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JP7831815B2 - Organic-inorganic composites, methods for producing the same, and molded organic-inorganic composite products - Google Patents
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JP7831815B2 - Organic-inorganic composites, methods for producing the same, and molded organic-inorganic composite products - Google Patents

Organic-inorganic composites, methods for producing the same, and molded organic-inorganic composite products

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JP7831815B2 JP2021156320A JP2021156320A JP7831815B2 JP 7831815 B2 JP7831815 B2 JP 7831815B2 JP 2021156320 A JP2021156320 A JP 2021156320A JP 2021156320 A JP2021156320 A JP 2021156320A JP 7831815 B2 JP7831815 B2 JP 7831815B2
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Description

本発明は、有機-無機複合体及びその製造方法並びに有機-無機複合体成形物に関し、特に、水や高湿度の環境下でも元の機械的強度を相当程度保持することのできる有機-無機複合体及びその製造方法並びに有機-無機複合体成形物に関する。 This invention relates to organic-inorganic composites, methods for producing the same, and molded organic-inorganic composite articles, and more particularly to organic-inorganic composites, methods for producing the same, and molded organic-inorganic composite articles that can maintain a considerable degree of their original mechanical strength even in environments with water or high humidity.

骨は、有機成分(コラーゲン、他のたんぱく質、細胞など)と無機成分(ヒドロキシアパタイト)の複合材料であり、硬さと柔軟性を兼ね備えることで高靭性を有する。
このような骨の組成とそれによる優れた機械的性質に示唆を受けて、種々の有機-無機複合材料が合成され、骨組織の足場材料や人工骨としての適用可能性が模索されている。
Bone is a composite material of organic components (collagen, other proteins, cells, etc.) and inorganic components (hydroxyapatite), possessing high toughness due to its combination of hardness and flexibility.
Inspired by the composition of bone and its resulting excellent mechanical properties, various organic-inorganic composite materials have been synthesized, and their potential applications as scaffolding materials for bone tissue and as artificial bones are being explored.

そのような従来技術の一つとして、本願出願人は、生体適合性、機械的強度の他、柔軟性にも優れた有機-無機複合材料として、ヒドロキシ基を有する高分子における当該ヒドロキシ基がリン酸化度1~20%となる割合で部分的にリン酸化された構造を備える部分リン酸化ヒドロキシ基含有高分子に、ヒドロキシアパタイトが複合化されてなる有機-無機複合材料を提案している(特許文献1参照。)。
本願出願人は、また、生体骨に類似した組成を有し、機械的性質に優れた新規な有機-無機複合材料として、少なくともアニオン変性セルロースナノファイバーを含む有機材料と、少なくともリン酸カルシウム化合物を含む無機材料とが複合されてなる、有機-無機複合材料も提案している(特許文献2参照。)。
As one such prior art, the applicant has proposed an organic-inorganic composite material that is excellent in biocompatibility, mechanical strength, and flexibility, comprising a partially phosphorylated hydroxyl group-containing polymer having a structure in which the hydroxyl groups in the polymer having hydroxyl groups are partially phosphorylated to a degree of phosphorylation of 1-20%, and a hydroxyapatite composite material (see Patent Document 1).
The applicant has also proposed a novel organic-inorganic composite material having a composition similar to biological bone and excellent mechanical properties, comprising an organic material containing at least anion-modified cellulose nanofibers and an inorganic material containing at least a calcium phosphate compound (see Patent Document 2).

特開2017-131300号公報Japanese Patent Publication No. 2017-131300 特開2021-31532号公報Japanese Patent Publication No. 2021-31532

上記のように、従来、骨組織の足場材料や人工骨などとして適用可能な有機-無機複合体を提供するための種々の研究がなされており、生体適合性、機械的強度、柔軟性といった物性の改良が進んでいる。
本発明者は、上記の如き有機-無機複合体について、骨組織の足場材料や人工骨以外の幅広い用途への展開を想定し、代替プラスチック材料、特にバイオマス由来・脱石油のグリーンで軽量なエコ材料としての利用可能性を検討した。
その検討において、従来の有機-無機複合体を用いた成形体は、優れた機械的性質を示すが、水に浸漬されると崩壊してしまい、優れた機械的性質を保持することが難しいことが分かった。
そこで、本発明は、水や高湿度の環境下でも元の機械的強度を相当程度保持することのできる有機-無機複合体及びその製造方法並びに有機-無機複合体成形物を提供することを課題とする。
As described above, various studies have been conducted to provide organic-inorganic composites that can be applied as scaffolding materials for bone tissue or as artificial bone, and improvements have been made in physical properties such as biocompatibility, mechanical strength, and flexibility.
The inventors of the present invention investigated the potential of the above-mentioned organic-inorganic composite as an alternative plastic material, particularly as a biomass-derived, petroleum-free, green, lightweight eco-material, with the aim of expanding its applications beyond bone tissue scaffolding materials and artificial bones to a wide range of uses.
In that study, it was found that while conventional molded bodies using organic-inorganic composites exhibit excellent mechanical properties, they disintegrate when immersed in water, making it difficult to maintain those excellent mechanical properties.
Therefore, the object of the present invention is to provide an organic-inorganic composite, a method for producing the same, and an organic-inorganic composite molded product that can maintain a considerable degree of its original mechanical strength even in a watery or high-humidity environment.

本発明は、上記課題を解決するため、以下の如く、鋭意検討を行った。
プラスチックの大きな問題点は、低弾性率であることと、生分解性が低いことである。また、多くのプラスチックは、水に不溶であり、海洋プラスチックなどの環境問題を引き起こしている。耐水性と生分解性はトレードオフの関係にあるので、環境問題を考えるならば、ある程度親水性をもった高分子から複合材料をつくり、材料としては、親水基がうまく固体内部で処理されて耐水性を示すようなものをつくることが理想的である。
そこで、環境問題への配慮の観点から、親水基であるヒドロキシ基を有するヒドロキシ基含有高分子を有機材料とし、リン酸カルシウム化合物を無機材料とする有機-無機複合体について検討を進めることとした。そして、有機-無機複合体の優れた機械的性質を損なうことなく、耐水性を高めて、水や高湿度の環境下でも元の機械的強度を相当程度保持するための手法として、ヒドロキシ基含有高分子のヒドロキシ基をアシル化することを検討した。さらに、種々の実験と考察を重ね、アシル化として芳香族アシル基又は長鎖脂肪族アシル基によるアシル化を採用することが、耐水性を高め、水や高湿度の環境下でも元の機械的強度を相当程度保持するのに特に有効であることを見出した。
本発明は、上記知見に基づいて完成されたものである。
In order to solve the above problems, the present invention was developed through diligent research as follows.
Major problems with plastics are their low modulus of elasticity and poor biodegradability. Furthermore, many plastics are insoluble in water, contributing to environmental problems such as marine plastic pollution. Since water resistance and biodegradability are in a trade-off relationship, if we consider environmental issues, the ideal solution would be to create composite materials from polymers with a certain degree of hydrophilicity, where the hydrophilic groups are effectively processed within the solid to exhibit water resistance.
Therefore, from the perspective of environmental considerations, we decided to proceed with the study of an organic-inorganic composite in which a hydroxyl group-containing polymer, which has a hydrophilic hydroxyl group, is used as the organic material and a calcium phosphate compound is used as the inorganic material. Furthermore, in order to enhance water resistance without impairing the excellent mechanical properties of the organic-inorganic composite and to maintain a considerable degree of the original mechanical strength even in environments with water and high humidity, we investigated acylation of the hydroxyl groups of the hydroxyl group-containing polymer. Through further experiments and considerations, we found that acylation using aromatic acyl groups or long-chain aliphatic acyl groups is particularly effective in enhancing water resistance and maintaining a considerable degree of the original mechanical strength even in environments with water and high humidity.
This invention was completed based on the above findings.

すなわち、本発明にかかる有機-無機複合体は、ヒドロキシ基含有高分子を有機材料とし、リン酸カルシウム化合物を無機材料とする有機-無機複合体であって、ヒドロキシ基含有高分子のヒドロキシ基の一部が、芳香族アシル基又は長鎖脂肪族アシル基によりアシル化された化学構造を備える有機-無機複合体であって、前記ヒドロキシ基含有高分子がデンプンであることを特徴としている。
In other words, the organic-inorganic composite according to the present invention is an organic-inorganic composite comprising a hydroxyl group-containing polymer as the organic material and a calcium phosphate compound as the inorganic material, wherein a portion of the hydroxyl groups of the hydroxyl group-containing polymer has a chemical structure in which it is acylated by an aromatic acyl group or a long-chain aliphatic acyl group, and the hydroxyl group-containing polymer is starch.

本発明にかかる有機-無機複合体成形物は、上記有機-無機複合体からなる。 The organic-inorganic composite molded product according to the present invention is composed of the above-mentioned organic-inorganic composite.

本発明にかかる有機-無機複合体の製造方法は、ヒドロキシ基含有高分子を有機材料とし、リン酸カルシウム化合物を無機材料とする有機-無機複合体の製造方法であって、前記ヒドロキシ基含有高分子がデンプンであり、このデンプンのヒドロキシ基の一部を、芳香族アシル基又は長鎖脂肪族アシル基によりアシル化する工程を含むことを特徴としている。
The present invention relates to a method for producing an organic-inorganic composite, wherein the organic material is a hydroxyl group-containing polymer and the inorganic material is a calcium phosphate compound, and the method is characterized in that the hydroxyl group-containing polymer is starch, and the method includes a step of acyling a portion of the hydroxyl groups of the starch with an aromatic acyl group or a long-chain aliphatic acyl group.

本発明の有機-無機複合体及び有機-無機複合体成形物は、機械的強度に優れるだけでなく、水や高湿度の環境下でも相当程度の機械的強度を保持する。
本発明の有機-無機複合体の製造方法によれば、上記のように優れた物性を備える有機-無機複合体及び有機-無機複合体成形物を得ることができる。
The organic-inorganic composite and molded organic-inorganic composite of the present invention not only exhibit excellent mechanical strength, but also maintain a considerable degree of mechanical strength even in environments with water or high humidity.
According to the method for producing organic-inorganic composites of the present invention, organic-inorganic composites and molded organic-inorganic composites possessing the above-described excellent physical properties can be obtained.

