JPS61146704A - Production of calcium-phosphorus type apatite - Google Patents

Production of calcium-phosphorus type apatite

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JPS61146704A
JPS61146704A JP26527084A JP26527084A JPS61146704A JP S61146704 A JPS61146704 A JP S61146704A JP 26527084 A JP26527084 A JP 26527084A JP 26527084 A JP26527084 A JP 26527084A JP S61146704 A JPS61146704 A JP S61146704A
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phosphorus
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Abstract

PURPOSE:To produce the titled apatite by a simple method by spraying a starting material soln. prepd. by dissolving a specified Ca compound and the org. compound of P on a heated zone to cause the thermal decomposition. CONSTITUTION:One or more kinds of Ca compounds selected among Ca(NO3)2, CaCl2 and CaBr2 and the org. compound of P such as (CH3O)3P are dissolved in a combustible org. solvent having compatibility with water such as methanol in 1.25-1.75 molar ratio of Ca/P to prepare a starting material soln. having a uniform composition. A mixed solvent consisting of the org. solvent and water may be used in place of the org. solvent, and NH4Cl and/or NH4Br is further dissolved as required. The starting material soln. is sprayed on the heated zone or a flame at 700-1,500 deg.C to cause the thermal decomposition and the resulting product is captured by a cyclone or the like and heat treated at a desired temp., as necessary.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、カルシウム−リン系アノぞタイトの製造法に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing calcium-phosphorus anotite.

カルシウム−リン系アパタイトは、生体高分子、ふっ素
イオン、重金属イオンなどの吸着剤として独特の性能を
有しており、近年は、その生体親和性を利用してタンパ
ク質や酵素などの分離のためのクロマトグラフィー用充
填剤としても有用視され、また人工骨や人工歯などのバ
イオセラミックス材料としても注目されている物質であ
る。
Calcium-phosphorus apatite has unique performance as an adsorbent for biopolymers, fluoride ions, heavy metal ions, etc., and in recent years, it has been used for the separation of proteins, enzymes, etc. by utilizing its biocompatibility. It is considered to be useful as a filler for chromatography, and is also attracting attention as a bioceramic material for artificial bones and teeth.

従来、このアパタイトの製造法に関しては、古くから数
多くの方法が知られているが、大別すれば、次の様な方
法が例示される。
Conventionally, many methods have been known for producing apatite, and the following methods are exemplified if broadly classified.

(1)乾式合成法と称せられる固体拡散反応による方法
(1) A method using a solid diffusion reaction called a dry synthesis method.

(2)  水熱合成法と称せられる高圧下での反応によ
る方法。この方法は、主に、大きな結晶を得る目的で行
なわれる。
(2) A method based on a reaction under high pressure called hydrothermal synthesis. This method is mainly used for the purpose of obtaining large crystals.

(3)湿式合成法と称せられる、水溶液イオンによって
直接沈殿させる方法。
(3) Direct precipitation using aqueous ions, called a wet synthesis method.

しかしながら、(1)の乾式合成法は高温で長時間反応
させる必要があるために、多くのエネルギーを消費する
ことや固体一固体反応であるため組成の均一性が得K(
いことに難点がある。また(2)の水熱合成法は高圧で
の反応を行なわせるために装置が高価であり、操作が複
雑であるなどの問題がある。(3)の湿式合成法では、
反応により生成したアパタイトの沈殿物を戸別、洗浄及
び乾燥などの操作を行わなければならず、多くの工程が
必要であり、操作が煩雑であるなどの欠点を有している
However, the dry synthesis method (1) requires reaction at high temperatures for a long time, which consumes a lot of energy, and because it is a solid-solid reaction, it is difficult to achieve uniform composition.
There is a problem with this. Furthermore, the hydrothermal synthesis method (2) involves problems such as expensive equipment and complicated operations because the reaction is carried out at high pressure. In the wet synthesis method (3),
The apatite precipitate produced by the reaction must be separated from each other, washed and dried, and many steps are required, resulting in complicated operations.

本発明者らは、上述の従来技術の欠点を解消し、しかも
工程数が少な(、簡便な操作によってカルシウム−リン
系アパタイトを製造する方法について、種々研究を重ね
た結果、本発明を完成するに至った。
The present inventors have completed the present invention as a result of repeated research on a method for producing calcium-phosphorus apatite using a simple operation that eliminates the drawbacks of the above-mentioned prior art and requires fewer steps. reached.

即ち、本発明は、カルシウム−リン系アパタイトの新規
な製造方法を提供するものである。
That is, the present invention provides a novel method for producing calcium-phosphorus apatite.

本発明方法においては、出発原料として、原子、分子レ
ベルでの原料の均一な混合を実現するために、水と相溶
性の可燃性有機溶媒又は水と相溶性の可燃性有機溶媒と
水の混合溶媒に溶解させた均一な組成の原料溶液を用い
るものであって、混合による沈殿物を生じさせないこと
が一特徴となっている。
In the method of the present invention, as a starting material, a flammable organic solvent that is compatible with water or a flammable organic solvent that is compatible with water is mixed with water in order to achieve uniform mixing of raw materials at the atomic and molecular level. It uses a raw material solution with a uniform composition dissolved in a solvent, and one of its characteristics is that no precipitate is generated due to mixing.

