JPS58190807A - カルシウム−リン系アパタイトの製造方法 - Google Patents

カルシウム−リン系アパタイトの製造方法

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JPS58190807A
JPS58190807A JP7021682A JP7021682A JPS58190807A JP S58190807 A JPS58190807 A JP S58190807A JP 7021682 A JP7021682 A JP 7021682A JP 7021682 A JP7021682 A JP 7021682A JP S58190807 A JPS58190807 A JP S58190807A
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飯野 信二
Akihiko Nakamura
明彦 中村
Kensaku Maruyama
丸山 謙作
Atsushi Hagimura
厚 萩村
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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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】 本発明は、カルシウム−リン系アパタ(ト(7)新しい
製造方法の発明である。
一般に、アパタイトとは、一般式M2)。(ZO:つ、
Y;で表わされる化合物を言い、この式で Mは、Ca、 Pb1Ba、 Sr、 Mg、 Ni、
Na、 K、 Fe。
A1  その他金属原子を、 20、は、PO4、AsC14、VO2、SO4,51
04、C03その他の酸根を、 Yは、F、  −OH,CI、Br、=0、−C03そ
の他の陰イオン性原子(団)を示す、 広範囲な化合物群の総称である。
本発明においては、上記一般式においてMが実質的にC
aであり、ZO4が実質的にPO,である化合物群を対
象としているので[カルシウム−リン系アパタイト」の
語を用い、これを以下の説明中ではApと略記した。
Apは近年バイオセラミックスの原料として注目され人
工骨や人工歯等への適用が検討されている。さらにはレ
ーザー材料、アルコールの脱水等の触媒、螢光体材料、
電子材料や無機イオン交換体、及び生体親和性のよさを
利用してタンパク質、核酸、酵素、ウィルス等の高分子
物質の分離を目的としたクロマトグラフィー用の充填剤
としても有望視されている。
Apについては古くから多くの文献や特許などにその製
造方法が知られている。主要なものとして次の様なもの
がある。
(1)オートクレーブ中で無水リン酸水素カルシウムと
リン酸を100〜500℃、1〜500気圧の条件下で
約48時間反応させる水熱合成法。
(2) 900〜1300℃の高温でリン酸三カルシウ
ムと酸化カルシウムを水蒸気気流下約3時間反応させる
乾式合成法。
(3)水溶性のリン酸塩とカルシウム塩とを水溶液中3
7℃、pH7〜8で20日以上反応させ、化学量論比に
近ずける湿式合成法。
しかしながら上記(1)の方法も(2)の方法も共に高
温や高圧で反応を行なう為装置が高価なものとなシ、さ
らに装置の操作も複雑かつ消費するエネルギーも莫大な
ものである。(3)の方法においては僅かな条件の違い
により生成物の組成が大きく影響され、さらに化学量論
比組成のApを得るには20日以上という凡そ産業的実
施には考えられない時間を要するので、取扱いや操作が
煩雑となり結果の再現性もよくない。
これらのことから従来の方法では品質の優れたApを実
用的な量定量的に合成する事は非常に困難であった。そ
れ故にAPはその優れた性質が知られているにも拘わら
ず、製造上の難点から高価なものとなり用途が非常に限
られているのが実情である。
本発明者等はかかる状況に鑑みて品位の優れたApを多
量に簡便に得る方法を鋭意研究した結果、本発明に到達
したものである。
即ち本発明は、カルシウム−リン系アパタイトの製造方
法であって、その技術的特徴は特許請求の範囲に記載の
通シであるが水と二相を形成しうる有機溶媒、特には大
気圧下において30℃以上の沸点を有する有機溶媒の一
種以上を含む反応媒体とさらに必要に応じて適当量の水
を反応時に存在させて、カルシウム化合物とリン化合物
とを反応させる技術に関し、この技術によれば常圧下の
比較的低温度で、しかも短時間に再現性良く結晶性に優
れた絆訴会≠埠4粉末のApを得る事が可能である。
本発明を実施するにあたっては、カルシウム化合物とリ
ン化合物を所望のCa /P比に予め反応槽内に仕込み
、適度の水を添加しスラリー化とする。
