウムセメント
の強度を増大させるために、セメント粉材と水との粉液
比(P/L)を大きくする方法が採られているが、一方
で、練和したセメントペーストの粘度が増大し、作業性
の低下を招くという問題がある。
【0004】一方、従来の湿式又は乾式で合成されるα
型第3リン酸カルシウムは、1200℃以上の高温で焼
成した後、雷潰機、ボールミル、ジェットミル等の粉砕
機で微粉砕して用いるため、個々の粒子は角ばった不揃
いの形状を有する。そのため、練和したセメントペース
トの流動性が悪く、作業性確保のためには粉液比を大き
くすることができず、セメント硬化体の十分な強度が得
られないという問題がある。
【0005】そこでα型第3リン酸カルシウムの形状
を、湿式合成後に噴霧乾燥する方法等により球状とする
ことも考えられるが、該方法では得られる粒子内部が中
空となり、内部と外部とを連絡する気孔が生じる。その
ためセメント練和時に、該気孔を通して水が粒子内部へ
吸入され、作業性が低下し、更に硬化後も、該気孔部分
から破壊されやすく、セメント硬化体の十分な強度が得
られない等の問題が生じる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、セメ
ント成分として用いた際に、高い粉液比で練和しても優
れた作業性を示し、かつ得られる硬化体に高強度を付与
することが可能な球状α型第3リン酸カルシウムを提供
することにある。
【0007】本発明の別の目的は、セメントペースト時
の流動性並びにセメント練和時の作業操作性に優れ、か
つ十分な強度を有するセメント硬化体を得ることができ
る水硬性リン酸カルシウムセメント組成物を提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、粒径1
50μm以下、平均円形度0.8以上、かつ中空でない
ことを特徴とする球状α型第3リン酸カルシウムが提供
される。
【0009】また本発明によれば、α型第3リン酸カル
シウムと、第2リン酸カルシウム及び/又は第1リン酸
カルシウムとを含むセメント組成物であって、前記α型
第3リン酸カルシウム中の20〜100重量%が前記球
状α型第3リン酸カルシウムであることを特徴とする水
硬性リン酸カルシウムセメント組成物が提供される。
【0010】以下本発明を更に詳細に説明する。
【0011】本発明の球状α型第3リン酸カルシウム
は、粒径150μm以下、平均円形度0.8以上、かつ
中空でないことを特徴とする。
【0012】ここで円形度とは、走査型電子顕微鏡観察
による投影図の輪郭長に対する投影面積の等しい円の円
周長(円周長/輪郭長)を意味する。また平均円形度と
は、任意の粒子50個の円形度の平均値を意味する。
【0013】本発明の球状α型第3リン酸カルシウムの
粒径は、150μm以下、好ましくは88〜1μmであ
る。前記粒径が150μmを超えると、セメント成分に
使用した際に、セメントペーストの流動性並びに練和時
の作業性が低下し、得られるセメント硬化体の強度が低
下する。また前記球状α型第3リン酸カルシウムの平均
円形度は0.8以上である。前記平均円形度が0.8未
満では、練和時の作業性の向上が得られない。更に前記
球状α型第3リン酸カルシウムの粒子は、中空ではな
く、少なくとも粒子体積の80%以上の充填率を有する
ことが望ましい。前記粒子が中空である場合には、得ら
れるセメント硬化体の十分な強度が得られない。
【0014】本発明の球状α型第3リン酸カルシウムを
調製するには、通常のα型第3リン酸カルシウム製造方
法で用いる焼成方法により焼成した後、粒径150μm
以下に分級し、得られたα型第3リン酸カルシウム粉末
を、例えば「ナラ・ハイブリタイザー」(商品名、
(株)奈良機械製作所製)等の高速気流中衝撃装置に導
入し、衝撃室中で回転衝撃を3分間以上与えることによ
りα型第3リン酸カルシウムを球状とする方法、あるい
は同様にして得られたα型第3リン酸カルシウム粉末
を、例えばアルゴン・水素混合ガス雰囲気下等におい
て、プラズマアーク発生中のプラズマ溶射装置に導入し
て、前記粉末表面の一部を溶融状態とし、次いでプラズ
マアーク中から飛散する前記一部溶融粉末を冷却固化
し、α型第3リン酸カルシウムを球状とする方法等によ
り得ることができる。
【0015】本発明の水硬性リン酸カルシウムセメント
組成物は、前記球状α型第3リン酸カルシウムを特定量
