JPS5957971A - 鉱物系繊維−アパタイト系焼成複合体 - 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】 本発明は、鉱物系繊維−アバタイ１へ系焼成複合体に関
づる。詳しくは、有効けの鉱物系繊維材料とマトリック
ス量のアパタイト（々ｆましくは水酸アパタイト）とを
含む焼成複合体およびその製法に関する。

本発明による焼成複合体は、必須原わ１として、本質的
に補強祠としての鉱物系繊維材料；Ｊ３よびマ［〜リッ
クス（Δとしての低温度にて焼成した焼結アバタイ１−
から構成されるものである。該原料に関して、鉱物系繊
維は工業原料どして各種のものが開発されそして市販さ
れている。従来、複合祠の強化祠としての例えばガラス
ＩＪｉ賄の用途は、特殊な有機合成樹脂材料との重く縮
）金砂化複合材に主に指向されてきた。アパタイト原料
としては、水酸アパタイト、炭酸アバタイ１〜、フッ素
アパタイトおよびｉ’ＦＪｌｌ索アパタイトが代表的に
挙げられる。

これらのアバタイ（へそして特に水酸アバタイ１〜の高
温度焼成法が提案されてきた。しかし、一般的に従来の
高温１．ｊ独焼結体は、それらの焼結体結晶描３２Ｉ香
に１車内して、６強ＩＣ［（特に衝撃および曲げ）およ
び粗大な空孔等に問題があった。例えば、水酸アパタイ
トの甲独焼結払としては、湿式または、乾式法によって
製造した水酸アパタイトを、非加Ｉ■または加Ｌｒ干に
１２００℃±　１００℃程度で焼結する各方法が知られ
ている。しかし、水酸アパタイトを本発明にお（−）る
ように７１−リツクス材として比較的低温Ｌαにて焼成
して使用づることには、本質的に成功し−Ｃいないよう
である。また、別途に単独焼成［７だ）７パタイトを骨
材として４１機樹脂マトリックス中に分散硬化せしめた
非焼成複合材が提案されている。（例えば特開昭５５−
５０３４９号）。

従メζ、主に合成樹脂系複合材の分野にて優れた強化材
どしてガラス繊維等が広く採用されている。

しかし、これらの耐熱性は一般に約８００℃未満であり
、従来の酸化性アバタイ１〜の高温度焼結の技術常識か
らはり・ｊ象外であった。また、例えば炭素繊維々ＡＪ
’ｉｌは、酸索含囲気下またはアパタイト等の高温酸化
ｆ１物質の共存下のその耐熱性が一般に約５００℃程度
であるので、全く対象外の存在であった。

前記のように従来の単独焼成アバタイ１−には各強電、
靭性、均質多孔性等に問題があるので、本発明者はこれ
を７トリツクス祠とした低温度焼成複合体について研究
開発を行った。づなわち、従来から合成樹脂複合材用と
して優れた性能を６丈る鉱物系繊維材料を用いて、アバ
タイｉ〜を特定の焼成条４ｉ＋にて該強化材料の耐熱性
温度範囲で焼結して、焼成複合体を製造することに指向
した。従来の単独アパタイト焼結体の技術常識によれば
、このよ・うに焼成温度を低下させると実質的に焼結不
可能であるかまたは困難ながら可能どしても焼結体の強
度等が必然的に低下りると考えられていた。これに関連
して、本発明者はアパタイトの結晶水そして望ましくは
更にイｑ＠水等に由来づる水蒸気の存在下に加圧下でア
バタイ１−を低温度にて焼成づることによって、充分な
強度等を右するマトリックス材どしてのアパタイト焼結
体を製造し得る可能性を見出した。

当初（よ、補強＋ＡＪ°３１として優れているが比較的
入手し易いカラス織材１および比較的安価な卑金属の繊
卸舊を用いる焼成複合材について検討したが、約７００
　”Ｃの力に成濡度では予期した程の物性は認めＩうれ
４Ｔい（ｋ　Ｊｊ　、卑金属繊維は使用中の腐蝕および
金１バの流出の問題もある）。当然、更に低い焼成潅１
度を採用しても大差がないものと予想されたが、念のた
めガラス繊維または炭素繊維を補強材どして、イしてア
パタイトをマトリックス材として１重用してそれぞれ４
００℃未満Ｊ３よび５００°Ｃ未満の焼成温度（−（Ｉ
Ｉ］究した結果、全く、意外にも、浸れた物１１１を右
りる複合体の開発に成功した。

