原料化合物及其製造方法
2023-05-26 01:20:11 1
專利名稱：原料化合物及其製造方法
技術領域：
本發明涉及微顆粒狀易分散性原料化合物及其製造方法。
能夠採用化學方法取得的化合物被實際用於日用品、雜貨、文具用品等物品、洗滌劑等家庭用品、汽車零件、建築材料等各種領域。在本說明書中，將為了通過化學方法製取這些化合物而使用的起始化合物、所謂的中間體稱為「原料化合物」。原料化合物是製取最終化學製品的原料，具有很高的實用性。
色素包括作為最終化學品的染料和顏料等，染料是用於對纖維材料進行染色，顏料是用於印刷油墨、合成樹脂和塗料等的著色，或者直接添加在塗料中用於著色。在本說明書中，將為了通過化學方法製取這一類色素而使用的原料稱作「色素原料」。色素原料是本發明的原料化合物中極其重要的一種。
在色素中，偶氮系色素已通過例如α-萘酚酸或其衍生物與重氮化合物反應而在工業上大規模地生產著。但是，由於α-萘酚酸衍生物一般是以乾燥粉末的狀態使用的，因此，存在著由粉塵飛揚而造成的操作環境惡化以及影響其作為色素原料使用時的的分散性(親和性)、溶解性等諸多問題。迄今，以防止顏料粉塵，提高分散性、油墨印刷適性為目的的，日本PCT特許公開公報1987年第45904號、日本特許公報第2521618號公開了顆粒狀的易分散性顏料及其製造方法。
然而，尚無以工業規模使用原料化合物時能有效地防止粉塵並高效率地進行反應的方法。鑑於上述原因，本發明的目的是提供適合工業規模生產的原料化合物。
本發明者經過專心研究、探討，結果發現，雖不能將上述文獻記載的技術原封不動地適用於本發明的原料化合物，但只要將本發明的原料化合物調整至與上述顏料不同的特定的含水率、平均粒徑、產品的形態，就可以一舉解決上述現有技術中存在的問題，由此完成了本發明。
即，本發明能提供無粉塵飛揚且分散性(親和性)、在水中的溶解性等良好的微顆粒狀易分散性原料化合物。使用本發明，在生產該原料化合物時能夠降低能耗、改善環境，同時，使用本發明，在以工業規模生產偶氮系色素時能提高效率(改善環境和提高操作效率)。
本發明涉及一種實質上保持柔軟的凝聚狀態的微顆粒狀易分散性原料化合物，其特徵在於，含水率為2-20重量％，平均粒徑為15-500μm，呈微顆粒狀。
本發明還涉及一種微顆粒狀易分散性原料化合物的製造方法，所述微顆粒狀易分散性原料化合物是含水率為2-20重量％、平均粒徑為15-500μm的微顆粒，實質上保持柔軟的凝聚狀態，其特徵在於，將原料化合物的溼餅乾燥或半乾燥，粉碎或不進行粉碎，然後混合、流動、振動和/或在粉碎狀態下加水調溼。
本發明還涉及這樣一種微顆粒狀易分散性原料化合物的製造方法，所述微顆粒狀易分散性原料化合物是含水率為2-20重量％、平均粒徑為15-500μm的微顆粒，實質上保持柔軟的凝聚狀態，其特徵在於，將原料化合物的溼餅放置、加溫、加熱、吹入常溫空氣、和/或通過吹入熱風進行乾燥和/或通過脫水進行調溼。更好的是，該方法還包括混合、流動、振動和/或在粉碎狀態下加水或不添水進行調溼的步驟。
在本說明書中，沒有粉塵飛揚的狀態稱為「無塵狀態」。粉塵中也有處於不自然下落狀態的，運稱為塵霧。塵霧進入人的鼻孔中會刺激黏膜，使人不快(也稱起粉)，操作中如遇上述情況，會影響操作效率。
在本說明書中，分散性是指溶於水中時容易溶解在水中的易親和性(親和性)，易分散性是指容易分散的性質，即，在上述親和性方面非常良好。此外，柔軟的凝聚狀態是指在物理上以非堅固的狀態凝聚，具有一定的團聚(塊狀)，處於容易操作的物性狀態，溶於水中時，處於物理上可容易溶解的狀態。
