JPS59203728A - 炭酸カルシウム結晶の製造方法 - Google Patents
炭酸カルシウム結晶の製造方法Info
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、炭酸カルシウム結晶の製造方法、詳しくは炭
酸イオンを含む水溶液とカルシウム化合物の水性液とを
接触させ、所謂水溶液反応によって、炭酸カルシウム結
晶を得る方法の改良に関し、その目的とする所は、単一
形状の均一な結晶を選択的に高収率で収得する点にある
。
酸イオンを含む水溶液とカルシウム化合物の水性液とを
接触させ、所謂水溶液反応によって、炭酸カルシウム結
晶を得る方法の改良に関し、その目的とする所は、単一
形状の均一な結晶を選択的に高収率で収得する点にある
。
従来より例えばカルシウム塩水溶液に炭酸アルカリ水溶
性を加え、之等の水溶液反応によって炭酸カルシウム結
晶が得られることはよく知られている。しかしながら上
記水溶液反応により得られる結晶は、通常カルサイト型
の平行六面体形状、球形状、楕円形状、アラゴナイト型
の紡鍾形状、バテライト型の球形状等の各種の結晶構造
及び形状を有する混合物であり、しかも夫々の結晶自体
それらの大きさ、形状にばらつきが著しく、均一性がな
く、従って用途に制約を受けたり、用途に応じて更に篩
分は等の整粒操作を行なう必要があった。また上記通常
の水溶液反応では、結晶は反応容器壁から発生する割合
が大きく、かかる結晶は特定方向にのみ成長し、均一性
に劣ると共に、その収率を低下させる原因となっていた
。
性を加え、之等の水溶液反応によって炭酸カルシウム結
晶が得られることはよく知られている。しかしながら上
記水溶液反応により得られる結晶は、通常カルサイト型
の平行六面体形状、球形状、楕円形状、アラゴナイト型
の紡鍾形状、バテライト型の球形状等の各種の結晶構造
及び形状を有する混合物であり、しかも夫々の結晶自体
それらの大きさ、形状にばらつきが著しく、均一性がな
く、従って用途に制約を受けたり、用途に応じて更に篩
分は等の整粒操作を行なう必要があった。また上記通常
の水溶液反応では、結晶は反応容器壁から発生する割合
が大きく、かかる結晶は特定方向にのみ成長し、均一性
に劣ると共に、その収率を低下させる原因となっていた
。
本発明者は、かかる現状に鑑み、単一形状の均一な結晶
を選択的にしかも高収率で得る方法を提供することを目
的として鋭意研究を重ねた。その結果、上記水溶液反応
を超音波照射下に行なう時には、原料の種類、濃度等に
拘らず、反応温度条件に応じて所望の単−結晶構造及び
形状を有する均斉な目的結晶を高収率で収得できること
を見い出し、ここに本発明を完成するに至った。
を選択的にしかも高収率で得る方法を提供することを目
的として鋭意研究を重ねた。その結果、上記水溶液反応
を超音波照射下に行なう時には、原料の種類、濃度等に
拘らず、反応温度条件に応じて所望の単−結晶構造及び
形状を有する均斉な目的結晶を高収率で収得できること
を見い出し、ここに本発明を完成するに至った。
即ち本発明は、炭酸イオンを含む水溶液とカルシウム化
合物の水性液とを接触反応させて炭酸カルシウム結晶を
得るに当り、上記反応を超音波照射下に行なうことを特
徴とする炭酸カルシウム結晶の製造方法に係る。
合物の水性液とを接触反応させて炭酸カルシウム結晶を
得るに当り、上記反応を超音波照射下に行なうことを特
徴とする炭酸カルシウム結晶の製造方法に係る。
本発明方法によれば反応温度に応じて、単一形状の炭酸
カルシウム結晶が選択的に収得できる。
カルシウム結晶が選択的に収得できる。
即ち反応液温を約58〜90°C1好ましくは約60〜
80℃の範囲に保持すればアラゴナイト型針状結晶が、
約86〜57°C1好ましくは約40〜55℃に保持す
ればアラゴナイト型紡鐘形状結晶が、約18〜85°C
1好ましくは約20〜80°Cに保持すればカルサイト
型立方体形状結晶が、また約17℃以下、好ましくは約
10〜15℃とすればバテライト型球状結晶が、夫々選
択的に収得できる。また本発明方法によれば、反応容器
壁からの結晶の発生、成長が抑制され、結晶形状がより
一層均−なものとなり、しかも生成結晶の収率も極めて
向上する利点がある。このように本発明方法は単に反応
温度を制御するのみで、その用途に応じた単一形状の目
的結晶を容易に、選択的にしかも高収率で収得できるも
のであり、工業的実施に非常に有効なものである。
80℃の範囲に保持すればアラゴナイト型針状結晶が、
約86〜57°C1好ましくは約40〜55℃に保持す
ればアラゴナイト型紡鐘形状結晶が、約18〜85°C
1好ましくは約20〜80°Cに保持すればカルサイト
型立方体形状結晶が、また約17℃以下、好ましくは約
