(57)【要約】【課題】結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子を含む塗布組成物とこれを基材上に塗布して得られた塗布物に関し、基材上に塗布を行った際に、各種タンパク質の吸着性に優れ、親水性が高く、均一性、接着性、耐水性及び耐摩耗性に優れたヒドロキシアパタイト塗膜の形成が可能な塗布組成物及び塗布物を与えること。【解決手段】体積平均粒子径が０．１〜１０μｍの範囲にある結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子と水ガラスが、各々の質量比で１：０．０５〜１：０．５の範囲で含まれる塗布組成物を用いる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
体積平均粒子径が０．１〜１０μｍの範囲にある結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子と水ガラスが、乾燥固形分質量比で１：０．０５〜１：０．５の範囲で含まれる塗布組成物。
【請求項２】
基材上に請求項１に記載の塗布組成物を塗布して得られた塗布物。
【請求項３】
基材上に下引き層を有し、該下引き層上に請求項１に記載の塗布組成物を塗布して得られた塗布物。
【請求項４】
下引き層が、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、および水系ポリウレタン樹脂から選ばれる樹脂を少なくとも１種含む請求項３に記載の塗布物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子を含む塗布組成物とこれを基材上に塗布して得られた塗布物に関し、基材上に塗布を行った際に、各種タンパク質の吸着性に優れ、親水性が高く、均一性、接着性、耐水性及び耐摩耗性等に優れたヒドロキシアパタイト塗膜を形成する塗布組成物及び塗布物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒドロキシアパタイトは骨や歯等を構成するリン酸カルシウム塩の１種であり、高い生体親和性を示すことが知られている。再生医療の分野に於いて、人工骨、人工歯根、人工血管、人工関節等様々な体内への埋め込み材料を検討する場合、これらの表面をヒドロキシアパタイトを用いて被覆することで、材料に高い生体親和性を発揮する試みが従来からなされている。ヒドロキシアパタイトで表面を覆われた材料が生体親和性を発揮する一つの理由として、元々生体に含まれる材料なので生体内で異物として認識されないことに加えて、表面の親水性が極めて高くなり、細胞が接着しにくくなること等が考えられる。こうしたヒドロキシアパタイトを材料の表面に被覆させる方法として様々な方法が試みられてきた。例えば、特許文献１にはプラズマ溶射法を利用する方法が示されている。この方法では用いる材料に耐熱性が要求され、複雑な形状のものや大面積の材料の表面処理には適さず、こうした場合に均一な塗膜を基材表面に形成することが困難であり、装置としても大がかりで効果になる問題があった。更に得られるヒドロキシアパタイトは結晶性が低く、水中で溶解しやすく消失が速いという問題や、或いはアパタイト以外の組成のカルシウム塩が副成する問題に加えて、基材との接着性や耐摩耗性に劣る問題があった。
【０００３】
また、特許文献２には人の体液を模した疑似体液中でヒドロキシアパタイトを材料表面に析出させる方法が開示されるが、この方法では表面に被覆されるヒドロキシアパタイトの量が低く、十分な強度を備えた厚みのある被覆が行えず、また、処理に極めて長時間を要する問題があった。更に、特許文献３には基材表面にガラス体を形成し、この中にヒドロキシアパタイトの核を形成した後に疑似体液を用いてヒドロキシアパタイト塗膜を基材表面に析出させる方法が開示されるが、同様に強度に優れた厚みの十分な塗膜を形成することは困難であり、基材との接着性や耐摩耗性に劣る問題があった。
【０００４】
特許文献４には基材表面に設けたゲルマトリックス中にリン酸イオンとカルシウムイオンを供給することで繊維状結晶のヒドロキシアパタイトを基材表面に析出する方法が開示される。この方法ではゲルマトリックスとして有機素材を用いるため、形成されるヒドロキシアパタイト被覆層中にこうした有機素材が不純物として含まれる場合があるため生体内で不純物が異物として認識され免疫反応を誘起してしまう問題や、表面の親水性が低下する問題があることから、医療分野への適用に難があり、更に基材との接着性や耐摩耗性に劣る問題があった。
【０００５】
特許文献５には、特定の官能基を有する高分子基材表面にシランカプラーを介してヒドロキシアパタイトの焼結体を結合することで基材表面をヒドロキシアパタイトで被覆する方法が開示されている。この方法で用いるヒドロキシアパタイトは種々の方法で得られる非晶質のヒドロキシアパタイトを高温で焼結する方法で得られるが、焼結の際にヒドロキシアパタイトの粉末が凝集し、これを用いて基材表面に被覆を行う場合に、均一な塗膜が形成されない問題や、或いは該焼結体を分散することで塗膜の均一性を高めようとした場合に、分散媒として有機溶剤を使用するため、安全性等の点で問題があった。また、有害性の高いシランカプラーを用いることで医療分野に於いて生体内への埋め込み材料には適用しがたい問題があった。更にこの場合も基材との接着性や耐摩耗性の点で劣る問題があった。
【０００６】
特許文献６には、リン酸カルシウム系化合物と珪酸ナトリウムを含むセラミック水硬セメントが開示されている。この場合、硬化した両者の混合物は水中に於いて室温で容易に溶解するため、本発明が目的とする耐水性の良好な塗布物が得られるものではなかった。
【０００７】
ヒドロキシアパタイトはその結晶表面に於いて種々のタンパク質や有機物質を吸着する能力を有することから、例えば非特許文献１に記載されるように、タンパク質分離用のカラムクロマト用充填剤としての利用や、或いは繊維基材と組み合わせてフィルターとして利用する等の検討がなされてきた。特許文献７には、基材として不織布を使用し、この不織布繊維表面にヒドロキシアパタイト微粒子を水溶性結合剤及び高分子分散剤とともに含浸またはコーティングする方法が開示されている。この場合、使用するポリアクリル酸ナトリウム等の電荷を有する高分子分散剤がヒドロキシアパタイトに強く結合し、ヒドロキシアパタイト表面の吸着活性を封鎖してしまう問題と、使用する水溶性結合剤としてポリビニルアルコール等の水溶性高分子化合物を使用するため、接着性に劣り、耐摩耗性に乏しく、特に耐水性がないために生体内等の湿潤状態では使用出来ない問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６２−３４５５９号公報
【特許文献２】特開平４−１４４５６６号公報
【特許文献３】特開平６−２９３５０６号公報
【特許文献４】特開２０１０−２０８９０３号公報
【特許文献５】特開２００４−５１９５２号公報
【特許文献６】特表２００２−５２７２０８号公報
【特許文献７】特開平５−２２２６９３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｔｉｓｅｌｉｕｓ  Ａ．ｅｔ．ａｌ．，“Ａｒｃｈｉｖｅｓ  ｏｆ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｂｉｏｐｈｙｓｉｃｓ”，ｖｏｌ．６５，Ｎｏ．１，１３２−１５５（１９５６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子を含む塗布組成物とこれを基材上に塗布して得られた塗布物に関し、基材上に塗布を行った際に、各種タンパク質の吸着性に優れ、親水性が高く、均一性、接着性、耐水性及び耐摩耗性に優れたヒドロキシアパタイト塗膜の形成が可能な塗布組成物及び塗布物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の課題は、以下の発明により解決される。
