JP2015530434A - Fine particles having a core-shell structure - Google Patents

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Abstract

本発明の対象は、シェルが少なくとも1種のポリマーを含む、コア−シェル構造を有する微粒状粒子の製造方法であり、その際に該方法は、i.キャリヤーガス流中の液滴の第一エーロゾル流を用意し、その際に該液滴が、少なくとも1種のモノマーを含有し、かつ第一エーロゾルの液滴に電荷を帯電させる工程、ii.キャリヤーガス流中の固体粒子の第二エーロゾル流を用意し、かつ該エーロゾルの固体粒子に、第一エーロゾル流の液滴の電荷と反対の電荷を帯電させる工程、iii.第一エーロゾル流を第二エーロゾル流と混合して、混合エーロゾル流を得る工程及びiv.この混合エーロゾル流に電磁放射線を照射することにより、該モノマーの重合を開始する工程を含む。本発明の対象は、この方法により得られるコア−シェル構造を有する微粒状粒子でもある。The subject of the present invention is a process for producing finely divided particles having a core-shell structure, wherein the shell comprises at least one polymer, said process comprising i. Providing a first aerosol stream of droplets in a carrier gas stream, wherein the droplets contain at least one monomer and charge the droplets of the first aerosol; ii. Providing a second aerosol stream of solid particles in a carrier gas stream and charging the solid particles of the aerosol with a charge opposite to that of the droplets of the first aerosol stream; iii. Mixing a first aerosol stream with a second aerosol stream to obtain a mixed aerosol stream; and iv. The method includes initiating polymerization of the monomer by irradiating the mixed aerosol stream with electromagnetic radiation. The subject of the present invention is also fine particles having a core-shell structure obtained by this method.

Description

本発明は、シェルが少なくとも1種のポリマーを含む、コア−シェル構造を有する微粒状粒子の製造方法に関する。本発明は更に、この方法により得ることができる、コア−シェル構造を有する微粒状粒子そのものに関する。   The present invention relates to a method for producing finely divided particles having a core-shell structure, wherein the shell contains at least one polymer. The present invention further relates to the fine particles themselves having a core-shell structure which can be obtained by this method.

微粒状複合粒子、すなわち多相モルホロジーを有する粒子、特にコア−シェル構造もしくはコア−シェルモルホロジーを有する粒子の、目的に合わせた形成及び構造化は、目的に合わせた方法で特化した用途の特殊な性質を有する粒子を製造するために、特に関心がある。コア−シェル構造を有するコーティングされた微粒状粒子は、多数の用途にとって、例えば染料組成物において又は触媒として、興味深い。該ポリマーコーティングは該粒子の凝集を防止し、このことはより高い色強度又は改善された触媒性能をもたらす。医学応用分野において、マーカー物質は、生物への該粒子の有害作用を抑制するために、ポリマーコーティングされる。更に、該ポリマーコーティングは、外部影響、例えば腐食、酸化、還元、水等からの該コア材料の保護に利用することができる。そのうえ、コーティングされる粒子の性質、例えば導電性を変更することができる。ここで可能であるのは、例えば、半導体又は導体の無機粒子を有する半導体又は導体のポリマーからなる、プリンテッドエレクトロニクス用のハイブリッド材料としての、コア−シェル構造を有する微粒状粒子である。それゆえ、光学システム、電子システム、化学システム、生物工学システム及び医療システムにおけるコア−シェル構造を有する微粒状粒子のために幅広い使用分野が与えられる。   The formation and structuring of fine-grained composite particles, ie particles having a multiphase morphology, in particular particles having a core-shell structure or core-shell morphology, according to the purpose, is a special application Of particular interest for producing particles with unique properties. Coated particulate particles having a core-shell structure are of interest for many applications, for example in dye compositions or as catalysts. The polymer coating prevents agglomeration of the particles, which results in higher color strength or improved catalyst performance. In medical applications, marker substances are polymer coated to suppress the harmful effects of the particles on living organisms. Furthermore, the polymer coating can be used to protect the core material from external influences such as corrosion, oxidation, reduction, water and the like. Moreover, the properties of the particles to be coated, such as the conductivity, can be changed. What is possible here is, for example, fine particles with a core-shell structure as a hybrid material for printed electronics, consisting of a semiconductor or conductor polymer with semiconductor or conductor inorganic particles. Therefore, a wide field of use is given for fine particles having a core-shell structure in optical systems, electronic systems, chemical systems, biotechnology systems and medical systems.

技術水準からは、複合粒子の多数の製造方法が知られている。ここで挙げられるのは、特に、液相中での方法、例えば段階的な乳化重合、非重合性粒子の懸濁液中又は非重合性液滴の乳濁液中での乳化重合、コアセルベーションによるマイクロカプセル化等並びに気相中での方法、例えば光誘導された又は化学的に誘導された気相成長である。   From the state of the art, a number of methods for producing composite particles are known. Mentioned here are in particular methods in the liquid phase, such as stepwise emulsion polymerization, emulsion polymerization in suspensions of non-polymerizable particles or emulsions of non-polymerizable droplets, core cells. Microencapsulation by basation and the like, as well as methods in the gas phase, such as photoinduced or chemically induced vapor phase growth.

B. Zhang et al., J. Nanopart. Res 2008, 10, 173-178には、光誘導された化学気相成長を用いる塩化ナトリウムナノ粒子のコーティングが記載されており;A. M. Boies et al., Nanotechnology 2009, 20, 29, 295604には、化学気相成長を用いる無機コア−シェル粒子の製造が記載されている。   B. Zhang et al., J. Nanopart. Res 2008, 10, 173-178 describes coating sodium chloride nanoparticles using photo-induced chemical vapor deposition; AM Boies et al., Nanotechnology 2009, 20, 29, 295604 describes the production of inorganic core-shell particles using chemical vapor deposition.

J. F. Widmann et al., J. Colloid Interface Sci. 1998, 199, 197-205には、単離されたミクロ粒子を動電型トラップ中に捕捉し、かつモノマー液滴と接触される方法が記載されている。生じた液状ナノ粒子コーティングが、光化学的に重合される。   JF Widmann et al., J. Colloid Interface Sci. 1998, 199, 197-205 describes a method in which isolated microparticles are captured in an electrokinetic trap and contacted with a monomer droplet. ing. The resulting liquid nanoparticle coating is polymerized photochemically.

技術水準から知られた微粒状複合粒子の製造方法は、多数の欠点を有する。一方では、該複合粒子は大部分が極めて不均一である、すなわち、幅広い粒度分布、不均一な粒子形又は不均一な粒子組成である。多くの微粒状複合粒子は、際立ったコア−シェルモルホロジーを有するのではなくて、付加構造を有するに過ぎない。また、公知の方法を用いて、特定の粒度範囲のみが達成されうるに過ぎず、かつ公知の方法の多くにおいて、小さな粒子は、制限されて製造可能であるに過ぎないか又は全く製造不可能である。   The process for producing finely divided composite particles known from the state of the art has a number of drawbacks. On the one hand, the composite particles are largely non-uniform, i.e. broad particle size distribution, non-uniform particle shape or non-uniform particle composition. Many finely divided composite particles do not have an outstanding core-shell morphology, but only an additional structure. Also, using a known method, only a specific particle size range can be achieved, and in many of the known methods, small particles can only be produced with limited or no production at all. It is.

コア−シェル粒子の公知の気相製造法はたいてい、特定の粒子−モノマー組合せに限定されている。そのうえ、該液相法にとって不利であるのは、多くの用途にとって望ましくなく、かつしばしば分離することができない乳化剤の使用である。更に、微粒状複合粒子の公知の製造方法の多くが、それらの少ないスループット量のために、大工業的な使用に適していない。   Known gas phase production methods for core-shell particles are often limited to specific particle-monomer combinations. Moreover, disadvantageous to the liquid phase process is the use of emulsifiers that are undesirable for many applications and often cannot be separated. Furthermore, many of the known production methods for finely divided composite particles are not suitable for large industrial use because of their low throughput.

本発明の課題は、技術水準の欠点を克服する、微粒状コア−シェル粒子の製造方法を提供することである。特に、該方法は、高いスループットを可能にすべきであり、界面活性物質、例えば乳化剤及び界面活性剤の使用の放棄を可能にすべきであり、並びに多数のコア材料及びモノマー材料に適用できるべきである。   The object of the present invention is to provide a process for producing finely divided core-shell particles which overcomes the drawbacks of the state of the art. In particular, the method should allow high throughput, should allow the use of surfactants such as emulsifiers and surfactants, and should be applicable to a large number of core and monomer materials. It is.

この課題は、シェルが少なくとも1種のポリマーを含む、コア−シェル構造を有する微粒状粒子の製造方法により意外なことに解決され、その際に、本方法は、ここで及び以下でより詳細に説明される工程i.〜iv.を含み、本方法において反対の電荷を持った2種のエーロゾル流を互いに混合し、その際に、第一エーロゾル流が、重合可能なモノマーを含有し、かつ第二エーロゾル流が、固体粒子を含有し、引き続き光化学的に重合を引き起こさせる。このようにして、コア−シェル構造を有する粒子が得られ、その際に、第二エーロゾル流の粒子は、該コアを形成し、かつ第一エーロゾル流の重合されたモノマーが、ポリマーシェルを形成する。   This problem is surprisingly solved by a method for producing finely divided particles having a core-shell structure, the shell comprising at least one polymer, wherein the method is described in more detail here and below. Process described i. ~ Iv. Two aerosol streams having opposite charges in the process are mixed together, wherein the first aerosol stream contains polymerizable monomers and the second aerosol stream contains solid particles Contain and subsequently photochemically cause polymerization. In this way, particles having a core-shell structure are obtained, wherein the particles of the second aerosol stream form the core and the polymerized monomers of the first aerosol stream form the polymer shell. To do.

ゆえに、本発明の対象は、次の工程を含む、ここで及び以下で記載される方法である:
i.キャリヤーガス流中の液滴の第一エーロゾル流を用意し、その際に、該液滴が少なくとも1種のモノマーを含有し、かつ第一エーロゾルの液滴に電荷を帯電させる工程;
ii.キャリヤーガス流中の固体粒子の第二エーロゾル流を用意し、かつ該エーロゾルの固体粒子に、第一エーロゾル流の液滴の電荷とは反対の電荷を帯電させる工程;
iii.第一エーロゾル流を第二エーロゾル流と混合して、混合エーロゾル流を得る工程;
iv.この混合エーロゾル流に電磁放射線を照射することにより、該モノマーの重合を開始する工程。
The subject of the present invention is therefore the method described here and below comprising the following steps:
i. Providing a first aerosol stream of droplets in a carrier gas stream, wherein the droplets contain at least one monomer and charge the droplets of the first aerosol;
ii. Providing a second aerosol stream of solid particles in a carrier gas stream and charging the solid particles of the aerosol with a charge opposite to the charge of the droplets of the first aerosol stream;
iii. Mixing a first aerosol stream with a second aerosol stream to obtain a mixed aerosol stream;
iv. Initiating polymerization of the monomer by irradiating the mixed aerosol stream with electromagnetic radiation.

本発明による方法の利点は、一方では、高い生成物純度である、それというのも、界面活性物質、例えば乳化剤又は界面活性剤を添加する必要がないからである。更に、溶剤の添加が不要である。第二エーロゾル流の粒子が光開始剤として作用するか又は高エネルギー放射線が使用される場合には、該モノマーに、光開始剤を添加する必要がない。本発明による方法は、多数の粒子の同時コーティングを可能にする。本方法は、多数の固体コア粒子に適用することができる、それというのも、反対の電荷を持った液滴及び粒子の帯電及び凝結が、純粋に物理的な過程であるからである。本発明により得ることができる微粒状コア−シェル粒子は、特に均一なコア−シェル構造を示す。本発明による方法の更なる利点は、該固体粒子及び液滴の静電帯電により、該粒子もしくは液滴の、互いの、すなわち双方の該エーロゾル流の内部での、凝結が、同種の電荷に基づき回避されることである。これにより、得られるコア−シェル粒子のより狭い粒度分布、ひいてはより良好な再現性が、本発明による方法を用いて達成することができる。   The advantage of the process according to the invention is on the one hand a high product purity, since it is not necessary to add surfactants, such as emulsifiers or surfactants. Furthermore, the addition of a solvent is unnecessary. If the particles of the second aerosol stream act as a photoinitiator or high energy radiation is used, it is not necessary to add a photoinitiator to the monomer. The method according to the invention allows the simultaneous coating of a large number of particles. The method can be applied to a large number of solid core particles because charging and condensing of oppositely charged droplets and particles is a purely physical process. The finely divided core-shell particles obtainable according to the present invention exhibit a particularly uniform core-shell structure. A further advantage of the method according to the invention is that, due to the electrostatic charging of the solid particles and droplets, the condensation of the particles or droplets with each other, ie both within the aerosol stream, to the same charge. Is to be avoided. Thereby, a narrower particle size distribution and thus better reproducibility of the resulting core-shell particles can be achieved using the method according to the invention.

熱的に誘導される重合を用いる方法と比べた本発明による方法の更なる利点は、加熱を放棄することができることである。熱的に誘導される重合中に必要な加熱により、該モノマーは部分的に蒸発するので、該粒径及び該シェル厚さの調節は、複雑であり、しばしば再現性がなく、場合により不完全なコーティングが達成されるに過ぎない。それに対して、本発明による方法を用いて、該ポリマーシェルの厚さは、第一エーロゾル流中の液滴サイズを変えることにより及び該エーロゾル流中の質量流量の比により、目的に合わせて容易に調節することができる。   A further advantage of the method according to the invention compared to the method using thermally induced polymerization is that the heating can be abandoned. Because the monomer partially evaporates due to the heating required during thermally induced polymerization, the control of the particle size and the shell thickness is complex, often not reproducible and sometimes incomplete. Only a good coating is achieved. In contrast, using the method according to the present invention, the thickness of the polymer shell can be easily adapted to the purpose by changing the droplet size in the first aerosol stream and by the ratio of the mass flow rates in the aerosol stream. Can be adjusted to.

該光重合により得られる微粒状コア−シェル粒子の構造は、そのプロセスパラメーター、例えば第一エーロゾル流の液滴サイズ、該液滴もしくは粒子上の電荷の数、粒子濃度及び液滴濃度、該混合帯域の幾何学的形状及び長さ、場合により存在している照射されない滞留帯域中の滞留時間を変えることにより、当業者が所望の結果に調節することができる。   The structure of the finely divided core-shell particles obtained by the photopolymerization depends on its process parameters such as the droplet size of the first aerosol stream, the number of charges on the droplets or particles, the particle concentration and droplet concentration, the mixing By varying the zone geometry and length, and optionally the residence time in the unirradiated residence zone present, one skilled in the art can adjust to the desired result.

本発明によれば、製造される粒子は、少なくとも1種のポリマーを含有し、該ポリマーは、本発明の意味で、ホモポリマー及び/又はコポリマーであると理解すべきである。“ホモポリマー”という概念は、同じモノマーから構成されているポリマーであると理解すべきである。“コポリマー”という概念は、少なくとも2種の異なるモノマーから構成されているポリマーであると理解すべきである。   In accordance with the present invention, the particles produced contain at least one polymer, which in the sense of the present invention is to be understood as a homopolymer and / or copolymer. The concept “homopolymer” should be understood to be polymers composed of the same monomers. The concept of “copolymer” is to be understood as a polymer composed of at least two different monomers.

一般的に、本発明による方法の第一エーロゾル流中で、電磁放射線の作用下で重合されることができる、全てのモノマーが使用可能である。これらはとりわけ、オレフィン性不飽和モノマー並びに、光化学的に誘導される開環重合を受け入れる環状モノマーである。   In general, all monomers that can be polymerized under the action of electromagnetic radiation in the first aerosol stream of the process according to the invention can be used. These are inter alia olefinically unsaturated monomers as well as cyclic monomers that accept photochemically induced ring-opening polymerizations.

第一エーロゾル流のモノマーは例えば、中性、酸性、塩基性又はカチオン性であってよい。   The monomer of the first aerosol stream can be, for example, neutral, acidic, basic or cationic.