この１１１！山については充分には解明されていないが
、約７００℃の焼成温度にてガラス繊維または卑金属繊
紺雪はアバタイ１〜に対して物理的かつ化学的に親和性
を右づるため、両者の複合材の焼成時に劣化すると共に
両者が充分に密着して両者間に外力に対づる滑りの余裕
がなくなるためと思考される。これに反して、該繊維類
はアパタイトに対して物理的には充分１＞親和性を有Ｊ
るが、本発明の複合体の焼成条件にて化学的には全くも
しくは実質的に不活性である。従って、本発明による焼
成複合体にＪｊいては画成分間に消りの余裕が若Ｔ存在
するために、特に衝撃および曲げ等の強電に優れた複合
体が予想外にも１【１られるものど思わ１される。なお
、このことは、従来の繊維材料と合成樹脂との樹脂複合
材においてｕｉ　ＩＩＩ材料にイ」首促進剤を適用する
など両成分の密着親和性が重視されている事実から意外
であるが、７トリツクスが樹脂の場合には該樹脂自体が
若干の可撓性等を右するので、上記のような問題はなか
ったものと思考される。

本発明の一目的は、各種の強度および必要に応じて適度
の微孔性を有する鉱物系繊維−アパタイト系焼成複合体
ならびにその製法をＪｊＨ供Ｊ−ることである。本発明
の別の目的は、本発明の複合体の優れた物性を有利に利
用した後記の広い用途に適合した焼成複合体材料を提供
することである。その伯の目的は、以下の記述から明ら
かとなるであろう。

従７＞て、本発明の焼成複合体は、有効ｍの鉱物系繊維
材料および該材料と密接して焼成された７１−リックス
吊の焼結アバタイ１〜を含むことを特徴とする、鉱物系
繊組−アパタイ１〜系焼成複合体く田ンボジッ１へ）で
ある。該焼成複合体中の鉱物系繊維［材料は、実質的に
非変性の状態にて存在することを史に特徴と覆る。

ここに、右効吊の鉱物系繊組材料とは、焼成複合体を補
強Ｊ−るために有効な■でありかつマトリックスである
焼成アパタイトによって複合体として結合されＩＵる範
囲の計の該材料を意味する。マトリックス酪のう′パタ
イトとは、該鉱物系繊維材料を結合させて複合体となし
得る範囲の量のアバタイ１〜を意味する。該鉱物系繊維
材料とアバタイ１〜との有効１社対！トリックス量の関
係は、該鉱物系繊維の密度にも依存するが重量％にてほ
ぼ、一般的に（）、５・〜７０％対９９．５〜３０％、
通常は１〜５０％対９９〜５０％、りｆましくは２〜４
０％対９８〜６０％、更に好ましくは５〜３０％対９５
〜７０％、そして典型的には７〜２：ｉ％対９３〜１５
％程度である。なＪ′３、本発明の焼成複合体は、その
物性を実質的にぞこな４つない限り、焼成、加］二およ
び使用の緒条（′１にて実質的に不活性な小量の任意月
刊（例えば着色剤、充填材等）を当然含有することがで
きる。

本発明に本質的に補強材として使用−する鉱物系繊維材
料は、補強材としＵ　’＋Ｈ足な強度を看し、かつ水分
の存在下で約１０００℃未満〜約１５０°Ｃぞして好ま
しくは約８００℃未満〜約１７０℃の温度にて０．５時
間以上、アパタイト材料と密接して焼成しても実質的に
変性しない鉱物系く無機系または金属系）の繊維材わｌ
を包含ザる。本発明に好ましい該繊維材料（上記の焼成
条件での実質的に変性しない温度を何記する）としては
、ムライ１−（約８００℃以下）、炭化珪素（約８００
℃以下）、炭素（約５００℃以′Ｆ）、アパタイトガラ
ス（約７５０℃以下）ガラス好ましくは耐アルカリ性ガ
ラス〈約５００℃以下）、ならびにヂッ化珪素（約５０
０℃以下リカ（約１５００℃以下）、アルミノ（約１３
００℃以下）等の各繊維が代表的に例示される。更に、
該材料として無機系の元素または化合物を被着（例えば
蒸着）さμに被覆金属繊組が例示され、例えばタングス
テン線にホウ素を蒸着させたホウ素繊維もイ」利に使用
てさる。これらの材料は単独または任意の混合物としく
使用できる。なＪ５、該繊維材料はこれらの例示に限定
されない。該鉱物系ｍｕ材料の形態おＪ：び）］法に関
して、従来のガラス繊維−合成樹脂複合（Δ等の技術常
識を適用することができる。例えば、該鉱物系繊維材料
は、短繊維、長縁紺、Ｉｌｉ肩１糸、繊紺束、ウール状
繊維、不織布および７／または織布等の形態であること
ができる。

イｒお、知謀ｔ（ｆの場合、繊維長が焼結アパタイトの
結晶よりも長いことが望ましい。

本発明の焼成複合体におりる該鉱物系繊１１材１１の方
向性は、目的Ｊ３よび用途に応じて、マトリックスであ
る焼成アバタイ１〜中に実質的に−ないし三軸方向に配
向ざＵるか、または実質的に無配向無秩序の状態に存在
さぼることができる。同様に該材料の分布状態は該複合
体マトリックス中にて該繊維材料が実質的に均一に分散
しているか、または該繊郭材料が芯部方向に密（または
疎）で表面方向に疎くまたは密）であることがＣ８る。

