JP6059247B2 - 複合充填材粒子およびそれを調製するためのプロセス - Google Patents

Description

本発明は、複合充填材粒子を調製するためのプロセスに関する。さらに、本発明は、本発明によるプロセスによって得ることが可能な複合充填材粒子にも関する。さらにまた、本発明は、歯科用修復材料などの歯科用組成物における複合充填材粒子の使用に関する。本発明の複合充填材粒子は、高含有量の無機充填材を有し、粘度の増大によって作業性を損なうことなく、機械的特性の改善および重合収縮の低減を実現する。さらに、本複合充填材粒子は、研磨ステップを含む手順によって調製される歯科用修復材の改善された表面特性によって、優れた美的特性を実現する。本複合充填材粒子は、本質的に球形の形状を有する。

クラウン、ベニア、直接充填物、インレー、アンレーおよびスプリントの調製において使用するための歯科用修復材料が知られている。歯科用複合材などの歯科用修復材料は、硬化性樹脂および粒状充填材を含有する。しかし、硬化プロセスにおける重合時の樹脂収縮により、修復用複合材と歯との間の隙間の形成が引き起こされる傾向がある。結果として、微小漏洩、二次う蝕および修復の有効期間の短縮が、従来の歯科用修復材料の代表的な問題となっている。収縮の問題を軽減し、歯科用修復材料を強化するために、粒状充填材が一般に使用されており、高い充填材充填量が好ましいとされている。

ＥＰ１ ３９６ ２５４は、無機充填材を有機重合性樹脂と混合して、この混合物を硬化することによって調製される、粒状事前重合充填材を開示している。具体的には、ヒュームドシリカおよびアルミノホウケイ酸バリウムガラスを重合性樹脂と混合してペーストを調製し、次いで、このペーストを熱重合して、たとえば、セラミック製ボールミルを使用して、得られた重合塊を粉砕して所望の粒径にする。ＥＰ １ ３９６ ２５４に開示された事前重合充填材は、約５５体積パーセントの無機物充填量を有し、ペーストの許容されるハンドリング特性を維持しつつ、歯科用修復用組成物のより高い充填材充填量を可能にするために使用される。

しかし、ＥＰ１ ３９６ ２５４の事前重合充填材は、事前重合充填材の調製に使用される粒状ガラスの特性と比較して、機械的耐性および化学的耐性に関して問題がある。

さらに、事前重合充填材は、歯科用修復用組成物に組み込む前に粉砕および分級されなければならないため、ＥＰ１ ３９６ ２５４の事前重合充填材は、時間と労力を要するさらなるプロセスステップを必要とする。

ＷＯ０１３０３０４は、歯科用修復用組成物において使用するための充填材粒子を開示しており、この充填材粒子は、ナノサイズ金属酸化物粒子のクラスターおよびさらなる非凝集ナノサイズ粒子を含む。このクラスターは、金属酸化物粒子の噴霧乾燥されたゾルに対する熱処理を含むプロセスを使用して作製される。充填材粒子はシラン化されており、約７８重量部の量で歯科用修復用組成物中に組み込まれている。ＷＯ０１３０３０４は、ナノサイズ粒子が美的品質、研磨性および耐摩耗性をもたらしつつ、このクラスターが強度をもたらすことを示唆している。しかし、この充填材は、金属酸化物ゾル粒子を噴霧乾燥および焼成することでもたらされる生成物が１μｍの平均クラスターサイズを実現するために、ボールミル中で１６０時間粉砕することを必要とするという点で、問題がある。

先行技術の粒状充填材材料は、機械的に強く同時に収縮を低減するために高い充填材充填量を有する歯科用修復材料において使用される場合、十分なものではない。高い充填材充填量は粘度の問題を生じ、これは通常、大きな充填材粒子を使用することによって対処され得る。大きな充填材粒子は一般に、より小さな充填材粒子と比較して、より低い粘度をもたらす。しかし、大きな充填材粒子を含有する組成物の硬化生成物は、硬化生成物の表面から除去される大きな充填材粒子が空洞を残して美的特性を損ない、滑らかな表面がほとんど得られないため、研磨性に関して不十分である。

ＵＳ６０２０３９５は、重合性モノマーおよび無機充填材の混合物からなる均質なマイクロ充填歯科用複合材料を開示しており、前記充填材は、サブミクロン〜約１６０μｍにわたるサイズを有する、シラン処理された溶融シリカ集合体からなる。この集合体は、およそ０．５〜５０μｍの範囲の平均凝集体サイズを有するヒュームドシリカの凝集体からなり、この凝集体は、およそ１〜１００ｎｍの範囲の平均粒径を有するヒュームドシリカの一次粒子からなる。一次粒子は、ヒュームドシリカ上のオルガノシランコーティングを燃焼させることによって形成されたシロキサン架橋により、相互接続されている。実施例１によれば、未処理のＯＸ−５０を、Ｖ−ブレンダー中で水溶液噴霧を使用して２０重量％のＡ−１７４オルガノシランでコーティングし、強制空気オーブン中で１００℃で２４時間乾燥し、ハンマーミルで粉砕し、１０μｍの平均粒径とした。シランコーティングされたＯＸ−５０を１０５０℃で４時間酸化し、架橋シリカ粒子（溶融シリカ）を得た。次いで、この溶融シリカをＶ−ブレンダー中で水溶液噴霧を使用して７重量％のＡ−１７４オルガノシランで表面処理した。シラン処理された溶融シリカを１１０℃で３時間、５５℃で１６時間乾燥し、次いで、９５メッシュを通して篩分した。得られた充填材は、Ｓｉ−Ｏ架橋した０．０４μｍのヒュームドシリカの凝集体からなり、集合体は１０μｍの平均サイズでサブミクロン〜１６０μｍの範囲であった。

ＵＳ４７８１９４０は、マイクロ充填歯科用複合配合物において使用するための充填材を生成するためのプロセスを開示しており、このプロセスは、（ａ）コロイド状シリカを重合性モノマーの有機溶媒溶液および有効量の重合触媒と混合し、次いで、前記溶媒を蒸発することにより、前記シリカを前記モノマーでコーティングするステップ、（ｂ）コーティングされたシリカを、スクリーニングによって約９０ミクロンの最大サイズを有する生成物粒子に個別化するステップ、（ｃ）前記モノマーを重合するステップ、および（ｄ）ステップ（ｃ）の生成物を含むコーティングされたシリカ粒子を、スクリーニングによって個別化するステップを含む。ＵＳ４７８１９４０の充填材は、不規則形を有する粒子からなり、それによって、歯科用組成物中で使用されたときに、望ましくない高い粘度増加を引き起こす。

ＥＰ１ ３９６ ２５４ ＷＯ０１３０３０４ ＵＳ６０２０３９５ ＵＳ４７８１９４０ ＵＳ−Ａ３，６５５，６０５ ＵＳ−Ａ３，８１４，７１７ ＵＳ−Ａ４，１４３，０１８ ＵＳ−Ａ４，２０９，４３４ ＵＳ−Ａ４，３６０，６０５ ＵＳ−Ａ４，３７６，８３５ ＥＰ０４５１７０９ ＥＰ ０ ９５１ ８９４ 米国特許第５，３３８，７７３号 米国特許第５，７１０，１９４号 米国特許第４，７５８，６１２号 米国特許第５，０７９，２７７号 米国特許第４，８１４，３６２号

本発明の課題は、粒状複合充填材を含有する歯科用修復材料の硬化後、その歯科用修復材料の良好な作業性にとって適切な粘度を維持しつつ、高い充填材充填量、高い強度および優れた研磨性をもたらし、重合中の収縮を低下させる複合充填材粒子、ならびに、粒状充填材を調製するためのプロセスを提供することである。

本発明は、複合充填材粒子を調製するためのプロセスであって、１〜７０μｍのメジアン粒径（Ｄ５０）を有する複合充填材粒子を提供するために、
（ａ）１〜１２００ｎｍのメジアン粒径（Ｄ５０）を有する粒状充填材を、付加重合性基および逐次重合性基から選択される反応基をその表面に表出しているコーティング層を粒状充填材の表面に形成するフィルム形成剤を含有するコーティング組成物でコーティングし、それによって、コーティングされた粒状充填材を形成することと、その後またはそれと同時に
（ｂ）任意選択でさらなる架橋剤の存在下で、また任意選択で反応基を表出していないさらなる粒状充填材の存在下で、コーティングされた粒状充填材を凝集させて、コーティングされた粒状充填材の顆粒を提供することであって、該顆粒が、コーティングされた粒状充填材粒子と、少なくとも１つのコーティング層によって互いに隔てられ接続された任意選択のさらなる粒状充填材粒子とを含有し、それによって、少なくとも１つのコーティング層を、反応基および任意選択でさらなる架橋剤を反応させることによって得られる架橋基によって架橋することができることと、
（ｃ）任意選択で、コーティングされた粒状充填材の顆粒を粉砕、分級および／または篩分することと、
（ｄ）任意選択で、コーティングされた粒状充填材の顆粒をさらに架橋することと
を含み、反応基が、反応基および任意選択でさらなる架橋剤を反応させることによって得られる架橋基に変換され、粒状充填材が、体積基準で複合充填材粒子の主成分である、プロセスを提供する。

本発明によれば、凝集は、噴霧凝集または成長凝集によって実施されてよく、噴霧凝集が好ましい。

本発明によれば、複合粒状充填材に含まれるコーティングされた粒状充填材の顆粒の反応基は、部分的に架橋されている。架橋は、任意選択でさらなる架橋剤の存在下で、また任意選択で反応基を表出していないさらなる粒状充填材の存在下で、コーティングされた粒状充填材を凝集させてコーティングされた粒状充填材の顆粒を提供するステップにおいて、反応基および任意選択でさらなる架橋剤を反応させることによって得られる架橋基によるものであってよい。代替的にまたはさらに、架橋は、凝集ステップ（ａ）の後、またはコーティングされた粒状充填材の顆粒を粉砕、分級および／または篩分する任意選択のステップの後で、コーティングされた粒状充填材の顆粒を架橋することによるものであってよい。

さらに、本発明はまた、本発明によるプロセスによって得ることができる粒状複合充填材を提供する。本発明の粒状複合充填材は、略球形の一次複合充填材粒子、特に、噴霧凝集によって得ることができる略球形の一次複合粒子を含む。一次粒子とは、集合した粒子を、たとえば音波処理を使用することによって離散させることにより、サイズを低減できない粒子である。

本発明の粒状複合充填材は、反応基の不完全な架橋に起因する、重合性二重結合などの残留反応基を含む。残留反応基は、粒状複合充填材が分散した硬化性マトリックスのさらなる反応基と反応し得る。具体的には、本発明の粒状複合充填材の残留重合性二重結合は、粒状複合充填材が歯科用組成物中で使用されるとき、歯科用組成物の重合性マトリックスと反応し得る。

