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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024159161
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】リン酸カルシウム
(51)【国際特許分類】
C01B 25/32 20060101AFI20241031BHJP
【ＦＩ】
C01B25/32 B
C01B25/32 Q
【審査請求】有
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023074979
(22)【出願日】2023-04-28
(71)【出願人】
【識別番号】722010585
【氏名又は名称】セトラスホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100139022
【弁理士】
【氏名又は名称】小野田 浩之
(74)【代理人】
【識別番号】100192463
【弁理士】
【氏名又は名称】奥野 剛規
(74)【代理人】
【識別番号】100169328
【弁理士】
【氏名又は名称】藤本 健治
(74)【代理人】
【識別番号】100148253
【弁理士】
【氏名又は名称】今枝 弘充
(72)【発明者】
【氏名】那須 萌加
(57)【要約】
【課題】配向性により優れたリン酸カルシウムを提供する。
【解決手段】リン酸カルシウムは、長手方向の長さＬ、厚み方向の長さＴ、及び幅方向の長さＤをそれぞれ有する針状粒子１０を含む。上記針状粒子１０は、アスペクト比（Ｌ／Ｔ）が８０以上１５０以下である。上記針状粒子１０は、上記幅方向の長さＤが０．５μｍ以上２．０μｍ以下である。
【選択図】図１
【解決手段】リン酸カルシウムは、長手方向の長さＬ、厚み方向の長さＴ、及び幅方向の長さＤをそれぞれ有する針状粒子１０を含む。上記針状粒子１０は、アスペクト比（Ｌ／Ｔ）が８０以上１５０以下である。上記針状粒子１０は、上記幅方向の長さＤが０．５μｍ以上２．０μｍ以下である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
長手方向の長さＬ、厚み方向の長さＴ、及び幅方向の長さＤをそれぞれ有する針状粒子を含むリン酸カルシウムであって、
前記針状粒子は、アスペクト比（Ｌ／Ｔ）が８０以上１５０以下であり、前記幅方向の長さＤが０．５μｍ以上２．０μｍ以下である、
リン酸カルシウム。
前記針状粒子は、アスペクト比（Ｌ／Ｔ）が８０以上１５０以下であり、前記幅方向の長さＤが０．５μｍ以上２．０μｍ以下である、
リン酸カルシウム。
【請求項2】
前記針状粒子は、前記長手方向の一端に、平坦な端面を有する、請求項１に記載のリン酸カルシウム。
【請求項3】
前記針状粒子は、リン酸水溶液と、水酸化カルシウムの懸濁液とを、ジェット噴流で混合することによって生成された、請求項１に記載のリン酸カルシウム。
【請求項4】
前記針状粒子は、リン酸水溶液と、水酸化カルシウムの懸濁液とを、二重管混合部を用いて混合することによって生成され、
前記二重管混合部は、外管と、前記外管内に配置された内管とを備え、
前記外管に前記水酸化カルシウムの懸濁液が供給され、前記内管に前記リン酸水溶液が供給される、請求項１に記載のリン酸カルシウムの製造方法。
前記二重管混合部は、外管と、前記外管内に配置された内管とを備え、
前記外管に前記水酸化カルシウムの懸濁液が供給され、前記内管に前記リン酸水溶液が供給される、請求項１に記載のリン酸カルシウムの製造方法。
【請求項5】
嵩比容が５ｍＬ／ｇ以上１５ｍＬ／ｇ以下である、請求項１に記載のリン酸カルシウム。
【請求項6】
リン酸水溶液と、水酸化カルシウムの懸濁液とを混合してスラリーを得る混合工程を含み、
前記混合工程は、前記リン酸水溶液と、前記懸濁液とを、ジェット噴流によって混合する、リン酸カルシウムの製造方法。
前記混合工程は、前記リン酸水溶液と、前記懸濁液とを、ジェット噴流によって混合する、リン酸カルシウムの製造方法。