１．体積平均粒子径が０．１〜１０μｍの範囲にある結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子と水ガラスが、乾燥固形分質量比で１：０．０５〜１：０．５の範囲で含まれる塗布組成物。
２．基材上に上記１に記載の塗布組成物を塗布して得られた塗布物。
３．基材上に下引き層を有し、該下引き層上に上記１に記載の塗布組成物を塗布して得られた塗布物。
４．下引き層が、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、および水系ポリウレタン樹脂から選ばれる樹脂を少なくとも１種含む上記３に記載の塗布物。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、基材上に塗布を行った際に、各種タンパク質の吸着性に優れ、親水性が高く、均一性、接着性、耐水性及び耐摩耗性に優れたヒドロキシアパタイト塗膜の形成が可能な塗布組成物及び塗布物を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１で得られたヒドロキシアパタイト微粒子の走査型電子顕微鏡による拡大図。
【図２】実施例１で得られた湿式分散処理後のヒドロキシアパタイト微粒子の広角Ｘ線回折パターン。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の塗布組成物は、結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子と水ガラスを合わせて含む。最初に、本発明で用いることの出来る結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子について説明する。本発明に於いてヒドロキシアパタイト微粒子を塗布組成物に使用するためには、水中における体積平均粒子径が０．１〜１０μｍの範囲にある微粒子を使用することが必要である。この範囲を超える平均粒子径では塗布組成物中のヒドロキシアパタイト微粒子が経時により沈降し、塗布液としての使用が可能である期間が極めて短く実用に耐えないものである問題に加えて、塗布されて形成される塗膜が均質でなく、基材との接着性や耐摩耗性に劣ることが分かった。
【００１５】
本発明に於いて用いることの出来るヒドロキシアパタイト微粒子は、乾燥した状態で広角Ｘ線回折により測定を行った場合、ヒドロキシアパタイトに特有の回折パターンを示し、最大強度のピークに対する半値幅から求められる結晶子の大きさが１０ｎｍ以上であり、かつ測定におけるノイズから分離して、明確な回折ピークを示すことで結晶性であると認められるヒドロキシアパタイトである。
【００１６】
本発明に於いて用いることの出来る結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子は、公知の様々な方法を用いて、例えば水中での加熱処理や更に高温で行われる焼結処理等の熱履歴を経て作製されるヒドロキシアパタイトの結晶を粉砕処理や乾式分散処理、湿式分散処理等の微粒化工程を経て製造される結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子を用いることが出来る。但し、こうした方法で製造されるヒドロキシアパタイト微粒子を使用する場合は、水中における体積平均粒子径が０．１〜１０μｍの範囲にあることが必要で、塗布組成物中に粒子径が１０μｍを超える粗大粒子や、０．１μｍ未満の微細粒子が含まれる場合、これらの割合はヒドロキシアパタイト微粒子全体の２０質量％以下である場合が好ましく、更に１０質量％以下である場合がより好ましい。粒子径が１０μｍを超える微粒子が上記の割合を超えて含まれる場合には、基材上に塗布を行い塗布物を作製した際、該塗布物の表面がざらつき、ひび割れ等の塗布欠陥が生じ、均一な塗布面が得られない場合がある。一方、粒子径が０．１μｍ未満の微細粒子が上記範囲を超えて含まれる場合には、微細粒子の水に対する溶解性が増加することがあるため、塗布物を作製した場合、耐水性が低下したり、或いは、塗膜中にヒドロキシアパタイトと組成の異なるカルシウム塩が含まれる場合がある。
【００１７】
本発明に於いて最も好ましく用いることの出来る結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子は以下の方法を用いて作製することが出来る。即ち、先の非特許文献１に記載されるような、第二リン酸カルシウム二水和物をアルカリで処理してヒドロキシアパタイトに変換する方法であって、本発明者は元の第二リン酸カルシウム二水和物が平板状の結晶である場合、これにより得られるヒドロキシアパタイトは結晶性を示すことを見出した。従って、この方法を用いた場合、何ら熱履歴が加わらないため結晶同士が融着して粗大粒子を形成することがなく、本発明に於いて好ましく用いることが出来る。
【００１８】
次に、上記の第二リン酸カルシウム二水和物の平板状結晶の合成方法について説明を行う。これを合成するための原料としては各種カルシウム塩と各種リン酸塩から選ばれる原料が必要であり、カルシウム塩として適当である原料の例としては、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、酢酸カルシウム及びこれらの水和物が好ましく用いることが出来る。リン酸塩として好適である原料の例としては、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水素二アンモニウム等が特に好ましい例として挙げられる。上記のカルシウム塩及びリン酸塩はｐＨが４〜９の範囲に於いて水に可溶性であることが好ましい。なお本発明に於いて可溶性であるとは、１０℃での溶解性が１質量％以上であることを意味する。
【００１９】
上記のカルシウム塩及びリン酸塩は、好ましくはｐＨが４〜９の範囲に於いて混合することで平板状結晶の第二リン酸カルシウム二水和物を生成するが、この範囲を越えて例えばｐＨが強アルカリである場合には水酸化カルシウムが生成するため目的とするヒドロキシアパタイトの生成を阻害する場合がある。或いは、アンモニア水やその他のアミン類等を加えてｐＨが９を越えて合成を行った場合には第三リン酸カルシウムが生成する場合がある。逆にｐＨが４を下回る酸性側に於いては第二リン酸カルシウム二水和布の溶解性が増加することから収率が低下する場合がある。
【００２０】
上記のカルシウム塩及びリン酸塩を反応させる温度としては通常０℃から１００℃の範囲で行うことが可能であり、或いは反応温度を０℃未満に下げて反応を行うことも可能である。但し、好ましい反応温度の範囲が存在し、−５〜６０℃の範囲の温度である場合が最も好ましく、この温度範囲に於いて得られる第二リン酸カルシウム二水和物は、平板状の形態を有する結晶が選択的に得られる。−５℃未満の温度で反応を行う場合、反応系が部分的に凍結する場合があり、攪拌に支障をきたす場合がある。６０℃を超える温度で反応を行った場合、第二リン酸カルシウム二水和物とは別に第二リン酸カルシウム二無水物である結晶型としてモネタイトと呼ばれる針状結晶が副成し、後者を後述するアルカリ処理を行った場合には、ヒドロキシアパタイトへの変換が非常に遅く、未反応のまま残存する場合があるため、高純度のヒドロキシアパタイトを得ることが困難となる場合がある。
【００２１】