これまでに、アパタイトに関する数多(の湿式合成法が
提案されているが、それら従来技術における湿式合成法
に共通する考え方は、例えば、カルシウム塩水溶液とリ
ン水溶液とを90〜100℃でpHを8付近に保持しな
がら、脱炭酸雰囲気中で混合し、沈殿を生成させる方法
の例などに見られるように、アパタイトを沈殿物として
直接的に生成せしめ、水溶液から濾過などの操作によっ
て分離回収することを基本としている。このため、従来
の湿式合成法において使用されているカルシウム化合物
及びリン化合物としては、例えば、Ca(NOs)2、
CaCl2、Ca(OH)2、CaF2、H3PO4、
CaHFO4・2H20、(NH4)2HP0,1、N
H4H2PO,、KH2PO4、Na2HPO4などカ
ルシウム及びリンの無機化合物が使用されている。
Up to now, a number of wet synthesis methods for apatite have been proposed, but the idea common to these conventional wet synthesis methods is, for example, that a calcium salt aqueous solution and a phosphorus aqueous solution are mixed at a pH of 90 to 100°C. As shown in the example of the method of forming a precipitate by mixing in a decarboxylation atmosphere while maintaining the temperature near 8, apatite is directly formed as a precipitate, and then separated and recovered from an aqueous solution by operations such as filtration. Therefore, the calcium compounds and phosphorus compounds used in conventional wet synthesis methods include, for example, Ca(NOs)2,
CaCl2, Ca(OH)2, CaF2, H3PO4,
CaHFO4・2H20, (NH4)2HP0,1, N
Inorganic compounds of calcium and phosphorus have been used, such as H4H2PO, KH2PO4, Na2HPO4.

ところで、このような従来方法によると、カルシウム塩
の水浴液とリン水溶液を混合し、イオンの直接的反応に
よって沈殿を生成させアパタイトへ結晶化させるという
過程は、原料塩の種類や濃度、混合手順と混合速度、p
H調節など非常に多くの因子によって、様々な結果を生
ずるので、配合比通りの組成の沈殿を得ることが困難で
あり、カルシウムとリンのモル比Ca/Pや生成粉体の
物理化学的特性を再現性よくコントロールすることは極
めて困難であった。また、沈殿物の濾過洗浄、乾燥、粉
砕など多工程並びに多(の装置を必要とし、その操作も
熟練を必要とするなどの数々の難点があった。
By the way, according to such conventional methods, the process of mixing a calcium salt water bath solution and a phosphorus aqueous solution to generate a precipitate through a direct reaction of ions and crystallizing it into apatite depends on the type and concentration of the raw salt and the mixing procedure. and mixing speed, p
It is difficult to obtain a precipitate with the exact composition as it is difficult to obtain a precipitate with the exact composition as the results vary depending on many factors such as H adjustment, the molar ratio of calcium and phosphorus (Ca/P), and the physicochemical properties of the powder produced. It was extremely difficult to control with good reproducibility. In addition, there were many drawbacks, such as requiring multiple steps such as filtration, washing, drying, and pulverization of the precipitate, as well as multiple devices, and requiring skill to operate them.

かかる従来法に対し、本発明方法Q技術的=特徴は、従
来技術の湿式合成法における沈殿生成と結晶化過程にお
ける難点を解決するために、水と相溶性の可燃性有機溶
媒又は水と相溶性の可燃性有機溶媒と水との混合溶媒を
用いて、これら溶媒に可溶性のカルシウムの無機化合物
及びリンの有機化合物を溶解して、沈殿が生じない均一
な組成のG液を調製し、これを原料溶液とすることにあ
る。
In contrast to such conventional methods, the technical feature of the present method Q is that in order to solve the difficulties in precipitation formation and crystallization processes in the conventional wet synthesis method, a flammable organic solvent compatible with water or a flammable organic solvent compatible with water is used. Using a mixed solvent of a soluble flammable organic solvent and water, dissolve a soluble inorganic calcium compound and an organic phosphorus compound in these solvents to prepare a G solution with a uniform composition that does not cause precipitation. is used as a raw material solution.

そして、本発明方法においては、この原料溶液の組成の
均一性を生成物に至るまで維持することを噴霧熱分解法
により溶液中の成分の偏析が起こる体積を極めて微細な
ものとし、溶媒の蒸発、燃焼を急速に行なって、液滴°
内での成分の偏析を極めて小さくするようにすることに
より達成したものである。
In the method of the present invention, in order to maintain the uniformity of the composition of this raw material solution all the way to the product, the volume in which the components in the solution are segregated is made extremely fine by the spray pyrolysis method, and the solvent evaporates. , the combustion is rapid and the droplets are
This was achieved by minimizing the segregation of components within the interior.

本発明の方法により、従来技術がアパタイトの合成に長
時間を費やす必要があるのに比し、わずかに数秒以下の
極めて短い時間で合成反応を終了することができ、しか
も濾過、洗浄、乾燥などの煩雑な工程を全(必要とせず
直接粉体を得ることができるという格別の効果が得られ
る。
By the method of the present invention, the synthesis reaction can be completed in an extremely short time of just a few seconds or less, compared to the conventional technology that requires a long time to synthesize apatite. The special effect is that powder can be obtained directly without the need for all the complicated steps.