【請求項7】
前記混合工程は、二重管混合部を用い、
前記二重管混合部は、外管と、前記外管内に配置された内管とを備え、
前記外管に前記水酸化カルシウムの懸濁液が供給され、前記内管に前記リン酸水溶液が供給される、請求項６に記載のリン酸カルシウムの製造方法。
前記二重管混合部は、外管と、前記外管内に配置された内管とを備え、
前記外管に前記水酸化カルシウムの懸濁液が供給され、前記内管に前記リン酸水溶液が供給される、請求項６に記載のリン酸カルシウムの製造方法。
【請求項8】
さらに、前記スラリーを６０℃以上１００℃以下の温度で熟成する熟成工程を含み、
前記熟成工程は、熟成槽を用い、
前記熟成槽は、前記二重管混合部の下流に設けられ、前記二重管混合部から排出される前記スラリーを受容する、請求項７に記載のリン酸カルシウムの製造方法。
前記熟成工程は、熟成槽を用い、
前記熟成槽は、前記二重管混合部の下流に設けられ、前記二重管混合部から排出される前記スラリーを受容する、請求項７に記載のリン酸カルシウムの製造方法。
【請求項9】
前記リン酸カルシウムにおいて長手方向の長さＬ、厚み方向の長さＴ、及び幅方向の長さＤをそれぞれ有する針状粒子を含み、
前記針状粒子は、アスペクト比（Ｌ／Ｔ）が８０以上１５０以下であり、前記幅方向の長さＤが０．５μｍ以上２．０μｍ以下である、請求項６に記載のリン酸カルシウムの製造方法。
前記針状粒子は、アスペクト比（Ｌ／Ｔ）が８０以上１５０以下であり、前記幅方向の長さＤが０．５μｍ以上２．０μｍ以下である、請求項６に記載のリン酸カルシウムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、リン酸カルシウムに関する。
【背景技術】
【0002】
リン酸カルシウムは、表面活性が低く、吸湿性が無く、生体親和性があり安全性も高いことから、構造材向けのフィラーとして適用する方法が検討されている（例えば、特許文献１）。構造材料向けフィラーは、樹脂の寸法安定性という観点から、微粒子状で高アスペクト比を持つ形状が望まれている。特許文献１は、平均アスペクト比が５以上である薄片状のリン酸水素カルシウムを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００９－２９６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
フィラーとしての用途において、リン酸カルシウムに対しては、配向性をより向上し得るような更なる改良が要望されていた。
本発明は、配向性により優れたリン酸カルシウムを提供することを目的とする。
本発明は、配向性により優れたリン酸カルシウムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様のリン酸カルシウムは以下の態様に関する。
【0006】
［態様１］
リン酸カルシウムは、長手方向の長さＬ、厚み方向の長さＴ、及び幅方向の長さＤをそれぞれ有する針状粒子を含む。上記針状粒子は、アスペクト比（Ｌ／Ｔ）が８０以上１５０以下である。上記針状粒子は、上記幅方向の長さＤが０．５μｍ以上２．０μｍ以下である。
リン酸カルシウムは、長手方向の長さＬ、厚み方向の長さＴ、及び幅方向の長さＤをそれぞれ有する針状粒子を含む。上記針状粒子は、アスペクト比（Ｌ／Ｔ）が８０以上１５０以下である。上記針状粒子は、上記幅方向の長さＤが０．５μｍ以上２．０μｍ以下である。
【0007】
［態様２］
上記針状粒子は、上記長手方向の一端に、平坦な端面を有する、態様１に記載のリン酸カルシウムである。
上記針状粒子は、上記長手方向の一端に、平坦な端面を有する、態様１に記載のリン酸カルシウムである。
【0008】
［態様３］
上記針状粒子は、リン酸水溶液と、水酸化カルシウムの懸濁液とを、ジェット噴流で混合することによって生成された、態様１又は２に記載のリン酸カルシウムである。
上記針状粒子は、リン酸水溶液と、水酸化カルシウムの懸濁液とを、ジェット噴流で混合することによって生成された、態様１又は２に記載のリン酸カルシウムである。
