バルク材の定性的および定量的同定法
バルク材に色素含有ポリマー分散物が添加された、物品中のバルク材の同定および定量化。色素混合物によってコード付けされている粒子を含有するポリマー分散物、およびポリマー分散粒子が定性的に測定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の詳細な説明
本発明は、物品中のバルク材（Ｍａｓｓｅｎｇｕｅｔ）の同定および定量化のための方法、蛍光マーキングされたポリマー分散物、および、その蛍光マーキングされたポリマー分散物を含有する建築材料に関する。
【０００２】
発明の背景
バルク材とは、充分に公知であり且つ大量に生産されるか、または輸送される製品または品物である。それらは消費材としても称されることがあり、且つ、大量に供給され、且つ特定の基本規格を満たさなければならないことを特徴とする。個数での量の記述が不可能である、ゆるいばら荷および液体品はこれに属する。
【０００３】
バルク材の分類は、乾燥した、および湿ったバルク材および気体状のバルク材における、その物質の状態に従って行われる。この分類によって、輸送行為、積み替え行為、および貯蔵行為のために必須の生産要素についての直接的な指示が与えられる。それゆえ、それらは国際的な物流（Ｌｏｇｉｓｔｉｋ）変換プロセスにおける関係者にとっては、非常に実用上重要である。湿ったバルク材（例えば原油、鉱油製品）は、タンカーで海路および内陸水域上を移送され、時として、吸引設備を用いて積み替えられて貨車およびトラックで移送され、且つ、多くの場合、サイロ内に、且つ時には露地に貯蔵される。気体状のバルク材は、湿ったバルク材と類似するが、詳細には異なる技術を用いて物流変換される。バルク材の物流のフローは、多くの場合、重さまたは容積において測られる。バルク材は梱包されないが、しかしながらそれらは、全て荷物運搬具（例えばコンテナ）を用いて、梱包手段（例えば袋、樽、ボール箱またはびん）内に入れられることによって部分荷に変換され得る。部分荷は、半製品または既製品であり、時として、梱包されたバルク材でもある。歴史的には、それらは多くの場合、梱包手段、例えば袋または樽を用いてまとめられ且つ保護され、直接的に輸送運搬具に積み込まれる。
【０００４】
消費材または消耗品は、多くの消費者集団（顧客または二次加工者）に一貫して求められ、且つ、通常、比較的長い時間にわたって生産される。この場合、それは生産物（例えば鉱石、木材、鋼、ブリキ、パイプ）および消費者製品（例えば家庭用品、テキスタイル）であり得る。
【０００５】
それらは液体のばら積み貨物、例えば石油、液化ガス、液化天然ガス、および液体の石油製品を含む。固体のばら積み貨物は、顆粒の形態（ばら荷）、例えば鉱石、石炭、ボーキサイト、ホスフェート、セメント、穀物、または塊の形態の固体のバルク材（塊状荷（Ｓｔｕｅｃｋｇｕｔ））、例えば木の幹、紙、自動車または鋼に区分される。
【０００６】
商業において挙げられる製品、例えば生産物、および農業および園芸において挙げられる産物が、商業上、物品となる。
【０００７】
商品とは、事業者によって流通される物質的な経済物資についての総称である。最も広い意味において、流通対象として、全ての種類の経済物資、原料、土地の産物、資本財、消費者製品、外国為替および有価証券が考慮に入れられる。産物とは、製造の最終結果として、群および／または部分のいくつかからなり、それ自体で完結した、機能性の物体（機械、器具）である。
【０００８】
殊に、建築材料の使用は一方では規格の支配下にあり、他方ではしばしば、規格通り且つ特定の利用のためには不適切な建築材料の使用および多成分系の不適切な配量の結果、瑕疵が生じる。その結果、欠陥建築部材となり、その際、しばしば、工事終了後、何年かして初めてその欠陥が明らかになる。
【０００９】
従って、本発明は、使用される材料の種類および出自を定性的および定量的に把握し、そのことにより、建築材料の品質管理を、その使用の間および使用後に直接的に実施するという課題に基づいている。その際、その検出は、完成して設置された建築物において可能であるべきである。
【００１０】
該方法は、建築材料のために開発されたが、しかし、それに限定されてはいない。
【００１１】
この課題は、物品におけるバルク材の同定方法であって、色素の混合によって粒子がコード付けされている、色素含有ポリマー分散物が該バルク材に添加され、且つ、該ポリマー分散物粒子が定量的に測定される方法を提供することによって解決される。コード付けは、好ましくは、各々の個別の分散粒子がそれぞれの分散物について取り違えようのない画一的な色素のパターンを含む、ポリマー分散物を製造することによって行われる。そのパターンは、使用可能な色素全体の数、並びにポリマー粒子中でのその相対的な濃度によって決定される。該パターンは、分光法および／または顕微鏡法によって検出される。
【００１２】
この度、意外なことに、物品中のバルク材のマーキングによって、使用された材料の出自の、定性的および定量的な種類が把握され得ることが判明した。この際、バルク材に量的に多く結合するマーキングにつながるマーカーを、安価に製造できる。本発明によるバルク材のマーキングを、その製造工程の間の種々のポイントでマーカーを配量することによって行うことができる。
【００１３】
本発明の詳細な説明
多くの場合、物品はバルク材を使用して製造される。加工に関して、しばしば、物品中で使用されたバルク材の種類、出自および使用量を充分な信頼性で検知するのは、全く不可能であるか、困難である。
【００１４】
本発明の好ましい実施態様において、バルク材の同定および定量化のために、液体および固体のバルク材が使用される。この際、該バルク材は、液体のバルク材、例えば石油、液化ガス、液化天然ガス、および液体の石油製品と、固体のバルク材との、２つのカテゴリーに分類され得る。その際、固体のばら積み貨物は、顆粒形態（塊状荷）、例えば鉱石、石炭、ボーキサイト、ホスフェート、セメント、穀物、または塊の形態の固体のバルク材（塊状荷）、例えば木の幹、紙、自動車または鋼に区分される。
【００１５】
ＷＯ−Ａ−９９／５２７０８号から、気体状材料、液体材料または固体材料のマーキング方法が公知であり、そこでは、後で同定されるべき気体状材料、液体材料または固体材料に、担体−マイクロ粒子に結合している充分な量の着色されたマイクロ粒子および／またはナノ粒子を添加する。使用される粒子は、例えば架橋ポリスチレンからなり、直径約５．５μｍを有する。該粒子は、例えば３つの異なる蛍光色素を用い、８つの異なる色素濃度で着色もしくはコード付けされて、コード付けされた粒子の５１２の異なる群が得られる。個々の群を、例えば血球計算器を用いて同定することができる。コード付けされた粒子は、物質、例えば食塩結晶の、例えば製造業者、製造バッチおよび製造データを確認するためのマーキングのために使用される。
【００１６】
殊に、液体のバルク材は、コンクリート混和剤およびセメント添加剤であってよい。
【００１７】
コンクリート混和剤は、物理的および／または化学的作用によってフレッシュコンクリートまたは固体のコンクリートの特性、例えばワーカビリティ、凝結挙動、硬化、または耐久性を変えるために、コンクリートに混和される、水中に溶解または懸濁された物質である。該物質の添加は、コンクリート工場での製造の際に直接的に行われるか、または工事現場への引き渡し後に行われるかのいずれかである。コンクリート混和剤は、通常、液体で、且つ、わずかな量で添加される。該添加は、セメント量に対して、一般に０．２〜２％の範囲内である。コンクリート可塑剤および流動化剤（しばしば、プラスチフィケーター、スーパープラスチフィケーターまたは超可塑剤とも称される）が、最も頻繁に使用される混和剤である。流動化剤は、流動性のコンシステンシーを有するコンクリートの製造のためにも役立つ。コンクリート可塑剤および流動化剤は、コンクリートのワーカビリティを改善するか、または同一のワーカビリティの際、圧縮強さおよび密度の高まりをみちびく所要水量を低減する。コンクリート可塑剤の添加によって、フレッシュコンクリートがより液状になり、ひいてはより容易に作業できるようになる。それによって、ある特定のワーカビリティについて、必要な水量が低減され得る。
【００１８】
粉砕助剤とは、粉砕媒体並びに他の添加剤、例えば湿式粉砕の際の液体として理解される。粉砕媒体としては、大抵、球が使用され、なぜなら、それらは動力学的且つ摩耗に最も耐久性のある形状であり、且つ有利な体積：表面比を有するからである。粉砕助剤を用いて、セメント、ポルトランドセメント、ベリリウム酸化物、石灰岩、石膏、粘土およびボーキサイトを加工できる。
【００１９】
前処理されたまたは未処理の鉱物の準備に際して、それらを通常、比較的小さな粒子に粉砕する。この際、所定の作業速度での粉砕速度または粒子の細かさを高めるために、しばしば粉砕助剤が使用される。鉱物として、天然由来の無機鉱物、例えばリン酸塩岩石、部分的に処理された鉱物、例えば濃縮鉄鉱石および鉱物の混合物、例えばセメント、クリンカーまたはセラミック物質を、粉砕助剤と共に粉砕する。
【００２０】
好ましくは、固体のバルク材は、コンクリート、セメントおよびクリンカーである。
【００２１】
コンクリートは、セメント、岩石粒子もしくはコンクリート骨材（砂および砂利または砕石）および練り混ぜ水（Ａｎｍａｃｈｗａｓｓｅｒ）からの混合物である。それはさらに、コンクリート混和物およびコンクリート混和剤を含有してよい。建築用鋼材またはスパン鋼を用いて、鉄筋コンクリートもしくはプレストレストコンクリートを製造できる。セメントは、他の建築部材と一体化するための結合剤としてはたらく。コンクリートの強度は、セメントのクリンカー成分の結晶化により、互いに固く歯合した極めて小さな針結晶が形成されることによってもたらされる。コンクリート特性は、組成（セメントの種類、セメント含有率、練り込み水の量（水セメント比）、粒度、骨材、混和物および混和剤の品質、粉末含有率）、加工（圧縮、後処理）に依存している。
【００２２】
好ましいセメントは、モルタルおよびコンクリートのための、無機の、微細に粉砕された、水硬性作用の結合剤である。水の添加の際、生じるセメントペーストが、水和によって、耐水性および空間安定性のセメントブロックへと硬化する。セメントは、主として、酸化カルシウム（ＣａＯ、石灰）と、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2、ケイ酸塩）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3、アルミナ）、および酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の化合物からなる。セメントは、コンクリート、モルタル、コンクリートブロック、および完成部分品を製造するために使用される。主なセメントの種類は、ポルトランドセメント、ポルトランド複合セメント、高炉セメント、ポゾランセメントおよび複合セメントを含む。
【００２３】
原料（通常、石灰岩、粘土、砂および鉄鉱石）は、採石場で採掘され、破砕機内で小さくされ、そしてセメント工場に輸送される。原石ミル内で、全ての原材料を一緒に粉砕し、且つ、同時に乾燥させる。その際生じる原料粉末を、その後、ロータリーオーブン内で、約１４５０℃の温度で焼成して、いわゆるクリンカーにし、それをその後、冷却器内で２００℃未満の温度に冷却する。該クリンカーを主にサイロ内または倉庫に貯蔵し、もう１回均質化する。原料粉末のクリンカーへの焼成の際、セメントの水による硬化を可能にする新しい化学結合が生じる。
【００２４】
好ましい実施態様においては、本発明によるポリマー分散物は、平均直径５０ｎｍ〜５００μｍを有する粒径分布で使用される。
【００２５】
水相中のポリマー粒子のコロイド安定分散物を、ポリマー分散物またはポリマーラテックスとも称する。ポリマー粒子の直径は、数１０ナノメートルと数マイクロメートルとの間であってよい。粒子の直径およびポリマー含有率次第で、ポリマー分散物は多かれ少なかれ、くもり〜白い液体に見える。分散物のコロイド安定性は、大抵、界面活性物質、例えば界面活性剤または保護コロイドによって高められる。ポリマー分散物を、種々の重合法（例えば乳化重合、懸濁重合）によってモノマーから直接的に、またはポリマーを分散することによって製造できる。
【００２６】
ＷＯ−Ａ−９９／４０１２３号から、水性ポリマー分散物の製造方法が公知であり、その分散されたポリマー粒子は、有機色素を均質に、即ち分子分散状に分布して含有する。かかる水性分散物は、ミニエマルション重合によって、有機色素を溶解して含有するエチレン性不飽和酸性モノマーを水中油型エマルションの形態で、ラジカル形成重合開始剤の存在中で重合することによって製造され、その際、該エマルションの分散相は本質的に、直径＜５００ｎｍを有する色素含有モノマー液滴から形成される。本発明の有利な実施態様において、重合の際、架橋作用のあるモノマーを含有するモノマー混合物を使用する。該ポリマー分散物は沈殿安定性である。分散された粒子は、平均粒径１００〜４００ｎｍを有する。従来の乾燥法を用いて、水性分散物からそれらを取得できる。該色素含有ポリマー分散物は、例えば、高分子有機材料および無機材料の着色のために、印刷インクおよびインクジェット印刷用インクの着色のために使用される。
【００２７】
ＷＯ−Ａ−２００４／０３７８６７号から、アルキルジケテンの存在中での疎水性モノエチレン性不飽和モノマーのミニエマルション重合によって得られる、アルキルジケテンを含有する水性ポリマー分散物が公知である。これらの分散物は、紙用のサイズ剤として、革、天然および／または合成繊維およびテキスタイル用の疎水化剤として使用される。
【００２８】
Ｂａｒａｎは、ＷＯ２００７／１３０１９０号において、溶液および該溶液中の表面改質蛍光無機粒子を含有する、分散組成物および分散法について報告している。該組成物およびコーティングは、表面のマーキングのために使用され得る。
【００２９】
ＷＯ０３／０４６０６５号から、水を含有し、乳化重合によって製造可能な少なくとも１つのポリマー、およびＬｉ、Ｂ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｂからなる群から選択される少なくとも１つの元素、およびまたはかかる元素の塩、またはそれらの２つまたはそれより多くからの混合物を含有する、ポリマー分散物が公知である。
【００３０】