さらにまた、本発明は、歯科用組成物における本発明の粒状複合充填材の使用を提供する。

本発明は、粒状充填材の一次粒子を、粒状充填材の表面にコーティング層を形成する、特定の反応性フィルム形成剤を含有するコーティング組成物でコーティングすることによって、効率的かつ効果的に高い無機充填材充填量を有する複合充填材粒子を調製することが可能であるという認識に基づいている。コーティングされた粒状充填材を基にして、少なくとも１つのコーティング層によって互いに隔てられた、コーティングされた粒状充填材粒子を含有する顆粒を提供することができる。特定の反応性フィルム形成剤の反応基の架橋が顆粒を共有結合によって安定化し、これにより、本発明の複合充填材粒子が得られる。

本発明のプロセスによれば、時間と労力を要する粉砕ステップを一方で同時に使用することは必ずしも必要ではなく、本発明のプロセスにより、粒径分布を制御することが可能になり、副産物である大量の微細な粒子または粗い粒子を回避することができる。

複合充填材粒子は、大きな粒径で得て高充填歯科用組成物中に組み込むことができ、これにより、歯科用組成物の粘度および作業性が優れたものとなる。硬化した歯科用組成物は、高い充填材充填量、高い強度および優れた研磨性を有する材料をもたらし、低い重合中の収縮を示す。

懸濁液／エマルション技法に基づく本発明のプロセスの第１の包括的実施形態を例示する、フローチャートである。 スプレードライヤーを使用する本発明のプロセスの第２の包括的実施形態を例示する、フローチャートである。 高剪断ミキサーまたは流動床を使用する本発明のプロセスの第３の包括的実施形態を例示する、フローチャートである。 本発明による凝集した充填材のＳＥＭ画像である。 本発明による凝集した充填材のＳＥＭ画像である。 ＯＸ−５０を粒状充填材として使用した、ＵＳ４７８１９４０の実施例１による充填材のＳＥＭ画像である。 本発明による、ＯＸ−５０を基にした、凝集した充填材のＳＥＭ画像である。 シラン化歯科用ガラスを粒状充填材として使用すること以外、ＵＳ４７８１９４０の方法によって調製した充填材のＳＥＭ画像である。 本発明による、シラン化歯科用ガラスを基にした、凝集した充填材のＳＥＭ画像である。

本発明は、複合充填材粒子を提供する。本複合充填材粒子は、歯科用組成物の調製に特に有用である。歯科用組成物は、好ましくは歯科用修復材料である。歯科用修復材料は、歯科用複合材、歯科用セメントまたは樹脂強化歯科用セメントから選択されてよい。歯科用複合材は、高充填歯科用複合材、流動性複合材、コンポマー、根管シーラーまたは小窩裂溝封鎖材であってよい。歯科用セメントは、グラスアイオノマーセメントまたは合着用セメントであってよい。

粒状充填材は、体積基準で複合充填材粒子の主成分である。したがって、複合充填材粒子の５０体積パーセント超、好ましくは６０体積パーセント超、さらにより好ましくは７０体積パーセント超が粒状充填材によって占められる。

複合充填材粒子中における粒状充填材の大きな体積を実現するために、粒状充填材上のコーティング層の最大厚さは、好ましくは粒状充填材のメジアン粒子直径（Ｄ５０）未満である。好ましい実施形態によれば、コーティング層の最大厚さは、粒状充填材のメジアン粒子直径（Ｄ５０）の１００パーセント未満であり、より好ましくはメジアン粒子直径の５０パーセント未満である。より好ましくは、コーティング層の最大厚さは、粒状充填材のメジアン粒子直径（Ｄ５０）の２０パーセント未満である。

好ましくは、複合充填材粒子は、ＤＩＮ６６ １３３に従う水銀法によって測定される、最大で２０パーセント、好ましくは最大で１５パーセント、さらにより好ましくは最大で１０パーセントの空隙率を有する。

本発明の複合充填材粒子は１〜７０μｍ、好ましくは、２〜５０μｍのメジアン粒径（Ｄ５０）を有する。メジアン粒径（Ｄ５０）は、たとえば、好適な分散媒中で約１０分間の音波処理によって複合充填材粒子のいずれかの集合体が離散して分散した後で、測定される。噴霧凝集を使用することによって凝集が実施される場合、メジアン粒径（Ｄ５０）は、好ましくは１〜４０μｍの範囲内であり、より好ましくは、２〜３０μｍの範囲内である。成長凝集を使用することによって凝集が実施される場合、メジアン粒径（Ｄ５０）は、好ましくは３０〜７０μｍの範囲内であり、より好ましくは、４０〜６０μｍの範囲内である。

本発明のプロセスによって得られる粒状複合充填材は、略球形の一次複合充填材粒子を含む。一次粒子は必ずしも完全な球形である必要はないが、少なくとも、粒子の流体様の運動が実質的に妨げられない程度には丸いべきである。略球形である一次粒子の球形の形状は、本発明によるコーティングされた粒状充填材の凝集の結果であり、さらなる粉砕ステップを必要としない。

本発明による複合充填材粒子において、反応基は、反応基および任意選択でさらなる架橋剤を反応させることによって、架橋基に変換される。したがって、コーティングされた粒状充填材のコーティング層によって表出される反応基の最初の量は、本発明の複合充填材粒子において減少している。反応基および任意選択でさらなる架橋剤の反応生成物が、本発明の複合充填材粒子において観察され得る。

複合充填材粒子によって表出される残留量の反応基は、歯科用組成物中の複合充填材粒子の組込みおよび架橋に有利となり得る。残留反応基が付加重合性基、たとえば、（メタ）アクリル基である場合、このような残留反応基は、本発明の複合充填材粒子が使用される歯科用組成物の、重合性樹脂マトリックスのラジカル重合に基づく硬化反応に関与し得る。残留反応基が逐次重合性基、たとえば、アミノ基、カルボン酸無水物基またはエポキシド基である場合、このような残留反応基は、対応する逐次重合性基を含有する逐次重合性樹脂マトリックスの逐次重合に基づく、歯科用組成物の硬化反応に関与し得る。

反応基の残留量は、複合粒状充填材の調製に使用されたモノマーの重合度に基づいて決定することができる。好ましくは、モノマーの重合度は、実施例８に開示される方法のいずれかによって決定して、少なくとも５０％かつ１００％未満であり、より好ましくは８０％〜９５％である。

本発明のプロセスによって得られた複合充填材粒子を、複合充填材粒子の表面特性を改変するおよび／またはさらなる反応基もしくは異なる反応基を導入するために、シラン化剤または表面活性剤で処理することも、本発明の構想に含まれる。さらなる反応基は、付加重合および逐次重合から選択される、既に複合粒状充填材によって表出されている反応基と同一の種類の重合を起こすことができる反応基であってよい。異なる反応基は、付加重合および逐次重合から選択される、既に複合粒状充填材によって表出されている反応基とは別の種類の重合を起こすことができる反応基であってよい。

好適なシラン化剤は、歯科分野で従来使用されている任意のシラン化剤であり、特に、改質された粒状充填材の調製のために本明細書に記載されているシラン化剤である（下記参照）。

好適な表面活性剤は、好ましくは１つまたは複数の反応基を含有する界面活性剤から選択されてよい。

複合充填材粒子において、粒状充填材は体積基準で主成分である。

本発明によれば、複合粒状充填材に含まれるコーティングされた粒状充填材の顆粒の反応基は、部分的に架橋されている。好ましくは、架橋は、凝集ステップ（ａ）の後、またはコーティングされた粒状充填材の顆粒を粉砕、分級および／または篩分する任意選択のステップの後で、コーティングされた粒状充填材の顆粒を架橋することによるものである。しかし、凝集に使用される条件および開始剤系の存在に応じて、凝集ステップ（ａ）中に一部の架橋が生じてよい。

粒状充填材をコーティングするステップ
複合充填材粒子は、本発明によれば、粒状充填材をコーティング組成物でコーティングするステップを含むプロセスによって調製される。

コーティングステップは、粒状充填材を好適な分散流体中に分散することによって実施されてよい。分散流体は液体分散流体または気体状分散流体であってよい。必要であれば、粒状充填材は高剪断力を使用することによって分散されてよい。高剪断力は、機械的撹拌、超音波処理またはノズルを使用した微粒化によって印加されてよい。粒状充填材は、コーティングステップ中にフィルム形成剤が接近しやすい粒状充填材の表面を増加するために、高度に分散されることが好ましい。

分散流体が気体状である場合、分散流体の例としては、気体が本発明による複合充填材粒子の調製に干渉しない限り、窒素、アルゴンまたは空気などの任意のガスを挙げることができる。気体状分散流体は、単独でまたは２種以上の気体の混合物として使用されてよい。

分散流体が液体である場合、好適な液体の例としては、液体が本発明による複合充填材粒子の調製に干渉しない限り、従来用いられている任意の溶媒、たとえば、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、アセトン、エタノール、プロパノール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルム、塩化メチレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルエーテル、ｔｅｒｔ．−ブチルメチルおよびエーテルを挙げることができる。液体分散流体は、単独でまたは互いに混和可能な量で２種以上の液体の混合物として使用されてよい。

分散は、一般に−２０〜２５０℃の温度で実施されてよい。液体分散剤の場合、分散は、液体溶媒の沸点未満の温度で実施されてよい。好ましくは、分散ステップは、１０℃〜１５０℃の範囲の温度で実施される。分散は、最大で１０時間、好ましくは１０秒〜１時間の間実施されてよい。

粒状充填材
粒状充填材は、たとえば、電子顕微鏡法を使用して、またはＭＡＬＶＥＲＮ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ Ｓ装置もしくはＭＡＬＶＥＲＮ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ ２０００装置によって取り入れられている従来のレーザー回折粒径測定法を使用して測定される、１〜１２００ｎｍ、好ましくは１０〜１０００、さらにより好ましくは２０〜８００ｎｍのメジアン粒径（Ｄ５０）を有する。

特定の実施形態によれば、粒状充填材は、１００〜８００ｎｍのメジアン粒径（Ｄ５０）を有する。

粒状充填材は、粒状充填材の材料が歯科用途に対して許容できる限り、特に限定されない。歯科用複合材における使用に好ましい粒状充填材は、歯科用ガラス、溶融シリカ、石英、結晶シリカ、非晶質シリカ、ソーダガラスビーズ、ガラスロッド、セラミック酸化物、粒状ケイ酸塩ガラス、放射線不透過性ガラス（バリウムガラスおよびストロンチウムガラス）および合成鉱物を含む、無機粒状充填材から選択されてよい。微細に分割された材料および粉末化ヒドロキシルアパタイトを採用することも可能であるが、シランカップリング剤と反応する材料が好ましい。充填材として、コロイド状もしくはサブミクロンの酸化物または混合酸化物も利用可能である。ＹＦ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＢｉＰＯ_４、ＣａＷＯ_４、ＢａＷＯ_４、ＳｒＦ_２、Ｂｉ_２Ｏ_３も好適な無機充填材である。