【0009】
［態様４］
上記針状粒子は、リン酸水溶液と、水酸化カルシウムの懸濁液とを、二重管混合部を用いて混合することによって生成される、態様１から３のいずれか１つに記載のリン酸カルシウムの製造方法である。上記二重管混合部は、外管と、上記外管内に配置された内管とを備える。上記外管に上記水酸化カルシウムの懸濁液が供給される。上記内管に上記リン酸水溶液が供給される。
上記針状粒子は、リン酸水溶液と、水酸化カルシウムの懸濁液とを、二重管混合部を用いて混合することによって生成される、態様１から３のいずれか１つに記載のリン酸カルシウムの製造方法である。上記二重管混合部は、外管と、上記外管内に配置された内管とを備える。上記外管に上記水酸化カルシウムの懸濁液が供給される。上記内管に上記リン酸水溶液が供給される。
【0010】
［態様５］
嵩比容が５ｍＬ／ｇ以上１５ｍＬ／ｇ以下である、態様１に記載のリン酸カルシウム。
嵩比容が５ｍＬ／ｇ以上１５ｍＬ／ｇ以下である、態様１に記載のリン酸カルシウム。
【0011】
［態様６］
リン酸カルシウムの製造方法は、リン酸水溶液と、水酸化カルシウムの懸濁液とを混合してスラリーを得る混合工程を含む。上記混合工程は、上記リン酸水溶液と、上記懸濁液とを、ジェット噴流によって混合する。
リン酸カルシウムの製造方法は、リン酸水溶液と、水酸化カルシウムの懸濁液とを混合してスラリーを得る混合工程を含む。上記混合工程は、上記リン酸水溶液と、上記懸濁液とを、ジェット噴流によって混合する。
【0012】
［態様７］
上記混合工程は、二重管混合部を用いる、態様６に記載のリン酸カルシウムの製造方法である。上記二重管混合部は、外管と、上記外管内に配置された内管とを備える。上記外管に上記水酸化カルシウムの懸濁液が供給される。上記内管に上記リン酸水溶液が供給される。
上記混合工程は、二重管混合部を用いる、態様６に記載のリン酸カルシウムの製造方法である。上記二重管混合部は、外管と、上記外管内に配置された内管とを備える。上記外管に上記水酸化カルシウムの懸濁液が供給される。上記内管に上記リン酸水溶液が供給される。
【0013】
［態様８］
リン酸カルシウムの製造方法は、上記スラリーを、６０℃以上１００℃以下の温度で熟成する熟成工程を含む。上記熟成工程は、熟成槽を用いる、態様７に記載のリン酸カルシウムの製造方法である。上記熟成槽は、上記二重管混合部の下流に設けられる。上記熟成槽は上記二重管混合部から排出される上記スラリーを受容する。
リン酸カルシウムの製造方法は、上記スラリーを、６０℃以上１００℃以下の温度で熟成する熟成工程を含む。上記熟成工程は、熟成槽を用いる、態様７に記載のリン酸カルシウムの製造方法である。上記熟成槽は、上記二重管混合部の下流に設けられる。上記熟成槽は上記二重管混合部から排出される上記スラリーを受容する。
【0014】
［態様９］
上記リン酸カルシウムにおいて長手方向の長さＬ、厚み方向の長さＴ、及び幅方向の長さＤをそれぞれ有する針状粒子を含む、態様６から８のいずれか１つに記載のリン酸カルシウムの製造方法である。上記針状粒子は、アスペクト比（Ｌ／Ｔ）が８０以上１５０以下である。上記幅方向の長さＤが０．５μｍ以上２．０μｍ以下である。
上記リン酸カルシウムにおいて長手方向の長さＬ、厚み方向の長さＴ、及び幅方向の長さＤをそれぞれ有する針状粒子を含む、態様６から８のいずれか１つに記載のリン酸カルシウムの製造方法である。上記針状粒子は、アスペクト比（Ｌ／Ｔ）が８０以上１５０以下である。上記幅方向の長さＤが０．５μｍ以上２．０μｍ以下である。
【発明の効果】
【0015】
本発明によるリン酸カルシウムは、配向性により優れる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本実施形態に係るリン酸カルシウムのＳＥＭ観察写真（１）である。
【図2】本実施形態に係るリン酸カルシウムのＳＥＭ観察写真（２）である。
【図3】本実施形態に係るリン酸カルシウムの製造装置を示す模式図である。
【図4】本実施形態に係る二重管混合部を示す模式図である。