実施例1~5及び比較例1の複合体の熱重量分析結果を示すグラフである。This graph shows the thermogravimetric analysis results of the composites from Examples 1-5 and Comparative Example 1. 実施例6~8及び比較例2の複合体の熱重量分析結果を示すグラフである。This graph shows the thermogravimetric analysis results of the composites from Examples 6-8 and Comparative Example 2. 比較例1,3~7の複合体の熱重量分析結果を示すグラフである。This graph shows the thermogravimetric analysis results for the composites of Comparative Examples 1, 3 to 7. 比較例2,8~10の各複合体の熱重量分析結果を示すグラフである。This graph shows the thermogravimetric analysis results for each composite in Comparative Examples 2, 8 to 10. 実施例9~11の各複合体の熱重量分析結果を示すグラフである。This graph shows the thermogravimetric analysis results for each composite in Examples 9 to 11. 実施例1~5及び比較例1の複合体の無機重量分率をまとめたグラフである。This graph summarizes the inorganic weight fractions of the composites from Examples 1-5 and Comparative Example 1. 各実施例及び比較例の複合体のアシル基置換度をまとめたグラフである。This graph summarizes the degree of acyl group substitution in the composites of each example and comparative example. 実施例1~5及び比較例1の複合体の粉末X線回折(XRD)の結晶構造解析結果を示すグラフである。This graph shows the results of the crystal structure analysis by powder X-ray diffraction (XRD) of the composites of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1. 実施例1~5及び比較例1の複合体のIR測定結果を示すグラフである。This graph shows the IR measurement results of the composites of Examples 1-5 and Comparative Example 1. 実施例1~5の複合体のエステル基とリン酸基の吸光度比の結果を示すグラフである。This graph shows the absorbance ratios of the ester group and phosphate group in the composites of Examples 1 to 5. 実施例6~8及び比較例2の複合体のIR測定結果を示すグラフである。This graph shows the IR measurement results of the composites from Examples 6-8 and Comparative Example 2. 比較例3~7及び比較例1の複合体のIR測定結果を示すグラフである。This graph shows the IR measurement results for the composites of Comparative Examples 3-7 and Comparative Example 1. 比較例8~10及び比較例2の各複合体のIR測定結果を示すグラフである。This graph shows the IR measurement results for each composite in Comparative Examples 8-10 and Comparative Example 2. 実施例9、比較例1の各複合体のIR測定結果を示すグラフである。This graph shows the IR measurement results for each composite in Example 9 and Comparative Example 1. 実施例10~11、比較例1の各複合体のIR測定結果を示すグラフである。This graph shows the IR measurement results for each composite in Examples 10-11 and Comparative Example 1. 3点曲げ試験における3点曲げ強度(MPa)算出のための各パラメータについての参考説明図である。This is a reference diagram illustrating the parameters used to calculate the three-point bending strength (MPa) in a three-point bending test. 実施例1~5及び比較例1の複合体成形物の吸水率をまとめたグラフである。This graph summarizes the water absorption rates of the composite molded products of Examples 1-5 and Comparative Example 1. 実施例6~8、10~11及び比較例2,8~10の複合体成形物の吸水率をまとめたグラフである。This graph summarizes the water absorption rates of the composite molded products of Examples 6-8, 10-11, and Comparative Examples 2, 8-10. 実施例1~5の複合体成形物について浸水前後の密度をまとめたグラフである。This graph summarizes the density of the composite molded products of Examples 1 to 5 before and after immersion in water. 実施例6~8、10~11及び比較例8~10の複合体成形物について浸水前後の密度をまとめたグラフである。This graph summarizes the density of the composite molded products of Examples 6-8, 10-11, and Comparative Examples 8-10 before and after immersion in water. 実施例1~5の複合体成形物について浸水前後の曲げ強度をまとめたグラフである。This graph summarizes the bending strength of the composite molded products of Examples 1 to 5 before and after immersion in water. 実施例6~8、10~11及び比較例8~10の複合体成形物について浸水前後の曲げ強度をまとめたグラフである。This graph summarizes the bending strength before and after immersion for the composite molded articles of Examples 6-8, 10-11, and Comparative Examples 8-10. 実施例1~5の複合体成形物について浸水前後の弾性率をまとめたグラフである。This graph summarizes the elastic modulus of the composite molded products of Examples 1 to 5 before and after immersion in water. 実施例6~8、10~11及び比較例8~10の複合体成形物について浸水前後の弾性率をまとめたグラフである。This graph summarizes the elastic modulus before and after immersion for the composite molded articles of Examples 6-8, 10-11, and Comparative Examples 8-10. 実施例1~5の複合体成形物について浸水前後の破壊エネルギーをまとめたグラフである。This graph summarizes the fracture energy before and after immersion for the composite molded products of Examples 1 to 5. 実施例6~8、10~11及び比較例8~10の複合体成形物について浸水前後の破壊エネルギーをまとめたグラフである。This graph summarizes the fracture energy before and after immersion for the composite molded products of Examples 6-8, 10-11, and Comparative Examples 8-10. 比較例1の複合体成形物について浸水前後の応力-ひずみ曲線を示すグラフである。This graph shows the stress-strain curves before and after immersion in water for the composite molded product of Comparative Example 1. 実施例1の複合体成形物について浸水前後の応力-ひずみ曲線を示すグラフである。This graph shows the stress-strain curves of the composite molded product of Example 1 before and after immersion in water. 実施例2の複合体成形物について浸水前後の応力-ひずみ曲線を示すグラフである。This graph shows the stress-strain curves of the composite molded product of Example 2 before and after immersion in water. 実施例3の複合体成形物について浸水前後の応力-ひずみ曲線を示すグラフである。This graph shows the stress-strain curves of the composite molded product of Example 3 before and after immersion in water. 実施例4の複合体成形物について浸水前後の応力-ひずみ曲線を示すグラフである。This graph shows the stress-strain curves of the composite molded product of Example 4 before and after immersion in water. 実施例5の複合体成形物について浸水前後の応力-ひずみ曲線を示すグラフである。This graph shows the stress-strain curves of the composite molded product of Example 5 before and after immersion in water. 実施例6の複合体成形物について浸水前後の応力-ひずみ曲線を示すグラフである。This graph shows the stress-strain curves of the composite molded product of Example 6 before and after immersion in water. 実施例7の複合体成形物について浸水前後の応力-ひずみ曲線を示すグラフである。This graph shows the stress-strain curves of the composite molded product of Example 7 before and after immersion in water. 実施例8の複合体成形物について浸水前後の応力-ひずみ曲線を示すグラフである。This graph shows the stress-strain curves of the composite molded product of Example 8 before and after immersion in water. 実施例9の複合体成形物について浸水前後の応力-ひずみ曲線を示すグラフである。This graph shows the stress-strain curves of the composite molded product of Example 9 before and after immersion in water. 実施例10の複合体成形物について浸水前後の応力-ひずみ曲線を示すグラフである。This graph shows the stress-strain curves of the composite molded product of Example 10 before and after immersion in water. 実施例11の複合体成形物について浸水前後の応力-ひずみ曲線を示すグラフである。This graph shows the stress-strain curves of the composite molded product of Example 11 before and after immersion in water. 実施例1~5及び比較例1の複合体成形物について浸水前後の曲げ強度の(浸水後/浸水前)×100の値をまとめたグラフである。This graph summarizes the values of (after immersion / before immersion) × 100 for the flexural strength of the composite molded products of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 before and after immersion. 実施例6~8、10~11及び比較例8~10の複合体成形物について浸水前後の曲げ強度の(浸水後/浸水前)×100の値をまとめたグラフである。This graph summarizes the values of (after immersion / before immersion) × 100 for the flexural strength before and after immersion of the composite molded articles of Examples 6-8, 10-11 and Comparative Examples 8-10. 実施例1~5及び比較例1の複合体成形物について浸水前後の弾性率の(浸水後/浸水前)×100の値をまとめたグラフである。This graph summarizes the values of the elastic modulus (after immersion / before immersion) × 100 for the composite molded products of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, before and after immersion. 実施例6~8、10~11及び比較例8~10の複合体成形物について浸水前後の弾性率の(浸水後/浸水前)×100の値をまとめたグラフである。This graph summarizes the values of the elastic modulus (after immersion / before immersion) × 100 before and after immersion for the composite molded articles of Examples 6-8, 10-11 and Comparative Examples 8-10. 実施例1~5及び比較例1の複合体成形物について浸水前後の破壊エネルギーの(浸水後/浸水前)×100の値をまとめたグラフである。This graph summarizes the fracture energy (after immersion / before immersion) × 100 values for the composite molded products of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, before and after immersion. 実施例6~8、10~11及び比較例8~10の複合体成形物について浸水前後の破壊エネルギーの(浸水後/浸水前)×100の値をまとめたグラフである。This graph summarizes the values of (after immersion / before immersion) × 100 for the composite molded articles of Examples 6-8, 10-11 and Comparative Examples 8-10, before and after immersion.

以下、本発明にかかる有機-無機複合体及びその製造方法並びに有機-無機複合体成形物の好ましい実施形態について詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更実施し得る。 The following describes in detail preferred embodiments of the organic-inorganic composite, its manufacturing method, and the molded organic-inorganic composite according to the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to these descriptions, and modifications can be made as appropriate without impairing the spirit of the invention, in addition to the examples given below.

〔有機-無機複合体〕
本発明の有機-無機複合体は、ヒドロキシ基含有高分子を有機材料とし、リン酸カルシウム化合物を無機材料とする。
[Organic-inorganic composite]
The organic-inorganic composite of the present invention uses a hydroxyl group-containing polymer as the organic material and a calcium phosphate compound as the inorganic material.

前記ヒドロキシ基含有高分子としては、ヒドロキシ基を含有するものであればよく、特に限定するわけではないが、多糖類や、ポリビニルアルコール、ポリ(2-ヒドロキシエチルアクリレート)などが挙げられる。植物由来の原料として入手可能な多糖類を用いることが環境問題への配慮の観点から好ましい。
多糖類としては、例えば、デンプン、セルロース、アルギン酸ナトリウム、グルコマンナンなどが挙げられる。
特に限定するわけではないが、例えば、重量平均分子量が1万~10万の範囲のものが好ましく、重量平均分子量が1万~5万の範囲のものがより好ましい。
The hydroxyl group-containing polymer can be any polymer containing a hydroxyl group, and is not particularly limited, but examples include polysaccharides, polyvinyl alcohol, and poly(2-hydroxyethyl acrylate). Using polysaccharides that are available as plant-derived raw materials is preferable from the standpoint of considering environmental issues.
Examples of polysaccharides include starch, cellulose, sodium alginate, and glucomannan.
While not particularly limited, for example, those with a weight-average molecular weight in the range of 10,000 to 100,000 are preferred, and those with a weight-average molecular weight in the range of 10,000 to 50,000 are more preferred.

ヒドロキシ基含有高分子は、ヒドロキシ基の一部が修飾されていても良く、例えば、リン酸化されていても良い。リン酸化により、有機-無機複合体の機械的強度、柔軟性の向上が期待できる。リン酸化度の程度としては、特に限定するわけではないが、例えば、0.001~20%であることが好ましく、0.01~20%であることがより好ましく、0.01~15%であることが特に好ましい。
なお、上記において、リン酸化度は、ヒドロキシ基含有高分子におけるヒドロキシ基とリン酸基との合計を100としたときのリン酸基の割合を指すものとする。
ヒドロキシ基含有高分子のリン酸化の方法としては、特に限定するわけではないが、例えば、尿素、リン酸、ジメチルホルムアミド(DMF)によるヒドロキシ基含有高分子の均一系リン酸化反応(勝浦嘉久次、稲垣訓宏、桜井史朗,日本化学会誌,1972,1305-1309参照)が有用である。この反応によれば、反応時間を適宜選定することでリン酸化度を容易に調整することができ、また、高リン酸化度のものを得ることも可能である。
The hydroxyl group-containing polymer may have some of its hydroxyl groups modified, for example, it may be phosphorylated. Phosphorylation is expected to improve the mechanical strength and flexibility of the organic-inorganic composite. The degree of phosphorylation is not particularly limited, but for example, it is preferably 0.001 to 20%, more preferably 0.01 to 20%, and particularly preferably 0.01 to 15%.
In the above, the degree of phosphorylation refers to the ratio of phosphate groups when the total number of hydroxyl groups and phosphate groups in a hydroxyl group-containing polymer is set to 100.
While there are no particular limitations on the method for phosphorylating hydroxyl group-containing polymers, a useful example is the homogeneous phosphorylation reaction of hydroxyl group-containing polymers using urea, phosphoric acid, and dimethylformamide (DMF) (see Kakuji Katsuura, Kunihiro Inagaki, and Shiro Sakurai, Journal of the Chemical Society of Japan, 1972, 1305-1309). With this reaction, the degree of phosphorylation can be easily adjusted by appropriately selecting the reaction time, and it is also possible to obtain highly phosphorylated polymers.

リン酸カルシウム化合物としては、カルシウムイオンとリン酸イオン(PO4 3-)または二リン酸イオン(P27 4-)からなる塩であり、骨の構成成分の一つであるヒドロキシアパタイトが代表的なものとして挙げられる。
ヒドロキシアパタイトは、Ca10(PO46(OH)2を基本組成とするものであるが、Ca成分の一部がSr、Ba、Mg、Fe、Al、Y、La、Na、K、Hなどで置換されていたり、PO4成分の一部がVO4、BO3、SO4、CO3、SiO4などで置換されていたり、OH成分の一部がF、Cl、O、CO3などで置換されていたり、これらの各成分の一部に欠陥があったりしたものであってもよい。具体的には、例えば、炭酸アパタイト、フッ化アパタイト、フッ素化アパタイトなどが挙げられる。
また、その他のリン酸カルシウム化合物として、第一リン酸カルシウム(MCPM)、第二リン酸カルシウム(DCPD)、リン酸三カルシウム(α-TCP、β-TCP)、リン酸四カルシウム(TTCP)、リン酸八カルシウム、オクタリン酸カルシウム(OCP)、アモルファスリン酸カルシウム(ACP)などのリン酸カルシウムや、それらの水和物なども挙げられる。
Calcium phosphate compounds are salts composed of calcium ions and phosphate ions ( PO₄³- ) or diphosphate ions (P₂O₃⁴- ) , with hydroxyapatite , one of the components of bone , being a typical example.
Hydroxyapatite has a basic composition of Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 , but some of the Ca component may be substituted with Sr, Ba, Mg, Fe, Al, Y, La, Na, K, H, etc., some of the PO 4 component may be substituted with VO 4 , BO 3 , SO 4 , CO 3 , SiO 4, etc., some of the OH component may be substituted with F, Cl, O, CO 3, etc., or some of these components may have defects. Specifically, examples include carbonate apatite, fluoride apatite, and fluorinated apatite.
Other calcium phosphate compounds include monocalcium phosphate (MCPM), dicalcium phosphate (DCPD), tricalcium phosphate (α-TCP, β-TCP), tetracalcium phosphate (TTCP), octacalcium phosphate, calcium octaphosphate (OCP), amorphous calcium phosphate (ACP), and their hydrates.