着色剤含有ポリマー粒子が１，０００ｎｍ未満の平均粒径を有する、さらなる着色剤含有ポリマー分散物がＥＰ−Ａ−１１９１０４１号から公知である。着色剤として、有機色素の他に、ＵＶ吸収剤および蛍光増白剤が考慮に入れられる。それらは、少なくとも１つのエチレン性不飽和酸性モノマーへ着色剤を溶解すること、この溶液を水中で乳化して従来のマクロエマルションを形成すること、該マクロエマルションを均質化して平均液滴サイズ１０００ｎｍ未満を有するミニエマルションを形成すること、および該ミニエマルションを、ラジカル形成重合開始剤、（それぞれ、使用されるモノマーに対して）０．１〜２０質量％の少なくとも１つの非イオン性界面活性化合物、および１〜５０質量％の少なくとも１つの両親媒性のポリマーの存在中で重合することによって製造される。該ポリマー粒子は、０．５〜５０質量％の少なくとも１つの有機色素、蛍光増白剤またはＵＶ吸収剤を均質に分散して含み、それは、ポリマーマトリックス中の有機着色剤が単分子で溶解されているか、または二分子またはより高分子のアグリゲートの形態で存在すると理解されるべきである。
【００３１】
本発明のさらに好ましい実施態様において、ポリマー分散物は、アクリル酸のＣ1〜Ｃ18−アルキルエステル、メタクリル酸のＣ1〜Ｃ18−アルキルエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ブチル、スチレン、クロロスチレンおよび／またはα−メチルスチレン、メタクリル酸エステル、マレイン酸、並びにそれらのモノマーの組み合わせの群からの疎水性モノマーを含む。
【００３２】
エチレン性不飽和モノマーとして、例えば
（ａ） アクリル酸のＣ1〜Ｃ18−アルキルエステル、メタクリル酸のＣ1〜Ｃ18−アルキルエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ブチル、スチレン、クロロスチレンおよび／またはα−メチルスチレンの群からの疎水性モノマー、
（ｂ） 随意に、エチレン性不飽和のＣ3〜Ｃ6−カルボン酸、ビニルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、スルホプロピルアクリレート、スルホプロピルメタクリレート、スチレンスルホン酸、上記の酸の塩、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、Ｃ1〜Ｃ6−カルボン酸のＣ1〜Ｃ8−ヒドロキシアルキルエステル、ジ−Ｃ1〜Ｃ3−アルキルアミノＣ2〜Ｃ4−アルキルアクリレート、ジ−Ｃ1〜Ｃ3−アルキルアミノ−Ｃ2〜Ｃ4−アルキルメタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミドおよび／またはＮ−ビニルピロリドンの群からの親水性のモノマー、および
（ｃ） 随意に、少なくとも２つの二重結合を分子中に有する少なくとも１つの架橋作用モノマー
が考慮に入れられる。
【００３３】
群（ａ）のモノマーを、単独で、互いに混合して、並びにモノマー（ｂ）および／または（ｃ）と組み合わせて懸濁重合の際に使用できる。群（ａ）のモノマーについての例は、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｔｅｒｔブチルアクリレート、ｓｅｋ−ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、パルミチルアクリレート、ステアリルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｓｅｋ−ブチルメタクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ヘプチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、パルミチルメタクリレートおよびステアリルメタクリレート並びに酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ブチル、スチレン、クロロスチレンおよび／またはα−メチルスチレンである。これらの群の好ましく使用されるモノマーは、メチルメタクリレートおよびスチレンである。
【００３４】
随意にポリマーの親水性変性のために使用される、群（ｂ）のモノマーは、例えばエチレン性不飽和Ｃ3〜Ｃ6−カルボン酸、ビニルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、スルホプロピルアクリレート、スルホプロピルメタクリレート、スチレンスルホン酸、上記酸の塩、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、Ｃ1〜Ｃ6−カルボン酸のＣ1〜Ｃ8−ヒドロキシアルキルエステル、ジ−Ｃ1〜Ｃ3−アルキルアミノ−Ｃ2〜Ｃ4−アルキルアクリレート、ジ−Ｃ1〜Ｃ3−アルキルアミノ−Ｃ2〜Ｃ4−アルキルメタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミドおよび／またはＮ−ビニルピロリドンの群から選択される。
【００３５】
エチレン性不飽和カルボン酸の例は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、および酢酸ビニルである。エチレン性不飽和カルボン酸並びにスルホ基含有モノマーを、遊離酸の形態で、並びに部分的または完全にアルカリ金属塩基、アルカリ土類金属塩基、アンモニアまたはアミンで中和された形態で、重合の際に使用することができる。大抵は、酸性モノマーのナトリウム塩、カリウム塩またはアンモニウム塩を使用する。しかしながら、酸性モノマーをアミン、例えばブチルアミン、モルホリン、エタノールアミン、ジエタノールアミンまたはトリエタノールアミンで中和することもでき、且つ、部分的または完全に中和された形態で重合の際に使用できる。ヒドロキシアルキルエステルの中で、殊に、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシブチルアクリレートおよび２−ヒドロキシプロピルメタクリレートが考慮に入れられる。
【００３６】
塩基性モノマーについての例は、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリレート、ジメチルアミノプロピルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジ−ｎ−プロピルアミノエチルアクリレートおよびジ−ｎ−プロピルアミノエチルメタクリレートである。該塩基性モノマーを、遊離塩基として、鉱酸、不飽和カルボン酸またはスルホン酸、例えばｐ−トルエンスルホン酸または安息香酸との塩として、並びに四級化形態（例えば塩化メチル、塩化エチル、塩化ｎ−プロピル、硫酸ジメチル、塩化ｎ−ヘキシル、塩化シクロヘキシルまたは塩化ベンジル）で、重合の際に使用できる。
【００３７】
群（ｂ）のモノマーを、個別に、または組み合わせて、重合の際に使用できる。有利には、この群から、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、ビニルホルムアミド、およびＮ−ビニルピロリドンを使用する。
【００３８】
群（ｃ）のモノマーとして、少なくとも２つの二重結合を分子中に有する、架橋作用のあるモノマーを使用する。かかるモノマーについての例は、多価のアルコールおよびエチレン性不飽和カルボン酸、例えばアクリル酸またはメタクリル酸からのエステルであり、例えばエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ブタンジオールジアクリレート、ブタンジオールジメタクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、ポリアルキレングリコールのアクリレートおよびメタクリレート例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールまたは例えば１００〜５０００のモル質量を有するエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドからのブロックコポリマー、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、ペンタエリトリトールトリメタクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、ペンタエリトリトールテトラメタクリレート、ジビニルベンゾール、ジビニル尿素およびメチレンビスアクリルアミドである。好ましくはアリルメタクリレート、ブタンジオール−１，４−ジアクリレートおよびトリメチロールプロパントリアクリレートが架橋剤として考慮に入れられる。
【００３９】
それゆえ、本発明の対象は、色素含有ポリマー分散物が、波長領域２００〜１４００ｎｍで吸収および発光する蛍光色素を含有する方法でもある。
【００４０】
蛍光色素は当業者に公知である。それらは例えば、従来技術についての上記のＷＯ−Ａ−９９／４０１２３号、１０ページ、１４行目〜２５ページ、２５行目、およびＥＰ−Ｂ−０６９２５１７号、３ページ、７行目〜６ページ、１行目内に記載される。好ましくは、適した蛍光色素は、例えばクマリン色素、ペリレン色素、テリレン色素、クアテリレン色素、ナフタルイミド色素、シアニン色素、キサンテン色素、オキサジン色素、アントラセン色素、ナフタセン色素、アントラキノン色素またはチアジン色素の類に属する。有利には、水中油型エマルションの水相中よりも油相中で高い可溶性を有する蛍光色素が使用される。例えば、色素は、油相中で少なくとも０．００１質量％、有利には少なくとも０．０１質量％の可溶性を有するべきである。
【００４１】
そのうえ、本発明の対象は、ラジカル懸濁重合によって、またはエチレン性不飽和モノマーの水中油型エマルション中でのラジカルミニエマルション重合によって、少なくとも１つの界面活性化合物、および、モノマーに対して少なくとも０．５質量％の少なくとも１つの疎水性の非重合性の有機化合物、１００００までのモル質量Ｍwを有する少なくとも１つのＣ2〜Ｃ6−オレフィンからの疎水性ポリマー、５０００までのモル質量Ｍwを有するシロキサン、および／または１００００までのモル質量Ｍwを有するポリスチレンの存在中で得られるポリマーの水性分散物であって、そのエマルションの分散相が少なくとも１つの蛍光色素を少なくとも１つのエチレン性不飽和モノマー中に溶解して含有し、且つ少なくとも１０ｎｍの平均粒径を有する前記ポリマーの水性分散物を材料マーキングのために用いる使用、並びにこれらのポリマー分散物からその都度乾燥によって得られる少なくとも１つの蛍光色素を含有する粉末を材料マーキングのために用いる使用である。
【００４２】
Ｂ．Ｊ．Ｂａｔｔｅｒｓｂｙ、Ｇ．Ａ．Ｌａｗｒｉｅ、Ａ．Ｐ．Ｒ．ＪｏｈｎｓｔｏｎおよびＭ．Ｔｒａｕは、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２００２，１４３５〜１４４１において、蛍光色素、ナノ結晶および金属を用いた、コロイド懸濁液の光学的なコード付けについて報告している。例えば、直径３〜６μｍを有するコロイドが、蛍光色素、または錯化結合ランタノイドの付着によって光学的にマーキングされた。他の種類のコロイドマーキングは、カドミウムセレン化物のナノ結晶を備えた硫酸亜鉛の付着、またはコロイドの空洞への金属イオンの電気化学堆積である。コロイドを、例えば蛍光顕微鏡または血球計算器を用いて互いに識別することができる。
【００４３】
ＵＳ−Ａ−３７７２０９９号から、無機の蛍光物質を用いた爆発物のコード付けが公知であり、そこでは、例えば微細に分割された市販の蛍光物質、および微細に分割された、周期律表のランタノイド群の少なくとも１つの元素でドープされた蛍光物質を、ケイ酸カリウム水溶液と混合し、該混合物を乾燥させ、粉砕しそしてふるいにかける。そのように形成された集合物の粒径は、０．５〜０．７ｍｍである一方、蛍光物質の粒径は６〜８μｍの範囲である。かかる集合物を、例えばダイナマイトの製造の間、慎重に爆薬と混合することができる。爆発物のマーキングのためには０．０１質量％の量で既に充分である。そのようにマーキングされた爆発物は、採取された試料を使用した爆発後でも、コード付けされた蛍光物質が例えば紫外線で照射された際に発する発光線を用いて同定できる。蛍光物質の種々のドーピングに基づき、多数の組み合わせの可能性がもたらされ、従って、適した方式で多重ドーピングされた蛍光物質でマークされた爆薬の製造業者、製造年、月および週を確認できる。
【００４４】
ＵＳ−Ａ−４３９０４５２号から、かかるマイクロ粒子を含有する、物質の遡及的同定のためのコード付けされたマイクロ粒子が公知である。コード付けされたマイクロ粒子は、ＤＥ−Ａ−２６５１５２８号の教示に従って順々に、担体フィルムに視覚的に識別可能な色の層を施与し、その後、付着物の表面にジアゾ化法を用いて非常に薄い層を製造し、該層中に、マイクロデータを含有するポジを通じてこの層に当てられるＵＶ光照射により現像後に顕微鏡で判定され得る数字および記号が含有されることによって得られる。コーティングから、１０００μｍ以下であり、且つ施与された数字および記号を含む２つの平坦な平行に走る面を有する、マイクロ粒子が製造される。製品についての出自および製造データを遡及的に知るために、マイクロ粒子が物質、例えば爆薬のマーキング用に使用される。
【００４５】
ＷＯ−Ａ−０３／０４４２７６号は、３０〜９９質量％が乾燥繊維から、且つ７０〜１質量％が充填剤からなる紙製品内で少なくとも部分的に包含されている少なくとも１つのフォトルミネッセンス部分に基づく少なくとも１つの保護成分を有する安全紙および安全粒子に関連する。保護成分は、例えばセルロース繊維からの担体をフォトルミネッセンス色素で着色することによって製造され得る。該フォトルミネッセンスは、保護成分を波長２００〜５００ｎｍの光で照射した際に可視になる。
【００４６】
ＷＯ−Ａ−０２／４６５２８号から、安全性に役立つマーキングを基材、例えば紙、セラミックまたはポリマーにコーティングとして施与することが公知であり、その際、コーティング剤の結合剤は、直径０．２〜２μｍの蛍光マイクロ粒子、および、そこから光学的に識別可能な、直径１０〜２０μｍの離散した粒子を含有する。該コーティングは、裸眼での観察の際には色的に均一に見えるが、しかしながらより大きく拡大した際には離散した粒子は直径０．２〜２μｍを有する粒子から色的に識別される。
【００４７】
ＵＳ−Ｂ−６４５５１５７号から、マイクロ粒子の少なくとも２つの異なる群を製品のマーキングのために使用することが公知であり、その際、各々のマイクロ粒子は、コードを形成する複数の色の層の群を含有する。このマイクロ粒子を用いて、製品の階層性のコード付けが可能であり、従って例えば、マークされた製品について、製造業者および製造番号を知ることができる。
【００４８】