本発明において本質的にマトリックス祠としＣ使用づ−
るアパタイトには、代表的に水酸Ｉバタイ１−１炭酸ア
バタイ１〜、フッ素アバタイ１〜Ｊ３よび塩素アパタイ
トおよびこれらの混合物、ならびに複合体の焼成過程に
てこれらのアパタイトに転化される下位単位原料混合物
（本明細１１ではアバタイ（へ前駆体材料という）が含
まれる。

広義にアパタ、イトには下式（１）にて定義されるが△
＋ｏ（ＸＯ４）６７ｍ・・・・・・・・・■（ここにΔ
＝Ｃａ、Ｐｂ、Ｍｎ、Ｎａ、に等；Ｘ＝Ｐ、　Ａｓ　、
　Ｖ、　ｓｉ等；　ＯＩ−１、ＣＯｌ、［、Ｃ１）、 本発明にて使用するアバタイ１〜は更に限定されたもの
であり、その鉱物学定義である基本組成が下式（ＩＩ）
で表わされるものでかつそのカルシウム対リンの原子比
（以下にＣａ／Ｐ比という）が特定の範囲にあるものを
意味づる、 Ｃａ＋ｏ（ＰＯ４）６／ｍ　＋＋＋・＋＋＋ＩＩ［ここ
に７はＯＨ，ＣＯ３、Ｆ、ＣＩの−また（、上ニー以１
−から選はれ、モして１１１４よ■：ミ子価を実質的に
みｊ、二？Ｊ数（例えば２まＩこ（ま１）である］。す
なわら、」式（Ｉｔ）にＪ３いて、該Ｃａ　／　Ｐ比は
必り゛しし化学＋７１論吊＜　　：＋／３　）で゛ある
必要はなく非化学吊論皐（′あってもＪ、く、通常は該
Ｃａ　／Ｐ比が約４、／３〜約１１／６の範囲そしで好
ましくは約９／６−約５〕／３の範囲にあればよい。必
要に応じて、Ｃａ　７／Ｐ比がり１７３未満のアバタイ
１〜に非リン系無機カルシウム化合物（例えば水酸化カ
ルシウム）を均一混合して、該Ｃａ　／Ｐ比を基本組成
である５、／３に近づりることができる。

まｔ、：、式（Ｉ［）で表わされるアバタイｉ〜のＣａ
１Ｊ３　Ｊ、ひＰが不純物ｍまたは小量の他の原子（例
えば式（■）の定義に示ずような）で置換されていても
よい。本明細ｉｎにｄ３いて、上記の式（ＩＩ）の７は
０１１、ＣＯ３、ＦＪ５よびＣ１の一または二双上であ
り１ｑるが、この場合の置換量が最も多いものに従って
、それぞれ水酸アバタイｌ−１炭酸アバタイ１〜、フッ
素アパタイトおよび塩素アバタイ１〜どい・う。これら
のアパタイトはいづれも、同じ六方晶系、空間群Ｃ６３
，／ｍおよび１１位格子中の化学式数に属し、そして実
質的に同等の焼結性および近似した物性を有する。なお
、これらのアバタイｌ〜、は当業省が化学的に合成、ま
たは製品として入手（必要に応じて精製）することが可
能で６’ｉ　Ｚ）。

用途等の観点か１う、本発明にで使用する）′バタイト
は、上式（ＩＩ）においてＺが木質的にｏ　ｉｔ　ｐ；
シである水酸アパタイトおよび、／またはＺの過ｒｌ！
　ｆｆｉ以上が０１−１基であり、そして外聞（好まし
くは１０％未満の小量）が００３Ｍである水酸系アパタ
イトであることが、一般にそして１．＋１に生体用の用
途に好ましい。

本発明の鉱物系繊組−アバタイ１〜系焼成複合体は、有
効ωの上記の鉱物系繊維材料および７トリツクス■の上
記のアパタイトを混合しで、必要に応じて適当量の水分
を存在させて、両者が実質的に密接した状態にて該ＩＪ
ｉ紺月料の実質的に変性温度未満の温度（ただし約り５
０℃〜約１０００℃未満）で加圧下に焼成して該アバタ
イ１〜を実質的に焼結せしめることによって製造できる
。なＪ３、焼成前に両成分の混合物をＢ’、　１１６等
によって所望の形状に予励成形Ｊることムできる。上記
の水分量は、焼成口・）にアバタイｌ−どバ存Ｊる結晶
水以外の（＝Ｉ着水分かアパタイト吊に対しく実質的に
０．０１〜約２５ｔｐ−、ｆｉｉ％でしＣ好ましくは約
０．０５〜約２０重φ％程１αのはである。水分けが多
くなるに従って焼成物の空隙１°ｄが人どなるが、焼結
が促進される傾向もある。約２１）％より多いと圧力が
相対的に低い場合空隙；倉１が一般に過大となる。しか
し、ホットプレス法のよ−うな解放式加熱の場合は、仕
込みの水分ＩＩ・１はＪ、り多くどもよい。