好ましくは、該モノマーは、オレフィン性不飽和モノマー、すなわち、少なくとも1個、例えば1個、2個、3個又は4個の、C=C二重結合を有するモノマーの中から選択されており、その際に、とりわけ、該C=C二重結合が、ビニル性二重結合、すなわち一置換二重結合、又はビニリデン二重結合、すなわち、双方の置換基が、該C=C二重結合の同じ炭素原子へ結合されている二置換二重結合の形で存在するモノマーが好ましい。好ましいのは、とりわけ、該二重結合が非重合性二重結合と共役状態にある、例えばカルボニル基、ニトリル基又は芳香環、例えばベンゼン環、イミダゾール環又はピリジン環と共役状態にある、オレフィン性不飽和モノマーである。   Preferably, the monomer is selected from among olefinically unsaturated monomers, i.e., monomers having at least one, e.g. 1, 2, 3, or 4, C = C double bonds, In doing so, among other things, the C = C double bond is a vinylic double bond, i.e. a mono-substituted double bond, or a vinylidene double bond, i.e. both substituents are of the C = C double bond. Monomers that are present in the form of disubstituted double bonds attached to the same carbon atom are preferred. Preference is given in particular to olefinic, in which the double bond is in a conjugated state with a non-polymerizable double bond, for example a carbonyl group, a nitrile group or an aromatic ring, for example a benzene ring, an imidazole ring or a pyridine ring. Unsaturated monomer.

好ましくは、少なくとも1種の該モノマーは、モノオレフィン性不飽和モノマーの中から、及び特に少なくとも1種のモノオレフィン性不飽和モノマーと、少なくとも1種のポリオレフィン性不飽和モノマーとの混合物の中から、選択されている。   Preferably, the at least one monomer is from among monoolefinically unsaturated monomers and in particular from a mixture of at least one monoolefinically unsaturated monomer and at least one polyolefinic unsaturated monomer. Has been selected.

本発明の好ましい実施態様において、本発明による方法において使用される第一エーロゾル流は、少なくとも1種の該モノマーに加え、少なくとも1種のポリオレフィン性不飽和モノマー(架橋剤)を含む。   In a preferred embodiment of the invention, the first aerosol stream used in the process according to the invention comprises at least one polyolefinic unsaturated monomer (crosslinker) in addition to at least one such monomer.

該ポリオレフィン性不飽和モノマーは、用意されるモノマーの重合反応において、架橋、ひいては得られるポリマーの分子量の増加を生じさせる。少なくとも1種の該架橋剤は、該オレフィン性不飽和モノマーの全量をそれぞれ基準として、例えば、1〜80質量%、好ましくは2〜20質量%、特に好ましくは3〜15質量%の量で、使用される。   The polyolefinic unsaturated monomer causes crosslinking in the polymerization reaction of the prepared monomer, and thus increases the molecular weight of the resulting polymer. The at least one crosslinking agent is, for example, 1 to 80% by weight, preferably 2 to 20% by weight, particularly preferably 3 to 15% by weight, based on the total amount of the olefinically unsaturated monomer, used.

本発明の更に好ましい実施態様において、本発明による方法の第一エーロゾル流中で使用される少なくとも1種の該モノマーは、本質的には専ら少なくとも1種のポリオレフィン性不飽和モノマー(架橋剤)を含む。この実施態様において、少なくとも1種の該ポリオレフィン性不飽和モノマーは、該オレフィン性不飽和モノマーの全量をそれぞれ基準として、通例、80〜100質量%、好ましくは90〜100質量%、特に好ましくは97〜100質量%の量で、使用される。   In a further preferred embodiment of the invention, the at least one monomer used in the first aerosol stream of the process according to the invention consists essentially of at least one polyolefinic unsaturated monomer (crosslinker). Including. In this embodiment, the at least one polyolefinic unsaturated monomer is typically 80-100% by weight, preferably 90-100% by weight, particularly preferably 97, based on the total amount of the olefinically unsaturated monomer, respectively. Used in an amount of ˜100% by weight.

好ましくは、該エーロゾル流中に存在しているモノマーの少なくとも90質量%が、中性のオレフィン性不飽和モノマーの中から選択されている。   Preferably, at least 90% by weight of the monomers present in the aerosol stream are selected from among neutral olefinically unsaturated monomers.

本発明によれば適している、中性のモノオレフィン性不飽和モノマーは、通例、モノオレフィン性不飽和C3〜C6−モノカルボン酸、モノオレフィン性不飽和C4〜C6−ジカルボン酸、モノオレフィン性不飽和C3〜C6−モノカルボン酸のエステル、モノオレフィン性不飽和C4〜C6−ジカルボン酸のエステル、モノオレフィン性不飽和C3〜C6−モノカルボン酸のアミド、N−ビニルアミド、N−ビニルラクタム、ビニル芳香族化合物、ビニルエーテル、ビニルエステル、アリルエステル及びメタリルエステル、モノオレフィン性不飽和ニトリル、α−オレフィン、モノオレフィン性不飽和スルホン酸、モノオレフィン性不飽和ホスホン酸及びモノオレフィン性不飽和リン酸ハーフエステルの中から、特にモノオレフィン性不飽和C3〜C6−モノカルボン酸のエステル、モノオレフィン性不飽和C4〜C6−ジカルボン酸のエステル、モノオレフィン性不飽和C3〜C6−モノカルボン酸のアミド、エチレン性不飽和ニトリル、ビニルエーテルの群からの中性のモノエチレン性不飽和モノマーの中から、及びそれらと、1種以上の酸性モノマー、例えばモノオレフィン性不飽和C3〜C6−モノカルボン酸、モノオレフィン性不飽和C4〜C6−ジカルボン酸、モノオレフィン性不飽和スルホン酸、モノオレフィン性不飽和ホスホン酸及びモノオレフィン性不飽和リン酸ハーフエステルとの混合物の中から、選択されている。 Neutral monoolefinically unsaturated monomers which are suitable according to the invention are typically monoolefinically unsaturated C 3 -C 6 -monocarboxylic acids, monoolefinically unsaturated C 4 -C 6 -dicarboxylic acids Monoolefinically unsaturated C 3 -C 6 -monocarboxylic acid esters, monoolefinically unsaturated C 4 -C 6 -dicarboxylic acid esters, monoolefinically unsaturated C 3 -C 6 -monocarboxylic acid amides , N-vinyl amide, N-vinyl lactam, vinyl aromatic compound, vinyl ether, vinyl ester, allyl ester and methallyl ester, monoolefinically unsaturated nitrile, α-olefin, monoolefinically unsaturated sulfonic acid, monoolefinically unsaturated Among phosphonic acids and monoolefinically unsaturated phosphoric acid half esters, C 3 -C 6 - esters of monocarboxylic acids, monoolefinic unsaturated C 4 -C 6 - esters of dicarboxylic acids, mono-olefinically unsaturated C 3 -C 6 - amides of monocarboxylic acids, ethylenically unsaturated nitriles And from neutral monoethylenically unsaturated monomers from the group of vinyl ethers and with one or more acidic monomers such as monoolefinically unsaturated C 3 -C 6 -monocarboxylic acids, monoolefinically unsaturated monomers. saturated C 4 -C 6 - dicarboxylic acid, mono-olefinically unsaturated sulfonic acids, from a mixture of mono-olefinically unsaturated phosphonic acids and monoolefinically unsaturated phosphoric acid half esters, are selected.

本発明によれば適している、中性のモノオレフィン性不飽和モノマーの例は、とりわけ、次の群M1〜M12のモノマー、特に群M1、M2、M4、M6、M7、M8、M9、M10及びM12のもの、殊に群M1、M2、M6、M7、M8、M9及びM10のものである:
M1 モノオレフィン性不飽和C3〜C6−モノカルボン酸と、C1〜C20−アルカノール、C5〜C8−シクロアルカノール、フェニル−C1〜C4−アルカノール又はフェノキシ−C1〜C4−アルカノールとのエステル、特にアクリル酸の前記のエステル並びにメタクリル酸の前記のエステル、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、n−プロピルアクリラート、イソプロピルアクリラート、n−ブチルアクリラート、2−ブチルアクリラート、イソブチルアクリラート、t−ブチルアクリラート、n−ヘキシルアクリラート、2−エチルヘキシルアクリラート、3−プロピルヘプチルアクリラート、デシルアクリラート、ラウリルアクリラート、ステアリルアクリラート、シクロヘキシルアクリラート、ベンジルアクリラート、2−フェニルエチルアクリラート、1−フェニルエチルアクリラート、2−フェノキシエチルアクリラート、並びにメタクリル酸の該エステル、例えばメチルメタクリラート、エチルメタクリラート、n−プロピルメタクリラート、イソプロピルメタクリラート、n−ブチルメタクリラート、2−ブチルメタクリラート、イソブチルメタクリラート、t−ブチルメタクリラート、n−ヘキシルメタクリラート、2−エチルヘキシルメタクリラート、デシルメタクリラート、ラウリルメタクリラート、ステアリルメタクリラート、シクロヘキシルメタクリラート、ベンジルメタクリラート、2−フェニルエチルメタクリラート、1−フェニルエチルメタクリラート及び2−フェノキシエチルメタクリラート;
M2 モノオレフィン性不飽和C4〜C6−ジカルボン酸と、C1〜C20−アルカノール、C5〜C8−シクロアルカノール、フェニル−C1〜C4−アルカノール又はフェノキシ−C1〜C4−アルカノールとのジエステル、特にマレイン酸の前記のジエステル及びフマル酸の該ジエステル、特にジ−C1〜C20−アルキルマレアート及びジ−C1〜C20−アルキルフマラート、例えばジメチルマレアート、ジエチルマレアート、ジ−n−ブチルマレアート、ジメチルフマラート、ジエチルフマラート及びジ−n−ブチルフマラート;
M3 ビニル芳香族炭化水素、例えばスチレン、ビニルトルエン類、t−ブチルスチレン、α−メチルスチレン等、特にスチレン;
M4 飽和脂肪族C2〜C18−モノカルボン酸のビニルエステル、アリルエステル及びメタリルエステル、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ビニルブチラート、ビニルピバラート、ビニルヘキサノアート、ビニル−2−エチルヘキサノアート、ラウリン酸ビニル及びステアリン酸ビニル並びに対応するアリルエステル及びメタリルエステル、及び
M5 炭素原子2〜20個を有するα−オレフィン及び炭素原子5〜10個を有するシクロオレフィン、例えばエテン、プロペン、1−ブテン、イソブテン、1−ペンテン、シクロペンテン、シクロヘキセン及びシクロヘプテン;
M6 モノオレフィン性不飽和C3〜C6−モノカルボン酸と、ポリエーテルモノオール、特にC1〜C20−アルキルポリ−C2〜C4−アルキレングリコール、殊にC1〜C20−アルキル−ポリエチレングリコールとのエステル、その際に、該アルキルポリアルキレングリコール基は、通常200〜5000g/molの範囲内の分子量(数平均)を有し、特にアクリル酸の前記のエステル並びにメタクリル酸の前記のエステル;
M7 モノオレフィン性不飽和ニトリル、例えばアクリロニトリル又はメタクリロニトリル、
M8 前記のモノオレフィン性不飽和C3〜C8−モノカルボン酸のアミド、特にアクリルアミド及びメタクリルアミド、
M9 前記のモノオレフィン性不飽和C3〜C8−モノカルボン酸のN−(C1〜C20−アルキル)アミド及びN,N−ジ−(C1〜C20−アルキル)アミド;
M10 前記のモノオレフィン性不飽和C3〜C8−モノカルボン酸のヒドロキシアルキルエステル、例えばヒドロキシエチルアクリラート、ヒドロキシエチルメタクリラート、2−及び3−ヒドロキシプロピルアクリラート、2−及び3−ヒドロキシプロピルメタクリラート;
M11 脂肪族C1〜C10−カルボン酸のN−ビニルアミド及びN−ビニルラクタム、例えばN−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルピロリドン及びN−ビニルカプロラクタム;
M12 C1〜C20−アルカノールのビニルエーテル、例えばメチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル。
Examples of neutral monoolefinically unsaturated monomers that are suitable according to the invention include, inter alia, the following groups M1-M12 monomers, in particular the groups M1, M2, M4, M6, M7, M8, M9, M10. And M12, in particular those of the groups M1, M2, M6, M7, M8, M9 and M10:
M1 monoolefinically unsaturated C 3 -C 6 - monocarboxylic acids, C 1 -C 20 - alkanols, C 5 -C 8 - cycloalkanols, phenyl -C 1 -C 4 - alkanols or phenoxy -C 1 -C Esters with 4 -alkanols, especially said esters of acrylic acid as well as those of methacrylic acid, such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-butyl Acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 3-propyl heptyl acrylate, decyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate Rat 2-phenylethyl acrylate, 1-phenylethyl acrylate, 2-phenoxyethyl acrylate, and esters of methacrylic acid such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl Methacrylate, 2-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, decyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate 2-phenylethyl methacrylate, 1-phenylethyl methacrylate and 2-phenoxyethyl methacrylate;
M2 monoolefinically unsaturated C 4 -C 6 - and dicarboxylic acids, C 1 -C 20 - alkanols, C 5 -C 8 - cycloalkanols, phenyl -C 1 -C 4 - alkanols or phenoxy -C 1 -C 4 Diesters with alkanols, in particular the aforementioned diesters of maleic acid and the diesters of fumaric acid, in particular di-C 1 -C 20 -alkyl maleates and di-C 1 -C 20 -alkyl fumarate, such as dimethyl maleate, Diethyl maleate, di-n-butyl maleate, dimethyl fumarate, diethyl fumarate and di-n-butyl fumarate;
M3 vinyl aromatic hydrocarbons such as styrene, vinyl toluenes, t-butyl styrene, α-methyl styrene, especially styrene;
M4 saturated aliphatic C 2 -C 18 - vinyl esters of monocarboxylic acids, allyl esters and methallyl esters, such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, Binirupibarato, vinyl hexanoate, vinyl 2-ethylhex Noate, vinyl laurate and vinyl stearate and the corresponding allyl and methallyl esters, and M5 alpha-olefins having 2 to 20 carbon atoms and cycloolefins having 5 to 10 carbon atoms, such as ethene, propene, 1 -Butene, isobutene, 1-pentene, cyclopentene, cyclohexene and cycloheptene;
M6 monoolefinically unsaturated C 3 -C 6 -monocarboxylic acids and polyether monools, especially C 1 -C 20 -alkyl poly-C 2 -C 4 -alkylene glycols, especially C 1 -C 20 -alkyl An ester with polyethylene glycol, in which case the alkylpolyalkylene glycol group usually has a molecular weight (number average) in the range from 200 to 5000 g / mol, in particular said ester of acrylic acid and said methacrylic acid Esters of;
M7 monoolefinically unsaturated nitriles such as acrylonitrile or methacrylonitrile,
M8 amides of said monoolefinically unsaturated C 3 -C 8 -monocarboxylic acids, in particular acrylamide and methacrylamide,
M9 N- (C 1 -C 20 -alkyl) amide and N, N-di- (C 1 -C 20 -alkyl) amide of the monoolefinically unsaturated C 3 -C 8 -monocarboxylic acid described above;
M10 Hydroxyalkyl esters of the above monoolefinically unsaturated C 3 -C 8 -monocarboxylic acids, such as hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, 2- and 3-hydroxypropyl acrylate, 2- and 3-hydroxypropyl Methacrylate;
M11 aliphatic C 1 -C 10 -carboxylic acid N-vinylamides and N-vinyllactams, such as N-vinylformamide, N-vinylacetamide, N-vinylpyrrolidone and N-vinylcaprolactam;
M12 C 1 -C 20 -alkanol vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, benzyl vinyl ether.