さらに、本発明の方法によれば塩素や臭素などのハロゲ
ンを含んだアパタイトの合成も容易に行なえるという利
点がもたらされる。例えば従来塩素アパタイトは高温固
相反応か加圧水熱反応でのみ合成されており、常圧湿式
法では合成されていなかったが、本発明の方法において
、CaCl2・2H20やNH4ctの如き塩素を含む
原料を用いることによって、容易′に塩素アパタイトや
、塩素アパタイトと水酸アパタイトの固溶アパタイトを
合成することができる。臭素アパタイトや臭素固溶アパ
タイトについてもCaBr 2・2H20やNH4Br
などを用いて実施することができる。
Furthermore, the method of the present invention has the advantage that apatite containing halogens such as chlorine and bromine can be easily synthesized. For example, chlorapatite has conventionally been synthesized only by high-temperature solid phase reaction or pressurized hydrothermal reaction, and not by normal pressure wet method, but in the method of the present invention, chlorine-containing raw materials such as CaCl2.2H20 and NH4ct are By using it, chlorapatite and solid solution apatite of chlorapatite and hydroxyapatite can be easily synthesized. Regarding bromine apatite and bromine solid solution apatite, CaBr2.2H20 and NH4Br
It can be implemented using, for example.

本発明方法による噴霧熱分解反応により生成する粉体は
、通常、中空球状の微小粉体として得られ、原料化合物
の種類や組合せ、噴霧熱分解条件によっては、非晶質相
のもの、アパタイト結晶質相と非晶質相の両相を含んで
いるもの、アパタイトの他に遊離生成したCaO・など
や副生成物を含んでいるものなど、種々の場合があるが
、いずれも、比表面積が太き(、反応活性に富む粉体で
ある。用途・目的によっては、こうした反応活性に富ん
だ粉体を使用するほうが望ましい場合もあり、また反応
活性を小さくしたり、結晶化度を高めたり、未反応成分
や副生成物を減少させ、または無くしたりするほうが望
ましい場合もある。その場合には、噴霧熱分解反応によ
って生成した粉体を更に種々な雰囲気中で、アパタイト
が分解せずに安定に存在し得る温度範囲の所望の温度で
、加熱処理することによって、上述の諸物性をコントロ
ールすることができる。例えば、水酸アパタイトについ
ては、空気雰囲気中1400℃以下の所望の温度で加熱
処理することによって、所望の物性のものが得られる。
The powder produced by the spray pyrolysis reaction according to the method of the present invention is usually obtained as a hollow spherical fine powder, and depending on the type and combination of raw materials and the spray pyrolysis conditions, it may be amorphous, apatite crystal, etc. There are various cases, such as those containing both a crystalline phase and an amorphous phase, and those containing free-formed CaO and other by-products in addition to apatite, but in all cases, the specific surface area is It is a powder with high reactivity.Depending on the use and purpose, it may be preferable to use a powder with high reactivity. In some cases, it may be desirable to reduce or eliminate unreacted components and by-products.In that case, the powder produced by the spray pyrolysis reaction may be further treated in various atmospheres without decomposing the apatite. The above-mentioned physical properties can be controlled by heat treatment at a desired temperature within a stable temperature range.For example, for hydroxyapatite, heating at a desired temperature of 1400°C or less in an air atmosphere is possible. By processing, desired physical properties can be obtained.

また、例えば、塩素アパタイトに関しては、原料溶液の
調製条件や噴霧熱分解条件を選ぶことにより、得られる
噴霧熱分解生成物を加゛熱した場合におよそ500〜1
000℃の温度範囲では、塩化リン酸カルシウム(Ca
2PO4C1)に変化し、100°0℃以上の高温で再
び塩素アパタイトに変化するような生成物を得ることも
できる。従って、この場合にもさらに、適切な温度条件
を選択することにより加熱処理によって、塩素アパタイ
トを得ることができる。
For example, with regard to chlorapatite, by selecting the preparation conditions of the raw material solution and the spray pyrolysis conditions, when the spray pyrolysis product obtained is heated, approximately 500 to 1
In the temperature range of 000°C, calcium chloride phosphate (Ca
It is also possible to obtain a product which changes into 2PO4C1) and changes back into chlorapatite at high temperatures of 100° 0°C or higher. Therefore, in this case as well, chloroapatite can be obtained by heat treatment by selecting appropriate temperature conditions.

なお、塩化リン酸カルシウムに関しては、以上の如き事
実により、次のことが判る。すなわち、本発明方法の上
記原料溶液の調整にあたり、可溶性のリンの有機化合物
と塩化カルシウムとを用い、それらの溶液中の濃度を適
宜選択して、その原料溶液を前記の噴霧熱分解処理に付
し、次いで500〜1000℃の加熱処理を行うことに
より、塩化リン酸カルシウムを製造することができる。
Regarding calcium chloride phosphate, the following facts can be found from the above facts. That is, in preparing the above-mentioned raw material solution of the method of the present invention, a soluble phosphorus organic compound and calcium chloride are used, their concentrations in the solution are appropriately selected, and the raw material solution is subjected to the above-mentioned spray pyrolysis treatment. Calcium chloride phosphate can be produced by then performing heat treatment at 500 to 1000°C.