アパタイトの焼結機構については充分には解明されてい
ないが、焼成湿度によってアパタイトが溶解析出し次い
て゛これがからみ合って焼結することに、Ｊζるよ−う
である。この際、圧力が高い程、上記の溶解Ａｌｉ出が
促進される傾向がある。また、密封状態に′（水分が存
在づると、該溶解析出が促進される傾向；ｂある。この
観点から、焼成工程においＣ高ＪＴの採用および適当量
の水分の存在によって、焼成湿度を大「［Ｊに低下させ
ることができる。

なおこれどは別途に、本発明においては両成分を密接さ
せるために、焼成前おにび／または焼成中に少なくもあ
る程度の加圧が望ましい。

本発明にお（プる焼成工程においては、焼成または焼結
の業界にて既知の技術を採用し得る。例えば、ホラｌ−
プレス法、オートクレーブ式等の密封加圧式焼成法、ｊ
ＪＩＩ　ＥＥ下の高周波加熱法、等圧（アイソタクチッ
ク）圧縮加熱法等が右利に使用できる。代表的な焼成法
の適用について以下に概説りる。なＪ３、焼結時間は一
般に約０．り時間〜約３０時間程度である。

（インホットプレス法による場合、上記のＪ、うな両材
料の混合物またはその予備成形物を、水蒸気もしくは水
蒸気含有不活性気体の雰囲気を適用して、約１５０℃か
ら該繊維材料の変性温度未満の温度（該繊維の性質に依
存ザるが例えば約１（１００℃未満）そして好ましくは
約り５０℃〜約！ｉｏＯ℃稈１すの温度で約１０　ｋ　
！；Ｉ　／　Ｃｍ　２以上、例えば約１０−１　＋１（
１０気圧稈度の加圧下に０．５時間以上焼成づる。予備
成形物を焼成する場合は、既に圧縮されているので１１
Ｊに加圧し％　＜どし焼成可能で・ある。なお、ホラ］
・ノルレス法によるＪＴ縮加Ｉ」二Ｃよ原則として軸方
向とイＣイ〉、。

（１−１）　Ａ　−１〜クレープ法等による密封加圧式
焼成法による場合、例えば超耐ｊ３Ｅ容器を使用して、
故−１〜数丁気１１のＬ〔力下に該繊維の変性温度未満
の温痘に（０，！ｉ時間以上焼成づる。この際、温度お
よび月］力か低いと焼成に１に時間を要するが、圧力を
例えば１　（ｌ　ＯＯ気ｌ３Ｘ１Ｊ、−ｔことづると約
１５０”Ｃ程度の温度て′も焼成が右利に達成される。

従って焼成系１′１ハ約１旧（ｇ７ｃｍ２ｙ十好マシ＜
ハ約２０ｋｇ／ｃｍ２１Ｊ。

土、例えば約２〇−約２０　（１０気圧（耐ｊ丁性がｉ
’ｌヒば３０００気ＩＬ稈度まで）にて約り５０℃〜約
１０００℃未満（好ましくは約り５０℃〜約５（０１℃
）にて０．５時間以上と要約で−きる。’、＞　Ｊｊ　
、このＢ様での加圧は、実Ｙｉｆ的にｊＨＨ＜軸性の加
圧どなる。

（ハ）　、Ｉ：ｉ＋：の密月加１１式焼成法ならびに前
記の加圧高周波加熱法おにび等圧圧綿加熱法等においＣ
，複合物原料の混合物または予備成形物を実質的に不活
ｆ１な加圧変形性容器に封入して焼成覆る場合、−そう
効果的に本発明を達成できる。この場合の焼成系１ｑは
、［記（ｒ、：＋　）ど同等であるが、好ましくは約４
０〜約３０００ｋｇ／　Ｃｍ２、約　１５　（１”０へ
２約５００℃未満にて約０．５時間以上である。このよ
うな１ｔ１人容器を採用すると、原料成分おＪ、ぴ水分
、気体等が不変に保持される長所もある。なＪ３、この
態様の圧縮加圧【よ実質的に等圧圧縮である。

本発明による鉱物系繊維−）７パタイト系焼成複合体は
、アパタイト結晶のからみあった焼結体７１へリックス
中に本質的に補強材である該繊維材料が密接しＣ末女１
！ｌの状態にて存在し、かつ必要に応じて該焼結アバタ
ー（１−が適当イｆ微孔性を右する焼成複合体である。

」−記の焼結アバタイ１−結晶は、本発明におりる焼成
系（’＋に原因して、微■１な曲線状ｉＪ３よび／′ま
たは曲線状の剣状結晶からなりかつ該結晶がからみあっ
た微細構造で、強度が増加りる。［なお、従来技術のよ
うに焼成温度が高いど（例えば１１００℃）、六方晶形
の比較的大きい結晶群からなる組織どなり強度が低−ト
づる。コまた、空隙加が過大となると当然に強度が低下
りる。従−）て、隣れた強度をイｉしかつ微細孔性の充
分な空隙をイｊづる該複合体を（ｑるためには、上記の
焼成系１′１にＪｊいて比較的ににＲＩｆ：力低渇瓜の
条件下に、好、Ｌしくは上記の範囲の水分を共存させて
、焼成覆るのが望ましい。従って焼成温度は約１０００
℃未満（こ選定される。

