JPH07187623A - Production of apatite fibrous body - Google Patents

Production of apatite fibrous body

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JPH07187623A
JPH07187623A JP5328215A JP32821593A JPH07187623A JP H07187623 A JPH07187623 A JP H07187623A JP 5328215 A JP5328215 A JP 5328215A JP 32821593 A JP32821593 A JP 32821593A JP H07187623 A JPH07187623 A JP H07187623A
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JP
Japan
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water
apatite
spinning
calcium phosphate
temperature
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Application number
JP5328215A
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Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Takasuka
豊 高須賀
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Pola Chemical Industries Inc
Original Assignee
Pola Chemical Industries Inc
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Publication date
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Publication of JPH07187623A publication Critical patent/JPH07187623A/en
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Abstract

PURPOSE:To produce an apatite fibrous body having high purity of the apatite and satisfactory strength. CONSTITUTION:A spinning soln. contg. an ionic org. high molecular compd. forming a water-insoluble calcium salt, slightly water-soluble calcium phosphate and water is spun in a hardening soln. made of an aq. soln. contg. a water-soluble calcium salt to form a composite spun body consisting of a water-insoluble org. high molecular compd. and slightly water-soluble calcium phosphate. This spun body is compacted into a desired shape and fired to produce the objective apatite fibrous body.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、骨の欠損部や空隙部の
充填材、補強材又は止血材として、あるいは生体成分の
分離カラム用充填材として有用なアパタイト繊維体の製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing an apatite fiber body which is useful as a filling material for a bone defect or void, a reinforcing material or a hemostatic material, or as a filling material for a separation column of biological components.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、歯科、整形外科、外科等の医
療分野では、骨の欠損が生じた場合、これを治療する方
法として自家骨や同種骨による骨移植を行ってきた。し
かしながら、このような骨移植には、骨の大量確保が困
難である、あるいは、骨提供者に精神的な苦痛を与える
等の問題により、近年、その限界が指摘されるようにな
った。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the medical fields such as dentistry, orthopedics, and surgery, when a bone defect occurs, bone graft with autologous bone or allogeneic bone has been performed as a method for treating the bone defect. However, in recent years, such bone transplantation has been pointed out to its limits due to problems such as difficulty in securing a large amount of bones and causing mental distress to bone donors.

【0003】そこで、このような状況の中、従来使われ
てきた自家骨や同種骨にかわるものとして人工骨や骨充
填材の開発が盛んに行われるようになった。これら人工
骨や骨充填材の材料としては、主に金属やセラミックス
が研究対象とされてきたが、その中でも特に、リン酸カ
ルシウム系セラミックスのひとつであるアパタイトは、
骨と直接結合する性質がある生体親和性素材として注目
され、実用化されるようになった。
Under these circumstances, therefore, artificial bones and bone filling materials have been actively developed as a substitute for the conventionally used autogenous bones and allogenic bones. As materials for these artificial bones and bone fillers, metals and ceramics have been mainly studied, but among them, apatite, which is one of calcium phosphate-based ceramics, is
As a biocompatible material that has the property of directly binding to bone, it has been put to practical use.

【0004】ここで、一般的にアパタイトとはM10(Z
462 で表される物質をいうが、本明細書では、ア
パタイトとは上記一般式中Mがカルシウム、Zがリン、
Xが水酸基であるCa10(PO46(OH)2(カルシ
ウムハイドロオキシアパタイト)、及びその水酸基の一
部又は全部がフッ素、炭酸基、塩素、酸素等の原子又は
基と置換したもの、すなわち、フッ素化カルシウム(ハ
イドロオキシ)アパタイト、炭酸カルシウム(ハイドロ
オキシ)アパタイト、塩素化カルシウム(ハイドロオキ
シ)アパタイト、オキシカルシウム(ハイドロオキシ)
アパタイト等をいう。また、これらの化合物ではいずれ
もリンに対するカルシウムのモル比(Ca/Pモル比)
は1.67である。
Generally, apatite is M 10 (Z
O 4 ) 6 X 2 means a substance, and in the present specification, the apatite is M in the above general formula, calcium is Z, phosphorus is Z,
Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 (calcium hydroxyapatite) in which X is a hydroxyl group, and those in which some or all of the hydroxyl groups are replaced with atoms or groups such as fluorine, carbonate, chlorine, oxygen, That is, calcium fluoride (hydroxy) apatite, calcium carbonate (hydroxy) apatite, calcium chloride (hydroxy) apatite, oxycalcium (hydroxy)
Refers to apatite, etc. Further, in all of these compounds, the molar ratio of calcium to phosphorus (Ca / P molar ratio)
Is 1.67.

【0005】上記アパタイトを用いた骨充填材の剤型に
は、顆粒状、粉末状、ブロック状、繊維状等の様々なも
のが開発されているが、顆粒状や粉末状のものでは移動
性があるため、施術後、骨充填材が体液で押し出された
り、術部位が変形したりする等の問題があり、また、ブ
ロック状のものでは複雑な形状をとりにくいという問題
があった。
Various dosage forms such as granules, powders, blocks, and fibrous materials have been developed for the above-mentioned bone filling material using apatite. Therefore, after the treatment, there is a problem that the bone filler is extruded by body fluid, the surgical site is deformed, and the block-shaped one is difficult to take a complicated shape.

【0006】しかし、これらの剤型のものに比べて繊維
状のものは、空隙部の細部にまで充填できる点や、充填
後、繊維が絡まって術部位から移動することがほとんど
ない点で有利であるとされる一方、アパタイトが本来結
晶性物質であることから、繊維状にすること自体困難で
あり、また繊維状にできたとしても、施術のし易さや取
り扱い易さのために必要な強度を持った緊密強固な粒子
構造のアパタイト繊維体が得られないという問題があっ
た。また、骨生成を促進したり、吸着能を高めるために
は、アパタイトの純度が極めて高いことも望まれてい
た。
[0006] However, the fibrous materials are advantageous over these dosage forms in that the details of the void can be filled and the fibers are hardly entangled and moved from the surgical site after the filling. On the other hand, since apatite is a crystalline substance by nature, it is difficult to make it fibrous, and even if it is made fibrous, it is necessary for easy treatment and easy handling. There is a problem in that an apatite fiber body having a strong and tight particle structure cannot be obtained. It has also been desired that the purity of apatite be extremely high in order to promote bone formation and enhance adsorption capacity.

【0007】そこで、これらの条件に適合したアパタイ
ト繊維体を求めて、以下に挙げるような種々のアパタイ
ト繊維体やその製造方法が開示されてきた。
Therefore, in order to obtain an apatite fiber body which meets these conditions, various apatite fiber bodies and a method for producing the same have been disclosed as follows.

【0008】(1)リン酸カルシウムを高温で溶融紡糸
してリン酸カルシウム繊維を得る方法(特公平2−10
244号公報)。
(1) Method for obtaining calcium phosphate fibers by melt spinning calcium phosphate at high temperature (Japanese Patent Publication No. 2-10)
244).

【0009】(2)リン酸カルシウムとアルギン酸カル
シウムを湿式法により複合繊維とし、これを焼成するこ
とにより得られるリン酸カルシウム繊維(特開昭 63
−226360号公報、特開昭 63−145418号
公報)。
(2) Calcium phosphate fiber obtained by forming a composite fiber of calcium phosphate and calcium alginate by a wet method, and firing the composite fiber (JP-A-63-63).
-226360 and JP-A-63-145418).

【0010】(3)リン酸カルシウムと有機高分子バイ
ンダーを湿式法により複合繊維とし、これを焼成するこ
とにより得られるリン酸カルシウム繊維(特開昭 62
−221358号公報)。
(3) Calcium phosphate fiber obtained by forming a composite fiber of calcium phosphate and an organic polymer binder by a wet method and firing the composite fiber (JP-A-62-62).
No. 221358).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には以下に述べるような問題点があった。
However, the above-mentioned prior art has the following problems.

【0012】(1)特公平2−10244号公報に開示
されている方法では、非常な高温で溶融紡糸を行うの
で、アパタイトに必須であるOH基が溶融中に多量に消
失してしまう。また、本来ガラス質ではないアパタイト
を繊維化し易くするために、結合剤的物質の添加が必要
となり、高純度のアパタイトが得にくい。
(1) In the method disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 2-10244, melt spinning is carried out at an extremely high temperature, so a large amount of OH groups essential for apatite disappear during melting. Further, in order to easily make apatite, which is not originally glassy, into fibers, it is necessary to add a binder-like substance, and it is difficult to obtain high-purity apatite.

【0013】(2)特開昭 63−226360号公
報、特開昭 63−145418号公報で提案されてい
る方法は、湿式でこの種の複合繊維体を得る方法として
最も簡便な方法であるが、アルギン酸によって形成され
る繊維表面の皮膜が強固であるため、繊維の内部まで反
応成分が十分浸透せず、このためリン酸カルシウム無機
物含有量の高い複合繊維体ができない。また、繊維内部
では反応成分比が仕込量と異なることになり、生成する
リン酸カルシウムをアパタイトに制御することが困難で
ある。
(2) The methods proposed in JP-A-63-226360 and JP-A-63-145418 are the simplest methods for obtaining this type of composite fiber body by a wet method. Since the film formed on the surface of the fiber by alginic acid is strong, the reaction components do not sufficiently penetrate into the inside of the fiber, and thus a composite fiber body having a high calcium phosphate inorganic content cannot be obtained. Further, the reaction component ratio inside the fiber is different from the charged amount, and it is difficult to control the produced calcium phosphate to be apatite.

【0014】更に、この複合繊維体を焼成してリン酸カ
ルシウム繊維とした場合は、上記の理由で複合繊維中の
リン酸カルシウム量が少ないため、強度の低い繊維しか
得らっれない。また、生成する結晶種がアパタイトとは
限らないため、及び原料として使用したアルギン酸カル
シウムのカルシウムが焼成後も残存しこれの除去が困難
であるため、アパタイトの純度が低いリン酸カルシウム
繊維しか得られない。
Further, when this composite fiber body is fired to form calcium phosphate fiber, the amount of calcium phosphate in the composite fiber is small for the above reason, so that only fiber having low strength can be obtained. Further, since the crystal seeds produced are not always apatite, and the calcium of the calcium alginate used as a raw material remains after firing and is difficult to remove, only calcium phosphate fibers with low apatite purity can be obtained.

【0015】(3)特開昭 62−221358号公報
で提案されている方法は、予め製造されたアパタイト粉
末を使用して複合繊維体としこれを焼成してリン酸カル
シウム繊維とするものであるが、この場合アパタイト粒
子間の結合が弱いため、得られる繊維の強度が非常に低
いものとなる。
(3) The method proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-221358 uses apatite powder produced in advance to form a composite fiber body which is then fired to form calcium phosphate fiber. In this case, the bond between the apatite particles is weak, so that the strength of the obtained fiber is extremely low.