生成した第二リン酸カルシウム二水和物は水溶液中から析出して平板状結晶を生じる。この際、生じた平板状結晶を特に精製せずにそのまま次に述べるアルカリ処理を行っても良いが、純度の向上したヒドロキシアパタイトを得るためには、析出した平板状結晶を濾過等の方法で分離し、更にイオン交換水等で洗浄を行って精製することが好ましく行われる。また、精製した平板状結晶は特に乾燥させることなく引き続き次のアルカリ処理を行うことが好ましく行われる。或いは室温程度の温度から更に低い温度で乾燥を行った後に引き続くアルカリ処理を行うことも好ましく行われる。しかしながら、平板状結晶を室温以上の例えば９０℃以上の温度で乾燥を行う等して熱履歴を与えた場合、結晶水を失って第二リン酸カルシウム無水物を生成したり、乾燥中に平板状結晶同士が相互に結合して凝集塊が生成するため、これを用いてアルカリ処理を行った場合に、ヒドロキシアパタイトへの変換が起こらない場合や、得られるヒドロキシアパタイトが凝集塊として生成し、後述する湿式分散処理を行っても微粒子の分散物の状態で得られない場合がある。従って、第二リン酸カルシウム二水和物の平板状結晶を合成した後、高温乾燥等の熱履歴を与えずに引き続き該アルカリ処理を行うことが最も好ましい。
【００２２】
上記で得られた第二リン酸カルシウム二水和物の平板状結晶を用いて、次にアルカリを加えてこれをアルカリ処理することでヒドロキシアパタイトを得る方法について述べる。アルカリを加えた場合のｐＨは１２以上であることが好ましく、特にｐＨが１３を超える場合にヒドロキシアパタイトへの変換が促進されることからより好ましい。逆に、ｐＨが１２未満である場合には、ヒドロキシアパタイトへの変換が完全には進行せず、生成物としてヒドロキシアパタイトと他のリン酸カルシウム塩との混合物が生成する場合があるため好ましくない。本発明に於いて使用するアルカリとは水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムが特に好ましい。これらの水酸化物の添加する割合は、第二リン酸カルシウム二水和物１モルに対して、下記の反応式に基づいて０．６モル、もしくはこれを少し上回る割合で加えることが好ましく、０．６モルから２モルの割合でアルカリが加えられる場合が最も好ましい。
【００２３】
１０ＣａＨＰＯ４・２Ｈ２Ｏ  ＋  ６ＫＯＨ  →  Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２
＋  ２Ｋ２ＨＰＯ４  ＋  ２ＫＨ２ＰＯ４  ＋  ８Ｈ２Ｏ
【００２４】
上記のアルカリは水溶液の形で用いることが好ましく、０．１〜２０質量％の範囲で調整したアルカリ水溶液中で、先に得られた第二リン酸カルシウム二水和物の平板状結晶を加えて加熱攪拌を行うことでヒドロキシアパタイトが得られる。この場合の加熱温度に関しては５０℃以上とすることが好ましく、５０〜１００℃の範囲で処理を行うことがより好ましい。処理温度を１００℃を超える温度で行うことも可能であり処理に要する時間を短縮することも可能であるが、加圧して処理を行う必要があるため特に迅速に処理を行う必要がない限り、処理温度を１００℃以上に高める必要はない。
【００２５】
アルカリ処理に際して、加熱を行う時間については数分間から２４時間の範囲であることが好ましく、第二リン酸カルシウム二水和物の平板状結晶が小さい場合には比較的短時間の処理でヒドロキシアパタイトが得られるが、平板状結晶の大きさが相対的に大きい場合にはより長時間をかけてアルカリ処理を行った方が好ましい。最も好ましい処理時間は５分から５時間の範囲である。
【００２６】
上記のような条件でアルカリ処理を行って得られたヒドロキシアパタイトは濾過或いは遠心分離等の方法で分離され精製されることが好ましい。通常の方法で濾過を行い、濾取された固体を水洗することで精製されたヒドロキシアパタイトを固体で分離することが出来る。或いは、遠心分離機を使用してヒドロキシアパタイトを遠心沈降させ、沈降したヒドロキシアパタイトを再度水に分散し、再び遠心分離を行うことで精製されたヒドロキシアパタイトを取り出すことが出来る。何れの方法によっても、水洗を行うことで高純度のヒドロキシアパタイトを簡便に分離することが可能である。
【００２７】
上記のアルカリ処理を行った後のヒドロキシアパタイトは乾燥して粉体として取り出し、これを保管して、適宜これから述べる湿式分散処理を行っても良いが、或いはヒドロキシアパタイトをアルカリ処理後の精製を経て、水を加えてスラリーとし、乾燥を行わずにこれを用いて下記の湿式分散処理を行っても良い。
【００２８】
湿式分散処理とは、ヒドロキシアパタイトを導入した水中に於いて、通常ガラスビーズやアルミナビーズ、その他のセラミックビーズを加えて振盪や攪拌を行い、ヒドロキシアパタイトと該ビーズが機械的に衝突し、微粉砕されることで微粒化を行う処理方法である。少量をバッチ方式で処理を行う場合には、ペイントコンディショナーを使用して数時間に亘る振盪を行うことで湿式分散処理を行うことが出来る。比較的多量の試料を用いて処理を行う場合には、ダイノミル等のメディア分散機を利用して、メディアとして１個当たりの平均直径が０．０１〜１０ｍｍの範囲にある、好ましくは０．１〜５ｍｍの範囲にあるセラミックビーズを用いたメディア分散機を複数台直列に配置して１パスで湿式分散処理を行っても良く、或いは１台のメディア分散機を用いて複数回処理を繰り返すことも好ましく行うことが出来る。
【００２９】
メディアミルを利用してヒドロキシアパタイトの湿式分散処理を行う場合に、使用するメディアはセラミックビーズを用いることが好ましい。特にヒドロキシアパタイトを分散する場合に、ビーズとヒドロキシアパタイトが接触してビーズが研磨される等してビーズ由来の不純物がヒドロキシアパタイト分散物に混入することを防止することが特に好ましい。こうした目的で利用出来るセラミックビーズとして、具体的にはＺｒＯ、立方晶ジルコニア、イットリウム安定化ジルコニア、ジルコニア強化アルミナ等のジルコニアを含有するセラミックビーズや合成ダイヤモンド、窒化珪素ビーズ等を最も好ましく用いることが出来るが、これら以外にも、例えば、ガラスビーズ、アルミナビーズ、チタン酸ストロンチウムビーズ等のビーズを利用することも行われる。こうしたメディアを使用したメディア分散機を用いる湿式分散処理の条件は、通常行われる室温での処理であり、特に処理時間や温度等に関する制限はない。また、パス回数については１回で十分である場合もあるが、２〜７回程度のパス回数で処理を行うことで、より粒子径分布が狭く、かつ分散安定性に優れたヒドロキシアパタイト微粒子の分散物が得られることから好ましく行うことが出来る。
【００３０】
上記で述べた方法を用いることで、水中における体積平均粒子径が０．１〜１０μｍの範囲にあるヒドロキシアパタイト微粒子が簡便に得ることが出来、これを本発明の塗布組成物に使用することが出来る。
【００３１】
次に、本発明の塗布組成物に含まれる水ガラスについて述べる。本発明に於いて水ガラスとは、珪酸ナトリウムの水溶液を指し、単一の化合物の水溶液ではなく、無水珪酸（ＳｉＯ２）と酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）が種々の割合で混合した溶液である。市販される水ガラスとしては、両者のモル比が、Ｎａ２Ｏを１とするとＳｉＯ２が２から４の範囲にある。市販される水ガラスには珪酸ナトリウム水溶液として１号から３号があり、この順にＮａ２Ｏに対するＳｉＯ２の比率が高くなる。水ガラスから水分を蒸発させると和水水ガラスと称される水分を１０〜３０質量％程度含んだ割れにくく弾性を有する固体が形成され、接着性を有するバインダーとしての機能が発現する。また、場合により、Ｎａ２Ｏに換えて一部Ｋ２Ｏを含むことがあるが、この場合であってもＳｉＯ２とのモル比は上記の範囲にあることが好ましい。バインダーとしての機能は水ガラスに含まれるポリ珪酸イオンの分子量が高いほど力学的強度の高い塗膜を形成する傾向があるが、塗膜にひび割れが生成し易くなる場合があるため、塗布液として使用する際の含まれる水ガラスの濃度やｐＨ、及びヒドロキシアパタイトに対する割合等によってＮａ２Ｏに対するＳｉＯ２の最適なモル比で含まれる水ガラスを使用することが好ましい。
【００３２】