【図5】実施例及び参考例に係る試料のＳＥＭ観察写真である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
［リン酸カルシウム］
以下、本発明の一実施形態に係るリン酸カルシウムについて図を参照して説明する。図１は本実施形態に係るリン酸カルシウムのＳＥＭ観察写真（１）、図２は本実施形態に係るリン酸カルシウムのＳＥＭ観察写真（２）である。
以下、本発明の一実施形態に係るリン酸カルシウムについて図を参照して説明する。図１は本実施形態に係るリン酸カルシウムのＳＥＭ観察写真（１）、図２は本実施形態に係るリン酸カルシウムのＳＥＭ観察写真（２）である。
【0018】
図１及び図２に示すように、リン酸カルシウムは、長手方向の長さＬ、厚み方向の長さＴ、及び幅方向の長さＤをそれぞれ有する複数の針状粒子１０を含む。針状粒子１０は、リン酸カルシウム中に含まれる他の針状粒子１０、及び針状粒子１０以外の不定形の粒子と、互いに凝集している場合と、他の粒子と凝集せず単独で存在する場合とがある。
【0019】
リン酸カルシウムは、例えば、リン酸水素カルシウム、リン酸水素カルシウム二水和物、リン酸二水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム一水和物、リン酸三カルシウム、リン酸八カルシウム、水酸アパタイト、フッ素アパタイト、塩素アパタイト、炭酸アパタイト、ウィットロカイト、アモルファスリン酸カルシウム、リン酸四カルシウム、ピロリン酸カルシウムを含む。
【0020】
針状粒子１０は、アスペクト比（Ｌ／Ｔ）が８０以上１５０以下である。長手方向の長さＬは、着目する針状粒子１０の最も長い軸の長さとする。厚み方向の長さＴは、着目する針状粒子１０の長手方向の長さＬに対応する、最も短い軸の長さとする。
【0021】
針状粒子１０は、幅方向の長さＤが０．５μｍ以上２．０μｍ以下である。幅方向の長さＤは、着目する針状粒子１０の長手方向と厚み方向とに直交する方向の長さである。すなわち、幅方向の長さＤは、着目する針状粒子１０の長手方向の軸と幅方向の軸とを含む面を正面とし、当該針状粒子１０の長手方向の軸に沿う両辺の間の距離である。上記正面において、当該針状粒子１０の長手方向の一端における幅方向の長さと、当該一端と反対側の他端における幅方向の長さとが同じである場合に限らない。針状粒子１０は、長手方向の一端から他端に向かって、幅方向の長さが漸増または漸減してもよい。針状粒子１０の幅方向の長さＤは、長手方向の一端から他端における最大値とする。針状粒子１０は、幅方向の長さＤが０．７μｍ以上１．３μｍ以下であるのが好ましい。
【0022】
例えば、図１に示すように、長手方向の長さＬは、Ｌ１～Ｌ５のように特定する。また幅方向の長さＤは、例えば、Ｄ１～Ｄ５のように特定する。さらに、厚み方向の長さＴは、例えば、図２に示すように、厚み方向を測定するのに適した針状粒子１０を選択し、特定する。
【0023】
本実施形態に係る針状粒子１０は、アスペクト比（Ｌ／Ｔ）が８０以上１５０以下であることに加え、幅方向の長さＤが０．５μｍ以上２．０μｍ以下であることによって、配向性に優れる。針状粒子１０は、幅方向の長さＤが０．７μｍ以上１．３μｍ以下であることによって、より配向性に優れる。
【0024】
針状粒子１０は、着目する針状粒子１０の長手方向の一端に平坦な端面１２を有するのが好ましい。端面１２とは、着目する針状粒子１０の正面の長手方向の一端において、針状粒子１０の幅方向に交差する両辺の間を結ぶ面である。端面１２は、幅方向に平行である場合に限らず、傾斜していてもよい。針状粒子１０は、長手方向の両端にそれぞれ平坦な端面を有してもよい。
【0025】
リン酸カルシウムは、嵩比容が５ｍＬ／ｇ以上１５ｍＬ／ｇ以下であるのが好ましく、９ｍＬ／ｇ以上１２ｍＬ／ｇ以下であるのがより好ましい。リン酸カルシウムは、アスペクト比（Ｌ／Ｔ）が８０以上１５０以下、幅方向の長さＤが０．５μｍ以上２．０μｍ以下の針状粒子１０を含むことによって、嵩比容が大きい。本実施形態における嵩比容はゆるみ嵩比容である。固め嵩比容は、上記ゆるみ嵩比容の半分程度である。