本発明の有機-無機複合体は、ヒドロキシ基含有高分子のヒドロキシ基の一部が、芳香族アシル基又は長鎖脂肪族アシル基によりアシル化された化学構造を備える。
芳香族アシル基としては、代表的なものとして、ベンゾイル基が挙げられるが、ベンゾイル基の芳香環上に、例えば、炭素数1~6程度の低級アルキル基や低級アルコキシ基などの置換基を有するものなども含まれる。芳香環上の置換基の数、位置も特に限定されない。
長鎖脂肪族アシル基としては、特に限定するわけではないが、例えば、炭素数6~20程度の脂肪族アシル基である。炭素数が6未満では、アシル化による耐水性の付与が不十分となることが懸念される。成形物の機械的性質や耐水性などを考慮すると、好ましくは炭素数10~20程度の脂肪族アシル基である。好ましい具体例としてラウロイル基が挙げられるが、その他、カプロイル基、カプリロイル基、ミリストイル基、ペンタデカノイル基、パルミトイル基、ヘプタデカノイル基、ステアロイル基なども含まれる。直鎖、分岐のいずれでもよく、また、発明の効果を害しない限り、置換基を有しても良い。
The organic-inorganic composite of the present invention has a chemical structure in which some of the hydroxyl groups of a hydroxyl group-containing polymer are acylated by aromatic acyl groups or long-chain aliphatic acyl groups.
A typical example of an aromatic acyl group is the benzoyl group, but this also includes groups that have substituents on the aromatic ring of the benzoyl group, such as lower alkyl groups or lower alkoxy groups having approximately 1 to 6 carbon atoms. The number and position of substituents on the aromatic ring are not particularly limited.
The long-chain aliphatic acyl group is not particularly limited, but for example, it is an aliphatic acyl group having about 6 to 20 carbon atoms. If the number of carbon atoms is less than 6, there is a concern that the imparting of water resistance by acylation will be insufficient. Considering the mechanical properties and water resistance of the molded product, an aliphatic acyl group having about 10 to 20 carbon atoms is preferred. A preferred specific example is the lauroyl group, but other groups such as the caproyl group, capryloyl group, myristoyl group, pentadecanoyl group, palmitoyl group, heptadecanoyl group, and stearoyl group are also included. It may be linear or branched, and it may have substituents as long as it does not impair the effects of the invention.

上記アシル化の程度については、多糖類の場合の置換度を例とすると、グルコース単位当たり1.5以上3.0未満の範囲が好ましく、1.8~2.8の範囲が好ましい。なお、グルコース単位当たりのヒドロキシ基は3つであるので、この置換度の上限は3である。
アシル化の程度が少なすぎると、十分な耐水性を付与できない恐れがあり、アシル化の程度が大きすぎると、有機-無機複合体における有機物の比率が高くなるため、複合体本来の優れた機械的特性が阻害される恐れがある。
Regarding the degree of acylation described above, using the degree of substitution in the case of polysaccharides as an example, a range of 1.5 or more and less than 3.0 per glucose unit is preferred, and a range of 1.8 to 2.8 is preferred. Since there are three hydroxyl groups per glucose unit, the upper limit of this degree of substitution is 3.
If the degree of acylation is too low, sufficient water resistance may not be imparted, and if the degree of acylation is too high, the proportion of organic matter in the organic-inorganic composite will increase, which may hinder the excellent mechanical properties inherent to the composite.

本発明の有機-無機複合体の無機重量分率は、特に限定するわけではないが、例えば、10~70重量%が好ましく、20~50重量%がより好ましい。この無機重量分率は、有機材料と無機材料の仕込み比だけでなく、アシル化によっても影響を受ける。すなわち、アシル化の前後で、無機重量分率は低下する。 The inorganic weight fraction of the organic-inorganic composite of the present invention is not particularly limited, but is preferably 10 to 70% by weight, and more preferably 20 to 50% by weight. This inorganic weight fraction is affected not only by the mixing ratio of organic and inorganic materials but also by acylation. That is, the inorganic weight fraction decreases before and after acylation.

〔有機-無機複合体の製造方法〕
上記本発明の有機-無機複合体は、特に限定するわけではないが、例えば、以下に詳述するように、ヒドロキシ基含有高分子とリン酸カルシウム化合物との複合化を行った後、アシル化を行うことによって製造することが好ましい。
なお、有機材料をアシル化した後に無機材料と複合化することも考えられるが、この場合は、有機材料のヒドロキシ基がアシル化されていることで、無機材料との複合化が難しくなる可能性がある。また、有機材料と無機材料を複合化した後にアシル化を行う場合は、複合体の表面が主にアシル化されると考えられるのに対し、有機材料をアシル化した後に無機材料と複合化する場合は、複合体の表面だけでなく内部までアシル化されたものになると考えられる。耐水性は、内部のアシル化よりも表面のアシル化が主に寄与していると考えれることから、表面のアシル化に有利な前者の方法、すなわち、有機材料と無機材料を複合化した後に、この複合体をアシル化する方が好ましい。
[Method for producing organic-inorganic composites]
The organic-inorganic composite of the present invention described above is not particularly limited, but it is preferable to produce it by compounding a hydroxyl group-containing polymer with a calcium phosphate compound and then performing acylation, as detailed below.
It is also possible to compound organic materials with inorganic materials after acylation, but in this case, the acylation of the hydroxyl groups of the organic material may make compounding with the inorganic material difficult. Furthermore, when acylation is performed after compounding organic and inorganic materials, it is thought that mainly the surface of the composite is acylated, whereas when organic materials are acylated first and then compounded with inorganic materials, it is thought that not only the surface but also the interior of the composite is acylated. Since water resistance is thought to be mainly contributed to by surface acylation rather than internal acylation, the former method, which is advantageous for surface acylation, is preferable, i.e., compounding organic and inorganic materials first and then acyling the composite.

<ヒドロキシ基含有高分子とリン酸カルシウム化合物との複合化>
高分子とリン酸カルシウム化合物の複合化としては、(1)高分子とリン酸カルシウム化合物を別々に合成してから混合する方法、(2)リン酸カルシウム化合物を予め合成してからこれに高分子のモノマーを加えて重合させる方法、(3)高分子を予め作っておき、ここにカルシウムイオン、リン酸イオンを加えることで、高分子の存在下でリン酸カルシウム化合物の結晶を成長させ、複合化させる方法などが挙げられる。
本発明においては、特に、3つ目の方法(3)、すなわち、高分子を予め作っておき、ここにカルシウムイオン、リン酸イオンを加えることで、高分子の存在下でリン酸カルシウム化合物の結晶を成長させ、複合化させる方法が効率的で好ましい。
上記の方法(3)としては、高分子ゲルを用いて、ゲルにカルシウムイオン、リン酸イオンを拡散させる交互浸漬法、高分子溶液にカルシウムイオン、リン酸イオンを加えて共沈させる方法、半透膜を用いて水酸化物イオンをゆっくりと拡散させリン酸カルシウム化合物の結晶化を促すなどの方法がある。
<Compositing of hydroxyl group-containing polymers with calcium phosphate compounds>
Methods for compounding polymers and calcium phosphate compounds include (1) synthesizing the polymer and calcium phosphate compound separately and then mixing them; (2) synthesizing the calcium phosphate compound beforehand and then adding the monomer of the polymer to polymerize it; and (3) preparing the polymer beforehand and then adding calcium ions and phosphate ions to grow crystals of the calcium phosphate compound in the presence of the polymer, thereby compounding them.
In the present invention, the third method (3), namely, a method in which a polymer is prepared in advance, and then calcium ions and phosphate ions are added to it to grow and composite crystals of a calcium phosphate compound in the presence of the polymer, is particularly efficient and preferred.
Method (3) described above includes methods such as alternating immersion in which calcium ions and phosphate ions are diffused into a polymer gel, adding calcium ions and phosphate ions to a polymer solution and causing coprecipitation, and slowly diffusing hydroxide ions using a semipermeable membrane to promote the crystallization of calcium phosphate compounds.

上記複合化方法(3)のうち、交互浸漬法を利用する場合は、例えば、以下のようにして行うことができる(上記特許文献1の段落0026~0029も参照。)。
まず、ヒドロキシ基含有高分子の水溶液を調製した後、例えば、水酸化ナトリウム水溶液などを用いて、pHを塩基性側に調整したのち、カルシウムイオンを含む溶液を加え、ゲル化させる。
次いで、このゲルに対し、リン酸イオンを含む溶液とカルシウムイオンを含む溶液を交互に1回以上、好ましくは2~5回程度繰り返し反応させることで、ヒドロキシ基含有高分子とリン酸カルシウム化合物(ヒドロキシアパタイト)との複合化を実現することができる。
Of the above compounding methods (3), if the alternating immersion method is used, it can be carried out, for example, as follows (see also paragraphs 0026 to 0029 of Patent Document 1).
First, an aqueous solution of a hydroxyl group-containing polymer is prepared. Then, the pH is adjusted to the basic side using, for example, an aqueous sodium hydroxide solution, and a solution containing calcium ions is added to induce gelation.
Next, by repeatedly reacting this gel with a solution containing phosphate ions and a solution containing calcium ions alternately one or more times, preferably two to five times, it is possible to achieve a composite of a hydroxyl group-containing polymer and a calcium phosphate compound (hydroxyapatite).

上記において、カルシウムイオンを含む溶液としては、例えば、塩化カルシウム、硝酸カルシウム等の水溶液を挙げることができ、また、リン酸イオンを含む溶液としては、例えば、リン酸水素二アンモニウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二カリウムなどのリン酸水素塩の水溶液を挙げることができる
また、反応の際の溶液の温度としては、例えば、10~50℃が好ましく、20~40℃がより好ましい。反応の際の溶液のpHとしては、塩基性側、例えば、pH6~13、pH7~10がより好ましい。pH調整には、例えば、アンモニア水溶液などを用いることができる。
溶媒としては、各成分の溶解度の点から、上記のように水を使用することが好ましいが、これに限定されるものではなく、例えば、有機溶媒と水の混合溶液を使用しても良い。
さらに、本発明の目的を害しない範囲で、上記成分以外の成分を用いても良い。
In the above, examples of solutions containing calcium ions include aqueous solutions of calcium chloride and calcium nitrate, and examples of solutions containing phosphate ions include aqueous solutions of hydrogen phosphate salts such as diammonium hydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, and dipotassium hydrogen phosphate. The temperature of the solution during the reaction is preferably 10 to 50°C, and more preferably 20 to 40°C. The pH of the solution during the reaction is preferably on the basic side, for example, pH 6 to 13, and more preferably pH 7 to 10. For pH adjustment, for example, an aqueous ammonia solution can be used.
As a solvent, water is preferable from the standpoint of the solubility of each component, as described above, but it is not limited to this, and for example, a mixed solution of an organic solvent and water may also be used.
Furthermore, other components may be used as long as they do not impair the purpose of the present invention.