本發明的微顆粒狀易分散性原料化合物的特徵在於，它保持這樣的特有性質，即，在實質上保持粉末的形狀的同時基本上沒有粉塵，從而不會出現臭氣、微細粉塵(粉霧)汙染環境的情況，而且，本發明的微顆粒狀易分散性原料化合物是溼潤性原料化合物(含水率為2-20量％)，因此，其製造工藝(特別是在乾燥方面)可以說是低能耗的。
另外，使用該原料化合物製造偶氮系色素時，由於其是實質上保持柔軟的凝聚狀態的微顆粒狀色素原料，與單純的粉末不同，在水中的分散性(親和性)、溶解性得到顯著改善，因此，有助於改善操作環境，其在工業上的利用價值無法估量。
特別是，以往，為了提高分散性和改善物流和起粉汙染狀況，通常使用各種試劑、添加劑和溶劑等，但本發明的微顆粒狀分散性原料化合物只是用水作為粘合劑、採用一定的操作手段而製造的，工業上幾乎無任何制約，具有很大的優點。
對本發明中使用的原料化合物無特別限定，但具體地說，其例子有用於製取醫藥、農藥、染料、顏料等化學製品的原料化合物，其中較佳的例子是色素原料，色素原料能夠很好地適用於本發明。適用於本發明的色素原料的例子有以β-萘酚酸等為代表的萘甲酸衍生物，對甲苯胺-間-磺酸，對甲苯胺-間-磺酸鈉，4-甲基-5-氯苯胺-2-磺酸，4-甲基-5-氯苯胺-2-磺酸鈉等。其中，特別是其粉塵會刺激黏膜、影響環境而成為問題的β-萘酚酸，是製造偶氮系色素的重要原料化合物。
對本發明的微顆粒狀易分散性原料化合物的製造方法無特別限定，例如可容易地用以下方法在工業上進行製造。
例如，將由上述原料化合物的合成而得到的溼餅以乾燥或半乾燥狀態購入，根據需要，將其粉碎，隨後混合、流動、振動和/或在粉碎狀態下加水，調溼，或者，將上述原料化合物以溼餅(通常含水量為20-40重量％)購入，通過放置、加溫、加熱，吹入常溫空氣和/或吹入熱空氣等方法進行乾燥和/或脫水，由此調溼。根據需要，同時使用混合、流動、振動和/或在粉碎狀態下加水、調溼步驟，等等。
更具體地說，將上述原料化合物以乾燥或半乾燥品狀態購入，調整成含水量為2-20重量％(最好是5-10重量％)的半乾燥原料化合物，必要時，將其粉碎。
然後混合、流動、振動和/或在粉碎狀態下加水，調溼至含水率為2-20重量％(以3-15重量％為佳，5-10重量％更佳)，由此進行配製。經過該調溼步驟，微粉碎原料化合物變成柔軟的凝聚狀態，成為平均粒徑為15-500μm(直徑)的微顆粒狀易分散性原料化合物。
或者，將上述原料化合物以溼餅(含水率為20-40重量％)狀態購入，通過放置、加溫、加熱、吹入常溫空氣和/或吹入熱空氣等方法乾燥和/或脫水，由此調溼至含水量為2-20重量％(以3-15重量％為佳，5-10重量％更佳)。經過此調溼、調製過程，原料化合物變成柔軟的凝聚狀態。
這裡，混合、流動、振動和/或粉碎狀態是指用具有例如旋轉摻和、流動摻和、振動摻和、離心擴散以及渦流流粉碎等作用的裝置儘可能均勻地加溼、除溼等進行調溼的手段。上述裝置的實際使用的具體例子有V型混合機、旋風混合機(cyclomixer)、諾塔混合機(Hosokawa Micron株式會社產品)、螺旋式混合機(Spairar Pinmixer)(太平洋機工株式會社產品)、Ledige混合機(德國Ledige公司產品)、流動噴射混合機(flowjet)(粉研Portex株式會社產品)、螺旋流體混合機(Spailarflow)(Floint產業株式會社產品)等。其中，優選使用螺旋式混合機和預混合機。
本發明的含水率的調整是通過用適當的傳感器進行測定而進行的。調溼可容易地通過加溫蒸發(根據需要見水噴射成霧狀)等而進行，由此，可將含水率調整至2-20重量％。若含水率量過高，則會產生粘性，不容易操作，而若含水率過低，則抑制粉塵發生的效果下降。在本發明中，更好的是，含水率為3-15重量％，最好為5-10重量％。