【0016】上述の通り、骨欠損部等の充填材として、
他の材料に比して種々の形状の欠損部に充填が可能でし
かも充填後の漏出が少ない等の利点を有するリン酸カル
シウム系化合物繊維、特に、アパタイト繊維体について
は、従来の技術では未だ強度や純度の点で十分使用に耐
えうるものは得られていない。また、この強度や純度の
不足のためにアパタイト繊維体をタンパク質分離カラム
の充填剤のような生体材料以外の用途に使用することも
行われていない。
As described above, as a filling material for bone defects,
Compared with other materials, calcium phosphate-based compound fibers, which have the advantage that they can be filled in defect parts of various shapes and that there is little leakage after filling, especially apatite fiber bodies, strength and In terms of purity, no product has been obtained that can be sufficiently used. Further, due to this lack of strength and purity, the apatite fiber body has not been used for purposes other than biomaterials such as a packing material for a protein separation column.

【0017】本発明は、上記問題点を克服するために、
アパタイトの純度が高く、且つ十分な強度を備えたアパ
タイト繊維体の製造方法を提供することを課題とする。
The present invention, in order to overcome the above problems,
It is an object of the present invention to provide a method for producing an apatite fibrous body having high apatite purity and sufficient strength.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意研究を重ねた結果、イオン性有機高
分子化合物を液相紡糸する技術を利用して、水不溶性の
カルシウム塩を形成するイオン性有機高分子化合物を水
不溶化する工程で、これと水僅溶性リン酸カルシウム化
合物とを複合させて紡糸体とすると、得られる複合紡糸
体中のリン酸カルシウム濃度が高くなること、またこの
複合紡糸体を焼成すると、高純度アパタイト繊維体とな
ること、更にこのアパタイト繊維体内のアパタイトの相
対密度が高くしかも粒子間の結合が強いものが得られる
ことを見出し、本発明を完成させるに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor has utilized a technique of liquid phase spinning an ionic organic polymer compound to obtain a water-insoluble calcium salt. In the step of water-insolubilizing the ionic organic polymer compound that forms the compound, when it is combined with a water-insoluble calcium phosphate compound to form a spinning body, the concentration of calcium phosphate in the resulting composite spinning body increases, and It was found that when the spun body is fired, it becomes a high-purity apatite fiber body, and further that the relative density of the apatite in the apatite fiber body is high and the bond between particles is strong, and thus the present invention has been completed. .

【0019】すなわち本発明は、水不溶性のカルシウム
塩を形成するイオン性有機高分子化合物と水僅溶性リン
酸カルシウムと水とを含む紡糸原液を水溶性カルシウム
塩を含有する水溶液からなる硬化液中で紡糸して水不溶
性有機高分子化合物と水僅溶性リン酸カルシウムとの複
合紡糸体を形成し、得られた複合紡糸体を所望の形状に
成型して焼成することを特徴とするアパタイト繊維体の
製造方法である。
That is, according to the present invention, a spinning dope containing an ionic organic polymer compound forming a water-insoluble calcium salt, a sparingly water-soluble calcium phosphate, and water is spun in a hardening solution composed of an aqueous solution containing a water-soluble calcium salt. By forming a composite spinning body of a water-insoluble organic polymer and a sparingly water-soluble calcium phosphate, the method for producing an apatite fiber body characterized by molding the obtained composite spinning body into a desired shape and firing. is there.

【0020】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
アパタイト繊維体の製造方法について、まず紡糸原液、
硬化液について説明する。
The present invention will be described in detail below. Regarding the method for producing an apatite fiber body of the present invention, first, a spinning stock solution,
The curing liquid will be described.

【0021】<1>紡糸原液 本発明に用いる紡糸原液は、水不溶性のカルシウム塩を
形成するイオン性有機高分子化合物、水僅溶性リン酸カ
ルシウム、水の3成分を含有する。
<1> Spinning stock solution The spinning stock solution used in the present invention contains three components: an ionic organic polymer compound forming a water-insoluble calcium salt, a sparingly water-soluble calcium phosphate, and water.

【0022】(1)イオン性有機高分子化合物 本発明の紡糸原液中に用いるイオン性有機高分子化合物
は、カルシウムイオンと反応してカルシウム塩を形成し
たときには水不溶化する化合物であり、このような化合
物としては例えば、アルギン酸、キサンタンガム等の多
糖類のアルカリ塩、ポリアクリル酸、カルボキシデキス
トラン、カルボキシメチルセルロース等の半合成または
合成有機高分子化合物のアルカリ塩等が挙げられるが、
これらの高分子化合物のうち特に、アルギン酸、ポリア
クリル酸、カルボキシメチルセルロースのアルカリ塩が
好ましく用いられる。これらの化合物は単独で用いるこ
とも、あるいは二種以上の混合物として用いることも可
能である。
(1) Ionic Organic Polymer Compound The ionic organic polymer compound used in the spinning dope of the present invention is a compound which becomes insoluble in water when it reacts with calcium ions to form a calcium salt. Examples of the compounds include alginic acid, alkali salts of polysaccharides such as xanthan gum, polyacrylic acid, carboxydextran, and alkali salts of semi-synthetic or synthetic organic polymer compounds such as carboxymethyl cellulose.
Of these polymer compounds, alginic acid, polyacrylic acid, and alkali salts of carboxymethyl cellulose are preferably used. These compounds can be used alone or as a mixture of two or more kinds.

【0023】また、配合量については、紡糸原液全量に
対して1〜10重量%が好適である。
Further, the compounding amount is preferably 1 to 10% by weight based on the total amount of the spinning dope.

【0024】(2)水僅溶性リン酸カルシウム 紡糸原液に用いられる水僅溶性リン酸カルシウムとして
は、リン酸1水素カルシウム(CaHPO4)、リン酸
3カルシウム(Ca3(PO42)、リン酸4カルシウ
ム(Ca4(PO42O)等のオルトリン酸系のカルシ
ウム塩、亜リン酸カルシウム(CaPHO3)等の亜リ
ン酸系のカルシウム塩、ピロリン酸カルシウム(Ca2
27)、メタリン酸カルシウム(Ca(PO32)等
の縮合リン酸系のカルシウム塩等、水に対する溶解性の
低いリン酸カルシウムが挙げられる。本発明では、これ
らを単独で用いることも可能であり、また2種以上を混
合して用いることも可能である。
(2) Water-insoluble calcium phosphate The water-insoluble calcium phosphate used in the spinning dope is calcium monohydrogen phosphate (CaHPO 4 ), tricalcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ), tetracalcium phosphate. (Ca 4 (PO 4 ) 2 O) and other orthophosphoric acid-based calcium salts, calcium phosphite (CaPHO 3 ) and other phosphite-based calcium salts, and calcium pyrophosphate (Ca 2
Examples thereof include calcium phosphate having a low solubility in water, such as condensed phosphoric acid-based calcium salts such as P 2 O 7 ) and calcium metaphosphate (Ca (PO 3 ) 2 ). In the present invention, these may be used alone or in combination of two or more.

【0025】また、オルトリン酸系のリン酸2水素カル
シウム(Ca(H2PO42、溶解度12g/100
g)や、市販の次亜リン酸系及び次リン酸系のカルシウ
ム塩のほとんどのように水にある程度溶解するリン酸カ
ルシウムは、本発明では使用できない。
Orthophosphoric acid-based calcium dihydrogen phosphate (Ca (H 2 PO 4 ) 2 having a solubility of 12 g / 100
g) and calcium phosphates which are soluble in water to some extent like most commercially available hypophosphorous acid and hypophosphoric acid calcium salts cannot be used in the present invention.

【0026】更に、本発明において、上記水僅溶性リン
酸カルシウムは、水に対する溶解度が20℃で0.02
g/100g以下であり、且つ分子内Ca/Pモル比が
1.67未満であることが好ましい。
Further, in the present invention, the sparingly water-soluble calcium phosphate has a solubility in water of 0.02 at 20 ° C.
It is preferably g / 100 g or less and the intramolecular Ca / P molar ratio is less than 1.67.

【0027】水僅溶性リン酸カルシウムの水に対する溶
解度が20℃で0.02g/100gを越えるものを用
いると、以下の理由で複合紡糸体の形成が困難になる
か、又はたとえ紡糸体が得られたとしても、これを焼成
して得られるアパタイト繊維体中のアパタイトのCa/
Pモル比を1.67にできないことがある。
When a water-insoluble calcium phosphate having a solubility in water of more than 0.02 g / 100 g at 20 ° C. is used, it becomes difficult to form a composite spun body for the following reasons, or even a spun body is obtained. Also, Ca / of apatite in the apatite fiber body obtained by firing this
In some cases, the P molar ratio cannot be 1.67.

【0028】複合紡糸体の形成が困難になるのは、水溶
性のリン酸カルシウムを用いてアパタイト繊維体を得よ
うとすると、紡糸原液を調整しているうちに、紡糸原液
中のイオン性有機高分子化合物がリン酸カルシウムから
溶出したカルシウムイオンと反応して水不溶性有機高分
子体となり、紡糸工程が行われる前に紡糸原液を硬化さ
せてしまい、実質的に硬化液中へ紡糸できなくなるため
である。
It is difficult to form a composite spinning body because, when an apatite fiber body is obtained using water-soluble calcium phosphate, the ionic organic polymer in the spinning stock solution is adjusted while the spinning stock solution is being adjusted. This is because the compound reacts with calcium ions eluted from calcium phosphate to form a water-insoluble organic polymer, which cures the spinning dope before the spinning step is carried out, making it substantially impossible to spin into the curing solution.

【0029】紡糸原液調整中の紡糸原液の硬化の程度は
用いる水溶性リン酸カルシウムの溶解度によって異な
り、例えば水溶性リン酸カルシウムの溶解度が相対的に
低く、イオン性有機高分子化合物との反応が部分的で硬
化の緩慢な状態の紡糸可能な紡糸原液が調整できること
もある。このような場合、たとえ紡糸体が得られたとし
ても、紡糸体中のリン酸カルシウムのカルシウム量は、
仕込み時と比べて変化しており、従ってこの紡糸体を焼
成してもアパタイト繊維体のCa/Pモル比を正確にコ
ントロールすることは難しい。
The degree of curing of the spinning dope during preparation of the spinning dope depends on the solubility of the water-soluble calcium phosphate used, and for example, the solubility of the water-soluble calcium phosphate is relatively low, and the reaction with the ionic organic polymer compound is partially cured. In some cases, a spinning stock solution capable of spinning in a slow state can be prepared. In such a case, even if a spinning body is obtained, the amount of calcium phosphate in the spinning body is
It changes compared with the time of preparation, and therefore, it is difficult to accurately control the Ca / P molar ratio of the apatite fiber body even if this spun body is fired.