色素含有ポリマー分散物は、原則的に公知である。ＥＰ−Ａ６９１３９０号およびＤＥ−Ａ４４３６８９２号は、エチレン性不飽和モノマーに基づく色素含有水性ポリマー分散物であって、第一の段階においてポリマー化合物を有機溶剤中で製造し、その際、該有機溶剤に重合前、重合の間または重合後に１つまたは複数の可溶性色素を添加し、且つ、第二の段階において、このように得られた色素含有ポリマー溶液を水性ポリマー分散物に変換することによって得られる、水性ポリマー分散物を記載している。しかしながら、そのような色素含有ポリマー分散物は、色素の移動安定性については、まだ満足できるものではない。
【００４９】
ＥＰ−Ａ５６６４４８号は、エチレン性不飽和モノマーに基づく色素含有水性ポリマー分散物であって、第一の段階においてエチレン性不飽和モノマーのラジカル水性乳化重合を実施すること、およびそのように得られたポリマー分散物を有機溶剤中の色素の溶液で含浸することによって得られる水性ポリマー分散物について記載している。しかしながら、そのように得られたポリマー分散物も同様に、色素の満足な移動安定性を有さない。この文献においても同様に、充分に水相容性の色素が、重合の間にも添加され得ることが指摘されている。しかしながら、この実施態様についての具体的な指示は上記の文献から得られない。欠点は、この手順の際に大量の有機溶剤を使用する必要があることである。
【００５０】
ＵＳ４６８０３３２号は、色素含有ポリマー分散物の製造のために、同様に、水性ポリマー分散物を、溶剤、例えばトルエンまたはクロロベンゼン中の有機色素の溶液で含浸させること、並びにそのような色素溶液の水中油型エマルションで含浸させることを推薦している。この手順も、満足のいく製品をもたらさない。
【００５１】
本発明の好ましい実施態様において、蛍光色素は、クマリン色素、ペリレン色素、テリレン色素、クアテリレン色素、ナフタルイミド色素、シアニン色素、キサンテン色素、オキサジン色素、アントラセン色素、ナフタセン色素、アントラキノン色素またはチアジン色素の類から選択される。
【００５２】
特に好ましくは、蛍光色素はリレン誘導体である。リレン色素とは、α−位置で縮合したナフタレン分子の同族列を示す。さらにまた、２つの縮合ナフタレンはペリレン、３つでテリレン（Ｔｅｒｒｙｌｅｎ）、４つでクアテリレンを生じる。その高い光安定性および高い蛍光量子収率のために、これらの色素は特に単分子分光分析のために興味深い。テリレンでドープされたｐ−ターフェニルの他に、この際、特にリレン色素のモノイミド誘導体ジイミド誘導体でドープされたポリマーフィルムが使用される。
【００５３】
それに応じて、本発明は、第三の実施態様において、物品中でのバルク材の定性的および定量的同定および定量化のために好ましい方法であって、物品中のバルク材の同定を、ポリマー分散物を好ましくは蛍光顕微鏡を用いて検出することによって実施する、前記方法に関する。
【００５４】
蛍光顕微鏡を用いて、特定の蛍光色素を特異的に染色できる。調査されるプレパラート中に、特定の波長の光によって励起されて発光する蛍光物質（蛍光色素）がある。励起された蛍光色素は、ストークス遷移によって通常、励起光よりも長波長である光を発する。励起光および放射光を、それ自体の光路において光学的に分離でき、且つ調査すべき対象の大きさは、その固有の発光に基づき、充分に高いコントラストで、光顕微鏡の解像度限界より大幅に下であることができる。
【００５５】
本発明の好ましい実施態様においては、物品中でのバルク材の同定をポリマー分散物の検出によって好ましくは血球計算法を用いて実施する、バルク材の定性的および定量的同定のための方法を行う。
【００５６】
コード付けされたマイクロ粒子の同定は、蛍光分光器および／または光検知器を適したフィルタと共に取り付けられて含有する、市販の血球計算器を用いて可能である。その際、コード付けされたマイクロ粒子の同定は、全体の蛍光スペクトルまたは個々に選択された波長の放射光線の分析によって行われ、ここで、入射される、蛍光のための励起光の波長は変化され得る。コード付けされたマイクロ粒子の同定のために適している血球計算器として、例えばＰａｒｔｅｃ ＧｍｂＨから、Ｏｔｔｏ−Ｈａｈｎ−Ｓｔｒ．３２、Ｄ−４８１６１が販売されている。
【００５７】
そのうえ、本発明の対象は、ラジカル懸濁重合によって、またはエチレン性不飽和モノマーの水中油型エマルション中でのラジカルミニエマルション重合によって、少なくとも１つの界面活性化合物、および、モノマーに対して少なくとも０．５質量％の少なくとも１つの疎水性の非重合性の有機化合物、１００００までのモル質量Ｍwを有する少なくとも１つのＣ2〜Ｃ6−オレフィンからの疎水性ポリマー、５０００までのモル質量Ｍwを有するシロキサン、および／または１００００までのモル質量Ｍwを有するポリスチレンの存在中で得られるポリマーの水性分散物であって、そのエマルションの分散相が少なくとも１つの蛍光色素を少なくとも１つのエチレン性不飽和モノマー中に溶解して含有し、且つ少なくとも１０ｎｍの平均粒径を有する前記ポリマーの水性分散物を材料マーキングのために用いる使用、並びにこれらのポリマー分散物からその都度乾燥によって得られる少なくとも１つの蛍光色素を含有する粉末を材料マーキングのために用いる使用である。
【００５８】
１つの好ましい実施態様において、製造の間にバルク材へポリマー分散物を噴霧することによる、物品中のバルク材の定性的および定量的マーキングのための方法が実施される。
【００５９】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、本発明による蛍光マーキングされたポリマー分散物を、物品中のバルク材の定性的および定量的同定のために使用することができる。
【００６０】
建設産業における出発材料、好ましくはコンクリート、セメント、クリンカー、モルタル、しっくい（Ｐｕｔｚｅ）、封止剤（Ｄｉｃｈｔｅｓｔｏｆｆ）、流動化剤および粉砕助剤のマーキングのための好ましい使用について、蛍光マーキングされたポリマー分散物または少なくとも１つの蛍光色素含有ポリマー分散物がマーキングのために使用される。
【００６１】
それに応じて、本発明は、好ましい実施態様において、蛍光マーキングされたポリマー分散物を含有する建築材料に関する。
【００６２】
バルク材の種類および使用量を、複数の方式で検出できる。
【００６３】
携帯式の検出器は、バルク材の種類の純粋な定性的検出を、その表面のスペクトル分析によって可能にする。この装置は個々のマーカー種について校正され得る。
【００６４】
物品の製造のためのバルク材の使用量の定性的且つ同時に定量的な測定は、マーカー粒子の数を数えることによって行われる。その際、測定されるべきバルク材中でのマーカーの出発濃度がわかっていなければならない。
【００６５】
検出は、物品の適した表面の蛍光顕微鏡法によって、広範囲に及んで非破壊的に行われ得る。そのうえ、物品の試料を適した媒体中に溶解し、その後、血球計算器を用いて溶解された試料中に含有されるマーカー粒子を数えることができる。
【００６６】
以下の実施例は、本発明を詳細に説明するものとする。
【００６７】
建築材料のマーキング
実施例１
試験体の製造
マーキング粒子を有する、および有さない、試験体の準備
固められたコンクリートブロックにおいて使用されたマーキング物質の再検出（Ｗｉｅｄｅｒｆｉｎｄｕｎｇ）割合を測定するために、これらを通常のコンクリート混合物に種々の濃度で添加した。該添加を、練り混ぜ水と共に行う。その際、粒子懸濁液の水の含分は、コンクリートの練り混ぜ水に算入された。この試験について、通常のレディーミックストコンクリート混合物を比較対象とした。１５０リットルの混合容量を有するコンクリートミキサー（Ｚｙｋｌｏｓ パグミルミキサ）内にて、６０Ｕ／分で混合した。それに従って、フレッシュコンクリートを、基準立方体（辺の長さ １５×１５×１５ｃｍ）内に充填し、且つ、硬化の標準雰囲気下に供する。硬化後（ｔ＞７ｄ）、試験体を、粒子の再検出について試験した。ゼロ値の測定のために、マーキング粒子が添加されていない試験体を製造した。
【００６８】
以下の材料をコンクリート試験体の製造のために使用した：
１． ポルトランドセメント ＣＥＭ Ｉ ４２．５Ｒ
２． 珪砂 ０．１〜０．３ｍｍ
３． 珪砂 ０．３〜１．０ｍｍ
４． 砂 ０．４ｍｍ
５． 流れる砂利砂（Ｒｉｅｓｓｅｌ） ４／８ｍｍ
６． 砂利 ８／１６ｍｍ
７． 水
８． マーカー分散物 （表１参照）。
【００６９】
コンクリートは、以下の混合プロセスに従って製造された：
１． 骨材およびセメントを３０秒間乾式混合する
２． 練り混ぜ水およびマーカー分散物を添加する
３． さらに２７０秒間混合する。
【００７０】
【表１】
ｗ／ｚ： 水のセメントに対する比の値
ＣＥＭ ポルトランドセメント ＣＥＭ Ｉ ４２．５Ｒ
表１： マーキング物質を添加しないで、並びにマーキング物質の種々の添加をして製造された試験体を示す。
【００７１】
実施例２
粉砕の際の添加
セメント製造の際に発生するような大きな機械的応力の後の、使用されたマーキング物質の再検出割合を測定するために、通常のポルトランドクリンカー（ＰＺクリンカー）への粉砕の間、それらを種々の濃度で添加した（表２参照）。セメントクリンカーへの該添加を、粉砕工程の開始前に粒子の分散物として行った。粉砕を、Ｆｒｉｔｓｃｈ社の遊星歯車式ボールミル（Ｐｕｌｖｅｒｉｓｅｔｔｅ ４）内で行った。粉砕カップも粉砕ボールも、硬化鋼からなった。粉砕ボールの直径はこの際、２０ｍｍであった。粉砕物、従ってポルトランドセメントクリンカーの正味重量は１３０ｇであった。ポルトランドセメントクリンカーは、粉砕工程のスタート前に粒度＜５ｍｍに予備破砕された。粉砕時間としては、１５±１分を選択した。これによって、粉砕の細かさ４０００±２００ｃｍ2／ｇが達成され、その細かさは、市販のＣＥＭ Ｉ ４２．５ Ｒに相応する。ゼロ値の測定のために、マーキング粒子を添加しないで試料を製造した。
【００７２】
【表２】
Ｍａｒｋｅｒ ＧＫ ＝ Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｒｏｓａ ２８５を有するポリマー分散物
表２： マーキング物質を添加しないで、並びにマーキング物質の種々の添加をして製造された粉砕試料を示す。
【００７３】
実施例３
コンクリート中の蛍光マーキングされたポリマー粒子の再検出
Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｒｏｓａ ２８５を用いて着色されたポリマー粒子（ｄ＝３μｍ）を、２５／６１５／１２９１／６３３３μｇ／ｋｇの質量比でコンクリート中に混合し、且つ、辺の長さ１５ｃｍを有する立方体に注型した。コンクリートの硬化後、穿孔（ＨＩＬＴＩ ＴＥ２４−削岩機 １２ｍｍ）によって試料を得た。その際、得られる穿孔粉塵の質量は、約２０ｇに達した。５ｇのこの穿孔粉塵を、１００ｍｌの三角フラスコ内に計量導入し、且つ１００ｇまで、１ＭのＨＣｌで満たす。この懸濁液を引き続き２時間、５００ｒｐｍで磁気攪拌機（ＩＫＡＭＡＧ ＲＥＴ−Ｇ）にて攪拌した。その後で、該試料を２分間沈殿させた。その上澄みを、測定のためにピペットを用いて抜き取った。基準値として、脱イオン水中のＬｕｍｏｇｅｎ Ｒｏｓａ ２８５を用いて着色された粒子を用いた濃度列が利用される。脱イオン水中並びに試料の上澄み中の粒子の分析を、ＢＤ−Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ社の流動血球計算器ＬＳＲ ＩＩを用いて行った。装置の測定パラメータを、信号の検知のために２つの蛍光領域が利用されるように調節した。色素の励起を、波長４８８ｎｍで行った。蛍光を、バンドパスフィルタを通じて５７５ｎｍ±１３ｎｍ、並びに５３０ｎｍ±１５ｎｍで測定した。
【００７４】
その際、２つの蛍光領域を、２次元のグラフに互いに対向させてプロットした。予め定義されたマーキング中に存在する全ての検知された粒子を合算した。着色されたポリマー粒子の信号を、１分の時間にわたって測定した。
【００７５】
粒子数を添加される色素量の関数として測定するために、まず粒子の濃度列を脱イオン水中で調製した。１分後、規定された領域内の全体の粒子数を、質量濃度の関数としてプロットして検量線をひき、線形傾向を計算し、且つ図示する。その勾配を基準値（１００％の値）としてみなす。
【００７６】
この測定と類似して、コンクリート試料の上澄み中で、コンクリートから抜き取られた粒子の測定を行う。最終的に、コンクリート中の粒子数を脱イオン水中の粒子数と関連づける。そこからもたらされる値は、コンクリート中の蛍光粒子の再検出割合に相応する。内挿された再検出割合は、この場合、９３％であった。
【００７７】
校正値の粒子数が、マーキングされたコンクリートの測定値の濃度について正規化された表を、表３に示す。
【００７８】
【表３】
表３ 結果の一覧表示
【００７９】
より高い濃度の際に再検出割合がより大きく重みづけされるので、グラフ評価がより正確であり、それゆえ、一覧表の形態が選ばれる。
【００８０】
実施例４
粉砕クリンカー中での蛍光マーキングされたポリマー粒子の再検出
Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｒｏｓａ ２８５で着色されたポリマー粒子（ｄ＝３μｍ）を、Ａｌｌｍｅｎｄｉｎｇｅｒのクリンカー内で２００ｍｇ／ｋｇの質量比で、遊星ボールミル（Ｐｕｌｖｅｒｉｓｅｔｔｅ ４−２０ ｍｍ系）にて、１５分の時間にわたって粉砕した。セメント粉末の分析を、引き続き、実施例１と類似して実施し、その際、相応して該粒子を検知できた。
【００８１】
実施例５
タイル接着剤中での蛍光マーキングされたポリマー粒子の再検出
Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｒｏｓａ ２８５で着色されたポリマー粒子（粒径〜３μｍ）を、タイル接着剤（ＰＣＩ−Ｎａｎｏｌｉｇｈｔ）中で２ｍｇ／ｋｇの質量比で混合し、そして塗り広げて約５ｍｍの膜にした。タイル接着剤の硬化後、膜を取り上げ、且つ、乳鉢内で粉末化した。
【００８２】
その５ｇを、１００ｍｌの三角フラスコ内に計量導入し、且つ１００ｇまで、１ＭのＨＣｌで満たす。この懸濁物を３５日、磁気攪拌機ＩＫＡＭＡＧ ＲＥＴ−Ｇにて５００ｒｐｍで絶え間なく攪拌し、引き続き２分、沈殿させた。その上澄みを、ＢＤ−Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ社の流動血球計算器ＬＳＲ ＩＩを用いて測定した。タイル接着剤中にある粒子に対するリファレンスとして、Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｒｏｓａ ２８５で着色された粒子を、脱イオン水中、１００μｇ／ｋｇの質量濃度で調製した。２つの蛍光領域にわたって検知を行った。色素の励起を波長４８８ｎｍで行った。着色されたポリマー粒子の信号を、１分の時間にわたって測定した。