【0026】
［リン酸カルシウムの製造装置］
上記リン酸カルシウムを製造するリン酸カルシウムの製造装置の一例について、図３及び図４を参照して説明する。図３は本実施形態に係るリン酸カルシウムの製造装置を示す模式図、図４は本実施形態に係る二重管混合部を示す模式図である。製造装置１４は、二重管混合部１６を備える。反応装置１４は、さらに熟成部１８を備えてもよい。
上記リン酸カルシウムを製造するリン酸カルシウムの製造装置の一例について、図３及び図４を参照して説明する。図３は本実施形態に係るリン酸カルシウムの製造装置を示す模式図、図４は本実施形態に係る二重管混合部を示す模式図である。製造装置１４は、二重管混合部１６を備える。反応装置１４は、さらに熟成部１８を備えてもよい。
【0027】
二重管混合部１６は、水酸化カルシウムの懸濁液と、リン酸水溶液とを迅速に混合する。二重管混合部１６は、水酸化カルシウムの懸濁液と、リン酸水溶液とをジェット噴流によって混合するのが好ましい。二重管混合部１６は、外管２０と、内管２２とを有する。内管２２は、外管２０内に配置されている。外管２０と内管２２とは、同軸上に配置されることが好ましい。
【0028】
外管２０は、上流から下流へ延在する。外管２０は、上流側の端部２０Ｕが図示しないが外管側送液ポンプに接続されている。外管２０は、外管側送液ポンプから送出された水酸化カルシウムの懸濁液が上流から下流へ流れる。外管２０の下流側の端部２０Ｄは、熟成部１８に通じている。
【0029】
内管２２は上流から下流へ延在する。内管２２は、上流側の端部２２Ｕが図示しないが内管側送液ポンプに接続されている。内管２２は、内管側送液ポンプから送出されたリン酸水溶液が上流から下流へ流れる。図４に示すように、内管２２の下流側の端部２２Ｄは、外管２０の下流側の端部２０Ｄより上流側で終端していてもよい。すなわち二重管混合部１６は、内管２２の下流側の端部２２Ｄから外管２０の下流側の端部２０Ｄまで、所定の距離ＰＬを有してもよい（図４）。
【0030】
熟成部１８は、熟成槽２４と排出配管２５とを有する。熟成槽２４は、入口２６と出口２８とを有する。熟成槽２４は、二重管混合部１６から排出されたスラリーを、入口２６から受け入れる。熟成槽２４は、熟成槽２４内のスラリーを、例えば６０℃以上１００℃以下の温度で２分以上１時間以下、好ましくは８０℃以上１００℃以下の温度で３０分以上１時間以下の条件で保持し熟成する。排出配管２５は出口２８に接続されている。熟成部１８は、出口２８を通じて熟成後のスラリーを熟成槽２４から排出配管２５へ排出する。
【0031】
［リン酸カルシウムの製造方法］
リン酸カルシウムを製造する方法について上記製造装置１４を用いる場合を例示して説明する。リン酸カルシウムは、混合工程によって製造することができる。リン酸カルシウムを製造する方法は、さらに熟成工程を備えてもよい。以下、順に説明する。混合工程は、リン酸水溶液と、水酸化カルシウムの懸濁液とを迅速に混合して、スラリーを得る。
リン酸カルシウムを製造する方法について上記製造装置１４を用いる場合を例示して説明する。リン酸カルシウムは、混合工程によって製造することができる。リン酸カルシウムを製造する方法は、さらに熟成工程を備えてもよい。以下、順に説明する。混合工程は、リン酸水溶液と、水酸化カルシウムの懸濁液とを迅速に混合して、スラリーを得る。
【0032】
まず、二重管混合部１６の外管２０から所定の線速度Ｖｏｕｔで水酸化カルシウムの懸濁液を送出する。線速度Ｖｏｕｔは、水酸化カルシウムの懸濁液が管を流れる流量を管の断面積で除した値である。上記所定の線速度Ｖｏｕｔで流れる水酸化カルシウムの懸濁液に接するように、二重管混合部１６の内管２２から所定の線速度Ｖｉｎでリン酸水溶液を送出する。線速度Ｖｉｎは、リン酸水溶液が管を流れる流量を管の断面積で除した値である。水酸化カルシウムの懸濁液に含まれる水酸化カルシウムの体積平均径（ＭＶ）は、例えば、６～１０μｍでもよい。線速度Ｖｉｎと、線速度Ｖｏｕｔとは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【0033】