本発明による焼成複合体の物性は、その複合体原料の組
成ｄ′３Ｊ：び焼成系（！Ｉｖによって変化し４’＝％
るが、例示的に下シ１シの範囲内の数値を右する。

（１）焼結アパタイト結晶の平均幅 ０．０１〜５μｎｌφ （１１）焼結アパタイト結晶の平均長 １〜１０００μｍ （ｍ　）焼結ノ′バタイ１−の平均細孔半径２）〜１　
（１００μｍ （１ｖ）焼結アパタイトの空隙率 叶〜　４０　体積％ （ｖ）焼成複合耐の圧縮強度 ３５０〜１０００　ｋｐ／　ＣＴｎ２ （ｖｌ）焼成複合体の曲げ強度 １５０〜５００　ｋ！Ｊ　　Ｃｍ２ （ｖｌｉ　）焼成複合体のｔｉ撃強度 ３０〜１！１０　ｋｇ−Ｃｍ、’　Ｃｎｌ’（ｖｔｌ　
）焼成複合体の引張強度 ５０〜１５０　Ｊ／　Ｃｍ’ 本発明による焼成複合体は、その固有の優れた物性に依
存して広範な用途に、でして特に種々の強度が要求され
る分野に有利に適用される。代表的には、強度を必要と
するセラミックス材料、電気電子機器拐料、濾材、り１
コマ１−グラフィ用坦体、セン゛リー（特に生体用）素
子、生体用セラミックス（人工骨、人に歯、人工間接）
等ならびに従来のファインセラミックスが適用される他
の用途が例示される。上記の種々の用途は大別しＣ産業
用のセラミックス材料Ｊ３よび生体用のヒラミックスに
分類し得るが、生体用セラミックスについでは、強度お
よび微孔性のほかに生体との適合ｔ！１が必要である。

従って、生体適合性について以１・に検δ・１する。

１１ｉ乳動物そして特に人体の硬体絹＊（骨、歯等）は
、水酸アバターイ１〜（１７■定的には数％程度の小量
の炭酸基を含む水酸系ｊ′バタイ１〜）を主成分とする
ことが知られている。そのため、水酸アバタイ１〜甲独
焼結体を人１−計および大王爾に使用する研究かか＜ｊ
−り報１１．されている。特に空隙率が数％以上、の多
花性の単独焼結体は、生体との適合性に関し−（応満足
で・あることがこの業界にて認識されている。しかし、
水酸アバタイ１〜単独焼結体は、前記のように土に衝撃
強度ａ３よび曲げ強度等に問題があるため、現状では直
ちに実用化されにくぃＪ、つ（・′ある。一方、本発明
にお番プる他の原料である繊維）ｔＡ　ｌ’ｌの中で特
に炭素、炭化珪素、ムライ１へ、シリカ、アルミナ、ア
パタイトガラス、Ｊ３よびチッ化月累の各繊紹材１’ｌ
は、優れた強度および弾性串おＪ、び化学的無刺激性等
の長所を右し、しがも一応満足な生体適合性を右づるこ
とがこの業界にて認識されている。

本発明に使用り−る両成分はいづれも満足な生体適合ｆ
１を右づるものであり、かつ必要とされる強度おｊ、び
空隙率り％〜４０％程度の微孔性は本発明によって充分
に確保されるので、本発明によるｌｒ定の該繊維−水酸
アパタイト系焼成複合体にＪ：って、１記の問題点を解
消した土に満足な生体適合性を右づる硬体紺織材オ′１
が得られる。

以下に典型的な例をあげて本発明を更に説明Ｊるが、本
発明にて使用するアバタイＩ・はすべで実質的に同等な
化学的栴造、結晶系および焼結性等を有するので本発明
はこれＩうの例に限定されるものではない。すなわら、
当業者は必要に応じて、本発明の開示に従って下記の例
に使用したアパタイト以外のアパタイト原料を使用して
、同様な焼結複合体を容易に製造することが可能である
。

なｄ３、下記の例において％はづべて型開による。

例１（比較例） 木？；〔的に水ｆＦ２　Ｍのみを含む水酸アバタイ１−
（Ｃａ／ｌ−’　　比　９５／６０）（７）粉末８５％
おヨヒ熱分解炭素繊維（平均長９＋１１ｎ＋）廿）％を
均質混合し、約５Ｘ　１０ｍｍ　（径）の円柱に予債成
形づる。次いＣ金石水分を５％に子猫乾燥する。この試
オ゛３１をホラ［〜プレス機にて１１００℃そし°’Ｃ
２００ｋ　（１／　Ｃｍ２の条１′１にて２　［１，”
１間圧縮焼成Ｊる。放防冷却後の焼成複合体の物性を下
記に示す。