【００８３】
蛍光を、バンドパスフィルタを通じて５７５ｎｍ±１３ｎｍ、並びに５３０ｎｍ±１５ｎｍで測定した。その際、その２つの蛍光領域を、２次元のグラフに互いに対向してプロットした。予め定義されたマーキング中に存在する全ての検知された粒子を、最終的に合算して総計を出した。
【００８４】
基準値（１００％値）を決定するために、脱イオン水中の着色された粒子のリファレンス試料を測定した。１分後の合計粒子数の測定を、基準値としてみなした。この測定に類似して、タイル接着剤試料の上澄み中の粒子の測定を行った。最終的に、タイル接着剤中の粒子数を脱イオン水中の粒子数と関連づける。そこからもたらされる値が、タイル接着剤中の蛍光粒子の再検出割合に相応する。再検出割合は７２％であった。
【００８５】
【表４】
表４ 結果の一覧表示
【００８６】
実施例６
粉砕後のマーカーの添加
ａ． 噴霧乾燥粉末
本発明によるカプセル粉末は、例えば、マーカー粒子分散物の噴霧乾燥によって得られる。好ましくは、一流体ノズルを用いて、温風流中で水性ポリマー分散物の噴霧を行う。流出の際の液滴のサイズを、粉末粒子が１５０〜４００μｍの範囲の粒径を有し且つ粒子の８０質量％が９０≧μｍの大きさを有するマイクロカプセル粉末が得られるように選択する。カプセル分散物の粘度に依存して、当業者はノズル直径および物質流のフィード圧を選択する。フィード圧が高いほど、より小さい粒径が生じる。一般に、２〜２００ｂａｒの範囲内でマイクロカプセル分散物が供給される。有利には、渦発生器を備えた一流体ノズルを使用する。渦発生器の選択を介して、追加的に、液滴サイズおよび噴霧角度に影響を及ぼすことができる。例えば、噴霧角度に影響を及ぼす渦室と、流量に影響を及ぼす開孔板とからなる典型的な構造を有する、Ｄｅｌａｖａｎ社の一流体ノズルを使用できる。
【００８７】
一般に、温風流の入口温度は１００〜２００℃、有利には１２０〜１８０℃の範囲であり、温風流の出口温度は３０〜１１０℃、有利には５０〜９０℃の範囲であるようにされる。入口温度と出口温度との間の温度差は、有利には少なくとも５０℃、好ましくは少なくとも６０℃、および特に好ましくは少なくとも７０℃である。ガス流からの微細部分の分離を、通常通り、サイクロンまたはフィルタ分離を使用して行う。その際、その微細部分を好ましくは再分散させ、且つ、物質流に返送する。噴霧された水性ポリマー分散物および温風流は、有利には平行に導かれる。
【００８８】
方法の変法によれば、乾燥器の後ろに直列に流動床を接続して、場合により残留湿分を搬出することが可能である。噴霧乾燥に流動床乾燥が引き続いている方法が好ましく、なぜなら、それは、より小さい微細部分を有するマイクロカプセル粉末をみちびくからである。噴霧塔として、例えば、塔の高さ１２〜３０メートルおよび幅３〜８メートルを有する、Ａｎｈｙｄｒｏ、ＭｉｒｏまたはＮｕｂｉｌｏｓａ社の乾燥器が使用される。乾燥空気の流量は、かかる噴霧塔について、典型的には２０〜３０ｔ／時間の範囲である。その際、マーカー分散物の流量は、通常、１〜１．５ｔ／時間である。
【００８９】
噴霧乾燥についての例
３つの一流体ノズルを有するノズルの組み合わせを使用した。Ｄｅｌａｖａｎ社のノズルの組み合わせの構成要素は、一つには渦室、および他には、特定の塔パラメータの際の流量に影響を及ぼすための開孔板である。該噴霧塔は、高さ２４ｍの際に直径５ｍを有し、且つ、塔の中心で測定して０．３〜３ｍｂａｒの減圧で、２５ｔ／時間までの蒸気によって加熱された乾燥空気との並流（Ｇｌｅｉｃｈｓｔｒｏｍ）法において稼働される。乾燥の温度差は、約７０℃であり、その際、「後処理」による生成物搬出温度は約２５℃である。生成物の搬出を、サイクロンを介して行う。サイクロン物（微細部分）は、再分散され且つ再度供給される。ブルックフィールド粘度計において測定して、粘度〜２００ｍＰａｓを有するマーカー分散物を、フィード圧２０〜２８ｂａｒで、ノズルの組み合わせを介して噴霧した。
【００９０】
噴霧乾燥され且つＬｕｍｏｇｅｎ Ｒｏｓａ ２８５で着色されたポリマー粒子（ｄ＝３μｍ）を、セメント粉末ＣＥＭＩ ４２．５内で質量比１〜６，５００μｇ／ｋｇで混合した。このセメント粉末を用いて、辺の長さ１５ｃｍを有するコンクリートの立方体が実施例１に相応して注型された。コンクリートの硬化後、穿孔（ＨＩＬＴＩ ＴＥ２４−削岩機 １２ｍｍ）によって試料を得た。その際、得られる穿孔粉塵の質量は、約２０ｇに達した。実施例３と類似して試料を調製した後の血球計算器による再検出割合は２１〜９８％であった。
【００９１】
実施例７
担体に施与された分散物
Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｒｏｓａ ２８５で着色されたポリマー粒子（ｄ＝３μｍ）を、１００ｍｇ／ｋｇの質量比でセッコウと混ぜ合わせた。マーカー粒子を含有するセッコウ１ｇを９９９ｇのＣＥＭＩ ４２．５と混ぜ合わせた。得られる粉末５ｇを、実施例３と類似して使い切る。血球計算器によるマーカーの再検出割合は８３％であった。
【００９２】
実施例８
蛍光顕微鏡を用いた定性的および定量的検出
コンクリートおよびモルタルの新たな破片を製造することにより、試料を準備する。新たな破面は、数平方ミリメートルの小さな領域を有するべきであり、前記領域はわずかな凹凸によって特徴付けられ、そのことは検出のために有利である。種々のマーカーの検出を、画像部分の中のそれぞれ個々のマーカー粒子の蛍光のスペクトル分析測定によって行う。画像部分は、レーザー走査顕微鏡を用いて、各点ごとに走査される。その際、適切に選択されたレーザーを試験されるべき試料上で集光し、且つ、レーザーの焦点を用いて、選択された試料表面を走査（ａｂｇｅｒａｓｔｅｒｔ）する。焦点がマーカー粒子に当たると、レーザーによってマーカーが励起されて蛍光が生じる。生じる蛍光を分光的に検知する。試料の走査は、マーカー粒子がある試料の各々の点で、そのマーカーに特徴的な蛍光スペクトルを信号としてもたらす。同一のマーカー色素を含有するマーカー粒子は、同一の特徴的なスペクトル信号をもたらし、他のマーカー色素を有するマーカー粒子は、それについて特徴的な、識別可能な他の信号を生じる。この方式で、どのマーカーが試料中に存在するかが測定される（定性的検出）。選択された画像部分（試料部分）において、存在するマーカー粒子の種類以外に、それぞれの数も測定される場合、画像部分および読み取り深さ（Ａｕｓｌｅｓｅｔｉｅｆｅ）の知見から、それぞれのマーカー粒子の濃度を算出することができる（定量的検出）。
【００９３】
実施例９
実施試験： セメント製造の間の空気式コンベアトラフへの配量
ポリマー分散物を、スクリューコンベアポンプを用いて、噴霧ノズルを通じて、セメントの空気式コンベアトラフに配量する。分散物中に含有されるポリマー粒子は、Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｇｅｌｂ ０８３を０．１２質量％含有するもの ６４部と、Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｒｏｔ ３０５およびＬｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｏｒａｎｇｅ ２４０の１：１の混合物を０．１２質量％含有するもの ８部と、０．１２質量％のＬｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｒｏｓａ ２８５を含有するもの １部との混合物である。該分散物は、１７％の固体含分を含有し、且つ、１時間あたり２５トンのセメントが輸送される空気式コンベアトラフに１時間あたり１０リットルで噴霧される。この方式で、セメントに６８ｐｐｍの着色ポリマー粒子を添加する。
【００９４】
分析のために、配量位置から約５０メートル離れて、２０分の間隔で、セメント試料を１キログラムずつ空気式コンベアトラフから取り出す。色コードを取得できる光学的な蛍光顕微鏡法を用いて、該セメントを調査する。さらに、１グラムのセメントを１００グラムの１モル塩酸中で磁気攪拌機を用いて均質化し、引き続き、１５分間、超音波浴内、４０℃で溶解させる。該溶液を、ＢＤ−Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ社のマルチチャンネル血球計算器ＬＳＲ ＩＩを用いて６０分間、測定する。機器で測定の間に記録された蛍光事象の数は、セメントに添加された粒子の数の平均に相応し、従って定量化が可能になる。５３０ｎｍおよび５７５ｎｍでの２つの測定チャンネルにおける強度による通常の二次元プロットは、蛍光色素の正確な分類を可能にする。測定結果は、使用された色の混合を正確に表している。
【００９５】
実施例１０
実施試験： セメント製造の間のクリンカー配量流への配量
実施例９と類似の、固体含分３３％を有するポリマー分散物を、１時間あたり５リットルの一定の速度で、１時間あたり２５トンのクリンカー配量流に施与する。ポリマー分散物の施与後、ただちに、該クリンカーをボールミルに移送し、その中で、該クリンカーを添加物と共に最高１４０℃で粉砕してセメントにする。セメント試料を実施例９と類似して、後続のセメント空気式コンベアトラフから取得し、且つ、実施例９の通り、蛍光を発する粒子について調べる。検知された蛍光を発する粒子は、１０％未満の偏差で、クリンカーに送りこまれた量に相応する。使用された色素の割合を、定量的に再検出できる。
【００９６】
実施例１１
実施試験： コンクリート試験体の製造およびマークされたセメントの分析
実施例１０に記載されるマーキングされたセメントを、１質量割合の水、２質量割合のセメント、並びに１０質量割合の骨材の比で混合し、且つ注型する。コンクリートの硬化後、５ｇを粉末化し、１００ｍｌの１モルＨＣｌと混合し、且つ、実施例に相応して溶解および分析を行う。検出された蛍光を発する粒子は、配量された量に相応する。使用された色素の割合が再検出された。
【技術分野】
【０００１】
発明の詳細な説明
本発明は、物品中のバルク材（Ｍａｓｓｅｎｇｕｅｔ）の同定および定量化のための方法、蛍光マーキングされたポリマー分散物、および、その蛍光マーキングされたポリマー分散物を含有する建築材料に関する。
【０００２】
発明の背景
バルク材とは、充分に公知であり且つ大量に生産されるか、または輸送される製品または品物である。それらは消費材としても称されることがあり、且つ、大量に供給され、且つ特定の基本規格を満たさなければならないことを特徴とする。個数での量の記述が不可能である、ゆるいばら荷および液体品はこれに属する。
【０００３】
バルク材の分類は、乾燥した、および湿ったバルク材および気体状のバルク材における、その物質の状態に従って行われる。この分類によって、輸送行為、積み替え行為、および貯蔵行為のために必須の生産要素についての直接的な指示が与えられる。それゆえ、それらは国際的な物流（Ｌｏｇｉｓｔｉｋ）変換プロセスにおける関係者にとっては、非常に実用上重要である。湿ったバルク材（例えば原油、鉱油製品）は、タンカーで海路および内陸水域上を移送され、時として、吸引設備を用いて積み替えられて貨車およびトラックで移送され、且つ、多くの場合、サイロ内に、且つ時には露地に貯蔵される。気体状のバルク材は、湿ったバルク材と類似するが、詳細には異なる技術を用いて物流変換される。バルク材の物流のフローは、多くの場合、重さまたは容積において測られる。バルク材は梱包されないが、しかしながらそれらは、全て荷物運搬具（例えばコンテナ）を用いて、梱包手段（例えば袋、樽、ボール箱またはびん）内に入れられることによって部分荷に変換され得る。部分荷は、半製品または既製品であり、時として、梱包されたバルク材でもある。歴史的には、それらは多くの場合、梱包手段、例えば袋または樽を用いてまとめられ且つ保護され、直接的に輸送運搬具に積み込まれる。
【０００４】
消費材または消耗品は、多くの消費者集団（顧客または二次加工者）に一貫して求められ、且つ、通常、比較的長い時間にわたって生産される。この場合、それは生産物（例えば鉱石、木材、鋼、ブリキ、パイプ）および消費者製品（例えば家庭用品、テキスタイル）であり得る。
【０００５】
それらは液体のばら積み貨物、例えば石油、液化ガス、液化天然ガス、および液体の石油製品を含む。固体のばら積み貨物は、顆粒の形態（ばら荷）、例えば鉱石、石炭、ボーキサイト、ホスフェート、セメント、穀物、または塊の形態の固体のバルク材（塊状荷（Ｓｔｕｅｃｋｇｕｔ））、例えば木の幹、紙、自動車または鋼に区分される。
【０００６】
商業において挙げられる製品、例えば生産物、および農業および園芸において挙げられる産物が、商業上、物品となる。
【０００７】
商品とは、事業者によって流通される物質的な経済物資についての総称である。最も広い意味において、流通対象として、全ての種類の経済物資、原料、土地の産物、資本財、消費者製品、外国為替および有価証券が考慮に入れられる。産物とは、製造の最終結果として、群および／または部分のいくつかからなり、それ自体で完結した、機能性の物体（機械、器具）である。
【０００８】
殊に、建築材料の使用は一方では規格の支配下にあり、他方ではしばしば、規格通り且つ特定の利用のためには不適切な建築材料の使用および多成分系の不適切な配量の結果、瑕疵が生じる。その結果、欠陥建築部材となり、その際、しばしば、工事終了後、何年かして初めてその欠陥が明らかになる。
【０００９】
従って、本発明は、使用される材料の種類および出自を定性的および定量的に把握し、そのことにより、建築材料の品質管理を、その使用の間および使用後に直接的に実施するという課題に基づいている。その際、その検出は、完成して設置された建築物において可能であるべきである。
【００１０】
該方法は、建築材料のために開発されたが、しかし、それに限定されてはいない。
【００１１】
この課題は、物品におけるバルク材の同定方法であって、色素の混合によって粒子がコード付けされている、色素含有ポリマー分散物が該バルク材に添加され、且つ、該ポリマー分散物粒子が定量的に測定される方法を提供することによって解決される。コード付けは、好ましくは、各々の個別の分散粒子がそれぞれの分散物について取り違えようのない画一的な色素のパターンを含む、ポリマー分散物を製造することによって行われる。そのパターンは、使用可能な色素全体の数、並びにポリマー粒子中でのその相対的な濃度によって決定される。該パターンは、分光法および／または顕微鏡法によって検出される。
【００１２】
この度、意外なことに、物品中のバルク材のマーキングによって、使用された材料の出自の、定性的および定量的な種類が把握され得ることが判明した。この際、バルク材に量的に多く結合するマーキングにつながるマーカーを、安価に製造できる。本発明によるバルク材のマーキングを、その製造工程の間の種々のポイントでマーカーを配量することによって行うことができる。