歯科用セメントまたは樹脂強化歯科用セメントにおける使用に好ましい粒状充填材は、反応性である。反応性粒状充填材は、水の存在下で酸と反応することが可能な、粉末化金属酸化物もしくは粉末化金属水酸化物、鉱物ケイ酸塩、またはイオン浸出性ガラスもしくはイオン浸出性セラミックである。粒状反応性充填材材料の例には、カルシウム含有材料もしくはストロンチウム含有材料またはアルミニウム含有材料などの、グラスアイオノマーセメントの技術分野で一般に知られている材料が含まれる。好ましくは、粒状反応性充填材は、浸出性フッ化物イオンを含有する。粒状反応性充填材の具体的な例は、アルミノケイ酸カルシウムガラス、アルミノフルオロケイ酸カルシウムガラス、フルオロホウケイ酸カルシウムアルミニウムガラス、アルミノケイ酸ストロンチウムガラス、アルミノフルオロケイ酸ストロンチウムガラス、アルミノフルオロホウケイ酸ストロンチウムガラスから選択される。ガラスは、ジルコニウムおよび／またはバリウムをさらに含有してよい。好適な粒状反応性充填材には、酸化亜鉛および酸化マグネシウムなどの金属酸化物、ならびに、たとえば、ＵＳ−Ａ３，６５５，６０５、ＵＳ−Ａ３，８１４，７１７、ＵＳ−Ａ４，１４３，０１８、ＵＳ−Ａ４，２０９，４３４、ＵＳ−Ａ４，３６０，６０５およびＵＳ−Ａ４，３７６，８３５で記載されるようなイオン浸出性ガラスがさらに含まれる。

好ましい粒状充填材は、アルミノケイ酸カルシウムガラス、アルミノフルオロケイ酸カルシウムガラス、フルオロホウケイ酸カルシウムアルミニウムガラス、アルミノケイ酸ストロンチウムガラス、アルミノフルオロケイ酸ストロンチウムガラス、アルミノフルオロホウケイ酸ストロンチウムガラス、ストロンチウム−アルミニウム−ナトリウム−フッ化物−リン−ケイ酸塩ガラスおよびホウケイ酸バリウムアルミニウムガラスから選択される、１００〜８００ｎｍのメジアン粒径（Ｄ５０）を有する粒状ガラス充填材である。

粒状充填材は、異なる平均粒径を有する２つ以上の粒子画分の混合物を示す、多モードの粒状充填材であってよい。粒状充填材は、異なる化学組成の粒子の混合物であってもよい。特に、反応性粒状材料と非反応性粒状材料との混合物を使用することが可能である。

コーティングステップで使用される粒状充填材は、本発明の最終的な複合充填材粒子を含んでいてもよい。具体的には、１〜７０μｍの増加したメジアン粒径（Ｄ５０）を有する複合充填材粒子を提供するために、１〜１２００ｎｍの小さいメジアン粒径（Ｄ５０）を有する複合充填材粒子が、本発明の複合充填材から分離されて本発明のプロセスにリサイクルされてよい。

本発明の粒状充填材の表面は、コーティングステップの前に改質されてよい。したがって、表面改質剤は、粒状充填材の表面原子と反応し、それによって粒状充填材の表面原子と改質化合物との間に共有結合を形成することが可能な改質化合物を含有する。さらに、改質化合物は、粒状充填材が凝集した後の架橋反応において反応性である、１つまたは複数の重合性二重結合を含有してよい。改質剤は、１つまたは複数の改質化合物を含有してよい。好ましくは、改質化合物は、以下の式（Ｉ）、（ＩＩ）および（ＩＩＩ）
Ｘ_ｒＲ_３−ｒＳｉＬ（Ｉ）
Ｘ_ｒＲ_２−ｒＳｉＬ’Ｌ”（ＩＩ）
Ｘ_ｒＳｉＬ’Ｌ”Ｌ’’’（ＩＩＩ）
［式中、
Ｘは、加水分解性基を表し、
Ｒは、アルキル基、シクロアルキル基、シクロアルキルアルキル基、アラルキル基またはアリール基を表し、
Ｌ、Ｌ’、Ｌ”およびＬ’’’は、同一であっても異なっていてもよく、互いに独立に、１つまたは複数の重合性二重結合を含有する有機基を表し、
ｒは１〜３の整数であり、
これにより、式（Ｉ）、（ＩＩ）および（ＩＩＩ）のそれぞれについて、Ｘ、Ｒ、Ｌ、Ｌ’、Ｌ”およびＬ’’’の合計は４個である］
のうちの１つの化合物またはその加水分解生成物であり得る、架橋することが可能な重合性配位子をもたらす。

好ましくは、Ｘはハロゲン原子またはＯＲ^１であり、ここでＲ^１は、アルキル基、シクロアルキル基、シクロアルキルアルキル基、アラルキル基またはアリール基である。より好ましくは、ＲまたはＲ^１は、独立に、アルキル基である。

有機官能性ケイ素化合物に架橋能力を付与するために、Ｌ、Ｌ’、Ｌ”およびＬ’’’は、架橋反応に関与することが可能である１つまたは複数の重合性二重結合を含有する。好ましい実施形態において、Ｌ、Ｌ’、Ｌ”およびＬ’’’は、アリル、（メタ）アクリル酸エステル基および（メタ）アクリルアミド基から選択されてよい。

アルキル基は、直鎖状または分枝状のＣ１〜１６アルキル基であり、典型的にはＣ１〜８アルキル基である。Ｃ１〜６アルキル基の例には、１〜６個の炭素原子、好ましくは１〜４個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状のアルキル基、たとえば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチルおよびｎ−ヘキシルが含まれ得る。シクロアルキル基は、Ｃ３〜１６シクロアルキル基であってよい。シクロアルキル基の例には、３〜１４個の炭素原子を有するシクロアルキル基、たとえば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチルおよびシクロヘキシルが含まれ得る。シクロアルキルアルキル基には、４〜２２個の炭素原子を有するシクロアルキルアルキル基が含まれ得る。シクロアルキルアルキル基の例には、１〜６個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状のアルキル基と、３〜１４個の炭素原子を有するシクロアルキル基との組合せが含まれ得る。シクロアルキルアルキル基の例には、たとえば、メチルシクロプロピル、メチルシクロブチル、メチルシクロペンチル、メチルシクロヘキシル、エチルシクロプロピル、エチルシクロブチル、エチルシクロペンチル、エチルシクロヘキシル、プロピルシクロプロピル、プロピルシクロブチル、プロピルシクロペンチル、プロピルシクロヘキシルが含まれ得る。アラルキル基は、Ｃ７〜２６アラルキル基であってよく、典型的には、１〜６個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状のアルキル基と、６〜１０個の炭素原子を有するアリール基との組合せである。アラルキル基の具体的な例は、ベンジル基またはフェニルエチル基である。アリール基には、６〜１０個の炭素原子を有するアリール基が含まれ得る。アリール基の例は、フェニルおよびナフチルである。

Ｃ１〜６アルキル基およびＣ３〜１４シクロアルキル基は、Ｃ１〜４アルキル基、Ｃ１〜４アルコキシ基、フェニル基およびヒドロキシ基から選択される基の１つまたは複数の基によって、任意選択で置換されていてよい。Ｃ１〜４アルキル基の例には、１〜４個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状のアルキル基、たとえば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチルが含まれ得る。Ｃ１〜４アルコキシ基の例には、１〜４個の炭素原子を有する直鎖状または分枝状のアルコキシ基、たとえば、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、イソプロポキシ、ｎ−ブトキシ、イソブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシおよびｔｅｒｔ−ブトキシが含まれ得る。

アリール基は、１〜３個の置換基を含有していてよい。そのような置換基の例には、ハロゲン原子、Ｃ１〜４アルキル基、Ｃ１〜４アルコキシ基、Ｃ１〜４アルキルチオ基、Ｃ１〜４アルキルスルホニル基、カルボキシル基、Ｃ２〜５アルコキシカルボニル基およびＣ１〜４アルキルアミノ基が含まれ得る。ここで、例示となるハロゲン原子は、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素であり得る。Ｃ１〜４アルキル基は、たとえば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピルおよびｎ−ブチルである。例示となるＣ１〜４アルコキシ基は、たとえば、メトキシ、エトキシおよびプロポキシである。例示となるＣ１〜４アルキルチオ基は、たとえば、メチルチオ、エチルチオおよびプロピルチオである。例示となるＣ１〜４アルキルスルホニル基は、たとえば、メチルスルホニル、エチルスルホニルおよびプロピルスルホニルである。例示となるＣ２〜５アルコキシカルボニル基は、それぞれが１〜４個の炭素原子を含有するアルコキシ基を有するＣ２〜５アルコキシカルボニル基、たとえば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニルおよびプロポキシカルボニルであり得る。例示となるＣ１〜８アルキルアミノ基は、それぞれが１〜４個の炭素原子を含有する１個または２個のアルキル基を有するＣ１〜８アルキルアミノ基、たとえば、メチルアミノ、ジメチルアミノ、エチルアミノおよびプロピルアミノであり得る。これらの置換基におけるアルキル部分は直鎖状、分枝状または環状であってよい。

好ましい粒状充填材は、アルミノケイ酸カルシウムガラス、アルミノフルオロケイ酸カルシウムガラス、フルオロホウケイ酸カルシウムアルミニウムガラス、アルミノケイ酸ストロンチウムガラス、アルミノフルオロケイ酸ストロンチウムガラス、アルミノフルオロホウケイ酸ストロンチウムガラス、およびホウケイ酸バリウムアルミニウムガラスから選択される、２００〜８００ｎｍのメジアン粒径（Ｄ５０）を有し、上記で規定したような、上式（Ｉ）、（ＩＩ）および（ＩＩＩ）のうちの１つの改質化合物またはその加水分解生成物によって表面改質された、粒状ガラス充填材である。

コーティング組成物
粒状充填材は、コーティング組成物でコーティングされる。コーティング組成物は、粒状充填材の表面にコーティング層を形成するフィルム形成剤を含有し、それによって、コーティングされた粒状充填材を形成し、前記コーティング層はそのコーティング層の表面に反応基を表出し、前記反応基は付加重合性基および逐次重合性基から選択される。フィルム形成剤は、粒状充填材の表面の官能基と共有結合を形成してよい。たとえば、フィルム形成剤は、粒状充填材の表面をシラン化してよい。代替的には、フィルム形成剤は、イオン力またはファン・デル・ワールス力などの非共有結合性相互作用によって、粒状充填材の表面に付着してよい。フィルム形成剤が共有結合を形成する場合、フィルム形成剤がシリル基を担持していることが好ましい。フィルム形成剤が非共有結合力に基づいて付着する場合、粒状充填材は改質剤によって改質されていることが好ましい。

コーティングされた粒状充填材は反応基に基づいて反応性であり、粒状充填材粒子上の反応基および任意選択で架橋剤の反応基の反応に基づいて、架橋基を形成する。

反応基は、付加重合性基であっても逐次重合性基であってもよい。付加重合性基は、（メタ）アクリレート基またはビニル基などのエチレン性不飽和基から選択されてよい。逐次重合性基は、アミノ基、ヒドロキシル基、イソシアネート基およびカルボン酸無水物基の群から選択される。