なお、本発明の方法により生成したアパタイト中に、遊
離生成したCaO等が含まれている場合に、目的物質の
使用上それらを充分に除去するほうが望ましい場合には
、通常よく知られた方法、例えば、塩化アンモニウム水
溶液などを用いて抽出除去し、純粋なアパタイトとする
ことができる。
In addition, when the apatite produced by the method of the present invention contains free produced CaO etc., if it is desirable to sufficiently remove them for the use of the target substance, a well-known method, For example, pure apatite can be obtained by extraction and removal using an aqueous ammonium chloride solution.

本発明方法をさらに具体的に説明すると以下の通りであ
る。本発明方法においては、まず、水と相溶性の可燃性
有機溶媒又は水と相溶性の可燃性有機溶媒と水の混合溶
媒に対し、可溶性のリンの有機化合物と、硝酸カルシウ
ム、塩化カルシウム、臭化カルシウムのうちから選ばれ
た1種もしくは2種のカルシウム化合物と、更に、必要
に応じて、塩化アンモニウム、臭化アンモニウムのうち
から選ばれた1種とを、加えて混合し溶解して均一な組
成の原料溶液を調製するのであるが、これらの原料を混
合する順序は、必ずしも特定されるものではなく、沈殿
を生じないような順序でさえあれば、いずれの順序で混
合してもよい。混合に要する時間は、選択した原料によ
って、異なる。混合にあたっては、充分均一な溶液が得
られるまで攪拌するのが好ましい。次いで、このように
して調製した溶液を加圧ノズルや回転円板などによる公
知の噴霧方法により、ガスバーナーなどの火炎中あるい
はガス炉や電気炉などにより予め700〜1500℃に
加熱された加熱帯域中に噴霧して、数秒以下の極めて短
い時間の間に、通常数10ミクロン以下の微細な液滴と
なった溶液中の溶媒の蒸発・燃焼と溶質の固化、熱分解
反応を行なわせる。生成物は通常中空球状の微小粉体で
あり、サイクロンなどによって捕集することができる。
A more specific explanation of the method of the present invention is as follows. In the method of the present invention, first, a soluble phosphorus organic compound, calcium nitrate, calcium chloride, and One or two calcium compounds selected from calcium chloride and, if necessary, one selected from ammonium chloride and ammonium bromide are added, mixed, and dissolved to produce a homogeneous solution. A raw material solution with a specific composition is prepared, but the order in which these raw materials are mixed is not necessarily specified, and may be mixed in any order as long as it does not cause precipitation. . The time required for mixing will vary depending on the raw materials selected. When mixing, it is preferable to stir until a sufficiently uniform solution is obtained. Next, the solution prepared in this manner is sprayed by a known spraying method using a pressurized nozzle or a rotating disk into a heating zone preheated to 700 to 1500°C in a flame such as a gas burner or in a gas furnace or electric furnace. In a very short time of several seconds or less, the solvent in the solution is evaporated and burned into fine droplets, usually several tens of microns or less, and the solute is solidified and a thermal decomposition reaction takes place. The product is usually a hollow spherical fine powder and can be collected using a cyclone or the like.

更に、必要に応じて、噴霧熱分解反応によって生成した
粉体を、空気、水蒸気を加えた空気、不活性雰囲気など
の種々の雰囲気中で、アパタイトが分解しない温度範囲
の所望の温度で、加熱処理することにより、結晶化度や
比表面積などをコントロールしたアパタイトを得ること
ができる。
Furthermore, if necessary, the powder produced by the spray pyrolysis reaction is heated in various atmospheres such as air, air with water vapor added, and an inert atmosphere at a desired temperature within the temperature range at which apatite does not decompose. By processing, apatite with controlled crystallinity, specific surface area, etc. can be obtained.