本発明によれば適している、酸性のモノオレフィン性不飽和モノマーの例は、とりわけ、次の群M13〜M17のモノマーである:
M13 モノオレフィン性不飽和C3〜C6−モノカルボン酸,例えばアクリル酸、メタクリル酸、ビニルプロピオン酸及びエタクリル酸及びモノオレフィン性不飽和C4〜C6−ジカルボン酸、例えばイタコン酸、マレイン酸、フマル酸及びシトラコン酸並びにそれらの無水物;
M14 スルホン酸基が脂肪族炭化水素基に結合されている、モノオレフィン性不飽和スルホン酸及びそれらの塩、例えばビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メタクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリルアミドエタンスルホン酸、2−メタクリルアミドエタンスルホン酸、2−アクリルオキシエタンスルホン酸、2−メタクリルオキシエタンスルホン酸、3−アクリルオキシプロパンスルホン酸及び2−メタクリルオキシプロパンスルホン酸及びそれらの塩、
M15 ビニル芳香族スルホン酸、すなわち、スルホン酸基が芳香族炭化水素基、特にフェニル環に結合されている、モノオレフィン性不飽和スルホン酸及びそれらの塩、例えばスチレンスルホン酸、例えば2−、3−又は4−ビニルベンゼンスルホン酸及びそれらの塩、
M16 ホスホン酸基が脂肪族炭化水素基に結合されている、モノオレフィン性不飽和ホスホン酸及びそれらの塩、例えばビニルホスホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンホスホン酸、2−メタクリルアミド−2−メチルプロパンホスホン酸、2−アクリルアミドエタンホスホン酸、2−メタクリルアミドエタンホスホン酸、2−アクリルオキシエタンホスホン酸、2−メタクリルオキシエタンホスホン酸、3−アクリルオキシプロパンホスホン酸及び2−メタクリルオキシプロパンホスホン酸及びそれらの塩、
M17 モノオレフィン性不飽和リン酸ハーフエステル、特にリン酸と、ヒドロキシ−C2〜C4−アルキルアクリラート及びヒドロキシ−C2〜C4−アルキルメタクリラートとのハーフエステル、例えば2−アクリルオキシエチルホスファート、2−メタクリルオキシエチルホスファート、3−アクリルオキシプロピルホスファート、3−メタクリルオキシプロピルホスファート、4−アクリルオキシブチルホスファート及び4−メタクリルオキシブチルホスファート及びそれらの塩。
Examples of acidic monoolefinically unsaturated monomers that are suitable according to the invention are, inter alia, monomers of the following groups M13 to M17:
M13 monoolefinically unsaturated C 3 -C 6 -monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, vinylpropionic acid and ethacrylic acid and monoolefinically unsaturated C 4 -C 6 -dicarboxylic acids such as itaconic acid, maleic acid Fumaric acid and citraconic acid and their anhydrides;
M14 Monoolefinically unsaturated sulfonic acids and their salts in which the sulfonic acid group is bound to an aliphatic hydrocarbon group, such as vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, methallyl sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane Sulfonic acid, 2-methacrylamide-2-methylpropanesulfonic acid, 2-acrylamidoethanesulfonic acid, 2-methacrylamideamidoethanesulfonic acid, 2-acryloxyethanesulfonic acid, 2-methacryloxyethanesulfonic acid, 3-acryloxy Propanesulfonic acid and 2-methacryloxypropanesulfonic acid and their salts,
M15 vinyl aromatic sulfonic acids, ie monoolefinically unsaturated sulfonic acids and their salts, eg styrene sulfonic acids, eg 2-3, in which the sulfonic acid group is bonded to an aromatic hydrocarbon group, in particular a phenyl ring -Or 4-vinylbenzenesulfonic acid and salts thereof,
M16 Monoolefinically unsaturated phosphonic acids and their salts, such as vinylphosphonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanephosphonic acid, 2-methacrylamide-2, wherein the phosphonic acid group is bound to an aliphatic hydrocarbon group -Methylpropanephosphonic acid, 2-acrylamidoethanephosphonic acid, 2-methacrylamideamidoethanephosphonic acid, 2-acryloxyethanephosphonic acid, 2-methacryloxyethanephosphonic acid, 3-acryloxypropanephosphonic acid and 2-methacryloxypropane Phosphonic acids and their salts,
M17 monoolefinically unsaturated phosphoric acid half esters, especially half esters of phosphoric acid with hydroxy-C 2 -C 4 -alkyl acrylates and hydroxy-C 2 -C 4 -alkyl methacrylates, such as 2-acryloxyethyl Phosphate, 2-methacryloxyethyl phosphate, 3-acryloxypropyl phosphate, 3-methacryloxypropyl phosphate, 4-acryloxybutyl phosphate and 4-methacryloxybutyl phosphate and their salts.

本発明による方法の第一エーロゾル流中で使用可能な、塩基性及びカチオン性のモノオレフィン性不飽和モノマーの例は、次の群M18〜M21のモノマーである:
M18 ビニルヘテロ環式化合物、例えば2−ビニルピリジン、3−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン及びN−ビニルイミダゾール;
M19 四級化されたビニルヘテロ環式化合物、例えば1−メチル−2−ビニルピリジニウム塩、1−メチル−2−ビニルピリジニウム塩、1−メチル−4−ビニルピリジニウム塩、及びN−メチル−N′−ビニルイミダゾリウム塩、例えばそれらのクロリド又はメトスルファート;
M20 前記のモノオレフィン性不飽和C3〜C8−モノカルボン酸のN,N−(ジ−C1〜C10−アルキルアミノ)−C2〜C4−アルキルアミド及びN,N−(ジ−C1〜C10−アルキルアミノ)−C2〜C4−アルキルエステル、例えば2−(N,N−ジメチルアミノ)エチルアクリルアミド、2−(N,N−ジメチルアミノ)エチルメタクリルアミド、2−(N,N−ジメチルアミノ)プロピルアクリルアミド、2−(N,N−ジメチルアミノ)プロピルメタクリルアミド、3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピルアクリルアミド、3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピルメタクリルアミド、2−(N,N−ジエチルアミノ)エチルアクリルアミド、2−(N,N−ジエチルアミノ)エチルメタクリルアミド、2−(N,N−ジエチルアミノ)プロピルアクリルアミド、2−(N,N−ジエチルアミノ)プロピルメタクリルアミド、3−(N,N−ジエチルアミノ)プロピルアクリルアミド、3−(N,N−ジエチルアミノ)プロピルメタクリルアミド、2−(N,N−ジメチルアミノ)エチルアクリラート、2−(N,N−ジメチルアミノ)エチルメタクリラート、2−(N,N−ジメチルアミノ)プロピルアクリラート、2−(N,N−ジメチルアミノ)プロピルメタクリラート、3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピルアクリラート、3−(N,N−ジメチルアミノ)プロピルメタクリラート、2−(N,N−ジエチルアミノ)エチルアクリラート、2−(N,N−ジエチルアミノ)エチルメタクリラート、2−(N,N−ジエチルアミノ)プロピルアクリラート、2−(N,N−ジエチルアミノ)プロピルメタクリラート、3−(N,N−ジエチルアミノ)プロピルアクリラート及び3−(N,N−ジエチルアミノ)プロピルメタクリラート;
M21 前記のモノオレフィン性不飽和C3〜C8−モノカルボン酸のN,N−(トリ−C1〜C10−アルキルアンモニウム)−C2〜C4−アルキルアミド及びN,N−(トリ−C1〜C10−アルキルアンモニウム)−C2〜C4−アルキルエステル、例えば2−(N,N,N−トリメチルアンモニウム)エチルアクリルアミド、2−(N,N,N−トリメチルアンモニウム)エチルメタクリルアミド、2−(N,N,N−トリメチル−アンモニウム)プロピルアクリルアミド、2−(N,N,N−トリメチルアンモニウム)プロピルメタクリルアミド、3−(N,N,N−トリメチルアンモニウム)プロピルアクリルアミド、3−(N,N,N−トリメチルアンモニウム)−プロピルメタクリルアミド、2−(N,N,N−トリエチルアンモニウム)エチルアクリルアミド、2−(N,N,N−トリエチルアンモニウム)エチルメタクリルアミド、2−(N,N,N−トリエチルアンモニウム)−プロピルアクリルアミド、2−(N,N,N−トリエチルアンモニウム)プロピルメタクリルアミド、3−(N,N,N−トリエチルアンモニウム)プロピルアクリルアミド、3−(N,N,N−トリエチルアンモニウム)−プロピルメタクリルアミド、2−(N,N,N−トリメチルアンモニウム)エチルアクリラート、2−(N,N,N−トリメチルアンモニウム)エチルメタクリラート、2−(N,N,N−トリメチルアンモニウム)プロピルアクリラート、2−(N,N,N−トリメチルアンモニウム)プロピルメタクリラート、3−(N,N,N−トリメチルアンモニウム)プロピルアクリラート、3−(N,N,N−トリメチルアンモニウム)プロピルメタクリラート、2−(N,N,N−トリエチルアンモニウム)エチルアクリラート、2−(N,N,N−トリエチルアンモニウム)エチルメタクリラート、2−(N,N,N−トリエチルアンモニウム)プロピルアクリラート、2−(N,N,N−トリエチルアンモニウム)プロピルメタクリラート、3−(N,N,N−トリエチルアンモニウム)プロピルアクリラート及び3−(N,N,N−トリエチルアンモニウム)プロピルメタクリラート、特にそれらのクロリド、メトスルファート及びエトスルファート。
Examples of basic and cationic monoolefinically unsaturated monomers that can be used in the first aerosol stream of the process according to the invention are the monomers of the following groups M18 to M21:
M18 vinyl heterocyclic compounds such as 2-vinyl pyridine, 3-vinyl pyridine, 4-vinyl pyridine and N-vinyl imidazole;
M19 Quaternized vinyl heterocyclic compounds such as 1-methyl-2-vinylpyridinium salt, 1-methyl-2-vinylpyridinium salt, 1-methyl-4-vinylpyridinium salt, and N-methyl-N′- Vinyl imidazolium salts, such as their chlorides or methosulfates;
M20 N, N- (di-C 1 -C 10 -alkylamino) -C 2 -C 4 -alkylamides and N, N- (di) of the above monoolefinically unsaturated C 3 -C 8 -monocarboxylic acids. -C 1 -C 10 - alkylamino) -C 2 -C 4 - alkyl esters, for example 2- (N, N- dimethylamino) ethyl acrylamide, 2- (N, N- dimethylamino) ethyl methacrylamide, 2- (N, N-dimethylamino) propylacrylamide, 2- (N, N-dimethylamino) propylmethacrylamide, 3- (N, N-dimethylamino) propylacrylamide, 3- (N, N-dimethylamino) propylmethacrylamide Amido, 2- (N, N-diethylamino) ethylacrylamide, 2- (N, N-diethylamino) ethylmethacrylamide, 2- (N, N-di-) Tilamino) propylacrylamide, 2- (N, N-diethylamino) propylmethacrylamide, 3- (N, N-diethylamino) propylacrylamide, 3- (N, N-diethylamino) propylmethacrylamide, 2- (N, N- Dimethylamino) ethyl acrylate, 2- (N, N-dimethylamino) ethyl methacrylate, 2- (N, N-dimethylamino) propyl acrylate, 2- (N, N-dimethylamino) propyl methacrylate, 3 -(N, N-dimethylamino) propyl acrylate, 3- (N, N-dimethylamino) propyl methacrylate, 2- (N, N-diethylamino) ethyl acrylate, 2- (N, N-diethylamino) ethyl Methacrylate, 2- (N, N-diethylamino) propyl acrylate DOO, 2- (N, N- diethylamino) propyl methacrylate, 3- (N, N- diethylamino) propyl acrylate and 3- (N, N-diethylamino) propyl methacrylate;
M21 N, N- (tri-C 1 -C 10 -alkylammonium) -C 2 -C 4 -alkylamides and N, N- (tris of the above monoolefinically unsaturated C 3 -C 8 -monocarboxylic acids. -C 1 -C 10 - alkyl ammonium) -C 2 -C 4 - alkyl esters, for example 2- (N, N, N- trimethylammonium) ethyl acrylamide, 2- (N, N, N- trimethylammonium) ethyl methacrylate Amide, 2- (N, N, N-trimethylammonium) propylacrylamide, 2- (N, N, N-trimethylammonium) propylmethacrylamide, 3- (N, N, N-trimethylammonium) propylacrylamide, 3 -(N, N, N-trimethylammonium) -propylmethacrylamide, 2- (N, N, N-triethyla Momonium) ethylacrylamide, 2- (N, N, N-triethylammonium) ethylmethacrylamide, 2- (N, N, N-triethylammonium) -propylacrylamide, 2- (N, N, N-triethylammonium) propyl Methacrylamide, 3- (N, N, N-triethylammonium) propylacrylamide, 3- (N, N, N-triethylammonium) -propylmethacrylamide, 2- (N, N, N-trimethylammonium) ethyl acrylate 2- (N, N, N-trimethylammonium) ethyl methacrylate, 2- (N, N, N-trimethylammonium) propyl acrylate, 2- (N, N, N-trimethylammonium) propyl methacrylate, 3 -(N, N, N-trimethylammonium ) Propyl acrylate, 3- (N, N, N-trimethylammonium) propyl methacrylate, 2- (N, N, N-triethylammonium) ethyl acrylate, 2- (N, N, N-triethylammonium) ethyl Methacrylate, 2- (N, N, N-triethylammonium) propyl acrylate, 2- (N, N, N-triethylammonium) propyl methacrylate, 3- (N, N, N-triethylammonium) propyl acrylate And 3- (N, N, N-triethylammonium) propyl methacrylate, in particular their chloride, methosulfate and ethosulfate.

ポリオレフィン性不飽和化合物(架橋剤)は例えば、ジビニルベンゼン、オレフィン性不飽和カルボン酸のジエステル及びトリエステル、特にジオール又は3個以上のOH基を有するポリオールのビスアクリラート及びトリスアクリラート、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール又はポリエチレングリコールのビスアクリラート及びビスメタクリラート、1,6−ヘキサンジオールジアクリラート(HDDA)、アリルメタクリラート(AMA)及びトリメチロールプロパントリメタクリラート(PMPTMA)である。   Polyolefinically unsaturated compounds (crosslinkers) are, for example, divinylbenzene, diesters and triesters of olefinically unsaturated carboxylic acids, in particular diols or bisacrylates and trisacrylates of polyols having three or more OH groups, such as ethylene. Glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, neopentyl glycol or polyethylene glycol bisacrylate and bismethacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA), allyl methacrylate (AMA) and trimethylolpropane trimethacrylate ( PMPTMA).

本発明による方法において、光化学的に開始される開環重合により重合されることができる、飽和環状化合物もモノマーとして適している。この種のモノマーの例は、環状エーテル、例えばエポキシド、オキセタン類、フラン類及び環状アセタール、並びにラクトン及びラクタムである。   Saturated cyclic compounds which can be polymerized by ring opening polymerization initiated photochemically in the process according to the invention are also suitable as monomers. Examples of such monomers are cyclic ethers such as epoxides, oxetanes, furans and cyclic acetals, and lactones and lactams.

エポキシドの例は、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド及びスチレンオキシドである。   Examples of epoxides are ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide and styrene oxide.

環状エーテルの例は、環状アセタール、例えば、一般的に炭素原子1〜10個を有するアルデヒドから誘導されている、炭素原子5又は6個の環の大きさを有する置換又は非置換の環状アセタールでもある。これらには、とりわけトリオキサン、1,3−ジオキサン及び1,3−ジオキソランが含まれる。   Examples of cyclic ethers are also cyclic acetals, for example substituted or unsubstituted cyclic acetals having a ring size of 5 or 6 carbon atoms, generally derived from aldehydes having 1 to 10 carbon atoms. is there. These include trioxane, 1,3-dioxane and 1,3-dioxolane, among others.

環状エーテルの例は、一般的に炭素原子3〜10個を有する、原子4又は5個の環の大きさを有する置換又は非置換の環状モノエーテル(オキセタン類及びフラン類)、例えばオキセタン、3,3−ジメチルオキセタン、テトラヒドロフラン、3−メチルテトラヒドロフラン、3,3−ジメチルテトラヒドロフラン又は3,4−ジメチルテトラヒドロフランでもある。   Examples of cyclic ethers are substituted or unsubstituted cyclic monoethers (oxetanes and furans) having a ring size of 4 or 5 atoms, generally having 3 to 10 carbon atoms, such as oxetanes, 3 3,3-dimethyloxetane, tetrahydrofuran, 3-methyltetrahydrofuran, 3,3-dimethyltetrahydrofuran or 3,4-dimethyltetrahydrofuran.

本発明によれば適したラクトンは、例えば、原子4、5、6又は7個の環の大きさを有し、かつ一般的に炭素原子3〜10個を有する置換又は非置換のラクトン、例えばβ−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン及びε−カプロラクトンである。   Suitable lactones according to the invention are, for example, substituted or unsubstituted lactones having a ring size of 4, 5, 6 or 7 atoms and generally having 3 to 10 carbon atoms, for example β-propiolactone, γ-butyrolactone, δ-valerolactone and ε-caprolactone.

本発明によれば適しているラクタムは、例えば、原子4、5、6又は7個の環の大きさを有し、かつ一般的に炭素原子3〜10個を有する置換又は非置換のラクタム、例えばβ−プロピオラクタム、γ−ブチロラクタム、δ−バレロラクタム及びε−カプロラクタムである。   Suitable lactams according to the invention are, for example, substituted or unsubstituted lactams having a ring size of 4, 5, 6 or 7 atoms and generally having 3 to 10 carbon atoms, For example, β-propiolactam, γ-butyrolactam, δ-valerolactam and ε-caprolactam.