また、上記複合化方法(3)のうち、共沈法を利用する場合は、例えば、以下のようにして行うことができる(上記特許文献2の段落0022~0027も参照。)。
まず、有機材料を含む高分子溶液を調製する。ここで、高分子溶液は、有機材料が液中に溶解している場合だけでなく分散している場合も含む。溶媒としては、水、親水性有機溶媒や、これらの混合溶媒を用いることができる。
次いで、有機材料を含む上記高分子溶液に、無機材料であるリン酸カルシウムの原料となるリン酸イオン及びカルシウムイオンを添加することにより、有機-無機複合体を共沈させることができる。
リン酸イオン源としては、例えば、Na2HPO4、(NH42HPO4、K2HPO4、Li2HPO4、H3PO4などのリン酸塩やリン酸を用いることができる。
カルシウムイオン源としては、例えば、CaCl2、Ca(NO32、CaBr2、CaI2、Ca(OH)2、Ca(OCOCH32などを用いることができる。
共沈の条件として、pHは、例えば、5~10の範囲、より好ましくは7~9の範囲に調整することが好ましい。このpH調整は、例えば、水酸化ナトリウムなどを加えることにより、行うことができる。
また、共沈温度は、例えば、20~100℃の範囲とすることができ、好ましくは40℃以上である。共沈温度が高い方が、得られる有機-無機複合体及びその成形物の機械的性質が良好となる傾向があるが、高すぎると熱により有機材料の変質をきたす恐れがある。
共沈時間は、混合溶液中で、カルシウムイオンとリン酸イオンとが共沈して有機-無機複合体を生成するのに十分な時間であれば良く、例えば、1分~24時間程度とすることができる。
Furthermore, if the coprecipitation method is used among the above compounding methods (3), it can be carried out, for example, as follows (see also paragraphs 0022 to 0027 of Patent Document 2).
First, a polymer solution containing organic material is prepared. This polymer solution includes cases where the organic material is dissolved in the liquid as well as dispersed. Water, hydrophilic organic solvents, or mixtures thereof can be used as solvents.
Next, by adding phosphate ions and calcium ions, which are raw materials for the inorganic material calcium phosphate, to the polymer solution containing the organic material, the organic-inorganic composite can be co-precipitated.
As a source of phosphate ions, for example, phosphates such as Na₂HPO₄ , ( NH₄ ) ₂HPO₄ , K₂HPO₄ , Li₂HPO₄ , and H₃PO₄ , or phosphoric acid can be used.
Examples of calcium ion sources that can be used include CaCl₂ , Ca( NO₃ ) , CaBr₂ , CaI₂ , Ca(OH) , and Ca( OCOCH₃ ) .
For coprecipitation, the pH is preferably adjusted to a range of 5 to 10, more preferably 7 to 9. This pH adjustment can be achieved, for example, by adding sodium hydroxide.
Furthermore, the coprecipitation temperature can be in the range of, for example, 20 to 100°C, and preferably 40°C or higher. A higher coprecipitation temperature tends to result in better mechanical properties for the resulting organic-inorganic composite and its molded product, but if it is too high, there is a risk of deterioration of the organic material due to heat.
The coprecipitation time should be sufficient to allow calcium ions and phosphate ions to coprecipitation in the mixed solution and form an organic-inorganic complex; for example, it can be between 1 minute and 24 hours.

<アシル化>
本発明の有機-無機複合体の製造方法では、ヒドロキシ基含有高分子のヒドロキシ基の一部を、芳香族アシル基又は長鎖脂肪族アシル基によりアシル化する工程を含む。
このアシル化は、ヒドロキシ基含有高分子のヒドロキシ基に対し、適当なアシル化剤を反応させることにより、実現することができる。
<Acylation>
The present invention provides a method for producing organic-inorganic composites, which includes a step of acylating a portion of the hydroxyl groups of a hydroxyl group-containing polymer with an aromatic acyl group or a long-chain aliphatic acyl group.
This acylation can be achieved by reacting a suitable acyling agent with the hydroxyl groups of a hydroxyl group-containing polymer.

この場合のアシル化剤としては、カルボン酸ビニルを用いることが好ましい。
アシル化剤としては、他にカルボン酸無水物やカルボン酸クロリドなども挙げられるが、これらは、アシル化反応の副生成物としてカルボン酸を生成させる。カルボン酸は、複合体の無機物を一部溶解させる点、除去が容易でない点などの理由で、好ましくない。これに対し、カルボン酸ビニルをアシル化剤として使用した場合、副生成物はビニルアルコールであるが、ビニルアルコールは熱力学的に不安定であるがゆえに揮発性のアセトアルデヒドに変換されるため、副生成物の除去が容易である。
In this case, vinyl carboxylate is preferred as the acylating agent.
Other acyling agents include carboxylic acid anhydrides and carboxylic acid chlorides, but these produce carboxylic acids as byproducts of the acylation reaction. Carboxylic acids are undesirable because they partially dissolve the inorganic components of the complex and are difficult to remove. In contrast, when vinyl carboxylate is used as an acyling agent, the byproduct is vinyl alcohol, but because vinyl alcohol is thermodynamically unstable, it is converted to volatile acetaldehyde, making the byproduct easy to remove.

本発明では、ヒドロキシ基含有高分子のヒドロキシ基の一部を、芳香族アシル基又は長鎖脂肪族アシル基によりアシル化するので、上記カルボン酸ビニルとしては、芳香族カルボン酸ビニルエステル又は長鎖脂肪族カルボン酸ビニルエステルを用いることになる。
芳香族カルボン酸ビニルエステルとしては、代表的なものとして、安息香酸ビニルが挙げられるが、その芳香環上に、例えば、炭素数1~6程度の低級アルキル基や低級アルコキシ基などの置換基を有するものなどであってもよい。芳香環上の置換基の数、位置も特に限定されない。長鎖脂肪族カルボン酸ビニルエステルとしては、好ましくはラウロイルビニルなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。長鎖アルカノイル基の炭素数は、例えば、6~20程度であり、好ましくは10~20程度である。その理由は、長鎖脂肪族アシル基における炭素数に関して述べたのと同様の理由である。また、長鎖アルカノイル基の置換基の数、位置も特に限定されない。
In this invention, a portion of the hydroxyl groups of a hydroxyl group-containing polymer are acylated with an aromatic acyl group or a long-chain aliphatic acyl group. Therefore, as the vinyl carboxylate, an aromatic vinyl carboxylate ester or a long-chain aliphatic vinyl carboxylate ester is used.
Typical aromatic vinyl carboxylates include vinyl benzoate, but they may also have substituents on their aromatic ring, such as lower alkyl groups or lower alkoxy groups with approximately 1 to 6 carbon atoms. The number and position of substituents on the aromatic ring are not particularly limited. Preferred long-chain aliphatic vinyl carboxylates include lauroyl vinyl, but are not limited to this. The number of carbon atoms in the long-chain alkanoyl group is, for example, about 6 to 20, preferably about 10 to 20. The reason for this is the same as that given for the number of carbon atoms in the long-chain aliphatic acyl group. The number and position of substituents on the long-chain alkanoyl group are also not particularly limited.

アシル化温度は、高い方がアシル化反応がより進行する傾向があるが、高すぎると反応が飽和するため、エネルギーコストや原料への熱の影響を考慮すると好ましくない。特に限定するわけではないが、40~120℃の範囲が好ましい。なお、複合体の無機重量分率が多い場合は、アシル化反応が進行し難くなるため、アシル化温度を高め(例えば、80℃以上)に設定するのが好ましい。また、長鎖脂肪族アシル基によるアシル化も、芳香族アシル基によるアシル化と比べて、アシル化反応が進行し難い傾向が見られたため、アシル化温度を高め(例えば、80℃以上)に設定するのが好ましい。 While higher acylation temperatures tend to promote the acylation reaction more effectively, excessively high temperatures can lead to reaction saturation, which is undesirable considering energy costs and the thermal impact on the raw materials. Although not specifically limited, a temperature range of 40 to 120°C is preferred. Furthermore, if the inorganic weight fraction of the complex is high, the acylation reaction becomes less likely to proceed, so it is preferable to set a higher acylation temperature (e.g., 80°C or higher). Additionally, acylation using long-chain aliphatic acyl groups tends to be less efficient than acylation using aromatic acyl groups, so it is preferable to set a higher acylation temperature (e.g., 80°C or higher).

〔有機-無機複合体成形物〕
本発明の有機-無機複合体成形物は、本発明にかかる有機-無機複合体からなる。
[Organic-inorganic composite molded product]
The organic-inorganic composite molded product of the present invention consists of the organic-inorganic composite according to the present invention.

〔有機-無機複合体成形物の製造方法〕
本発明の有機-無機複合体成形物は、上述の有機-無機複合体の製造方法で得た複合体を所望の形状に成形することで得ることができる。
成形方法としては、特に限定するわけではないが、熱圧成形が好ましい。熱圧成形にあたっては、有機-無機複合体を、一軸加熱プレス成形(ホットプレス成形)してもよく、温間等方圧プレス成形してもよい。温間等方圧プレス成形を採用すると、成形物の機械的強度及び柔軟性を向上させやすい。加圧成形を行う場合の成形温度は80℃以上180℃以下であることが好ましい。加圧成形を行う場合の加圧力は50MPa以上1000MPa以下であることが好ましい。
[Method for producing organic-inorganic composite molded products]
The organic-inorganic composite molded product of the present invention can be obtained by molding the composite obtained by the above-described method for producing organic-inorganic composites into a desired shape.
While there are no particular limitations on the molding method, hot press molding is preferred. For hot press molding, the organic-inorganic composite may be molded by uniaxial heating press molding (hot press molding) or by warm isostatic press molding. Adopting warm isostatic press molding makes it easier to improve the mechanical strength and flexibility of the molded product. When performing pressure molding, the molding temperature is preferably 80°C to 180°C. When performing pressure molding, the applied pressure is preferably 50 MPa to 1000 MPa.

有機-無機複合体を冷間等方静水圧プレス成形してから、熱圧成形してもよい。冷間等方静水圧プレス成形を行う場合の成形温度は5℃以上30℃以下であることが好ましい。冷間等方静水圧プレス成形を行う場合のプレス圧は100MPa以上300MPa以下であることが好ましい。
冷間等方静水圧プレス成形の前に有機-無機複合体を予備成形してもよい。
The organic-inorganic composite may be cold-formed using isostatic press molding followed by hot-press molding. When cold-formed using isostatic press molding, the molding temperature is preferably 5°C to 30°C. When cold-formed using isostatic press molding, the pressing pressure is preferably 100 MPa to 300 MPa.
The organic-inorganic composite may be pre-formed before cold isotropic hydrostatic press forming.

以下、実施例を用いて、本発明にかかる有機-無機複合体及びその製造方法並びに有機-無機複合体成形物について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 The following describes the organic-inorganic composite according to the present invention, its manufacturing method, and molded organic-inorganic composite articles using examples; however, the present invention is not limited to these examples.

有機材料であるヒドロキシ基含有高分子としては、三和澱粉工業株式会社のリン酸化タピオカデンプン(0.013%のリンを含む)を用いた。 As the hydroxyl group-containing polymer, which is an organic material, we used phosphorylated tapioca starch (containing 0.013% phosphorus) from Sanwa Starch Industry Co., Ltd.

〔合成例1〕
以下の操作により、仕込み無機重量分率50重量%のリン酸化タピオカデンプンとヒドロキシアパタイトの複合体(以下、リン酸化タピオカデンプンを「PTS」、ヒドロキシパタイトを「HAP」、これらの複合体を、「PTS-HAP複合体」と略記する。)を合成した。
1000mLビーカーにリン酸化タピオカデンプン(PTS)を9g秤量し、0.2M CaCl2水溶液を448mL加え、90℃で1時間、600rpmの撹拌速度で撹拌した。その後、同撹拌速度を保ちながら一旦室温になるまで放冷してから、70℃で0.2M Na2HPO4水溶液268mLと1M NaOH水溶液72mLの混合溶液を0.06mL/sの滴下速度で加えた。滴下終了後、同温度同撹拌速度で1時間熟成した。
得られたPTS-HAP複合共沈物を大過剰の蒸留水で吸引ろ過することで洗浄した。その後、大過剰のアセトンを加えてから吸引ろ過することで共沈物を脱水してから80℃で2時間以上真空乾燥した。その後、すり鉢でより細かい粉末にした。
上記と同じ操作で10個の同サンプルを合成し、これらの粉末を全て混合し、1つのサンプルとして用いた。
[Synthesis Example 1]
A complex of phosphorylated tapioca starch and hydroxyapatite with an inorganic weight fraction of 50% by weight was synthesized using the following procedure (hereinafter, phosphorylated tapioca starch will be abbreviated as "PTS", hydroxyapatite as "HAP", and this complex as "PTS-HAP complex").
9 g of phosphorylated tapioca starch (PTS) was weighed into a 1000 mL beaker, and 448 mL of 0.2 M CaCl₂ aqueous solution was added. The mixture was stirred at 90°C for 1 hour at a stirring speed of 600 rpm. After that, the mixture was allowed to cool to room temperature while maintaining the same stirring speed, and then a mixed solution of 268 mL of 0.2 M Na₂HPO₄ aqueous solution and 72 mL of 1 M NaOH aqueous solution was added at a dropping rate of 0.06 mL/s at 70°C. After the addition was complete, the mixture was aged for 1 hour at the same temperature and stirring speed.
The obtained PTS-HAP composite coprecipitate was washed by suction filtration with a large excess of distilled water. Then, the coprecipitate was dehydrated by adding a large excess of acetone and suction filtration, and then vacuum-dried at 80°C for more than 2 hours. After that, it was ground into a finer powder using a mortar and pestle.
Ten identical samples were synthesized using the same procedure as described above, and all of these powders were mixed together and used as a single sample.