本発明方法において使用される前記のリンの有機化合物
の例としては、(CH30)5P、 CC2H50)3
P、[(CH3)2CHO)5F、(CH5(CH2)
 so )3P、(C6Hs)3F、(C2H50)2
POH1(C15H5)5PO等が挙げられる。可燃性
有機溶媒としては例えば、メタノール、エタノール、イ
ンプロパツール等のアルコール類ヤアセトン等が使用さ
れる。これらは、いずれも特に限定されるものではなく
、前述の如く、硝酸カルシウム、塩化カルシウム、臭化
カルシウムのうちから選ばれた1種もしくは2種のカル
シウム塩と、均一な組成の溶液を形成し得るリンの有機
化合物あるいは有機溶媒の組合せであればいずれでもよ
い。硝酸カルシウム、塩化カルシウム、臭化カルシウム
は、通常、結晶水を含有しているので、水との混合溶媒
を使用しない場合においても、系中には少量の水が存在
することとなる。使用する原料は、目的とするカルシウ
ム−リン系アパタイトに応じて選択すればよく、例えば
水酸アパタイトを合成する場合には、カルシウム塩とし
て、Ca(NO3)2・4H20などの硝酸カルシウム
塩を使用すればよい。また、塩素アパタイトを合成する
場合には、CaCl2・2H20、Ca(N05 )2
 ・4H20とCaCl2・2H2oとの併用、Ca(
NO3)2・4H20とNH2Clの併用などによって
、塩素アパタイトあるいは水酸ア・ぐタイトと塩素アパ
タイトの固溶アパタイトを得ることができる。臭素アパ
タイトについても同じようにCaBr2 * 2H20
、Ca(NO3)2・4H20とCaBr2・2H20
の併用、Ca(NO3)2・4H20とNH4Brの併
用などによって、臭素アパタイトあるいは、臭素アパタ
イトと水酸アパタイトの固溶アパタイトを得ることがで
きる。
Examples of the above-mentioned phosphorus organic compounds used in the method of the present invention include (CH30)5P, CC2H50)3
P, [(CH3)2CHO)5F, (CH5(CH2)
so )3P, (C6Hs)3F, (C2H50)2
Examples include POH1(C15H5)5PO. Examples of the flammable organic solvent used include alcohols such as methanol, ethanol, and impropatol, and acetone. None of these are particularly limited, and as mentioned above, they form a solution with a uniform composition with one or two calcium salts selected from calcium nitrate, calcium chloride, and calcium bromide. Any combination of organic compounds or organic solvents for phosphorus to be obtained may be used. Calcium nitrate, calcium chloride, and calcium bromide usually contain water of crystallization, so even if a mixed solvent with water is not used, a small amount of water will be present in the system. The raw materials to be used may be selected depending on the desired calcium-phosphorus apatite. For example, when synthesizing hydroxyapatite, a calcium nitrate salt such as Ca(NO3)2.4H20 is used as the calcium salt. do it. In addition, when synthesizing chlorapatite, CaCl2・2H20, Ca(N05)2
・Combination use of 4H20 and CaCl2・2H2o, Ca(
By using NO3)2.4H20 and NH2Cl in combination, it is possible to obtain chlorapatite or a solid solution apatite of hydroxyagutite and chlorapatite. Similarly for brominated apatite, CaBr2 * 2H20
, Ca(NO3)2・4H20 and CaBr2・2H20
Bromine apatite or a solid solution apatite of bromine apatite and hydroxyapatite can be obtained by using a combination of Ca(NO3)2.4H20 and NH4Br, or the like.

化学量論組成のカルシウム−リン系アパタイトのカルシ
ウムとリンのモル比Ca/’Pは、5/3であるが、本
発明方法における実際の反応に際しては、原料溶液のカ
ルシウムとリンのモル比Ca/1’が1.25〜1.7
5の範囲の組成の溶液を用いると、いずれの場合も主成
分がアパタイトの生成物が得られる。条件によっては遊
離生成したCaOなどが残存することがあるが、用途・
目的によっては、充分に使用できる性能のものであり、
そのような生成物も本発明方法によるカルシウム−リン
系アパタイトの範囲に含まれるものであることは当然で
ある。また、Ca/Pが1.25以下あるいは1.75
以上の場合であっても原料の組合せにより、主成分がア
パタイトである生成物が得られることは、本発明者らK
より、実験的に確かめられている。
The molar ratio Ca/'P of calcium to phosphorus in calcium-phosphorus apatite having a stoichiometric composition is 5/3, but in the actual reaction in the method of the present invention, the molar ratio Ca/'P of calcium to phosphorus in the raw material solution is 5/3. /1' is 1.25 to 1.7
Using solutions with compositions in the range 5.5, products with apatite as the main component are obtained in each case. Depending on the conditions, free generated CaO may remain, but depending on the application and
Depending on the purpose, the performance is sufficient to use it,
Naturally, such products are also included within the scope of the calcium-phosphorus apatite produced by the method of the present invention. Also, Ca/P is 1.25 or less or 1.75
The present inventors have demonstrated that even in the above cases, a product whose main component is apatite can be obtained by combining the raw materials.
It has been experimentally confirmed.

以下に、実施例を挙げ、本発明を更に詳細に、具体的に
、説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
EXAMPLES Below, the present invention will be described in more detail and specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例 1 Ca(NO5)2・4H2036,90tを約200−
のエタノールに溶解し、この溶液に(C2H50)5F
 15.58 f′を加えて攪拌して混合溶解し、更に
エタノールを加えて、全量が250−の均一な原料溶液
を調製した。次いでこの原料溶液を毎分10−の割合並
びに圧縮空気を毎分10tの割合で、二流体噴霧ノズル
の液供給側及びガス供給側に供給して、ガスバーナーの
火炎中に噴霧した。微細な液滴となった原料溶液は、火
炎中で溶媒の蒸発・燃焼によって瞬間的に加熱され熱分
解反応が起った。熱分解反応時の温度は、1050〜1
105℃であった。このようにして生成した粉体をサイ
クロン方式によって捕集し、電子顕微鏡で観察した結果
、中空球状の微小粉体であった。次にこの生成粉体のX
線回折分析を行った結果、得られた粉体は、水酸アパタ
イトの結晶質相と非晶質相の両相を含み、未反応成分の
CaOが残存していた。
Example 1 About 200 tons of Ca(NO5)2.4H2036,90t
(C2H50)5F in this solution.
15.58 f' was added and stirred to mix and dissolve, and ethanol was further added to prepare a uniform raw material solution with a total amount of 250. Next, this raw material solution was supplied at a rate of 10 -/min and compressed air at a rate of 10 t/min to the liquid supply side and the gas supply side of the two-fluid spray nozzle, and sprayed into the flame of the gas burner. The raw material solution, which had become fine droplets, was instantaneously heated by evaporation and combustion of the solvent in the flame, causing a thermal decomposition reaction. The temperature during the thermal decomposition reaction is 1050 to 1
The temperature was 105°C. The powder thus produced was collected using a cyclone method and observed under an electron microscope, and as a result, it was found to be a hollow spherical fine powder. Next, X of this generated powder
As a result of line diffraction analysis, the obtained powder contained both a crystalline phase and an amorphous phase of hydroxyapatite, and unreacted component CaO remained.