殊に、少なくとも1種の該モノマーは、アクリル酸、アクリル酸−n−ブチルエステル(n−ブチルアクリラート)、アクリル酸ベンジルエステル(ベンジルアクリラート)、1,6−ヘキサンジオールジアクリラート、1,4−ブタンジオールジアクリラート、ジエチレングリコールジアクリラート、トリエチレングリコールジアクリラート、ヒドロキシエチルメタクリラート(HEMA)、2−ヒドロキシプロピルメタクリラート(HPMA)、C1〜C20−アルキル−2−シアノアクリラート、例えばエチルシアノアクリラート(ECA)、メタクリル酸、メタクリル酸メチルエステル(メチルメタクリラート、MMA)、メタクリル酸−n−ブチルエステル(n−ブチルメタクリラート)、メタクリル酸ベンジルエステル(ベンジルメタクリラート)、スチレン、α−メチルスチレン、4−ビニルピリジン、塩化ビニル、メチルビニルエーテル、N−イソプロピルアクリルアミド(NIPAM)、アクリルアミド、メタクリルアミド及びそれらの混合物の中から選択されている。 In particular, the at least one monomer is acrylic acid, acrylic acid-n-butyl ester (n-butyl acrylate), acrylic acid benzyl ester (benzyl acrylate), 1,6-hexanediol diacrylate, , 4-butanediol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, hydroxyethyl methacrylate (HEMA), 2-hydroxypropyl methacrylate (HPMA), C 1 ~C 20 - alkyl-2-cyano Acrylates such as ethyl cyanoacrylate (ECA), methacrylic acid, methacrylic acid methyl ester (methyl methacrylate, MMA), methacrylic acid-n-butyl ester (n-butyl methacrylate), methacrylic acid benzyl ester (benzyl Methacrylate), styrene, α-methylstyrene, 4-vinylpyridine, vinyl chloride, methyl vinyl ether, N-isopropylacrylamide (NIPAM), acrylamide, methacrylamide and mixtures thereof.

本発明の一実施態様において、第一エーロゾル流の液滴は、付加的に少なくとも1種の非重合性添加剤を含有する。この添加剤は、例えば、該エーロゾル液滴の物理的、化学的又は機械的な性質、例えばモノマー及びポリマーの溶液特性、該液滴の表面張力、蒸気圧、安定性もしくは粘度を変更することにより、該粒子の性質、例えば該粒子構造、特に該シェルモルホロジー、又は該シェルの化学的性質を目的に合わせて変更するのに利用される。   In one embodiment of the invention, the droplets of the first aerosol stream additionally contain at least one non-polymerizable additive. This additive can be used, for example, by altering the physical, chemical or mechanical properties of the aerosol droplets, such as solution properties of monomers and polymers, surface tension, vapor pressure, stability or viscosity of the droplets. To modify the properties of the particles, such as the particle structure, in particular the shell morphology, or the chemical properties of the shell, to suit the purpose.

原則的には、光重合の条件下で非重合性であり、かつ該モノマーの重合を阻害しない、全ての添加剤が使用可能である。場合により存在している添加剤にとって本質的であるのは、これらが、該混合エーロゾル流に電磁放射線、好ましくは紫外線を照射する際に利用できる全ての放射線を吸収しないことである。好ましくは、前記の添加剤は、粒状形又は溶解された形で存在する。適した添加剤は、当業者に原則的に知られており、かつ当業者が、該添加剤を、該ポリマーシェルの所望の性質の概要に基づき選択するであろう。該添加剤は、液状又は固体であってよい。   In principle, all additives can be used which are non-polymerizable under the conditions of photopolymerization and do not inhibit the polymerization of the monomers. Essential to the optionally present additives is that they do not absorb all the radiation available when irradiating the mixed aerosol stream with electromagnetic radiation, preferably ultraviolet radiation. Preferably, the additive is present in granular or dissolved form. Suitable additives are known in principle to those skilled in the art, and the person skilled in the art will select the additive based on an overview of the desired properties of the polymer shell. The additive may be liquid or solid.

添加剤の例は、無機又は有機の作用物質、無機又は有機の活性物質、例えば薬剤学的活性物質、生物学的活性物質、殺虫活性物質、農薬活性物質、溶剤、油、ポリマー等である。   Examples of additives are inorganic or organic active substances, inorganic or organic active substances such as pharmaceutically active substances, biologically active substances, insecticidal active substances, agrochemical active substances, solvents, oils, polymers and the like.

少なくとも1種の該添加剤は、本発明によれば、少なくとも1種の該モノマーの量をそれぞれ基準として、一般的に0.1〜40質量%、好ましくは0.2〜30質量%、特に好ましくは0.5〜25質量%の量で、使用される。溶剤の場合に、該添加剤量はより多くてもよい。   According to the invention, the at least one additive is generally 0.1 to 40% by weight, preferably 0.2 to 30% by weight, in particular based on the amount of at least one of these monomers, respectively. It is preferably used in an amount of 0.5 to 25% by mass. In the case of a solvent, the amount of the additive may be larger.

前記の固体添加剤が添加される場合には、少なくとも1種のポリマー及び/又はコポリマーと、少なくとも1種の添加剤とを含有する、コア−シェル構造を有するハイブリッド微粒状粒子が得られる。   When the solid additive is added, hybrid particulates having a core-shell structure containing at least one polymer and / or copolymer and at least one additive are obtained.

好ましい実施態様において、場合により付加的に存在している該添加剤は、例えばZnO、ΤiO2、酸化Fe、例えばFeO、Fe23及びFe34、ホウ酸及びホウ酸塩、酸化アルミニウム、ケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、SiO2及びそれらの混合物の中から選択されている、金属又は金属酸化物及び/又は半金属酸化物である。この種の添加剤は、該モノマー中に固体として粒子形で存在する。特に好ましい実施態様において、少なくとも1種の該添加剤、特に該金属酸化物及び/又は半金属酸化物は、ナノ粒子形で、すなわち1〜250nm、好ましくは5〜100nm、特に10〜50nmの直径を有して、存在する。該ナノ粒子は、あらゆる形、例えば球形、角形、棒形を有してよい。 In a preferred embodiment, the additive optionally present additionally is, for example, ZnO, ΤiO 2 , oxidized Fe, such as FeO, Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 , boric acid and borates, aluminum oxide Metal or metal oxides and / or metalloid oxides selected from silicates, aluminosilicates, SiO 2 and mixtures thereof. This type of additive is present in particulate form as a solid in the monomer. In a particularly preferred embodiment, the at least one additive, in particular the metal oxide and / or metalloid oxide, is in nanoparticulate form, ie a diameter of 1 to 250 nm, preferably 5 to 100 nm, in particular 10 to 50 nm. Exist. The nanoparticles may have any shape, for example spherical, square, rod-shaped.

本発明の一実施態様において、第一エーロゾル流に、少なくとも1種の溶剤が添加される。好ましい溶剤は、少なくとも1種の該モノマーが可溶であるが、しかしながら形成されたポリマーが不溶であるものである。   In one embodiment of the present invention, at least one solvent is added to the first aerosol stream. Preferred solvents are those in which at least one of the monomers is soluble, but the polymer formed is insoluble.

本発明によれば好ましい溶剤の例は、極性有機溶剤、例えばアルコール、ケトン、カルボン酸のエステル又はそれらの混合物又は極性非プロトン性有機溶剤、例えばアセトニトリルである。更に可能な溶剤は、脂肪族及び環式脂肪族の炭化水素、例えばヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、環状エーテル、例えばテトラヒドロフラン、ジオキサン及びイオン性液体である。前記の溶剤の混合物も使用することができる。   Examples of preferred solvents according to the invention are polar organic solvents such as alcohols, ketones, esters of carboxylic acids or mixtures thereof or polar aprotic organic solvents such as acetonitrile. Further possible solvents are aliphatic and cycloaliphatic hydrocarbons such as hexane, cyclohexane, methylcyclohexane, cyclic ethers such as tetrahydrofuran, dioxane and ionic liquids. Mixtures of the above solvents can also be used.

適したアルコールは、例えばメタノール、エタノール、プロパノール類、例えばn−プロパノール、イソプロパノール、ブタノール類、例えばn−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、ペンタノール類、グリセリン、グリコール及びそれらの混合物である。適したケトンは、例えばアセトン、メチルエチルケトン及びそれらの混合物である。適したカルボン酸のエステルは、例えば酢酸エチルエステル、酢酸メチルエステル、酢酸ブチルエステル及び酢酸プロピルエステル及びそれらの混合物である。特に好ましくは、エタノール又は1−プロパノール(n−プロパノール)が溶剤として使用される。   Suitable alcohols are, for example, methanol, ethanol, propanols such as n-propanol, isopropanol, butanols such as n-butanol, isobutanol, t-butanol, pentanols, glycerin, glycols and mixtures thereof. Suitable ketones are, for example, acetone, methyl ethyl ketone and mixtures thereof. Suitable esters of carboxylic acids are, for example, ethyl acetate, methyl acetate, butyl acetate and propyl acetate and mixtures thereof. Particularly preferably, ethanol or 1-propanol (n-propanol) is used as the solvent.

溶剤又は溶剤混合物が使用される場合には、溶剤の量は、少なくとも1種の該モノマーの量をそれぞれ基準として、通例10〜80体積%、好ましくは30〜70体積%、特に好ましくは40〜60体積%である。   When a solvent or solvent mixture is used, the amount of solvent is usually 10 to 80% by volume, preferably 30 to 70% by volume, particularly preferably 40 to 40% by weight, based on the amount of each of the at least one monomer. 60% by volume.

適した添加剤は、ポリマー及び油、例えばポリエチレングリコール、エチレンオキシド/プロピレンオキシドコポリマー(EO/POコポリマー)、シリコーン油及びそれらの混合物でもある。   Suitable additives are also polymers and oils such as polyethylene glycol, ethylene oxide / propylene oxide copolymers (EO / PO copolymers), silicone oils and mixtures thereof.

本発明による方法の工程ivにおいて、第一エーロゾル流中に含まれるモノマーは重合にかけられ、その際に、該重合は、電磁放射線の作用により引き起こされる。該電磁放射線の使用される波長、場合により使用される添加剤及び第二エーロゾル流中に含まれる材料に依存して、該重合の開始のために、該モノマーに、少なくとも1種の光開始剤を添加する。   In step iv of the process according to the invention, the monomers contained in the first aerosol stream are subjected to polymerization, in which case the polymerization is caused by the action of electromagnetic radiation. Depending on the wavelength used of the electromagnetic radiation, optional additives and materials contained in the second aerosol stream, at least one photoinitiator is present in the monomer for the initiation of the polymerization. Add.

少なくとも1種の光開始剤を本発明による方法において使用する場合には、この光開始剤を典型的には、第一エーロゾル流のモノマー液滴に添加する。このために適しているのは、電磁放射線を照射する際に、少なくとも1種の使用されるモノマーのラジカル重合反応又はイオン重合反応、すなわちカチオン又はアニオン重合反応を生じさせる、当業者に知られた原則的に全ての光開始剤である。該モノマー混合物に、重合のために電磁放射線が照射されるので、本発明によれば、電磁放射線の照射により十分に大きな量の(一次)ラジカルもしくはカチオン又はアニオンを遊離する、光開始剤を使用することが好ましい。   When at least one photoinitiator is used in the process according to the invention, this photoinitiator is typically added to the monomer droplets of the first aerosol stream. Suitable for this is known to the person skilled in the art which, upon irradiation with electromagnetic radiation, causes a radical or ionic polymerization reaction of at least one monomer used, ie a cationic or anionic polymerization reaction. In principle all photoinitiators. Since the monomer mixture is irradiated with electromagnetic radiation for polymerization, the present invention uses a photoinitiator that liberates a sufficiently large amount of (primary) radicals or cations or anions upon irradiation with electromagnetic radiation. It is preferable to do.

本発明の範囲内で、電磁放射線は、少なくとも1種の該モノマーの重合を、場合により光開始剤を使用して、本発明による方法の温度範囲内で開始するのに適している種類の電磁放射線であると理解される。該電磁放射線は、例えばX線又はγ線であってよい。好ましくは、本発明により使用される電磁放射線は、紫外線又は可視光、すなわち、150〜800nm、好ましくは180〜500nm、特に好ましくは200〜400nm、特に250〜350nmの波長を有する電磁放射線である。特に好ましくは、紫外線、すなわち最大400nmの波長を有する光、例えば200〜400nm、特に250〜350nmの範囲内の波長を有する光が使用される。   Within the scope of the present invention, electromagnetic radiation is a type of electromagnetic suitable for initiating the polymerization of at least one of the monomers, optionally using a photoinitiator, within the temperature range of the process according to the invention. Understood to be radiation. The electromagnetic radiation may be X-rays or γ-rays, for example. Preferably, the electromagnetic radiation used according to the invention is ultraviolet or visible light, ie electromagnetic radiation having a wavelength of 150 to 800 nm, preferably 180 to 500 nm, particularly preferably 200 to 400 nm, in particular 250 to 350 nm. Particular preference is given to using ultraviolet light, ie light having a wavelength of at most 400 nm, for example light having a wavelength in the range from 200 to 400 nm, in particular 250 to 350 nm.

本発明の一実施態様において、第一エーロゾル流の液滴は、本質的には専ら、少なくとも1種の該モノマー及び少なくとも1種の光開始剤からなり、すなわち、少なくとも1種の該モノマー及び少なくとも1種の該光開始剤の濃度は、該液滴の全質量を基準として、80〜100質量%、好ましくは90〜100質量%、特に95〜100質量%である。   In one embodiment of the invention, the droplets of the first aerosol stream consist essentially of at least one of the monomers and at least one photoinitiator, i.e. at least one of the monomers and at least The concentration of one kind of the photoinitiator is 80 to 100% by mass, preferably 90 to 100% by mass, particularly 95 to 100% by mass, based on the total mass of the droplets.

ラジカル重合用の好ましい光開始剤の例は、2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン(例えばBASF SE社の商標名Irgacure(登録商標) 907で入手可能)、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)及び更に、非対称なアゾ誘導体、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテル、ベンゾイン誘導体、アセトフェノン類、ベンジルケタール、α−ヒドロキシアルキルフェノン、α−アミノアルキルフェノン、O−アシル−α−オキシミノケトン、(ビ)アシルホスフィンオキシド、チオキサントン(誘導体)及びそれらの混合物である。   An example of a preferred photoinitiator for radical polymerization is 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one (eg under the trade name Irgacure® 907 from BASF SE) Possible), 2,2'-azobisisobutyronitrile (AIBN) and further asymmetric azo derivatives, benzoin, benzoin alkyl ethers, benzoin derivatives, acetophenones, benzyl ketals, α-hydroxyalkylphenones, α-aminoalkyls Phenone, O-acyl-α-oximinoketone, (bi) acylphosphine oxide, thioxanthone (derivative) and mixtures thereof.

カチオン光重合用の好ましい光開始剤の例は、置換ジアリールヨードニウム塩、置換トリアリールホスホニウム塩及びそれらの混合物の中から選択されている。   Examples of preferred photoinitiators for cationic photopolymerization are selected from substituted diaryliodonium salts, substituted triarylphosphonium salts and mixtures thereof.

アニオン光重合用の好ましい光開始剤の例は、遷移金属錯体、N−アルコキシピリジニウム塩、N−フェニル−アシルピリジニウム塩及びそれらの混合物の中から選択されている。   Examples of preferred photoinitiators for anionic photopolymerization are selected from transition metal complexes, N-alkoxypyridinium salts, N-phenyl-acylpyridinium salts and mixtures thereof.

純粋なポリマーバッチ中でのいわゆるリビングアニオン重合も実施することができ、これは場合により、例えばそのエーロゾル空間中へ、好ましくは照射されない滞留帯域中へガス状の又は蒸発可能な化合物をノズル注入することによる、停止試薬による二次的な官能化を含む。   So-called living anionic polymerization in pure polymer batches can also be carried out, which optionally nozzles gaseous or evaporable compounds, for example into its aerosol space, preferably into a non-irradiated residence zone Possibly secondary functionalization with a stop reagent.

少なくとも1種の光開始剤が使用される実施態様において、第一エーロゾル流の液滴中の光開始剤の量は、少なくとも1種の存在しているモノマーの量をそれぞれ基準として、例えば0.1〜10質量%、好ましくは0.5〜8質量%、特に好ましくは0.8〜5質量%である。   In embodiments in which at least one photoinitiator is used, the amount of photoinitiator in the droplets of the first aerosol stream is, for example, about 0. 0, respectively, based on the amount of at least one monomer present. 1-10 mass%, Preferably it is 0.5-8 mass%, Most preferably, it is 0.8-5 mass%.