【0030】また、水僅溶性リン酸カルシウムのCa/
Pモル比が1.67以上のものを用いると、最終的に得
られるアパタイト繊維体のCa/Pモル比が必ず1.6
7純粋なアパタイトのCa/Pモル比は1.67以上に
なってしまいアパタイトの純度が低くなり好ましくな
い。
Further, Ca /, which is a sparingly water-soluble calcium phosphate,
When a P molar ratio of 1.67 or more is used, the Ca / P molar ratio of the finally obtained apatite fiber body is always 1.6.
7. The Ca / P molar ratio of pure apatite is 1.67 or more, which is not preferable because the purity of apatite is low.

【0031】つまり、アパタイトは、イオン性有機高分
子化合物が硬化液中のカルシウムイオンと反応してでき
る水不溶性有機高分子化合物と水僅溶性リン酸カルシウ
ムとの複合紡糸体を焼成したとき、水不溶性有機高分子
化合物の燃焼灰分である酸化カルシウムと水僅溶性リン
酸カルシウムとが反応して生成される。もし、原料とな
るリン酸カルシウムとイオン性有機高分子化合物とが紡
糸原液内で反応してしまえば、生成するアパタイト繊維
体はカルシウム不足となり、もし原料となる水僅溶性リ
ン酸カルシウムのCa/Pモル比が1.67以上であれ
ば、生成するアパタイト繊維体はカルシウム過剰とな
り、いずれもアパタイト純度が低いアパタイト繊維体が
得られてしまう。
That is, apatite is a water-insoluble organic compound when a composite spinning body of a water-insoluble organic polymer compound formed by the reaction of an ionic organic polymer compound with calcium ions in a hardening liquid and a sparingly water-soluble calcium phosphate is fired. Calcium oxide, which is the combustion ash of a polymer compound, reacts with water-insoluble calcium phosphate. If the calcium phosphate as a raw material and the ionic organic polymer compound react in the spinning dope, the resulting apatite fiber body will lack calcium, and if the Ca / P molar ratio of the slightly water-soluble calcium phosphate as a raw material is When it is 1.67 or more, the produced apatite fiber body has an excessive amount of calcium, and in both cases, an apatite fiber body having a low apatite purity is obtained.

【0032】このような水僅溶性リン酸カルシウムとし
ては上述のリン酸カルシウムのうち、オルトリン酸系で
は、リン酸1水素カルシウム(CaHPO4、Ca/P
=1.0、溶解度0.02g/100g)、リン酸3カ
ルシウム(Ca3(PO42、Ca/P=1.5、溶解
度PPM/100g)等が、亜リン酸系では、亜リン酸
カルシウム(CaPHO3、Ca/P=1.0、溶解度
0.02g/100g)等が、縮合リン酸系では、ピロ
リン酸カルシウム(Ca227、Ca/P=1.0、
溶解度PPM/100g)、メタリン酸カルシウム(C
a(PO32、Ca/P=1.0、溶解度PPM/10
0g)等が挙げられる。また、上述のオルトリン酸系の
リン酸4カルシウム(Ca4(PO42O)は、Ca/
Pモル比が2.0と高く好ましくない。
As such a sparingly water-soluble calcium phosphate, among the above-mentioned calcium phosphates, in the orthophosphoric acid system, calcium monohydrogen phosphate (CaHPO 4 , Ca / P) is used.
= 1.0, solubility 0.02 g / 100 g), tricalcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 , Ca / P = 1.5, solubility PPM / 100 g), etc. (CaPHO 3 , Ca / P = 1.0, solubility 0.02 g / 100 g), etc., but in the condensed phosphoric acid system, calcium pyrophosphate (Ca 2 P 2 O 7 , Ca / P = 1.0,
Solubility PPM / 100g), calcium metaphosphate (C
a (PO 3 ) 2 , Ca / P = 1.0, solubility PPM / 10
0g) and the like. Moreover, the above-mentioned orthophosphoric acid-based tetracalcium phosphate (Ca 4 (PO 4 ) 2 O) is Ca /
The P molar ratio is as high as 2.0, which is not preferable.

【0033】ところで、リン酸カルシウムには結晶学的
に同形とみなされても化学組成的に異なるものが知られ
ており、例えば、Ca10-X(HPO4X(PO4
6-X(OH)2-X・nH2O(X=0〜1、n=0〜2)
で示されるものがそれであり、これは非化学量論アパタ
イトと呼ばれる。この非化学量論アパタイトの化学組成
はCa/Pモル比であらわされ、ほぼ1.3付近から
1.67未満の値をとる。このような非化学量論アパタ
イトの溶解性はほぼリン酸3カルシウムと等しく、これ
らもまた本発明の水僅溶性リン酸カルシウムとして用い
ることができる。
By the way, it is known that calcium phosphates differ in chemical composition even if they are regarded as crystallographically isomorphic. For example, Ca 10-X (HPO 4 ) X (PO 4 )
6-X (OH) 2-X・ nH 2 O (X = 0 to 1, n = 0 to 2)
That is what is indicated by, which is called non-stoichiometric apatite. The chemical composition of this non-stoichiometric apatite is represented by the Ca / P molar ratio, and takes a value from around 1.3 to less than 1.67. The solubility of such non-stoichiometric apatite is almost equal to that of tricalcium phosphate, and they can also be used as the sparingly water-soluble calcium phosphate of the present invention.

【0034】更に、水僅溶性リン酸カルシウムの量が複
合紡糸体中で多いほど、また、水僅溶性リン酸カルシウ
ムが均一に分散しているほど、複合紡糸体を焼成したと
きに、酸化カルシウムと水僅溶性リン酸カルシウムの反
応密度が上がり、結果的に強度の強いアパタイト繊維体
が得られる。
Furthermore, the greater the amount of the sparingly water-soluble calcium phosphate in the composite spine and the more evenly dispersed the sparingly water-soluble calcium phosphate, the more the calcium oxide and the sparingly water-soluble when the composite spine is fired. The reaction density of calcium phosphate increases, and as a result, a strong apatite fiber body is obtained.

【0035】従って、イオン性有機高分子化合物の量が
一定の場合、硬化液中でのイオン交換反応が100%行
われたとして、生成する水不溶性有機高分子化合物の量
も一定であり、この水不溶性有機高分子化合物が燃焼し
てできる酸化カルシウムの量もまた一定であり、酸化カ
ルシウムと水僅溶性リン酸カルシウム(Ca/Pモル比
<1.67)とアパタイト(Ca/Pモル比=1.6
7)を生じさせる反応で、水僅溶性リン酸カルシウムの
カルシウム不足を酸化カルシウムが補うとみなされるの
で、水僅溶性リン酸カルシウムのCa/Pモル比は1.
67に近いほど多量に入れることができる。
Therefore, when the amount of the ionic organic polymer compound is constant, the amount of the water-insoluble organic polymer compound produced is also constant, assuming that the ion exchange reaction in the curing liquid is 100%. The amount of calcium oxide formed by combustion of the water-insoluble organic polymer compound is also constant, and calcium oxide, a sparingly water-soluble calcium phosphate (Ca / P molar ratio <1.67) and apatite (Ca / P molar ratio = 1. 6
It is considered that calcium oxide supplements the calcium deficiency of the sparingly water-soluble calcium phosphate in the reaction that causes 7), so that the Ca / P molar ratio of the sparingly water-soluble calcium phosphate is 1.
The closer to 67, the more can be put.

【0036】このことから、本発明の水僅溶性リン酸カ
ルシウムとしては、Ca/Pモル比が1.67に近いほ
どより好ましく、このようなものとしてリン酸3カルシ
ウムやCa/Pモル比が1.67に近い非化学量論アパ
タイト等を挙げることができる。
From this, it is more preferable that the slightly water-soluble calcium phosphate of the present invention has a Ca / P molar ratio close to 1.67. As such, tricalcium phosphate and Ca / P molar ratio of 1.67 are preferable. Non-stoichiometric apatite close to 67 can be mentioned.

【0037】これらの水僅溶解性リン酸カルシウムの粉
体粒度は特に規定しないが、均一分散のためには100
μm以下が望ましい。また、この水僅溶性リン酸カルシ
ウムの配合量は、使用するイオン性有機高分子化合物の
種類と量により左右されるので限定することはできない
が、紡糸原液全量に対して1〜10重量%が好適であ
る。
The powder particle size of these sparingly water-soluble calcium phosphates is not particularly limited, but 100 for uniform dispersion.
μm or less is desirable. The blending amount of the sparingly water-soluble calcium phosphate cannot be limited because it depends on the type and amount of the ionic organic polymer compound used, but it is preferably 1 to 10% by weight with respect to the total spinning stock solution. is there.

【0038】この配合量に関していえば、本発明のアパ
タイト繊維体の製造方法によれば、焼成時に生成するア
パタイトの粒子密度を高めるために、用いる水僅溶性リ
ン酸カルシウムの配合量が高いほど好ましいのである
が、一方、生成するアパタイトのCa/Pモル比をコン
トロールするためには用いるイオン性有機高分子化合物
の種類と量に応じて、水僅溶性リン酸カルシウムの種類
や配合量を調整しなければならない。またこの場合、用
いるイオン性有機高分子化合物の分子量分布及びイオン
性有機高分子化合物の硬化液中でのカルシウムイオンと
の反応率についても考慮されなければならない。
With respect to this blending amount, according to the method for producing an apatite fiber body of the present invention, the higher the blending amount of the sparingly water-soluble calcium phosphate used is, the more preferable it is in order to increase the particle density of the apatite formed during firing. On the other hand, in order to control the Ca / P molar ratio of the produced apatite, it is necessary to adjust the type and blending amount of the sparingly water-soluble calcium phosphate according to the type and amount of the ionic organic polymer compound used. Further, in this case, the molecular weight distribution of the ionic organic polymer compound used and the reaction rate of the ionic organic polymer compound with calcium ions in the curing liquid must also be considered.

【0039】(3)水及びその他の任意成分 本発明の紡糸原液に用いられる水の配合量は、全量に対
して50〜98重量%の範囲が好ましい。
(3) Water and Other Optional Components The amount of water used in the spinning dope of the present invention is preferably 50 to 98% by weight based on the total amount.