本発明に於いて用いられる水ガラスと先のヒドロキシアパタイト微粒子の比率については好ましい範囲が存在する。ヒドロキシアパタイト微粒子と水ガラスが、乾燥固形分質量比で１：０．０５〜１：０．５の範囲で含まれる塗布組成物を用いることが必要である。水ガラスの乾燥固形分質量比が０．０５未満の場合、塗布組成物を用いて基材に塗布を行った場合、塗膜にひび割れが生じる場合があり、更には基材との接着性が劣り、水中に於いて容易に塗膜が溶出する場合がある。また水ガラスの乾燥固形分質量比が０．５を上回る場合、塗布組成物を用いて基材に塗布を行った場合、ヒドロキシアパタイト微粒子の表面が水ガラスで覆われてしまい、ヒドロキシアパタイト微粒子が本来有する各種タンパク質の吸着性等の性質が損なわれる場合がある。
【００３３】
水ガラスは強アルカリ性の水溶液であるため、これを塗布組成物に含ませる場合には適当な酸を用いて中和する等、適度のｐＨに調整して用いることも好ましく行われる。本発明に於いて特に好ましい用い方は、水ガラスをリン酸や酢酸等の酸を用いてｐＨが９から１２の範囲に調整して用いることが好ましい。このｐＨ範囲に於いて水ガラスを使用することでヒドロキシアパタイト微粒子と組み合わせて塗布組成物を構成し、塗布物を作製した場合に、塗膜が均一で接着性、耐水性が最も良好である場合があり、好ましく用いることが出来る。従って、本発明における塗布組成物のｐＨとしては９〜１２の範囲にある場合が最も好ましい。
【００３４】
本発明における塗布組成物には必要に応じて種々の界面活性剤を添加して用いることも好ましく行われる。本発明に於いて用いることの出来るアニオン性界面活性剤としては、ラウリン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム等の高級脂肪酸塩類、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ステアリル硫酸ナトリウム等のアルキル硫酸塩類、オクチルアルコール硫酸エステルナトリウム、ラウリルアルコール硫酸エステルナトリウム、ラウリルアルコール硫酸エステルアンモニウム等の高級アルコール硫酸エステル塩類、アセチルアルコール硫酸エステルナトリウム等の脂肪族アルコール硫酸エステル塩類、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩類、ブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、イソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム等のアルキルナフタレンスルホン酸塩類、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム等のアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩類、ラウリル燐酸ナトリウム、ステアリル燐酸ナトリウム等のアルキル燐酸エステル塩類、ラウリルエーテル硫酸ナトリウムのポリエチレンオキサイド付加物、ラウリルエーテル硫酸アンモニウムのポリエチレンオキサイド付加物、ラウリルエーテル硫酸トリエタノールアミンのポリエチレンオキサイド付加物等のアルキルエーテル硫酸塩のポリエチレンオキサイド付加物類、ノニルフェニルエーテル硫酸ナトリウムのポリエチレンオキサイド付加物等のアルキルフェニルエーテル硫酸塩のポリエチレンオキサイド付加物類、ラウリルエーテル燐酸ナトリウムのポリエチレンオキサイド付加物等のアルキルエーテル燐酸塩のポリエチレンオキサイド付加物類、ノニルフェニルエーテル燐酸ナトリウムのポリエチレンオキサイド付加物等のアルキルフェニルエーテル燐酸塩のポリエチレンオキサイド付加物類等を挙げることが出来る。
【００３５】
本発明に於いて用いることの出来るノニオン性界面活性剤としては、種々の鎖長のポリエチレンオキサイドに、アルキル基やフェニル基及びアルキル置換フェニル基が結合したポリエチレンオキサイドアルキルエーテル、ポリエチレンオキサイドアルキルフェニルエーテルが好ましく用いることが出来、これらの内でも、商品名ＴＷＥＥＮ２０、同４０、同６０及び同８０として知られるソルビタンモノアルキレート誘導体が最も好ましく用いることが出来る。
【００３６】
本発明に於いて界面活性剤を用いる場合には、これが塗布組成物に含有される量については好ましい範囲が存在する。塗布組成物に含まれるヒドロキシアパタイト微粒子に対する固形分質量比で５質量％以下の範囲が好ましく、更に３質量％以下の範囲で含まれる場合が最も好ましい。
【００３７】
本発明の塗布組成物に含まれる成分の濃度については好ましい範囲があり、塗布組成物全体を乾燥して測定される乾燥固形分質量％として０．１〜２０質量％の範囲にある場合が好ましく、更には０．５〜１５質量％の範囲にある場合がより好ましい。乾燥固形分質量％が２０質量％を超える場合には、塗布組成物の粘度が高くなり、塗布が困難になる場合がある。また、乾燥固形分質量％が０．１％未満である場合には、塗布を行っても均一な塗膜が形成されず、未塗布の部分が残される場合がある。
【００３８】
本発明に於いて上記した塗布組成物を塗布する基材としては、各種プラスチックフィルム、不織布、プラスチック成形加工品、各種金属プレート、金属成形加工品、各種セラミック材料等を用いることが出来る。塗布方法に関しては、基材の種類に応じて最適の塗布方法を選択することが出来、具体的には、スプレー塗布やファウンテン塗布、スライド塗布、カーテン塗布、スロットダイ塗布方式等の塗布装置と基材が機械的に直接接触せず、塗布組成物のみが基材上に送液される方法が好ましく、或いは、塗布用ロール表面に塗布液を送液し、これを基材に転写するグラビア塗布方式、或いはキスコート方式、ブレードコート方式等も使用することが出来る。更には、基材を塗布組成物中に含浸する含浸加工（ディップ塗布方式）も好ましく行うことが出来る。
【００３９】
塗布組成物を基材表面に塗布し、その後乾燥を行うことで、基材表面に塗布組成物の乾燥塗膜が形成された塗布物を得ることが出来る。この際の乾燥条件としては特に制限はないが、基材が熱に弱く、高温に晒すことが好ましくない場合には室温もしくはそれより低い温度で乾燥を行うことが可能である。或いは、基材が金属やセラミックス等の場合には高温で乾燥を行い、水分が蒸発した後に於いても加熱を行い、１００〜数１００℃の範囲で熱処理を行うことで、塗布組成物から形成される塗膜と基材との接着性を一層高めることも好ましく行われる。
【００４０】
基材表面に塗布組成物を塗布し、乾燥させて塗布物を作製する場合に、該塗布組成物の乾燥塗膜の厚みに対しては特に制限はなく、目的、用途に応じて最適の塗布厚みが選択される。更に１回の塗布工程で必要な厚みが得られない場合には、複数回に分けて塗布、乾燥工程を繰り返して塗布物を作製することも行うことが出来る。このようにして作製される塗布物における塗膜の厚みは通常、０．０１〜１００μｍの範囲にある場合が好ましい。塗膜の厚みが０．０１μｍ未満の場合は、本発明の効果が認められない場合があり、また、厚みが１００μｍを超える場合は塗布及び乾燥の際に厚みにムラを生じたり、表面にひび割れが生じる場合がある。
【００４１】
塗布物を作製する際の基材としてポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン等のプラスチック基材を用いる場合には、基材と本発明の塗布組成物から形成される塗膜との接着性を更に向上させるため、基材表面に下引き層を設けることが好ましく行われる。このような機能を有する下引き層としては、特に、ポリ乳酸、ポリグリコール酸等の生分解性ポリエステル樹脂や、或いは、水系ポリウレタン樹脂を含有する下引き層を最も好ましく用いることが出来る。
【００４２】