リン酸水溶液と、水酸化カルシウムの懸濁液とは、上記所定の線速度で互いに接触し、ジェット噴流によって混合する。リン酸水溶液と水酸化カルシウムの懸濁液との混合は混合区間Ｚ（図４）を経て完了する。
【0034】
混合区間Ｚは、管から流出したリン酸水溶液と管から流出した水酸化カルシウムの懸濁液とが合流した後、定常流になるまでの区間である。この結果、混合区間Ｚおよび混合区間Ｚからさらに下流において、針状粒子１０を含むスラリーが生成される。
【0035】
リン酸水溶液が管を流れる線速度Ｖｉｎと、水酸化カルシウムの懸濁液が管を流れる線速度Ｖｏｕｔとの比（Ｖｉｎ／Ｖｏｕｔ）は、１０以上２０以下であるのが好ましい。リン酸水溶液の線速度Ｖｉｎと、水酸化カルシウムの懸濁液の線速度Ｖｏｕｔとの線速度比が上記範囲内であることによって、水酸化カルシウムの懸濁液とリン酸水溶液とが迅速に混合し得る。
【0036】
本実施形態において、水酸化カルシウムの懸濁液と、リン酸水溶液とは、混合区間Ｚを経て定常流となることで、混合が完了する。すなわち、水酸化カルシウムの懸濁液と、リン酸水溶液とを迅速に混合するうえで、混合区間Ｚは短い方が好ましい。リン酸水溶液の線速度Ｖｉｎと水酸化カルシウムの懸濁液の線速度Ｖｏｕｔとの線速度比（Ｖｉｎ／Ｖｏｕｔ）が大きいほど、混合区間は短くなる。
【0037】
水酸化カルシウムの懸濁液と、リン酸水溶液とを混合するうえで、次に示す式１で表される散逸エネルギーεが大きい方が好ましい。
【0038】
【数1】
【0039】
Ｑは流量、ΔＰは着目する空間の圧力損失、Ｖは着目する空間の体積、ρは密度、τは滞留時間である。流体が流れる流路を狭くしたり、流量を増大させたりして、滞留時間を短くすることによって散逸エネルギーεを大きくすることができる。また、水酸化カルシウムの懸濁液と、リン酸水溶液とを混合した混合流体をジェット噴流とすると、ΔＰが大きくなる。結果として散逸エネルギーεを大きくすることができる。
【0040】
熟成工程は、混合工程で得られたスラリーを、熟成部１８において例えば６０℃以上１００℃以下の温度で２分から１時間、好ましくは８０℃以上１００℃以下の温度で３０分から１時間保持し、スラリーを熟成する。熟成工程を経ることによって、スラリーが純度の高いリン酸カルシウムとなる。
【0041】
製造方法は、さらに洗浄工程及び乾燥工程を有してもよい。洗浄工程は、まず、熟成工程後のスラリーを、濾紙を用いて吸引ろ過し、ケーキを得る。次いで、得られたケーキをイオン交換水で洗浄する。洗浄工程を経ることによって、不純物を取り除き、より純度を高めることができる。乾燥工程は、ケーキを加熱することによって乾燥した針状粒子を得ることができる。
【0042】
［作用及び効果］
リン酸カルシウムは、アスペクト比（Ｌ／Ｔ）が８０以上１５０以下、幅方向の長さＤが０．５μｍ以上２．０μｍ以下である針状粒子１０を含むことによって、板状、箔状、及び柵状の粒子に比べ配向性に優れる。リン酸カルシウムは、配向性に優れることによって、例えば、フィラーに好適に用いることができる。リン酸カルシウムは、例えば、塗料、樹脂及び医薬品やのフィラーに用いることができる。
リン酸カルシウムは、アスペクト比（Ｌ／Ｔ）が８０以上１５０以下、幅方向の長さＤが０．５μｍ以上２．０μｍ以下である針状粒子１０を含むことによって、板状、箔状、及び柵状の粒子に比べ配向性に優れる。リン酸カルシウムは、配向性に優れることによって、例えば、フィラーに好適に用いることができる。リン酸カルシウムは、例えば、塗料、樹脂及び医薬品やのフィラーに用いることができる。
【0043】
針状粒子１０は、長手方向の一端に平坦な端面１２を有するので、先端が尖った粒子と比較して、粒子の形状を維持しやすい。針状粒子１０は、アスペクト比（Ｌ／Ｔ）が８０以上１５０以下、幅方向の長さＤが０．５μｍ以上２．０μｍ以下であるので、嵩比容が５ｍＬ／ｇ以上１５ｍＬ／ｇ以下であるリン酸カルシウムが得られる。
【0044】
