JP2003524033A - ミクロリアクタ中でアゾ染料を製造する方法 - Google Patents

ミクロリアクタ中でアゾ染料を製造する方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、アゾ染料を製造するための方法に関するものであり、芳香族またはヘテロ芳香族アミンのジアゾ化、またはアゾカップリング反応、またジアゾ化およびアゾカップリング反応をミクロリアクタ中で行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、アゾ着色料の分野に関するものである。アゾ着色料は通常、産業界
では反応容器中でのバッチ操作で、出発原料を水相中で混合させることによって
、製造されている(Fisher、Organische Chemie、Ve
rlag Chemie、Weinheim/Bergstraβe、1965
、p.890 ff.、1431、1796 ff.)。
【0002】 他の方法は、水性酸性または水性アルカリ性溶液の形である等量の出発原料を
、たとえば混合用ノズルおよび連続フローリアクタ中で、反応容器中の反応後の
相と連続的に混合する(あるいはしない)ことである。(アゾカップリング:D
E 1 544 453、EP 244 686;ジアゾ化:EP−A−0 0
06 190)。
【0003】 含まれる主なプロセス操作は、芳香族またはヘテロ芳香族アミンのジアゾ化、
およびアゾカップリング反応である。いくつかのアゾ顔料は、所望の結晶性を得
るために、次いで金属交換反応(レーキング)および/または水/溶媒中での後
処理を必要とする可能性がある。いくつかのアゾ染料の場合、次いで、金属錯体
を形成するために反応が行われる。
【0004】 これらの方法ではいずれも、生成物が純粋で、高度で一貫した質のものである
べき場合、温度、時間および特に(アゾ顔料の場合)混合の程度などの方法のパ
ラメータを調節することが不可欠である。これらの方法に関する1つの問題点は
、実験室規模から大きな産業的規模への新しい生成物のスケールアップである。
【0005】 本発明の目的は、アゾ着色料を調製するための方法を提供することであり、こ
の方法は方法のパラメータを最適に調節し、反応物の改善された混合を確実にし
、スケールアップを簡潔化する。
【0006】 DD 246 257 A1は、化学反応用に小型化された装置を使用する可
能性を開示しており、この場合、処理される化学的実体は少量しか入手できない
か、あるいは非常に高価であるので、装置中に大きなデッドスペースは与えられ
ない。DE 3 926 466 C2は、ミクロリアクタ中での2つの化学的
実体の強力な発熱化学反応を記載している。
【0007】 化学反応用のミクロリアクタは多数の溝付プレートから構成され、DE 39
26 466 C2および米国特許第5,534,328号中に記載されてい
る。米国特許第5,811,062号では、ミクロチャネルを詰まらせるであろ
う材料または固体を必要としない(あるいは生成しない)反応用には、ミクロチ
ャネルリアクタを使用することが好ましいことが指摘されている。
【0008】 驚くべきことに、ジアゾ化およびアゾカップリング、および金属交換反応また
は金属錯化反応を行って、アゾ顔料およびアゾ染料などのアゾ着色料を調製する
ために、ミクロリアクタが有用であることが現在分かっている。
【0009】 本明細書で使用するミクロリアクタはミクロおよびミニリアクタを含み、これ
らは反応チャネル構造の寸法および構成という理由のみによって異なるものであ
る。
【0010】 たとえば、引用する参照文献、またはInstitut fur Mikro
technik Mainz GmbH、Germanyの刊行物から知られる
ミクロリアクタ、あるいはそうでなければCellular Process