ポリ乳酸は生分解性ポリエステル樹脂の内でも最も盛んに用いられる樹脂の一つであり、環状モノマーであるラクチドの開環重合法により高重合度のポリ乳酸が得られる。ポリグリコール酸も同様にグリコリドの開環重合法で高重合度のポリマーが得られる。これらのポリマーはテトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル化合物やアセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル等の各種エステル類、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド等の極性溶媒等の様々な有機溶媒を用いて基材表面に塗布を行い、下引き層を形成することが出来る。
【００４３】
下引き層に用いることの出来る水系ポリウレタン樹脂を構成する成分として、以下のようなポリオール、ポリイソシアネート、鎖長延長剤等を例示出来る。ポリオールの例としては、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、ポリオキシプロピレントリオール、ポリオキシテトラメチレングリコールのようなポリエーテル類、ポリエチレンアジペート、ポリエチレン−ブチレンアジペート、ポリプロピレンアジペート、ポリヘキシレンアジペート、ポリカプロラクトンのようなポリエステル類、アクリル系ポリオール、ひまし油等が挙げられる。ポリイソシアネートの例としては、トリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネートのような芳香族系ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートのような脂肪族系ジイソシアネート等が挙げられる。
【００４４】
鎖長延長剤の例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン、ヒドラジン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、４，４′−ジアミノジフェニルメタン、４，４′−ジアミノジシクロヘキシルメタン、ジエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン等が挙げられる。これらの化合物の中から適宜選択して、ポリウレタンを常法の重合反応によって合成して得られる水系ポリウレタン樹脂を好ましく用いることが出来る。
【００４５】
水系ポリウレタン樹脂は１種類を単独で用いてもよいが必要に応じて２種以上を併用してもよい。これらの水系ポリウレタン樹脂は界面活性剤等によって強制分散化させたものを用いてもよいが、好ましくはポリエーテル類または水酸基等のような非イオン性親水性成分を有する自己分散型の水系樹脂である場合が好ましい。
【００４６】
本発明の塗布物を作製するための基材の表面に上記のような素材を使用して下引き層を形成する場合に、該下引き層の厚みについては特に制限はないが、好ましくは０．０１〜５０μｍの範囲で下引き層を形成することが好ましく行われる。下引き層を塗布により基材表面に形成する方法については、先に述べた本発明の塗布組成物を塗布する方法と同様の方法を用いることが出来る。
【実施例】
【００４７】
以下に実施例によって本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の百分率は断りのない限り質量基準である。
【００４８】
（実施例１）
１リットルフラスコ内に塩化カルシウム２水和物７３．５ｇを取り、水に溶解して全体を５００ｇに調整した。フラスコを水浴上に移し、内温を３０℃に調整した。これに、滴下漏斗を使用して、リン酸水素二アンモニウム６６ｇを水１３４ｇに溶解した溶液を１時間に亘って上記塩化カルシウム水溶液中に激しく攪拌を行いながら滴下した（反応温度は３０℃）。反応系のｐＨは特に調節を行わずとも５．０付近で反応を通して安定していた。滴下終了後、更に３０分攪拌を行い、次いでガラスフィルターを使用して吸引濾過を行い、更にイオン交換水で十分に洗浄を行った。生成物の一部を取り出し、広角Ｘ線回折測定により解析を行った結果、第二リン酸カルシウム二水和物の回折パターンと完全に一致し、それ以外のピークは認められなかった。また、光学顕微鏡観察及び走査型電子顕微鏡観察により結晶の観察を行ったところ、結晶平面の対角線の長さがほぼ７μｍで厚みが大凡０．５μｍである平板状結晶であることが分かった。
【００４９】
上記で得られた第二リン酸カルシウム二水和物の平板状結晶をイオン交換水で洗浄後直ちに１リットルフラスコ内に移し、イオン交換水４００ｇを加えて室温にある油浴上に移して攪拌を行った。これに、水酸化ナトリウムの粒状ペレット１８ｇを添加し、添加後３０分をかけて内温を９５℃に上昇し、この温度で３０分間攪拌を行った。この際の反応系のｐＨは１３．５であった。その後、フラスコを油浴上から移して室温下で静置した。内温が十分に低下した後、グラスフィルターを使用して吸引濾過を行い、イオン交換水で繰り返しフィルター上の生成物を洗浄し、７０℃に調節した乾燥器内で乾燥した。生成物の一部を取り出し、広角Ｘ線回折測定により解析を行った結果、ヒドロキシアパタイトの回折パターンと完全に一致し、それ以外のピークは認められなかったことから、上記の方法によりヒドロキシアパタイトが生成したことを確認した。
【００５０】
次に、上記で得られたヒドロキシアパタイトを用いて以下のようにしてビーズミル方式による湿式分散処理を行った。即ち、上記のヒドロキシアパタイト１０ｇを０．２リットルのポリプロピレン容器に移し、これにイオン交換水９０ｇ及び粒径０．３ｍｍのジルコニアビーズを６０ｇ加えて密閉し、ペイントコンディショナーを使用して３時間振盪処理を行った。その後、濾布を使用して分散液からジルコニアビーズを分離した。得られた分散液のｐＨは１０．５であり、固形分濃度は１０質量％であった。これを用いて以下のように評価を行った。
【００５１】
上記で得られた分散液を用いて、分散しているヒドロキシアパタイト微粒子の大きさを測定するために、光散乱回折式粒度分布計（（株）堀場製作所製粒度分布測定装置ＬＡ−９２０）を使用して測定した。この方法で測定されるのはヒドロキシアパタイト微粒子として水中で分散している二次粒子の大きさである。測定の結果、体積平均粒子径は１．５μｍであった。
【００５２】
分散液を希釈してスライドグラス上に滴下し、乾燥させた試料を用いて、走査型電子顕微鏡によりヒドロキシアパタイト微粒子の観察を行った。図１は実施例１で得られたヒドロキシアパタイト微粒子の走査型電子顕微鏡による拡大図である。倍率は１０万倍で、図中のスケールは５００ｎｍを表す。図から見積もることの出来るヒドロキシアパタイトの一次粒子の大きさは長軸の長さが大凡４０ｎｍで、短軸側の長さが大凡３０ｎｍであった。
【００５３】
上記の分散液を一部取り出し、エバポレータを使用して乾燥させ、ヒドロキシアパタイト微粒子を取り出した。これを用いて広角Ｘ線回折測定を行った。図２は実施例１で得られた湿式分散処理後のヒドロキシアパタイト微粒子の広角Ｘ線回折パターンである。この図から、本実施例に於いて湿式分散処理後のヒドロキシアパタイトは明確な結晶性を示していることが確認された。更に、結晶子の大きさを見積もるため、図２に於いてブラッグ角２θ＝２６度付近の回折ピークである（００２）面からの回折ピークに着目し、このピークの半値幅を測定したところ、０．３５度であった。比較として、市販される結晶性の極めて高いヒドロキシアパタイトの試薬品についての回折ピークの半値幅の値と比較して、これから計算された結晶子の大きさは２６ｎｍであった。
【００５４】
上記のような解析を行った後、本実施例で得た結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子の分散液を使用して、これに以下のように水ガラスと界面活性剤を添加して、本発明の塗布組成物を作製した。
【００５５】