リン酸カルシウムは、リン酸水溶液と、水酸化カルシウムの懸濁液とを混合してスラリーを得る混合工程と、スラリーを、８０℃以上の温度で熟成する熟成工程と、を含む製造方法によって製造することができる。混合工程は、リン酸水溶液と、懸濁液とを、ジェット噴流によって混合する。リン酸水溶液と、水酸化カルシウムの懸濁液とを迅速に、例えばジェット噴流によって混合することによって、針状粒子１０を得ることができる。
【0045】
本実施形態の製造方法は、二重管混合部１６を用いることによって、リン酸水溶液と、水酸化カルシウムの懸濁液とを混合したジェット噴流をより確実に生じさせることができる。
【0046】
二重管混合部１６で得られたスラリーを、熟成槽２４において受容し熟成することによって、連続的に処理できるので、より効率的にリン酸カルシウムを得ることができる。
【0047】
［測定方法］
（アスペクト比及び幅方向の長さ）
針状粒子の大きさは、リン酸カルシウムの針状粒子を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察する。ＳＥＭ観察の倍率は、例えば５０００倍～２万倍とする。撮影した画像において、針状粒子を例えば５個、任意に選択し、長手方向の長さＬ、及び幅方向の長さＤをそれぞれ測定する。また、厚み方向の長さＴの測定に適した針状粒子を同数（この場合５個）任意に選択し、厚み方向の長さＴを測定する。測定した長手方向の長さＬの合計値と厚み方向の長さＴの合計値とからアスペクト比（Ｌ／Ｔ）の平均値を算出する。当該平均値をリン酸カルシウムのアスペクト比（Ｌ／Ｔ）とする。また、幅方向の長さＤの合計値から算出した平均値をリン酸カルシウムの幅方向の長さＤとする。
（アスペクト比及び幅方向の長さ）
針状粒子の大きさは、リン酸カルシウムの針状粒子を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察する。ＳＥＭ観察の倍率は、例えば５０００倍～２万倍とする。撮影した画像において、針状粒子を例えば５個、任意に選択し、長手方向の長さＬ、及び幅方向の長さＤをそれぞれ測定する。また、厚み方向の長さＴの測定に適した針状粒子を同数（この場合５個）任意に選択し、厚み方向の長さＴを測定する。測定した長手方向の長さＬの合計値と厚み方向の長さＴの合計値とからアスペクト比（Ｌ／Ｔ）の平均値を算出する。当該平均値をリン酸カルシウムのアスペクト比（Ｌ／Ｔ）とする。また、幅方向の長さＤの合計値から算出した平均値をリン酸カルシウムの幅方向の長さＤとする。
【0048】
（嵩比容）
５０ｍＬ容メスシリンダーにリン酸カルシウム５ｇを静かに入れ、平らに均しリン酸カルシウムの容積を読み取る。充填したリン酸カルシウムの質量を容積で除した値を算出し、算出した値をゆるみ嵩比容とする。
５０ｍＬ容メスシリンダーにリン酸カルシウム５ｇを静かに入れ、平らに均しリン酸カルシウムの容積を読み取る。充填したリン酸カルシウムの質量を容積で除した値を算出し、算出した値をゆるみ嵩比容とする。
【0049】
［変形例］
本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することができる。例えば、上記実施形態の場合、針状粒子は長手方向の一端に平坦な端面を有する場合について説明したが本発明はこれに限らない。針状粒子は、長手方向の一端または両端に凸部または凹部を含む端面を有してもよい。
本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することができる。例えば、上記実施形態の場合、針状粒子は長手方向の一端に平坦な端面を有する場合について説明したが本発明はこれに限らない。針状粒子は、長手方向の一端または両端に凸部または凹部を含む端面を有してもよい。
【0050】
上記実施形態の針状粒子は、二重管混合部を用いて製造する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。針状粒子は、水酸化カルシウムの懸濁液とリン酸水溶液とを迅速に、例えばジェット噴流によって混合することができれば、他の方法を用いて製造してもよい。
【実施例0051】