〔合成例2〕
以下の操作により、仕込み無機重量分率70重量%のPTS-HAP複合体を合成した。
1000mLビーカーにリン酸化タピオカデンプン(PTS)を3.86g秤量し、0.2M CaCl2水溶液を448mL加え、90℃で1時間、600rpmの撹拌速度で撹拌した。その後、同撹拌速度を保ちながら一旦室温になるまで放冷してから、70℃で0.2M Na2HPO4水溶液268mLと1M NaOH水溶液72mLの混合溶液を0.06mL/sの滴下速度で加えた。滴下終了後、同温度同撹拌速度で1時間熟成した。
得られたPTS-HAP複合共沈物を大過剰の蒸留水で吸引ろ過することで洗浄した。その後、大過剰のアセトンを加えてから吸引ろ過することで共沈物を脱水してから80℃で2時間以上真空乾燥した。その後、すり鉢でより細かい粉末にした。
上記と同じ操作で10個の同サンプルを合成し、これらの粉末を全て混合し、1つのサンプルとして用いた。
[Synthesis Example 2]
The following procedure was used to synthesize a PTS-HAP composite with a starting inorganic weight fraction of 70% by weight.
3.86 g of phosphorylated tapioca starch (PTS) was weighed into a 1000 mL beaker, and 448 mL of 0.2 M CaCl₂ aqueous solution was added. The mixture was stirred at 90°C for 1 hour at a stirring speed of 600 rpm. After that, the mixture was allowed to cool to room temperature while maintaining the same stirring speed, and then a mixed solution of 268 mL of 0.2 M Na₂HPO₄ aqueous solution and 72 mL of 1 M NaOH aqueous solution was added at a dropping rate of 0.06 mL/s at 70°C. After the addition was complete, the mixture was aged for 1 hour at the same temperature and stirring speed.
The obtained PTS-HAP composite coprecipitate was washed by suction filtration with a large excess of distilled water. Then, the coprecipitate was dehydrated by adding a large excess of acetone and suction filtration, and then vacuum-dried at 80°C for more than 2 hours. After that, it was ground into a finer powder using a mortar and pestle.
Ten identical samples were synthesized using the same procedure as described above, and all of these powders were mixed together and used as a single sample.

〔実施例1〕
合成例1で得られたPTS-HAP複合体粉末2.5g、DMSO 50mL、K2CO3 0.5gを150mL反応容器に加え、安息香酸ビニル18.3gをそれぞれ加えた。その後、それぞれ40℃で8時間反応させ、ベンゾイル化を行なった。反応終了後、大過剰のメタノールを加え、沈殿物が生じたことを確認してから、これを濾過して、DMSOと未反応の安息香酸ビニルを除去した。引き続き、大過剰の蒸留水を加え、沈殿物が溶解していないことを確認してから、これを濾過し、残存していたK2CO3を完全に除去した。濾紙上に残った沈殿物に再び大過剰のメタノールを加え、これを濾過することで、沈殿物に含まれていた水を脱水した。さらに、回収した沈殿物を80℃で2時間以上真空乾燥し、その後、すり鉢でより細かい粉末にして、実施例1のPTS-HAP複合体を得た。
[Example 1]
2.5 g of the PTS-HAP composite powder obtained in Synthesis Example 1, 50 mL of DMSO, and 0.5 g of K₂CO₃ were added to a 150 mL reaction vessel, and 18.3 g of vinyl benzoate was added to each. The mixture was then reacted at 40°C for 8 hours to carry out benzoylation. After the reaction was complete, a large excess of methanol was added, and after confirming that a precipitate had formed, it was filtered to remove the DMSO and unreacted vinyl benzoate. Subsequently, a large excess of distilled water was added, and after confirming that the precipitate had not dissolved, it was filtered to completely remove the remaining K₂CO₃ . A large excess of methanol was again added to the precipitate remaining on the filter paper, and the water contained in the precipitate was dehydrated by filtering. Furthermore, the recovered precipitate was vacuum dried at 80°C for more than 2 hours, and then ground into a finer powder using a mortar and pestle to obtain the PTS-HAP composite of Example 1.

上記の40℃下で合成されたアシル化複合体粉末を0.13gほど、容器内径4mm×13mmの角柱金型に入れ、120℃、120MPaの一軸加圧成形を5分間おこない、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.9)mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。 Approximately 0.13 g of the acylated composite powder synthesized at 40°C was placed in a rectangular prism mold with an inner diameter of 4 mm x 13 mm. Uniaxial compression molding was performed at 120°C and 120 MPa for 5 minutes to produce three rectangular prism test specimens measuring 4.0 mm x 13.0 mm x (1.7–1.9) mm.

〔実施例2〕
ベンゾイル化を行う際の反応温度を60℃に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例2のPTS-HAP複合体を得た。
また、このアシル化複合体粉末を用いて、実施例1と同様の操作で成形を行って、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.8)mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。
[Example 2]
The PTS-HAP complex of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the reaction temperature during benzoylation was changed to 60°C.
Furthermore, using this acylated composite powder, three prismatic test specimens measuring 4.0 mm × 13.0 mm × (1.7-1.8) mm were prepared by molding in the same procedure as in Example 1.

〔実施例3〕
ベンゾイル化を行う際の反応温度を80℃に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例3のPTS-HAP複合体を得た。
また、このアシル化複合体粉末を用いて、実施例1と同様の操作で成形を行って、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.8)mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。
[Example 3]
The PTS-HAP complex of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the reaction temperature for benzoylation was changed to 80°C.
Furthermore, using this acylated composite powder, three prismatic test specimens measuring 4.0 mm × 13.0 mm × (1.7-1.8) mm were prepared by molding in the same procedure as in Example 1.

〔実施例4〕
ベンゾイル化を行う際の反応温度を100℃に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例4のPTS-HAP複合体を得た。
また、このアシル化複合体粉末を用いて、実施例1と同様の操作で成形を行って、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.8)mmサイズの角柱型試験片を4つ作製した。
[Example 4]
The PTS-HAP complex of Example 4 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the reaction temperature during benzoylation was changed to 100°C.
Furthermore, using this acylated composite powder, four prismatic test specimens measuring 4.0 mm × 13.0 mm × (1.7-1.8) mm were prepared by molding in the same procedure as in Example 1.

〔実施例5〕
ベンゾイル化を行う際の反応温度を120℃に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例5のPTS-HAP複合体を得た。
また、このアシル化複合体粉末を用いて、実施例1と同様の操作で成形を行って、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.8)mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。
[Example 5]
The PTS-HAP complex of Example 5 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the reaction temperature during benzoylation was changed to 120°C.
Furthermore, using this acylated composite powder, three prismatic test specimens measuring 4.0 mm × 13.0 mm × (1.7-1.8) mm were prepared by molding in the same procedure as in Example 1.

〔実施例6〕
合成例1で得られたPTS-HAP複合体粉末に代えて、合成例2で得られたPTS-HAP複合体粉末を用いるとともに、ベンゾイル化を行う際の反応温度を80℃に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例6のPTS-HAP複合体を得た。
また、このアシル化複合体粉末を用いて、実施例1と同様の操作で成形を行って、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.8)mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。
[Example 6]
The PTS-HAP complex of Example 6 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the PTS-HAP complex powder obtained in Synthesis Example 2 was used instead of the PTS-HAP complex powder obtained in Synthesis Example 1, and the reaction temperature during benzoylation was changed to 80°C.
Furthermore, using this acylated composite powder, three prismatic test specimens measuring 4.0 mm × 13.0 mm × (1.7-1.8) mm were prepared by molding in the same procedure as in Example 1.

〔実施例7〕
合成例1で得られたPTS-HAP複合体粉末に代えて、合成例2で得られたPTS-HAP複合体粉末を用いるとともに、ベンゾイル化を行う際の反応温度を100℃に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例7のPTS-HAP複合体を得た。
また、このアシル化複合体粉末を用いて、実施例1と同様の操作で成形を行って、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.8)mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。
[Example 7]
The PTS-HAP complex of Example 7 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the PTS-HAP complex powder obtained in Synthesis Example 2 was used instead of the PTS-HAP complex powder obtained in Synthesis Example 1, and the reaction temperature during benzoylation was changed to 100°C.
Furthermore, using this acylated composite powder, three prismatic test specimens measuring 4.0 mm × 13.0 mm × (1.7-1.8) mm were prepared by molding in the same procedure as in Example 1.

〔実施例8〕
合成例1で得られたPTS-HAP複合体粉末に代えて、合成例2で得られたPTS-HAP複合体粉末を用いるとともに、ベンゾイル化を行う際の反応温度を120℃に変更したこと以外は実施例1と同様にして、実施例8のPTS-HAP複合体を得た。
また、このアシル化複合体粉末を用いて、実施例1と同様の操作で成形を行って、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.8)mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。
[Example 8]
The PTS-HAP complex of Example 8 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the PTS-HAP complex powder obtained in Synthesis Example 2 was used instead of the PTS-HAP complex powder obtained in Synthesis Example 1, and the reaction temperature during benzoylation was changed to 120°C.
Furthermore, using this acylated composite powder, three prismatic test specimens measuring 4.0 mm × 13.0 mm × (1.7-1.8) mm were prepared by molding in the same procedure as in Example 1.

〔実施例9〕
合成例1で得られたPTS-HAP複合体粉末2.5g、DMSO 50mL、K2CO3 0.5gを150mL反応容器に加え、ラウリン酸ビニル27.16gをそれぞれ加えた。その後、それぞれ80℃で8時間反応させ、ラウロイル化を行なった。反応終了後、大過剰のメタノールを加え、沈殿物が生じたことを確認してから、これを濾過して、DMSOと未反応のラウリン酸ビニルを除去した。引き続き、大過剰の蒸留水を加え、沈殿物が溶解していないことを確認してから、これを濾過し、残存していたK2CO3を完全に除去した。濾紙上に残った沈殿物に再び大過剰のメタノールを加え、これを濾過することで、沈殿物に含まれていた水を脱水した。さらに、回収した沈殿物を80℃で2時間以上真空乾燥し、その後、すり鉢でより細かい粉末にして、実施例9のPTS-HAP複合体を得た。
上記のラウロイル化複合体粉末を0.13gほど、容器内径4mm×13mmの角柱金型に入れ、60℃、120MPaの一軸加圧成形を5分間おこない、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.9)mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。
[Example 9]
2.5 g of the PTS-HAP composite powder obtained in Synthesis Example 1, 50 mL of DMSO, and 0.5 g of K₂CO₃ were added to a 150 mL reaction vessel, and 27.16 g of vinyl laurate was added to each. The mixture was then reacted at 80°C for 8 hours to carry out lauroylation. After the reaction was complete, a large excess of methanol was added, and after confirming that a precipitate had formed, it was filtered to remove the DMSO and unreacted vinyl laurate. Subsequently, a large excess of distilled water was added, and after confirming that the precipitate had not dissolved, it was filtered to completely remove the remaining K₂CO₃ . A large excess of methanol was again added to the precipitate remaining on the filter paper, and the water contained in the precipitate was dehydrated by filtering. Furthermore, the recovered precipitate was vacuum dried at 80°C for more than 2 hours, and then ground into a finer powder using a mortar and pestle to obtain the PTS-HAP composite of Example 9.
Approximately 0.13 g of the above-mentioned lauroylated composite powder was placed in a rectangular prism mold with an inner diameter of 4 mm x 13 mm, and uniaxial compression molding was performed at 60°C and 120 MPa for 5 minutes to produce three rectangular prism-shaped test specimens measuring 4.0 mm x 13.0 mm x (1.7-1.9) mm.