Chemistry GmbH、Frankfurt/Mainからの市販のミ
クロリアクタ、たとえばSelecto(商標)(Cytos(商標)をベース
とする)を使用することが可能である。
【0011】 したがって、本発明は、芳香族またはヘテロ芳香族アミンのジアゾ化、または
アゾカップリング反応または金属交換反応または金属錯化反応を行うことによる
アゾ着色料を調製するための方法、またはミクロリアクタ中でのジアゾ化および
アゾカップリング反応および金属交換または金属錯化反応を提供する。
【0012】 出発原料の好ましい水溶液または懸濁液が、連続的かつ好ましくは等量で、ミ
クロリアクタに供給されることが有利である。樹脂、界面活性剤および他の添加
剤などの古典的なプロセス助剤を、本発明の方法中で同様に使用することができ
る。
【0013】 ジアゾ化反応用の出発原料は、芳香族またはヘテロ芳香族アミンまたはそれら
のアンモニウム塩であり、たとえばアニリン、2−ニトロアニリン、アントラニ
ル酸メチル、2,5−ジクロロアニリン、2−メチル−4−クロロアニリン、2
−クロロアニリン、2−トリフルオロメチル−4−クロロアニリン、2,4,5
−トリクロロアニリン;3−アミノ−4−メチルベンズアミド、2−メチル−5
−クロロアニリン、4−アミノ−3−クロロ−N’−メチルベンズアミド、o−
トルイジン、o−ジアニシジン、2,2’,5,5’−テトラクロロベンジジン
、2−アミノ−5−メチルベンゼンスルホン酸、2−アミノ−4−クロロ−5−
メチルベンゼンスルホン酸である。
【0014】 アゾ顔料に関して特に興味深いのは、以下のアミン成分である: 4−メチル−2−ニトロフェニルアミン、4−クロロ−2−ニトロフェニルア
ミン、3,3’−ジクロロビフェニル−4,4’−ジアミン、3,3’−ジメチ
ルビフェニル−4,4’−ジアミン、4−メトキシ−2−ニトロフェニルアミン
、2−メトキシ−4−ニトロフェニルアミン、4−アミノ−2,5−ジメトキシ
−N−フェニルベンゼンスルホンアミド、5−アミノイソフタル酸ジメチル、ア
ントラニル酸、2−トリフルオロメチルフェニルアミン、2−アミノテレフタル
酸ジメチル、1,2−ビス(2−アミノフェノキシ)エタン、2−アミノテレフ
タル酸ジイソプロピル、2−アミノ−4−クロロ−5−メチルベンゼンスルホン
酸、2−メトキシフェニルアミン、4−(4−アミノベンゾイルアミノ)ベンズ
アミド、2,4−ジニトロフェニル−アミン、3−アミノ−4−メチルベンズア
ミド、3−アミノ−4−クロロベンズアミド、3−アミノ−4−クロロ安息香酸
、4−ニトロフェニルアミン、2,5−ジクロロフェニルアミン、4−メチル−
2−ニトロフェニルアミン、2−クロロ−4−ニトロフェニルアミン、2−メチ
ル−5−ニトロフェニルアミン、2−メチル−4−ニトロフェニルアミン、2−
メチル−5−ニトロフェニルアミン、2−アミノ−4−クロロ−5−メチルベン
ゼンスルホン酸、2−アミノナフタレン−1−スルホン酸、2−アミノ−5−ク
ロロ−4−メチルベンゼンスルホン酸、2−アミノ−5−クロロ−4−メチルベ
ンゼンスルホン酸、2−アミノ−5−メチルベンゼンスルホン酸、2,4,5−
トリクロロフェニルアミン、3−アミノ−4−メトキシ−N−フェニルベンズア
ミド、4−アミノベンズアミド、2−アミノ安息香酸メチル、4−アミノ−5−
メトキシ−2,N−ジメチルベンゼンスルホンアミド、2−アミノ−N−(2,
5−ジクロロフェニル)テレフタル酸モノメチル、2−アミノ安息香酸ブチル、
2−クロロ−5−トリフルオロメチル−フェニルアミン、4−(3−アミノ−4
−メチルベンゾイルアミノ)ベンゼンスルホン酸、4−アミノ−2,5−ジクロ
ロ−N−メチルベンゼンスルホンアミド、4−アミノ−2,5−ジクロロ−N,
N−ジメチルベンゼンスルホンアミド、6−アミノ−1H−キナゾリン−2,4