10〜15℃とすればバテライト型球状結晶が、夫々選
択的に収得できる。また本発明方法によれば、反応容器
壁からの結晶の発生、成長が抑制され、結晶形状がより
一層均−なものとなり、しかも生成結晶の収率も極めて
向上する利点がある。このように本発明方法は単に反応
温度を制御するのみで、その用途に応じた単一形状の目
的結晶を容易に、選択的にしかも高収率で収得できるも
のであり、工業的実施に非常に有効なものである。
本発明方法において水溶液反応させる一方の原料とする
炭酸イオンを含む水溶液としては、アルカル金属の炭酸
塩例えば炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カ
リウム、炭酸水素カリウム等の他炭酸アンモニウム、炭
酸等の水溶液を例示することができる。2等水溶液は、
その使用濃度においては特に制限はなく、約0.000
1Mから飽和溶解度の範囲の濃度で適宜に選択使用でき
る。
炭酸イオンを含む水溶液としては、アルカル金属の炭酸
塩例えば炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カ
リウム、炭酸水素カリウム等の他炭酸アンモニウム、炭
酸等の水溶液を例示することができる。2等水溶液は、
その使用濃度においては特に制限はなく、約0.000
1Mから飽和溶解度の範囲の濃度で適宜に選択使用でき
る。
他方の原料とするカルシウム化合物の水性液全構成する
カルシウム化合物としては、カルシウムの塩化物、水酸
化物、リン酸塩等の他力ルシウム8− の有機酸塩例えば酢酸塩、乳酸塩、グルタミン酸塩、ア
スパラギン酸塩、アスコルビン酸塩、パントテン酸塩、
グリセロリン酸塩等の水可溶性乃至難溶性の化合物を例
示することができる。之等各化合物はその種類に応じて
水溶液乃至水懸濁液等の水性液の形態で本発明に利用で
きる。水溶液形態での利用に当り、用いられる濃度は一
般に約0.0001Mから飽和溶液までの任意のものと
することができる。また水懸濁液は、通常滴下、撹拌等
により上記炭酸イオンを含む水溶液との均一な接触が行
ない得る限り特にその濃度に制限はない。
カルシウム化合物としては、カルシウムの塩化物、水酸
化物、リン酸塩等の他力ルシウム8− の有機酸塩例えば酢酸塩、乳酸塩、グルタミン酸塩、ア
スパラギン酸塩、アスコルビン酸塩、パントテン酸塩、
グリセロリン酸塩等の水可溶性乃至難溶性の化合物を例
示することができる。之等各化合物はその種類に応じて
水溶液乃至水懸濁液等の水性液の形態で本発明に利用で
きる。水溶液形態での利用に当り、用いられる濃度は一
般に約0.0001Mから飽和溶液までの任意のものと
することができる。また水懸濁液は、通常滴下、撹拌等
により上記炭酸イオンを含む水溶液との均一な接触が行
ない得る限り特にその濃度に制限はない。
好ましい水懸濁液としては例えば石灰乳等を例示するこ
とができる。
とができる。
本発明の上記炭酸イオンを含む水溶液とカルシウム化合
物の水性液との接触反応は、これを超音波照射下に実施
することを除き、通常の方法に従い実施できる。即ち一
方の原料液を適当な容器に入れ、これに他方の原料液を
適当な温度条件下、4− 通常撹拌下に滴下することにより行なわれる。上記接触
反応の温度条件は通常的5〜95℃の範囲内で適宜に決
定され、この範囲内の所定の温度条件を採用することに
よって、前述した通り、該温度に応じて得られる結晶の
形状等が基本的に決定される。また上記接触は、通常好
ましくは二種の原料液が相互に速やかに均一混合され、
部分的な反応液の濃度差が生じないような適当な撹拌操
作下に行なわれるのがよい。該撹拌操作は、例えば通常
の回転羽根等を利用する方法により行なわれてもよいが
、好ましくは反応液に部分的な乱流状態が生ずる如き操
作、例えば約1〜100OH2の低周波振動を発する撹
拌装置を用いて行なわれるのがよい。更に一方の原料液
中への他方の原料液の滴下は、通常約60〜20000
m6/時間、好ましくは約100〜2500m1/時間
の速度で行なわれるのが望ましい。この滴下操作により
次第に所望結晶が発生、成長するが、結晶の発生が始ま
るまでは、上記範囲でできるだけ滴下速度を遅延させ、
その後の結晶成長時には滴下速度を速めるのが好ましい
。
物の水性液との接触反応は、これを超音波照射下に実施
することを除き、通常の方法に従い実施できる。即ち一
方の原料液を適当な容器に入れ、これに他方の原料液を
適当な温度条件下、4− 通常撹拌下に滴下することにより行なわれる。上記接触
反応の温度条件は通常的5〜95℃の範囲内で適宜に決
定され、この範囲内の所定の温度条件を採用することに
よって、前述した通り、該温度に応じて得られる結晶の