本発明の好ましい実施態様において、第一エーロゾル流に、光開始剤は添加されない、すなわち、第一エーロゾル流中の光開始剤の濃度は、該液滴の全質量を基準として、0.01質量%未満である。この実施態様は、例えば、第二エーロゾル流の固体粒子、例えばZnO及び/又はTiO2が、工程ivにおける光重合の開始を生じさせることができる場合に考慮に値する。選択的に、この実施態様において、該光重合を、高エネルギー放射線、例えばX線又はγ線によっても引き起こすことができる。 In a preferred embodiment of the invention, no photoinitiator is added to the first aerosol stream, ie the concentration of photoinitiator in the first aerosol stream is 0.01 mass, based on the total mass of the droplets. %. This embodiment is worth considering if, for example, the solid particles of the second aerosol stream, such as ZnO and / or TiO 2 , can cause the initiation of photopolymerization in step iv. Optionally, in this embodiment, the photopolymerization can also be triggered by high energy radiation, such as X-rays or gamma rays.

本発明の範囲内で、一般的に任意の固体粒子が、第二エーロゾル流中で使用することができる。これらは、固体の有機化合物、有機金属化合物及び無機化合物又は金属、半金属及び非金属であってよい。好ましくは、該固体粒子は、金属又は半金属の酸化物、硫化物、炭化物、窒化物、炭酸塩、リン酸塩及びハロゲン化物、金属カルボニル、単体金属、単体半金属及び金属合金の中から選択されている。例は、単体金属、例えばCu、Ag、Au、Pd、Pt及び半金属又は金属の酸化物、硫化物、窒化物及び炭化物、例えばSiO2、SiC、BN、ケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、ZnO、ZnS、TiO2、Al23、金属ハロゲン化物、例えばNaCl、酸化タングステン、例えばWO2、WO3及びW23である。 Within the scope of the present invention, generally any solid particles can be used in the second aerosol stream. These may be solid organic compounds, organometallic compounds and inorganic compounds or metals, metalloids and non-metals. Preferably, the solid particles are selected from metal or metalloid oxides, sulfides, carbides, nitrides, carbonates, phosphates and halides, metal carbonyls, elemental metals, elemental metalloids and metal alloys. Has been. Examples are simple metals such as Cu, Ag, Au, Pd, Pt and metalloid or metal oxides, sulfides, nitrides and carbides such as SiO 2 , SiC, BN, silicates, aluminosilicates, ZnO ZnS, TiO 2 , Al 2 O 3 , metal halides such as NaCl, tungsten oxides such as WO 2 , WO 3 and W 2 O 3 .

第二エーロゾル流中で使用される粒子はもちろん、好ましくは20nm〜30μmの範囲内、しばしば25nm〜10μmの範囲内、特に30nm〜1μmの範囲内及び殊に40〜500nmの範囲内の平均粒径(数平均)を有する、微粒状粒子である。該粒度分布は、好ましくは単峰性である、すなわち、その分布曲線は、1つの極大値のみを有する。該分布の幅は、好ましくは小さい。特に、狭い分布幅を有する微粒状粒子、特に分布幅Qが1.0〜1.2の範囲内の値を有するものが使用される:
Q=(D90−D10)/D50
50:平均粒径
90:該粒子の90%が下回る、粒径;
10:該粒子の10%が下回る、粒径。
The particles used in the second aerosol stream are, of course, preferably an average particle size in the range from 20 nm to 30 μm, often in the range from 25 nm to 10 μm, in particular in the range from 30 nm to 1 μm and in particular in the range from 40 to 500 nm. Fine particle having (number average). The particle size distribution is preferably unimodal, ie the distribution curve has only one local maximum. The width of the distribution is preferably small. In particular, finely divided particles having a narrow distribution width, in particular those having a distribution width Q in the range of 1.0 to 1.2 are used:
Q = (D 90 -D 10) / D 50
D 50 : average particle diameter D 90 : particle diameter below 90% of the particles;
D 10 : Particle size at which 10% of the particles are below.

ここで及び以下で示される粒径は、微分型移動度分析器を用いて測定された粒子質量及び球状粒子と仮定してそれから計算された粒径に関する。   The particle sizes shown here and below relate to the particle mass measured using a differential mobility analyzer and the particle size calculated from it assuming spherical particles.

第一及び第二エーロゾル流の用意は一般的に、当業者に知られたあらゆる方法によるか、もしくは当業者に一般的に知られた装置及び適したキャリヤーガスを使用して、行うことができる。特に好ましくは、該エーロゾル流の用意は、ネブライザー又は噴霧器中で一成分又は多成分ノズルを用いて又はエレクトロスプレー又は超音波ネブライザーを用いて、行われる。該エーロゾル流の発生が、ノズルを使用して、行われる場合には、第一及び第二エーロゾル流を発生させるためのノズルの手前のノズル入口圧は、一般的にそれぞれ1〜10bar、特に1〜3barである。   The provision of the first and second aerosol streams can generally be done by any method known to those skilled in the art or using equipment generally known to those skilled in the art and a suitable carrier gas. . Particularly preferably, the preparation of the aerosol stream is carried out using a one-component or multi-component nozzle in a nebulizer or nebulizer or using an electrospray or ultrasonic nebulizer. If the generation of the aerosol stream is carried out using a nozzle, the nozzle inlet pressure before the nozzle for generating the first and second aerosol streams is generally 1-10 bar, in particular 1 ~ 3 bar.

該噴霧器並びにその操作条件の適した選択によるか、又は分級により、例えば微分型移動度分析器(DMA)を用いて、特に狭く分布された液滴分布又は粒度分布に調節することが更に可能である。   It is further possible to adjust to a particularly narrowly distributed droplet distribution or particle size distribution by suitable selection of the nebulizer and its operating conditions or by classification, for example using a differential mobility analyzer (DMA). is there.

第一及び第二エーロゾル流の発生に使用されるキャリヤーガス流は、不活性ガス流、例えば、窒素(N2)、二酸化炭素(CO2)、アルゴン(Ar)、ヘリウム(He)及びそれらの混合物、又は空気又は空気との混合物、例えば希薄空気(Magerluft)の中から選択されていてよい。該重合が、光開始剤の添加により、ラジカルにより開始され、かつ実施される場合には、好ましくは、不活性ガス流が使用される。該重合が、カチオンにより開始され、かつ実施される場合には、好ましくは、空気流又は不活性ガス流が使用される。好ましくは、該キャリヤーガス流は、不活性ガス流である。特に、該キャリヤーガス流の形成のために、N2(窒素)が使用される。この窒素は、当業者に知られた全ての源に、例えば商業的に入手可能な貯蔵びんに、空気の蒸留等に由来していてよい。前記のその他の不活性ガスは、同様に、当業者に知られた源に由来していてよい。空気として、好ましくは周囲空気又は圧縮空気が使用される。 The carrier gas streams used to generate the first and second aerosol streams are inert gas streams such as nitrogen (N 2 ), carbon dioxide (CO 2 ), argon (Ar), helium (He) and their It may be selected from a mixture, or air or a mixture with air, for example lean air (Magerluft). If the polymerization is initiated and carried out by radicals by the addition of a photoinitiator, an inert gas stream is preferably used. If the polymerization is initiated and carried out by cations, an air stream or an inert gas stream is preferably used. Preferably, the carrier gas stream is an inert gas stream. In particular, N 2 (nitrogen) is used for the formation of the carrier gas stream. This nitrogen may be derived from all sources known to those skilled in the art, such as in commercially available storage bottles, air distillation and the like. Said other inert gases may likewise be derived from sources known to those skilled in the art. As air, preferably ambient air or compressed air is used.

該キャリヤーガス流中の圧力は、本発明によれば好ましくは大気圧又は少し高められた大気圧である。本発明の範囲内で、“少し高められた大気圧”は、大気圧を例えば1〜500mbar上回る圧力を意味する。この好ましくは少し高められた圧力は特に、該キャリヤーガス流が、下流の装置部材、例えばフィルター又は分離捕集液体の抵抗を克服するのに利用される。   The pressure in the carrier gas stream is preferably atmospheric pressure or a slightly elevated atmospheric pressure according to the invention. Within the scope of the present invention, “slightly elevated atmospheric pressure” means a pressure that is, for example, 1 to 500 mbar above atmospheric pressure. This preferably slightly elevated pressure is used in particular for the carrier gas stream to overcome the resistance of downstream device components, such as filters or separate collection liquids.

第一エーロゾル流は、キャリヤーガス流中に、少なくとも1種の該モノマーを含有する液滴を有する。本発明による方法は、一般的に、該キャリヤーガス流中の液滴密度が、1cm3あたり104〜1010液滴の範囲内、好ましくは1cm3あたり106〜108液滴の範囲内、極めて特に好ましくは1cm3あたり107〜108液滴の範囲内であるように実施される。該液滴密度は、例えば、走査型移動度粒径測定器(SMPS)又は凝縮粒子カウンターを用いて測定することができる。 The first aerosol stream has droplets containing at least one of the monomers in a carrier gas stream. The process according to the invention, generally, a droplet density of the carrier gas stream is, 1 cm 3 per 10 4 -10 10 within the droplets, preferably 1 cm 3 per 10 6 to 10 8 within the droplet Very particularly preferably carried out in the range of 10 7 to 10 8 droplets per cm 3 . The droplet density can be measured using, for example, a scanning mobility particle sizer (SMPS) or a condensed particle counter.

該キャリヤーガス流中へ導入される、少なくとも1種のモノマー及び場合により少なくとも1種の光開始剤及び場合により少なくとも1種の非重合性添加剤の量は、本発明によれば、体積あたりの相応する数の粒子が得られるように算定される。少なくとも1種のモノマーの量により、該エーロゾル中で形成される液滴のサイズ、ひいては該重合後に得られる微粒状粒子のサイズを計算することができる。   The amount of at least one monomer and optionally at least one photoinitiator and optionally at least one non-polymerizable additive introduced into the carrier gas stream is according to the invention per volume. It is calculated to obtain a corresponding number of particles. With the amount of at least one monomer, it is possible to calculate the size of the droplets formed in the aerosol and thus the size of the finely divided particles obtained after the polymerization.

数平均液滴直径は一般的に、20nm〜30μmの範囲内、しばしば25〜5000nmの範囲内、特に30nm〜1000nmの範囲内及び殊に30〜500nmの範囲内であるように選択される。該液滴直径の調節は、典型的には、該噴霧器の操作条件の選択により、例えば該噴霧器の手前の入口圧、ガス及び液体の質量流量の比等により行われる。エレクトロスプレー法の場合に、例えばその電圧を、超音波ネブライザーの場合にそのエネルギー供給を、変えることができる。付加的に、DMAにより、特定のサイズ画分を選択することができる。   The number average droplet diameter is generally selected to be in the range of 20 nm to 30 μm, often in the range of 25 to 5000 nm, in particular in the range of 30 nm to 1000 nm and in particular in the range of 30 to 500 nm. Adjustment of the droplet diameter is typically performed by selection of operating conditions of the nebulizer, for example, by the inlet pressure before the nebulizer, the ratio of mass flow rates of gas and liquid, and the like. In the case of an electrospray process, for example, the voltage can be changed, and in the case of an ultrasonic nebulizer, the energy supply can be changed. In addition, a specific size fraction can be selected by DMA.

第二エーロゾル流を用意するために、典型的には、該固体粒子の懸濁液が、ガスを用いて、エーロゾル流中へ移行される。第二エーロゾル流を用意するために使用される懸濁液は、一般的に、0.01〜10mg/mL、好ましくは0.1〜3mg/mLの固体含量を有する。液状の懸濁媒体として、多数の液体、好ましくは、常圧で30〜120℃の範囲内及び特に40〜100℃の範囲内の沸点を有する液体を使用することができる。好ましい液体は、極性溶剤、例えば水、アルカノール、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノールであるか、又はしかし炭化水素でもある。異なる溶剤の混合物も使用することができる。特に、水が使用される。   In order to provide a second aerosol stream, typically a suspension of the solid particles is transferred into the aerosol stream using a gas. The suspension used to prepare the second aerosol stream generally has a solids content of 0.01 to 10 mg / mL, preferably 0.1 to 3 mg / mL. As liquid suspension medium, a large number of liquids can be used, preferably liquids having boiling points in the range of 30 to 120 ° C. and in particular in the range of 40 to 100 ° C. at normal pressure. Preferred liquids are polar solvents such as water, alkanols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, but are also hydrocarbons. Mixtures of different solvents can also be used. In particular, water is used.

溶剤として水の使用の際に発生された、水を含む第二エーロゾル流のエーロゾルは、その発生後に、適した乾燥器、例えば拡散ドライヤに導かれて、該溶剤、一般的に水が除去される。   The aerosol of the second aerosol stream containing water, generated during the use of water as a solvent, is directed to a suitable dryer, such as a diffusion dryer, after which the solvent, generally water, is removed. The

一実施態様において、該固体粒子の噴霧のために、他の機械装置、例えばブラシフィーダを使用することもできる。   In one embodiment, other mechanical devices such as brush feeders can be used for spraying the solid particles.

第二エーロゾル流の固体粒子を、上流のエーロゾル流の液滴から、発生させることも可能である。通例、このためには、溶剤、例えば水中の、後で第二エーロゾル流の固体粒子を形成する材料、例えば塩化ナトリウムの溶液が製造される。この混合物は、例えば二流体ノズル中で、キャリヤーガス流、例えば窒素を用いて、1barのノズル入口圧で噴霧される。得られるエーロゾルは、乾燥器、例えば拡散ドライヤに導かれて、該溶剤、例えば水が大幅に又は完全に除去される。このようにして、上流のエーロゾル流の液滴から、固体粒子、例えばナノスケール塩化ナトリウム粒子のエーロゾル流が得られる。固体粒子のこのエーロゾル流は、好ましくは中間単離せずに、第二エーロゾル流として、本発明による方法において使用される。   It is also possible to generate solid particles of the second aerosol stream from droplets of the upstream aerosol stream. Typically, this involves producing a solution of a material, such as sodium chloride, that later forms solid particles of a second aerosol stream in a solvent, such as water. This mixture is sprayed, for example in a two-fluid nozzle, using a carrier gas stream, for example nitrogen, at a nozzle inlet pressure of 1 bar. The resulting aerosol is directed to a dryer, such as a diffusion dryer, where the solvent, such as water, is significantly or completely removed. In this way, an aerosol stream of solid particles, for example nanoscale sodium chloride particles, is obtained from the droplets of the upstream aerosol stream. This aerosol stream of solid particles is preferably used in the process according to the invention as a second aerosol stream without intermediate isolation.

本発明により用意される第二エーロゾル流は、キャリヤーガス流中に固体粒子を含有する。本発明による方法は、一般的に、該キャリヤーガス流中の粒子密度が、1cm3あたり104〜1010粒子の範囲内、好ましくは1cm3あたり104〜108粒子の範囲内、極めて特に好ましくは1cm3あたり104〜106粒子の範囲内であるように実施される。該粒子密度は、例えば、走査型移動度粒径測定器(SMPS)又は凝縮粒子カウンターを用いて測定することができる。 The second aerosol stream provided by the present invention contains solid particles in the carrier gas stream. The process according to the invention, generally, the particle density of the carrier gas stream is in the range of 1 cm 3 per 10 4 to 10 10 particles, preferably in the range of 1 cm 3 per 10 4 to 10 8 particles, very particularly Preferably it is carried out to be in the range of 10 4 to 10 6 particles per cm 3 . The particle density can be measured, for example, using a scanning mobility particle sizer (SMPS) or a condensed particle counter.

本発明によれば、第一エーロゾル流の液滴及び第二エーロゾル流の粒子は、その混合前に、反対に帯電される。第一エーロゾル流の液滴を、負に並びに正に帯電させることができる。第二エーロゾル流の固体粒子は、それぞれ反対に帯電される。本発明の特別な実施態様において、第一エーロゾル流の液滴は負に帯電され、かつ第二エーロゾル流の粒子は正に帯電される。   According to the present invention, the droplets of the first aerosol stream and the particles of the second aerosol stream are oppositely charged prior to their mixing. The droplets of the first aerosol stream can be negatively charged as well as positive. The solid particles of the second aerosol stream are oppositely charged. In a particular embodiment of the invention, the droplets of the first aerosol stream are negatively charged and the particles of the second aerosol stream are positively charged.

少なくとも1種のモノマーを含有する電荷を持った液滴を有する第一エーロゾル流を用意するために、通例、まず最初に、少なくとも1種のモノマーを含有し、本質的には電荷を持たない液滴のエーロゾル流を発生させ、かつこのエーロゾル流を、該液滴の帯電のために、帯電装置、例えばコロナ帯電装置に導く。   In order to prepare a first aerosol stream having charged droplets containing at least one monomer, it is customary first to initially contain at least one monomer and essentially no charge. An aerosol stream of droplets is generated and this aerosol stream is directed to a charging device, such as a corona charging device, for charging the droplets.