以下、本発明を実施例に則して更に詳細に説明するが、これらの実施例はあくまでも説明のために便宜的に示す例に過ぎず、本発明は如何なる意味でもこれらの実施例に限定されるものではない。
【0052】
［試料］
上記「リン酸カルシウムの製造方法」に従い、「リン酸カルシウムの製造装置」に示した二重管混合部を用いて試料を生成した。各資料の詳細について、以下説明する。
上記「リン酸カルシウムの製造方法」に従い、「リン酸カルシウムの製造装置」に示した二重管混合部を用いて試料を生成した。各資料の詳細について、以下説明する。
【0053】
（実施例１）
８０℃に温度調整したリン酸４．９ｍｏｌ％水溶液と、８０℃に温度調整した水酸化カルシウムの３．７ｍｏｌ％懸濁液とを、それぞれ用意した。外管の内径が８ｍｍ、内管の内径が１．８ｍｍ、図４のＰＬの部分の長さが８０ｍｍである二重管混合部を用意した。
８０℃に温度調整したリン酸４．９ｍｏｌ％水溶液と、８０℃に温度調整した水酸化カルシウムの３．７ｍｏｌ％懸濁液とを、それぞれ用意した。外管の内径が８ｍｍ、内管の内径が１．８ｍｍ、図４のＰＬの部分の長さが８０ｍｍである二重管混合部を用意した。
【0054】
次に、定容ポンプを用いて、外管にリン酸水溶液を、内管に水酸化カルシウムの懸濁液をそれぞれ供給した。反応時のリンとカルシウムの比率が１：１になるように二重管混合部に供給した。リン酸水溶液と水酸化カルシウムの懸濁液の供給速度は１８０ｍｌ／ｍｉｎとした。この条件で２分間反応を続け、スラリーを７１６ｍＬ得た。得られたスラリーを、濾紙を用いて吸引ろ過してケーキを得た。得られたケーキを９７５ｍＬのイオン交換水で洗浄した。その後、１０５℃で一晩乾燥させ、実施例１のリン酸水素カルシウムを得た。
【0055】
（実施例２）
反応後に得られたスラリーを８０℃で１時間熟成させた以外は、実施例１と同様の操作を行い、実施例２のリン酸水素カルシウムを得た。
反応後に得られたスラリーを８０℃で１時間熟成させた以外は、実施例１と同様の操作を行い、実施例２のリン酸水素カルシウムを得た。
【0056】
（参考例１）
バッチ反応槽にイオン交換水１００ｍＬを入れ、８０℃に温度を調整した。上記イオン交換水を３００ｒｐｍで撹拌しながら、リン酸０．５１ｍｏｌ／Ｌ水溶液と、塩化カルシウムの０．５１ｍｏｌ／Ｌ含有液を混合し、水酸化ナトリウム０．６７ｍｏｌ／Ｌ溶液を約１分かけて同時に注加し反応を開始した。注加完了後、実施例１と同様に、濾過、洗浄および乾燥をし、参考例１の試料を得た。
（参考例２）
注加完了後、得られたスラリーを８０℃で１時間熟成させた以外は、参考例１と同様に行い、参考例２の試料を得た。
バッチ反応槽にイオン交換水１００ｍＬを入れ、８０℃に温度を調整した。上記イオン交換水を３００ｒｐｍで撹拌しながら、リン酸０．５１ｍｏｌ／Ｌ水溶液と、塩化カルシウムの０．５１ｍｏｌ／Ｌ含有液を混合し、水酸化ナトリウム０．６７ｍｏｌ／Ｌ溶液を約１分かけて同時に注加し反応を開始した。注加完了後、実施例１と同様に、濾過、洗浄および乾燥をし、参考例１の試料を得た。
（参考例２）
注加完了後、得られたスラリーを８０℃で１時間熟成させた以外は、参考例１と同様に行い、参考例２の試料を得た。
【0057】
［測定結果］
得られた針状粒子の各測定結果を表１に、ＳＥＭ観察写真を図５に、それぞれ示す。
得られた針状粒子の各測定結果を表１に、ＳＥＭ観察写真を図５に、それぞれ示す。
【0058】
【表1】
【符号の説明】
【0059】
１０ 針状粒子
１２ 端面
１４ 製造装置
１６ 二重管混合部
１８ 熟成部
２０ 外管
２０Ｄ 下流側の端部
２０Ｕ 上流側の端部
２２ 内管
２２Ｄ 下流側の端部
２２Ｕ 上流側の端部
２４ 熟成槽
２５ 排出配管
２６ 入口
２８ 出口
１２ 端面
１４ 製造装置
１６ 二重管混合部
１８ 熟成部
２０ 外管
２０Ｄ 下流側の端部
２０Ｕ 上流側の端部
２２ 内管
２２Ｄ 下流側の端部
２２Ｕ 上流側の端部
２４ 熟成槽
２５ 排出配管
２６ 入口
２８ 出口
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