【００１３】
本発明の詳細な説明
多くの場合、物品はバルク材を使用して製造される。加工に関して、しばしば、物品中で使用されたバルク材の種類、出自および使用量を充分な信頼性で検知するのは、全く不可能であるか、困難である。
【００１４】
本発明の好ましい実施態様において、バルク材の同定および定量化のために、液体および固体のバルク材が使用される。この際、該バルク材は、液体のバルク材、例えば石油、液化ガス、液化天然ガス、および液体の石油製品と、固体のバルク材との、２つのカテゴリーに分類され得る。その際、固体のばら積み貨物は、顆粒形態（塊状荷）、例えば鉱石、石炭、ボーキサイト、ホスフェート、セメント、穀物、または塊の形態の固体のバルク材（塊状荷）、例えば木の幹、紙、自動車または鋼に区分される。
【００１５】
ＷＯ−Ａ−９９／５２７０８号から、気体状材料、液体材料または固体材料のマーキング方法が公知であり、そこでは、後で同定されるべき気体状材料、液体材料または固体材料に、担体−マイクロ粒子に結合している充分な量の着色されたマイクロ粒子および／またはナノ粒子を添加する。使用される粒子は、例えば架橋ポリスチレンからなり、直径約５．５μｍを有する。該粒子は、例えば３つの異なる蛍光色素を用い、８つの異なる色素濃度で着色もしくはコード付けされて、コード付けされた粒子の５１２の異なる群が得られる。個々の群を、例えば血球計算器を用いて同定することができる。コード付けされた粒子は、物質、例えば食塩結晶の、例えば製造業者、製造バッチおよび製造データを確認するためのマーキングのために使用される。
【００１６】
殊に、液体のバルク材は、コンクリート混和剤およびセメント添加剤であってよい。
【００１７】
コンクリート混和剤は、物理的および／または化学的作用によってフレッシュコンクリートまたは固体のコンクリートの特性、例えばワーカビリティ、凝結挙動、硬化、または耐久性を変えるために、コンクリートに混和される、水中に溶解または懸濁された物質である。該物質の添加は、コンクリート工場での製造の際に直接的に行われるか、または工事現場への引き渡し後に行われるかのいずれかである。コンクリート混和剤は、通常、液体で、且つ、わずかな量で添加される。該添加は、セメント量に対して、一般に０．２〜２％の範囲内である。コンクリート可塑剤および流動化剤（しばしば、プラスチフィケーター、スーパープラスチフィケーターまたは超可塑剤とも称される）が、最も頻繁に使用される混和剤である。流動化剤は、流動性のコンシステンシーを有するコンクリートの製造のためにも役立つ。コンクリート可塑剤および流動化剤は、コンクリートのワーカビリティを改善するか、または同一のワーカビリティの際、圧縮強さおよび密度の高まりをみちびく所要水量を低減する。コンクリート可塑剤の添加によって、フレッシュコンクリートがより液状になり、ひいてはより容易に作業できるようになる。それによって、ある特定のワーカビリティについて、必要な水量が低減され得る。
【００１８】
粉砕助剤とは、粉砕媒体並びに他の添加剤、例えば湿式粉砕の際の液体として理解される。粉砕媒体としては、大抵、球が使用され、なぜなら、それらは動力学的且つ摩耗に最も耐久性のある形状であり、且つ有利な体積：表面比を有するからである。粉砕助剤を用いて、セメント、ポルトランドセメント、ベリリウム酸化物、石灰岩、石膏、粘土およびボーキサイトを加工できる。
【００１９】
前処理されたまたは未処理の鉱物の準備に際して、それらを通常、比較的小さな粒子に粉砕する。この際、所定の作業速度での粉砕速度または粒子の細かさを高めるために、しばしば粉砕助剤が使用される。鉱物として、天然由来の無機鉱物、例えばリン酸塩岩石、部分的に処理された鉱物、例えば濃縮鉄鉱石および鉱物の混合物、例えばセメント、クリンカーまたはセラミック物質を、粉砕助剤と共に粉砕する。
【００２０】
好ましくは、固体のバルク材は、コンクリート、セメントおよびクリンカーである。
【００２１】
コンクリートは、セメント、岩石粒子もしくはコンクリート骨材（砂および砂利または砕石）および練り混ぜ水（Ａｎｍａｃｈｗａｓｓｅｒ）からの混合物である。それはさらに、コンクリート混和物およびコンクリート混和剤を含有してよい。建築用鋼材またはスパン鋼を用いて、鉄筋コンクリートもしくはプレストレストコンクリートを製造できる。セメントは、他の建築部材と一体化するための結合剤としてはたらく。コンクリートの強度は、セメントのクリンカー成分の結晶化により、互いに固く歯合した極めて小さな針結晶が形成されることによってもたらされる。コンクリート特性は、組成（セメントの種類、セメント含有率、練り込み水の量（水セメント比）、粒度、骨材、混和物および混和剤の品質、粉末含有率）、加工（圧縮、後処理）に依存している。
【００２２】
好ましいセメントは、モルタルおよびコンクリートのための、無機の、微細に粉砕された、水硬性作用の結合剤である。水の添加の際、生じるセメントペーストが、水和によって、耐水性および空間安定性のセメントブロックへと硬化する。セメントは、主として、酸化カルシウム（ＣａＯ、石灰）と、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2、ケイ酸塩）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3、アルミナ）、および酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）の化合物からなる。セメントは、コンクリート、モルタル、コンクリートブロック、および完成部分品を製造するために使用される。主なセメントの種類は、ポルトランドセメント、ポルトランド複合セメント、高炉セメント、ポゾランセメントおよび複合セメントを含む。
【００２３】
原料（通常、石灰岩、粘土、砂および鉄鉱石）は、採石場で採掘され、破砕機内で小さくされ、そしてセメント工場に輸送される。原石ミル内で、全ての原材料を一緒に粉砕し、且つ、同時に乾燥させる。その際生じる原料粉末を、その後、ロータリーオーブン内で、約１４５０℃の温度で焼成して、いわゆるクリンカーにし、それをその後、冷却器内で２００℃未満の温度に冷却する。該クリンカーを主にサイロ内または倉庫に貯蔵し、もう１回均質化する。原料粉末のクリンカーへの焼成の際、セメントの水による硬化を可能にする新しい化学結合が生じる。
【００２４】
好ましい実施態様においては、本発明によるポリマー分散物は、平均直径５０ｎｍ〜５００μｍを有する粒径分布で使用される。
【００２５】
水相中のポリマー粒子のコロイド安定分散物を、ポリマー分散物またはポリマーラテックスとも称する。ポリマー粒子の直径は、数１０ナノメートルと数マイクロメートルとの間であってよい。粒子の直径およびポリマー含有率次第で、ポリマー分散物は多かれ少なかれ、くもり〜白い液体に見える。分散物のコロイド安定性は、大抵、界面活性物質、例えば界面活性剤または保護コロイドによって高められる。ポリマー分散物を、種々の重合法（例えば乳化重合、懸濁重合）によってモノマーから直接的に、またはポリマーを分散することによって製造できる。
【００２６】
ＷＯ−Ａ−９９／４０１２３号から、水性ポリマー分散物の製造方法が公知であり、その分散されたポリマー粒子は、有機色素を均質に、即ち分子分散状に分布して含有する。かかる水性分散物は、ミニエマルション重合によって、有機色素を溶解して含有するエチレン性不飽和酸性モノマーを水中油型エマルションの形態で、ラジカル形成重合開始剤の存在中で重合することによって製造され、その際、該エマルションの分散相は本質的に、直径＜５００ｎｍを有する色素含有モノマー液滴から形成される。本発明の有利な実施態様において、重合の際、架橋作用のあるモノマーを含有するモノマー混合物を使用する。該ポリマー分散物は沈殿安定性である。分散された粒子は、平均粒径１００〜４００ｎｍを有する。従来の乾燥法を用いて、水性分散物からそれらを取得できる。該色素含有ポリマー分散物は、例えば、高分子有機材料および無機材料の着色のために、印刷インクおよびインクジェット印刷用インクの着色のために使用される。
【００２７】
ＷＯ−Ａ−２００４／０３７８６７号から、アルキルジケテンの存在中での疎水性モノエチレン性不飽和モノマーのミニエマルション重合によって得られる、アルキルジケテンを含有する水性ポリマー分散物が公知である。これらの分散物は、紙用のサイズ剤として、革、天然および／または合成繊維およびテキスタイル用の疎水化剤として使用される。
【００２８】
Ｂａｒａｎは、ＷＯ２００７／１３０１９０号において、溶液および該溶液中の表面改質蛍光無機粒子を含有する、分散組成物および分散法について報告している。該組成物およびコーティングは、表面のマーキングのために使用され得る。
【００２９】
ＷＯ０３／０４６０６５号から、水を含有し、乳化重合によって製造可能な少なくとも１つのポリマー、およびＬｉ、Ｂ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｐｂからなる群から選択される少なくとも１つの元素、およびまたはかかる元素の塩、またはそれらの２つまたはそれより多くからの混合物を含有する、ポリマー分散物が公知である。
【００３０】
着色剤含有ポリマー粒子が１，０００ｎｍ未満の平均粒径を有する、さらなる着色剤含有ポリマー分散物がＥＰ−Ａ−１１９１０４１号から公知である。着色剤として、有機色素の他に、ＵＶ吸収剤および蛍光増白剤が考慮に入れられる。それらは、少なくとも１つのエチレン性不飽和酸性モノマーへ着色剤を溶解すること、この溶液を水中で乳化して従来のマクロエマルションを形成すること、該マクロエマルションを均質化して平均液滴サイズ１０００ｎｍ未満を有するミニエマルションを形成すること、および該ミニエマルションを、ラジカル形成重合開始剤、（それぞれ、使用されるモノマーに対して）０．１〜２０質量％の少なくとも１つの非イオン性界面活性化合物、および１〜５０質量％の少なくとも１つの両親媒性のポリマーの存在中で重合することによって製造される。該ポリマー粒子は、０．５〜５０質量％の少なくとも１つの有機色素、蛍光増白剤またはＵＶ吸収剤を均質に分散して含み、それは、ポリマーマトリックス中の有機着色剤が単分子で溶解されているか、または二分子またはより高分子のアグリゲートの形態で存在すると理解されるべきである。
【００３１】
本発明のさらに好ましい実施態様において、ポリマー分散物は、アクリル酸のＣ1〜Ｃ18−アルキルエステル、メタクリル酸のＣ1〜Ｃ18−アルキルエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ブチル、スチレン、クロロスチレンおよび／またはα−メチルスチレン、メタクリル酸エステル、マレイン酸、並びにそれらのモノマーの組み合わせの群からの疎水性モノマーを含む。
【００３２】
エチレン性不飽和モノマーとして、例えば
（ａ） アクリル酸のＣ1〜Ｃ18−アルキルエステル、メタクリル酸のＣ1〜Ｃ18−アルキルエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ブチル、スチレン、クロロスチレンおよび／またはα−メチルスチレンの群からの疎水性モノマー、
（ｂ） 随意に、エチレン性不飽和のＣ3〜Ｃ6−カルボン酸、ビニルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、スルホプロピルアクリレート、スルホプロピルメタクリレート、スチレンスルホン酸、上記の酸の塩、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、Ｃ1〜Ｃ6−カルボン酸のＣ1〜Ｃ8−ヒドロキシアルキルエステル、ジ−Ｃ1〜Ｃ3−アルキルアミノＣ2〜Ｃ4−アルキルアクリレート、ジ−Ｃ1〜Ｃ3−アルキルアミノ−Ｃ2〜Ｃ4−アルキルメタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミドおよび／またはＮ−ビニルピロリドンの群からの親水性のモノマー、および
（ｃ） 随意に、少なくとも２つの二重結合を分子中に有する少なくとも１つの架橋作用モノマー
が考慮に入れられる。
【００３３】
群（ａ）のモノマーを、単独で、互いに混合して、並びにモノマー（ｂ）および／または（ｃ）と組み合わせて懸濁重合の際に使用できる。群（ａ）のモノマーについての例は、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｔｅｒｔブチルアクリレート、ｓｅｋ−ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、パルミチルアクリレート、ステアリルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｓｅｋ−ブチルメタクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ヘプチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、パルミチルメタクリレートおよびステアリルメタクリレート並びに酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ブチル、スチレン、クロロスチレンおよび／またはα−メチルスチレンである。これらの群の好ましく使用されるモノマーは、メチルメタクリレートおよびスチレンである。
【００３４】
随意にポリマーの親水性変性のために使用される、群（ｂ）のモノマーは、例えばエチレン性不飽和Ｃ3〜Ｃ6−カルボン酸、ビニルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、スルホプロピルアクリレート、スルホプロピルメタクリレート、スチレンスルホン酸、上記酸の塩、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、Ｃ1〜Ｃ6−カルボン酸のＣ1〜Ｃ8−ヒドロキシアルキルエステル、ジ−Ｃ1〜Ｃ3−アルキルアミノ−Ｃ2〜Ｃ4−アルキルアクリレート、ジ−Ｃ1〜Ｃ3−アルキルアミノ−Ｃ2〜Ｃ4−アルキルメタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ビニルホルムアミドおよび／またはＮ−ビニルピロリドンの群から選択される。
【００３５】