Ｆに縮弓ＩＪシＥ　　　　　　　　　　　　３１０　　
ｋｇ／　　ｃｍ２曲げ強１ｊａ　　　　　　　１２０　
ｋ（ｉ／　Ｃｍ２引張す強度　　　　　　４０　ｋ（］
／　ａｍ２シトルビー衝撃強度　　８　ｋｇ−ａｍ／　
ｃｍ２なお、曲げ試験にお（）る試料の破断面を観察す
ると、破断面−Ｆにて該繊維が切断されて（入る。

例２（比較例） 上記の例１に、１３いて、炭素繊維材料を使用せずアバ
タイ［−郭）末だりを使用して、同様にして単独焼結体
を製造する。冷却後の該焼結体の物性を下記に示１゜ Ｌ［榴弾ｒＨ３２０ｋｇ／　Ｃｍ２ 曲げ強Ｗ　　　　　　　１１０　ｋ＜１／　ｃｎ＋２引
’ｉｋ　リ強Ｆ（１３５ｋｇ／　ｃｍ２シトルビー衝撃
強１３５　　７　ｋｇ−ｃｍ／　Ｃｍ２例３（比較例） 上記の例１にｄ３いて、炭素繊維のかわりにノｊラス繊
軒自平均長９ｍｍ）　１５％を使用し、予備成形、乾燥
、そして同条イ′１にて焼成覆る。

冷却後の複合体の物性を下記に示づ。

圧榴弾ｒｆｆｉ　　　　　　　３０５　ｋｇ、’　ｃｍ
２曲げ強１３３　　　　　　１１０　ｋ（１／　Ｃｍ２
引張り強度　　　　　　４５　ｋｇ／　ｃｍ２シレルビ
ー衝撃強ｇ　　　８　ｋｇ　−ａｍ／　ｃｍ’なあ、曲
げ試験にＪ３りる破断面では、同様に該繊維が該面上で
切断されている。

例４（実施例） 上記の例１と同割合１社の７７パタイトおよびムライト
繊維（平均長９ｍｍ　）の均質混合物を予備成形せり“
に水分５％に予備乾燥Ｊ−る。これを銀製の加圧変形性
の管に封入し、耐圧加熱容器に入れ−Ｃ３００°Ｃそし
Ｔ　１０００ｋｇ／　Ｃｍ２の条イ’を下に５５時間加
圧焼成づる。放置冷却後の焼成複合体の物性を−［・記
に示づ−８ 圧榴弾Ｕ　　　　　　　６１０　ｋｇ／　ｃｒｎ２曲げ
強度　　　　　　２９０　ｋ（ｉ／　ａｍ’引張り強度
　　　　　　８５　ｋ！Ｉ／　にｍ’シャルピー衝撃強
度　１１０　ｋ（］・ｃｍ／　ｃｍ’なＪ３、曲げ試験
にＪ＞　４Ｊる破断面では、ムライト繊軒１が該破［Ｉ
７［面から若干引出されＣ切断されている。

例５５（実施例） 本？目的に水酸基のみを含イｉ＋−Ｊる水酸アパタイト
粉末（ｃａ／Ｐ比−９５／６０）の粉末に水酸化カルシ
ウム粉末を混合して、Ｃａ　／Ｆ〕比を約５／３とする
。この混合粉末８５％および炭化珪ｉ　４１ｉ　ｅｌｌ
、　０１’均艮９ｍｍ）１５％を均質混合し、そして水
分を５％に乾燥覆る。これを例４と同様に封入し同条イ
′１にて加圧焼成する。冷却後の焼成複合体の物性を下
記に示す。

Ｌ１縮強Ｗ　　　　　　　６！ｉｏ　ｋｇ／　ｃｍ２曲
げ強度　　　　　　３！ｉ５　ｋＱ／　Ｃｍ’引張り強
度　　　　　１３０　ｋｇ／Ｃｍ２特許出願人　伊奈製
陶株式会社 ゴー糸ン■ン市−＋−、１王ｉ：Ｒ（自発）１、事件の
表示 昭和５フイ１特Ｒ１，願力１９１３４７号２、発明の名
称 Ｍ４物糸織絹−アバタイ１ル系焼成複合体３、補ｉ二を
づる習 事イ′１との関係　　　特Ｉ［出願人 住所　〒４７９　愛知県常滑市鯉汀本町３丁目６番地ｆ
ｆ１０５Ｇ９：Ｌ５−２７０＜１ 名称　（０４−７）　　伊奈製陶株式会社４．７＋ｌｉ
正命令の口（＝Ｊ （３，ン市止の内容 （１）明細用第１４貞第１２行目のｆ−；　Ｏｌ−１、
」をｒ；Ｚ＝０１１、」に’６１正する。

（２）明細内箱２２貞第１２行目の「人工間接」を「人
工関節」に訂ｌＬづる。

特ｒ［庁長官　殿 １、事件の表示　特願昭５７−１９１３４７月２、発明
の名称 鉱物系繊卸−アバタイ１−系焼成複合体３、手続をした
者 事件どの関係　特許出願人 住所　〒４７テ）　　　愛知県常滑市鯉江木町３丁目６
番地４、補正命令の口ｆ＝Ｊ 自発 ５、補正の対象 （１）明細書の「３８発明の詳ｌ１ＩＩＩな説明」の欄
Ｇ、補正の内容 （１）明細ρ１第２２真第１行目の「１５０〜５ｏｏ＋
ｔｇ　／　にｍ２Ｊの記載を、［１，１５０〜２，５０
０ｋｇ　／　Ｃｍ’Ｊに補正Ｊる。