形状等が基本的に決定される。また上記接触は、通常好
ましくは二種の原料液が相互に速やかに均一混合され、
部分的な反応液の濃度差が生じないような適当な撹拌操
作下に行なわれるのがよい。該撹拌操作は、例えば通常
の回転羽根等を利用する方法により行なわれてもよいが
、好ましくは反応液に部分的な乱流状態が生ずる如き操
作、例えば約1〜100OH2の低周波振動を発する撹
拌装置を用いて行なわれるのがよい。更に一方の原料液
中への他方の原料液の滴下は、通常約60〜20000
m6/時間、好ましくは約100〜2500m1/時間
の速度で行なわれるのが望ましい。この滴下操作により
次第に所望結晶が発生、成長するが、結晶の発生が始ま
るまでは、上記範囲でできるだけ滴下速度を遅延させ、
その後の結晶成長時には滴下速度を速めるのが好ましい
。
本発明方法は、上記接触反応を、超音波照射下に実施す
ることを特徴とする。この超音波照射は、通常の超音波
発振器を用いて、該発振器もしくはその一部例えばコー
ン等を直接反応系内に浸漬するか又は上記発振器より発
生する音波を適当な媒体例えば水等を介して反応系に作
用させる方法等の各種方法により実施できる。用いられ
る超音波発振器は、人の可聴域以上の高い周波数例えば
10 KH2以上の音波を発生できる限り特にその出力
、形式等に限定はなく、平板型、リング型、円柱型等の
各種のものをいずれも利用できる。
ることを特徴とする。この超音波照射は、通常の超音波
発振器を用いて、該発振器もしくはその一部例えばコー
ン等を直接反応系内に浸漬するか又は上記発振器より発
生する音波を適当な媒体例えば水等を介して反応系に作
用させる方法等の各種方法により実施できる。用いられ
る超音波発振器は、人の可聴域以上の高い周波数例えば
10 KH2以上の音波を発生できる限り特にその出力
、形式等に限定はなく、平板型、リング型、円柱型等の
各種のものをいずれも利用できる。
本発明に好適に利用される超音波の周波数も上記10
KH2以上であればよく、好ましくは約15〜50 K
Hz の範囲とするのがよい。
KH2以上であればよく、好ましくは約15〜50 K
Hz の範囲とするのがよい。
かくして超音波照射下での水溶液反応により、所望の炭
酸カルシウム結晶を収得できる。
酸カルシウム結晶を収得できる。
以下本発明を更に詳しく説明するため実施例を挙げる。
尚各実地側においては、超音波発振器として米国ブラン
ソン・クリーニング・イクイップメント・カンパニー社
製モデル−812(100V−40W)型超音波洗浄器
を利用し、その浴槽に水を入れ、この水中に反応容器を
浸漬して該容器内で反応を行なった。
ソン・クリーニング・イクイップメント・カンパニー社
製モデル−812(100V−40W)型超音波洗浄器
を利用し、その浴槽に水を入れ、この水中に反応容器を
浸漬して該容器内で反応を行なった。
実施例1
炭酸アンモニウム8fを500 mlの水に溶解した溶
液を反応容器に入れ、これを60±2℃に保った超音波
浴槽に浸漬する。
液を反応容器に入れ、これを60±2℃に保った超音波
浴槽に浸漬する。
28〜80 KH2の超音波照射下に、上記反応容器中
に回転羽根(8枚、2段、直径4cm、回転速度100
0/分)による撹拌下、塩化゛カルシウム1fを200
mlの水に溶解した溶液をマイクロピペットを用いて
、まず1時間当り50 ml の速さで反応液が白濁す
るまで(約5m1)滴下し、引き続き1時間当り200
mllの速さで滴下する。
に回転羽根(8枚、2段、直径4cm、回転速度100
0/分)による撹拌下、塩化゛カルシウム1fを200
mlの水に溶解した溶液をマイクロピペットを用いて
、まず1時間当り50 ml の速さで反応液が白濁す
るまで(約5m1)滴下し、引き続き1時間当り200
mllの速さで滴下する。
滴下開始より60分後に、直径1〜2μm、長さ40〜
50μmのアラゴナイト型針状炭酸カルシウム結晶約0
.85Fを得る。収率94%。
50μmのアラゴナイト型針状炭酸カルシウム結晶約0
.85Fを得る。収率94%。
尚上記形状は偏光顕微鏡により観察したものであり、ま
た得られた結晶がアラゴナイト型炭酸カルシウムである
ことは、粉末X線回折法により確認された。
た得られた結晶がアラゴナイト型炭酸カルシウムである
ことは、粉末X線回折法により確認された。
得られた針状炭酸カルシウム結晶を、水酸化ナトリウム
により中和したリン酸を含んだ80°Cの水溶液に4時
間浸漬しておくと、その形状を保ったまま、水酸アパタ
イトになった。これは針状形態を有する所から、人工骨
、人工歯根材料等の原料として有用である。
により中和したリン酸を含んだ80°Cの水溶液に4時
間浸漬しておくと、その形状を保ったまま、水酸アパタ
