(57)【要約】【課題】帯電による凝集を防止することにより流動性を改善した多孔性非導電性セラミック粒子、及びその製造方法を提供する。【解決手段】界面活性剤（特に非イオン性界面活性剤）を含浸させることにより流動性を改善した多孔性非導電性セラミック粒子。多孔性非導電性セラミック粒子の真球度は０．７〜１．０で、気孔率は１０〜７０％で、平均粒径は５０〜５００μｍであるのが好ましい。界面活性剤を含浸後の含水率は含浸前の含水率より０．５〜３重量％多いのが好ましい。含浸させる界面活性剤は０．０５〜５重量％の濃度の水溶液の状態であるのが好ましい。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
界面活性剤が含浸されていることを特徴とする流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子。
【請求項２】
請求項１に記載の流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子において、真球度が０．７以上であることを特徴とする流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子において、気孔率が１０〜７０％であることを特徴とする流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子において、平均粒径が５０〜５００μｍであることを特徴とする流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子において、前記界面活性剤を含浸後の含水率が含浸前の含水率より０．５〜３重量％多いことを特徴とする流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子において、前記セラミック粒子が多孔性ハイドロキシアパタイトからなることを特徴とする流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子において、前記界面活性剤が非イオン性界面活性剤であることを特徴とする流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子を製造する方法において、前記多孔性非導電性セラミック粒子に界面活性剤を含浸させて、前記粒子同士の凝集を防止することを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８に記載の流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子の製造方法において、前記界面活性剤を０．０５〜５重量％の濃度の溶液の状態で前記多孔性非導電性セラミック粒子と接触させることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子の製造方法において、前記界面活性剤の含浸後の含水率が含浸前の含水率より０．５〜３重量％多くなるように、前記界面活性剤の含浸量を設定することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子及びその製造方法に関し、特に多孔性非導電性セラミック粒子自身の特性に影響を与えることなく簡単な方法で流動性を改善した多孔性非導電性セラミック粒子及びその製造方法する。
【０００２】
【従来の技術】
多孔性セラミックスは、セラミックス固有の耐熱性、耐薬品性等の性質に加えて、軽量、断熱性、吸音性、吸着性、分離機能、選択的透過機能等の様々な特性や機能を有しているため、様々な分野でその用途を広げつつある。
【０００３】
例えば多孔性ハイドロキシアパタイトに代表される多孔性リン酸カルシウム系化合物は、生体適合性に優れており、人工歯根、骨補強材又は歯科用セメント等の生体材料として利用されている。多孔性ハイドロキシアパタイトを生体材料に使用する場合、通常焼結体とする他、バインダー樹脂等の均一混合物として成形体とすることもある（例えば特開平２０００−３３５９６２号等）。いずれの場合も多孔性ハイドロキシアパタイトは粒子状で使用されている。
【０００４】
ハイドロキシアパタイトの他に、多孔性セラミックス粒子として使用し得るセラミックには種々のものがあるが、例えばアルミナ系の場合、（１）　気孔分布が均一であり、（２）　微生物との親和性が良く、（３）　循環再使用が可能であり、（４）　機械的強度が高く、（５）　耐薬品性等に優れているために、水処理用多機能セラミックス、触媒担体、センサー基板、複合材、バイオリアクタ、微生物担体、吸着材、ハイブリッド材、フィルター材等に利用されている。その他に多孔性シリカも、上記と同様の用途の他に、クラマトグラフィーのカラム充填材等として利用されている。
【０００５】
しかしながら、上記のような多孔性セラミックス粒子は一般に非導電性であるため、粉体としてハンドリング中に帯電し、粒子同士が凝集する傾向がある。粒子同士が凝集すると、セラミック粒子の輸送経路や、成形機のホッパーの開口部を閉塞させるおそれがある。そのため、セラミック粒子の帯電を防止して、容易にハンドリングし得るようにすることが望まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、帯電による凝集を防止することにより流動性を改善した多孔性非導電性セラミック粒子、及びその製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者等は、多孔性非導電性セラミック粒子の気孔内に界面活性剤を含浸させることにより、粒子は帯電凝集しなくなり、もって流動性が改善されることを発見し、本発明に想到した。