相応して、第二エーロゾル流の用意は通例、まず最初に、本質的には電荷を持たない粒子のエーロゾル流を発生させ、このエーロゾル流を、該液滴の帯電のために、帯電装置、例えばコロナ帯電装置に導くことによって行われる。コロナ帯電装置は、高電圧の印加による気体放電の原理に基づく。十分に高い電圧の場合に、気体放電及び強い電場の形成となる。使用される粒子のサイズに応じて、電場帯電又は拡散帯電のいずれかが行われることができる。直径1μmのサイズ以上の粒子については、電場帯電の機構が支配的である。気体放電のために発生したイオンは、その力線に沿って運動する。これらの力線が該粒子表面上で終わる場合に、イオンが衝突し、かつ粒子電荷が生じる。より小さい粒径(<1μm)の場合に、該イオンは、確率的運動に基づき、該粒子と衝突する(拡散帯電)。この過程は、該帯電装置を出た後にも更に行われる。該帯電装置中での該プロセス条件の選択及び調節により、該粒子もしくは液滴は、目的に合わせた方法で単極帯電され、かつ該エーロゾル流中の電荷密度を調節することができる。   Correspondingly, the preparation of the second aerosol stream is typically first of all generating an essentially uncharged particle aerosol stream, which is used for charging the droplets by means of a charging device, For example, it is carried out by leading to a corona charging device. The corona charging device is based on the principle of gas discharge by applying a high voltage. When the voltage is sufficiently high, a gas discharge and a strong electric field are formed. Depending on the size of the particles used, either electric field charging or diffusion charging can be performed. For particles having a diameter of 1 μm or more, the electric field charging mechanism is dominant. Ions generated due to gas discharge move along the lines of force. When these field lines end on the particle surface, ions collide and a particle charge is generated. For smaller particle sizes (<1 μm), the ions collide with the particles (diffusion charging) based on stochastic motion. This process is further performed after leaving the charging device. By selecting and adjusting the process conditions in the charging device, the particles or droplets can be unipolarly charged in a tailored manner and the charge density in the aerosol stream can be adjusted.

第一エーロゾル流のエーロゾルは、該帯電装置を使用して、単極に、好ましくは負に、帯電される。   The aerosol of the first aerosol stream is charged monopolar, preferably negative, using the charging device.

第二エーロゾル流のエーロゾルは、帯電装置を使用して、同様に単極に、しかも第一エーロゾル流とは反対に、すなわち好ましくは正に、帯電される。第二エーロゾル流用の帯電装置として、既に挙げたコロナ帯電装置に加え、UV帯電装置又は放射線源を有する帯電装置(双極帯電装置)を使用することもできる。UV帯電装置は、単極電荷を持ったエーロゾルを生成する更なる可能性を提供する。その高エネルギー光子がエーロゾル粒子に衝突する際に、電子が放出され、かつ正の電荷を持った粒子が取り残される。この光効果は、荷電すべき材料、並びに該放射線の波長に依存している。第二エーロゾル流の粒子の単極帯電は、放射線源、例えばKr85を使用しても、達成される。放射性崩壊の際に、負並びに正のイオンを生成する電離放射線が生じる。このイオン混合物は、0の電荷の周りに分布したボルツマン電荷分布を発生する。該エーロゾル粒子の直径が増加するにつれて、多重電荷の確率も増加する。第二エーロゾル流の該エーロゾルの単極帯電のためには、コロナ帯電装置が好ましい。   The aerosol of the second aerosol stream is charged using a charging device, likewise monopolar and opposite to the first aerosol stream, ie preferably positive. As a charging device for the second aerosol flow, a charging device (bipolar charging device) having a UV charging device or a radiation source can be used in addition to the corona charging device already mentioned. UV charging devices offer the additional possibility of producing aerosols with a unipolar charge. When the high energy photons collide with the aerosol particles, electrons are emitted and the positively charged particles are left behind. This light effect depends on the material to be charged and the wavelength of the radiation. Unipolar charging of the particles of the second aerosol stream is also achieved using a radiation source such as Kr85. Upon radioactive decay, ionizing radiation is generated that produces negative as well as positive ions. This ionic mixture generates a Boltzmann charge distribution distributed around zero charges. As the aerosol particle diameter increases, the probability of multiple charges also increases. A corona charging device is preferred for unipolar charging of the aerosol in the second aerosol stream.

好ましくは、帯電装置は、その内部で、高電圧が印加されるスプレー電極が存在するように構成されている。好ましくは、該帯電装置のスプレー電極上での電圧は、第一エーロゾル流については、2〜6kV、特に2〜4kVである。好ましくは、該帯電装置のスプレー電極上での電圧は、第二エーロゾル流については、2〜6kV、特に3〜5kVである。   Preferably, the charging device is configured such that a spray electrode to which a high voltage is applied exists therein. Preferably, the voltage on the spray electrode of the charging device is 2-6 kV, in particular 2-4 kV, for the first aerosol stream. Preferably, the voltage on the spray electrode of the charging device is 2-6 kV, especially 3-5 kV, for the second aerosol stream.

第一エーロゾル流対第二エーロゾル流の量比は一般的に、第一エーロゾル流の体積流量対第二エーロゾル流の体積流量の比が、8:1〜1:8の範囲内、特に3:1〜1:3の範囲内であるように選択される。   The volume ratio of the first aerosol stream to the second aerosol stream is generally such that the ratio of the volume flow rate of the first aerosol stream to the volume flow rate of the second aerosol stream is in the range of 8: 1 to 1: 8, especially 3: It is selected to be within the range of 1-1: 3.

本発明による方法において、少なくとも1種のモノマーからなる液滴を含有し、場合により少なくとも1種の光開始剤を含有し、場合により少なくとも1種の添加剤を含有する第一エーロゾル流が、固体粒子を含有する第二エーロゾル流と混合されて、混合エーロゾル流が得られる。該混合は、ガス又はエーロゾル流の混合のために知られているような措置により、例えば双方の該エーロゾル流を混合帯域中へ導くか又は2種の該エーロゾル流を適した方法で合一することによって、行うことができる。該混合帯域は、例えば、混合室として設計されていてよい。この場合に、双方の該エーロゾル流を該混合室中へ導き、かつ該混合室から該混合エーロゾル流を取り出す。該混合帯域は、管形の帯域として、すなわち混合区間として、設計されていてもよい。この場合に、2種の該エーロゾル流を、適した方法で、管形の帯域中で、例えば、これらを一緒にして管形に設計された帯域中へ、例えばY−又はT−継手を介して、供給することによって、合一する。該混合帯域もしくは混合区間内部の混合は、当業者に知られた内部品、例えばスタティックミキサーにより、促進することができる。   In the process according to the invention, a first aerosol stream containing droplets of at least one monomer, optionally containing at least one photoinitiator and optionally containing at least one additive is a solid When mixed with a second aerosol stream containing particles, a mixed aerosol stream is obtained. The mixing is carried out by measures such as known for the mixing of gas or aerosol streams, for example by directing both aerosol streams into the mixing zone or combining the two aerosol streams in a suitable manner. Can be done. The mixing zone may be designed as a mixing chamber, for example. In this case, both the aerosol streams are led into the mixing chamber and the mixed aerosol stream is removed from the mixing chamber. The mixing zone may be designed as a tubular zone, i.e. as a mixing zone. In this case, the two aerosol streams can be combined in a suitable manner in a tubular zone, for example, into a zone designed into a tubular shape together, for example via a Y- or T-joint. Unite by supplying. Mixing within the mixing zone or section can be facilitated by internal components known to those skilled in the art, such as static mixers.

該混合帯域もしくは混合区間は、好ましい実施態様において、照射されない滞留帯域の形で延在している。この滞留帯域は、異なる電荷を持った粒子の集合を促進して、固体のコアに加え、該モノマーを含有する液状シェルを更に有する微粒状コア−シェル粒子が得られる。それに引き続いて、次いで、該重合帯域中で該モノマーの重合が開始され、その際に該微粒状コア−シェル粒子のシェルが固化する。好ましくは、照射されない滞留帯域中の該混合エーロゾル流の平均滞留時間は、1〜500秒の範囲内、特に10〜100秒の範囲内である。   The mixing zone or section extends in a preferred embodiment in the form of a non-irradiated residence zone. This residence zone facilitates the assembly of particles with different charges, resulting in finely divided core-shell particles having a solid shell in addition to a liquid shell containing the monomer. Subsequently, polymerization of the monomer is then initiated in the polymerization zone, whereupon the shell of the fine core-shell particles is solidified. Preferably, the mean residence time of the mixed aerosol stream in the unirradiated residence zone is in the range of 1 to 500 seconds, in particular in the range of 10 to 100 seconds.

こうして得られる混合エーロゾル流に、引き続き、電磁放射線、例えば光、好ましくは紫外線が、又は高エネルギー放射線が、照射されるので、存在しているモノマーは重合する。該照射は、もちろん、以下で光反応器とも呼ばれ、該混合帯域の下流にある、反応帯域中で行われる。   The mixed aerosol stream thus obtained is subsequently irradiated with electromagnetic radiation, for example light, preferably ultraviolet light, or high energy radiation, so that the monomer present polymerizes. The irradiation is of course carried out in a reaction zone, also referred to below as a photoreactor, downstream of the mixing zone.

本発明の更に好ましい実施態様において、混合エーロゾル流を、光重合のために、流通式光反応器に導く。該流通式光反応器中の該混合エーロゾル流の平均滞留時間は、1〜300秒の範囲内、特に5〜60秒の範囲内である。   In a further preferred embodiment of the invention, the mixed aerosol stream is directed to a flow-through photoreactor for photopolymerization. The average residence time of the mixed aerosol stream in the flow-through photoreactor is in the range of 1 to 300 seconds, in particular in the range of 5 to 60 seconds.

本発明による該キャリヤーガス流への電磁放射線の照射は一般的に、当業者に知られたあらゆる装置中で行うことができる。本発明によれば好ましくは、紫外線が使用される。これは、当業者に知られた全ての装置、例えばLED、エキシマ放射体により、例えば放射活性媒体として塩化キセノン(XeCl、308nm)、フッ化キセノン(XeF、351nm)、フッ化クリプトン(KrF、249nm)、塩化クリプトン(KrCl、222nm)、フッ化アルゴン(ArF、193nm)又はXe2(172nm)を用い、例えば該放射体表面上で10mW/cm2を有するか、又はUV蛍光管を用い、例えば該放射体表面上で8mW/cm2を有して、発生させることができる。エキシマ放射体の使用が有利である、それというのも、パルス操作により、例えば10〜100%に、減光することができるからである。それにより、該重合プロセスの最適化は、相対的に単純に可能である。 Irradiation of electromagnetic radiation to the carrier gas stream according to the present invention can generally be performed in any apparatus known to those skilled in the art. According to the invention, preferably ultraviolet light is used. This is achieved by all devices known to the person skilled in the art, for example LEDs, excimer emitters, for example as radioactive media xenon chloride (XeCl, 308 nm), xenon fluoride (XeF, 351 nm), krypton fluoride (KrF, 249 nm). ), Krypton chloride (KrCl, 222 nm), argon fluoride (ArF, 193 nm) or Xe 2 (172 nm), for example having 10 mW / cm 2 on the emitter surface, or using a UV fluorescent tube, for example It can be generated with 8 mW / cm 2 on the radiator surface. The use of excimer emitters is advantageous because it can be dimmed, for example to 10 to 100%, by pulsing. Thereby, the optimization of the polymerization process is relatively simple.

本発明による方法の好ましい実施態様において、該光反応器の内壁は、空気、希薄空気又は不活性ガスで、例えばN2、Ar、He、CO2又はそれらの混合物で、フラッシングされる。これは、例えばポリマー膜形成による壁面損失の抑制に役立つ。 In a preferred embodiment of the process according to the invention, the inner wall of the light reactor, air, a lean air or an inert gas, for example N 2, Ar, He, CO 2 or mixtures thereof, is flushed. This is useful, for example, in suppressing wall loss due to polymer film formation.

本発明による方法の更なる実施態様において、付加的に、形成される微粒状粒子の二次的な官能化のための反応性ガスをノズル注入することができる。   In a further embodiment of the method according to the invention, it is additionally possible to nozzle a reactive gas for secondary functionalization of the finely divided particles formed.

本発明による方法、特に工程i〜ivは、一般的に、0〜100℃の範囲内、特に10〜50℃の範囲内、殊に20〜30℃の範囲内の温度で、実施される。   The process according to the invention, in particular steps i to iv, are generally carried out at temperatures in the range from 0 to 100 ° C., in particular in the range from 10 to 50 ° C., in particular in the range from 20 to 30 ° C.

それゆえ、本発明によれば好ましくは使用される光反応器を出た後に、該微粒状粒子内部の重合は本質的には完了しているので、コア−シェル構造を有する対応する微粒状粒子が得られ、該粒子は、固体表面を有し、それゆえ、更なる処理工程、例えば形成された微粒状粒子の分離の際に、もはや変化しない。本発明により得られる微粒状粒子は、コア−シェル構造を有する、すなわち、該微粒状コア−シェル粒子のコアは、第二エーロゾル流の固体粒子からなり、かつ該シェルは、重合されたモノマー並びに場合により第一エーロゾル流の少なくとも1種の該非重合性添加剤からなる。本発明により得られる微粒状粒子は、特に均一なコア−シェル構造において優れている。更なる利点は、該液滴のサイズ及び該固体粒子のサイズが、製造されるコア−シェル粒子のサイズを大体において予め定義することである。該液滴サイズを該噴霧器を介して調節することで、それゆえ、生じる粒度及びシェル厚さを直接調節することができる。   Therefore, according to the present invention, after leaving the photoreactor, which is preferably used, the polymerization inside the particulates is essentially complete, so that the corresponding particulates having a core-shell structure. And the particles have a solid surface and therefore no longer change during further processing steps, for example separation of the formed fine particles. The finely divided particles obtained according to the invention have a core-shell structure, i.e. the core of the finely divided core-shell particles consists of solid particles of a second aerosol stream, and the shell comprises polymerized monomers and Optionally comprising at least one non-polymerizable additive in the first aerosol stream. The finely divided particles obtained by the present invention are particularly excellent in a uniform core-shell structure. A further advantage is that the size of the droplets and the size of the solid particles predetermine the size of the core-shell particles produced. By adjusting the droplet size via the nebulizer, it is therefore possible to directly adjust the resulting particle size and shell thickness.

更なる処理工程において、形成された微粒状粒子は、キャリヤーガスから分離することができる。該分離は原則的には、当業者に知られた全ての方法により行うことができる。好ましい実施態様において、形成された微粒状粒子の分離は、フィルターで分離捕集することにより、更に好ましい実施態様において液状媒体中へ導入することにより、行われる。液体中での分離捕集は、例えば洗びん又は湿式電気フィルターを用いて行うことができる。   In a further processing step, the formed fine particles can be separated from the carrier gas. The separation can in principle be carried out by all methods known to those skilled in the art. In a preferred embodiment, the formed fine particles are separated by separating and collecting with a filter, and in a more preferred embodiment, by introducing into a liquid medium. Separation and collection in a liquid can be performed using, for example, a bottle or a wet electric filter.

該分離捕集のために場合により使用される液状媒体は、水、エタノール、有機溶剤、例えば全ての種類の無極性溶剤、例えばアルカン、シクロアルカン及びそれらの混合物の中から選択されていてよい。製造された微粒状粒子を該液状媒体中へ導入することにより、該液状媒体中の該微粒状粒子の懸濁液が得られる。この懸濁液は、該粒子を取得するために、例えば該懸濁液からの該微粒状粒子の分離により、更に加工することができるか、又はこの懸濁液は、本発明による所望の方法生成物であり、かつ対応する用途へ直接導入することができる。生じた粒度の長期維持のために、得られたコア−シェル粒子の凝集を回避するために、該粒子を凝集に対して安定化させる、更なる添加剤を添加することができる。   The liquid medium optionally used for the separation and collection may be selected from water, ethanol, organic solvents such as all types of nonpolar solvents such as alkanes, cycloalkanes and mixtures thereof. By introducing the produced fine particles into the liquid medium, a suspension of the fine particles in the liquid medium is obtained. This suspension can be further processed in order to obtain the particles, for example by separation of the finely divided particles from the suspension, or the suspension can be processed as desired according to the invention. Product and can be directly introduced into the corresponding application. For long-term maintenance of the resulting particle size, further additives can be added that stabilize the particles against agglomeration in order to avoid agglomeration of the resulting core-shell particles.

該微粒状粒子の分離捕集は、フィルターを用いて実施することもできる。適したフィルターは、当業者にそれ自体として知られており、例えばポリアミドフィルター、ポリカーボネートフィルター、PTFEフィルター、例えば50nmの孔径を有するもの、電気フィルターである。   The separation and collection of the fine particles can also be carried out using a filter. Suitable filters are known per se to the person skilled in the art and are, for example, polyamide filters, polycarbonate filters, PTFE filters, for example those having a pore size of 50 nm, electrical filters.