−ジオン、4−(3−アミノ−4−メトキシ−ベンゾイルアミノ)ベンズアミド
、4−アミノ−2,5−ジメトキシ−N−メチルベンゼンスルホンアミド、5−
アミノベンズイミダゾロン、6−アミノ−7−メトキシ−1,4−ジヒドロキノ
キサリン−2,3−ジオン、3−アミノ−4−メチル安息香酸2−クロロエチル
、3−アミノ−4−クロロ安息香酸イソプロピル、3−アミノ−4−クロロベン
ゾトリフルオリド、3−アミノ−4−メチル安息香酸n−プロピル、2−アミノ
ナフタレン−3,6,8−トリスルホン酸、2−アミノナフタレン−4,6,8
−トリスルホン酸、2−アミノナフタレン−4,8−ジスルホン酸、2−アミノ
ナフタレン−6,8−ジスルホン酸、2−アミノ−8−ヒドロキシナフタレン−
6−スルホン酸、1−アミノ−8−ヒドロキシナフタレン−3,6−ジスルホン
酸、1−アミノ−2−ヒドロキシベンゼン−5−スルホン酸、1−アミノ−4−
アセチルアミノベンゼン−2−スルホン酸、2−アミノアニソール、2−アミノ
メトキシベンゼン−ω−メタンスルホン酸、2−アミノフェノール−4−スルホ
ン酸、o−アニシジン−5−スルホン酸、2−(3−アミノ−1,4−ジメトキ
シベンゼンスルホニル)硫酸エチル、および2−(1−メチル−3−アミノ−4
−メトキシベンゼンスルホニル)硫酸エチル。
【0015】 以下のアミン成分が、アゾ染料に関して特に興味深い: 2−(4−アミノベンゼンスルホニル)硫酸エチル、2−(4−アミノ−5−
メトキシ−2−メチルベンゼンスルホニル)硫酸エチル、2−(4−アミノ−2
,5−ジメトキシベンゼンスルホニル)硫酸エチル、2−[4−(5−ヒドロキ
シ−3−メチルピラゾール−1−イル)ベンゼンスルホニル]硫酸エチル、2−
(3−アミノ−4−メトキシベンゼンスルホニル)硫酸エチル、2−(3−アミ
ノベンゼンスルホニル)硫酸エチル。
【0016】 ジアゾ化されるアミン、またはそのアンモニウム塩、好ましくはその塩酸塩ま
たは硫酸塩は、水および/または有機溶媒中に溶解あるいは懸濁していることが
好ましく、結果として生じる溶液または懸濁液を、ミクロリアクタ中に連続的に
導入する(反応物流A)。
【0017】 同時に、溶液または懸濁液、好ましくはジアゾ化剤、好ましくはNaNO
たはニトロシル硫酸の水溶液または懸濁液を、ミクロリアクタ中に連続的に導入
する(反応物流B)。リアクタ中において、反応物流AおよびBを、連続的に互
いに混合させ反応させる。
【0018】 アゾカップリング反応用の出発原料は、たとえば前に述べたかあるいは調製し
たジアゾニウム塩、および溶液または懸濁液中のカップリング成分である。
【0019】 以下のカップリング成分が、アゾ顔料に関して特に興味深い:
【0020】
【化1】 上式でR=CH、OCH、OC、NO、Cl、NHCOCH であり、n=0〜3であり、R=H、CHおよびCであり、 ビスアセトアセチル化したジアミノベンゼンおよび−ビフェニル、N,N’−
ビス(3−ヒドロキシ−2−ナフトイル)フェニレンジアミン(それぞれ場合に
よっては置換されている)、 さらに、ピラゾロン、
【0021】
【化2】 上式でR=CH、COOCH、COOCであり、 R’=CH、SOH、Clであり; p=0〜3である。
【0022】 以下のカップリング成分が、アゾ染料に関して特に興味深い: 4−[5−ヒドロキシ−3−メチルピラゾール−1−イル]ベンゼンスルホン
酸、2−アミノナフタレン−1,5−ジスルホン酸、5−メトキシ−2−メチル
−4−[3−オキソブチリルアミノ]ベンゼンスルホン酸、2−メトキシ−5−
メチル−4−[3−オキソブチリルアミノ]ベンゼンスルホン酸、4−アセチル
アミノ−2−アミノベンゼンスルホン酸、4−[4−クロロ−6−(3−スルホ
フェニルアミノ)−[1,3,5]−トリアジン−2−イル−アミノ]−5−ヒ
ドロキシナフタレン−2,7−ジスルホン酸、4−アセチルアミノ−5−ヒドロ