したがって、フィルム形成剤は、好ましくは以下の式：

［式中、
Ｘは、独立に、ＯまたはＮＲ２であり、ここでＲ１、Ｒ２およびＲ３は、独立に、水素原子または置換されていてよいＣ１〜Ｃ８アルキル基を表し、Ａは、置換されていてよい１〜４０個の炭素原子を有する、置換または非置換の２価の有機残基を表し、これにより、前記有機残基は、１〜６個の酸素原子および／または窒素原子を含有していてよく、Ｚは、置換または非置換の、飽和した少なくとも３価のＣ１〜Ｃ８炭化水素基、置換または非置換の、飽和した少なくとも３価の環状Ｃ３〜Ｃ８炭化水素基を表し、ｎは、少なくとも３である。任意選択で置換された部分Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、ＡおよびＺは、カルボン酸基、リン酸エステル基、ホスホネート基およびスルホン酸基から選択される、１〜６個の酸性基で置換されていてよい］
の１つによって特徴付けられる化合物から選択されてよい、重合性モノマーを含んでよい。

第１の実施形態によれば、ＸはＯである。第２の実施形態によれば、ＸはＮＲ１であり、これにより、第２の実施形態は、増加した加水分解安定性を有するコーティングをもたらす。

フィルム形成剤は、たとえば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、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（ＨＥＭＡ）、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ビス−フェノールＡのジグリシジルメタクリレート（「ビス−ＧＭＡ」）、グリセロールモノアクリレートおよびグリセロールジアクリレート、グリセロールモノメタクリレートおよびグリセロールジメタクリレート、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、ポリエチレングリコールジアクリレート（ここで、反復するエチレンオキシド単位の数は、２〜３０で変動する）、ポリエチレングリコールジメタクリレート（ここで、反復するエチレンオキシド単位の数は、２〜３０で変動し、とりわけ、トリエチレングリコールジメタクリレート（「ＴＥＧＤＭＡ」）、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、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、ペンタエリスリトールおよびジペンタエリスリトールの、モノ−、ジ−、トリ−およびテトラ−アクリレートならびにモノ−、ジ−、トリ−およびテトラ−メタクリレート、１，３−ブタンジオールジアクリレート、１，３−ブタンジオールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ジ−２−メタクリロイルオクスエチルヘキサメチレンジカルバメート、ジ−２−メタクリロイルオキシエチルトリメチルヘキサンエチレンジカルバメート、ジ−２−メタクリロイルオキシエチルジメチルベンゼンジカルバメート、メチレン−ビス−２−メタクリルオキシエチル−４−シクロヘキシルカルバメート、ジ−２−メタクリルオキシエチル−ジメチルシクロヘキサンジカルバメート、メチレン−ビス−２−メタクリルオキシエチル−４−シクロヘキシルカルバメート、ジ−１−メチル−２−メタクリルオキシエチル−トリメチル−ヘキサメチレンジカルバメート、ジ−１−メチル−２−メタクリルオキシエチル−ジメチルベンゼンジカルバメート、ジ−１−メチル−２−メタクリルオキシエチル−ジメチルシクロヘキサンジカルバメート、メチレン−ビス−１−メチル−２−メタクリルオキシエチル−４−シクロヘキシルカルバメート、ジ−１−クロロメチル−２−メタクリルオキシエチル−ヘキサメチレンジカルバメート、ジ−１−クロロメチル−２−メタクリルオキシエチル−トリメチルヘキサメチレンジカルバメート、ジ−１−クロロメチル−２−メタクリルオキシエチル−ジメチルベンゼンジカルバメート、ジ−１−クロロメチル−２−メタクリルオキシエチル−ジメチルシクロヘキサンジカルバメート、メチレン−ビス−２−メタクリルオキシエチル−４−シクロヘキシルカルバメート、ジ−１−メチル−２−メタクリルオキシエチル−ヘキサメチレンジカルバメート、ジ−１−メチル−２−メタクリルオキシエチル−トリメチルヘキサメチレンジカルバメート、ジ−１−メチル−２−メタクリルオキシエチル−ジメチルベンゼンジカルバメート、ジ−１−メチル−２−メタ−クリルオキシエチル−ジメチルシクロヘキサンジカルバメート、メチレン−ビス−１−メチル−２−メタクリルオキシエチル−４−シクロヘキシルカルバメート、ジ−１−クロロメチル−２−メタクリルオキシエチル−ヘキサメチレンジカルバメート、ジ−１−クロロメチル−２−メタクリルオキシエチル−トリメチルヘキサメチレンジカルバメート、ジ−１−クロロメチル−２−メタクリルオキシエチル−ジメチルベンゼンジカルバメート、ジ−１−クロロメチル−２−メタクリルオキシエチル−ジメチルシクロヘキサンジカルバメート、メチレン−ビス−１−クロロメチル−２−メタクリルオキシエチル４−シクロヘキシルカルバメート、２，２’−ビス（４−メタクリルオキシフェニル）プロパン、２，２’ビス（４−アクリルオキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス［４（２−ヒドロキシ−３−メタクリルオキシ−フェニル）］プロパン、２，２’−ビス［４（２−ヒドロキシ−３−アクリルオキシ−フェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−メタクリルオキシエトキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−アクリルオキシエトキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−メタクリルオキシプロポキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−アクリルオキシプロポキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−メタクリルオキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス（４−アクリルオキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２’−ビス［３（４−フェノキシ）−２−ヒドロキシプロパン−１−メタクリレート］プロパン、ならびに２，２’−ビス［３（４−フェノキシ）−２−ヒドロキシプロパン−１−アクリアルト］プロパンが挙げられ得る、アクリレートおよびメタクリレートから選択される重合性化合物を含んでもよい。重合性成分の他の好適な例は、イソプロペニルオキサゾリン、ビニルアザラクトン、ビニルピロリドン、スチレン、ジビニルベンゼン、ウレタンアクリレートまたはメタクリレート、エポキシアクリレートまたはメタクリレートおよびポリオールアクリレートまたはメタクリレートである。

好ましくは、重合性化合物は、最大で１０，０００Ｄａ、より好ましくは最大で８０００Ｄａ、さらにより好ましくは５０００Ｄａの分子量を有する。

逐次重合性基は、ウレタン結合、エーテル結合、アミン結合、アミド結合またはエステル結合などの結合を形成するための縮合反応を起こすことが可能な基から選択されてよい。代替的には、逐次重合性基は、たとえば、マイケル付加によって、アミン結合などの結合を形成するための付加反応を起こす基から選択されてよい。

粒状充填材の表面にコーティング層を形成するフィルム形成剤の好ましいクラスは、イソシアネート、イソシアネート／アミン混合物、イソシアネート／ジオール混合物、エポキシド、エポキシド／アミン混合物、無水物、ポリアクリル酸などのカルボン酸と架橋するために好適な、アミノ基含有シランまたはアミノ基含有シロキサンである。

アミノ基含有シランまたはアミノ基含有シロキサンは、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ）、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、ｍ−アミノフェニルトリメトキシシラン、ｐ−アミノフェニルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリス（メトキシエトキシエトキシ）シラン、３−（ｍ−アミノフェノキシ）プロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、３−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルメチルジメトキシシラン、アミノプロピルジメチルメトキシシラン、アミノプロピルメチルジエトキシシラン、アミノプロピルジメチルエトキシシラン、２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＡＥＰＴＭＳ）、２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルジメトキシメチルシラン、２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルジエトキシメチルシラン、２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、（３−トリメトキシシリルプロピル）ジエチレントリアミン、（３−ジメトキシメチルシリルプロピル）ジエチレントリアミン、（３−ジメチルメトキシシリルプロピル）ジエチレントリアミン、（３−トリエトキシシリルプロピル）ジエチレントリアミン（ＴＭＳＰＤＥＴＡ）、（３−ジエトキシメチルシリルプロピル）ジエチレントリアミン、（３−ジメチルエトキシシリルプロピル）ジエチレントリアミンから選択されてよい。化合物は、単独でまたは２種以上の異なる化合物の組合せで使用されてよい。

粒状充填材の表面にコーティング層を形成するフィルム形成剤のさらなる好ましいクラスは、アミン、混合エポキシド−アミン化合物、またはポリアクリル酸などのカルボン酸と架橋するために好適な、エポキシド基含有シランまたはエポキシド基含有シロキサンである。好ましい化合物は、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、（３−グリシドキシプロピル）トリメトキシシラン、（３−グリシドキシプロピル）トリエトキシシラン、５，６−エポキシヘキシルトリエトキシシラン、（３−グリシドキシプロピル）メチルジエトキシシラン、（３−グリシドキシプロピル）メチルジメトキシシランおよび（３−グリシドキシプロピル）ジメチルエトキシシランから選択される。

粒状充填材の表面にコーティング層を形成するフィルム形成剤のさらなる好ましいクラスは、アミン、イソシアネート−アミン混合物またはイソシアネート−ジオール混合物と架橋するために好適な、イソシアネート基含有シランまたはイソシアネート基含有シロキサンである。好ましい化合物は、３−イソシアナトプロピルトリエトキシシランである。

粒状充填材の表面にコーティング層を形成するフィルム形成剤のさらなる好ましいクラスは、アミン、ジオール、無水物−アミン混合物および無水物−ジオール混合物と架橋するために好適な、カルボン酸無水物基含有シランまたはカルボン酸無水物基含有シロキサンである。好ましい化合物は、３−（トリエトキシシリル）プロピル無水コハク酸である。

さらに、フィルム形成剤は、ＥＰ０４５１７０９に開示されているような有機的に改質されたセラミック粒子（ＯＲＭＯＣＥＲ）を含んでよい。

コーティングステップは、任意選択で好適な溶媒の存在下で、フィルム形成剤を、分散された粒状充填材と混合することによって実施されてよい。溶媒は、フィルム形成剤がその中に溶解できる限り、特に限定されない。好適な溶媒の例は、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、アセトン、エタノール、プロパノール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルム、塩化メチレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルエーテル、ｔｅｒｔ．−ブチルメチルおよびエーテルから選択される。溶媒は、単独でまたは互いに混和可能な量で２種以上の液体の混合物として使用されてよい。

コーティング組成物は、組成物全体に対して５〜１００ｗｔ％、好ましくは２０〜７０ｗｔ％の量で、好ましくはフィルム形成化合物を含有してよい。特定の実施形態によれば、コーティング組成物は、フィルム形成化合物を１００ｗｔ％の量で含有する。

好ましくは、重合性組成物は、０．０００１〜１５Ｐａｓ（２３℃）の範囲の動粘度を有する。好ましくは、重合性モノマーのコーティング層の厚さは、粒状充填材のメジアン粒子直径（Ｄ５０）未満である。

粒状充填材のコーティング
コーティング温度は、特に限定されない。したがって、コーティングステップは、一般に、−２０℃〜２５０℃の温度で実施されてよい。特に、コーティング温度は、０℃〜コーティング組成物の沸点未満の範囲であってよい。好ましくは、分散ステップは、１０℃〜１５０℃の範囲の温度で実施される。分散は、最大で１０時間、好ましくは１０秒〜１時間の間実施されてよい。