【0040】本発明に用いる紡糸原液には、上記イオン
性有機高分子化合物、水僅溶性リン酸カルシウム、水の
3成分の他に、必要に応じて、生成するアパタイトの組
成を変えるための変性剤、イオン性有機高分子化合物繊
維膜と硬化液間の浸透圧を調整するための水混和剤、p
H調整剤等を配合することができる。
The spinning dope used in the present invention contains, in addition to the ionic organic polymer compound, the sparingly water-soluble calcium phosphate and water, a modifying agent for changing the composition of the apatite produced, if necessary. Water admixture for adjusting the osmotic pressure between the ionic organic polymer compound fiber membrane and the curing liquid, p
An H regulator and the like can be added.

【0041】上記変性剤としては、例えば、フッ化カル
シウム(CaF2) 、炭酸カルシウム(CaCO3) 、
塩酸(HCl)等を挙げることができる。これらは、目
的に応じて1種又は2種以上を紡糸原液に配合すること
ができる。例えば、これらの変性剤は、カルシウムハイ
ドロオキシアパタイトにフッ素(F)、炭酸基(C
3) 、塩素(Cl)等を導入してそれぞれフッ素化、
炭酸化、塩素化カルシウムハイドロオキシアパタイト及
びこれらの混合物を得ようとするときに用いられる。
配合量は、目的のアパタイトの変性の度合いによって異
なるが、概ね、水僅溶性リン酸カルシウムの量の10重
量%以下が好ましく、更には5重量%以下がより好まし
い量である。
Examples of the modifier include calcium fluoride.
Cium (CaF2), Calcium carbonate (CaCO3),
Hydrochloric acid (HCl) and the like can be mentioned. These are the eyes
Depending on the purpose, blend one or more kinds into the spinning dope.
You can For example, these modifiers
Fluoro (F), carbonate (C
O 3), Chlorine (Cl), etc. are introduced to fluorinate,
Carbonated and chlorinated calcium hydroxyapatite and
And when trying to obtain a mixture of these.
The blending amount depends on the degree of modification of the desired apatite.
However, it is almost 10 times the amount of water-insoluble calcium phosphate.
It is preferably less than 5% by weight, more preferably less than 5% by weight.
It is a large amount.

【0042】次に、水混和剤及びpH調整剤について詳
述する。水混和剤及び/又は、pH調整剤を用いて、イ
オン性有機高分子化合物繊維膜と硬化液との間の浸透圧
を調整する目的は、イオン性有機高分子化合物の硬化液
中における不溶化反応(カチオン置換反応)を促進させ
て、最終的に生成するアパタイトの粒子密度を高めるこ
とである。
Next, the water admixture and the pH adjuster will be described in detail. The purpose of adjusting the osmotic pressure between the ionic organic polymer compound fiber film and the curing liquid by using a water admixture and / or a pH adjusting agent is to insolubilize the ionic organic polymer compound in the curing liquid. (Cation substitution reaction) is promoted to increase the particle density of the finally formed apatite.

【0043】つまり、生成するアパタイトの粒子密度を
高めるためには、複合紡糸体が形成される際、イオン性
有機高分子化合物が不溶化して複合紡糸体を形成する
が、このときに起こる例えばナトリウムとカルシウムの
カチオン置換の様なカチオン置換反応を複合紡糸体の内
部でもより多く起こさせることが重要である。
That is, in order to increase the particle density of the produced apatite, the ionic organic polymer compound is insolubilized during the formation of the composite spinning body to form the composite spinning body. At this time, for example, sodium occurs. It is important to cause more cation substitution reaction such as cation substitution of calcium with calcium inside the composite spinning body.

【0044】そこで、このようなカチオン置換反応を促
進させるために、水混和剤及び/又は、pH調整剤を用
いて、複合紡糸体内と硬化液両者の浸透圧を調整した
り、液性のコントロールを行い、カルシウムイオンの複
合紡糸体内への侵入を容易にして複合紡糸体内のカルシ
ウムイオン濃度を高めることが行われる。
Therefore, in order to promote such a cation substitution reaction, a water admixture and / or a pH adjusting agent is used to adjust the osmotic pressure of both the composite spinning body and the hardening liquid, and to control the liquidity. Then, the infiltration of calcium ions into the composite spinning body is facilitated, and the concentration of calcium ions in the composite spinning body is increased.

【0045】また、水混和剤の副次的効果としては、例
えば、エタノールを硬化液中で用いると硬化液の比重を
下げることができ、複合紡糸体の硬化液表面への浮遊を
防止でき、結果的に浸透圧調整効果を高めることができ
る等である。
As a secondary effect of the water admixture, for example, when ethanol is used in the curing liquid, the specific gravity of the curing liquid can be lowered and the composite spinning body can be prevented from floating on the surface of the curing liquid. As a result, the effect of adjusting the osmotic pressure can be enhanced.

【0046】本発明の紡糸原液に用いる上記働きを有す
る水混和剤としては、メタノール、エタノール等の低級
アルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコ
ール等の低級多価アルコール類、メチルセロソルブ、エ
チルセロソルブ等のエチレングリコールモノアルキルエ
ーテル類、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコ
ール等のアルキレンオキサイド低級重合物等が挙げられ
る。
Examples of the water admixture having the above-mentioned function used in the spinning dope of the present invention include lower alcohols such as methanol and ethanol, lower polyhydric alcohols such as ethylene glycol and propylene glycol, and ethylene such as methyl cellosolve and ethyl cellosolve. Examples thereof include alkylene oxide lower polymers such as glycol monoalkyl ethers, diethylene glycol and dipropylene glycol.

【0047】水混和剤の紡糸原液への配合量は、用いら
れるイオン性有機高分子化合物の種類や量によって異な
るが、紡糸原液全量に対して概ね5〜40重量%の範囲
で用いられる。また、紡糸原液に水混和剤を配合する場
合、紡糸原液中の水の一部を水混和剤で置換するかたち
で行えばよい。
The blending amount of the water admixture in the spinning dope depends on the kind and amount of the ionic organic polymer compound used, but it is generally in the range of 5 to 40% by weight based on the total amount of the spinning dope. When a water admixture is added to the spinning dope, a part of the water in the spinning dope may be replaced with the water admixture.

【0048】本発明の紡糸原液に用いるpH調節剤とし
ては、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム等の一般
的アルカリ剤類、塩酸、硝酸等の一般的酸性試薬類及び
メチルアミン、エチルアミン、モノエタノールアミン等
の第一アミン類、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ
エタノールアミン等の第二アミン類、トリメチルアミ
ン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の第三
アミン類、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン等
のジアミン類等があげられる。
The pH adjusting agent used in the spinning dope of the present invention includes common alkaline agents such as sodium hydroxide and ammonium hydroxide, common acidic reagents such as hydrochloric acid and nitric acid, and methylamine, ethylamine and monoethanolamine. And the like, secondary amines such as dimethylamine, diethylamine and diethanolamine, tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine and triethanolamine, and diamines such as ethylenediamine and trimethylenediamine.

【0049】pH調整剤の紡糸原液への配合量は、用い
られるイオン性有機高分子化合物の種類と量、水混和性
溶媒の量等、種々の要因により変化するので、限定は出
来ないが、紡糸原液全量に対し概ね1〜20重量%の範
囲で用いられる。この場合も水混和剤の場合と同様、紡
糸原液中の水の一部をpH調整剤で置換するかたちで行
えばよい。
The amount of the pH adjuster blended in the spinning dope is not limited because it varies depending on various factors such as the type and amount of the ionic organic polymer compound used and the amount of the water-miscible solvent. It is used in the range of approximately 1 to 20% by weight based on the total amount of the spinning dope. Also in this case, as in the case of the water admixture, part of the water in the spinning dope may be replaced with a pH adjuster.

【0050】<2>硬化液 本発明に用いる硬化液は、少なくとも水溶性のカルシウ
ム塩を含有する水溶液からなる。
<2> Curing Liquid The curing liquid used in the present invention comprises an aqueous solution containing at least a water-soluble calcium salt.

【0051】この硬化液に用いる水溶性のカルシウム塩
としては、硝酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カル
シウム、塩化カルシウム等の一般的な水溶性カルシウム
塩が挙げられる。水溶性カルシウム塩の硬化液への配合
量は、紡糸原液中のイオン性有機高分子化合物の濃度等
により異なるが、硬化液全量に対して4〜30重量%の
範囲で用いられる。
Examples of the water-soluble calcium salt used in this hardening liquid include common water-soluble calcium salts such as calcium nitrate, calcium acetate, calcium lactate and calcium chloride. The amount of the water-soluble calcium salt to be added to the hardening liquid varies depending on the concentration of the ionic organic polymer compound in the spinning dope, but is used in the range of 4 to 30% by weight based on the total amount of the hardening liquid.

【0052】また、硬化液中の水の配合量は、硬化液全
量に対して65〜96重量%の範囲である。硬化液には
また、上記水溶性カルシウム塩、水以外の成分として、
紡糸原液同様、水混和剤あるいはpH調製剤を用いるこ
とができる。
The content of water in the curing liquid is in the range of 65 to 96% by weight based on the total amount of the curing liquid. The curing liquid also contains the above-mentioned water-soluble calcium salt and a component other than water,
As with the spinning dope, a water admixture or a pH adjuster can be used.

【0053】これら水混和剤、pH調整剤を用いる目的
及びこれらの具体例、配合量に関しては、紡糸原液に用
いる場合と全く同様である。次に、本発明のアパタイト
繊維体の製造方法について詳細に説明する。
The purpose of using these water admixtures and pH adjusters, their specific examples, and their compounding amounts are exactly the same as in the case of using them as the spinning dope. Next, the method for producing the apatite fiber body of the present invention will be described in detail.

【0054】<3>本発明のアパタイト繊維体の製造方
法 本発明のアパタイト繊維体は、上記紡糸原液及び硬化液
を調製する工程、この紡糸原液を硬化液中で紡糸して水
不溶性有機高分子化合物と水僅溶性リン酸カルシウムと
の複合紡糸体を形成させる紡糸工程、得られた複合紡糸
体を所望の形状に成型する成型工程、及び焼成工程の各
工程を得て製造される。
<3> Method for producing apatite fibrous body of the present invention The apatite fibrous body of the present invention comprises the steps of preparing the above spinning dope and the hardening liquid, spinning the spinning dope in the hardening liquid, and the water-insoluble organic polymer. It is manufactured by obtaining a spinning step of forming a composite spinning body of a compound and a sparingly water-soluble calcium phosphate, a molding step of shaping the obtained composite spinning body into a desired shape, and a firing step.