キシ−ナフタレン−2,7−ジスルホン酸、4−アミノ−5−ヒドロキシナフタ
レン−2,7−ジスルホン酸、5−ヒドロキシ−1−[4−スルホフェニル]−
1H−ピラゾール−3−カルボン酸、2−アミノナフタレン−6,8−ジスルホ
ン酸、2−アミノ−8−ヒドロキシナフタレン−6−スルホン酸、1−アミノ−
8−ヒドロキシナフタレン−3,6−ジスルホン酸、2−アミノアニソール、2
−アミノメトキシ−ベンゼン−ω−メタンスルホン酸および1,3,5−トリシ
ドロキシベンゼン。
【0023】 アゾカップリングは水溶液中で行われることが好ましいが、水と適切に混合さ
れる場合は、有機溶媒、たとえば芳香族炭化水素、ヒドロクロロカーボン、グリ
コールエーテル、ニトリル、エステル、ジメチルホルムアミド、テトラメチル尿
素およびN−メチルピロリドンを使用することも可能である。
【0024】 本発明によるアゾカップリング反応を行うためには、ジアゾニウム塩の溶液ま
たは懸濁液(反応物流C)、およびカップリング成分の溶液または懸濁液(反応
物流D)を連続的にミクロリアクタ中に導入し、その中で連続的に互いに混合さ
せ反応させる。
【0025】 レーキング用の出発原料は、酸性基を含むアゾ着色料であり、この酸性基は遊
離酸の形、あるいはたとえばそのアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属の塩、
アンモニウム塩またはアルミニウムまたはマンガン塩の形である。
【0026】 アゾ顔料をレーキングするために、ミクロリアクタ中で、金属塩の溶液、たと
えば水性カルシウム、臭化ストロンチウムまたはマンガン塩の溶液(反応物流E
)を、酸性基を含むアゾ着色料の溶液または懸濁液(反応物流F)と混合させ、
温度を30と100℃の間にする。レーキング反応はリアクタのその中で起こる
か、あるいはそこで開始される。この反応は、ダウンストリーム(downst
ream)型の連続管状リアクタ(減衰型容器)中で終了させることができる。
【0027】 本発明の目的のために、ジアゾ化、アゾカップリング反応だけでなく、レーキ
ング反応または金属錯化反応を、それぞれミクロリアクタ中で(連続的に)行う
ことができるか、あるいはジアゾ化を従来の方法で行いアゾカップリング反応の
みをミクロリアクタ中で行うか、あるいはジアゾ化をミクロリアクタ中で行いア
ゾカップリングを従来の方法で行う。同様に、いずれの場合もレーキングを従来
的に行うか、あるいはそうでなければミクロリアクタ中で行う。個別の反応ステ
ップ用に2つ以上の反応ゾーンを有する、ミクロリアクタを使用することも可能
である。
【0028】 ミクロリアクタは、積み重ねられ1つに接着している複数の層から構成されて
おり、その表面はミクロ力学的に作製された構造を有し、これが相互作用して化
学反応用の反応スペースを形成する。このシステムは、入口および出口に接続さ
れている、少なくとも1つの連続的なチャネルを含む。
【0029】 材料の流れの流速は、装置によって、たとえばミクロリアクタの形状に応じて
生じる圧力によって制限される。反応はミクロリアクタ中で完全に起こることが
望ましいが、遅延ゾーンを接合して必要とされるであろう遅延時間を生み出すこ
とも可能である。
【0030】 流速は0.05と5l/分の間、好ましくは0.05と500ml/分の間、
非常に好ましくは0.05と250ml/分の間、特に0.1と100ml/分
の間であることが有利である。
【0031】 アゾ着色料を調製するために有用なミクロリアクタを、たとえば図1に記載す
る。
【0032】 本発明のミクロ反応システムは、積み重ねられ1つに接着している6枚のミク
ロ構造の金属層、蓋プレート(LP)、およびベースプレート(BP)から構成
されており、プレート間の密閉シートを圧縮するためにしっかりと固定されてい