次に水と二相を形成しうる有機溶媒を加え加熱還流する
。還流時間としては約2時間もあれば十分である。なお
加熱還流時間及び反応槽への有機溶媒を含む原料の仕込
順序は通常上記の通り実施されるが必ずしもこれに限定
する必要はない。
加熱終了後は生成したApが析出しスラリー状となって
いるのでこれを分離すればよい。Ca/P比を適切に選
べば、原料物質が固形物として残溜することはない。分
離方法は通常実施されるr別のみによる方法と、水を有
機溶媒と共に蒸発させた後にApをP別する方法が適用
できる。特に後者では留出した水と有機溶媒に相当する
容量の有機溶媒を加えながら脱水を行い、脱水が終了し
た後有機溶媒とApを1別によシ分離する方法である。
Apの脱水を完全に行いうる点では後者の方法が好まし
い。
本発明において原料とされるカルシウム化合物及びリン
化合物としては、Ca (H2PO4) 2・H2O、
Ca (PO3)2、Ca HP O4、CaHPO4
,2H20SCa2P207、Ca 3 (PO4) 
2、Ca 8H2(PO4) 6 ・5 H2O、Ca
b1CaCI□、Ca (OH)2、Ca Co3、C
aF2、Ca (NO3) 2、Ca (COO) 2
等が使用可能である。しかしながらこれらの化合物は本
発明において使用可能な原料の一部であってこれらに限
定する必要はない。上記の化合物の2種類以上を適宜選
択してカルシウムとリンの原子比(Ca/P)が130
乃至190となる様に配合すれば好条件で本発明を実施
することが出来る。
使用する原料は用途・目的に応じて選択するとよく、例
えばフッ素を一部に含むカルシウム−リン系アパタイト
を得たい時にはCaF2 を使用すればよい。また塩素
を一部に含むカルシウム−リン系アパタイトの場合はC
aCl2を使用すればよく、これらハロゲン化合物を用
いずにヒドロキシアパタイトを得ることも出来る。
使用するカルシウム化合物及びリン化合物の純度が高い
程、純度の高い製品が得易く好ましいが、本発明の実施
に特に純度の高い原料を求められるものではなく目的物
について要求される純度に応じて適当な純度の原料を選
択する余地がある。なお生体材料とする場合にはFe、
 Ni、 Znなどの不純物や重金属その他の生体有害
物の含有量の低い原料を選択することが好ましい。一般
的には工業グレードの原料でも充分に使用できる。
本発明において反応時のカルシウムとリンとの仕込量を
Ca /Pの原子比で130乃至190の範囲、好まし
くは145乃至175の範囲とすると、得られるApの
結晶性が良好でかつ未反応成分が殆んどなくなる利点が
ある。目的とするApの原子比(Ca/P)は、理論的
には5/3であるのでカルシウムとリンの反応時におけ
る原子比も5/3が最適であるはずであるが、実際の反
応に際しては、原子比が上記の範囲内であれば好条件に
Apを合成することができる。さらに、Ca/Pの原子
比が130以下乃至190以上の場合であってもApの
用途の一部、例えば水処理用やイオン交換体等に用いる
場合は、十分な性能のApが得られる事も確認されてい
る。
本発明で使用する有機溶媒は水と二相を形成しうるもの
であればよい。そして大気圧下において30℃以上の沸
点を有するものであれば極めて好都合である。即ち沸点
が30℃未満のものの場合ではカルシウム化合物とリン
化合物との反応に長時間を要することとなシ、比較的短
時間で反応を完結出来るという本発明の特徴が失なわれ
好ましくない。
状態変数の選択によシ上記の有機溶媒の適否が異なる場
合もありうるが、一般的に本発明の実施に好都合な有機
溶媒としてはベンゼン、トルエン、キシレン、ペンタン
、ヘプタン、オクタン、テヵン、各種石油ナフサや工業
ガソリン等の芳香族及び脂肪族炭化水素類、1so−ブ
タノール、n−アミルアルコール等のアルコール類、エ
チルエーテル、エチルブチルエーテルや各種セルソルブ
類、カルピトール類のうち水と二相を形成するもの等の
エーテル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケ
トン等のケトン類が挙げられる。これらは本発明におい
て使用可能な有機溶媒の一例にすぎずこれらに限定する
趣旨ではない。
有機溶媒の添加量はその種類、反応時のカルシウム、リ
ン両化合物の種類、反応時の攪拌条件などによりそれぞ
れ適正値が異なるが、いずれの条件においてもスラリー
濃度として50%以下となる量を添加することが好まし
い。
既述の様に従来のApの製造方法が高温、高圧、長時間
、最適pH値の調整を要する等によるエネルギーの莫大
な消費、及び、煩雑な操作、高価な装置を必要とするの
に対し、本発明では有機溶媒を共存させ、低温で反応さ
せて、得られた結晶をf別、乾燥する方法のみであるの
で、熱エネルギーの消費も極めて少なく、また製造装置