【0055】(1)紡糸原液及び硬化液の調製工程 上述の各成分を混合させて紡糸原液及び硬化液をそれぞ
れ調製する。この工程でのポイントは、生成するアパタ
イトの粒子密度を高めるために、紡糸原液中のイオン性
有機高分子化合物及び水僅溶性リン酸カルシウムの濃度
を好ましい範囲内でできるだけ高濃度とすること、ま
た、イオン性有機高分子化合物の不溶化反応が促進する
ように複合紡糸体内(紡糸原液)と硬化液両者の浸透圧
をうまく調整することである。
(1) Steps for preparing a spinning dope and a curing liquid The spinning dope and the curing liquid are prepared by mixing the above-mentioned components. The point in this step is to increase the particle density of the generated apatite, in order to increase the concentration of the ionic organic polymer compound and the sparingly water-soluble calcium phosphate in the spinning dope as high as possible within the preferred range, and also the ion The osmotic pressure of both the composite spinning body (spinning stock solution) and the hardening solution is adjusted so that the insolubilization reaction of the organic polymer compound is promoted.

【0056】(2)紡糸工程 本発明の紡糸工程で用いられる紡糸方法は、通常の液相
紡糸に用いられる方法ならばいずれでもよく、例えば次
の方法により紡糸することができる。(1)で調製され
た水不溶性のカルシウム塩を形成するイオン性有機高分
子化合物と水僅溶性リン酸カルシウムと水とを含む紡糸
原液をノズルを備えたシリンダーに入れ、このシリンダ
ー内の紡糸原液にピストン又は圧縮ガス等で圧力を加え
てノズルより一定速度で、やはり(1)で調製された水
可溶性カルシウム塩と水とを含む硬化液中に押し出す。
(2) Spinning Step The spinning method used in the spinning step of the present invention may be any method used in ordinary liquid phase spinning, for example, the following method can be used for spinning. A spinning stock solution containing an ionic organic polymer compound forming a water-insoluble calcium salt prepared in (1), a sparingly water-soluble calcium phosphate and water is put into a cylinder equipped with a nozzle, and the spinning stock solution in the cylinder is provided with a piston. Alternatively, pressure is applied with a compressed gas or the like, and the mixture is extruded from a nozzle at a constant speed into a hardening liquid also containing the water-soluble calcium salt prepared in (1) and water.

【0057】このようにして押し出された紡糸原液は、
この硬化液中でイオン性有機高分子化合物がカルシウム
イオンと反応して硬化、不溶化して得られた不溶性有機
高分子化合物と水僅溶性リン酸カルシウムとの複合紡糸
体を形成する。
The spinning dope extruded in this way is
In this curing liquid, the ionic organic polymer compound reacts with calcium ions to cure and insolubilize to form a composite spinning body of an insoluble organic polymer compound and a sparingly water-soluble calcium phosphate.

【0058】このとき用いられるノズルの径について
は、特に制限は無いが、0.1mmから1.0mmの範
囲が適当である。紡糸時の紡糸原液及び硬化液温度はイ
オン性有機高分子化合物の硬化反応が余り温度に影響さ
れないので、特に限定されないが、浸透圧の調節に温度
が関係する場合があり、概ね5℃〜80℃の範囲が好ま
しい。また、硬化の時間は、紡糸体の繊維径によって異
なるが、概ね繊維径1.0mmで30分以上、0.5m
m以下で10分以上エージングすることが好ましい。
The diameter of the nozzle used at this time is not particularly limited, but a range of 0.1 mm to 1.0 mm is suitable. The temperature of the spinning dope and the curing liquid during spinning is not particularly limited because the curing reaction of the ionic organic polymer compound is not so much affected by the temperature, but the temperature may be related to the adjustment of the osmotic pressure, and the temperature is generally 5 ° C to 80 ° C. The range of ° C is preferred. The curing time varies depending on the fiber diameter of the spun body, but is generally 30 minutes or more at 0.5 mm with a fiber diameter of 1.0 mm.
It is preferable to age for 10 minutes or more at m or less.

【0059】(3)成型工程 次いで、上記紡糸工程で紡糸された複合紡糸体を硬化液
から取り出し、所望の形状に成型する。複合紡糸体を成
型する際の形状としては、単繊維体あるいは二本以上の
集合体等が好ましく挙げられる。
(3) Molding Step Next, the composite spun body spun in the above-mentioned spinning step is taken out from the curable liquid and molded into a desired shape. As a shape for molding the composite spun body, a single fiber body or an aggregate of two or more fibers is preferably exemplified.

【0060】複合紡糸体を単繊維体として成型する場合
には、例えば、複合紡糸体の先端を硬化液中から引き出
して、順次、70℃〜120℃に調整された乾燥用装置
等を通過させながら巻き取ればよい。
When the composite spun body is molded as a single fiber body, for example, the tip of the composite spun body is pulled out from the curable liquid and successively passed through a drying device or the like adjusted to 70 ° C to 120 ° C. You can wind it up.

【0061】また、複合紡糸体を二本以上の集合体とす
る場合には、シート状、綿状、ブロック状のものが特に
好ましい形状として挙げられる。このうちシート状のも
のを得るには、例えば、紡糸の工程で複合紡糸体を短く
切って短繊維とし、この短繊維を紙を漉く要領で硬化液
中から漉き上げ、プレスして室温〜110℃程度の温度
で乾燥させればよい。
When the composite spun body is made up of two or more aggregates, sheet-like, cotton-like and block-like ones are particularly preferable. In order to obtain a sheet-shaped product, for example, the composite spun body is cut into short fibers in the spinning step, and the short fibers are strained from the curable liquid in the same manner as straining paper and pressed at room temperature to 110 ° C. It may be dried at a temperature of about ℃.

【0062】綿状のものは、例えば、紡糸の工程で複合
紡糸体を短く切って短繊維とし、得られる短繊維分散の
硬化液をそのまま凍結乾燥することにより得られる。ま
た、ブロック状のものを得るには、例えば、上述のよう
にして単繊維体として成型されたものを適当な長さに切
断し、これを数本束ねて常温でプレスすればよい。
The cotton-like material can be obtained, for example, by cutting the composite spinning body into short fibers in the spinning step, and lyophilizing the resulting short fiber-dispersed hardening liquid as it is. Further, in order to obtain a block-shaped product, for example, a product formed as a single fiber body as described above may be cut into an appropriate length, and several pieces may be bundled and pressed at room temperature.

【0063】ここで、紡糸工程終了後焼成工程前までの
間に、つまりこの成型工程で、複合紡糸体のCa/Pモ
ル比の変化が起こるような反応を起こさせないように注
意が必要である。これは、生成するアパタイト繊維体の
Ca/Pモル比は、紡糸の段階で厳重に制御されること
によるものである。
Here, it is necessary to take care so as not to cause a reaction that causes a change in the Ca / P molar ratio of the composite spinning body after the spinning process and before the firing process, that is, in this molding process. . This is because the Ca / P molar ratio of the produced apatite fiber body is strictly controlled at the spinning stage.

【0064】(4)焼成工程 本発明の製造方法において、焼成工程は、最終目的物で
あるアパタイト繊維体を構成するアパタイトを生成させ
る重要な工程である。すなわち紡糸工程を得て取り出さ
れた複合紡糸体は、イオン性有機高分子化合物が硬化液
中のカルシウムイオンと反応して水不溶化した水不溶性
有機高分子化合物と水僅溶性リン酸カルシウムからな
り、この複合紡糸体を焼成することで、まず有機物が燃
焼してガス化飛散して水不溶性有機高分子化合物中のカ
ルシウム分が酸化カルシウムへと変化し、次いで、この
酸化カルシウムと水僅溶性リン酸カルシウムが反応して
アパタイトを生成する。従って、焼成工程はこれらの反
応がスムーズにいくような条件で行われることが望まし
い。
(4) Firing Step In the manufacturing method of the present invention, the firing step is an important step of producing apatite constituting the final target apatite fibrous body. That is, the composite spun body obtained after obtaining the spinning step is composed of a water-insoluble organic polymer compound which is insolubilized in water by reacting the ionic organic polymer compound with calcium ions in the curing liquid and a sparingly water-soluble calcium phosphate. By firing the spinning body, first, the organic matter is burned and gasified and scattered to change the calcium content in the water-insoluble organic polymer compound into calcium oxide, and then the calcium oxide and the slightly water-soluble calcium phosphate react with each other. To produce apatite. Therefore, it is desirable that the firing step be performed under conditions that allow these reactions to proceed smoothly.

【0065】上記(3)の工程で種々の形状に成型した
複合紡糸体を焼成炉に入れ、各種形状に合わせて任意の
昇温焼成スケジュールで、最終的には温度1000℃〜
1250℃で任意の時間焼成する。
The composite spinning bodies molded into various shapes in the above step (3) are put in a firing furnace, and an optional temperature-raising firing schedule is selected according to various shapes, and finally a temperature of 1000 ° C.
Bake at 1250 ° C for any time.

【0066】焼成工程で注意しなければならないのは、
酸化カルシウムと水僅溶性リン酸カルシウムの固相反応
が行われる最終温度1000℃〜1250℃での焼成処
理のの前に、複合紡糸体中の有機物の燃焼を完全に行わ
せることである。そのためには、有機物が何度で完全燃
焼するかを予め知り、複合紡糸体をその温度で十分な時
間処理することが好ましい。この有機物を燃焼させる工
程の温度及び保持時間は、紡糸原液に用いられるイオン
性有機高分子化合物の種類や量、複合紡糸体の形状によ
っても大幅に異なるので、それぞれ適合した条件で行う
ことが好ましい。
It should be noted that in the firing process,
Before the firing treatment at the final temperature of 1000 ° C. to 1250 ° C. at which the solid-phase reaction of calcium oxide and water-insoluble calcium phosphate is carried out, the organic matter in the composite spinning body is completely burned. For that purpose, it is preferable to know in advance how many times the organic matter is completely burned, and to process the composite spinning body at that temperature for a sufficient time. The temperature and the holding time of the step of burning the organic matter greatly vary depending on the type and amount of the ionic organic polymer compound used in the spinning dope, and the shape of the composite spinning body, so it is preferable to carry out under each suitable condition. .

【0067】例を挙げると、単繊維体の場合、昇温速度
を1〜50℃/minとして、300〜400℃で1時
間〜6時間程度保持し、更に600〜700℃で3時間
〜12時間程度保持し、最終温度1000℃〜1250
℃で6時間〜48時間保持した後、常温まで冷却して焼
成炉から取り出す。
For example, in the case of a single fiber body, the temperature rising rate is 1 to 50 ° C./min, the temperature is maintained at 300 to 400 ° C. for about 1 to 6 hours, and further at 600 to 700 ° C. for 3 to 12 hours. Hold for about an hour, final temperature 1000 ℃ ~ 1250
After being kept at 6 ° C for 48 hours, it is cooled to room temperature and taken out from the firing furnace.