エチレン性不飽和カルボン酸の例は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、および酢酸ビニルである。エチレン性不飽和カルボン酸並びにスルホ基含有モノマーを、遊離酸の形態で、並びに部分的または完全にアルカリ金属塩基、アルカリ土類金属塩基、アンモニアまたはアミンで中和された形態で、重合の際に使用することができる。大抵は、酸性モノマーのナトリウム塩、カリウム塩またはアンモニウム塩を使用する。しかしながら、酸性モノマーをアミン、例えばブチルアミン、モルホリン、エタノールアミン、ジエタノールアミンまたはトリエタノールアミンで中和することもでき、且つ、部分的または完全に中和された形態で重合の際に使用できる。ヒドロキシアルキルエステルの中で、殊に、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシブチルアクリレートおよび２−ヒドロキシプロピルメタクリレートが考慮に入れられる。
【００３６】
塩基性モノマーについての例は、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリレート、ジメチルアミノプロピルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジ−ｎ−プロピルアミノエチルアクリレートおよびジ−ｎ−プロピルアミノエチルメタクリレートである。該塩基性モノマーを、遊離塩基として、鉱酸、不飽和カルボン酸またはスルホン酸、例えばｐ−トルエンスルホン酸または安息香酸との塩として、並びに四級化形態（例えば塩化メチル、塩化エチル、塩化ｎ−プロピル、硫酸ジメチル、塩化ｎ−ヘキシル、塩化シクロヘキシルまたは塩化ベンジル）で、重合の際に使用できる。
【００３７】
群（ｂ）のモノマーを、個別に、または組み合わせて、重合の際に使用できる。有利には、この群から、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、ビニルホルムアミド、およびＮ−ビニルピロリドンを使用する。
【００３８】
群（ｃ）のモノマーとして、少なくとも２つの二重結合を分子中に有する、架橋作用のあるモノマーを使用する。かかるモノマーについての例は、多価のアルコールおよびエチレン性不飽和カルボン酸、例えばアクリル酸またはメタクリル酸からのエステルであり、例えばエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ブタンジオールジアクリレート、ブタンジオールジメタクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、ポリアルキレングリコールのアクリレートおよびメタクリレート例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールまたは例えば１００〜５０００のモル質量を有するエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドからのブロックコポリマー、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリトリトールトリアクリレート、ペンタエリトリトールトリメタクリレート、ペンタエリトリトールテトラアクリレート、ペンタエリトリトールテトラメタクリレート、ジビニルベンゾール、ジビニル尿素およびメチレンビスアクリルアミドである。好ましくはアリルメタクリレート、ブタンジオール−１，４−ジアクリレートおよびトリメチロールプロパントリアクリレートが架橋剤として考慮に入れられる。
【００３９】
それゆえ、本発明の対象は、色素含有ポリマー分散物が、波長領域２００〜１４００ｎｍで吸収および発光する蛍光色素を含有する方法でもある。
【００４０】
蛍光色素は当業者に公知である。それらは例えば、従来技術についての上記のＷＯ−Ａ−９９／４０１２３号、１０ページ、１４行目〜２５ページ、２５行目、およびＥＰ−Ｂ−０６９２５１７号、３ページ、７行目〜６ページ、１行目内に記載される。好ましくは、適した蛍光色素は、例えばクマリン色素、ペリレン色素、テリレン色素、クアテリレン色素、ナフタルイミド色素、シアニン色素、キサンテン色素、オキサジン色素、アントラセン色素、ナフタセン色素、アントラキノン色素またはチアジン色素の類に属する。有利には、水中油型エマルションの水相中よりも油相中で高い可溶性を有する蛍光色素が使用される。例えば、色素は、油相中で少なくとも０．００１質量％、有利には少なくとも０．０１質量％の可溶性を有するべきである。
【００４１】
そのうえ、本発明の対象は、ラジカル懸濁重合によって、またはエチレン性不飽和モノマーの水中油型エマルション中でのラジカルミニエマルション重合によって、少なくとも１つの界面活性化合物、および、モノマーに対して少なくとも０．５質量％の少なくとも１つの疎水性の非重合性の有機化合物、１００００までのモル質量Ｍwを有する少なくとも１つのＣ2〜Ｃ6−オレフィンからの疎水性ポリマー、５０００までのモル質量Ｍwを有するシロキサン、および／または１００００までのモル質量Ｍwを有するポリスチレンの存在中で得られるポリマーの水性分散物であって、そのエマルションの分散相が少なくとも１つの蛍光色素を少なくとも１つのエチレン性不飽和モノマー中に溶解して含有し、且つ少なくとも１０ｎｍの平均粒径を有する前記ポリマーの水性分散物を材料マーキングのために用いる使用、並びにこれらのポリマー分散物からその都度乾燥によって得られる少なくとも１つの蛍光色素を含有する粉末を材料マーキングのために用いる使用である。
【００４２】
Ｂ．Ｊ．Ｂａｔｔｅｒｓｂｙ、Ｇ．Ａ．Ｌａｗｒｉｅ、Ａ．Ｐ．Ｒ．ＪｏｈｎｓｔｏｎおよびＭ．Ｔｒａｕは、Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，２００２，１４３５〜１４４１において、蛍光色素、ナノ結晶および金属を用いた、コロイド懸濁液の光学的なコード付けについて報告している。例えば、直径３〜６μｍを有するコロイドが、蛍光色素、または錯化結合ランタノイドの付着によって光学的にマーキングされた。他の種類のコロイドマーキングは、カドミウムセレン化物のナノ結晶を備えた硫酸亜鉛の付着、またはコロイドの空洞への金属イオンの電気化学堆積である。コロイドを、例えば蛍光顕微鏡または血球計算器を用いて互いに識別することができる。
【００４３】
ＵＳ−Ａ−３７７２０９９号から、無機の蛍光物質を用いた爆発物のコード付けが公知であり、そこでは、例えば微細に分割された市販の蛍光物質、および微細に分割された、周期律表のランタノイド群の少なくとも１つの元素でドープされた蛍光物質を、ケイ酸カリウム水溶液と混合し、該混合物を乾燥させ、粉砕しそしてふるいにかける。そのように形成された集合物の粒径は、０．５〜０．７ｍｍである一方、蛍光物質の粒径は６〜８μｍの範囲である。かかる集合物を、例えばダイナマイトの製造の間、慎重に爆薬と混合することができる。爆発物のマーキングのためには０．０１質量％の量で既に充分である。そのようにマーキングされた爆発物は、採取された試料を使用した爆発後でも、コード付けされた蛍光物質が例えば紫外線で照射された際に発する発光線を用いて同定できる。蛍光物質の種々のドーピングに基づき、多数の組み合わせの可能性がもたらされ、従って、適した方式で多重ドーピングされた蛍光物質でマークされた爆薬の製造業者、製造年、月および週を確認できる。
【００４４】
ＵＳ−Ａ−４３９０４５２号から、かかるマイクロ粒子を含有する、物質の遡及的同定のためのコード付けされたマイクロ粒子が公知である。コード付けされたマイクロ粒子は、ＤＥ−Ａ−２６５１５２８号の教示に従って順々に、担体フィルムに視覚的に識別可能な色の層を施与し、その後、付着物の表面にジアゾ化法を用いて非常に薄い層を製造し、該層中に、マイクロデータを含有するポジを通じてこの層に当てられるＵＶ光照射により現像後に顕微鏡で判定され得る数字および記号が含有されることによって得られる。コーティングから、１０００μｍ以下であり、且つ施与された数字および記号を含む２つの平坦な平行に走る面を有する、マイクロ粒子が製造される。製品についての出自および製造データを遡及的に知るために、マイクロ粒子が物質、例えば爆薬のマーキング用に使用される。
【００４５】
ＷＯ−Ａ−０３／０４４２７６号は、３０〜９９質量％が乾燥繊維から、且つ７０〜１質量％が充填剤からなる紙製品内で少なくとも部分的に包含されている少なくとも１つのフォトルミネッセンス部分に基づく少なくとも１つの保護成分を有する安全紙および安全粒子に関連する。保護成分は、例えばセルロース繊維からの担体をフォトルミネッセンス色素で着色することによって製造され得る。該フォトルミネッセンスは、保護成分を波長２００〜５００ｎｍの光で照射した際に可視になる。
【００４６】
ＷＯ−Ａ−０２／４６５２８号から、安全性に役立つマーキングを基材、例えば紙、セラミックまたはポリマーにコーティングとして施与することが公知であり、その際、コーティング剤の結合剤は、直径０．２〜２μｍの蛍光マイクロ粒子、および、そこから光学的に識別可能な、直径１０〜２０μｍの離散した粒子を含有する。該コーティングは、裸眼での観察の際には色的に均一に見えるが、しかしながらより大きく拡大した際には離散した粒子は直径０．２〜２μｍを有する粒子から色的に識別される。
【００４７】
ＵＳ−Ｂ−６４５５１５７号から、マイクロ粒子の少なくとも２つの異なる群を製品のマーキングのために使用することが公知であり、その際、各々のマイクロ粒子は、コードを形成する複数の色の層の群を含有する。このマイクロ粒子を用いて、製品の階層性のコード付けが可能であり、従って例えば、マークされた製品について、製造業者および製造番号を知ることができる。
【００４８】
色素含有ポリマー分散物は、原則的に公知である。ＥＰ−Ａ６９１３９０号およびＤＥ−Ａ４４３６８９２号は、エチレン性不飽和モノマーに基づく色素含有水性ポリマー分散物であって、第一の段階においてポリマー化合物を有機溶剤中で製造し、その際、該有機溶剤に重合前、重合の間または重合後に１つまたは複数の可溶性色素を添加し、且つ、第二の段階において、このように得られた色素含有ポリマー溶液を水性ポリマー分散物に変換することによって得られる、水性ポリマー分散物を記載している。しかしながら、そのような色素含有ポリマー分散物は、色素の移動安定性については、まだ満足できるものではない。
【００４９】
ＥＰ−Ａ５６６４４８号は、エチレン性不飽和モノマーに基づく色素含有水性ポリマー分散物であって、第一の段階においてエチレン性不飽和モノマーのラジカル水性乳化重合を実施すること、およびそのように得られたポリマー分散物を有機溶剤中の色素の溶液で含浸することによって得られる水性ポリマー分散物について記載している。しかしながら、そのように得られたポリマー分散物も同様に、色素の満足な移動安定性を有さない。この文献においても同様に、充分に水相容性の色素が、重合の間にも添加され得ることが指摘されている。しかしながら、この実施態様についての具体的な指示は上記の文献から得られない。欠点は、この手順の際に大量の有機溶剤を使用する必要があることである。
【００５０】
ＵＳ４６８０３３２号は、色素含有ポリマー分散物の製造のために、同様に、水性ポリマー分散物を、溶剤、例えばトルエンまたはクロロベンゼン中の有機色素の溶液で含浸させること、並びにそのような色素溶液の水中油型エマルションで含浸させることを推薦している。この手順も、満足のいく製品をもたらさない。
【００５１】
本発明の好ましい実施態様において、蛍光色素は、クマリン色素、ペリレン色素、テリレン色素、クアテリレン色素、ナフタルイミド色素、シアニン色素、キサンテン色素、オキサジン色素、アントラセン色素、ナフタセン色素、アントラキノン色素またはチアジン色素の類から選択される。
【００５２】
特に好ましくは、蛍光色素はリレン誘導体である。リレン色素とは、α−位置で縮合したナフタレン分子の同族列を示す。さらにまた、２つの縮合ナフタレンはペリレン、３つでテリレン（Ｔｅｒｒｙｌｅｎ）、４つでクアテリレンを生じる。その高い光安定性および高い蛍光量子収率のために、これらの色素は特に単分子分光分析のために興味深い。テリレンでドープされたｐ−ターフェニルの他に、この際、特にリレン色素のモノイミド誘導体ジイミド誘導体でドープされたポリマーフィルムが使用される。
【００５３】
それに応じて、本発明は、第三の実施態様において、物品中でのバルク材の定性的および定量的同定および定量化のために好ましい方法であって、物品中のバルク材の同定を、ポリマー分散物を好ましくは蛍光顕微鏡を用いて検出することによって実施する、前記方法に関する。
【００５４】
蛍光顕微鏡を用いて、特定の蛍光色素を特異的に染色できる。調査されるプレパラート中に、特定の波長の光によって励起されて発光する蛍光物質（蛍光色素）がある。励起された蛍光色素は、ストークス遷移によって通常、励起光よりも長波長である光を発する。励起光および放射光を、それ自体の光路において光学的に分離でき、且つ調査すべき対象の大きさは、その固有の発光に基づき、充分に高いコントラストで、光顕微鏡の解像度限界より大幅に下であることができる。
【００５５】
本発明の好ましい実施態様においては、物品中でのバルク材の同定をポリマー分散物の検出によって好ましくは血球計算法を用いて実施する、バルク材の定性的および定量的同定のための方法を行う。
【００５６】
コード付けされたマイクロ粒子の同定は、蛍光分光器および／または光検知器を適したフィルタと共に取り付けられて含有する、市販の血球計算器を用いて可能である。その際、コード付けされたマイクロ粒子の同定は、全体の蛍光スペクトルまたは個々に選択された波長の放射光線の分析によって行われ、ここで、入射される、蛍光のための励起光の波長は変化され得る。コード付けされたマイクロ粒子の同定のために適している血球計算器として、例えばＰａｒｔｅｃ ＧｍｂＨから、Ｏｔｔｏ−Ｈａｈｎ−Ｓｔｒ．３２、Ｄ−４８１６１が販売されている。
【００５７】
そのうえ、本発明の対象は、ラジカル懸濁重合によって、またはエチレン性不飽和モノマーの水中油型エマルション中でのラジカルミニエマルション重合によって、少なくとも１つの界面活性化合物、および、モノマーに対して少なくとも０．５質量％の少なくとも１つの疎水性の非重合性の有機化合物、１００００までのモル質量Ｍwを有する少なくとも１つのＣ2〜Ｃ6−オレフィンからの疎水性ポリマー、５０００までのモル質量Ｍwを有するシロキサン、および／または１００００までのモル質量Ｍwを有するポリスチレンの存在中で得られるポリマーの水性分散物であって、そのエマルションの分散相が少なくとも１つの蛍光色素を少なくとも１つのエチレン性不飽和モノマー中に溶解して含有し、且つ少なくとも１０ｎｍの平均粒径を有する前記ポリマーの水性分散物を材料マーキングのために用いる使用、並びにこれらのポリマー分散物からその都度乾燥によって得られる少なくとも１つの蛍光色素を含有する粉末を材料マーキングのために用いる使用である。
【００５８】