実施例 2 実施例1の方法により得られた粉体を空気雰囲気中で5
℃/m i nの割合で昇温し、1300℃で1時間加
熱処理を行い、5℃/minの割合で冷却した。この加
熱処理によって得られた生成物のX線回折の測定結果を
第1図に示す。第1図から明らかなように、本実施例に
より得られた生成物は、結晶のよく成長した水酸アパタ
イト(六方晶)であり、高温での水酸アパタイトの分解
は認められなかった。
Example 2 The powder obtained by the method of Example 1 was heated for 5 minutes in an air atmosphere.
The temperature was raised at a rate of °C/min, heat treatment was performed at 1300 °C for 1 hour, and the mixture was cooled at a rate of 5 °C/min. The results of X-ray diffraction measurements of the product obtained by this heat treatment are shown in FIG. As is clear from FIG. 1, the product obtained in this example was hydroxyapatite (hexagonal crystal) with well-grown crystals, and no decomposition of hydroxyapatite was observed at high temperatures.

実施例 3 CaCl2 ・2H2045,94fを約200−のエ
タノールに溶解し、この溶液に(C2H50)3F 3
1.16 Fを加えて攪拌して混合、溶解し、更にエタ
ノールを加えて、全量が250dの均一な原料溶液を調
製した。次いで、この原料溶液を実施例1と同様の方法
により噴霧熱分解を行った。この生成粉体のX線回折の
測定結果を第2図に示す。第2図から明らかなよ5に、
この生成粉体は、塩素ア・ぞタイトの結晶質相と非晶質
相の両相を含むことが確認された。
Example 3 CaCl2 2H2045,94f was dissolved in about 200-ethanol, and (C2H50)3F3 was added to this solution.
1.16 F was added and stirred to mix and dissolve, and ethanol was further added to prepare a uniform raw material solution with a total volume of 250 d. Next, this raw material solution was subjected to spray pyrolysis in the same manner as in Example 1. The results of X-ray diffraction measurements of this produced powder are shown in FIG. It is clear from Figure 2 that 5.
It was confirmed that this produced powder contained both a crystalline phase and an amorphous phase of chlorazotite.

実施例 4 (a):実施例3の方法により得られた粉体を空気雰囲
気中で5℃/minの割合で昇温し、一定温度で1時間
保持し、5℃/m i nの割合で冷却する加熱処理方
法において、400.600.800.1000℃の各
温度でそれぞれ実験を行った。400℃で加熱処理した
生成物のX線回折を測定した結果、第2図と同様の塩素
アパタイトの回折図形を示し、回折強度はわずかながら
太き(なり結晶子の成長が認められた。ところが600
℃及び800℃で加熱処理した生成物のX線回折測定の
結果は、いずれもABTMカード19−247に記載の
塩化リン酸カルシウム(Ca2PO4Ct)の特性回折
ピークと一致した。800℃で加熱処理した生成物のX
線回折の測定結果を第3図に示す。1000℃で加熱処
理した生成物のX線回折を測定した結果、塩化リン酸カ
ルシウムによる回折ピークが減少し、塩素アパタイトの
生成による回折線が認められる回折図が得られた。この
一連の実験により、塩素アパタイトと非晶質相の両相を
含む粉体(実施例3の方法により得られる粉体)を加熱
処理すると、400℃では塩素アパタイトのまま存在す
るが600〜800℃では塩化リン酸カルシウムに変化
し、1ooo℃より高温になると、再び塩素アパタイト
に変化してゆく様子が確認された。
Example 4 (a): The powder obtained by the method of Example 3 was heated at a rate of 5°C/min in an air atmosphere, maintained at a constant temperature for 1 hour, and heated at a rate of 5°C/min. In the heat treatment method of cooling at 400, 600, 800, and 1000° C., experiments were conducted at each temperature. As a result of measuring the X-ray diffraction of the product heat-treated at 400°C, it showed a diffraction pattern of chlorapatite similar to that shown in Figure 2, and the diffraction intensity was slightly thicker (and growth of crystallites was observed. 600
The results of X-ray diffraction measurements of the product heat-treated at .degree. X of the product heat-treated at 800°C
Figure 3 shows the measurement results of line diffraction. As a result of measuring X-ray diffraction of the product heat-treated at 1000° C., a diffraction pattern was obtained in which the diffraction peak due to calcium chloride phosphate decreased and diffraction lines due to the formation of chlorapatite were observed. Through this series of experiments, it was found that when a powder containing both chlorapatite and an amorphous phase (powder obtained by the method of Example 3) was heat-treated, chlorapatite remained as it was at 400°C, but It was confirmed that it changed to calcium chloride phosphate at temperatures above 100°C, and changed again to chlorapatite at temperatures higher than 100°C.