激しい機械的撹拌、超音波処理またはノズルを使用した微粒化によって、高剪断力が印加されてよい。

コーティングステップの後、コーティングされた粒状充填材は単離されてよい。単離は、遠心分離または濾過を使用することによる、コーティングされた粒状充填材の分離によって実施されてよい。代替的には、任意の溶媒を含む任意の揮発性成分が、蒸発によって分離されてよい。コーティングされた粒状充填材は５０℃〜１５０℃の高温で１時間〜３６時間乾燥することによって、さらに精製されてよい。代替的には、コーティングされた粒子を同時に凝集させて、コーティングされた粒状充填材の顆粒を形成する。

望ましくない粒径を有する粒子を排除するために、コーティングされた粒状充填材は、凝集ステップの前に篩分されてよい。

コーティングされた粒状充填材を凝集させるステップ
粒状充填材のコーティングの後またはそれと同時に、コーティングされた粒状充填材を凝集させて、コーティングされた粒状充填材の顆粒を提供する。

凝集とは、微細なコーティングされた粒状充填材を気体または液体のいずれかの中に分散して、より粗い生成物である、より大きなメジアン粒子直径（Ｄ５０）を有する粒子を形成することを意味する。凝集のプロセスは、顆粒化物の粒径が凝集プロセスによって制御することが可能である限り、特に限定されない。

凝集は、コーティングされた粒状充填材の懸濁液を微粒化し、予備的な乾燥ステップとして高温空気を用いて液滴から液体を蒸発させる、噴霧凝集（噴霧法）によって実施されてよい。最も重要な凝集力は毛管力であり、接触点における結晶（流体）の架橋がそれに次ぐ。有利には、噴霧凝集は相対的に小さい粒径を有する複合充填材粒子を調製するために実施される。

凝集は、任意選択で架橋剤などのさらなる液体結合剤の存在下で、微細な粒子を流れのある系または空気中で互いに接触させる、成長凝集によって実施されてよい。成長凝集とは、２つの環境のいずれかにおいて、幾分の固体凝集体が成長することである。第１の環境は、混合と回転運動の両方を生成する回転装置である。第２の環境は、粒子間の衝突をもたらす、激しくかき混ぜられた粒子の懸濁液である。系内の引力が系内に存在する破壊力より常に大きい場合、安定な集積が存在する。このプロセスは、傾斜したドラム、コーン、パン、パドルミキサーおよびプロシェアミキサーから選択される機器を用いて実施されてよい。さらにまた、凝集は、流動床の使用を伴ってもよい。有利には、成長凝集は、相対的に大きい粒径を有する複合充填材粒子を調製するために実施される。

凝集の間、粒状充填材の表面で重合性組成物によって形成されたコーティングとコーティングとの間に、流体材料架橋が形成される。流体架橋は、粒子と重合性組成物と、任意選択で架橋剤などのさらなる結合剤との間の、毛管力によって形成され得る。

凝集ステップが液体分散媒中で実施される場合、凝集は、０℃〜液体の沸点の温度で実施されてよい。好ましくは、分散ステップは１０℃〜１５０℃の範囲の温度で実施される。

凝集ステップは、好適な溶媒の存在下、任意選択でさらなる架橋剤の存在下で、また任意選択で、反応基を表出していないさらなる粒状充填材の存在下で、コーティングされた粒状充填材を混合することによって実施されてよい。溶媒は、架橋剤がその中に分散または溶解できる限り、特に限定されない。好適な溶媒の例は、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン、アセトン、エタノール、プロパノール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルム、塩化メチレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルエーテル、ｔｅｒｔ．−ブチルメチルおよびエーテルから選択される。溶媒は、単独でまたは互いに混和可能な量で２種以上の液体の混合物として使用されてよい。

反応基を表出していない任意選択のさらなる粒状充填材は、上記の粒状充填材または改質された粒状充填材のいずれかから選択されてよい。

任意選択のさらなる架橋剤は、粒状充填材または改質された粒状充填材をコーティングするために有用な上記のフィルム形成剤のいずれかから選択されてよい。

凝集ステップが気体状分散媒中で実施される場合、凝集は、−２０℃〜２５０℃０℃の温度、好ましくは０℃〜１００℃の温度で実施されてよい。より好ましくは、分散ステップは、１０℃〜４０℃の範囲の温度で実施される。

凝集は、最大で１０時間、好ましくは１０秒〜１時間の間実施されてよい。

架橋反応を完了するために、凝集したコーティングされた充填材は、好ましくは溶媒を蒸発させた後で、高温に加熱されてよい。複合充填材粒子は、本発明によれば、コーティングされた粒状充填材の顆粒を架橋して複合充填材粒子を提供する、さらなるステップを含むプロセスによって調製される。

顆粒化物を照射および／または加熱することによって、架橋がさらに実施されてよい。照射は、顆粒化物を、１００〜１０００ｎｍの範囲の波長を有する放射に１〜６０分間供することによって実施されてよい。加熱は、顆粒化物を、３０〜２５０℃の温度に供することによって実施されてよい。

凝集ステップの後、複合充填材粒子は単離されてよい。単離は、遠心分離または濾過を使用することによる、コーティングされた粒状充填材の分離によって実施されてよい。代替的には、任意の溶媒を含む任意の揮発性成分が、蒸発によって分離されてよい。コーティングされた粒状充填材は５０℃〜１５０℃の高温で１時間〜３６時間乾燥することによって、さらに精製されてよい。

複合充填材粒子の粒径を調整するために、複合充填材粒子は、機械的粉砕、混合、超音波処理またはノズルを使用した微粒化などの高剪断力を使用することによって、好適な分散流体中に分散されてよい。

望ましくない粒径を有する粒子を排除するために、コーティングされた粒状充填材は、凝集ステップの前に篩分されてよい。

架橋反応は、連鎖重合および／または逐次重合であってよい。

架橋が連鎖重合によって実施される場合、顆粒中のコーティングされた粒状充填材上に存在する不飽和二重結合が、フリーラジカル機構、カチオン付加重合およびアニオン付加重合から選択される機構によって反応する。したがって、重合性組成物は、重合開始剤および安定化剤を含有してよい。好適なラジカル重合開始剤は、下記のクラスの開始剤系から選択されてよい：

有機過酸化物とアミンとの組合せであって、有機過酸化物は、過酸化ベンゾイルまたは熱的により安定な過酸化物、たとえば、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルペルオキシ）ヘキサン、ｔｅｒｔ．−ブチルアミルペルオキシド、ジ−（ｔｅｒｔ．−ブチル）ペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ｔｅｒｔ．−ブチルヒドロペルオキシド、ｔｅｒｔ．ブチル−ペルオキシ−（３，５，５−トリメチルヘキサノエート）、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシベンゾエートおよび炭酸ｔｅｒｔ．ブチルペルオキシ−２−エチルヘキシルであってよい。アミン化合物は、ＤＭＡＢＥなどの芳香族アミン化合物であってよい。

有機過酸化物と、還元剤と、好適な金属イオンとの組合せ。過酸化物は、過酸化ベンゾイル、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルペルオキシ）ヘキサン、ｔｅｒｔ．−ブチルアミルペルオキシド、ジ−（ｔｅｒｔ．−ブチル）ペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ｔｅｒｔ．−ブチルヒドロペルオキシド、ｔｅｒｔ．ブチル−ペルオキシ−（３，５，５−トリメチルヘキサノエート）、ｔｅｒｔ．−ブチルペルオキシベンゾエートおよび炭酸ｔｅｒｔ．ブチルペルオキシ−２−エチルヘキシルから選択されてよい。還元剤は、ＥＰ ０ ９５１ ８９４に開示されているような、活性還元剤を形成する保護された不活性体の還元剤であってよい。金属イオンは、金属の塩または有機金属化合物であってよく、これらは酢酸塩、サリチル酸塩、ナフェノエート、チオ尿素錯体、アセチルアセトネートまたは酸性エチレンテトラミン酸として存在してよい。好適な金属イオンは、銅、鉄および銀から選択される。

ヒドロペルオキシドと金属イオンとの組合せ。好適なヒドロペルオキシドは、過酸化水素である。好適な金属は、鉄および銅から選択される。

ラジカル種を形成し得る、オクタカルボニル二銅錯体などの遷移金属カルボニル化合物。

アルキルボランなどのアルキルホウ素化合物。

ペルオキシ二硫酸塩とチオール化合物との組合せ。

カンファーキノン／アミン開始剤などの光開始剤を使用することも可能である。

架橋が逐次重合によって実施される場合、モノマーの官能基間における逐次反応によって、たとえば、縮合反応またはウレタン結合の形成によって、顆粒中のコーティングされた粒状充填材間の架橋が形成される。

粒状充填材は、任意選択でさらなる架橋剤の存在下で、また任意選択で反応基を表出していないさらなる粒状充填材の存在下で凝集されて、コーティングされた粒状充填材の顆粒を提供し、この顆粒は少なくとも１つのコーティング層によって互いに隔てられ接続されたコーティングされた粒状充填材粒子を含有し、それによって、コーティング層を、反応基および任意選択でさらなる架橋剤を反応させることによって得られる架橋基によって架橋することができる。

コーティングされた粒状充填材は、コーティング層上にアミン基またはヒドロキシル基を表出しているコーティングされた粒状充填材粒子を架橋するための無水物基含有架橋剤を使用することによって、架橋されてよい。

無水物基含有架橋剤の好ましい群は、２，２−ビス−（４−無水フタル酸−４−オキシフェニル）−プロパン、ブタンテトラカルボン酸二無水物、４，４’−オキシビス−フタル酸無水物、ベンゾフェノン−３，３’，４，４’−テトラカルボン酸二無水物、ビフェニル−３，３’，４，４’−テトラカルボン酸二無水物、ピロメリト酸二無水物、ポリ（エチレン−ａｌｔ−マレイン酸無水物）から選択される。

架橋剤のさらなるクラスは、コーティング層上にアミン基またはヒドロキシル基を表出しているコーティングされた粒状充填材粒子を架橋するための、ポリイソシアネート架橋剤である。好ましいポリイソシアネート架橋剤は、１，３−ビス−（１−イソシアナト−１−メチルエチル）ベンゼン、１，３−ビス−（イソシアナトメチル）−シクロヘキサン、ヘキサメチレンジイソシアネート、トルエン−２，４−ジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンジ（フェニルイソシアネート）、４，４’−ジイソシアナトジシクロヘキシルメタンおよびイソホロンジイソシアネートの群から選択される。

架橋剤のさらなるクラスは、コーティング層上にアミン基を表出しているコーティングされた粒状充填材粒子を架橋するための、エポキシド架橋剤である。好ましいエポキシド架橋剤は、１，４−シクロヘキサンジメタノール−ジグリシジル−エーテル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、ビスフェノール−Ｆジグリシジルエーテル、イソシアヌル酸トリス−（２，３−エポキシプロピル）エステル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリフェニロールメタントリグリシジルエーテルおよびビスフェノール−Ａジグリシジルエーテルから選択される。