含有するα型第3リン酸カルシウムと、第2リン酸カル
シウム及び/又は第1リン酸カルシウムとを含有する。
【0016】本発明の水硬性リン酸カルシウムセメント
組成物において用いるα型第3リン酸カルシウム中に含
まれる前記球状α型第3リン酸カルシウムの含有量は、
α型第3リン酸カルシウム全体に対して、20〜100
重量%、好ましくは50〜100%である。前記球状α
型第3リン酸カルシウムの含有量が20重量%未満の場
合には、セメントペーストの流動性が悪く、得られるセ
メント硬化体の強度が十分でない。
【0017】本発明の水硬性リン酸カルシウムセメント
組成物に用いる第2リン酸カルシウム及び/又は第1リ
ン酸カルシウムは、水の存在下にて、前記α型第3リン
酸カルシウムと練和することにより、水硬性リン酸カル
シウムセメントの硬化を促進する成分である。前記第2
リン酸カルシウム及び/又は第1リン酸カルシウムの含
有割合は、好ましくは前記α型第3リン酸カルシウムと
のCa/Pモル比が1.40〜1.495の範囲となる
ように含有するのが望ましい。前記含有割合が1.40
未満の場合には、セメント硬化体の十分な強度が得られ
ず、1.495を超える場合には硬化時間が著しく長期
化するので好ましくない。
【0018】本発明の水硬性リン酸カルシウムセメント
組成物を用いてセメント硬化体を調製するには、通常の
方法にて前記セメント組成物と水とを、好ましくは重量
比で1.5:1〜3:1の範囲で混合することにより、
容易に得ることができる。
【0019】
【発明の効果】本発明の球状α型第3リン酸カルシウム
は特定の形状を有するため、粒子間の滑り性に優れ、セ
メント成分に用いた場合に高い粉液比での練和が可能で
あり、流動性に優れるセメントペーストを得ることがで
きる。
【0020】また本発明の水硬性リン酸カルシウムセメ
ント組成物は、前記球状α型第3リン酸カルシウムを含
有するため、セメントペーストの流動性、充填性に優
れ、更に実用上十分な強度を有するセメント硬化体を得
ることができ、医科歯科用セメントとして有用である。
【0021】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例に基づき更
に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。
【0022】
【実施例1】Ca(OH)2とH3PO4とを湿式合成
後、1250℃にて焼成して得たα型第3リン酸カルシ
ウムを、「撹拌式雷潰機20型」(商品名、石川製作所
製、雷潰機)を用いて、粒径88μm以下に分級した
後、「ナラ・ハイブリダイザー」(商品名、(株)奈良
機械製作所製、高速気流中衝撃装置)に導入し、該装置
を10分間運転させることにより、α型第3リン酸カル
シウム粒子を得た。得られた粒子を走査型電子顕微鏡に
より観察したところ、球状の緻密体形状を呈しており、
平均円形度は0.90であった。
【0023】
【実施例2】実施例1と同様にα型第3リン酸カルシウ
ムを分級した後、80kW仕様のプラズマ溶射装置(第
1メテコ社製)を用いて、アルゴン:水素(95:5)
混合ガス雰囲気、電圧60kV、電流400Aの条件下
にてプラズマアーク発生中の溶射ガンに対し、α型第3
リン酸カルシウム粉末を速度約1g/分にて供給した。
供給されたα型第3リン酸カルシウム粉末は、プラズマ
アーク内を高速で通過した後、飛散状態のまま冷却固化
され、粒子が装置内下部ホッパー部に堆積した。得られ
た粒子を走査型電子顕微鏡により観察したところ、球状
の緻密体形状を呈しており、平均円形度は0.91であ
った。
【0024】
【実施例3】実施例1と同様にα型第3リン酸カルシウ
ムを分級した後、「ナラ・ハイブリダイザー」(商品
名、(株)奈良機械製作所製、高速気流中衝撃装置)に
導入し、運転時間を3分、10分、20分として、球状
α型第3リン酸カルシウム粒子を得た。得られた球状α
型第3リン酸カルシウムと、第2リン酸カルシウム2水
和物(和光純薬工業社製、特級)とを、Ca/Pモル比
1.48となるように混合し、セメント粉材とした。次
いで該セメント粉材を用いて、表2に示す粉液比となる
ように水を加えて練和した。更に37℃、湿度100%
の条件下で硬化させ、直径7mm、高さ14mmのセメ
ント硬化体を得た。一方、表1に示す組成を有する擬似
体液を調整し、得られたセメント硬化体を該擬似体液中
に浸漬したまま3日間放置した。次いで「インストロン