本発明による方法により、シェルが、第一エーロゾル流のモノマーから形成される少なくとも1種のポリマー及び/又はコポリマーを含む、コア−シェル構造を有する微粒状粒子が入手可能である。本発明によれば、“微粒状粒子”という概念は、25nm〜30μmの範囲内、しばしば25nm〜10μmの範囲内、特に30nm〜1μmの範囲内及び殊に40〜500nmの範囲内の数平均粒径を有する粒子として理解されるべきである。   By means of the process according to the invention, finely divided particles having a core-shell structure are available, in which the shell comprises at least one polymer and / or copolymer formed from monomers of the first aerosol stream. According to the invention, the concept of “fine particles” is the number average particle size in the range 25 nm to 30 μm, often in the range 25 nm to 10 μm, in particular in the range 30 nm to 1 μm and in particular in the range 40 to 500 nm. It should be understood as a particle having a diameter.

本発明による方法は、もちろん、多数のこれらの微粒状粒子を含有する組成物を提供する。これらの組成物中の該微粒状粒子の平均粒度及び粒度分布は、もちろん、第二エーロゾル流の粒子の粒度分布により決定される。該粒度分布は、好ましくは単峰性である、すなわち、その分布曲線は、1つの極大値のみを有する。該分布の幅は、好ましくは小さい。こうして、本発明による方法を用いて、1.0〜1.2の範囲内の値を有する分布幅Qを実現することができる。   The process according to the invention, of course, provides a composition containing a large number of these fine particles. The average particle size and particle size distribution of the fine particles in these compositions is, of course, determined by the particle size distribution of the particles in the second aerosol stream. The particle size distribution is preferably unimodal, ie the distribution curve has only one local maximum. The width of the distribution is preferably small. Thus, the distribution width Q having a value in the range of 1.0 to 1.2 can be realized using the method according to the invention.

本発明により得ることができる微粒状粒子は新規であり、かつ同様に本発明の対象である。   The finely divided particles obtainable according to the invention are novel and are likewise the subject of the invention.

本発明の対象は、微粒状粒子の組成物、例えば微粒状粒子の分散体及び微粒状粒子の粉末でもあり、その中で、該微粒状粒子は、本発明による微粒状粒子の中から選択されている。   The subject of the invention is also a composition of finely divided particles, for example a dispersion of finely divided particles and a powder of finely divided particles, in which the finely divided particles are selected from among the finely divided particles according to the invention. ing.

コア−シェル構造を有する微粒状粒子のコアは一般的に、固体の有機材料、無機材料又は有機金属材料から形成される。該コア−シェル粒子のコアは、該粒子の全体積を基準として、一般的に、平均して1〜99.9体積%、特に10〜95体積%、殊に50〜90体積%になる。   The core of fine particles having a core-shell structure is generally formed from a solid organic material, an inorganic material or an organometallic material. The core of the core-shell particles is generally on average from 1 to 99.9% by volume, in particular from 10 to 95% by volume, in particular from 50 to 90% by volume, based on the total volume of the particles.

コア−シェル粒子の未架橋ポリマー殻の平均分子量は、GPCを用いて測定することができる。該ポリマー殻の数平均分子量は、一般的に1000〜1000000g/mol、しばしば5000〜100000g/mol、特に10000〜80000g/mol、殊に10000〜60000g/molである。   The average molecular weight of the uncrosslinked polymer shell of the core-shell particles can be measured using GPC. The number average molecular weight of the polymer shell is generally 1000 to 1000000 g / mol, often 5000 to 100000 g / mol, in particular 10000 to 80000 g / mol, in particular 10000 to 60000 g / mol.

本発明による方法は、バッチプロセスとして又は連続的に構成することができる。好ましくは、本発明による方法は連続的に実施される。   The process according to the invention can be configured as a batch process or continuously. Preferably, the process according to the invention is carried out continuously.

例1において得られたコア−シェル構造を有する微粒状粒子のTEM像。4 is a TEM image of fine particles having a core-shell structure obtained in Example 1. FIG. 例1において得られたコア−シェル構造を有する微粒状粒子のTEM像。4 is a TEM image of fine particles having a core-shell structure obtained in Example 1. FIG. 例2において得られたコア−シェル構造を有する微粒状粒子のTEM像。4 is a TEM image of fine particles having a core-shell structure obtained in Example 2. 例3において得られたコア−シェル構造を有する微粒状粒子のTEM像。4 is a TEM image of fine particles having a core-shell structure obtained in Example 3. 例4において得られたコア−シェル構造を有する微粒状粒子のTEM像。4 is a TEM image of fine particles having a core-shell structure obtained in Example 4. 例5において得られたコア−シェル構造を有する微粒状粒子のTEM像。6 is a TEM image of fine particles having a core-shell structure obtained in Example 5.

分析法:
透過型電子顕微鏡法(TEM)を用いて、該コア−シェル粒子のコア及びシェルを視覚化することができる。フーリエ変換赤外分光法(FTIR)は分光学的方法として、該モノマー分子の二重結合が該ポリマー構造中で存在していないか、もしくは該液状モノマー層が、固体ポリマーになっていることを示すのに利用される。ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて、該ポリマー殻の平均分子量を測定することができる。
Analysis method:
Transmission electron microscopy (TEM) can be used to visualize the core and shell of the core-shell particles. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) is a spectroscopic method in which double bonds of the monomer molecules are not present in the polymer structure or the liquid monomer layer is a solid polymer. Used to show. The average molecular weight of the polymer shell can be measured using gel permeation chromatography (GPC).

一般的な実験手順:
第一エーロゾル流を発生させるために、少なくとも1種のモノマー、場合により少なくとも1種の光開始剤、場合により少なくとも1種の添加剤及び場合により少なくとも1種の架橋剤の溶液を、該キャリヤーガス流を用いて、該噴霧器(二流体ノズルを備えた噴霧器、Topas社、型式ATM 220)中へ供給する。該噴霧器を出た後に、該エーロゾルは、コロナ帯電装置中で帯電される。
General experimental procedure:
In order to generate a first aerosol stream, a solution of at least one monomer, optionally at least one photoinitiator, optionally at least one additive and optionally at least one crosslinking agent is added to the carrier gas. A stream is used to feed into the nebulizer (a nebulizer with a two-fluid nozzle, Topas, model ATM 220). After exiting the nebulizer, the aerosol is charged in a corona charging device.

第二エーロゾル流を発生させるために、例えば水中の、該固体粒子の懸濁液を、該キャリヤーガス流を用いて、噴霧器(二流体ノズルを備えた噴霧器、Topas社、型式ATM 220)中へ供給する。引き続き、該エーロゾルを拡散ドライヤ(Topas社、型式DDU 570/H)に流して、該エーロゾルの含水量を最小限にする。該噴霧器を出た後に、該エーロゾルは、コロナ帯電装置中で、第一エーロゾル流とは反対の電荷に帯電される。   In order to generate a second aerosol stream, a suspension of the solid particles, for example in water, is used with the carrier gas stream into a nebulizer (a nebulizer with a two-fluid nozzle, Topas, model ATM 220). Supply. Subsequently, the aerosol is passed through a diffusion dryer (Topas, model DDU 570 / H) to minimize the water content of the aerosol. After leaving the nebulizer, the aerosol is charged in the corona charging device to a charge opposite to the first aerosol stream.

例4及び5において固体の塩化ナトリウム粒子の第二エーロゾル流を発生させるために、第二エーロゾル流を、次の規定に従い用意する:水1mLあたり塩化ナトリウム3.5mgの固体含量を有する水中の塩化ナトリウムの溶液を製造する。この混合物は、該キャリヤーガス流を用いて、二流体ノズル中で1barのノズル入口圧で噴霧される。塩化ナトリウム含有水滴からなる、発生したエーロゾルを、拡散ドライヤに導く。該拡散ドライヤを出た後に、固体のナノスケール塩化ナトリウム粒子の第二エーロゾル流が得られ、これを、コロナ帯電装置中で、第一エーロゾル流とは反対の電荷に帯電させる。   In order to generate a second aerosol stream of solid sodium chloride particles in Examples 4 and 5, a second aerosol stream is prepared according to the following rules: Chloride in water having a solids content of 3.5 mg sodium chloride per mL of water. A solution of sodium is prepared. This mixture is sprayed using the carrier gas stream in a two-fluid nozzle with a nozzle inlet pressure of 1 bar. The generated aerosol consisting of sodium chloride-containing water droplets is directed to a diffusion dryer. After exiting the diffusion dryer, a second aerosol stream of solid nanoscale sodium chloride particles is obtained, which is charged in a corona charging device to a charge opposite to the first aerosol stream.

第一及び第二エーロゾル流を合一し、暗くした滞留帯域に流す。引き続き、該混合エーロゾル流を、2つの自作光反応器である、光反応器1又は2のうちの1つに流す(光反応器1は、UV源として、該放射体表面上で10mW/cm2の光子出力を有するXeClエキシマ放射体を有する。この光反応器中で、該UV放射体は中心に配置されているので、該照射は、外側に向かって行われる。光反応器2は、3個の同一のUV放射体からなり、それぞれUV蛍光管を備えており、かつ該放射体表面上で8mW/cm2の光子出力を有する。この光反応器中で、該UV放射体は、該反応体積の外にあるので、該照射は内側に向かって行われる)。 The first and second aerosol streams are merged and run in a darkened residence zone. Subsequently, the mixed aerosol stream is flowed to one of two self-made photoreactors, photoreactors 1 or 2 (photoreactor 1 as a UV source, 10 mW / cm on the emitter surface). It has a XeCl excimer emitter with a photon output of 2. In this photoreactor, the UV emitter is centrally located so that the irradiation is directed outwards. Composed of three identical UV emitters, each equipped with a UV fluorescent tube and having a photon output of 8 mW / cm 2 on the emitter surface, in which the UV emitter is Since it is outside the reaction volume, the irradiation is done inward).

全ての実施例において、窒素(N2)をキャリヤーガスとして使用した。 In all examples, nitrogen (N 2 ) was used as the carrier gas.

使用される化学薬品のリスト
・メチルメタクリラート
・n−ブチルアクリラート
・1,6−ヘキサンジオールジアクリラート
・光開始剤:Irgacure(登録商標) 907(BASF SE社)(2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン)
・球状のナノスケール二酸化ケイ素、粒径250nm(製造者:Microparticles)
・ほぼ球状のナノスケール金、粒径100nm(製造者:Postnova)
・ナノスケール酸化亜鉛:エタノール中酸化亜鉛ナノ粒子40質量%、粒径30nm(製造者:Sigma Aldrich)
・塩化ナトリウム。
List of chemicals used: methyl methacrylate, n-butyl acrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, photoinitiator: Irgacure® 907 (BASF SE) (2-methyl-1 [ 4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one)
・ Spherical nanoscale silicon dioxide, particle size 250nm (Manufacturer: Microparticles)
-Almost spherical nanoscale gold, particle size 100nm (Manufacturer: Postnova)
Nanoscale zinc oxide: 40% by mass of zinc oxide nanoparticles in ethanol, particle size of 30 nm (manufacturer: Sigma Aldrich)
Sodium chloride.

例1:
第一エーロゾル流:
モノマー:メチルメタクリラート
光開始剤:Irgacure(登録商標) 907、メチルメタクリラート中1質量%
架橋剤:1,6−ヘキサンジオールジアクリラート、メチルメタクリラートの量を基準として10体積%
ノズル入口圧:1bar
帯電電圧:2kV
該液滴の極性:負
エーロゾル中の該モノマー液滴の濃度:107〜108液滴/cm3
平均液滴直径:131.4nm、標準偏差 0.57μm
液滴あたりの電気素量:10〜60、直径に応じて
第二エーロゾル流:
固体:球状のナノスケール二酸化ケイ素
濃度:H2O 1mLあたりSiO2 1mg
ノズル入口圧:2bar
帯電電圧:4kV
該粒子の極性:正
エーロゾル中の該粒子の濃度:105粒子/cm3
平均粒径:250nm、標準偏差0.1μm
粒子あたりの電気素量:40
混合エーロゾル流:
照射されない滞留帯域中の滞留時間:10秒
照射期間:3分
光反応器:光反応器1。
Example 1:
First aerosol flow:
Monomer: Methyl methacrylate photoinitiator: Irgacure (registered trademark) 907, 1% by mass in methyl methacrylate
Cross-linking agent: 10% by volume based on the amount of 1,6-hexanediol diacrylate and methyl methacrylate
Nozzle inlet pressure: 1 bar
Charging voltage: 2 kV
Polarity of the droplets: concentration of the monomer droplets in the negative aerosol: 10 7 to 10 8 droplets / cm 3
Average droplet diameter: 131.4 nm, standard deviation 0.57 μm
Elementary quantity per droplet: 10-60, second aerosol flow depending on diameter:
Solid: Spherical nanoscale silicon dioxide Concentration: 1 mg of SiO 2 per mL of H 2 O
Nozzle inlet pressure: 2 bar
Charging voltage: 4 kV
Polarity of the particles: Concentration of the particles in the positive aerosol: 10 5 particles / cm 3
Average particle size: 250 nm, standard deviation 0.1 μm
Electric quantity per particle: 40
Mixed aerosol flow:
Residence time in residence zone not irradiated: 10 seconds Irradiation period: 3 Spectral reactor: Photoreactor 1.

例2:
第一エーロゾル流:
モノマー:メチルメタクリラート
光開始剤:Irgacure(登録商標) 907、メチルメタクリラート中1質量%
架橋剤:1,6−ヘキサンジオールジアクリラート、メチルメタクリラートの量を基準として10体積%
ノズル入口圧:1bar
帯電電圧:2kV
該液滴の極性:負
エーロゾル中の該モノマー液滴の濃度:107〜108液滴/cm3
平均液滴直径:131.4nm、標準偏差 0.57μm
液滴あたりの電気素量:10〜60、直径に応じて
第二エーロゾル流:
固体:ほぼ球状のナノスケール金
濃度:H2O 1mLあたりAu 0.6mg
ノズル入口圧:2bar
帯電電圧:4kV
該粒子の極性:正
エーロゾル中の該粒子の濃度:105粒子/cm3
平均粒径:100nm
粒子あたりの電気素量:20
混合エーロゾル流:
照射されない滞留帯域中の滞留時間:10秒
照射期間:3分
光反応器:光反応器2。
Example 2:
First aerosol flow:
Monomer: Methyl methacrylate photoinitiator: Irgacure (registered trademark) 907, 1% by mass in methyl methacrylate
Cross-linking agent: 10% by volume based on the amount of 1,6-hexanediol diacrylate and methyl methacrylate
Nozzle inlet pressure: 1 bar
Charging voltage: 2 kV
Polarity of the droplets: concentration of the monomer droplets in the negative aerosol: 10 7 to 10 8 droplets / cm 3
Average droplet diameter: 131.4 nm, standard deviation 0.57 μm
Elementary quantity per droplet: 10-60, second aerosol flow depending on diameter:
Solid: almost spherical nanoscale gold concentration: 0.6 mg Au per mL of H 2 O
Nozzle inlet pressure: 2 bar
Charging voltage: 4 kV
Polarity of the particles: Concentration of the particles in the positive aerosol: 10 5 particles / cm 3
Average particle size: 100 nm
Electric quantity per particle: 20
Mixed aerosol flow:
Residence time in residence zone not irradiated: 10 seconds Irradiation period: 3 Spectral reactor: Photoreactor 2