【0068】また、ブロック状の複合紡糸体を焼成する
ときには、大きさによって、前段の300℃及び600
℃付近の温度保持時間を十分となるよう調整するとか、
600℃〜900℃付近の温度保持を一度真空中で行
い、これを常温に戻した後、更に真空中での工程と同様
な温度保持の工程をとらせる等の処理を施した後、最終
温度まで昇温し焼成を完成させることが好ましい。
When firing the block-shaped composite spinning body, depending on the size, 300 ° C. and 600 ° C. of the former stage are used.
Adjusting the temperature holding time near ℃ to be sufficient,
After holding the temperature around 600 ° C to 900 ° C in a vacuum once, returning it to room temperature, and then performing a process such as performing a temperature holding process similar to the process in a vacuum, the final temperature It is preferable to raise the temperature up to and complete firing.

【0069】[0069]

【作用】本発明のアパタイト繊維体の製造方法によれ
ば、まず、水不溶性のカルシウム塩を形成するイオン性
有機高分子化合物と水僅溶性リン酸カルシウムと水を含
有する紡糸原液を、水溶性カルシウム塩を含有する硬化
液中で紡糸する。この工程で紡糸原液中のイオン性有機
高分子化合物は硬化液中のカルシウムイオンと接触、反
応し不溶化して硬化するが、この硬化に際して、水不溶
性有機高分子化合物は水僅溶性リン酸カルシウム化合物
を取り込んで、両者が均一に混ざった複合紡糸体を形成
する。
According to the method for producing an apatite fiber body of the present invention, first, a spinning stock solution containing an ionic organic polymer compound that forms a water-insoluble calcium salt, a sparingly water-soluble calcium phosphate and water is added to a water-soluble calcium salt. Is spun in a curing liquid containing. In this step, the ionic organic polymer compound in the spinning dope contacts with the calcium ions in the curing liquid to react and insolubilize and harden, but at the time of this curing, the water-insoluble organic polymer compound incorporates the slightly water-soluble calcium phosphate compound. Then, a composite spun body in which both are uniformly mixed is formed.

【0070】このようにして得られる複合紡糸体を所望
の形状に成型して焼成すると、イオン性有機高分子化合
物が硬化液中で不溶化した水不溶性有機高分子化合物が
完全に燃焼した後、その燃焼灰分である酸化カルシウム
と水僅溶性リン酸カルシウムが固相反応して均一にアパ
タイトが生成し、極めて強固な粒子間結合を有する高強
度なアパタイト繊維体となる。
When the composite spinning body thus obtained is molded into a desired shape and baked, the water-insoluble organic polymer compound in which the ionic organic polymer compound is insolubilized in the curing liquid is completely burned, and then the Calcium oxide, which is the combustion ash content, and the sparingly water-soluble calcium phosphate undergo a solid-phase reaction to uniformly generate apatite, resulting in a high-strength apatite fiber body having extremely strong interparticle bonds.

【0071】また、本発明の製造方法によれば、紡糸工
程において複合紡糸体を形成する段階でCa/Pモル比
が十分にコントロールされており、この複合紡糸体を成
型、焼成して得られるアパタイト繊維体は、アパタイト
純度が非常に高いものとなる。
Further, according to the production method of the present invention, the Ca / P molar ratio is sufficiently controlled at the stage of forming the composite spun body in the spinning step, and it is obtained by molding and firing this composite spun body. The apatite fiber body has a very high apatite purity.

【0072】[0072]

【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。まず最
初に、本発明のアパタイト繊維体の製造方法において用
いる紡糸原液及び硬化液の製造例を示す。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. First, an example of producing a spinning dope and a curing liquid used in the method for producing an apatite fiber body of the present invention will be described.

【0073】[0073]

【製造例1〜6】 紡糸原液 表1に示す成分を混合し、よく撹拌して固液が均一に混
合分散した紡糸原液を製造した。
[Manufacturing Examples 1 to 6] Spinning stock solution The components shown in Table 1 were mixed and stirred well to prepare a spinning stock solution in which a solid solution was uniformly mixed and dispersed.

【0074】[0074]

【表1】 [Table 1]

【0075】[0075]

【製造例7〜10】 硬化液 表2に示す成分を混合して硬化液を製造した。[Production Examples 7 to 10] Curing liquid The components shown in Table 2 were mixed to prepare a curing liquid.

【0076】[0076]

【表2】 [Table 2]

【0077】次に、上記各製造例で得られた紡糸原液及
び硬化液を用いた本発明の実施例を説明する。
Next, examples of the present invention using the spinning dope and the curing liquid obtained in each of the above production examples will be described.

【0078】[0078]

【実施例1】上記製造例1で得られた紡糸原液をノズル
(径0.2mm)を備えた容量200mlのシリンダー
中に入れ、シリンダー内のガス圧を調節して600mm
/minの紡糸速度で、製造例7で得られた硬化液(温
度;室温)中へ押し出して紡糸体とした。この紡糸体の
先端を硬化液より取り出し、流水中を通過させ更に10
0℃のトンネル炉を通過させた後、巻き取り機にて巻き
取った。
Example 1 The spinning solution obtained in the above Production Example 1 was put into a 200 ml capacity cylinder equipped with a nozzle (diameter 0.2 mm), and the gas pressure inside the cylinder was adjusted to 600 mm.
A spinning body was extruded at a spinning speed of / min into the curing liquid (temperature; room temperature) obtained in Production Example 7. The tip of this spinning body was taken out from the hardening liquid and passed through running water for 10 more minutes.
After passing through a tunnel furnace at 0 ° C., it was wound by a winder.

【0079】次いで巻き取った束を、そのまま電気炉に
入れて大気下、昇温速度10℃/minで1250℃ま
で昇温しその温度で3時間保持した後、これを室温まで
炉冷して長繊維状の単繊維体を得た。この長繊維状単繊
維体は、表面が極めて平滑なアパタイト繊維体であっ
た。
Then, the wound bundle was placed in an electric furnace as it was, heated to 1250 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min and kept at that temperature for 3 hours, and then cooled to room temperature in the furnace. A long fibrous single fiber body was obtained. The long fibrous single fiber body was an apatite fiber body having a very smooth surface.

【0080】[0080]

【実施例2】上記製造例1で得られた紡糸原液をノズル
(径0.2mm)を備えた容量200mlのシリンダー
中に入れ、シリンダー内のガス圧を調節して1200m
m/minの紡糸速度で、撹拌によって流動している製
造例7で得られた硬化液(温度;室温)中へノズルを移
動させながら押し出して短繊維の紡糸体とした。この紡
糸体を硬化液からメッシュを用いて漉きながら取り出
し、これを2枚重ねでプレス脱水し、室温で自然乾燥さ
せ、シート状の紡糸体を得た。
Example 2 The spinning solution obtained in the above Production Example 1 was put into a 200 ml capacity cylinder equipped with a nozzle (diameter 0.2 mm), and the gas pressure inside the cylinder was adjusted to 1200 m.
At a spinning speed of m / min, the filament was extruded while moving the nozzle into the hardening liquid (temperature; room temperature) obtained in Production Example 7 which was flowing by stirring to obtain a short fiber spun body. The spun body was taken out from the curable liquid while filtering using a mesh, and two sheets were stacked and dehydrated by pressing, and naturally dried at room temperature to obtain a sheet-like spun body.

【0081】その後、このシート状の紡糸体を電気炉に
入れて大気下、昇温速度10℃/minで300℃まで
昇温しその温度で1時間保持、続いて昇温速度10℃/
minで600℃まで昇温しその温度で6時間保持、最
後にやはり昇温速度10℃/minで1250℃まで昇
温しその温度で3時間保持する方法で段階的に焼成し、
これを室温まで炉冷してシート状の繊維体を得た。この
シート状繊維体は、短繊維が絡まってシート状となった
硬いアパタイト繊維体であった。
Then, this sheet-shaped spun body was put in an electric furnace and heated to 300 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min in the atmosphere and kept at that temperature for 1 hour, followed by a heating rate of 10 ° C./min.
The temperature is raised to 600 ° C. in min and held at that temperature for 6 hours, and finally, the temperature is raised to 1250 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min and the temperature is held for 3 hours to carry out stepwise firing.
This was furnace-cooled to room temperature to obtain a sheet-shaped fibrous body. This sheet-shaped fiber body was a hard apatite fiber body in which short fibers were entangled to form a sheet.

【0082】[0082]

【実施例3】上記製造例1で得られた紡糸原液をノズル
(径0.2mm)を備えた容量200mlのシリンダー
中に入れ、シリンダー内のガス圧を調節して1200m
m/minの紡糸速度で、撹拌によって流動している製
造例7で得られた硬化液(温度;室温)中へノズルを移
動させながら押し出して短繊維の紡糸体とした。この紡
糸体を濾過分離し、再度精製水に分散させ、ついで凍結
乾燥させた。
Example 3 The spinning dope obtained in the above Production Example 1 was put into a 200 ml capacity cylinder equipped with a nozzle (diameter 0.2 mm) and the gas pressure inside the cylinder was adjusted to 1200 m.
At a spinning speed of m / min, the filament was extruded while moving the nozzle into the hardening liquid (temperature; room temperature) obtained in Production Example 7 which was flowing by stirring to obtain a short fiber spun body. The spun body was separated by filtration, dispersed again in purified water, and then freeze-dried.

【0083】その後、得られた複合紡糸体を電気炉に入
れて大気下、昇温速度10℃/minで、1250℃ま
で昇温しその温度で3時間保持し、これを室温まで炉冷
して綿状の単繊維体を得た。この綿状繊維体は、短繊維
が緩やかに絡まって綿状となったアパタイト繊維体であ
った。
Then, the obtained composite spun body was put in an electric furnace and heated to 1250 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min in the atmosphere and kept at that temperature for 3 hours, and then cooled to room temperature in the furnace. To obtain a cotton-like monofilament. This cotton-like fibrous body was a cotton-like apatite fibrous body in which short fibers were gently entangled.