架橋剤のさらなるクラスは、コーティング層上にイソシアネート基、エポキシド基または無水物基を表出しているコーティングされた粒状充填材粒子を架橋するための、アミン架橋剤である。好ましいアミン架橋剤は、エチレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミンおよびテトラエチレンペンタミン、アミノエチルピペラジン、ポリエーテルアミン、たとえば、４，７，１０−トリオキサ−１，１３−トリデカンジアミン２，２’−エチレンジオキシ）ジエチルアミン、１，３−ビス−（アミノメチル）シクロヘキサン、１，３−ビス−（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−メチレンビス−シクロヘキシルアミン、５−アミノ−１，３，３−トリメチルシクロヘキサンメチルアミン、３，（４），８，（９）−ビス（アミノメチル）−トリシクロ−５．２．１．０（２，６）−デカンから選択される。

架橋剤のさらなるクラスは、イソシアネート基、エポキシド基および無水物基を表出しているコーティングされた粒状充填材粒子を架橋するための、ヒドロキシル基含有架橋剤である。好ましいヒドロキシル基含有架橋剤は、ポリオール（たとえば、Ｄｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）ポリエーテルポリオール）、１，３−プロパンジオール、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から選択される。

上記の架橋剤は、単独でまたは組合せで使用されてよい。

これより、本発明が包括的実施形態に対して説明される。

図１は、懸濁液／エマルション技法に基づく、本発明の複合充填材粒子を調製するためのプロセスの第１の包括的実施形態を例示する、フローチャートである。したがって、粒状充填材の表面は、コーティングステップの前にシラン化によって改質される。好適なシラン化剤は、３−メタクリロイルプロピルトリメトキシシランである。その後、粒状充填材は、粒状充填材の表面にコーティング層を形成するフィルム形成剤を含有するコーティング組成物で、コーティングされる。好適なコーティング組成物は、アミノ基、カルボン酸無水物基、イソシアネート基またはエポキシ基などの反応基を有するシラン化剤を含有してよい。コーティング組成物は、反応性希釈剤および／または溶媒を任意選択で含有してよい。したがって、コーティングされた粒状充填材が提供され、前記コーティング層はそのコーティング層の表面に反応基を表出している。その後、コーティングされた粒状充填材を、粒子もコーティング組成物も溶解しない溶媒中に混合物を乳化または懸濁することによって凝集させる。したがって、コーティングされた粒状充填材の顆粒が提供され、この顆粒は、コーティングされた粒状充填材剤粒子と、少なくとも１つのコーティング層によって互いに隔てられ接続された任意選択のさらなる粒状充填材剤粒子とを含有する。その後、コーティングされた粒子上に表出されている反応基の重合および架橋が実施され、これにより、少なくとも１つのコーティング層が、コーティングされた粒状充填材上の反応基を反応させることによって得られる架橋基によって架橋される。第１の包括的実施形態によれば、１〜７０μｍのメジアン粒径（Ｄ５０）を有する複合充填材粒子を提供することができ、反応基は、反応基および任意選択でさらなる架橋剤を反応させることによって得られる架橋基に変換されており、粒状充填材は体積基準で複合充填材粒子の主成分である。

図２は、スプレードライヤーを使用する本発明の複合充填材粒子を調製するためプロセスの第２の包括的実施形態を例示する、フローチャートである。したがって、粒状充填材の表面は、コーティングステップの前にシラン化によって改質される。好適なシラン化剤は、３−メタクリロイルプロピルトリメトキシシランである。その後、改質された粒子はコーティング組成物と混合され、これにより、改質された粒子の分散液が得られる。次いで、コーティング組成物中の改質物の分散液はスプレードライヤーを使用することによって噴霧乾燥され、これにより、粒子は凝集する。したがって、粒状充填材のコーティングおよびコーティングされた粒状充填材の凝集が同時に生じる。噴霧乾燥された生成物は、熱処理して反応基および任意選択でさらなる架橋剤を反応させて、架橋基を提供してよい。第２の包括的実施形態によれば、１〜７０μｍのメジアン粒径（Ｄ５０）を有する複合充填材粒子を提供することができ、反応基は、反応基および任意選択でさらなる架橋剤を反応させることによって得られる架橋基に変換されており、粒状充填材は体積基準で複合充填材粒子の主成分である。

図３は、高剪断ミキサーまたは流動床を使用する本発明のプロセスの第３の包括的実施形態を例示する、フローチャートである。これによれば、粒状充填材の表面は、コーティングステップの前にシラン化によって改質される。好適なシラン化剤は、３−メタクリロイルプロピルトリメトキシシランである。その後、粒状充填材は、高剪断ミキサーまたは流動床中で、粒状充填材の表面にコーティング層を形成するフィルム形成剤を含有するコーティング組成物でコーティングされ、同時に凝集する。好適なコーティング組成物は、アミノ基、カルボン酸無水物基、イソシアネート基またはエポキシ基などの反応基を有するシラン化剤を含有してよい。コーティング組成物は、反応性希釈剤および／または溶媒を任意選択で含有してよい。したがって、凝集したコーティングされた粒状充填材が提供され、前記コーティング層はそのコーティング層の表面に反応基を呈し、コーティングされた粒状充填材剤は凝集している。コーティングされた粒状充填材の顆粒が提供され、この顆粒は、コーティングされた粒状充填材粒子と、少なくとも１つのコーティング層によって互いに隔てられ接続された任意選択のさらなる粒状充填材粒子とを含有する。その後、コーティングされた粒子上に表出されている反応基の重合および架橋が実施され、これにより、少なくとも１つのコーティング層が、コーティングされた粒状充填材上の反応基を反応させることによって得られる架橋基によって架橋される。第３の包括的実施形態によれば、１〜７０μｍのメジアン粒径（Ｄ５０）を有する複合充填材粒子を提供することができ、ここで、反応基は、反応基および任意選択でさらなる架橋剤を反応させることによって得られる架橋基に変換されており、粒状充填材は体積基準で複合充填材粒子の主成分である。

歯科用組成物
本発明の複合充填材粒子を、歯科用組成物を調製するために使用することができる。歯科用組成物は、好ましくは歯科用修復材料である。歯科用修復材料は、歯科用複合材、歯科用セメントまたは樹脂強化歯科用セメントから選択されてよい。歯科用複合材は、高充填歯科用複合材、流動性複合材、コンポマー、根管シーラーまたは小窩裂溝封鎖材であってよい。歯科用セメントは、グラスアイオノマーセメントまたは合着用セメントであってよい。

歯科用複合材は、本発明の粒状複合充填材ならびに重合性モノマー、重合開始剤および任意選択でさらなる充填材を含有する。好ましい実施形態によれば、さらなる充填材は、本発明の複合粒状充填材を調製するために使用されるような、粒状充填材または表面改質された粒状充填材であってよい。

歯科用セメントにおける使用のための粒状複合充填材の場合、重合性化合物は、重合性二重結合を有する改質されたポリ酸であってもよい。

両方の種類の重合の組合せを使用して樹脂強化歯科用セメントを提供することが可能である。

重合性モノマーは、好ましくは、少なくとも１つの重合性基を有する化合物である。一般に歯科用組成物においては、ラジカル重合が行われる。したがって、重合性基は、典型的にはラジカル重合性基である。重合性基としては、（メタ）アクリロリルアミノ基または（メタ）アクリロイルオキシ基が好ましい。重合性モノマーは、粒状充填材のコーティングのために使用される重合性組成物中に含有されるものと同一の重合性化合物から選択されてよい。

さらなる充填材には、ホウケイ酸バリウムアルミニウムガラス、アルミノフルオロケイ酸バリウムガラスおよびこれらの混合物などのガラス粒子が含まれる。これらの材料中で、バリウムはストロンチウムに置換されていてもよく、また、フッ素を含有してもよい。他の有用な材料には、カルシウムヒドロキシセラミックならびに米国特許第５，３３８，７７３号、同第５，７１０，１９４号、同第４，７５８，６１２号、同第５，０７９，２７７号および同第４，８１４，３６２号に開示されている充填材などの、他の材料が含まれる。これらの材料は、球形、規則形または不規則形、フィラメントまたはひげ状などが含まれる、任意の形態または形状を有していてよく、歯科用充填材において従来行われているように、シラン処理（シランカップリング）されても他の処理に供されてもよい。

開始剤は、歯科分野において従来使用されている、任意の熱開始剤または光開始剤であってよい。

歯科用複合材は、阻害剤、ＵＶ吸収剤、促進剤または蛍光剤をさらに含有してよい。

歯科用セメントは、通常、直鎖状ポリ（アルケン酸）および反応性イオン放出性の活性ガラスからなる、粉末液体系である。最も一般的なポリ（アルケン酸）は、ポリアクリル酸または、アクリル酸とイタコン酸とのコポリマー、アクリル酸とマレイン酸とのコポリマー、およびある程度はアクリル酸とメタクリル酸とのコポリマーなどの、ポリマーである。水の存在下でポリ（アルケン酸）はガラス粉末を攻撃し、これにより、組成物を架橋する分子内塩橋および分子間塩橋の形成の下、カルシウム、アルミニウムおよびストロンチウムなどの金属イオンが放出される。本発明の粒状複合充填材は、非反応性ガラス充填材または反応性ガラス充填材のいずれとして歯科用セメント中に組み込まれてもよい。

これより、以下の実施例を参照して本発明をさらに詳細に説明する。

本発明によれば、複合充填材粒子のメジアン粒径（Ｄ５０）は、以下の手順に従って測定される：

２ｇの粒子を４ｍＬのエタノールに添加し、２滴のＴｗｅｅｎ８５（登録商標）を添加する。粒子を、視認可能な程に均質な混合物が得られるまで混合物を振とうすることによって、あらかじめ分散する。その後、およそ２０〜２５％の濁度に達するまで分散液を撹拌しながら、８００ｍＬの水を収容し、２２００に設定した撹拌機と１８００に設定した超音波プローブとを備えた、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ Ｓの測定セル内に、混合物を添加する。１０分間の撹拌下で、測定セル内で超音波プローブからの超音波を印加した後、メジアン粒径（Ｄ５０）を測定する。超音波は、緩く凝集した粒子を離散させて、これらを凝集した粒子から区別するために印加する。

粒状充填材のコーティング：
超音波浴中で、粒径Ｄ５０＝０．７μｍを有するストロンチウム−アルミニウム−ナトリウム−フッ化物−リン−ケイ酸塩ガラス１１２．５ｇを、室温で１５分間、２００ｍＬのエタノールに分散させる。１０ｍＬのエタノール中に溶解した１．６ｍＬ（１．６ｇ）の（３−アミノプロピル）トリメトキシシランおよび１０ｍＬのエタノールに溶解した１．５ｍＬ（１．４ｇ）の３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリラトを、ガラス懸濁液に同時に添加する。添加中、懸濁液を超音波で処理する。添加が完了した後、懸濁液を、室温でさらに３０分間超音波で処理する。その後、真空中で溶媒を除去し、残渣を１００℃で２４時間乾燥することにより、コーティングされた粒状充填材を得る。コーティングされた粒状充填材を１８０μｍの篩を使用することによって篩分する。コーティングされた粒状充填材のメジアン粒径Ｄ５０は、Ｄ５０＝０．７４μｍであると決定された。