万能試験機1125型」(商品名、インストロン社製)
を用いて、荷重速度0.5mm/分にて、濡れたままの
セメント硬化体の圧縮強度を測定した。結果を表2に示
す。
【0025】
【表1】
【0026】
【比較例1】高速気流中衝撃装置の運転時間が1分とし
た以外は、実施例3と同様に行い、セメント硬化体を
得、その圧縮強度を測定した。結果を表2に示す。
【0027】
【表2】
【0028】
【実施例4】実施例2で得た球状α型第3リン酸カルシ
ウムを用いて、表3に示す組成にてセメント硬化体を得
た。得られたセメント硬化体を用いて、実施例3と同様
に圧縮強度を測定した。結果を表3に示す。
【0029】
【比較例2】「撹拌式雷潰機20型」(商品名、石川製
作所製、雷潰機)を用いて粉砕し、粒径88μm以下に
分級しただけのα型第3リン酸カルシウム(平均円形度
0.67)を用いて、表3に示す組成にてセメント硬化
体を得、実施例3と同様に圧縮強度を測定した。結果を
表3に示す。
【0030】
【表3】
【0031】
【実施例5】実施例1で調製した球状α型第3リン酸カ
ルシウム(平均円形度0.90)と、比較例1で調製し
たα型第3リン酸カルシウム(平均円形度0.67)と
を、重量比で20:80、50:50、100:0とな
るように混合した。次いで前記混合したα型第3リン酸
カルシウムと、第2リン酸カルシウムとを、Ca/Pモ
ル比1.48となるように混合し、セメント粉材とし
た。前記セメント粉材と水とを表4に示す粉液比にて練
和し、実施例3と同様にセメント硬化体を得た後、圧縮
強度を測定した。結果を表4に示す。また、練和時のセ
メントペーストの流動性を観察したところ、適当な流動
性が得られ、作業性が急激に向上した。
【0032】
【比較例3】球状α型第3リン酸カルシウムとα型第3
リン酸カルシウムとを重量比で10:90として混合し
た以外は、実施例5と同様な方法によりセメント硬化体
を得、圧縮強度を測定した。結果を表4に示す。また、
練和時のセメントペーストの流動性を観察したところ、
適当な流動性が得られず、作業性の向上は見られなかっ
た。
【0033】
【表4】
【0034】
【実施例6】α型第3リン酸カルシウムを、「撹拌式雷
潰機20型」(商品名、石川製作所製、雷潰機)を用い
て粉砕し、粒径88μm以下、88〜150μmに分級
した後、実施例1と同様な方法により球状α型第3リン
酸カルシウムを得た。次いで、得られた球状α型第3リ
ン酸カルシウムと、第1リン酸カルシウム1水和物(和
光純薬社製、食品添加用)とを、Ca/Pモル比1.4
8となるように混合し、セメント粉材とした。前記セメ
ント粉材と水とを表5に示す粉液比にて練和し、実施例
3と同様にセメント硬化体を得た後、圧縮強度を測定し
た。結果を表5に示す。また、練和時のセメントペース
トの流動性を観察したところ、適当な流動性が得られ
た。
【0035】
【比較例4】α型第3リン酸カルシウムの粒径を150
〜300μmとした以外は、実施例6と同様な方法によ
りセメント硬化体を得、圧縮強度を測定した。結果を表
5に示す。また、練和時のセメントペーストの流動性を
観察したところ、流動性は向上したものの、充填密度が
低く、セメント硬化体の強度が低下した。
【0036】
【表5】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C01B 25/32 G

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粒径150μm以下、平均円形度0.8
    以上、かつ中空でないことを特徴とする球状α型第3リ
    ン酸カルシウム。
  2. 【請求項2】 α型第3リン酸カルシウムと、第2リン
    酸カルシウム及び/又は第1リン酸カルシウムとを含む
    セメント組成物であって、前記α型第3リン酸カルシウ
    ム中の20〜100重量%が請求項1記載の球状α型第
    3リン酸カルシウムであることを特徴とする水硬性リン
    酸カルシウムセメント組成物。
JP4126187A 1992-05-19 1992-05-19 球状α型第3リン酸カルシウム及び水硬性リン酸カルシウムセメント組成物 Pending JPH05319891A (ja)

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