１つの好ましい実施態様において、製造の間にバルク材へポリマー分散物を噴霧することによる、物品中のバルク材の定性的および定量的マーキングのための方法が実施される。
【００５９】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、本発明による蛍光マーキングされたポリマー分散物を、物品中のバルク材の定性的および定量的同定のために使用することができる。
【００６０】
建設産業における出発材料、好ましくはコンクリート、セメント、クリンカー、モルタル、しっくい（Ｐｕｔｚｅ）、封止剤（Ｄｉｃｈｔｅｓｔｏｆｆ）、流動化剤および粉砕助剤のマーキングのための好ましい使用について、蛍光マーキングされたポリマー分散物または少なくとも１つの蛍光色素含有ポリマー分散物がマーキングのために使用される。
【００６１】
それに応じて、本発明は、好ましい実施態様において、蛍光マーキングされたポリマー分散物を含有する建築材料に関する。
【００６２】
バルク材の種類および使用量を、複数の方式で検出できる。
【００６３】
携帯式の検出器は、バルク材の種類の純粋な定性的検出を、その表面のスペクトル分析によって可能にする。この装置は個々のマーカー種について校正され得る。
【００６４】
物品の製造のためのバルク材の使用量の定性的且つ同時に定量的な測定は、マーカー粒子の数を数えることによって行われる。その際、測定されるべきバルク材中でのマーカーの出発濃度がわかっていなければならない。
【００６５】
検出は、物品の適した表面の蛍光顕微鏡法によって、広範囲に及んで非破壊的に行われ得る。そのうえ、物品の試料を適した媒体中に溶解し、その後、血球計算器を用いて溶解された試料中に含有されるマーカー粒子を数えることができる。
【００６６】
以下の実施例は、本発明を詳細に説明するものとする。
【００６７】
建築材料のマーキング
実施例１
試験体の製造
マーキング粒子を有する、および有さない、試験体の準備
固められたコンクリートブロックにおいて使用されたマーキング物質の再検出（Ｗｉｅｄｅｒｆｉｎｄｕｎｇ）割合を測定するために、これらを通常のコンクリート混合物に種々の濃度で添加した。該添加を、練り混ぜ水と共に行う。その際、粒子懸濁液の水の含分は、コンクリートの練り混ぜ水に算入された。この試験について、通常のレディーミックストコンクリート混合物を比較対象とした。１５０リットルの混合容量を有するコンクリートミキサー（Ｚｙｋｌｏｓ パグミルミキサ）内にて、６０Ｕ／分で混合した。それに従って、フレッシュコンクリートを、基準立方体（辺の長さ １５×１５×１５ｃｍ）内に充填し、且つ、硬化の標準雰囲気下に供する。硬化後（ｔ＞７ｄ）、試験体を、粒子の再検出について試験した。ゼロ値の測定のために、マーキング粒子が添加されていない試験体を製造した。
【００６８】
以下の材料をコンクリート試験体の製造のために使用した：
１． ポルトランドセメント ＣＥＭ Ｉ ４２．５Ｒ
２． 珪砂 ０．１〜０．３ｍｍ
３． 珪砂 ０．３〜１．０ｍｍ
４． 砂 ０．４ｍｍ
５． 流れる砂利砂（Ｒｉｅｓｓｅｌ） ４／８ｍｍ
６． 砂利 ８／１６ｍｍ
７． 水
８． マーカー分散物 （表１参照）。
【００６９】
コンクリートは、以下の混合プロセスに従って製造された：
１． 骨材およびセメントを３０秒間乾式混合する
２． 練り混ぜ水およびマーカー分散物を添加する
３． さらに２７０秒間混合する。
【００７０】
【表１】
ｗ／ｚ： 水のセメントに対する比の値
ＣＥＭ ポルトランドセメント ＣＥＭ Ｉ ４２．５Ｒ
表１： マーキング物質を添加しないで、並びにマーキング物質の種々の添加をして製造された試験体を示す。
【００７１】
実施例２
粉砕の際の添加
セメント製造の際に発生するような大きな機械的応力の後の、使用されたマーキング物質の再検出割合を測定するために、通常のポルトランドクリンカー（ＰＺクリンカー）への粉砕の間、それらを種々の濃度で添加した（表２参照）。セメントクリンカーへの該添加を、粉砕工程の開始前に粒子の分散物として行った。粉砕を、Ｆｒｉｔｓｃｈ社の遊星歯車式ボールミル（Ｐｕｌｖｅｒｉｓｅｔｔｅ ４）内で行った。粉砕カップも粉砕ボールも、硬化鋼からなった。粉砕ボールの直径はこの際、２０ｍｍであった。粉砕物、従ってポルトランドセメントクリンカーの正味重量は１３０ｇであった。ポルトランドセメントクリンカーは、粉砕工程のスタート前に粒度＜５ｍｍに予備破砕された。粉砕時間としては、１５±１分を選択した。これによって、粉砕の細かさ４０００±２００ｃｍ2／ｇが達成され、その細かさは、市販のＣＥＭ Ｉ ４２．５ Ｒに相応する。ゼロ値の測定のために、マーキング粒子を添加しないで試料を製造した。
【００７２】
【表２】
Ｍａｒｋｅｒ ＧＫ ＝ Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｒｏｓａ ２８５を有するポリマー分散物
表２： マーキング物質を添加しないで、並びにマーキング物質の種々の添加をして製造された粉砕試料を示す。
【００７３】
実施例３
コンクリート中の蛍光マーキングされたポリマー粒子の再検出
Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｒｏｓａ ２８５を用いて着色されたポリマー粒子（ｄ＝３μｍ）を、２５／６１５／１２９１／６３３３μｇ／ｋｇの質量比でコンクリート中に混合し、且つ、辺の長さ１５ｃｍを有する立方体に注型した。コンクリートの硬化後、穿孔（ＨＩＬＴＩ ＴＥ２４−削岩機 １２ｍｍ）によって試料を得た。その際、得られる穿孔粉塵の質量は、約２０ｇに達した。５ｇのこの穿孔粉塵を、１００ｍｌの三角フラスコ内に計量導入し、且つ１００ｇまで、１ＭのＨＣｌで満たす。この懸濁液を引き続き２時間、５００ｒｐｍで磁気攪拌機（ＩＫＡＭＡＧ ＲＥＴ−Ｇ）にて攪拌した。その後で、該試料を２分間沈殿させた。その上澄みを、測定のためにピペットを用いて抜き取った。基準値として、脱イオン水中のＬｕｍｏｇｅｎ Ｒｏｓａ ２８５を用いて着色された粒子を用いた濃度列が利用される。脱イオン水中並びに試料の上澄み中の粒子の分析を、ＢＤ−Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ社の流動血球計算器ＬＳＲ ＩＩを用いて行った。装置の測定パラメータを、信号の検知のために２つの蛍光領域が利用されるように調節した。色素の励起を、波長４８８ｎｍで行った。蛍光を、バンドパスフィルタを通じて５７５ｎｍ±１３ｎｍ、並びに５３０ｎｍ±１５ｎｍで測定した。
【００７４】
その際、２つの蛍光領域を、２次元のグラフに互いに対向させてプロットした。予め定義されたマーキング中に存在する全ての検知された粒子を合算した。着色されたポリマー粒子の信号を、１分の時間にわたって測定した。
【００７５】
粒子数を添加される色素量の関数として測定するために、まず粒子の濃度列を脱イオン水中で調製した。１分後、規定された領域内の全体の粒子数を、質量濃度の関数としてプロットして検量線をひき、線形傾向を計算し、且つ図示する。その勾配を基準値（１００％の値）としてみなす。
【００７６】
この測定と類似して、コンクリート試料の上澄み中で、コンクリートから抜き取られた粒子の測定を行う。最終的に、コンクリート中の粒子数を脱イオン水中の粒子数と関連づける。そこからもたらされる値は、コンクリート中の蛍光粒子の再検出割合に相応する。内挿された再検出割合は、この場合、９３％であった。
【００７７】
校正値の粒子数が、マーキングされたコンクリートの測定値の濃度について正規化された表を、表３に示す。
【００７８】
【表３】
表３ 結果の一覧表示
【００７９】
より高い濃度の際に再検出割合がより大きく重みづけされるので、グラフ評価がより正確であり、それゆえ、一覧表の形態が選ばれる。
【００８０】
実施例４
粉砕クリンカー中での蛍光マーキングされたポリマー粒子の再検出
Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｒｏｓａ ２８５で着色されたポリマー粒子（ｄ＝３μｍ）を、Ａｌｌｍｅｎｄｉｎｇｅｒのクリンカー内で２００ｍｇ／ｋｇの質量比で、遊星ボールミル（Ｐｕｌｖｅｒｉｓｅｔｔｅ ４−２０ ｍｍ系）にて、１５分の時間にわたって粉砕した。セメント粉末の分析を、引き続き、実施例１と類似して実施し、その際、相応して該粒子を検知できた。
【００８１】
実施例５
タイル接着剤中での蛍光マーキングされたポリマー粒子の再検出
Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｒｏｓａ ２８５で着色されたポリマー粒子（粒径〜３μｍ）を、タイル接着剤（ＰＣＩ−Ｎａｎｏｌｉｇｈｔ）中で２ｍｇ／ｋｇの質量比で混合し、そして塗り広げて約５ｍｍの膜にした。タイル接着剤の硬化後、膜を取り上げ、且つ、乳鉢内で粉末化した。
【００８２】
その５ｇを、１００ｍｌの三角フラスコ内に計量導入し、且つ１００ｇまで、１ＭのＨＣｌで満たす。この懸濁物を３５日、磁気攪拌機ＩＫＡＭＡＧ ＲＥＴ−Ｇにて５００ｒｐｍで絶え間なく攪拌し、引き続き２分、沈殿させた。その上澄みを、ＢＤ−Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ社の流動血球計算器ＬＳＲ ＩＩを用いて測定した。タイル接着剤中にある粒子に対するリファレンスとして、Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｒｏｓａ ２８５で着色された粒子を、脱イオン水中、１００μｇ／ｋｇの質量濃度で調製した。２つの蛍光領域にわたって検知を行った。色素の励起を波長４８８ｎｍで行った。着色されたポリマー粒子の信号を、１分の時間にわたって測定した。
【００８３】
蛍光を、バンドパスフィルタを通じて５７５ｎｍ±１３ｎｍ、並びに５３０ｎｍ±１５ｎｍで測定した。その際、その２つの蛍光領域を、２次元のグラフに互いに対向してプロットした。予め定義されたマーキング中に存在する全ての検知された粒子を、最終的に合算して総計を出した。
【００８４】
基準値（１００％値）を決定するために、脱イオン水中の着色された粒子のリファレンス試料を測定した。１分後の合計粒子数の測定を、基準値としてみなした。この測定に類似して、タイル接着剤試料の上澄み中の粒子の測定を行った。最終的に、タイル接着剤中の粒子数を脱イオン水中の粒子数と関連づける。そこからもたらされる値が、タイル接着剤中の蛍光粒子の再検出割合に相応する。再検出割合は７２％であった。
【００８５】
【表４】
表４ 結果の一覧表示
【００８６】
実施例６
粉砕後のマーカーの添加
ａ． 噴霧乾燥粉末
本発明によるカプセル粉末は、例えば、マーカー粒子分散物の噴霧乾燥によって得られる。好ましくは、一流体ノズルを用いて、温風流中で水性ポリマー分散物の噴霧を行う。流出の際の液滴のサイズを、粉末粒子が１５０〜４００μｍの範囲の粒径を有し且つ粒子の８０質量％が９０≧μｍの大きさを有するマイクロカプセル粉末が得られるように選択する。カプセル分散物の粘度に依存して、当業者はノズル直径および物質流のフィード圧を選択する。フィード圧が高いほど、より小さい粒径が生じる。一般に、２〜２００ｂａｒの範囲内でマイクロカプセル分散物が供給される。有利には、渦発生器を備えた一流体ノズルを使用する。渦発生器の選択を介して、追加的に、液滴サイズおよび噴霧角度に影響を及ぼすことができる。例えば、噴霧角度に影響を及ぼす渦室と、流量に影響を及ぼす開孔板とからなる典型的な構造を有する、Ｄｅｌａｖａｎ社の一流体ノズルを使用できる。
【００８７】
一般に、温風流の入口温度は１００〜２００℃、有利には１２０〜１８０℃の範囲であり、温風流の出口温度は３０〜１１０℃、有利には５０〜９０℃の範囲であるようにされる。入口温度と出口温度との間の温度差は、有利には少なくとも５０℃、好ましくは少なくとも６０℃、および特に好ましくは少なくとも７０℃である。ガス流からの微細部分の分離を、通常通り、サイクロンまたはフィルタ分離を使用して行う。その際、その微細部分を好ましくは再分散させ、且つ、物質流に返送する。噴霧された水性ポリマー分散物および温風流は、有利には平行に導かれる。
【００８８】
方法の変法によれば、乾燥器の後ろに直列に流動床を接続して、場合により残留湿分を搬出することが可能である。噴霧乾燥に流動床乾燥が引き続いている方法が好ましく、なぜなら、それは、より小さい微細部分を有するマイクロカプセル粉末をみちびくからである。噴霧塔として、例えば、塔の高さ１２〜３０メートルおよび幅３〜８メートルを有する、Ａｎｈｙｄｒｏ、ＭｉｒｏまたはＮｕｂｉｌｏｓａ社の乾燥器が使用される。乾燥空気の流量は、かかる噴霧塔について、典型的には２０〜３０ｔ／時間の範囲である。その際、マーカー分散物の流量は、通常、１〜１．５ｔ／時間である。
【００８９】
噴霧乾燥についての例
３つの一流体ノズルを有するノズルの組み合わせを使用した。Ｄｅｌａｖａｎ社のノズルの組み合わせの構成要素は、一つには渦室、および他には、特定の塔パラメータの際の流量に影響を及ぼすための開孔板である。該噴霧塔は、高さ２４ｍの際に直径５ｍを有し、且つ、塔の中心で測定して０．３〜３ｍｂａｒの減圧で、２５ｔ／時間までの蒸気によって加熱された乾燥空気との並流（Ｇｌｅｉｃｈｓｔｒｏｍ）法において稼働される。乾燥の温度差は、約７０℃であり、その際、「後処理」による生成物搬出温度は約２５℃である。生成物の搬出を、サイクロンを介して行う。サイクロン物（微細部分）は、再分散され且つ再度供給される。ブルックフィールド粘度計において測定して、粘度〜２００ｍＰａｓを有するマーカー分散物を、フィード圧２０〜２８ｂａｒで、ノズルの組み合わせを介して噴霧した。
【００９０】
噴霧乾燥され且つＬｕｍｏｇｅｎ Ｒｏｓａ ２８５で着色されたポリマー粒子（ｄ＝３μｍ）を、セメント粉末ＣＥＭＩ ４２．５内で質量比１〜６，５００μｇ／ｋｇで混合した。このセメント粉末を用いて、辺の長さ１５ｃｍを有するコンクリートの立方体が実施例１に相応して注型された。コンクリートの硬化後、穿孔（ＨＩＬＴＩ ＴＥ２４−削岩機 １２ｍｍ）によって試料を得た。その際、得られる穿孔粉塵の質量は、約２０ｇに達した。実施例３と類似して試料を調製した後の血球計算器による再検出割合は２１〜９８％であった。
【００９１】
実施例７
担体に施与された分散物
Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｒｏｓａ ２８５で着色されたポリマー粒子（ｄ＝３μｍ）を、１００ｍｇ／ｋｇの質量比でセッコウと混ぜ合わせた。マーカー粒子を含有するセッコウ１ｇを９９９ｇのＣＥＭＩ ４２．５と混ぜ合わせた。得られる粉末５ｇを、実施例３と類似して使い切る。血球計算器によるマーカーの再検出割合は８３％であった。
【００９２】
実施例８
蛍光顕微鏡を用いた定性的および定量的検出