約５０ｍＬの水が入っているビーカー中で、約５０ｍｇのコーティングされた粒状充填材の一部を水面に置くと、これにより、コーティングされた粒状充填材が浮いたままになる。このことは、粒状充填材が疎水性の３−（トリメトキシシリル）プロピルメタクリレートでコーティングされたことを示す。

２０ｍｇのコーティングされた粒状充填材を薄層クロマトグラフィープレート上に置き、ニンヒドリンの溶液（１００ｍＬエタノール中０．５ｇニンヒドリン）で処理して、加熱すると、これにより、アミノ基の存在を示す青色が現れる。

コーティングされた粒状充填材の凝集：
７０ｍｇのイソホレンジアミン（５−アミノ−１，３，３−トリメチルシクロヘキサンメチルアミン）を２．５ｍＬのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中に溶解する。２８０ｍｇのビスフェノール−Ａ−ジグリシジルエーテルを２．５ｍＬのＴＨＦ中に溶解する。両溶液を５．００ｇのコーティングされた粒状充填材と混合し、真空中（５０ｍｂａｒ）、３０℃で溶媒を除去する。得られたコーティングされた粒状充填材の顆粒を、密閉容器中に７０℃で５時間保持する。その後、約１．５ｇの得られた顆粒を１０ｍＬのエタノールに添加し、超音波で１時間処理する。複合充填材粒子のメジアン粒径は、Ｄ５０＝３．３μｍであると決定された。

コーティングされた粒状充填材の凝集：
７７ｍｇのＴＣＤ−ジアミン（３（４），８（９）−ビス−（アミノメチル）−トリシクロ［５．２．１．０２，６］デカン）を、２．５ｍＬのＴＨＦ中に溶解する。２８０ｍｇのビスフェノール−Ａ−ジグリシジルエーテルを２．５ｍＬのＴＨＦ中に溶解する。両溶液を５．００ｇのコーティングされた粒状充填材と混合し、真空中（５０ｍｂａｒ）、３０℃で溶媒を除去する。得られたコーティングされた粒状充填材の顆粒を、密閉容器中に７０℃で５時間保持する。その後、約１．５ｇの得られた顆粒を１０ｍＬのエタノールに添加し、超音波で１時間処理する。複合充填材粒子のメジアン粒径は、Ｄ５０＝４．５μｍであると決定された。

Ｂｕｃｈｉミニスプレードライヤー（Ｂｕｃｈｉ Ｍｉｎｉｓｐｒｕｈｔｒｏｃｋｎｅｒ Ｂ−２９０）を使用した凝集
１００ｇの改質された粒子（メジアン粒径Ｄ５０＝１．２μｍ）（１．５ｗｔ．％の３−メタクリロイルプロピルトリメトキシシランおよび１．５ｗｔ．％の３−アミノプロピルトリメトキシシランで改質されている）を、磁気撹拌機を使用して規定量のアセトン（表１を参照）と混合した。Ｅｐｉｌｏｘ（ＣＡＳ１６７５−５４−３）およびＴＣＤジアミン（ＣＡＳ６８８８９−７１−４）（表１を参照）をこの混合物に添加した。次いで、スプレードライヤーのＢｕｃｈｉ製の内部蠕動ポンプおよび二流体ジェットノズル（ノズル直径＝１．４ｍｍ）を使用して、混合物をスプレードライヤーに注入した（ポンプ率は表１を参照）。アスピレータ効率を１００％に設定した。使用したプロセスパラメータを表１に列挙する。凝集した粒子を噴霧乾燥した後、凝集した粒子を３００μｍの篩を通して篩分し、８０℃で２４時間乾燥して、上記の手順に従ってメジアン粒径（Ｄ５０）を測定した。凝集した粒子のメジアン粒径（Ｄ５０）を、以下の表１に列挙する。

高剪断ミキサー（Ｄｉｏｓｎａ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｍｉｘｅｒ Ｐ１−６）を使用した凝集
４５０ｇの改質された粒子（メジアン粒径Ｄ５０＝１．２μｍ）（１．５ｗｔ．％の３−メタクリロイルプロピルトリメトキシシランおよび１．５ｗｔ．％の３−アミノプロピルトリメトキシシランで改質されている）を、ミキサー中に置いた。別個に、規定量のＥｐｉｌｏｘ（ＣＡＳ１６７５−５４−３）をアセトン（表２を参照）中に溶解し、ＴＣＤジアミン（６８８８９−７１−４）をこの混合物に添加した（表２を参照）。次いで、二流体Ｓｃｈｌｉｃｋジェットノズル（モデル９７０／７、ノズルサイズ０．８ｍｍ）およびＷａｔｓｏｎ Ｍａｒｌｏｗ Ｄ３２３蠕動ポンプを使用して、この混合物をミキサーに注入した。注入プロセス中、規定のｒｐｍ（表２を参照）で３翼インペラおよびチョッパーを使用して、粒子を混合した。ジェットノズルに印加した圧力をｒｐｍで表したポンプ速度と共に表２に列挙する。完全に添加した後、得られた粉末をさらなる混合ステップに供してもよい（表２を参照）。混合が完了した後、凝集した粒子を３００μｍの篩を通して篩分し、８０℃で２４時間乾燥して、上記の手順に従ってメジアン粒径（Ｄ５０）を測定した。凝集した粒子のメジアン粒径（Ｄ５０）を、以下の表２に列挙する。

高剪断ミキサー（Ｄｉｏｓｎａ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｍｉｘｅｒ Ｐ１−６）を使用した凝集
４５０ｇの改質された粒子（メジアン粒径Ｄ５０＝１．０μｍ）（３．１ｗｔ．％の３−メタクリロイルプロピルトリメトキシシランで改質されている）を、ミキサー中に置いた。別個に、磁気撹拌機を使用して、視覚的に均質な混合物が得られるまで、規定量のエトキシル化ビスフェノール−Ａ−ジメタクリレート（ＥＢＡ）（ＣＡＳ４１６３７−３８−１）を、規定量のトリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴＭＡ）（３２９０−９２−４）および規定量のカルボン酸ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ２−エチルヘキシルカーボネート（ＴＢＰＥＨＣ）（ＣＡＳ３４４４３−１２−４）と混合した（表３を参照）。次いで、二流体Ｓｃｈｌｉｃｋジェットノズル（モデル９７０／７、ノズルサイズ０．８ｍｍ）およびＷａｔｓｏｎ Ｍａｒｌｏｗ Ｄ３２３蠕動ポンプを使用して、この混合物をミキサーに注入した。注入プロセス中、規定のｒｐｍ（表３を参照）で３翼インペラおよびチョッパーを使用して、粒子を混合した。ジェットノズルに印加する圧力を０．３ｂａｒに設定した。ｒｐｍで表した印加したポンプ速度を表３に列挙する。完全に添加した後、インペラおよびチョッパーのｒｐｍについて同一のパラメータを使用して、６０秒間、得られた粉末をさらなる混合ステップに供した。混合が完了した後、凝集した粒子を３００μｍの篩を通して篩分し、８０℃で２４時間乾燥して、上記の手順に従ってメジアン粒径（Ｄ５０）を測定した。凝集した粒子のメジアン粒径（Ｄ５０）を、以下の表３に列挙する。

凝集した粒子のメジアン粒径（ｄ_５０）の測定
２ｇの凝集した粒子を４ｍＬのエタノールに添加し、任意選択で２滴のＴｗｅｅｎ８５を添加した。凝集した粒子を、視認可能な均質な混合物が得られるまでこの混合物を振とうすることによって、あらかじめ分散した。次いで、およそ２０〜２５％のオブスキュレーションに達するまで分散液を撹拌しながら、８００ｍＬの水を収容し、２２００に設定した撹拌機と１８００に設定した超音波プローブとを備えた、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ Ｓの測定セル内に、混合物を添加した。１０分間の撹拌下で、測定セル内で超音波プローブからの超音波を印加した後、メジアン粒径（ｄ_５０）を測定した。超音波は、緩く凝集した粒子を解離させて、これらを凝集した粒子（添加したモノマーによって架橋された粒子）と区別するために印加した。

抽出可能なモノマーの量を測定することによるモノマーの重合度の決定

方法１：
最大で１．０ｇの乾燥され篩分された粒子をガラス容器に入れ、１０．０ｇのアセトニトリルを添加した。混合物を実験室用振とう機に１時間置き、浸出性モノマーを抽出した。１時間後、粒子を濾過によって分離し、得られた透明な液体をＨＰＬＣに直接注入した。規定量のエトキシル化ビスフェノールＡジメタクリレート（ＥＢＡ）ＣＡＳ：４１６３７−３８−１を含有する標準溶液についての測定を実施して、抽出可能なＥＢＡの量を決定した。抽出可能なモノマーの量を、抽出可能なＥＢＡの量から計算した。モノマーの重合度は、顆粒化に使用されたモノマーの最初の量に対する抽出不可能なモノマーの量を表す。

方法２：
７．５ｇの乾燥され篩分された粒子を遠心分離管に入れ、３０ｍＬのアセトンを添加した。混合物を実験室用振とう機に２０分間置き、次いで、５０００ｒｐｍで３０分間遠心分離した。透明な上清をデカンテーションによって単離した。抽出手順（アセトンの添加、振とう、遠心分離、そしてデカンテーション）をそれぞれ３０ｍｌのアセトンを用いて２回繰り返した。デカントした溶液を集めて合わせ、４０℃、５０ｍｂａｒでの蒸留によって溶媒を除去した。残存する残渣を重量分析した。残存する残渣は、抽出可能なモノマーの量を表す。測定は２回実施した。モノマーの重合度は、顆粒化に使用されたモノマーの最初の量に対する抽出不可能なモノマーの量を表す。

走査電子顕微鏡法による写真
走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）による写真を、Ｚｅｉｓｓ製の超高解像度ＦＥＳＥＭを使用して撮影した。

Ｂｕｃｈｉミニスプレードライヤー（Ｂｕｃｈｉ Ｍｉｎｉｓｐｒｕｈｔｒｏｃｋｎｅｒ Ｂ−２９０）を使用した凝集／顆粒化
ある量の改質された粒子（ケイ酸ストロンチウムアルミニウムガラスまたはホウケイ酸バリウムアルミニウムガラス−メジアン粒径ｄ_５０，３および量は表を参照−３．１ｗｔ．％の３−メタクリロイルプロピルトリメトキシシランＣＡＳ：２５３０−８５−０で改質されている）を、磁気撹拌機または機械式撹拌機を使用して、規定量のアセトン（表４を参照）と混合した。重合性メタクリレートモノマーの混合物（たとえば、ウレタンジメタクリレート、カルボン酸改質ジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリメタクリレート樹脂、ジメタクリレート樹脂、カンファーキノン、エチル−４（ジメチルアミノ）ベンゾエート、ブチル化ヒドロキシルトルエン、ＵＶ安定化剤を含む、市販の材料Ｄｙｒａｃｔ（登録商標）ｅＸｔｒａのモノマー混合物、表４を参照）を、ラジカル開始剤ＷＡＫＯ Ｖ−６０１（ＣＡＳ：２５８９−５７−３）と共にこの混合物に添加した。混合物を撹拌によって均質化し、次いで、スプレードライヤーのＢｕｃｈｉ製の内部蠕動ポンプおよび二流体ジェットノズル（ノズル直径＝１．４ｍｍ）を使用して、混合物をスプレードライヤーに注入した（プロセスパラメータは表１を参照）。アスピレータ効率を１００％に設定した。使用したプロセスパラメータを表４に列挙する。すべての実験について、キャリアガス（乾燥および微粒化ガス）として窒素を使用した。凝集した粒子を噴霧乾燥した後、凝集した粒子を集めて三つ口丸底フラスコに入れた。フラスコをアルゴンガスで少なくとも５分間パージし、しっかりと密閉した。フラスコを１００℃のオーブンに３．３時間入れた。次いで、得られた粒子を１８０μｍの篩を通して篩分し、上記の手順に従ってメジアン粒径（ｄ_５０，３）を測定した。凝集した粒子のメジアン粒径（ｄ_５０，３）を、表４に列挙する。モノマーの重合度を、上記の方法１または方法２を使用して決定した。凝集した充填材のＳＥＭ写真を図４に示す。