（２）明ｌｆＪ＋ｉｎ第２５頁第４行目の［曲げ強１良
１２０ｋｇ／　Ｃｍ２Ｊの記載を、［曲げ強度　３２０
ｋｇ　／　Ｃｍ’　Ｊに補正する。

（ζ３）明ｆｆｆｌｌｔ！ｌ第２５頁第１５行目の［曲
げ強Ｉｆｆ　　１１（１ｋｇ／　ｃｍ’　Ｊの記載を、
［曲は強Ｗ　　３１０ｋｇ／　Ｃｍ’　Ｊに補正する。

（／Ｉ）明細ｉ！１第２６負第４行目の１曲げ強１３ｊ
　　１１０ｋｇ／　ｃｍ’　Ｊの記載を、［曲げ強Ｉｆ
　　３１０ｋｏ／　ａｍ２Ｊに補正づる。

（５）明細？１Ｎ３２６頁下７’Ｊ”３ｆｆｉ３行目（
７）　ｆ’１ｌＪＩ４Ｊ”ｉり）Ｉ＆　　２９０ｋ（１
／　Ｃｍ’Ｊ　（１）記載を、１−曲げ強ｔリ　１，２
９０ｋＵ／　Ｃｍ２．Ｊに補正づる。

（６）明ｔｌｌ書第２７頁第１４行目の「曲げ強１９　
３５５ｋｇ／　ｃｍ２Ｊの記載を、［曲げ強度　１，３
！１５ｋｇ　／　ａｍ２Ｊに補正づる。７、手」先ン市
ｊ］二ｒ哨　（自発） 昭和　５５８　イ「　１２　月２３　［コ特８′［庁艮
官　ｙ２ ２、発明の名称 鉱物系繊督１−アバタイ１−系焼成複合体３、補正をづ
る１１ ＄１′１どの関１系　　　ｊｌｊｊ　ｆｉｌｉ出願人住
所　〒４７９　愛知県常滑市鯉江木町３１目６Ｍ地ｆｆ
１（１５６９３−！＋−２７（１０４、ン市正貢■）の
口ｆ」 自　　　発 ０、抽１１の内゛ｆｆ （１）明細、１：の！＝、５ｅ明の詳細′／、τ説明」
の欄の第２７頁の第１５行［１［引張り強Ｉｔ４　１３
０ｋｇ／ｃ　ｍ’　Ｊの次の第１６行１］に［４、図面
の簡単な説明１を追加し、該欄に［第１図は、木光明に
Ｊ、る水酸７７バター（１〜焼結体の走査式電子顕微鏡
写真（倍宝ｘ３＋１，０００）　（−あり、該焼結１本
の相！７にｈ冒うみ合った微細４１釧状結晶構造を示す
。第２図は、従来の＾温度焼結ｌｊ法にＪ、るアバタイ
１−焼結体の走査式電子顕微鏡写真〈１１″−率×？、
ｆｉ（１０）であり、従来のアパターメ１〜焼結体の粗
大な六り晶系結晶構造を承り。」をｉｆ、ｌ加数しまり
、。