本發明的微顆粒狀易分散性原料化合物具有上述特徵，而且其製造方法在工業上亦極為合理。即，首先，最初的半乾燥或乾燥步驟無需完全乾燥，因此是低能耗的，此外，添加、調溼步驟則只要用適當的手段測定含水率、將含水率調整至規定的範圍、混合、流動、振動和/或維持粉碎狀態即可，一旦設定了最佳條件，就能穩定地製造具有一定品質的微顆粒狀易分散性原料化合物。
對於本發明的微顆粒狀易分散性原料化合物而言，含水率是重要的因素，通常為2-20重量％，較好地為3-15重量％，最好為5-10重量％。若含水率超過20重量％，則原料化合物的特性接近溼餅，而若小於2重量％，則其性質與粉末相同，因此，以上兩種情況均不適宜。
本發明的微顆粒狀易分散性原料化合物的平均粒徑為15-500μm(直徑)。若小於15μm，則粒子的流動性不佳，缺乏實用性，而若超過500μm，則親和性不佳，無法達到本發明的目的。平均粒徑宜為20-100μm,30-90μm更佳。本發明的微顆粒狀易分散性原料化合物的平均粒徑例如可通過用顯微鏡等光學顯微鏡進行攝影、從所得照片中測定一定數量的粒子的直徑、算出平均值而得到。
本發明的微顆粒狀易分散性原料化合物可以與粉末原料化合物相同的方法通過混和配料進行調色、裝袋等。
作為本發明微顆粒狀易分散性原料化合物的β-萘酚酸例如被用於與對-甲苯胺-間-磺酸的重氮化物進行偶合反應，是製造重氮系色素的非常好的工業原料。它不會產生粉塵，因此操作容易，而且其在水中的分散性(親和性)、溶解性等良好，可高效率地進行上述偶合反應。
此外，本發明的微顆粒狀易分散性原料化合物雖然實質上是粉狀，但呈微顆粒狀，具有流動性，因此可連續定量供料，從而具有能連續生產偶氮系色素化合物、可大幅度進行FA化(工廠自動化)的優點。
下面通過實施例對本發明進行更詳細的說明。實施例1在合成β-萘酚酸的步驟中，將最終水洗後的溼餅(含水率20-30重量％)放入螺旋式混和機中，邊混合邊從下面吹入常溫空氣，在用帶有紅外線傳感器的水份測定儀測定含水率的同時，繼續混合、吹氣。當含水率達到7重量％時，終止混合、吹氣，取出溼餅。
藉助光學顯微鏡進行拍照，根據所得照片測定粒度分布狀況，算出平均粒徑，結果為70-110μm。將其裝袋，得到可使用狀態的色素原料。
用同樣的方法算出平均粒徑，為5-13μm。
用上述濾餅作為原料製造色素時，在投料步驟中易出現粉塵，影響操作環境。此外，在溶於溶劑中時溶解時間過長，操作性差。比較例2除將含水量控制在30重量％之外，按與實施例1相同的方法得到溼餅。
用同樣的方法算出平均粒徑，為350-450μm。用上述濾餅作為原料製造色素時，在投料步驟中雖未出現粉塵，但粘性大，溶解於溶劑所需的時間過長，操作性差。實施例6-12，比較例3-6試樣通過在β-萘酚酸的乾粉中加入0.5-30.0重量％的水而製得。效果的測定如
圖1所示，將直徑3cm、長50cm的玻璃管垂直豎起，在離地板10cm處和20cm處放置光源裝置。在試管中放入粉狀試樣2g，讓該試樣從上述玻璃管上方進口處一下子全部落下。用肉眼觀察粉塵在10cm及20cm光源處的狀態，按以下標準進行評價。
完全觀察不到粉塵○能觀察到少量粉塵△觀察到較多粉塵×同時，按以下標準評價試樣粉末的粘附性。
在落下試驗中完全不粘附在玻璃管上○在落下試驗中少量粘附在玻璃管上△在落下試驗中粘附在玻璃管上，生成團塊×在落下試驗中，在離玻璃管上方進口10cm處用鼻去聞，觀察有無刺激臭，並根據以下標準進行評價。
完全感覺不到剌激臭○少許感覺到刺激臭△較多感覺到刺激臭×結果見表1。
表1
根據本發明可以得到以下優良效果。
第一，本發明的微顆粒狀易分散性原料化合物雖然實質上是粉體，但基本上沒有粉塵(無塵化)，可得到良好的操作環境，從而適合於高效率的工業化規模生產。