【0084】[0084]

【実施例4】上記製造例2で得られた紡糸原液をノズル
(径0.5mm)を備えた容量200mlのシリンダー
中に入れ、シリンダー内のガス圧を調節して600mm
/minの紡糸速度で、製造例10で得られた硬化液
(温度;室温)中へ押し出して紡糸体とした。この紡糸
体の先端を硬化液より取り出し、流水中を通過させ更に
100℃のトンネル炉を通過させた後、巻き取り機にて
巻き取った。
Example 4 The spinning solution obtained in the above Production Example 2 was put into a 200 ml capacity cylinder equipped with a nozzle (diameter 0.5 mm), and the gas pressure inside the cylinder was adjusted to 600 mm.
A spinning body was extruded into the curing liquid (temperature; room temperature) obtained in Production Example 10 at a spinning speed of / min. The tip of this spinning body was taken out from the curable liquid, passed through running water, further passed through a tunnel furnace at 100 ° C., and then wound by a winder.

【0085】次いで、巻き取った束をそのまま電気炉に
入れて大気下、昇温速度5℃/minで700℃まで昇
温しその温度で3時間保持、続いて昇温速度5℃/mi
nで1250℃まで昇温しその温度で3時間保持と段階
的に焼成し、これを室温まで炉冷して長繊維状の単繊維
体を得た。この長繊維状繊維体は、表面が緻密で平滑な
アパタイト繊維体であった。
Then, the wound bundle is put into an electric furnace as it is, heated to 700 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min and kept at that temperature for 3 hours, and subsequently heated to 5 ° C./mi.
The temperature was raised to 1250 ° C. with n, and the temperature was maintained for 3 hours, followed by stepwise firing. The long fibrous body was an apatite fibrous body having a dense surface and a smooth surface.

【0086】[0086]

【実施例5】上記製造例3で得られた紡糸原液をノズル
(径0.5mm)を備えた容量200mlのシリンダー
中に入れ、シリンダー内のガス圧を調節して600mm
/minの紡糸速度で、製造例8で得られた硬化液(温
度40℃)中へ押し出して紡糸体とした。この紡糸体の
先端を硬化液より取り出し、流水中を通過させ更に10
0℃のトンネル炉を通過させた後、巻き取り機にて巻き
取った。
Example 5 The spinning solution obtained in the above Production Example 3 was put into a 200 ml capacity cylinder equipped with a nozzle (diameter 0.5 mm) and the gas pressure inside the cylinder was adjusted to 600 mm.
At a spinning speed of / min, the composition was extruded into the curable liquid (temperature 40 ° C.) obtained in Production Example 8 to prepare a spun body. The tip of this spinning body was taken out from the hardening liquid and passed through running water for 10 more minutes.
After passing through a tunnel furnace at 0 ° C., it was wound by a winder.

【0087】次いで、巻き取った束をそのまま電気炉に
入れて大気下、昇温速度5℃/minで700℃まで昇
温しその温度で3時間保持、続いて昇温速度5℃/mi
nで1250℃まで昇温しその温度で3時間保持と段階
的に焼成し、これを室温まで炉冷して長繊維状の単繊維
体を得た。この長繊維状繊維体は、表面がやや凸凹なア
パタイト繊維体であった。
Then, the wound bundle is put in an electric furnace as it is, heated to 700 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min and kept at that temperature for 3 hours, and subsequently heated to 5 ° C./mi.
The temperature was raised to 1250 ° C. with n, and the temperature was maintained for 3 hours, followed by stepwise firing. This long fibrous fiber body was an apatite fiber body having a slightly uneven surface.

【0088】[0088]

【実施例6】上記製造例4で得られた紡糸原液をノズル
(径0.5mm)を備えた容量200mlのシリンダー
中に入れ、シリンダー内のガス圧を調節して600mm
/minの紡糸速度で、製造例8で得られた硬化液(温
度40℃)中へ押し出して紡糸体とした。この紡糸体の
先端を硬化液より取り出し、流水中を通過させ更に10
0℃のトンネル炉を通過させた後、巻き取り機にて巻き
取った。
Example 6 The spinning solution obtained in the above Production Example 4 was put into a 200 ml capacity cylinder equipped with a nozzle (diameter 0.5 mm) and the gas pressure inside the cylinder was adjusted to 600 mm.
At a spinning speed of / min, the composition was extruded into the curable liquid (temperature 40 ° C.) obtained in Production Example 8 to prepare a spun body. The tip of this spinning body was taken out from the hardening liquid and passed through running water for 10 more minutes.
After passing through a tunnel furnace at 0 ° C., it was wound by a winder.

【0089】次いで、巻き取った束をそのまま電気炉に
入れて大気下、昇温速度5℃/minで700℃まで昇
温しその温度で3時間保持、続いて昇温速度5℃/mi
nで1250℃まで昇温しその温度で3時間保持と段階
的に焼成し、これを室温まで炉冷して長繊維状の単繊維
体を得た。この長繊維状繊維体はフッ素を含むアパタイ
トからなり、表面が極めて平滑なアパタイト繊維体であ
った。
Then, the wound bundle is put into an electric furnace as it is, heated to 700 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min and kept at that temperature for 3 hours, and subsequently heated to 5 ° C./mi.
The temperature was raised to 1250 ° C. with n, and the temperature was maintained for 3 hours, followed by stepwise firing. The long fibrous body was made of apatite containing fluorine and had an extremely smooth surface.

【0090】[0090]

【実施例7】上記製造例5で得られた紡糸原液をノズル
(径0.5mm)を備えた容量200mlのシリンダー
中に入れ、シリンダー内のガス圧を調節して600mm
/minの紡糸速度で、製造例10で得られた硬化液
(温度;室温)中へ押し出して紡糸体とした。この紡糸
体の先端を硬化液より取り出し、流水中を通過させ更に
100℃のトンネル炉を通過させた後、巻き取り機にて
巻き取った。
Example 7 The spinning dope obtained in the above Production Example 5 was put into a 200 ml capacity cylinder equipped with a nozzle (diameter 0.5 mm) and the gas pressure inside the cylinder was adjusted to 600 mm.
A spinning body was extruded into the curing liquid (temperature; room temperature) obtained in Production Example 10 at a spinning speed of / min. The tip of this spinning body was taken out from the curable liquid, passed through running water, further passed through a tunnel furnace at 100 ° C., and then wound by a winder.

【0091】次いで巻き取った束をそのまま電気炉に入
れて大気下、昇温速度5℃/minで700℃まで昇温
しその温度で3時間保持、続いて昇温速度5℃/min
で1250℃まで昇温しその温度で3時間保持と段階的
に焼成し、これを室温まで炉冷して長繊維状の単繊維体
を得た。この長繊維状繊維体は若干の塩素を含むアパタ
イトからなり、表面がやや凸凹であるが平滑なアパタイ
ト繊維体であった。
Then, the wound bundle is placed in an electric furnace as it is, heated to 700 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min and kept at that temperature for 3 hours, and subsequently heated to 5 ° C./min.
The temperature was raised to 1250 ° C., and the temperature was maintained for 3 hours, followed by stepwise firing, followed by furnace cooling to room temperature to obtain long fiber single fibers. This long fibrous fiber body was made of apatite containing a slight amount of chlorine, and was a smooth apatite fiber body having a slightly uneven surface.

【0092】[0092]

【実施例8】上記製造例6で得られた紡糸原液をノズル
(径0.7mm)を備えた容量200mlのシリンダー
中に入れ、シリンダー内のガス圧を調節して600mm
/minの紡糸速度で、製造例9で得られた硬化液(温
度;室温)中へ押し出して紡糸体とした。この紡糸体の
先端を硬化液より取り出し、流水中を通過させ更に10
0℃のトンネル炉を通過させた後、巻き取り機にて巻き
取った。
Example 8 The spinning solution obtained in the above Production Example 6 was put into a 200 ml capacity cylinder equipped with a nozzle (diameter 0.7 mm), and the gas pressure inside the cylinder was adjusted to 600 mm.
At a spinning speed of / min, the composition was extruded into the curable liquid (temperature; room temperature) obtained in Production Example 9 to obtain a spun body. The tip of this spinning body was taken out from the hardening liquid and passed through running water for 10 more minutes.
After passing through a tunnel furnace at 0 ° C., it was wound by a winder.

【0093】次いで、巻き取った束をそのまま電気炉に
入れて真空下、昇温速度10℃/minで900℃まで
昇温しその温度で3時間保持後、室温まで炉冷し、再度
大気下、昇温速度10℃/minで1250℃まで昇温
しその温度で3時間保持と、焼成雰囲気を替える方法で
焼成し、これを室温まで炉冷して長繊維状の単繊維体を
得た。この長繊維状繊維体は、かなり繊維径が太いにも
かかわらず表面が平滑なアパタイト繊維体であった。
Then, the wound bundle is placed in an electric furnace as it is, heated to 900 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min under vacuum, kept at that temperature for 3 hours, cooled to room temperature, and again in the atmosphere. Then, the temperature was raised to 1250 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min, and the temperature was maintained for 3 hours, followed by firing by a method in which the firing atmosphere was changed, and this was furnace-cooled to room temperature to obtain a long fibrous single fiber body. . The long fibrous body was an apatite fibrous body having a smooth surface although the fiber diameter was considerably large.

【0094】[0094]

【実施例9】上記製造例6で得られた紡糸原液をノズル
(径0.7mm)を備えた容量200mlのシリンダー
中に入れ、シリンダー内のガス圧を調節して600mm
/minの紡糸速度で、製造例9で得られた硬化液(温
度;室温)中へ押し出して紡糸体とした。この紡糸体の
先端を硬化液より取り出し、流水中を通過させ更に10
0℃のトンネル炉を通過させた後、巻き取り機にて巻き
取った。得られた長繊維状の複合繊維体を10cmづつ
に切断し、この切断した紡糸体を100本程度集めてプ
レス型へセットし真空圧縮してブロック状の紡糸体を得
た。
Example 9 The spinning solution obtained in the above Production Example 6 was put into a 200 ml capacity cylinder equipped with a nozzle (diameter 0.7 mm) and the gas pressure inside the cylinder was adjusted to 600 mm.
At a spinning speed of / min, the composition was extruded into the curable liquid (temperature; room temperature) obtained in Production Example 9 to obtain a spun body. The tip of this spinning body was taken out from the hardening liquid and passed through running water for 10 more minutes.
After passing through a tunnel furnace at 0 ° C., it was wound by a winder. The obtained long fibrous composite fiber body was cut into pieces of 10 cm each, and about 100 pieces of the cut spinning bodies were collected, set in a press die and vacuum-compressed to obtain a block-shaped spinning body.