（２）添（１図面の通り第１図おにび第２図を追加致し
ま１゜７、添イζ目ｊ（類の目録 （１）図面（第１図、第２図）　　　　　　　　　　　
１通第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　右動ハ１の鉱物系繊肝１材料（ただし炭素繊維甲
   種の場合を除り）、および該材料ど密接して焼成された
   マトリックス■の水酸アパタイト、炭酸アバタイ１〜、
   フッ素アバタイ１−１塩素アパタイトＪ３よびこれらの
   混合物から選ばれる焼結アパタイトを含み７１〜リツク
   ス材である該焼結アパタイトの結晶が微細な直線状およ
   び／または曲線状の帽状結晶からなりかつ該結晶がから
   みあった微細構造であり、かつ該繊維材料が実質的に非
   変性であることを特徴とづる、鉱物系繊維−アパタイ１
   −系焼成複合体。 ２、　該繊維材料が１〜５０重量％そして該アバタイＩ
   ・が９９〜５（Ｉｎ　ｆｆｉ％の範囲である、特許請求
   の範囲第１項の複合体。 ３、　該アパタイトがその基本組成は下式で表わされそ
   してカルシウム対リンの原子比（Ｃａ／１〕比）は４７
   ′３〜１１／６の範囲にあるアバタイ１〜またはこれら
   の混合物である、特許請求の範囲第１３、たは２項の複
   合体、 Ｃａｇｏ＜　　Ｐ　Ｏ４）６１　口１ ここに、Ｚ　Ｇ、Ｌ　Ｏｌ−１、ＣＯ３、Ｆ、ＣＩ　　
   （７）　−マタは二以上から選ばれ、そしてｍは原子価
   をみたず数である。 ４、　該繊維材料が、短繊維、長繊維、繊軒１糸、繊維
   束、ウール状繊維、不織布および／また（Ｊ織布の形態
   である、特許請求の範囲第１〜３　Ｉｎのいづれかの複
   合体。 ５、　該繊維材料がムライト、炭化珪素、炭素、アバタ
   イ］〜ガラス、ガラス、ヂッ化珪素、シリカ、アルミナ
   の１ＪＪｉ紺材料、および無機物被覆金属繊維から選ば
   れる、特許請求の範囲第１〜４項のいづれかの複合体。 ６、　該ｌｌｉ紐材料が実質的に−ないし三軸方向に配
   向している、特許請求の範囲第１〜５項のいづれかの複
   合体。 ７、　該複合材料がマトリックス中に実質的に均−に分
   散しくる、１’Ｊ　ｕ’ｌ請求の範囲第１〜６項のいづ
   れかの複合１本。 ８、　該アバタイ１−が本質的に水酸基のみを含イ１づ
   る水酸アバタイ１〜および／または該水酸基が小Ｑ’７
   のＣＯ３阜に（直換されている水酸系アパタイトである
   、特許請求の範囲第１〜７項のいづれかの複合体。 ９、　該繊紺月料が炭素、炭化珪素、ムライ］〜、シリ
   カ、アルミナ、アパタイトガラスおよびヂッ化１１素の
   繊卸拐料から選ばれる、特許請求の範囲第８項の冷合体
   。 １０、　　牛体用ヒラミックスである、特許請求の範囲
   第９）項の複合体。 １１、　　水酸アパタイト、炭酸アパタイト、ノッ免ｊ
   ′パタイ１〜、塩素アパタイトおよびこれらの混合物な
   らびにこれらのアパタ、イト前駆体材料からなる群から
   選ばれる７１〜リツクス量のアパタイトｆｌｉｎｔ料と
   、有効量の鉱物系Ｉｌｉ組月料（ただし炭素繊維単独の
   場合を除く）とを混合し、両成分が実質的に密接した状
   態で該ＩＪｉ紺材料の変性温度未満でありかつ１０００
   ℃未満の温度にて加圧下に水分の佇在下で焼成して該ｊ
   ７パタイ［−を実質的に焼結けしめることを特徴どＪる
   、鉱物系繊維−アバタイ１〜系焼成複合体の製法。 １２、　　焼成］：稈を１５０°Ｃから該焼成条（’ｌ
   での該繊維材料の変性温度未ｆＤｌの温度範囲で１０ｋ
   ｇ／　ａｌ′１１２以上の加圧下にて実施する、１！ｉ
   許請求の範囲第１１項の複合体の製法。 １３、　　アバタイ１への結晶水以外に２０％未満の水
   分を存在させて焼成を実施づ−る、特許請求の範囲第１
   １または１２項の複合体の製法。 １４、　　該混合材料を加圧変形性容器中に１１人して
   焼成を実施規る特許請求の範囲第１１〜１３１ｊ’Ｊの
   いづれかの複合体の製法。 １５、　　該繊維材料が１〜５０重量％そして該アパタ
   イトが９９〜５０重量％の範囲である、特許請求の範囲
   第１１〜１１１］ｊ’Ｑのいづれかの複合体の製法。 １６、　　該アバタイ１〜がその基本組成は下式（゛表
   わされそしてカルシウム対リンの原子化（Ｃａ　／’Ｐ
   比）は４／３〜１１７６の範囲にあるアバタイ１〜Ｊ、
   たはこれらの混合物である、特Ｌ′［請求の範囲第１１
   〜１！ｉｌ貞のいづれかの複合１本の製ン去。 Ｃａ＋ｏ（ＰＯａ　＞６１ｍ ここに／は０１１、ＣＯ３，Ｆ、ＣＩ　　の一または二
   双−１から選ＩＪれ、そしてｍはＤｌｊ子価をみたす数
   Ｃ゛ある。 １７、　　該繊卸拐利が、り１（１繊維、長繊維、繊維
   系、織材１束、ウール状繊維、不織布および／または織
   ４’ｌｉの形態である、特９′１請求の範囲第１１〜１
   ６項のいづれかの複合（本の製法。 １８、　　該アパタイトが本質的に水！１１２基のみを
   含イ１？Ｊる水酸ノ７パタイトおよび／または該水酸基
   が小量のＣＯ３基にて置換されている水酸系アバタイ１
   −である、特許請求の範囲第１１〜１１項のいづれかの
   複合体の製法。 １９、該繊維４Ａ料が炭素、炭化珪素、ムライト、シリ
   カ、ノフルミプ、アバタイ１〜刀゛ラス、およびチッ化
   Ｊ１素の繊＃（１材料から選ばれる、特許請求の範囲第
   ３３項の複合体。 ２０、該複合体が生体用セラミックスである、特許請求
   の範囲第１９項の複合体の製法。