上記の結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子の分散液（固形分濃度１０質量％）を１００ｇ取り、これに水ガラス（富士化学工業（株）製、１号水ガラス、Ｎａ２Ｏに対するＳｉＯ２のモル比率は２．１１で固形分濃度は４９．０質量％）を４ｇ添加し室温で１時間攪拌した。水ガラスが完全に溶解したのを確認し、酢酸を加えてｐＨを１１．８に調整し、更に界面活性剤としてポリエチレンオキサイドソルビタンモノラウレート（ＴＷＥＥＮ２０）を０．１ｇ添加して本発明の塗布組成物を作製した。
【００５６】
基材として厚み０．２ｍｍ、幅５ｃｍ、長さ１０ｃｍのステンレス板を用い、これにドクトルバー（市販されるＮｏ．８のドクトルバーを使用し、溶液として単位平方メートル当たり１６ｇの塗布量を設定）を使用して塗布を行い、７０℃の乾燥器内で１０分間乾燥を行い、更にホットプレート上に移して、１５０℃の温度で２時間加熱を行い、塗布物を作製した。塗布物表面に形成された塗膜の乾燥固形分質量は約１．７ｇ／ｍ２であった。塗布物の表面に形成された結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子と水ガラスを含む塗膜の性質を以下のようにして評価を行った。
【００５７】
塗膜の均一性を評価するため、目視で観察すると、薄く乳白色の半透明の塗膜であり、表面は触指で非常になめらかな均一な塗膜であった。次に、接触角計を用いて、塗膜の水に対する濡れ性を評価したところ、未塗布のステンレス表面の水に対する接触角は８５度であるのに対し、塗膜表面の接触角は１５度であり、極めて親水性の高い表面であった。次いで、塗膜の表面を水に濡らした状態で布を用いて２０回に亘り強く擦りつけたが、表面には何ら擦りつけた後は残らず、接着性及び耐摩耗性が良好であった。更に、８０℃の熱湯中に２４時間浸漬して表面の塗膜の状態を観察したが、塗膜の剥離や溶解は観察されず、耐水性が良好である結果を得た。
【００５８】
塗膜に含まれる結晶性のヒドロキシアパタイトへのタンパク質の吸着の有無を確認する実験を以下のようにして行った。即ち、リン酸バッファーを加えてｐＨを７．０に調整したウシ血清アルブミン水溶液とリゾチーム水溶液の２種類を使用して、各々の水溶液中に上記の塗布物と、比較として未塗布のステンレス板を浸漬し、３７℃で１時間放置した。その後、塗布物及び未塗布のステンレス板の表面をイオン交換水で数回洗浄した。タンパク質の吸着が生じているか否かを確認するため、塗布物及び未塗布のステンレス板の表面に色素クーマシーブリリアントブルーを溶解した水溶液を滴下したところ、塗布物ではウシ血清アルブミンとリゾチームの両方の場合とも表面が青色に発色し、これらタンパク質の吸着が生じていることを示した。一方、未塗布のステンレス板の場合には色素クーマシーブリリアントブルーを溶解した水溶液を滴下しても何れの場合も発色は認められず、タンパク質の吸着が生じていなかった。
【００５９】
（比較例１）
実施例１に於いて結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子の分散液（固形分濃度１０質量％）を１００ｇ取り、これに水ガラスを添加しない以外は同様にして比較塗布組成物を作製し、実施例１と同様にステンレス板に塗布を行い、乾燥し、またホットプレート上で１５０℃の温度で２時間加熱を行い、比較塗布物を作製した。塗膜の表面を水に濡らした状態で布を用いて軽く擦りつけたところ、容易に塗膜がこすり取られ、接着性及び耐摩耗性が欠如している結果であった。更に、室温で水中に浸漬して表面の塗膜の状態を観察したところ、容易に塗膜の剥離と溶解が認められ、耐水性に劣る結果であった。
【００６０】
（比較例２）
実施例１に於いて結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子の分散液（固形分濃度１０質量％）を１００ｇ取り、これに水ガラス（富士化学工業（株）製、１号水ガラス、Ｎａ２Ｏに対するＳｉＯ２のモル比率は２．１１で固形分濃度は４９．０質量％）を０．８ｇ添加した以外は同様にして比較塗布組成物を作製し、実施例１と同様にステンレス板に塗布を行い、乾燥し、またホットプレート上で１５０℃の温度で２時間加熱を行い、比較塗布物を作製した。塗膜の状態を目視で観察したところ、微細なひび割れが生じているのが確認された。また、塗膜の表面を水に濡らした状態で布を用いて擦りつけたところ、容易に塗膜がこすり取られ、接着性及び耐摩耗性に劣る結果であった。更に、８０℃の熱湯中に浸漬して表面の塗膜の状態を観察したところ、容易に塗膜の剥離と溶解が認められ、耐水性に劣る結果であった。
【００６１】
（実施例２）
実施例１に於いて結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子の分散液（固形分濃度１０質量％）を１００ｇ取り、これに水ガラス（富士化学工業（株）製、１号水ガラス、Ｎａ２Ｏに対するＳｉＯ２のモル比率は２．１１で固形分濃度は４９．０質量％）を１．３ｇ添加した以外は同様にして塗布組成物を作製し、実施例１と同様にステンレス板に塗布を行い、乾燥し、またホットプレート上で１５０℃の温度で２時間加熱を行い、塗布物を作製した。実施例１と同様にして塗膜の均一性、親水性、接着性、耐摩耗性及び耐水性を評価したところ、実施例１の場合と同等であり、これらについて良好な結果を得た。また、タンパク質の吸着性についても実施例１と同様にして試験を行ったが、同様にタンパク質の吸着が生じていることが確認された。
【００６２】
（実施例３）
実施例１に於いて結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子の分散液（固形分濃度１０質量％）を１００ｇ取り、これに水ガラス（富士化学工業（株）製、１号水ガラス、Ｎａ２Ｏに対するＳｉＯ２のモル比率は２．１１で固形分濃度は４９．０質量％）を９ｇ添加した以外は同様にして塗布組成物を作製し、実施例１と同様にステンレス板に塗布を行い、乾燥し、またホットプレート上で１５０℃の温度で２時間加熱を行い、塗布物を作製した。実施例１と同様にして塗膜の均一性、親水性、接着性、耐摩耗性及び耐水性を評価したところ、実施例１の場合と同等であり、これらについて良好な結果を得た。また、タンパク質の吸着性についても実施例１と同様にして試験を行ったが、同様にタンパク質の吸着が生じていることが確認された。
【００６３】
（比較例３）
実施例１に於いて結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子の分散液（固形分濃度１０質量％）を１００ｇ取り、これに水ガラス（富士化学工業（株）製、１号水ガラス、Ｎａ２Ｏに対するＳｉＯ２のモル比率は２．１１で固形分濃度は４９．０質量％）を１２ｇ添加した以外は同様にして塗布組成物を作製し、実施例１と同様にステンレス板に塗布を行い、乾燥し、またホットプレート上で１５０℃の温度で２時間加熱を行い、比較塗布物を作製した。実施例１と同様にして塗膜の均一性、親水性、接着性、耐摩耗性及び耐水性を評価したところ、実施例１の場合と同等であり、これらについては良好な結果を得た。また、タンパク質の吸着性についても実施例１と同様にして試験を行ったが、本比較例の場合にはタンパク質の吸着は認められなかった。
【００６４】
（比較例４）
市販される結晶性のヒドロキシアパタイトとして、太平化学産業（株）より商品名「ヒドロキシアパタイト」（平均粒径４〜６μｍの白色粉末で広角Ｘ線回折により結晶性であることを確認した）として入手される原料を用いて、これの乾燥粉体を湿式分散処理を施さず、そのまま水を加えて固形分濃度１０％の比較分散液を作製した。光散乱回折式粒度分布計（（株）堀場製作所製粒度分布測定装置ＬＡ−９２０）を使用して測定を行った結果、体積平均粒子径は１２μｍで、これより粒子径の大きな成分を２０％程度含む粒子径分布が広い結果であった。この比較分散液を用いて実施例１と同様に水ガラス及び界面活性剤を実施例１の配合比と同様に加え、比較塗布組成物を作製した。これを用いて、実施例１と同様にステンレス板に塗布を行い、乾燥し、またホットプレート上で１５０℃の温度で２時間加熱を行い、比較塗布物を作製した。塗膜の均一性を評価するため、目視で観察すると、白濁した不透明の塗膜であり、表面はざらつきが顕著で不均一な塗膜であった。塗膜の表面を水に濡らした状態で布を用いて擦りつけたところ、容易に塗膜がこすり取られ、接着性及び耐摩耗性に劣る結果であった。更に、８０℃の熱湯中に浸漬して表面の塗膜の状態を観察したところ、容易に塗膜の剥離と溶解が認められ、耐水性に劣る結果であった。