例3:
第一エーロゾル流:
モノマー:メチルメタクリラート
光開始剤:Irgacure(登録商標) 907、メチルメタクリラート中1質量%
架橋剤:1,6−ヘキサンジオールジアクリラート、メチルメタクリラートの量を基準として10体積%
エタノール:メチルメタクリラート15mlあたりエタノール中酸化亜鉛ナノ粒子の懸濁液0.2mL、この懸濁液が、該モノマー溶液に添加される。
ノズル入口圧:1bar
帯電電圧:2kV
該液滴の極性:負
エーロゾル中の該モノマー液滴の濃度:107〜108液滴/cm3
平均液滴直径:131.4nm、標準偏差 0.57μm
液滴あたりの電気素量:10〜60、直径に応じて
第二エーロゾル流:
固体:球状のナノスケール二酸化ケイ素
濃度:H2O 1mLあたりSiO2 1mg
ノズル入口圧:2bar
帯電電圧:4kV
該粒子の極性:正
エーロゾル中の該粒子の濃度:105粒子/cm3
平均粒径:250nm、標準偏差 0.1μm
粒子あたりの電気素量:40
混合エーロゾル流:
照射されない滞留帯域中の滞留時間:10秒
照射期間:3分
光反応器:光反応器2。
Example 3:
First aerosol flow:
Monomer: Methyl methacrylate photoinitiator: Irgacure (registered trademark) 907, 1% by mass in methyl methacrylate
Cross-linking agent: 10% by volume based on the amount of 1,6-hexanediol diacrylate and methyl methacrylate
Ethanol: 0.2 mL of a suspension of zinc oxide nanoparticles in ethanol per 15 ml of methyl methacrylate, this suspension is added to the monomer solution.
Nozzle inlet pressure: 1 bar
Charging voltage: 2 kV
Polarity of the droplets: concentration of the monomer droplets in the negative aerosol: 10 7 to 10 8 droplets / cm 3
Average droplet diameter: 131.4 nm, standard deviation 0.57 μm
Elementary quantity per droplet: 10-60, second aerosol flow depending on diameter:
Solid: Spherical nanoscale silicon dioxide Concentration: 1 mg of SiO 2 per mL of H 2 O
Nozzle inlet pressure: 2 bar
Charging voltage: 4 kV
Polarity of the particles: Concentration of the particles in the positive aerosol: 10 5 particles / cm 3
Average particle size: 250 nm, standard deviation 0.1 μm
Electric quantity per particle: 40
Mixed aerosol flow:
Residence time in residence zone not irradiated: 10 seconds Irradiation period: 3 Spectral reactor: Photoreactor 2

例4:
第一エーロゾル流:
モノマー:メチルメタクリラート
光開始剤:Irgacure(登録商標) 907、メチルメタクリラート中1質量%
架橋剤:1,6−ヘキサンジオールジアクリラート、メチルメタクリラートの量を基準として10体積%
ノズル入口圧:1bar
帯電電圧:3.5kV
該液滴の極性:負
エーロゾル中の該モノマー液滴の濃度:約107液滴/cm3
平均液滴直径:約130nm
液滴あたりの電気素量:約10〜60、直径に応じて
第二エーロゾル流:
固体:ナノスケール塩化ナトリウム
ノズル入口圧:2bar
帯電電圧:4kV
該粒子の極性:正
エーロゾル中の該粒子の濃度:約107粒子/cm3
平均粒径:約65nm
粒子あたりの電気素量:約10〜60、直径に応じて
混合エーロゾル流:
照射されない滞留帯域中の滞留時間:60秒
照射期間:3分
光反応器:光反応器2。
Example 4:
First aerosol flow:
Monomer: Methyl methacrylate photoinitiator: Irgacure (registered trademark) 907, 1% by mass in methyl methacrylate
Cross-linking agent: 10% by volume based on the amount of 1,6-hexanediol diacrylate and methyl methacrylate
Nozzle inlet pressure: 1 bar
Charging voltage: 3.5 kV
Polarity of the droplets: Concentration of the monomer droplets in the negative aerosol: about 10 7 droplets / cm 3
Average droplet diameter: about 130 nm
Elementary electric charge per droplet: about 10-60, depending on diameter, second aerosol flow:
Solid: Nanoscale sodium chloride nozzle inlet pressure: 2 bar
Charging voltage: 4 kV
Polarity of the particles: Concentration of the particles in the positive aerosol: about 10 7 particles / cm 3
Average particle diameter: about 65nm
Elementary quantity of electricity per particle: about 10-60, depending on diameter, mixed aerosol flow:
Residence time in residence zone not irradiated: 60 seconds Irradiation period: 3 Spectral reactor: Photoreactor 2

例5:
第一エーロゾル流:
モノマー:1,6−ヘキサンジオールジアクリラート
光開始剤:Irgacure(登録商標) 907、1,6−ヘキサンジオールジアクリラート中1質量%
架橋剤:−
ノズル入口圧:1bar
帯電電圧:3.5kV
該液滴の極性:負
エーロゾル中の該モノマー液滴の濃度:約107液滴/cm3
平均液滴直径:約130nm
液滴あたりの電気素量:約10〜60、直径に応じて
第二エーロゾル流:
固体:ナノスケール塩化ナトリウム
ノズル入口圧:2bar
帯電電圧:4kV
該粒子の極性:正
エーロゾル中の該粒子の濃度:約107粒子/cm3
平均粒径:約65nm
粒子あたりの電気素量:約10〜60、直径に応じて
混合エーロゾル流:
照射されない滞留帯域中の滞留時間:60秒
照射期間:3分
光反応器:光反応器2。
Example 5:
First aerosol flow:
Monomer: 1,6-hexanediol diacrylate photoinitiator: Irgacure (registered trademark) 907, 1% by mass in 1,6-hexanediol diacrylate
Crosslinker:-
Nozzle inlet pressure: 1 bar
Charging voltage: 3.5 kV
Polarity of the droplets: Concentration of the monomer droplets in the negative aerosol: about 10 7 droplets / cm 3
Average droplet diameter: about 130 nm
Elementary electric charge per droplet: about 10-60, depending on diameter, second aerosol flow:
Solid: Nanoscale sodium chloride nozzle inlet pressure: 2 bar
Charging voltage: 4 kV
Polarity of the particles: Concentration of the particles in the positive aerosol: about 10 7 particles / cm 3
Average particle diameter: about 65nm
Elementary quantity of electricity per particle: about 10-60, depending on diameter, mixed aerosol flow:
Residence time in residence zone not irradiated: 60 seconds Irradiation period: 3 Spectral reactor: Photoreactor 2

例6:
コア−シェル構造を有する微粒状粒子を、例1において実施される方法と同様にして製造した。第一エーロゾル流中のモノマーとして、n−ブチルアクリラートを使用した。光開始剤を使用したが、しかしながら架橋剤を使用しなかった。第二エーロゾル流中の固体は、球状のナノスケール二酸化ケイ素であった。
Example 6:
Fine particulate particles having a core-shell structure were prepared in a manner similar to that performed in Example 1. N-Butyl acrylate was used as the monomer in the first aerosol stream. A photoinitiator was used, but no crosslinker was used. The solid in the second aerosol stream was spherical nanoscale silicon dioxide.

ポリ−n−ブチルアクリラートからなるシェルを有し、球状のナノスケール二酸化ケイ素からなるコアを有する微粒状粒子が得られた。   Fine particles having a shell made of poly-n-butyl acrylate and having a core made of spherical nanoscale silicon dioxide were obtained.

架橋剤を添加しなかったので、コア−シェル構造を有する該微粒状粒子のシェルは、TEM像中で見られなかった。   Since no cross-linking agent was added, the shell of the fine particles having a core-shell structure was not seen in the TEM image.

Claims (23)

シェルが少なくとも1種のポリマーを含む、コア−シェル構造を有する微粒状粒子の製造方法であって、
前記方法が、次の工程:
i.キャリヤーガス流中の液滴の第一エーロゾル流を用意し、かつ第一エーロゾルの液滴に電荷を帯電させる工程、その際に、該液滴が少なくとも1種のモノマーを含有する;
ii.キャリヤーガス流中の固体粒子の第二エーロゾル流を用意し、かつ該エーロゾルの固体粒子に、第一エーロゾル流の液滴の電荷とは反対の電荷を帯電させる工程;
iii.第一エーロゾル流を第二エーロゾル流と混合して、混合エーロゾル流を得る工程;
iv.この混合エーロゾル流に電磁放射線を照射することにより、該モノマーの重合を開始する工程
を含む、コア−シェル構造を有する微粒状粒子の製造方法。
A method for producing finely divided particles having a core-shell structure, wherein the shell comprises at least one polymer,
The method comprises the following steps:
i. Providing a first aerosol stream of droplets in a carrier gas stream and charging the droplets of the first aerosol, wherein the droplets contain at least one monomer;
ii. Providing a second aerosol stream of solid particles in a carrier gas stream and charging the solid particles of the aerosol with a charge opposite to the charge of the droplets of the first aerosol stream;
iii. Mixing a first aerosol stream with a second aerosol stream to obtain a mixed aerosol stream;
iv. A method for producing finely divided particles having a core-shell structure, comprising the step of initiating polymerization of the monomer by irradiating the mixed aerosol stream with electromagnetic radiation.
第一エーロゾル流の液滴が、少なくとも1種の該モノマー及び少なくとも1種の光開始剤から本質的になる、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the droplets of the first aerosol stream consist essentially of at least one of the monomers and at least one photoinitiator. 第一エーロゾル流の液滴が、付加的に少なくとも1種の非重合性添加剤を含有する、請求項1記載の方法。   The method of claim 1 wherein the droplets of the first aerosol stream additionally contain at least one non-polymerizable additive. 第一エーロゾル流の液滴が、20nm〜30μmの範囲内、特に30nm〜1000nmの範囲内の数平均液滴直径を有する、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。   4. A method as claimed in claim 1, wherein the droplets of the first aerosol stream have a number average droplet diameter in the range of 20 nm to 30 [mu] m, in particular in the range of 30 nm to 1000 nm. 第一エーロゾル流が、1cm3あたり104〜1010液滴の範囲内、特に106〜108液滴の範囲内の液滴密度を有する、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 5. The method according to claim 1, wherein the first aerosol stream has a droplet density in the range of 10 4 to 10 10 droplets per cm 3 , in particular in the range of 10 6 to 10 8 droplets. the method of. 少なくとも1種の該モノマーが、オレフィン性不飽和モノマー及び環状エーテル、ラクトン及びラクタムの中から選択されている、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。   6. A process according to any one of the preceding claims, wherein the at least one monomer is selected from olefinically unsaturated monomers and cyclic ethers, lactones and lactams. 少なくとも1種の該モノマーが、モノオレフィン性不飽和モノマー及び少なくとも1種のモノオレフィン性不飽和モノマーと少なくとも1種のポリオレフィン性不飽和モノマーとの混合物の中から選択されている、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。   The at least one monomer is selected from monoolefinically unsaturated monomers and mixtures of at least one monoolefinically unsaturated monomer and at least one polyolefinically unsaturated monomer. The method according to any one of 6 to 6. 少なくとも1種の該モノマーが、モノオレフィン性不飽和C3〜C6−モノカルボン酸、モノオレフィン性不飽和C4〜C6−ジカルボン酸、モノオレフィン性不飽和C3〜C6−モノカルボン酸のエステル、モノオレフィン性不飽和C4〜C6−ジカルボン酸のエステル、モノオレフィン性不飽和C3〜C6−モノカルボン酸のアミド、N−ビニルアミド、N−ビニルラクタム、ビニル芳香族化合物、ビニルエーテル、ビニルエステル、アリルエステル及びメタリルエステル、モノオレフィン性不飽和ニトリル、α−オレフィン、モノオレフィン性不飽和スルホン酸、モノオレフィン性不飽和ホスホン酸及びモノオレフィン性不飽和リン酸ハーフエステルの中から選択されている、少なくとも1種のモノオレフィン性不飽和モノマーを含む、請求項6又は7記載の方法。 At least one of said monomers, monoolefinically unsaturated C 3 -C 6 - monocarboxylic acids, monoolefinic unsaturated C 4 -C 6 - dicarboxylic acid, mono-olefinically unsaturated C 3 -C 6 - monocarboxylic Esters of acids, monoolefinically unsaturated C 4 -C 6 -dicarboxylic acid esters, monoolefinically unsaturated C 3 -C 6 -monocarboxylic acid amides, N-vinyl amides, N-vinyl lactams, vinyl aromatic compounds , Vinyl ether, vinyl ester, allyl ester and methallyl ester, monoolefinically unsaturated nitrile, α-olefin, monoolefinically unsaturated sulfonic acid, monoolefinically unsaturated phosphonic acid and monoolefinically unsaturated phosphoric acid half ester Comprising at least one monoolefinically unsaturated monomer selected from Claim 6 or 7 The method according. まず最初に、少なくとも1種のモノマーを含有し、本質的には電荷を持たない液滴のエーロゾル流を発生させ、かつこのエーロゾル流を、該液滴の帯電のために、帯電装置に導く、請求項1から8までのいずれか1項記載の方法。   First, an aerosol stream of droplets containing at least one monomer and having essentially no charge is generated, and this aerosol stream is directed to a charging device for charging the droplets. 9. A method according to any one of claims 1-8. 第二エーロゾル流の粒子が、20nm〜30μmの範囲内、特に30nm〜1000nmの範囲内の数平均粒径を有する、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。   10. The method according to claim 1, wherein the particles of the second aerosol stream have a number average particle size in the range of 20 nm to 30 μm, in particular in the range of 30 nm to 1000 nm. 第二エーロゾル流が、1cm3あたり104〜1010粒子、特に1cm3あたり104〜106粒子の範囲内の粒子密度を有する、請求項1から10までのいずれか1項記載の方法。 The second aerosol stream, 1 cm 3 per 10 4 to 10 10 particles, in particular having a particle density in the range of 1 cm 3 per 10 4 to 10 6 particles, the method of any one of claims 1 to 10. 第二エーロゾル流の粒子が、少なくとも1種の固体の有機材料、無機材料又は有機金属材料からなる、請求項1から11までのいずれか1項記載の方法。   12. A method according to any one of the preceding claims, wherein the particles of the second aerosol stream consist of at least one solid organic material, inorganic material or organometallic material. 第二エーロゾル流の粒子が、金属又は半金属の酸化物、硫化物、炭化物、窒化物、炭酸塩、リン酸塩及びハロゲン化物、金属カルボニル、単体金属、単体半金属及び金属合金の中から選択されている材料からなる、請求項12記載の方法。   The particles of the second aerosol stream are selected from metal or metalloid oxides, sulfides, carbides, nitrides, carbonates, phosphates and halides, metal carbonyls, elemental metals, elemental metalloids and metal alloys. The method according to claim 12, wherein the method is made of a material that has been prepared. 該混合エーロゾル流を、電磁放射線の照射前に、照射されない滞留帯域に導く、請求項1から13までのいずれか1項記載の方法。   14. A method according to any one of the preceding claims, wherein the mixed aerosol stream is directed to a non-irradiated residence zone prior to irradiation with electromagnetic radiation. 該滞留帯域中の該混合エーロゾル流の平均滞留時間が、1〜500秒の範囲内、特に10〜100秒の範囲内である、請求項14記載の方法。   15. A process according to claim 14, wherein the average residence time of the mixed aerosol stream in the residence zone is in the range 1 to 500 seconds, in particular in the range 10 to 100 seconds. 該混合エーロゾル流を、重合のために、流通式光反応器に導く、請求項1から15までのいずれか1項記載の方法。   16. A process according to any one of claims 1 to 15, wherein the mixed aerosol stream is directed to a flow-through photoreactor for polymerization. 該流通式光反応器中の該混合エーロゾル流の平均滞留時間が、1〜300秒の範囲内、特に5〜60秒の範囲内である、請求項16記載の方法。   The process according to claim 16, wherein the mean residence time of the mixed aerosol stream in the flow-through photoreactor is in the range of 1 to 300 seconds, in particular in the range of 5 to 60 seconds. 光重合後に、コア−シェル構造を有する微粒状粒子を、フィルター又は表面上で、分離捕集する、請求項1から17までのいずれか1項記載の方法。   The method according to claim 1, wherein fine particles having a core-shell structure are separated and collected on a filter or a surface after photopolymerization. 光重合後に、コア−シェル構造を有する微粒状粒子を、液状媒体中への該エーロゾル流の導入により、分離捕集する、請求項1から18までのいずれか1項記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 18, wherein after the photopolymerization, fine particles having a core-shell structure are separated and collected by introducing the aerosol flow into a liquid medium. 請求項1から19までのいずれか1項記載の方法により得られる、コア−シェル構造を有する微粒状粒子。   A fine particle having a core-shell structure obtained by the method according to any one of claims 1 to 19. 25nm〜30μmの範囲内、特に30nm〜1μmの範囲内の数平均粒径を有する、請求項20記載の微粒状粒子。   21. Fine particulate particles according to claim 20, having a number average particle size in the range of 25 nm to 30 [mu] m, in particular in the range of 30 nm to 1 [mu] m. 該コアが、固体の有機材料、無機材料又は有機金属材料から形成される、請求項20又は21記載の微粒状粒子。   The finely divided particle according to claim 20 or 21, wherein the core is formed of a solid organic material, an inorganic material, or an organometallic material. 該コア−シェル粒子のコアが、該粒子の全体積を基準として、平均して1〜99.9体積%、特に10〜95体積%、殊に50〜90体積%になる、請求項20から22までのいずれか1項記載の微粒状粒子。   The core of the core-shell particles averages from 1 to 99.9% by volume, in particular from 10 to 95% by volume, in particular from 50 to 90% by volume, based on the total volume of the particles. The finely divided particles according to any one of up to 22.
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