【０００８】
すなわち、本発明の流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子は、界面活性剤が含浸されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子は、０．７以上の真球度を有するのが好ましく、１０〜７０％の気孔率を有するのが好ましく、５０〜５００μｍの平均粒径を有するのが好ましい。
【００１０】
本発明の流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子において、界面活性剤を含浸後の含水率は含浸前の含水率より０．５〜３重量％多いのが好ましい。
【００１１】
本発明の多孔性非導電性セラミック粒子は多孔性ハイドロキシアパタイトからなるのが好ましい。
【００１２】
前記界面活性剤は非イオン性界面活性剤であるのが好ましい。
【００１３】
本発明の流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子の製造方法は、前記多孔性非導電性セラミック粒子に界面活性剤を含浸させて、前記粒子同士の凝集を防止することを特徴とする。
【００１４】
前記界面活性剤を０．０５〜５重量％の濃度の溶液の状態で前記多孔性非導電性セラミック粒子と接触させるのが好ましい。また前記界面活性剤の含浸後の含水率が含浸前の含水率より０．５〜３重量％多くなるように、前記界面活性剤の含浸量を設定するのが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
【００１６】
［１］　流動性が改善された多孔性非導電性セラミック粒子
（１）　多孔性非導電性セラミック粒子
本発明により流動性を改善する多孔性非導電性セラミック粒子は、０．７以上の真球度、１０〜７０％の気孔率、及び５０〜５００μｍの平均粒径を有するのが好ましい。
【００１７】
セラミック粒子の真球度は粒子の流動性と密接に関連している。従って、真球度は０．７以上が好ましい。ここで真球度は円形度係数（４π×面積／周囲長２）により求めたものである。真球度が０．７未満であると、仮に多孔性非導電性セラミック粒子に界面活性剤処理をしても十分な流動性が得られない。
【００１８】
本発明を適用し得る多孔性非導電性セラミック粒子の気孔率は１０〜７０％の範囲内であるのが好ましい。気孔率が１０％未満であると、多孔性セラミック粒子としての特性を発揮できないのみならず、界面活性剤を含浸しても、気孔内に十分に担持できない。一方、気孔率が７０％を超えると、粒子強度が低下し過ぎるのみならず、上記真球度を確保するのが困難になる。なお気孔率は水銀ポロシメータ法により測定することができる。
【００１９】
本発明を適用し得る多孔性非導電性セラミック粒子の平均粒径は５０〜５００μｍであるのが好ましく、１００〜５００μｍであるのがより好ましい。平均粒径が５０μｍ未満であると、流動時に霧化しやすい。また平均粒径が５００μｍを超えると、セラミック粒子をプレス成形したり樹脂にブレンドしたりする際に均一性を確保するのが困難になる。なお平均粒径は、レーザー回折法により求めた粒径を１０００個の粒子について平均化した値である。
【００２０】
上記条件を満たす多孔性非導電性セラミック粒子は、非導電性セラミックであればいかなるセラミックスからなるものでも良く、例えばハイドロキシアパタイト等のリン酸カルシウム系セラミックスの他に、アルミナ、チタニア、シリカ、ジルコニア等により形成することができる。
【００２１】
リン酸カルシウム系セラミックスのＣａ／Ｐの重量比は１．６　〜１．７　であるのが好ましい。Ｃａ／Ｐの重量比が１．６　未満であると燐酸三カルシウム［Ｃａ３（ＰＯ４）２］との混在相となり、また１．７　超であると酸化カルシウム（ＣａＯ）との混在相となる。本発明を適用する多孔性リン酸カルシウム系セラミックスの好ましい例は、多孔性ハイドロキシアパタイト　［Ｃａ１０（ＰＯ４）６・（ＯＨ）２］である。
【００２２】
多孔性非導電性セラミック粒子は、微細な一次粒子が凝集した二次粒子であるのが好ましい。二次粒子としては、真球度、気孔率及び平均粒径を制御し易いという観点から噴霧乾燥造粒法等により造粒したものが好ましい。
【００２３】
（２）　界面活性剤
多孔性非導電性セラミック粒子の気孔に含浸させる界面活性剤は、非イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤及び両性界面活性剤の何れでも良いが、帯電防止の観点から非イオン性界面活性剤が好ましい。
【００２４】
非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル（例えばポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等）、グリセリン脂肪酸部分エステル、ソルビタン脂肪酸部分エステル、ペンタエリスリトール脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレンソルビタン酸脂肪部分エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボキシレート、脂肪酸アルカノールアミド（例えばＮ，Ｎ−ジメチルドデシルアミンオキサイド）等を挙げることができる。
【００２５】