〔実施例10〕
合成例1で得られたPTS-HAP複合体粉末に代えて、合成例2で得られたPTS-HAP複合体粉末を用いたこと以外は実施例9と同様にして、実施例10のPTS-HAP複合体を得た。
また、このラウロイル化複合体粉末を用いて、実施例9と同様の操作で成形を行って、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.8)mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。
[Example 10]
The PTS-HAP composite of Example 10 was obtained in the same manner as in Example 9, except that the PTS-HAP composite powder obtained in Synthesis Example 2 was used instead of the PTS-HAP composite powder obtained in Synthesis Example 1.
Furthermore, using this lauroylated composite powder, three prismatic test specimens measuring 4.0 mm × 13.0 mm × (1.7-1.8) mm were prepared by molding in the same procedure as in Example 9.

〔実施例11〕
合成例1で得られたPTS-HAP複合体粉末に代えて、合成例2で得られたPTS-HAP複合体粉末を用いるとともに、ラウロイル化を行う際の反応温度を100℃に変更したこと以外は実施例9と同様にして、実施例11のPTS-HAP複合体を得た。
また、このラウロイル化複合体粉末を用いて、実施例9と同様の操作で成形を行って、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.8)mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。
[Example 11]
The PTS-HAP composite of Example 11 was obtained in the same manner as in Example 9, except that the PTS-HAP composite powder obtained in Synthesis Example 2 was used instead of the PTS-HAP composite powder obtained in Synthesis Example 1, and the reaction temperature during lauroylation was changed to 100°C.
Furthermore, using this lauroylated composite powder, three prismatic test specimens measuring 4.0 mm × 13.0 mm × (1.7-1.8) mm were prepared by molding in the same procedure as in Example 9.

〔比較例1〕
合成例1で得られたPTS-HAP複合体(仕込み無機重量分率50wt%、アシル化なし)を比較例1のPTS-HAP複合体とした。
また、上記PTS-HAP複合体粉末を0.14gほど、容器内径4mm×13mmの角柱金型に入れ、120℃、120MPaの一軸加圧成形を5分間おこない、4.0mm×13.0mm×1.7mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。
[Comparative Example 1]
The PTS-HAP complex obtained in Synthesis Example 1 (inorganic weight fraction 50 wt%, no acylation) was used as the PTS-HAP complex for Comparative Example 1.
Furthermore, approximately 0.14 g of the above-mentioned PTS-HAP composite powder was placed in a rectangular prism mold with an inner diameter of 4 mm x 13 mm, and uniaxial pressure molding was performed at 120°C and 120 MPa for 5 minutes to produce three rectangular prism test pieces measuring 4.0 mm x 13.0 mm x 1.7 mm.

〔比較例2〕
合成例2で得られたPTS-HAP複合体(仕込み無機重量分率70wt%、アシル化なし)を比較例2のPTS-HAP複合体とした。
また、上記PTS-HAP複合体粉末を0.14gほど、容器内径4mm×13mmの角柱金型に入れ、120℃、120MPaの一軸加圧成形を5分間おこない、4.0mm×13.0mm×1.7mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。
[Comparative Example 2]
The PTS-HAP complex obtained in Synthesis Example 2 (inorganic weight fraction 70 wt%, no acylation) was used as the PTS-HAP complex for Comparative Example 2.
Furthermore, approximately 0.14 g of the above-mentioned PTS-HAP composite powder was placed in a rectangular prism mold with an inner diameter of 4 mm x 13 mm, and uniaxial pressure molding was performed at 120°C and 120 MPa for 5 minutes to produce three rectangular prism test pieces measuring 4.0 mm x 13.0 mm x 1.7 mm.

〔比較例3〕
合成例1で得られたPTS-HAP複合体粉末2.5g、DMSO 50mL、K2CO3 0.5gを150mL反応容器に加え、酢酸ビニル10.5gをそれぞれ加えた。その後、それぞれ40℃で8時間反応させ、アセチル化を行なった。反応終了後、大過剰のメタノールを加え、沈殿物が生じたことを確認してから、これを濾過して、DMSOと未反応の酢酸ビニルを除去した。引き続き、大過剰の蒸留水を加え、沈殿物が溶解していないことを確認してから、これを濾過し、残存していたK2CO3を完全に除去した。濾紙上に残った沈殿物に再び大過剰のメタノールを加え、これを濾過することで、沈殿物に含まれていた水を脱水した。さらに、回収した沈殿物を80℃で2時間以上真空乾燥し、その後、すり鉢でより細かい粉末にして、比較例3のPTS-HAP複合体を得た。
上記のアセチル化複合体粉末を0.13gほど、容器内径4mm×13mmの角柱金型に入れ、120℃、120MPaの一軸加圧成形を5分間おこない、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.9)mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。
[Comparative Example 3]
2.5 g of the PTS-HAP composite powder obtained in Synthesis Example 1, 50 mL of DMSO, and 0.5 g of K₂CO₃ were added to a 150 mL reaction vessel, and 10.5 g of vinyl acetate was added to each. The mixture was then reacted at 40°C for 8 hours to carry out acetylation. After the reaction was complete, a large excess of methanol was added, and after confirming that a precipitate had formed, it was filtered to remove the DMSO and unreacted vinyl acetate. Subsequently, a large excess of distilled water was added, and after confirming that the precipitate had not dissolved, it was filtered to completely remove the remaining K₂CO₃ . A large excess of methanol was again added to the precipitate remaining on the filter paper, and the water contained in the precipitate was dehydrated by filtering. Furthermore, the recovered precipitate was vacuum dried at 80°C for more than 2 hours, and then ground into a finer powder using a mortar and pestle to obtain the PTS-HAP composite of Comparative Example 3.
Approximately 0.13 g of the above acetylated complex powder was placed in a rectangular prism mold with an inner diameter of 4 mm x 13 mm, and uniaxial compression molding was performed at 120°C and 120 MPa for 5 minutes to produce three rectangular prism test pieces measuring 4.0 mm x 13.0 mm x (1.7-1.9) mm.

〔比較例4〕
アセチル化を行う際の反応温度を60℃に変更したこと以外は比較例3と同様にして、比較例4のPTS-HAP複合体を得た。
また、このアシル化複合体粉末を用いて、比較例3と同様の操作で成形を行って、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.8)mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。
[Comparative Example 4]
The PTS-HAP complex of Comparative Example 4 was obtained in the same manner as in Comparative Example 3, except that the reaction temperature during acetylation was changed to 60°C.
Furthermore, using this acylated composite powder, three prismatic test specimens measuring 4.0 mm × 13.0 mm × (1.7-1.8) mm were prepared by molding in the same procedure as in Comparative Example 3.

〔比較例5〕
アセチル化を行う際の反応温度を80℃に変更したこと以外は比較例3と同様にして、比較例5のPTS-HAP複合体を得た。
また、このアシル化複合体粉末を用いて、比較例3と同様の操作で成形を行って、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.8)mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。
[Comparative Example 5]
The PTS-HAP complex of Comparative Example 5 was obtained in the same manner as in Comparative Example 3, except that the reaction temperature during acetylation was changed to 80°C.
Furthermore, using this acylated composite powder, three prismatic test specimens measuring 4.0 mm × 13.0 mm × (1.7-1.8) mm were prepared by molding in the same procedure as in Comparative Example 3.

〔比較例6〕
アセチル化を行う際の反応温度を100℃に変更したこと以外は比較例3と同様にして、比較例6のPTS-HAP複合体を得た。
また、このアシル化複合体粉末を用いて、比較例3と同様の操作で成形を行って、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.8)mmサイズの角柱型試験片を4つ作製した。
[Comparative Example 6]
The PTS-HAP complex of Comparative Example 6 was obtained in the same manner as in Comparative Example 3, except that the reaction temperature during acetylation was changed to 100°C.
Furthermore, using this acylated composite powder, four prismatic test specimens measuring 4.0 mm × 13.0 mm × (1.7-1.8) mm were prepared by molding in the same procedure as in Comparative Example 3.

〔比較例7〕
アセチル化を行う際の反応温度を120℃に変更したこと以外は比較例3と同様にして、比較例7のPTS-HAP複合体を得た。
また、このアシル化複合体粉末を用いて、比較例3と同様の操作で成形を行って、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.8)mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。
[Comparative Example 7]
The PTS-HAP complex of Comparative Example 7 was obtained in the same manner as in Comparative Example 3, except that the reaction temperature during acetylation was changed to 120°C.
Furthermore, using this acylated composite powder, three prismatic test specimens measuring 4.0 mm × 13.0 mm × (1.7-1.8) mm were prepared by molding in the same procedure as in Comparative Example 3.

〔比較例8〕
合成例1で得られたPTS-HAP複合体粉末に代えて、合成例2で得られたPTS-HAP複合体粉末を用いるとともに、アセチル化を行う際の反応温度を80℃に変更したこと以外は比較例3と同様にして、比較例8のPTS-HAP複合体を得た。
また、このアシル化複合体粉末を用いて、比較例3と同様の操作で成形を行って、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.8)mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。
[Comparative Example 8]
The PTS-HAP complex of Comparative Example 8 was obtained in the same manner as Comparative Example 3, except that the PTS-HAP complex powder obtained in Synthesis Example 2 was used instead of the PTS-HAP complex powder obtained in Synthesis Example 1, and the reaction temperature during acetylation was changed to 80°C.
Furthermore, using this acylated composite powder, three prismatic test specimens measuring 4.0 mm × 13.0 mm × (1.7-1.8) mm were prepared by molding in the same procedure as in Comparative Example 3.

〔比較例9〕
合成例1で得られたPTS-HAP複合体粉末に代えて、合成例2で得られたPTS-HAP複合体粉末を用いるとともに、アセチル化を行う際の反応温度を100℃に変更したこと以外は比較例3と同様にして、比較例9のPTS-HAP複合体を得た。
また、このアシル化複合体粉末を用いて、比較例3と同様の操作で成形を行って、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.8)mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。
[Comparative Example 9]
The PTS-HAP complex of Comparative Example 9 was obtained in the same manner as Comparative Example 3, except that the PTS-HAP complex powder obtained in Synthesis Example 2 was used instead of the PTS-HAP complex powder obtained in Synthesis Example 1, and the reaction temperature during acetylation was changed to 100°C.
Furthermore, using this acylated composite powder, three prismatic test specimens measuring 4.0 mm × 13.0 mm × (1.7-1.8) mm were prepared by molding in the same procedure as in Comparative Example 3.

〔比較例10〕
合成例1で得られたPTS-HAP複合体粉末に代えて、合成例2で得られたPTS-HAP複合体粉末を用いるとともに、アセチル化を行う際の反応温度を120℃に変更したこと以外は比較例3と同様にして、比較例10のPTS-HAP複合体を得た。
また、このアシル化複合体粉末を用いて、比較例3と同様の操作で成形を行って、4.0mm×13.0mm×(1.7~1.8)mmサイズの角柱型試験片を3つ作製した。
[Comparative Example 10]
The PTS-HAP complex of Comparative Example 10 was obtained in the same manner as Comparative Example 3, except that the PTS-HAP complex powder obtained in Synthesis Example 2 was used instead of the PTS-HAP complex powder obtained in Synthesis Example 1, and the reaction temperature during acetylation was changed to 120°C.
Furthermore, using this acylated composite powder, three prismatic test specimens measuring 4.0 mm × 13.0 mm × (1.7-1.8) mm were prepared by molding in the same procedure as in Comparative Example 3.

〔実施例及び比較例の整理〕
理解の容易化のため、各実施例及び比較例の要点を整理して、下表1に示す。
[Summary of Examples and Comparative Examples]
For ease of understanding, the key points of each example and comparative example are summarized in Table 1 below.