(b):実施例3の方法により得られた粉体な空気雰囲
気中で5℃/m i nの割合で昇温し、1200℃で
1時間保持し、5℃/mi nの割合で冷却した。
(b): Raise the temperature at a rate of 5°C/min in a powder air atmosphere obtained by the method of Example 3, hold at 1200°C for 1 hour, and cool at a rate of 5°C/min. did.

この加熱処理によって、得られた生成物を硝酸に溶解し
て硝酸銀溶液による白濁試験を行い、塩化銀の沈殿が生
じるのを確認した。前記の生成物のX線回折測定を行っ
た結果を第4図に示す。第4図から明らかなように、こ
の生成物は、塩素アパタイトであり、主ピークは、回折
角度2θ=31.4°に(211)“の回折ピークと2
0・=32.3@に(112−)と(−和、a)、の・
(復−じ′だI折ピークが測定された。
By this heat treatment, the obtained product was dissolved in nitric acid, and a clouding test using a silver nitrate solution was performed, and it was confirmed that silver chloride precipitated. The results of X-ray diffraction measurement of the above product are shown in FIG. As is clear from Fig. 4, this product is chlorapatite, and the main peak is the diffraction peak of (211)'' and 2 at the diffraction angle 2θ = 31.4°.
0・=32.3@to (112-) and (-sum, a), of・
(A recursive I-fold peak was measured.

実施例 5 C&CNO5)2 ・4H2036,9Ofを約180
−のエタノールに溶解し、この溶液に(C2H50)5
P 15.58 fを加えて攪拌して混合1.溶解した
。次いで、この浴液に、NH4Br 4.90 ?を水
25Tntに溶解して調製した臭化アンモニウムの水溶
液を加えよく混合し、更にエタノールを追加混合して、
全量が250mの均一な原料溶液を調製した。それから
この原料溶液を実施例1と同様の方法姪より噴霧熱分解
を行った。得られた粉体を実施例4と同じ条件で加熱処
理を行った。得られた生成物のX線回折を測定した結果
、第1図と同様な水酸アパタイト型(六方晶)の回折図
形を示し、遊離生成したCaOのピークが残存していた
。また、この生成物を硝酸に溶解して、硝酸銀溶液を用
いて臭素の検出を行ったところ、臭化銀の沈殿が生じ、
臭素の存在が確認された。従って、本実施例により得ら
れた生成物は水酸アパタイト・と臭素゛アーパタイトの
固溶アパタイトであることが判る。
Example 5 C&CNO5)2 ・4H2036,9Of about 180
- in ethanol, and in this solution (C2H50)5
Add P 15.58 f and stir to mix 1. Dissolved. Then, NH4Br 4.90? Add an aqueous solution of ammonium bromide prepared by dissolving it in 25 Tnt of water, mix well, and further mix with ethanol.
A uniform raw material solution having a total volume of 250 m was prepared. Then, this raw material solution was subjected to spray pyrolysis using the same method as in Example 1. The obtained powder was heat-treated under the same conditions as in Example 4. As a result of measuring the X-ray diffraction of the obtained product, it showed a hydroxyapatite type (hexagonal) diffraction pattern similar to that shown in FIG. 1, and the peak of freely generated CaO remained. Furthermore, when this product was dissolved in nitric acid and bromine was detected using a silver nitrate solution, silver bromide precipitated.
The presence of bromine was confirmed. Therefore, it can be seen that the product obtained in this example is a solid solution apatite of hydroxyapatite and bromine apatite.

実施例 6 CaBr2・2H2036,87tを約180−のエタ
ノールに溶解し、この溶液に(C2H50)5F 15
.58 tを加えて、攪拌して混合溶解し更に、エタノ
ールを加えて、全量が250−の均一な原料溶液を調製
した。次いで、この原料溶液を実施例1と同様の方法に
より噴霧熱分解を行った。得られた粉体を実施例4(b
)と同じ条件で加熱処理を行った。
Example 6 CaBr2.2H2036,87t was dissolved in about 180-ethanol, and (C2H50)5F15 was added to this solution.
.. 58 t was added, mixed and dissolved by stirring, and ethanol was further added to prepare a uniform raw material solution having a total amount of 250 t. Next, this raw material solution was subjected to spray pyrolysis in the same manner as in Example 1. The obtained powder was used in Example 4 (b
) The heat treatment was performed under the same conditions.

得られた生成物のX線回折を測定した結果、第4図と同
じパターンの回折図形を示し、硝酸銀溶液により臭素の
存在が確認された。従って、上記の生成物は臭素アパタ
イトであることが判る。
As a result of measuring X-ray diffraction of the obtained product, it showed the same diffraction pattern as in FIG. 4, and the presence of bromine was confirmed by the silver nitrate solution. Therefore, it can be seen that the above product is brominated apatite.

実施例 7〜18 Ca(N05)2・4H20、CaCl2、CaCl2
・2H20、CaBr2・2H20、NHa”’1CC
HsO)sPs (C2H50)5F、((CH3)2
CHO:15F。
Examples 7-18 Ca(N05)2.4H20, CaCl2, CaCl2
・2H20, CaBr2・2H20, NHa"'1CC
HsO)sPs (C2H50)5F, ((CH3)2
CHO: 15F.