凝集した充填材を使用したペーストの調製
重合性メタクリレートモノマーの混合物（たとえば、ウレタンジメタクリレート、カルボン酸改質ジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリメタクリレート樹脂、ジメタクリレート樹脂、カンファーキノン、エチル−４（ジメチルアミノ）ベンゾエート、ブチル化ヒドロキシルトルエン、ＵＶ安定化剤を含む、市販の材料Ｄｙｒａｃｔ（登録商標）ｅＸｔｒａのモノマー混合物、またはメタクリレート改質ポリシロキサン、ジメタクリレート樹脂、蛍光顔料、ＵＶ安定化剤、安定化剤、カンファーキノン、エチル−４（ジメチルアミノ）ベンゾエートを含む、市販の材料Ｃｅｒａｍ．Ｘのモノマー混合物）を、ＩＫＡ実験室用混練機に入れ、得られる混合物への混練下で顆粒化した充填材とさらなる充填材（表３を参照）とのある量の混合物を分割して添加することによって、ペーストを生成した。充填材を完全に添加した後、さらなる混練ステップを適用し、最終的な配合物中において充填材の好適な分布が確実に生じるようにした。

比較例１−ＵＳ４７８１９４０「マイクロ充填歯科用複合材料を生成するための方法」
歯科用複合材料用の充填材の調製を開示しているＵＳ４７８１９４０の実施例１に従い、５重量％のＡ−１７４シランで処理した１００グラムのＯＸ−５０シリカを、１２０グラムの塩化メチレンならびに２５グラムのモノマー混合物（以下を含有：６１．８ｗｔ．％のｂｉｓ−ＧＭＡ、６．９ｗｔ．％のビスフェノール−Ａジメタクリレート、２９．４ｗｔ．％のトリエチレングリコールジメタクリレートおよび２．０ｗｔ．％のラジカル開始剤）を含有する溶液と共に、混合容器に入れる。

スラリーをトレーに注ぎ、トレーおよびその内容物を空気中において周囲温度（約２３℃）で１６時間放置することによって、塩化メチレンを蒸発させる。

塩化メチレン溶媒を蒸発させた後、次いで、コーティングされたシリカを１６５メッシュスクリーンに通過させる。篩分された材料を、真空オーブン中で３０ｍｍＨｇ（絶対圧力）の真空下で、１２０℃に４時間加熱する。

加熱ステップの後、粉末を冷却し、１００μｍの篩を通して再び篩分する。篩分された材料を、真空オーブン中で、または代替的には不活性雰囲気中で１２０℃に４時間加熱した。加熱後、材料を１００μｍの篩を通して再び篩分し、歯科用複合材料用の充填材を得た。

粒子の形態を例示するために、材料のＳＥＭ画像を撮影した。走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）写真を、Ｚｅｉｓｓ製の超高解像度ＦＥＳＥＭを使用して撮影した。結果を図５に示す。粒子の流体様の運動を観察することはできない。

ＯＸ−５０を使用した本発明による充填材の調製
ＳＮＯ−１−９２−１： ４０ｇの処理されたＯＸ−５０（５ｗｔ．％のＡ−１７４シラン＝γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランで処理されている）を４８ｇの塩化メチレンおよび１０ｇの混合物（６１．８ｗｔ．％のｂｉｓ−ＧＭＡ、６．９ｗｔ．％のビスフェノール−Ａジメタクリレート、２９．４ｗｔ．％のトリエチレングリコールジメタクリレートおよび２．０ｗｔ．％のラジカル開始剤を含有する）と混合した。

混合物を撹拌によって均質化し、次いで、スプレードライヤーのＢｕｃｈｉ製内部蠕動ポンプおよび二流体ジェットノズル（ノズル直径＝１．４ｍｍ）を使用して、ポンプ率を２０％に、ロータメータを５５ｍｍに、入口温度を７５℃に設定し、混合物をスプレードライヤーに注入した。アスピレータ効率を１００％に設定した。キャリアガス（乾燥および微粒化ガス）として窒素を使用した。

凝集した粒子を噴霧乾燥した後、凝集した粒子を集めて三つ口丸底フラスコに入れた。フラスコをアルゴンガスで少なくとも５分間パージし、しっかりと密閉した。フラスコを１００℃のオーブンに３．３時間入れた。

粒子の形態を例示するために、材料のＳＥＭ画像を撮影した。結果を図６に示す。

比較例２−改質された歯科用ガラス粒子を使用したＵＳ４７８１９４０による充填材の調製
ＳＮＯ−１−７４−１： １５０ｇの粉砕されシラン化された歯科用ガラス（ケイ酸ストロンチウムアルミニウムガラス−メジアン粒径ｄ３，５０＝０，６μｍを、７８．６ｇのアセトンおよび２２．５ｇの重合性メタクリレートモノマーの混合物（ウレタンジメタクリレート、カルボン酸改質ジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリメタクリレート樹脂、ジメタクリレート樹脂、カンファーキノン、エチル−４（ジメチルアミノ）ベンゾエート、ブチル化ヒドロキシルトルエン、ＵＶ安定化剤を含む、市販の材料Ｄｙｒａｃｔ（登録商標）ｅＸｔｒａのモノマー混合物）および０．２６ｇのラジカル開始剤と混合した。

スラリーをトレーに注ぎ、トレーを空気中において周囲温度（約２３℃）で１６時間放置することによって、アセトンを蒸発させた。アセトン溶媒を蒸発させた後、コーティングされたガラス粒子を１００μｍの篩に通過させた。篩分された材料を、真空オーブン中で、または代替的には不活性雰囲気中で１２０℃に４時間加熱した。

粒子の形態を例示するために、材料のＳＥＭ画像を撮影した。結果を図７に示す。粒子の流体様の運動を観察することはできない。

改質された歯科用ガラス粒子を使用した本発明による充填材の調製
ＡＺＩ−０１−４５−０１： ２５０ｇの粉砕されシラン化された歯科用ガラス（ケイ酸ストロンチウムアルミニウムガラス−メジアン粒径ｄ３，５０＝０，６μｍを、１４０ｇのアセトンおよび３７．５ｇの重合性メタクリレートモノマーの混合物（ウレタンジメタクリレート、カルボン酸改質ジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリメタクリレート樹脂、ジメタクリレート樹脂、カンファーキノン、エチル−４（ジメチルアミノ）ベンゾエート、ブチル化ヒドロキシルトルエン、ＵＶ安定化剤を含む、市販の材料Ｄｙｒａｃｔ（登録商標）ｅＸｔｒａのモノマー混合物）および０．４３ｇのラジカル開始剤と混合した。

混合物を撹拌によって均質化し、次いで、スプレードライヤーのＢｕｃｈｉ製の内部蠕動ポンプおよび二流体ジェットノズル（ノズル直径＝１．４ｍｍ）を使用して、ポンプ率を６０％に、ロータメータを５０ｍｍに、入口温度を１２０℃に設定し、混合物をスプレードライヤーに注入した。アスピレータ効率を１００％に設定した。キャリアガス（乾燥および微粒化ガス）として窒素を使用した。

凝集した粒子を噴霧乾燥した後、凝集した粒子を集めて三つ口丸底フラスコに入れた。フラスコをアルゴンガスで少なくとも５分間パージし、しっかりと密閉した。フラスコを１００℃のオーブンに３．３時間入れた。

粒子の形態を例示するために、材料のＳＥＭ画像を撮影した。結果を図８に示す。

図５〜図８のＳＥＭ写真に基づくと、調製された凝集した充填材の形態に明瞭な違いが見られる。ＵＳ４７８１９４０の場合は凝集した粒子に決まった形状が見られないが、本発明による方法は、球形の粒子の形成を明瞭に示している。

Claims (12)

1. 本質的に球形の複合充填材粒子を調製するためのプロセスであって、１〜７０μｍのメジアン粒径（Ｄ５０）を有する複合充填材粒子を提供するために、
   （ａ）１００〜１２００ｎｍのメジアン粒径（Ｄ５０）を有する粒状ガラス充填材を、付加重合性基および逐次重合性基から選択される反応基をその表面に表出しているコーティング層を粒状ガラス充填材の表面に形成するフィルム形成剤を含有するコーティング組成物でコーティングし、それによって、コーティングされた粒状充填材を形成することと、その後またはそれと同時に
   （ｂ）コーティングされた粒状充填材を噴霧凝集または成長凝集によって凝集させてコーティングされた粒状充填材の顆粒を提供することであって、該顆粒が、コーティングされた粒状充填材粒子を含有し、それによって、少なくとも１つのコーティング層を、反応基を反応させることによって得られる架橋基によって架橋することができることと
   を含み、反応基が、反応基を反応させることによって得られる架橋基に変換され、粒状充填材が、体積基準で複合充填材粒子の主成分である、プロセス。
   
   
2. さらに、（ｃ）コーティングされた粒状充填材の顆粒を粉砕、分級および／または篩分することを含む、請求項１に記載のプロセス。
3. さらに、（ｄ）コーティングされた粒状充填材の顆粒をさらに架橋することを含む、請求項１または請求項２に記載のプロセス。
4. 前記反応基が、逐次重合性基から選択される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプロセス。
5. コーティング組成物が、粒状複合充填材と共有結合を形成するフィルム形成剤を含有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプロセス。
6. 共有結合が、複合充填材の表面のヒドロキシル基とシラン基との反応によって得ることができる、請求項５に記載のプロセス。
7. 粒状充填材上のコーティング層の最大厚さが、粒状充填材のメジアン粒子直径（Ｄ５０）未満である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のプロセス。
8. コーティング組成物が、１つまたは複数の重合性モノマーを含む、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のプロセス。
9. コーティング組成物が、０．０００１〜１５Ｐａｓ（２３℃）の範囲の動粘度を有する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のプロセス。
10. 流動床中で実施される、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のプロセス。
11. 複合充填材粒子が、２μｍ〜２０μｍの範囲のメジアン粒径（Ｄ５０）を有する、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のプロセス。
12. 複合充填材粒子をシラン化剤または表面活性剤で処理するステップをさらに含む、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のプロセス。