〔物性の測定・評価〕
<TGA>
上記の各実施例および比較例にかかる複合体について、株式会社島津製作所製の示差熱・重量同時測定装置(DTG―60)を用いて熱重量分析(TGA)測定および解析を行った。
実施例1~5及び比較例1の複合体についての熱重量分析結果を図1に示す。実施例6~8及び比較例2の複合体についての熱重量分析結果を図2に示す。比較例1,3~7の複合体についての熱重量分析結果を図3に示す。比較例2,8~10の複合体についての熱重量分析結果を図4に示す。実施例9~11の複合体についての熱重量分析結果を図5に示す。
各図において、線が重なっていて見づらいので、念のために補足すると、図1では、比較例1以外の実施例1~5のグラフはほぼ重なっている。また、図2では、比較例2以外の実施例6~8のグラフがほぼ重なっている。図3では、比較例1以外の比較例3~7のグラフがほぼ重なっている。図4では、比較例2以外の比較例8~10のグラフがほぼ重なっている。図5では、実施例10,11のグラフがほぼ重なっている。
各図におけるグラフの重なりはアシル化反応が十分に進行し、アシル化による有機物の導入が同程度行われているためと理解される。図5において実施例9のグラフが実施例10,11のグラフから離れているのは仕込み無機重量分率が異なっているためである。
[Measurement and evaluation of physical properties]
<TGA>
Thermogravimetric analysis (TGA) was performed on the composites described in each of the above examples and comparative examples using a differential thermal and gravimetric simultaneous measurement device (DTG-60) manufactured by Shimadzu Corporation.
Figure 1 shows the thermogravimetric analysis results for the composites of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1. Figure 2 shows the thermogravimetric analysis results for the composites of Examples 6 to 8 and Comparative Example 2. Figure 3 shows the thermogravimetric analysis results for the composites of Comparative Examples 1, 3 to 7. Figure 4 shows the thermogravimetric analysis results for the composites of Comparative Examples 2, 8 to 10. Figure 5 shows the thermogravimetric analysis results for the composites of Examples 9 to 11.
In each figure, the lines overlap and are difficult to see, so to clarify, in Figure 1, the graphs for Examples 1 to 5 (excluding Comparative Example 1) are almost overlapping. Also, in Figure 2, the graphs for Examples 6 to 8 (excluding Comparative Example 2) are almost overlapping. In Figure 3, the graphs for Comparative Examples 3 to 7 (excluding Comparative Example 1) are almost overlapping. In Figure 4, the graphs for Comparative Examples 8 to 10 (excluding Comparative Example 2) are almost overlapping. In Figure 5, the graphs for Examples 10 and 11 are almost overlapping.
The overlap of the graphs in each figure is understood to be because the acylation reaction proceeded sufficiently and the introduction of organic matter by acylation occurred to a similar extent. In Figure 5, the graph for Example 9 is separated from the graphs for Examples 10 and 11 because the weight fraction of inorganic materials used in the initial charge was different.

また、実施例1~11及び比較例1~10の複合体について、以下の式より複合体の無機重量分率ICを測定した。測定結果を後述の表2~5に示す。また、理解の容易化のため、実施例1~5及び比較例1についての測定結果を、図6にグラフ化して示す。 Furthermore, the inorganic weight fraction IC of the composites in Examples 1-11 and Comparative Examples 1-10 was measured using the following formula. The measurement results are shown in Tables 2-5 below. For ease of understanding, the measurement results for Examples 1-5 and Comparative Example 1 are also shown graphically in Figure 6.

IC=(1000℃まで昇温し10分間ホールドしたときの重量/100℃まで昇温し10分間ホールドしたときの重量)×100(wt%) IC = (Weight when heated to 1000°C and held for 10 minutes / Weight when heated to 100°C and held for 10 minutes) × 100 (wt%)

図1~6及び表2~5に示すとおり、比較例1(合成例1)の複合体の無機重量分率は仕込み値50wt%に近い値をとり、実施例1~5,比較例3~7で得られたアシル化複合体はアシル化温度の高いものほど無機重量分率が小さくなった。比較例2(合成例2)の複合体についても、無機重量分率は仕込み値70wt%に近い値をとり、実施例6~11,比較例8~10で得られたアシル化複合体はアシル化温度の高いものほど無機重量分率が小さくなった。 As shown in Figures 1-6 and Tables 2-5, the inorganic weight fraction of the composite in Comparative Example 1 (Synthesis Example 1) was close to the initial value of 50 wt%, and the inorganic weight fraction of the acylated composites obtained in Examples 1-5 and Comparative Examples 3-7 decreased with increasing acylation temperatures. Similarly, the inorganic weight fraction of the composite in Comparative Example 2 (Synthesis Example 2) was close to the initial value of 70 wt%, and the inorganic weight fraction of the acylated composites obtained in Examples 6-11 and Comparative Examples 8-10 decreased with increasing acylation temperatures.

さらに、アシル化による無機重量分率ICの変化から、PTSの単位グルコース当たりのアシル基に置換されたヒドロキシ基の数(置換度DS)を算出した。
各実施例及び比較例で行ったアシル化反応は塩基性条件下で行われているため、理論的にはHAPは分解されることはない。ゆえに、上記のアシル化反応によってHAPの重量が変動することはほとんどないと考えられる。すなわち、アシル化によって有機-無機重量分率が変動するのであれば、それは有機物の重量変化によるものである。この有機物の重量変化をPTSのヒドロキシ基がアシル基に置換されたことによっておこるものと考えると、アシル化後の複合体の無機重量分率ICafterは、(アシル化前の無機重量分率ICbefore)/(複合体100gをアシル化した後の全重量)のパーセントで表すことができるため、複合体100g中の置換されたヒドロキシ基のモル数をXとすると、以下の式が得られる。
Furthermore, the number of hydroxyl groups substituted for the acyl group per unit glucose of PTS (degree of substitution DS) was calculated from the change in inorganic weight fraction IC due to acylation.
Since the acylation reactions carried out in each example and comparative example were performed under basic conditions, theoretically HAP is not decomposed. Therefore, it is considered that the weight of HAP hardly changes due to the above acylation reaction. In other words, if the organic-inorganic weight fraction changes due to acylation, it is due to the change in the weight of the organic matter. If we consider that this change in the weight of the organic matter occurs because the hydroxyl groups of PTS are substituted with acyl groups, then the inorganic weight fraction IC after the acylated complex can be expressed as the percentage of (inorganic weight fraction IC before acylation) / (total weight of 100g of the complex after acylation). If X is the number of moles of substituted hydroxyl groups in 100g of the complex, then the following equation is obtained.

ICbefore、ICafterは、それぞれ、アシル化前、アシル化後の無機重量分率、MOHはヒドロキシ基の分子量(17g/mol)、Macyはアシルオキシ基の分子量を示す(ベンゾイル基:121g/mol)。
複合体100g中のPTSのヒドロキシ基のモル数Yは複合体の有機重量分率をPTSのグルコース単位の分子量で割って、単位グルコースあたりのヒドロキシ基の数3をかけた値になるため、以下の式のようになる。
IC before and IC after represent the inorganic weight fractions before and after acylation, respectively. M OH is the molecular weight of the hydroxyl group (17 g/mol), and M acy is the molecular weight of the acyloxy group (benzoyl group: 121 g/mol).
The number of moles Y of hydroxyl groups in PTS per 100g of the complex is obtained by dividing the organic weight fraction of the complex by the molecular weight of the glucose unit of PTS and multiplying by the number of hydroxyl groups per glucose unit, which is 3, resulting in the following equation.

AGUはPTSの単位グルコースあたりの分子量(162g/mol)を示す。
単位グルコース当たりのアシル基に置換されたヒドロキシ基の数(置換度DS)は複合体100g中のアシル化されたヒドロキシ基のモル数Xをアシル化される前の全ヒドロキシ基のモル数Yで割り、それに3をかけた値であるため、以下のような式で表せる。
M AGU indicates the molecular weight per unit glucose of PTS (162 g/mol).
The number of hydroxyl groups substituted with an acyl group per unit glucose (degree of substitution DS) is calculated by dividing the number of moles of acylated hydroxyl groups X in 100g of the complex by the total number of moles of hydroxyl groups Y before acylation, and multiplying the result by 3. Therefore, it can be expressed by the following formula.

アシル化を行った実施例1~11、比較例3~10の各複合体について、計算結果を後述の表2~5に示す。また、実施例1~8、比較例3~10の各複合体についての計算結果を図7にまとめた。
なお、本実施例及び比較例で使用したPTSは、ヒドロキシ基の一部がリン酸基で置換されているものの、このリン酸基は有機高分子の重量の0.1%以下であり、計算上無視できる程度であるため、上記の計算においてリン酸基の存在は考慮していない。
The calculation results for each composite in Examples 1-11 and Comparative Examples 3-10, which underwent acylation, are shown in Tables 2-5 below. Furthermore, the calculation results for each composite in Examples 1-8 and Comparative Examples 3-10 are summarized in Figure 7.
In this example and comparative example, although some of the hydroxyl groups in the PTS used are substituted with phosphate groups, these phosphate groups constitute less than 0.1% of the weight of the organic polymer and are negligible in the calculations; therefore, the presence of phosphate groups is not considered in the above calculations.

<XRD>
実施例1~5及び比較例1のサンプル(複合体粉末)について、粉末X線回折装置「SmartLab」(リガク社製)を用いて粉末X線回折(XRD)を行い、結晶構造解析を行った。測定結果をそれぞれ図8に示す。
図8より、26°、32°、39°、46°、49°、53°にHApの特徴的なピークが見られることから、比較例1の複合体においてHApの結晶が生成されたことがわかった。また実施例1~5にかかる各アシル化複合体は、アシル化によってHApの結晶がブルシャイトやモネタイトなどの別種のリン酸カルシウムに転移していないことがわかった。
<XRD>
For the samples (composite powders) of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, powder X-ray diffraction (XRD) was performed using the SmartLab powder X-ray diffractometer (manufactured by Rigaku Corporation) to analyze their crystal structure. The measurement results are shown in Figure 8.
Figure 8 shows characteristic peaks of HAp at 26°, 32°, 39°, 46°, 49°, and 53°, indicating that HAp crystals were formed in the composite of Comparative Example 1. Furthermore, it was found that in each acylated composite of Examples 1 to 5, the HAp crystals were not transferred to other types of calcium phosphate such as bruscheit or monetite through acylation.

<IR>
実施例1~5及び比較例1のサンプル(複合体粉末)について、フーリエ変換赤外分光光度計「FT/IR-4600」(JASCO日本分光)を用いて、KBr錠剤法により測定を行なった。測定結果をそれぞれ図9に示す。図9のとおり、アシル化温度を高くするほどエステル基とHApのリン酸基の吸光度比が大きくなり、アシル化温度を高くすることでアシル化がより進行することがわかった。実施例1~5の各サンプルのエステル基とHApのリン酸基の吸光度比の結果を図10に示す。
同様にして、実施例6~8,比較例3~7,比較例8~10,実施例9、実施例10~11の各サンプルについてもIR測定を行い、結果をそれぞれ、図11~15に示す。なお、図11~15では、アシル化されていない比較例1又は2の測定結果も併せて示している。
<IR>
The samples (composite powders) of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 were measured using the KBr tablet method with a Fourier transform infrared spectrophotometer "FT/IR-4600" (JASCO). The measurement results are shown in Figure 9. As shown in Figure 9, the absorbance ratio between the ester group and the phosphate group of HAp increases as the acylation temperature increases, indicating that acylation proceeds more rapidly with higher acylation temperatures. The absorbance ratios between the ester group and the phosphate group of HAp for each sample of Examples 1 to 5 are shown in Figure 10.
Similarly, IR measurements were performed on samples from Examples 6-8, Comparative Examples 3-7, Comparative Examples 8-10, Example 9, and Examples 10-11, and the results are shown in Figures 11-15, respectively. Figures 11-15 also show the measurement results for Comparative Examples 1 or 2, which were not acylated.

<成形物の浸水前の物性試験>
浸水前の実施例1~11及び比較例1~10の各複合体成形物について、ファインセラミックス曲げ強さ試験機「MZ-250」(株式会社マルトー社製)を用いて、3点曲げ試験を行った。支点間距離Lは8mm、曲げ試験のクロスヘッド速度は、0.5mm/minとした。
試験結果に基づき、3点曲げ強度(MPa)、3点曲げひずみを以下の算出式から算出した。
3点曲げ強度:σb=(3PL)/(2wt2
3点曲げひずみ:εb=(600st)/(L2
ここで、Pは最大荷重(N)、Lは支点間距離(mm)、wは試験片の幅(mm)、tは試験片の厚さ(mm)、sは最大たわみ(mm)である。なお、3点曲げ強度σb(MPa)算出のための前記各パラメータについての参考説明図を図16に示す。
また、3点曲げ試験で得られた応力-ひずみ曲線の傾きから、各成形体の曲げ弾性率Eb(GPa)面積から破壊エネルギーGf(MJ/m3)も算出した。
実施例1~11及び比較例1~10の各複合体成形物の密度、曲げ強度σb、弾性率Eb、破壊エネルギーGfを下表2~5に示す。
<Physical property testing of molded products before immersion in water>
Three-point bending tests were performed on each of the composite molded products from Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 10 before immersion using the fine ceramics bending strength tester "MZ-250" (manufactured by Maruto Co., Ltd.). The distance L between the supports was 8 mm, and the crosshead speed for the bending test was 0.5 mm/min.
Based on the test results, the three-point bending strength (MPa) and three-point bending strain were calculated using the following formulas.
Three-point bending strength: σ b = (3PL)/(2wt 2 )
Three-point bending strain: εb = (600st) / ( )
Here, P is the maximum load (N), L is the distance between supports (mm), w is the width of the specimen (mm), t is the thickness of the specimen (mm), and s is the maximum deflection (mm). Figure 16 shows a reference diagram for each of the above parameters used to calculate the three-point bending strength σb (MPa).
Furthermore, the flexural modulus E b (GPa) of each molded body was calculated from the slope of the stress-strain curve obtained from the three-point bending test, and the fracture energy G f (MJ/ ) was also calculated from the area.
Tables 2 to 5 below show the density, flexural strength σb , elastic modulus Eb , and fracture energy Gf of each composite molded product from Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 10.