第二，由於是微顆粒狀，原料化合物的流動性極好，可實現最近的FA化、計量自動化所要求的定量供料，在運輸、裝卸等物流方面亦極為方便。
第三，雖然其形態上為微顆粒狀，但由於僅以水作為粘合劑，因此，具有使用時基本上沒有制約的優點。
第四，雖然其呈微顆粒狀，但由於是柔軟的凝聚，因此，用簡單的分散力即可容易地在水中分散、溶解。從而用這些原料化合物生產偶氮系色素時，反應性、操作效率良好。
第五，由於作為本發明特徵的含水率的調整較簡單，因此，作為工業生產方法是有利的。
第六，由於作為本發明目的的微顆粒狀易分散性原料化合物可容易地通過將剛製造出的原料化合物的溼餅溫和乾燥而加以製造，因此，總體上可以說是一種節能化的極優異的工業化製造方法。
圖1是用於測定所得試樣效果的裝置的示意圖。符號說明1試料投入口2光源
權利要求
1．顆粒狀的易分散性原料化合物，實質上保持柔軟的凝集狀態，其特徵在於，含水率為2-20重量％，平均粒徑為15-500μm，呈微顆粒狀。
2．如權利要求1所述的微顆粒狀易分散性原料化合物，其特徵在於，含水率為5-10重量％。
3．如權利要求1或2所述的微顆粒狀易分散性原料化合物，其特徵在於，平均粒徑為20-100μm 。
4．如權利要求3所述的微顆粒狀易分散性原料化合物，其特徵在於，平均粒徑為30-90μm。
5．如權利要求1、2、3或4所述的微顆粒狀易分散性原料化合物，其特徵在於，所述原料化合物是色素原料。
6．如權利要求5所述的微顆粒狀易分散性原料化合物，其特徵在於，所述色素原料是β-萘酚酸。
7．微顆粒狀易分散性原料化合物的製造方法，所述微顆粒狀易分散性原料化合物是含水率為2-20重量％、平均粒徑為15-500μm的微顆粒，實質上保持柔軟的凝聚狀態，其特徵在於，將原料化合物的溼餅乾燥或半乾燥，粉碎或不進行粉碎，然後混合、流動、振動和/或在粉碎狀態下加水調溼。
8．微顆粒狀易分散性原料化合物的製造方法，所述微顆粒狀易分散性原料化合物是含水率為2-20重量％、平均粒徑為15-500μm的微顆粒，實質上保持柔軟的凝聚狀態，其特徵在於，通過將原料化合物的溼餅放置、加溫、加熱、吹入常溫空氣和/或吹入熱風進行乾燥和/或脫水，由此進行調溼。
9．如權利要求8所述的微顆粒狀易分散性原料化合物的製造方法，其特徵在於，還包括混合、流動、振動和或在粉碎狀態下加水或不加水進行調溼的步驟。
10．如權利要求7、8或9所述的微顆粒狀易分散性原料化合物的製造方法，其特徵在於，所述微顆粒狀易分散性原料化合物的含水率為5-10重量％。
11．如權利要求10所述的微顆粒狀易分散性原料化合物的製造方法，其特徵在於，所述微顆粒狀易分散性原料化合物的平均粒徑為20-100μm。
12．如權利要求11所述的微顆粒狀易分散性原料化合物的製造方法，其特徵在於，所述微顆粒狀易分散性原料化合物的平均粒徑為30-90μm。
13．如權利要求7、8、9、10、11或12所述的微顆粒狀易分散性原料化合物的製造方法，其特徵在於，所述原料化合物是色素原料。
14．如權利要求13所記載的微顆粒狀易分散性原料化合物的製造方法，其特徵在於，所述色素原料是β-萘酚酸。
全文摘要
本發明提供一種可防止粉塵且可高效率地進行反應的微顆粒狀易分散性原料化合物及使用該化合物的偶氮系色素的製造方法。所述微顆粒狀易分散性原料化合物實質上保持柔軟的凝集,其特徵在於，含水率為2－20重量%,平均粒徑為15－500μm,呈微顆粒狀。
文檔編號C07C51/42GK1314437SQ0110471
公開日2001年9月26日 申請日期2001年2月19日 優先權日2000年2月28日
發明者油井正幸, 石毛宏一 申請人:油井正幸