(CH3(CH2)30)5P、(C4)(so)5F
、(C6H5)51)Ol(C2H50)2POH、メ
l / −#、エタノール、インプロパツール、アセト
ン、H2Oなどを、原料成分として用い、第1表に示し
たそれぞれの原料配合割合に従って調製し、第1表に示
した以外の条件については、実施例1と同様な物件によ
り、噴霧熱分解操作を行い種々のカルシウム−リン系ア
パタイトを合成した。
(CH3(CH2)30)5P, (C4)(so)5F
, (C6H5)51)Ol(C2H50)2POH, Mel/-#, ethanol, impropatol, acetone, H2O, etc., were used as raw material components and prepared according to the respective raw material blending ratios shown in Table 1, With respect to conditions other than those shown in Table 1, various calcium-phosphorus apatites were synthesized by carrying out a spray pyrolysis operation using the same material as in Example 1.

註1.アルコール類及びアセトンの欄の数字r250J
は、いずれも原料溶液の全量が250−となるように、
アルコール類又はアセトンをルえることを意味する。
Note 1. Number r250J in the alcohol and acetone column
In each case, the total amount of the raw material solution is 250-
It means to dissolve alcohol or acetone.

註2.生成物の欄の田は水酸アパタイト、CAPは塩素
アバタイ) 、(H−B)APは水酸アパタイトと臭素
アパタイトの固溶アパタイト、(H−C)APは水酸ア
パタイトと塩素アパタイトの固溶アパタイトを意味する
Note 2. (H-B)AP is a solid solution apatite of hydroxyapatite and bromine apatite, (H-C)AP is a solid solution of hydroxyapatite and chlorapatite. Means molten apatite.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は実施例2において得られた水酸アパタイトのX
線回折図であり、第2図は、実施例3において得られた
塩素アパタイトのX線回折図である。第3図は、実施例
4(a)において、800℃の加熱処理によって得られ
た塩化リン酸カルシウムのX線回折図であり、第4図は
、実施例4(b)において得られた塩素アパタイトのX
線回折図である。 第   /  図 回  折  角 第  コ  図 回  折  角
Figure 1 shows the X of hydroxyapatite obtained in Example 2.
FIG. 2 is an X-ray diffraction diagram of chlorapatite obtained in Example 3. FIG. 3 is an X-ray diffraction diagram of calcium chloride phosphate obtained by heat treatment at 800°C in Example 4(a), and FIG. 4 is an X-ray diffraction diagram of chlorapatite obtained in Example 4(b). X
It is a line diffraction diagram. 1st / 3rd turn 1st 3rd turn

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)水と相溶性の可燃性有機溶媒又は水と相溶性の可
燃性有機溶媒と水との混合溶媒に対し、硝酸カルシウム
、塩化カルシウム、臭化カルシウムのうちから選ばれた
1種もしくは2種のカルシウム化合物と、上記溶媒に可
溶性のリンの有機化合物と、更に、必要に応じて、塩化
アンモニウム、臭化アンモニウムのうちから選ばれた1
種とを、加えて混合し溶解して均一な組成の原料溶液を
調製し、この原料溶液を火炎中又は加熱帯域中に噴霧し
て熱分解反応させることを特徴とするカルシウム−リン
系アパタイトの製造方法。
(1) One or two selected from calcium nitrate, calcium chloride, and calcium bromide for a water-compatible flammable organic solvent or a mixed solvent of a water-compatible flammable organic solvent and water. a calcium compound, an organic phosphorus compound soluble in the above solvent, and, if necessary, one selected from ammonium chloride and ammonium bromide.
A method for producing calcium-phosphorus apatite, which is characterized in that a raw material solution with a uniform composition is prepared by adding, mixing and dissolving seeds, and the raw material solution is sprayed into a flame or a heating zone to cause a thermal decomposition reaction. Production method.
(2)水と相溶性の可燃性有機溶媒又は水と相溶性の可
燃性有機溶媒と水との混合溶媒に対し、硝酸カルシウム
、塩化カルシウム、臭化カルシウムのうちから選ばれた
1種もしくは2種のカルシウム化合物と、上記溶媒に可
溶性のリンの有機化合物と、更に、必要に応じて、塩化
アンモニウム、臭化アンモニウムのうちから選ばれた1
種とを加えて混合し溶解して均一な組成の原料溶液を調
製し、この原料溶液を火炎中又は加熱帯域中に噴霧して
熱分解反応を行なわせ生成する粉体を加熱処理すること
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) One or two selected from calcium nitrate, calcium chloride, and calcium bromide for a water-compatible flammable organic solvent or a mixed solvent of a water-compatible flammable organic solvent and water. a calcium compound, an organic phosphorus compound soluble in the above solvent, and, if necessary, one selected from ammonium chloride and ammonium bromide.
Add seeds, mix and dissolve to prepare a raw material solution with a uniform composition, spray this raw material solution into a flame or heating zone to perform a thermal decomposition reaction, and heat treat the resulting powder. Characteristic method for producing calcium-phosphorus apatite.
(3)前記のリンの有機化合物として、リンのアルコキ
シドを用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項及
び第2項各項に記載の方法。
(3) The method according to each of claims 1 and 2, characterized in that a phosphorus alkoxide is used as the organic phosphorus compound.
(4)前記のリンの有機化合物として、亜リン酸トリエ
チルを用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項及
び第2項各項に記載の方法。
(4) The method according to each of claims 1 and 2, characterized in that triethyl phosphite is used as the organic compound of phosphorus.
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