【００６５】
（実施例４）
上記の比較例４に於いて用いた結晶性のヒドロキシアパタイト（太平化学産業（株）製）を使用して、実施例１と同様にして湿式分散処理を行い、固形分濃度１０％の分散液を作製した。光散乱回折式粒度分布計（（株）堀場製作所製粒度分布測定装置ＬＡ−９２０）を使用して測定を行った結果、体積平均粒子径は８μｍであった。この分散液を用いて実施例１と同様に水ガラス及び界面活性剤を実施例１の配合比と同様に加え、塗布組成物を作製した。これを用いて、実施例１と同様にステンレス板に塗布を行い、乾燥し、またホットプレート上で１５０℃の温度で２時間加熱を行い、塗布物を作製した。実施例１と同様にして塗膜の均一性、親水性、接着性、耐摩耗性及び耐水性を評価したところ、実施例１の場合と同等であり、これらについて良好な結果を得た。また、タンパク質の吸着性についても実施例１と同様にして試験を行ったが、同様にタンパク質の吸着が生じていることが確認された。
【００６６】
（比較例５）
比較として、特開２００８−６９０４８号公報に記載される方法でヒドロキシアパタイトを合成した。即ち、塩化カルシウムとリン酸を含む水溶液中にアンモニア水を滴下し、ｐＨ９に調整する方法で体積平均粒子径５０ｎｍであるヒドロキシアパタイトの分散液を作製した。この分散液を用いて、実施例１と同様にして比較塗布組成物を作製した。これを用いて、実施例１と同様にステンレス板に塗布を行い、乾燥し、またホットプレート上で１５０℃の温度で２時間加熱を行い、比較塗布物を作製した。これを４０℃の温水中に浸漬して表面の塗膜の状態を観察したところ、容易に塗膜の剥離と溶解が認められ、耐水性に劣る結果であった。
【００６７】
（実施例５）
３リットルフラスコ内に塩化カルシウム２水和物７３．５ｇを取り、水に溶解して全体を２０００ｇに調整した。フラスコを水浴上に移し、内温を０℃に調整した。これに、滴下漏斗を使用して、リン酸水素二アンモニウム６６ｇを水６３４ｇに溶解した溶液を３時間に亘って上記塩化カルシウム水溶液中に滴下した（反応温度は０℃）。反応系のｐＨは特に調節を行わずとも６．０付近で反応を通して安定していた。滴下終了後、更に３０分攪拌を行い、次いでガラスフィルターを使用して吸引濾過を行い、更にイオン交換水で十分に洗浄を行った。生成物の一部を取り出し、広角Ｘ線回折測定により解析を行った結果、第二リン酸カルシウム二水和物の回折パターンと完全に一致し、それ以外のピークは認められなかった。また、光学顕微鏡観察及び走査型電子顕微鏡観察により結晶の観察を行ったところ、結晶平面の対角線の長さがほぼ１μｍで厚みが大凡０．４μｍである平板状結晶であることが分かった。
【００６８】
上記で得られた第二リン酸カルシウム二水和物の平板状結晶をイオン交換水で洗浄後直ちに１リットルフラスコ内に移し、イオン交換水４００ｇを加えて室温にある油浴上に移して攪拌を行った。これに、水酸化ナトリウムの粒状ペレット１８ｇを添加し、添加後３０分をかけて内温を９５℃に上昇し、この温度で２時間攪拌を行った。この際の反応系のｐＨは１３．５であった。その後、フラスコを油浴上から移して室温下で静置した。内温が十分に低下した後、グラスフィルターを使用して吸引濾過を行い、イオン交換水で繰り返しフィルター上の生成物を洗浄し、７０℃に調節した乾燥器内で乾燥した。生成物の一部を取り出し、広角Ｘ線回折測定により解析を行った結果、ヒドロキシアパタイトの回折パターンと完全に一致し、それ以外のピークは認められなかったことから、上記の方法によりヒドロキシアパタイトが生成したことを確認した。
【００６９】
次に、上記で得られた結晶性のヒドロキシアパタイトを用いて実施例１と同様にして湿式分散処理を行い、固形分濃度１０％の分散液を作製した。光散乱回折式粒度分布計（堀場製作所製粒度分布測定装置ＬＡ−９２０）を使用して測定を行った結果、体積平均粒子径は０．１７μｍであった。この分散液を用いて実施例１と同様に水ガラス及び界面活性剤を実施例１の配合比と同様に加え、塗布組成物を作製した。これを用いて、実施例１と同様にステンレス板に塗布を行い、乾燥し、またホットプレート上で１５０℃の温度で２時間加熱を行い、塗布物を作製した。実施例１と同様にして塗膜の均一性、親水性、接着性、耐摩耗性及び耐水性を評価したところ、実施例１の場合と同等であり、これらについて良好な結果を得た。また、タンパク質の吸着性についても実施例１と同様にして試験を行ったが、同様にタンパク質の吸着が生じていることが確認された。
【００７０】
（実施例６）
実施例１で作製した塗布組成物を用いてポリエステルフィルムを基材として塗布物を以下のようにして作製した。厚み１００μｍのポリエステルフィルムを用いて、これに下引き層としてポリ乳酸を２質量％溶解したジオキサン溶液をドクトルバー（市販されるＮｏ．８のドクトルバーを使用し、溶液として単位平方メートル当たり１６ｇの塗布量を設定）を使用して塗布を行い、７０℃の乾燥器内で１０分間乾燥を行い、塗布厚みとして約０．３μｍの下引き層を形成した。続いて、下引き層の上に実施例１で作製した塗布組成物をドクトルバー（市販されるＮｏ．２４のドクトルバーを使用し、溶液として単位平方メートル当たり大凡４８ｇの塗布量を設定）を使用して塗布を行い、７０℃の乾燥器内で１時間乾燥を行い、塗布物を作製した。塗布物表面に形成された塗膜の乾燥固形分質量は約５ｇ／ｍ２であった。塗膜の均一性を評価するため、塗布物をヘイズメーターを使用して測定を行い、ヘイズ値として６％の値を得、透明性の高いことから均一な塗膜を有する塗布物が形成されていることを確認した。実施例１と同様にして水に対する接触角を測定したところ、１５度であり良好な親水性を示した。更に実施例１と同様にして、塗膜の表面を水に濡らした状態で布を用いて２０回に亘り強く擦りつけたが、表面には何ら擦りつけた後は残らず、接着性及び耐摩耗性が良好であった。更に、４０℃の温水中に１０日間浸漬して表面の塗膜の状態を観察したが、塗膜の剥離や溶解は観察されず、耐水性が良好である結果を得た。
【００７１】
（実施例７）
上記実施例６に於いて、下引き層を設けないポリエステルフィルムを基材として塗布物を実施例６と同様にして作製した。塗膜の均一性を評価するため、塗布物をヘイズメーターを使用して測定を行い、ヘイズ値として４％の値を得、透明性の高いことから均一な塗膜を有する塗布物が形成されていることを確認した。実施例１と同様にして水に対する接触角を測定したところ、１６度であり良好な親水性を示した。更に実施例６と同様にして、塗膜の表面を水に濡らした状態で布を用いて２０回に亘り擦りつけたところ、表面に僅かに擦り傷が発生したが、塗膜には傷部以外には剥離が生じておらず、接着性及び耐摩耗性は良好であった。更に、４０℃の温水中に３日間浸漬して表面の塗膜の状態を観察したが、塗膜の剥離や溶解は観察されず、耐水性が良好である結果を得た。但し７日後には若干の塗膜の剥離が認められ、実施例６で作製した塗布物に比べ、耐水性に於いてやや劣る結果であった。
【００７２】
（実施例８）