<成形物の吸水率>
実施例1~11及び比較例1~10の各複合体成形物について、室温の蒸留水に24時間浸漬した後の重量変化から、以下の算出式より吸水率を算出した。
吸水率=((浸水後の重量-浸水前の重量)/浸水前の重量)×100%
算出した値を下表6~9に示す。また、実施例1~5及び比較例1の値を図17にグラフとしてまとめた。同様に、実施例6~8,10~11,比較例2,8~10の結果を図18にグラフとしてまとめた。
<Water absorption rate of molded products>
For each composite molded product in Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 10, the water absorption rate was calculated from the weight change after immersion in distilled water at room temperature for 24 hours using the following formula.
Water absorption rate = ((Weight after soaking - Weight before soaking) / Weight before soaking) × 100%
The calculated values are shown in Tables 6 to 9 below. Furthermore, the values for Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 are summarized as a graph in Figure 17. Similarly, the results for Examples 6 to 8, 10 to 11, and Comparative Examples 2 and 8 to 10 are summarized as a graph in Figure 18.

<成形物の浸水後の物性試験>
浸水後の実施例1~11及び比較例1~10の各複合体成形物について、浸水前同様に、ファインセラミックス曲げ強さ試験機「MZ-250」(株式会社マルトー社製)を用いて、3点曲げ試験を行った。試験は浸水前と同様の条件で行なった。
浸水後の各複合体成形物の密度、曲げ強度σb、弾性率Eb、破壊エネルギーGfを下表6~9に示す。
<Physical property testing of molded products after immersion in water>
For each composite molded product of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 10 after immersion in water, a three-point bending test was performed using the fine ceramic bending strength tester "MZ-250" (manufactured by Maruto Co., Ltd.), in the same manner as before immersion. The test was conducted under the same conditions as before immersion.
Tables 6-9 below show the density, flexural strength σb , elastic modulus Eb , and fracture energy Gf of each composite molded product after immersion in water.

浸水前後の実施例1~5の各複合体成形物のアシル化温度に対する密度dの値をまとめたものを図19に示す。同様に、浸水前後の実施例6~8,10~11及び比較例8~10の各複合体成形物のアシル化温度に対する密度dの値をまとめたものを図20に示す。
同様に、浸水前後の曲げ強度σbをまとめたものを図21,22に、浸水前後の弾性率Ebをまとめたものを図23,24に、浸水前後の破壊エネルギーGfの値をまとめたものを図25,26に、それぞれ示す。
Figure 19 shows a summary of the density d values as a function of acylation temperature for each composite molded product of Examples 1 to 5 before and after immersion. Similarly, Figure 20 shows a summary of the density d values as a function of acylation temperature for each composite molded product of Examples 6 to 8, 10 to 11 and Comparative Examples 8 to 10 before and after immersion.
Similarly, Figures 21 and 22 show the bending strength σb before and after flooding, Figures 23 and 24 show the elastic modulus Eb before and after flooding, and Figures 25 and 26 show the fracture energy Gf before and after flooding.

浸水前後の実施例1~11及び比較例1の各複合体成形物の応力-ひずみ曲線を、それぞれ、図27~38に示す。
図27~38の応力-ひずみ曲線より、芳香族アシル基によるアシル化と、長鎖脂肪族アシル基によるアシル化とで、機械的な性質に違いがあることが分かった。
具体的には、図28~35(芳香族アシル基によるアシル化)に示す応力-ひずみ曲線は下に凸の曲線となっている。このように下に凸の場合は、曲げに対し、脆性的に破壊する。
これに対し、図36~38(長鎖脂肪族アシル基によるアシル化)に示す応力-ひずみ曲線は、上に凸の曲線となっている。このように上に凸の場合は、塑性変形を起こしてから破壊する。この破壊機構は、プラスチックや骨に近い。
The stress-strain curves of the composite molded products of Examples 1 to 11 and Comparative Example 1 before and after immersion are shown in Figures 27 to 38, respectively.
From the stress-strain curves in Figures 27-38, it was found that there are differences in mechanical properties between acylation by aromatic acyl groups and acylation by long-chain aliphatic acyl groups.
Specifically, the stress-strain curves shown in Figures 28-35 (acylation by aromatic acyl groups) are convex downwards. In this convex downwards case, the material fractures brittlely when bent.
In contrast, the stress-strain curves shown in Figures 36-38 (acylation by long-chain aliphatic acyl groups) are convex upwards. In this convex upward case, plastic deformation occurs before fracture. This fracture mechanism is similar to that of plastics and bone.

実施例1~5及び比較例1の各複合体成形物のアシル化温度に対する曲げ強度の(浸水後/浸水前)×100%の値を図39に示す。同様に、実施例6~8,10~11及び比較例8~10の各複合体成形物のアシル化温度に対する曲げ強度の(浸水後/浸水前)×100%の値を図40に示す。
同様に、弾性率の(浸水後/浸水前)×100%の値を図41,42に、破壊エネルギーの(浸水後/浸水前)×100%の値を図43,44に、それぞれ示す。
図39~44より、複合体をアシル化することで、浸水後も曲げ強度、弾性率、破壊エネルギーが半分以上保持され、耐水性が向上することがわかった。
Figure 39 shows the (after immersion/before immersion) × 100% values of the flexural strength of each composite molded product as a function of the acylation temperature for Examples 1-5 and Comparative Example 1. Similarly, Figure 40 shows the (after immersion/before immersion) × 100% values of the flexural strength of each composite molded product as a function of the acylation temperature for each composite molded product as a function of the acylation temperature for Examples 6-8, 10-11 and Comparative Examples 8-10.
Similarly, the values of the elastic modulus (after flooding / before flooding) × 100% are shown in Figures 41 and 42, and the values of the fracture energy (after flooding / before flooding) × 100% are shown in Figures 43 and 44.
Figures 39-44 show that acylation of the composite material allows more than half of the bending strength, elastic modulus, and fracture energy to be retained even after immersion in water, thus improving water resistance.

以上に示す結果から、芳香族アシル基又は長鎖脂肪族アシル基によるアシル化により、浸水後も元の機械的強度を相当程度保持することができること、および、この機械的強度の保持は、アセチル化では困難であり、芳香族アシル基又は長鎖脂肪族アシル基によりアシル化されていることが重要であることが確認できた。
そして、芳香族アシル基によるアシル化と、長鎖脂肪族アシル基によるアシル化は、いずれも耐水性の向上に寄与するものであるが、上記のように、両者は、破壊機構が異なっているため、用途によって使い分けることが可能である。
From the results shown above, it was confirmed that acylation with aromatic acyl groups or long-chain aliphatic acyl groups can maintain a considerable degree of the original mechanical strength even after immersion in water, and that maintaining this mechanical strength is difficult with acetylation, and that acylation with aromatic acyl groups or long-chain aliphatic acyl groups is important.
Both acylation using aromatic acyl groups and acylation using long-chain aliphatic acyl groups contribute to improved water resistance, but as mentioned above, their fracture mechanisms differ, allowing them to be used selectively depending on the application.

なお、以上においては、PTSを用いた例を示したが、PTS以外の多糖類についても、そのヒドロキシ基、あるいは化学修飾により導入されたリン酸基やカルボキシ基とHAPの結合を残したままアシル化できることが合理的に推測できる。
したがって、当業者は、上記実施例を参酌することにより、本発明が、PTSを用いる実施形態において好適であることを理解するとともに、PTS以外の多糖類を用いる実施形態においても適用できるものであると理解することが可能である。
Although the above examples use PTS, it can be reasonably inferred that other polysaccharides can also be acylated while retaining the bond between their hydroxyl groups, or phosphate or carboxyl groups introduced by chemical modification, and the HAP.
Therefore, those skilled in the art will understand, by considering the above examples, that the present invention is suitable for embodiments using PTS, and that it can also be applied to embodiments using polysaccharides other than PTS.

本発明における有機-無機複合体及び有機-無機複合体成形物は優れた機械的強度、柔軟性、軽量性、生体適合性を利用して、携帯用の様々な部品、食品包装材、低燃費自動車などの構造材料、また人工骨や人工歯根などの生体材料において好適に利用することができる。また、水に浸漬後も元の曲げ強度の半分以上を保持するような複合体が得られた。環境負荷の小さな材料を用いて、プラスチックに匹敵する機械的な強度をもち、耐水性もあるので、いろいろな用途が考えられる。骨の代替材料などの再生医療にも道を開くものである。 The organic-inorganic composites and molded organic-inorganic composites of this invention can be suitably used in various portable components, food packaging materials, structural materials for fuel-efficient automobiles, and biomaterials such as artificial bones and artificial tooth roots, taking advantage of their excellent mechanical strength, flexibility, light weight, and biocompatibility. Furthermore, composites were obtained that retain more than half of their original bending strength even after immersion in water. Because they use environmentally friendly materials, possess mechanical strength comparable to plastics, and are water-resistant, a wide range of applications are conceivable. This also opens the door to regenerative medicine, such as bone replacement materials.

Claims (6)

ヒドロキシ基含有高分子を有機材料とし、リン酸カルシウム化合物を無機材料とする有機-無機複合体であって、ヒドロキシ基含有高分子のヒドロキシ基の一部が、芳香族アシル基又は長鎖脂肪族アシル基によりアシル化された化学構造を備える有機-無機複合体であって、
前記ヒドロキシ基含有高分子がデンプンであることを特徴とする有機-無機複合体。
An organic-inorganic composite comprising a hydroxyl group-containing polymer as the organic material and a calcium phosphate compound as the inorganic material, wherein the organic-inorganic composite has a chemical structure in which a portion of the hydroxyl groups of the hydroxyl group-containing polymer are acylated by aromatic acyl groups or long-chain aliphatic acyl groups,
An organic-inorganic composite characterized in that the hydroxyl group-containing polymer is starch .
前記デンプンのヒドロキシ基が、単位グルコース当たり1.5以上3.0未満の範囲でアシル化されている、請求項1に記載の有機-無機複合体。 The organic-inorganic composite according to claim 1 , wherein the hydroxyl group of the starch is acylated in the range of 1.5 or more and less than 3.0 per unit glucose . 請求項1又は2に記載の有機-無機複合体からなる、有機-無機複合体成形物。An organic-inorganic composite molded article comprising the organic-inorganic composite described in claim 1 or 2. ヒドロキシ基含有高分子を有機材料とし、リン酸カルシウム化合物を無機材料とする有機-無機複合体の製造方法であって、前記ヒドロキシ基含有高分子がデンプンであり、このデンプンのヒドロキシ基の一部を、芳香族アシル基又は長鎖脂肪族アシル基によりアシル化する工程を含む、有機-無機複合体の製造方法。A method for producing an organic-inorganic composite, wherein the organic material is a hydroxyl group-containing polymer and the inorganic material is a calcium phosphate compound, the method comprising the step of acyling a portion of the hydroxyl groups of the starch with an aromatic acyl group or a long-chain aliphatic acyl group. 前記アシル化は、前記デンプンのヒドロキシ基の一部を、芳香族カルボン酸ビニルエステル又は長鎖脂肪族カルボン酸ビニルエステルのビニル基と反応させることである、請求項4に記載の有機-無機複合体の製造方法。The method for producing an organic-inorganic composite according to claim 4, wherein the acylation is performed by reacting a portion of the hydroxyl groups of the starch with the vinyl groups of an aromatic vinyl carboxylate or a long-chain aliphatic vinyl carboxylate. 前記アシル化の反応温度が40~120℃である、請求項4又は5に記載の有機-無機複合体の製造方法。 The method for producing an organic-inorganic composite according to claim 4 or 5, wherein the reaction temperature for the acylation is 40 to 120°C .
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