る(すなわち1つに接着している)加工用モジュールを形成する。
【0033】 本発明のミクロ反応システムは、媒体を冷却および/または加熱するための2
つの熱交換器、反応物を混合するための混合ゾーン、および短い遅延ゾーンを含
む。
【0034】 熱交換器(W1)は、別々にプレート(E)中に流れる反応物流を予熱する。
次いで反応物流はプレート(M)内で混合され、共同スペースを形成する。遅延
ゾーン(R)は、熱交換器(W2)によって、反応混合物を所望の反応温度にし
、その結果、所望の化学反応を発生させることができる。
【0035】 ミクロ反応システムを連続的に操作し、それぞれの場合において互いに混合さ
せられる流体量は、マイクロリットル(μl)からミリリットル(ml)の範囲
である。
【0036】 リアクタ内のミクロ構造領域の寸法は、このミクロ反応システム中でアゾ着色
料を調製するための決定的なものである。これらの寸法は、詳細には固体粒子が
問題なく通過でき、したがってチャネルを詰まらせないほど充分大きくなければ
ならない。ミクロ構造の最小の隙間幅は、最大の顔料粒子の直径の約10倍より
大きくなければならない。さらに、適切な形状スタイルによって、たとえば顔料
粒子がそこに沈殿する可能性がある水のデッドゾーン、たとえば行き止まり、ま
たはシャープなコーナー、が存在しないことが確実でなければならない。したが
って、丸いコーナーを有する連続通路が好ましい。この構造は、ミクロ反応技術
の本来の利点、すなわち優れた熱調節、層流、分散混合および小さな内部体積を
利用できるほど充分小さくなければならない。
【0037】 溶液または懸濁液の導管チャネルの隙間幅は、5〜10000μm、好ましく
は5〜2000μm、非常に好ましくは10〜800μm、特に20〜700μ
mであることが有利である。
【0038】 熱交換器のチャネルの隙間幅は、液体または懸濁液の導管チャネルの隙間幅に
主に依存し、10000μmを超えないこと、好ましくは2000μmを超えな
いこと、特に800μmを超えないことが有利である。熱交換器のチャネルの隙
間幅の下限は重要ではなく、ポンプで送られる熱交換流体の圧力の上昇および最
適な熱供給または除去の必要性によって制限される程度である。
【0039】 使用するミクロ反応システムの寸法は: 熱交換構造体: チャネル幅 約600μm チャネル高さ 約250μm ミキサおよび遅延時間: チャネル幅 約600μm チャネル高さ 約500μm
【0040】 重ね合わせられ密接に結合している6枚の金属層に、前述のすべての熱交換流
体および反応物を供給することが好ましい。生成物および熱交換流体は、同様に
上方へ取り除かれることが好ましい。反応に関係ある第3および第4の液体(た
とえば緩衝溶液)の可能な供給は、リアクタのすぐ上流に位置するT接合部を介
して実現される(図2)、すなわち1つの反応物を緩衝溶液と予め混合すること
ができる。必要な濃度および流れは、正確なピストンポンプおよびコンピュータ
に制御される制御システムを介して調節されることが好ましい。反応温度は集積
センサを介して監視され、制御システムおよびサーモスタット/クリオスタット
によって、監視され調節される。
【0041】 物質の流れを形成するための供給原料の混合物の調製を、ミクロミキサ中ある
いは上流の混合ゾーン中で前もって行うこともできる。供給原料を計量して、下
流の混合ゾーン中、あるいは下流のミクロミキサまたはミクロリアクタ中に供給
することも可能である。
【0042】 ここで使用するシステムはステンレス鋼で作製されている。他の物質、たとえ
ばガラス、セラミック、シリコン、プラスチックまたは他の金属類を使用するこ
ともできる。
【0043】 ジアゾ化は−10〜+80℃の温度、好ましくは−5〜+30℃の温度で行い
、アゾカップリングは0〜90℃、好ましくは10〜60℃で行う。