実施例１で作製した塗布組成物を用いて、基材としてポリスチレン製の直径１０ｃｍの培養用シャーレを選び、塗布物を以下のようにして作製した。下引き層を基材のポリスチレン表面に形成するため、水性ウレタン樹脂としてＤＩＣ（株）製ハイドランＨＷ−１７１（固形分濃度３５．４％）を水を加えて２％濃度に希釈した液をポリスチレン製シャーレ内に１ｇ投入し、シャーレの底面全体を覆うよう液を広げてドライヤーの風を当てて乾燥を行った。下引き層の厚みは約２．５μｍであった。この下引き層の上に実施例１で作製した塗布組成物を２ｇ添加して、底面全体に均一に広げながら同様にドライヤーを使用して乾燥を行った。その後７０℃に調整した乾燥器内に３時間放置して加熱処理を行い、本実施例の塗布物を作製した。下引き層上に設けた塗膜は乾燥固形分質量で２７ｇ／ｍ２であった。塗膜の均一性を評価するため、目視で観察すると、薄く乳白色の半透明の塗膜であり、表面は触指で非常になめらかな均一な塗膜であった。次に、接触角計を用いて、塗膜の水に対する濡れ性を評価したところ、塗膜表面の接触角は１５度であり、極めて親水性の高い表面であった。更に、塗膜の表面を水に濡らした状態で布を用いて２０回に亘り強く擦りつけたが、表面には何ら擦りつけた後は残らず、接着性及び耐摩耗性が良好であった。更に、４０℃の温水中に１４日間浸漬して表面の塗膜の状態を観察したが、塗膜の剥離や溶解は観察されず、耐水性が良好である結果を得た。
【００７３】
塗膜に含まれる結晶性のヒドロキシアパタイトへのタンパク質の吸着を測定するため、リン酸バッファーを加えてｐＨを７．０に調整したウシ血清アルブミン水溶液とリゾチーム水溶液の２種類を使用して、各々の水溶液を本実施例の塗布物であるシャーレに移して３７℃で１昼夜静置し、上澄みを取り出して上澄み中のタンパク質濃度を定量することで各々のタンパク質の吸着量を求めた。なお、水溶液中のタンパク質濃度は色素クーマシーブリリアントブルーを添加して５９５ｎｍの吸光度を紫外可視分光光度計により測定することで定量を行った。その結果、ウシ血清アルブミンの吸着量は３μｇ（アルブミン）／ｍｇ（ヒドロキシアパタイト）と求められた。また、リゾチームに対する吸着量も４０μｇ（リゾチーム）／ｍｇ（ヒドロキシアパタイト）と求められた。これらの値は、比較として結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子の分散液を使用して、これに各々のタンパク質を添加して遠心分離を行い、上澄み中のタンパク質濃度を同様にして定量して求めた値と略一致した。これらの結果から、本実施例の塗布物はアルブミンやリゾチーム等のタンパク質に対する吸着性を示すことが明らかとなった。なお、タンパク質水溶液を満たした状態で３７℃で１昼夜静置したが、塗布物表面のヒドロキシアパタイトを含む塗布層には剥離した様子は認められず、耐水性は良好であった。
【００７４】
（比較例６）
比較として、特開昭６３−１５９２０７号公報に記載される方法でヒドロキシアパタイトを合成した。即ち、水酸化カルシウムを水に懸濁した水性スラリーに、激しく攪拌を行いながら３０℃の内温に於いてリン酸水溶液を徐々に添加し、水酸化カルシウムに対するリン酸の割合が、ＣａＯ／Ｐ２Ｏ５換算の重量比で１．３４になるよう加えることで、ヒドロキシアパタイトを含む水分散液を得た。分散液の一部を取り出し、乾燥させて広角Ｘ線回折装置により測定を行ったところ回折強度が弱くブロードなピークを有する非結晶性のヒドロキシアパタイトが生成していることが判明した。上記で得られた水分散液を使用して、実施例８と同様に下引き層を設けたポリスチレン製の直径１０ｃｍの培養用シャーレに同様に塗布を行い塗布物を作製した。塗膜の均一性を評価するため、目視で観察すると、白色に懸濁した塗膜であり、やや不均一な塗膜であった。次に、接触角計を用いて、塗膜の水に対する濡れ性を評価したところ、塗膜表面の接触角は２５度であり、親水性の表面であった。更に、塗膜の表面を水に濡らした状態で布を用いて２０回に亘り強く擦りつけたところやや塗膜の剥がれが認められたものの、接着性及び耐摩耗性は概ね良好であった。更にこの塗布物を利用してタンパク質の吸着を測定するため、実施例８と同様にしてウシ血清アルブミン水溶液とリゾチーム水溶液の２種類を使用して、各々の水溶液を上記の塗布物であるシャーレに移して３７℃で１昼夜静置し、上澄みを取り出して上澄み中のタンパク質濃度を定量することで各々のタンパク質の吸着量を求めた。その結果、ウシ血清アルブミンの吸着量は１μｇ（アルブミン）／ｍｇ（ヒドロキシアパタイト）と求められた。また、リゾチームに対する吸着量も８μｇ（リゾチーム）／ｍｇ（ヒドロキシアパタイト）となり、実施例８で得られた結果と比較すると、顕著に劣る結果であった。
【００７５】
（実施例９）
実施例６に於いてポリエステルフィルム表面に設けた下引き層として、ポリ乳酸に代えて、ポリグリコール酸を使用し、同様にして下引き層を形成した。その上に実施例１で作製した塗布組成物を塗布し、乾燥を行うことで塗布物を得た。塗布物をヘイズメーターを使用して測定を行い、ヘイズ値として５％の値を得、透明性の高い、均一な塗膜を有する塗布物が形成されていることを確認した。実施例１と同様にして水に対する接触角を測定したところ、１５度であり良好な親水性を示した。更に実施例１と同様にして、塗膜の表面を水に濡らした状態で布を用いて２０回に亘り強く擦りつけたが、表面には何ら擦りつけた後は残らず、接着性及び耐摩耗性が良好であった。更に、４０℃の温水中に１０日間浸漬して表面の塗膜の状態を観察したが、塗膜の剥離や溶解は観察されず、耐水性が良好である結果を得た。
【００７６】
（実施例１０）
ポリエステル製不織布として三井化学（株）製シンテックスＭＹ、銘柄Ｒ−０５５（目付１８ｇ／ｍ２，厚み０．１ｍｍ）を選び、これを水性ウレタン樹脂としてＤＩＣ（株）製ハイドランＡＰ−４０Ｆ（固形分濃度２２．５％）を水を加えて０．５％濃度に希釈した液に浸漬し、引き上げて余分な液を絞り取ってドライヤーを使用して乾燥を行い、該不織布の繊維表面に下引き層を形成した。その後更に、実施例１で作製した塗布組成物をイオン交換水を添加して１０倍に希釈した塗布組成物を作製し、これに下引き層を設けた不織布を浸漬し、引き上げて余分な液を絞り取ってドライヤーを使用して乾燥し、本発明の塗布物を作製した。塗布物表面の親水性を評価するため、接触角計を用いて水滴を落として測定を試みたが、直ちに水滴が繊維間隙に吸収され、接触角は求められなかった。比較として塗布を行わない基材であるポリエステル不織布では水に対する接触角は１００度付近であり、表面は撥水性で水は繊維間隙には吸収されなかった。また、上記で得た塗布物を４０℃の温水中に浸漬し１週間放置したが、繊維表面からの塗布層の剥がれや溶解は認められず耐水性が良好であった。また、浸漬した状態で不織布表面を指で擦ったが、塗布層の剥がれは認められず、接着性或いは耐摩耗性も良好であった。この塗布物を利用してタンパク質の吸着を測定するため、実施例４と同様にしてウシ血清アルブミン水溶液とリゾチーム水溶液の２種類を使用して、各々の水溶液中に塗布物である不織布を浸漬して３７℃で１昼夜静置し、上澄みを取り出して上澄み中のタンパク質濃度を定量することで各々のタンパク質の吸着量を求めたところ、上澄み液中のタンパク質濃度が明確に減少していることから、顕著なタンパク質の吸着が観察された。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の結晶性のヒドロキシアパタイト微粒子と水ガラスを含む塗布組成物は、様々な基材表面に塗布を行い、塗布物を形成することで各種タンパク質の吸着性に優れ、表面が親水性で、均一性、接着性、耐水性及び耐摩耗性に優れることから、例えば再生医療用途として骨や歯の修復材料、或いはステント、人工血管、人工靱帯、人工関節等の表面の被覆を行うことで生体親和性に優れた埋め込み材料として利用可能である。更には、これと各種高分子素材を組み合わせて作製した複合材料としてシート状材料やフィルムコーティング材料として利用することが可能である。更に、吸着剤やイオン交換材、触媒、抗菌剤等の用途及び各種セラミックス、金属及びプラスチック材料表面の改質材としての用途にも利用が可能である。
【図１】
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【図２】
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