イトになった。これは針状形態を有する所から、人工骨
、人工歯根材料等の原料として有用である。
実施例2
実施例1において液温を80±2°Cに保持する以外は
同様にする。その結果滴下開始80分後に、粉末X線回
折法及び偏光顕微鏡観察により同一形状を有するアラゴ
ナイト型針状炭酸カルシウム結晶o、sayを得た。収
率92%。
同様にする。その結果滴下開始80分後に、粉末X線回
折法及び偏光顕微鏡観察により同一形状を有するアラゴ
ナイト型針状炭酸カルシウム結晶o、sayを得た。収
率92%。
実施例8
実施例1において塩化カルシウムに代え、等モル量の乳
酸カルシウムを用い、同様の操作を繰返した。その結果
滴下開始より100分後に、偏光顕微鏡による観察の結
果直径1〜8μm、長さ40〜50μmのアラゴナイト
型針状炭酸カルシウム結晶0.85Fを得た。収率94
%。
酸カルシウムを用い、同様の操作を繰返した。その結果
滴下開始より100分後に、偏光顕微鏡による観察の結
果直径1〜8μm、長さ40〜50μmのアラゴナイト
型針状炭酸カルシウム結晶0.85Fを得た。収率94
%。
実施例4〜13
下記第1表に示す、炭酸イオンを含む水溶液の所定量及
びカルシウム化合物水性液の所定量を用い、同表に示す
温度及び添加速度条件下に、実施例1と同様の超音波照
射下での水溶液反応を行なった。
びカルシウム化合物水性液の所定量を用い、同表に示す
温度及び添加速度条件下に、実施例1と同様の超音波照
射下での水溶液反応を行なった。
1
上記により得られた各炭酸カルシウム結晶の結晶構造、
形状及び収率を下記第2表に示す。
形状及び収率を下記第2表に示す。
−
比較例1
実施例1において、超音波照射を行なうことなく、同様
にして炭酸カルシウム結晶を得た。このものはカルサイ
ト型とアラゴナイト型との混合物であり、またその形状
は立方体状、針状、紡鍾状の混合されたものであった。
にして炭酸カルシウム結晶を得た。このものはカルサイ
ト型とアラゴナイト型との混合物であり、またその形状
は立方体状、針状、紡鍾状の混合されたものであった。
混合物を構成する各結晶の大きさは以下の通りであった
。
。
立方体状:2〜20μm
針 状 : 巾1〜8μm 、長さ10〜40μm
μm状 二巾2〜5μm、長さ10〜50μmまた炭酸
カルシウム結晶全体の収率は74%であった。
μm状 二巾2〜5μm、長さ10〜50μmまた炭酸
カルシウム結晶全体の収率は74%であった。
(以上)
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代理人 弁理士 三 枝 英 二’;?=、、、
’7−14=
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Claims (1)
- ■ 炭酸イオンを含む水溶液とカルシウム化合物の水性
液とを接触反応させて炭酸カルシウム結晶を得るに当り
、上記反応を超音波照射下に行なうことを特徴とする炭
酸カルシウム結晶の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7974283A JPS59203728A (ja) | 1983-05-06 | 1983-05-06 | 炭酸カルシウム結晶の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7974283A JPS59203728A (ja) | 1983-05-06 | 1983-05-06 | 炭酸カルシウム結晶の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59203728A true JPS59203728A (ja) | 1984-11-17 |
JPH0367969B2 JPH0367969B2 (ja) | 1991-10-24 |
Family
ID=13698667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7974283A Granted JPS59203728A (ja) | 1983-05-06 | 1983-05-06 | 炭酸カルシウム結晶の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59203728A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1983
- 1983-05-06 JP JP7974283A patent/JPS59203728A/ja active Granted
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