【0044】 ジアゾ化とアゾカップリングの両方に関して、好ましくは有機酸およびその塩
の緩衝溶液、たとえば酢酸/酢酸塩緩衝液、クエン酸/クエン酸塩緩衝液、また
は無機酸およびその塩、たとえばリン酸/リン酸塩または炭酸/炭酸塩の緩衝溶
液と、反応物流を混合させることができる。
【0045】 本発明の方法は、たとえばバッチプロセス中よりも、大きな反応速度および大
幅に高い反応温度を提供する。より詳細には、温度感受性の反応物、たとえばジ
アゾニウム塩と2−ヒドロキシ−3−ナフタリリドのアルカリ溶液を、有利に反
応させることができる。ミクロまたはミニリアクタ内での短い滞留時間中の熱伝
達速度が大きいことによって、狭義に定義される時間窓中で、反応物の短期の熱
的ストレスを実現することができる。
【0046】 本発明の方法は、アゾ顔料およびアゾ染料などのアゾ着色料を提供する。
【0047】 アゾ顔料はモノアゾまたはジアゾ顔料(レークされているものおよびレークさ
れていないもの)であってよい。アゾ顔料の混合物を調製することも可能である
。企図されるアゾ顔料は、特にC.I.Pigment Yellow 1、3
、12、13、14、16、17、65、73、74、75、81、83、97
、111、120、126、127、151、154、155、174、175
、176、180、181、183、191、194、198;Pigment
Orange 5、34、36、38、62、72、74;Pigment
Red 2、3、4、8、12、14、22、48:1〜4、49:1、52:
1〜2、53:1〜3、57:1、60:1、112、137、144、146
、147、170、171、175、176、184、185、187、188
、208、214、242、247、253、256、266;Pigment
Violet 32;Pigment Brown 25である。
【0048】 染料に関しては、分散染料、および水溶性アニオンおよびカチオン染料が企図
される。企図される染料は、特にモノ、ジスまたはポリアゾ染料、さらにホルマ
ザンまたはアントラキノン染料である。水溶性染料は、特にアルカリ金属塩また
はアンモニウム塩の反応性染料、およびアゾシリーズの酸性ウール用染料または
直接的コットン用染料である。企図されるアゾ染料は、1つまたは複数のスルホ
ン酸基またはカルボン酸基を含む、無金属および金属化可能なモノアゾ、ジアゾ
およびトリアゾ染料、重金属を含む、すなわち銅、クロムまたはコバルトを含む
モノアゾ、ジアゾおよびトリアゾ染料であることが好ましい。金属を含む染料の
中間体は、従来のバッチプロセス中で従来の方法によって調製することができる
。たとえば銅イオンとのその後の金属錯化反応は、ミクロリアクタ中において3
0と100℃の間の温度で行うことが好ましい。
【0049】 企図される反応性アゾ染料は、特にC.I.Reactive Yellow
15、17、37、57、160;Reactive Orange 107
;Reactive Red 2、23、35、180;Reactive V
iolet 5;Reactive Blue 19、28、203、220;
およびReactive Black 5、8、31である。
【0050】 本発明の方法は、特にC.I.Acid Yellow 17、23;Dir
ect Yellow 17、86、98、132、157;およびDirec
t Black 62、168および171も提供する。
【0051】 この技術的に素晴らしい方法で、アゾ着色料の生成が可能であることは驚くべ
きことであり、予想できなかった。なぜなら、ミクロリアクタ中での固体の生成
はシステムを詰まらせるであろうと、これまでは考えられていたからである。
【0052】 本発明によって調製するアゾ顔料は、天然または合成源のマクロ分子状の有機
性材料、たとえばプラスチック、樹脂、コーティング、塗料または電子写真機用