も簡素でかつ安価なものですみ、通常のガラスまたはス
テンレス製の材質でも充分である。
以上のように従来法では簡便には困難であったAPを、
本発明では安価に再現性よく定量的に製造する事を可能
にしたもので工業的に大きな価値がある。
以下実施例により本発明をさらに明確に説明するが、本
発明はその要旨に変更がない限りこれにより限定される
ものではない。
実施例1 リン酸水素カルシウム・2水塩(リン酸2カルシウム・
2水塩)103.2Of、水酸化カルシウム28.12
r、水60 fI、  n −’へ7タ7400 f’
Ikl−eのフラスコに仕込み、攪拌しながら昇温させ
還流温度(35℃)以下で約2時間加熱した後、反応系
内の水分とn−ペンタンを蒸発させ、留出したn−ペン
タンと水に相当する容量のn−ペンタンを系内に加えな
がら脱水を行なった。脱水が進行するに従って内温か上
昇し内・温が36℃を越えた時点で加熱を中止して、冷
却後生成物(沈殿)を溶媒よりt別しこれを乾燥して白
色の粉末を得た。この粉末のX線回折図を第1図に示す
第1図よシ明らかなように回折角度2θ−317,32
2,328に主ピークを有し、ASTMカード9−43
2に記載のヒドロキシアパタイトの特性回折ピークと一
致した。
実施例2〜8 リン酸水素・カルシウム・2水塩、無水リン酸水素カル
シウム、無水リン酸3カルシウム、炭酸カルシウム、水
酸化カルシウム、水、有機溶媒を第1表に示しだそれぞ
れの条件で仕込み、第1表に示しだ以外の条件について
は実施例1と同様な操作により本発明のカルシウム−リ
ン系アバタイl−を得た。
第1表に併記した結果のように、本発明の技術によりい
ずれも200℃以下の比較的低温度で、しかも短時間で
カルシウム−リン系アパタイトが定量的に得られた。
なお、第1表に記したツルペッツ≠50とは、エッソス
タンダード石油側製の芳香族系溶剤である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施(実施例1)によって得られた
カルシウム−リン系アパタイトのX線回折図をそのま壕
トレースしたものである。 特許出願人 三井東圧化学株式会社 3 手  続  補  正  書 昭和57年 3−月37日 特許庁長官 島 1)春 樹 殿 1事件の表示 昭和57年特許願第70216号 2発明の名称 カルシウム−リン系アパタイトの製造方法3補正をする
者 4補正命令の日付 (自発補正) 6補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 7、補正の内容 (1)  明細書第2頁第4行「 OHjを「OH」と
訂正する。 (2)  明細書第6頁第1行「としては、」の次に「
H3PO4、」を補充する。 (3)  明細書第11頁第2行「リン酸水素骨カルシ
ウム・2水塩」を[リン酸水素カルシウム・2水塩」と
訂正する。 (4)明細書第11頁下から第3行「#50」を「#1
50」と訂正する。 。 (5)明細書第12頁第1表において、実施例3の還流
温度の欄の記載「93」を173」と訂正する。 特許出願人 三井東圧化学株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (])水と二相を形成しうる有機溶媒を含む反応媒体中
    でカルシウム化合物とリン化合物とを反応させる事を特
    徴とするカルシウム−リン系アパタイトの製造方法。 (2)有機溶媒が大気圧下で30℃以上の沸点を有する
    化合物である事を特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の方法。 (3)カルシウムとリンの原子比をCa/Pとして1.
    30乃至190の範囲で行なう事を特徴とする特許請求
    の範囲第1項又は第2項に記載の方法。
JP7021682A 1982-04-28 1982-04-28 カルシウム−リン系アパタイトの製造方法 Granted JPS58190807A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59107912A (ja) * 1982-12-14 1984-06-22 Mitsui Toatsu Chem Inc 炭酸含有ヒドロキシアパタイトの製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4265867A (en) * 1980-06-20 1981-05-05 Arcanum Corporation Preparation of dicalcium phosphate

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