【0095】その後、このブロック状の紡糸体を電気炉
に入れて真空下、昇温速度10℃/minで300℃ま
で昇温しその温度で3時間保持、続いて昇温速度1℃/
minで700℃まで昇温しその温度で3時間保持した
後、炉冷で室温まで降温させ、次に大気下、昇温速度1
0℃/minで1250℃まで昇温しその温度で3時間
保持し、これを室温まで炉冷してブロック状の繊維体を
得た。
Then, the block-shaped spinning body was put in an electric furnace and heated to 300 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min under vacuum and kept at that temperature for 3 hours, followed by a heating rate of 1 ° C./min.
After raising the temperature to 700 ° C. in min and holding it at that temperature for 3 hours, the temperature is lowered to room temperature by cooling the furnace, and then the temperature rising rate is 1 in the atmosphere.
The temperature was raised to 1250 ° C. at 0 ° C./min, the temperature was maintained for 3 hours, and this was furnace-cooled to room temperature to obtain a block-shaped fibrous body.

【0096】[0096]

【比較例1】精製水45.9gにピロリン酸ナトリウム
1.6gとアルギン酸ナトリウム2.5gを加え、よく
撹拌して完全に溶解させて紡糸原液とした。これとは別
に、精製水300gに酢酸カルシウム8gと塩化カルシ
ウム2gとを溶解して、酢酸によりpHを7に調製して
硬化液とした。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 Sodium pyrophosphate (1.6 g) and sodium alginate (2.5 g) were added to purified water (45.9 g), and they were thoroughly stirred and completely dissolved to prepare a spinning dope. Separately, 8 g of calcium acetate and 2 g of calcium chloride were dissolved in 300 g of purified water, and the pH was adjusted to 7 with acetic acid to prepare a hardening liquid.

【0097】上記で得られた紡糸原液20gをノズル径
0.2mmの紡糸機から上記硬化液中に押し出して紡糸
し紡糸体とした。この紡糸体の先端を硬化液より取り出
し、流水中を通過させた後に巻き取り機にて巻き取っ
た。
20 g of the spinning stock solution obtained above was extruded into the above-mentioned hardening solution from a spinning machine having a nozzle diameter of 0.2 mm and spun to give a spun body. The tip of this spinning body was taken out from the curable liquid, passed through running water, and then wound by a winder.

【0098】その後、巻き取った束をそのまま電気炉に
入れて大気下、昇温速度5℃/minで700℃まで昇
温しその温度で3時間保持、続いて昇温速度10℃/m
inで1250℃まで昇温しその時間で3時間保持と段
階的に焼成し、これを炉冷して長繊維状の短繊維体を得
た。この長繊維状繊維体は、副相としてリン酸3カルシ
ウムを含むアパタイトからなり、表面にキューティクル
状の凸凹があるアパタイト繊維体であった。
Then, the wound bundle is put into an electric furnace as it is, heated to 700 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min and kept at that temperature for 3 hours, and subsequently heated to 10 ° C./m.
The temperature was raised to 1250 ° C. in, the temperature was maintained for 3 hours, and the material was calcined stepwise, and this was cooled in a furnace to obtain long fiber-like short fiber bodies. This long fibrous fibrous body was an apatite fibrous body composed of apatite containing tricalcium phosphate as a subphase and having cuticle-like irregularities on the surface.

【0099】<本発明の製造方法で得られたアパタイト
繊維体の評価>上記各実施例及び比較例で得られたアパ
タイト繊維体について、単繊維径、形状、アパタイトの
結晶型、アパタイトの純度(AP純度)、アパタイト中
のCa/Pモル比、相対密度、表面の平滑性、強度を以
下の方法で測定し評価を行った。
<Evaluation of Apatite Fibers Obtained by the Production Method of the Present Invention> Regarding the apatite fibers obtained in each of the above Examples and Comparative Examples, the single fiber diameter, shape, apatite crystal type, and apatite purity ( AP purity), Ca / P molar ratio in apatite, relative density, surface smoothness, and strength were measured and evaluated by the following methods.

【0100】<単繊維径>電子顕微鏡(SEM)観察に
より繊維断面径を測定した。
<Single Fiber Diameter> The fiber cross-sectional diameter was measured by observation with an electron microscope (SEM).

【0101】<形状>得られた繊維体の巨視的形状を示
す。
<Shape> The macroscopic shape of the obtained fibrous body is shown.

【0102】<結晶型>X線回折により単一相を同定し
た。
<Crystal Form> A single phase was identified by X-ray diffraction.

【0103】<Ca/Pモル比>Caは原子吸光法、P
はイオンクロマト法を用いてそれぞれ定量しCa/Pモ
ル比を算出した。理論値は、アパタイトで1.67、リ
ン酸3カルシウムで1.5、ピロリン酸カルシウムで
1.0の値を取る。
<Mo / P molar ratio> Ca is an atomic absorption method, P
Was quantified using the ion chromatography method to calculate the Ca / P molar ratio. The theoretical values are 1.67 for apatite, 1.5 for tricalcium phosphate, and 1.0 for calcium pyrophosphate.

【0104】<AP純度>上記で測定された試料中のC
a量を用いて以下の計算により求めた。Caの理論量
(試料が100%アパタイトである場合のCa量)を試
料中のCa量で除して100を乗じる(単位は%)。
<AP Purity> C in the sample measured above
It was determined by the following calculation using the amount of a. The theoretical amount of Ca (the amount of Ca when the sample is 100% apatite) is divided by the amount of Ca in the sample and multiplied by 100 (unit is%).

【0105】<相対密度>ピクノメーター法で測定した
密度(測定密度)を理論密度で除して100を乗じるこ
とで相対密度(単位は%)を求めた。この値が高いほ
ど、繊維体内のアパタイト粒子が緻密化している。
<Relative Density> The relative density (unit:%) was obtained by dividing the density measured by the pycnometer method (measured density) by the theoretical density and multiplying by 100. The higher this value, the denser the apatite particles in the fibrous body.

【0106】<平滑性>平滑性は、繊維体表面をSEM
を用いて10000倍で観察し、以下の基準により評価
した。
<Smoothness> Smoothness means that the surface of the fiber body is SEM.
Was observed at 10,000 times and evaluated according to the following criteria.

【0107】◎ ; 粒界が不明瞭である ○ ; 粒界が明瞭である △ ; 粒界に隙間がある × ; 粒子が明瞭に観察できる⊚: Grain boundary is unclear ∘: Grain boundary is clear ∆: Grain boundary has gaps ×: Grain can be clearly observed

【0108】<強度>繊維体を指先でつぶしたときの状
態を以下の基準で評価して、強度の評価とした。
<Strength> The state when the fibrous body was crushed with a fingertip was evaluated according to the following criteria to evaluate the strength.

【0109】◎ ; 長い繊維形状のままであった ○ ; 短い繊維形状に分断された △ ; やや紛状になった × ; かなり紛状になった 以上の結果を表3に示す。⊚: Long fiber shape remained ◯: Short fiber shape was divided Δ: Slightly powdery ×: Fairly powdery. The above results are shown in Table 3.

【0110】[0110]

【表3】 [Table 3]

【0111】この結果から明らかなように、本発明の方
法で製造されたアパタイト繊維体は、比較例のアパタイ
ト繊維体に比べて、アパタイト純度が高く、単一の結晶
構造を有し、相対密度が高く、粒子間の連結性がよく強
度があり、繊維体表面の平滑性に優れている。
As is clear from these results, the apatite fiber body produced by the method of the present invention has a higher apatite purity, a single crystal structure, and a relative density as compared with the apatite fiber body of the comparative example. Is high, the connectivity between particles is good, the strength is high, and the smoothness of the surface of the fibrous body is excellent.

【0112】[0112]

【発明の効果】本発明のアパタイト繊維体の製造方法に
よれば、アパタイト純度が高く、且つアパタイト粒子間
の連結性がよいことで十分な強度を有するアパタイト繊
維体を得ることができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the method for producing an apatite fiber body of the present invention, an apatite fiber body having a high degree of apatite purity and good connectivity between apatite particles can be obtained, and thus an apatite fiber body having sufficient strength can be obtained.

【0113】このようなアパタイト繊維体は、骨充填材
等に用いた場合、手術中の操作性を改善できるばかりで
なく、骨形成を促進したり、補強したりする高い効果が
期待できる。
When such an apatite fibrous body is used as a bone filler or the like, not only the operability during surgery can be improved, but also a high effect of promoting or reinforcing bone formation can be expected.

【0114】更に、上記アパタイト繊維体は、これを分
離カラム用充填材として用いた場合、取り扱い易く、分
離能の高い充填材となり得る。
Furthermore, when the apatite fibrous body is used as a packing material for a separation column, it can be a packing material that is easy to handle and has a high separation ability.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水不溶性のカルシウム塩を形成するイオ
ン性有機高分子化合物と水僅溶性リン酸カルシウムと水
とを含む紡糸原液を水溶性カルシウム塩を含有する水溶
液からなる硬化液中で紡糸して水不溶性有機高分子化合
物と水僅溶性リン酸カルシウムとの複合紡糸体を形成
し、得られた複合紡糸体を所望の形状に成型して焼成す
ることを特徴とするアパタイト繊維体の製造方法。
1. A spinning stock solution containing an ionic organic polymer compound forming a water-insoluble calcium salt, a sparingly water-soluble calcium phosphate, and water is spun in a hardening solution composed of an aqueous solution containing a water-soluble calcium salt, and water is added. A method for producing an apatite fiber body, which comprises forming a composite spinning body of an insoluble organic polymer compound and a sparingly water-soluble calcium phosphate, and shaping the obtained composite spinning body into a desired shape and firing.
【請求項2】 前記水僅溶性リン酸カルシウムの水に対
する溶解度が20℃で0.02g/100g以下であ
り、且つその分子内のCa/Pモル比が1.67未満で
あることを特徴とする請求項1記載のアパタイト繊維体
の製造方法。
2. The water-insoluble calcium phosphate has a solubility in water at 20 ° C. of 0.02 g / 100 g or less, and an intramolecular Ca / P molar ratio of less than 1.67. Item 2. A method for producing an apatite fiber body according to Item 1.
【請求項3】 前記成型工程において、複合紡糸体を単
繊維体として成型することを特徴とする請求項1又は2
に記載のアパタイト繊維体の製造方法。
3. The composite spinning body is molded as a single fiber body in the molding step.
The method for producing an apatite fiber body according to.
【請求項4】 前記成型工程において、複合紡糸体を繊
維の集合体として成型することを特徴とする請求項1又
は2に記載のアパタイト繊維体の製造方法。
4. The method for producing an apatite fiber body according to claim 1, wherein the composite spinning body is formed as an aggregate of fibers in the forming step.
【請求項5】 前記繊維の集合体がシート状、綿状又は
ブロック状であることを特徴とする請求項4記載のアパ
タイト繊維体の製造方法。
5. The method for producing an apatite fiber body according to claim 4, wherein the aggregate of fibers has a sheet shape, a cotton shape, or a block shape.
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