トナーおよび顕色剤、および印刷用インクを含めたインクを着色するのに有用で
ある。
【0053】 本発明によって調製するアゾ染料は、ヒドロキシルを含むかあるいは窒素を含
む、天然の有機性および合成基体を染色するのに、あるいはこれらに印刷するの
に有用である。このような基体には、天然または再生セルロース、または天然ま
たは合成ポリアミドを主に含む、たとえば合成または天然繊維材料および革材料
がある。これらは、アセテート、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリロニト
リル、PVCおよびポリウレタン繊維、さらにウール、または特に綿をベースと
する織物材料を染色するのに、あるいはこれらに印刷するのに有用である。この
目的のために、通常の排出、パディングまたは印刷法によって、染料を織物材料
に加えることができる。
【0054】 本発明によって調製するアゾ着色料は、電子写真機用トナーおよび顕色剤、た
とえば1または2成分のパウダートナー(1または2成分の顕色剤としても知ら
れる)、マグネットトナー、液体トナー、ラテックストナー、重合トナー、およ
び特別トナー中の着色料として有用である。
【0055】 典型的なトナーバインダーはスチレン、スチレン−アクリレート、スチレン−
ブタジエン、アクリレート、ポリエステル、フェノール−エポキシド樹脂、ポリ
スルホン、ポリウレタン(個別にあるいは組み合わせて)さらにポリエチレンお
よびポリプロピレンなどの付加重合、重付加および重縮合樹脂である。これらは
それぞれ、電荷調節剤、ワックスまたは流れ助剤などの他の成分を含んでよく、
またはその後これらの添加剤によって改質される。
【0056】 本発明によって調製するアゾ着色料は、パウダーおよびパウダーコーティング
における、特にたとえば金属、木材、プラスチック、ガラス、セラミック、コン
クリート、織物材料、紙またはゴムで構成される物体の表面コーティング用に使
用される、摩擦電気的あるいは動電学的にスプレー可能なパウダーコーティング
における、着色料としてさらに有用である。
【0057】 典型的には、使用するパウダーコーティング樹脂は、エポキシ樹脂、カルボキ
シルおよびヒドロキシル含有ポリエステル樹脂、ポリウレタンおよびアクリル樹
脂、および一般的な硬化剤である。樹脂の組み合わせも使用される。たとえばエ
ポキシ樹脂は、しばしばカルボキシルおよびヒドロキシル含有ポリエステル樹脂
と組み合わせて使用される。典型的な硬化剤成分には(樹脂システムに依存して
)、たとえば酸無水物、イミダゾールおよびジシアンジアミドおよびそれらの誘
導体、キャップド(capped)イソシアネート、ビスアシルウレタン、フェ
ノールおよびメラミン樹脂、イソシアヌル酸トリグリシジル、オキサゾリンおよ
びジカルボン酸がある。
【0058】 本発明によって調製するアゾ着色料は、インク、好ましくはインクジェット用
インク、たとえば水性または非水性ベースのミクロエマルジョンインク、および
ホットメルトの原理に従って操作されるようなインク中の、着色料としても有用
である。
【0059】 一般にインクジェット用インクは、(乾燥状態で計算して)合計0.5〜15
重量%、好ましくは1.5〜8重量%の、本発明による化合物を1つまたは複数
含む。ミクロエマルジョンインクは、追加の向水性物質(界面媒介物)を有する
かあるいは有さない、有機溶媒および水をベースとする。ミクロエマルジョンイ
ンクは、1つまたは複数の本発明による化合物を0.5〜15重量%、好ましく
は1.5〜8重量%、水を5〜99重量%、有機溶媒および/または向水性化合
物を0.5〜94.5重量%含む。
【0060】 溶媒ベースのインクジェット用インクは、1つまたは複数の本発明による化合
物を0.5〜15重量%、有機溶媒および/または向水性化合物を85〜99.