陽イオン性界面活性剤としては、アルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩等を挙げることができる。
【００２６】
陰イオン性界面活性剤としては、ジアルキルスルホこはく酸塩、アルカンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルスルホフェニルエーテル塩、アルキル燐酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸エステル塩、脂肪酸アルキルエステルの硫酸エステル塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、脂肪酸モノグリセリド硫酸エステル塩等を挙げることができる。
【００２７】
両性界面活性剤としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキル−Ｎ−スルホアルキレンアンモニウムベタイン等を挙げることができる。
【００２８】
（３）　界面活性剤の含浸
多孔性非導電性セラミック粒子に含浸させる界面活性剤の量は、界面活性剤を含浸後の含水率が含浸前の含水率より０．５〜３重量％多くなるように設定するのが好ましい。このような含水率を得るのに必要な界面活性剤の含浸量は、多孔性非導電性セラミック粒子１００重量部当たり、一般に０．００２５　〜０．３重量部であり、好ましくは０．００５〜０．０５重量部である。界面活性剤が上記下限値より少ないと、含浸による流動性の改善効果が不十分であり、また上記上限値を超えてもそれに見合う効果の向上が得られない。
【００２９】
［２］　流動化処理方法
多孔性非導電性セラミック粒子への界面活性剤の含浸方法は限定的ではなく、界面活性剤溶液を浸漬する方法、噴霧する方法等を利用できる。なお「含浸」とは、界面活性剤が表面だけでなく気孔内にも保持されるという意味である。
【００３０】
セラミック粒子に含浸させる界面活性剤溶液は０．０５〜５重量％の濃度であるのが好ましい。濃度が０．０５重量％未満であると、十分な量の界面活性剤を含浸させることができず、また濃度が５重量％を超えても、さらなる流動性の向上は得られない。なお処理の容易さから、界面活性剤溶液は水溶液であるのが好ましい。
【００３１】
界面活性剤溶液が含浸した多孔性非導電性セラミック粒子は、適当な温度に加熱して十分に乾燥させる。十分な流動性を確保するために、界面活性剤を担持した多孔性非導電性セラミック粒子の含水率は１０％以下であるのが好ましい。
【００３２】
【実施例】
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００３３】
実施例１
多孔性非導電性セラミック粒子として、真球度０．８、気孔率５０％、平均粒径１１０μｍ、分級による最大粒径３００μｍ、及び含水率（乾燥減量）４重量％の多孔性ハイドロキシアパタイト粒子を使用した。この粒子に対して、非イオン性界面活性剤としてポリエチレングリコールモノ−ｐ−ｉｓｏ−オクチルフェニルエーテル（商品名「Ｔｒｉｔｏｎ　Ｘ−１００」）の０．１重量％水溶液を噴霧した。界面活性剤の噴霧前後においてセラミック粒子を２００℃で２時間加熱し、それぞれの場合における乾燥減量を測定した。それぞれの減量は４重量％と５．１重量％であったので、噴霧することによる含水率の増分は１．１重量％であった。界面活性剤が含浸した多孔性ハイドロキシアパタイト粒子はサラサラしていた。
【００３４】
界面活性剤が含浸した多孔性ハイドロキシアパタイト粒子の流動性を評価するために、図１に示す内径２０　ｍｍのガラス円筒１を用いた。このガラス円筒１は、上部１ａ、下部１ｂ、及び両者を連結する縮径部１ｃとからなり、縮径部１ｃの中央には内径Ｄが１．０　ｍｍのオリフィス２がある。
【００３５】
界面活性剤が含浸した多孔性ハイドロキシアパタイト粒子３をガラス円筒１の上部１ａに入れ、オリフィス２を経て下部１ｂに重力により自然落下させた。この状態で粒子３の流動性を評価したところ、３分経過後でもオリフィス２での粒子３の詰まりは発生しなかった。
【００３６】
比較例１
緻密質のハイドロキシアパタイト粒子（真球度０．８、平均粒径１１０μｍ、分級による最大粒径３００μｍ）に非イオン性界面活性剤としてＴｒｉｔｏｎ　Ｘ−１００の０．１重量％水溶液を噴霧した。噴霧後、緻密質ハイドロキシアパタイト粒子を大気中に放置し、完全に乾燥させた。界面活性剤を塗布した緻密質ハイドロキシアパタイト粒子の流動性を、図１に示すガラス円筒１で評価したところ、５秒間でオリフィス２に詰まりが生じた。
【００３７】
比較例２
比較例１と同じ緻密質のハイドロキシアパタイト粒子（真球度０．８、平均粒径１１０μｍ、分級による最大粒径３００μｍ）に非イオン性界面活性剤を塗布することなく、図１に示すガラス円筒１で流動性の評価をしたところ、５秒間でオリフィス２に詰まりが生じた。
【００３８】
【発明の効果】
上記の通り、本発明により界面活性剤を含浸させることにより、多孔性非導電性セラミック粒子は流動中に帯電することがなくなり、もって良好な流動性を維持できる。本発明の処理を施した多孔性非導電性セラミック粒子はパイプ等により輸送するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】多孔性非導電性セラミック粒子の流動性を評価するためのガラス円筒を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１・・・ガラス円筒
１ａ・・・上部
１ｂ・・・下部
１ｃ・・・縮径部
２・・・オリフィス
【図１】
2004051408.tif 000002