コンクリートおよびモルタルの新たな破片を製造することにより、試料を準備する。新たな破面は、数平方ミリメートルの小さな領域を有するべきであり、前記領域はわずかな凹凸によって特徴付けられ、そのことは検出のために有利である。種々のマーカーの検出を、画像部分の中のそれぞれ個々のマーカー粒子の蛍光のスペクトル分析測定によって行う。画像部分は、レーザー走査顕微鏡を用いて、各点ごとに走査される。その際、適切に選択されたレーザーを試験されるべき試料上で集光し、且つ、レーザーの焦点を用いて、選択された試料表面を走査（ａｂｇｅｒａｓｔｅｒｔ）する。焦点がマーカー粒子に当たると、レーザーによってマーカーが励起されて蛍光が生じる。生じる蛍光を分光的に検知する。試料の走査は、マーカー粒子がある試料の各々の点で、そのマーカーに特徴的な蛍光スペクトルを信号としてもたらす。同一のマーカー色素を含有するマーカー粒子は、同一の特徴的なスペクトル信号をもたらし、他のマーカー色素を有するマーカー粒子は、それについて特徴的な、識別可能な他の信号を生じる。この方式で、どのマーカーが試料中に存在するかが測定される（定性的検出）。選択された画像部分（試料部分）において、存在するマーカー粒子の種類以外に、それぞれの数も測定される場合、画像部分および読み取り深さ（Ａｕｓｌｅｓｅｔｉｅｆｅ）の知見から、それぞれのマーカー粒子の濃度を算出することができる（定量的検出）。
【００９３】
実施例９
実施試験： セメント製造の間の空気式コンベアトラフへの配量
ポリマー分散物を、スクリューコンベアポンプを用いて、噴霧ノズルを通じて、セメントの空気式コンベアトラフに配量する。分散物中に含有されるポリマー粒子は、Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｇｅｌｂ ０８３を０．１２質量％含有するもの ６４部と、Ｌｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｒｏｔ ３０５およびＬｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｏｒａｎｇｅ ２４０の１：１の混合物を０．１２質量％含有するもの ８部と、０．１２質量％のＬｕｍｏｇｅｎ Ｆ Ｒｏｓａ ２８５を含有するもの １部との混合物である。該分散物は、１７％の固体含分を含有し、且つ、１時間あたり２５トンのセメントが輸送される空気式コンベアトラフに１時間あたり１０リットルで噴霧される。この方式で、セメントに６８ｐｐｍの着色ポリマー粒子を添加する。
【００９４】
分析のために、配量位置から約５０メートル離れて、２０分の間隔で、セメント試料を１キログラムずつ空気式コンベアトラフから取り出す。色コードを取得できる光学的な蛍光顕微鏡法を用いて、該セメントを調査する。さらに、１グラムのセメントを１００グラムの１モル塩酸中で磁気攪拌機を用いて均質化し、引き続き、１５分間、超音波浴内、４０℃で溶解させる。該溶液を、ＢＤ−Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ社のマルチチャンネル血球計算器ＬＳＲ ＩＩを用いて６０分間、測定する。機器で測定の間に記録された蛍光事象の数は、セメントに添加された粒子の数の平均に相応し、従って定量化が可能になる。５３０ｎｍおよび５７５ｎｍでの２つの測定チャンネルにおける強度による通常の二次元プロットは、蛍光色素の正確な分類を可能にする。測定結果は、使用された色の混合を正確に表している。
【００９５】
実施例１０
実施試験： セメント製造の間のクリンカー配量流への配量
実施例９と類似の、固体含分３３％を有するポリマー分散物を、１時間あたり５リットルの一定の速度で、１時間あたり２５トンのクリンカー配量流に施与する。ポリマー分散物の施与後、ただちに、該クリンカーをボールミルに移送し、その中で、該クリンカーを添加物と共に最高１４０℃で粉砕してセメントにする。セメント試料を実施例９と類似して、後続のセメント空気式コンベアトラフから取得し、且つ、実施例９の通り、蛍光を発する粒子について調べる。検知された蛍光を発する粒子は、１０％未満の偏差で、クリンカーに送りこまれた量に相応する。使用された色素の割合を、定量的に再検出できる。
【００９６】
実施例１１
実施試験： コンクリート試験体の製造およびマークされたセメントの分析
実施例１０に記載されるマーキングされたセメントを、１質量割合の水、２質量割合のセメント、並びに１０質量割合の骨材の比で混合し、且つ注型する。コンクリートの硬化後、５ｇを粉末化し、１００ｍｌの１モルＨＣｌと混合し、且つ、実施例に相応して溶解および分析を行う。検出された蛍光を発する粒子は、配量された量に相応する。使用された色素の割合が再検出された。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品中のバルク材の同定および定量化のための方法であって、粒子が色素混合物によってコード付けされている、色素含有ポリマー分散物をバルク材に添加し、且つ、該ポリマー分散物粒子を定量的に測定することを特徴とする方法。
【請求項２】
バルク材が、液体および固体のバルク材を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
液体のバルク材が、好ましくはコンクリート流動化剤および粉砕助剤を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
固体のバルク材が、好ましくはコンクリート、セメントおよびクリンカーを含有することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
ポリマー分散物が、平均直径５０ｎｍ〜５００μｍを有する好ましい粒径分布を有することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ポリマー分散物が、好ましくは、アクリル酸のＣ1〜Ｃ18−アルキルエステル、メタクリル酸のＣ1〜Ｃ18−アルキルエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、スチレン、クロロスチレン、α−メチルスチレン、メタクリル酸エステル、マレイン酸の群の疎水性モノマー、並びにこれらのモノマーの組み合わせから選択されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
色素含有ポリマー分散物が、２００ｎｍから１４００ｎｍの波長範囲で吸収且つ発光する蛍光色素を含有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
蛍光色素が、クマリン色素、ペリレン色素、テリレン色素、クアテリレン色素、ナフタルイミド色素、シアニン色素、キサンテン色素、オキサジン色素、アントラセン色素、ナフタセン色素、アントラキノン色素またはチアジン色素の類から選択されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
蛍光色素が、好ましくはリレン誘導体を含むことを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項に記載の、物品中のバルク材の定性的および定量的同定および定量化のための方法であって、物品中のバルク材の同定を、好ましくは蛍光顕微鏡を用いて、ポリマー分散物を検出することによって実施することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項に記載の、物品中のバルク材の定性的および定量的同定のための方法であって、物品中のバルク材の同定を、好ましくは血球計算法を用いて、ポリマー分散物を検出することによって実施することを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の、物品中のバルク材の定性的および定量的マーキングのための方法であって、ポリマー分散物をバルク材に、その製造の間に噴霧することによる方法。
【請求項１３】
物品中のバルク材の定性的且つ定量的同定のための、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の蛍光マーキングされたポリマー分散物の使用。
【請求項１４】
蛍光マーキングされたポリマー分散物または少なくとも１つの蛍光色素含有ポリマー分散物を、建築業における出発材料、好ましくはコンクリート、セメント、クリンカー、モルタル、しっくい、封止剤、流動化剤および粉砕助剤のマーキングのために使用することを特徴とする、請求項１３に記載の使用。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか１項に記載の蛍光マーキングされたポリマー分散物を含有する建築材料。
【請求項１】
物品中のバルク材の同定および定量化のための方法であって、粒子が色素混合物によってコード付けされている、色素含有ポリマー分散物をバルク材に添加し、且つ、該ポリマー分散物粒子を定量的に測定することを特徴とする方法。
【請求項２】
バルク材が、液体および固体のバルク材を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
液体のバルク材が、好ましくはコンクリート流動化剤および粉砕助剤を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
固体のバルク材が、好ましくはコンクリート、セメントおよびクリンカーを含有することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
ポリマー分散物が、平均直径５０ｎｍ〜５００μｍを有する好ましい粒径分布を有することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ポリマー分散物が、好ましくは、アクリル酸のＣ1〜Ｃ18−アルキルエステル、メタクリル酸のＣ1〜Ｃ18−アルキルエステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、スチレン、クロロスチレン、α−メチルスチレン、メタクリル酸エステル、マレイン酸の群の疎水性モノマー、並びにこれらのモノマーの組み合わせから選択されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
色素含有ポリマー分散物が、２００ｎｍから１４００ｎｍの波長範囲で吸収且つ発光する蛍光色素を含有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
蛍光色素が、クマリン色素、ペリレン色素、テリレン色素、クアテリレン色素、ナフタルイミド色素、シアニン色素、キサンテン色素、オキサジン色素、アントラセン色素、ナフタセン色素、アントラキノン色素またはチアジン色素の類から選択されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
蛍光色素が、好ましくはリレン誘導体を含むことを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項に記載の、物品中のバルク材の定性的および定量的同定および定量化のための方法であって、物品中のバルク材の同定を、好ましくは蛍光顕微鏡を用いて、ポリマー分散物を検出することによって実施することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか１項に記載の、物品中のバルク材の定性的および定量的同定のための方法であって、物品中のバルク材の同定を、好ましくは血球計算法を用いて、ポリマー分散物を検出することによって実施することを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか１項に記載の、物品中のバルク材の定性的および定量的マーキングのための方法であって、ポリマー分散物をバルク材に、その製造の間に噴霧することによる方法。
【請求項１３】
物品中のバルク材の定性的且つ定量的同定のための、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の蛍光マーキングされたポリマー分散物の使用。
【請求項１４】
蛍光マーキングされたポリマー分散物または少なくとも１つの蛍光色素含有ポリマー分散物を、建築業における出発材料、好ましくはコンクリート、セメント、クリンカー、モルタル、しっくい、封止剤、流動化剤および粉砕助剤のマーキングのために使用することを特徴とする、請求項１３に記載の使用。
【請求項１５】
請求項１から１４までのいずれか１項に記載の蛍光マーキングされたポリマー分散物を含有する建築材料。
【公表番号】特表２０１３−５１４２４９（Ｐ２０１３−５１４２４９Ａ）
【公表日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４３７７０（Ｐ２０１２−５４３７７０）
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６９９８３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０７３３５４
【国際公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【出願人】（５０３３４３３３６）コンストラクション リサーチ アンド テクノロジー ゲーエムベーハー (139)
【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｄｒ．−Ａｌｂｅｒｔ−Ｆｒａｎｋ−Ｓｔｒａｓｓｅ ３２， Ｄ−８３３０８ Ｔｒｏｓｔｂｅｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６９９８３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０７３３５４
【国際公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【出願人】（５０３３４３３３６）コンストラクション リサーチ アンド テクノロジー ゲーエムベーハー (139)
【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｄｒ．−Ａｌｂｅｒｔ−Ｆｒａｎｋ−Ｓｔｒａｓｓｅ ３２， Ｄ−８３３０８ Ｔｒｏｓｔｂｅｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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