5重量%含むことが好ましい。
【0061】 ホットメルトインクは、室温で固体であり加熱により液状化するワックス、脂
肪酸、脂肪アルコールまたはスルホンアミドを主にベースとしており、好ましい
溶解範囲は約60℃と約140℃の間である。ホットメルトインクジェット用イ
ンクは、たとえば20〜90重量%のワックス、および1〜10重量%の1つま
たは複数の本発明による化合物から本質的になる。これらは、0〜20重量%の
追加のポリマー(「染料溶媒」として)、0〜5重量%の分散液、0〜20重量
%の粘性改質剤、0〜20重量%の可塑剤、0〜10重量%の粘着性添加剤、0
〜10重量%の透明性安定剤(たとえば、ワックスの結晶化を妨げる)、および
0〜2重量%の抗酸化剤をさらに含んでよい。典型的な添加剤および助剤は、た
とえば米国特許第5,560,760号に記載されている。
【0062】 本発明によって調製するアゾ着色料は、カラーフィルタ用、添加剤および減法
混色の原色の生成用の着色料としても有用である。
【0063】 以下の実施例では、パーセンテージは重量によるものである。
【0064】 実施例1 C.I.Pigment Red 2: a)ジアゾニウム塩の溶液の調製: 500mlの3つ首フラスコに、水25.1mlに溶かした固体2,5−ジク
ロロアニリン14.6gを装入し、31%塩酸30.8mlを加える。この混合
物をRTで8時間撹拌して、塩酸塩溶液を提供する。さらに25.1mlの水、
60%酢酸3.75mlを添加して、反応混合物を−5℃に冷却する。この温度
で、40%亜硝酸ナトリウム溶液11.5mlを、約15分かけて反応混合物に
一滴ずつ加え、0℃でさらに60分間撹拌する。スパーテル6杯分のセライト(
Celite)を加え、吸引しながら素早く濾過することによって、反応混合物
を浄化する。黄ばんだジアゾニウム塩の溶液は、水で合計体積300ml(約0
.3M)とする。
【0065】 b)カップリング成分の溶液の調製: 第2のフラスコに、水50.2mlに溶かしたナフトール AS23.9gを
装入し、25%水性水酸化ナトリウム26.7mlを加える。次いでこの混合物
を60℃で120分撹拌して、それを溶解させる。それを吸引しながら素早く濾
過し、それを同様に水で合計体積300ml(約0.3M)とする。
【0066】 c)ミクロリアクタ中でのアゾカップリング 従来調製されているジアゾニウム塩およびナフトールの溶液を、目盛りつきピ
ストンポンプを介して、ミクロリアクタのそれぞれの反応物用の入口に、いずれ
の場合も6ml/分の流速でポンプにより送る。実際のアゾカップリングは、リ
アクタのスペース内で起こる。緩衝効果を得るために、これらの反応物の溶液を
、リアクタの入口のすぐ上流で、酢酸溶液(60%酢酸4mlおよび水600m
l)で希釈する。同様に酢酸溶液を、目盛りつきピストンポンプによりT接合部
を介して、6ml/分の流速でミクロリアクタの反応物供給ラインに供給する。
ミクロリアクタの熱交換回路を、40℃の反応温度を確実にするサーモスタット
に接続する。リアクタの出口では、生成物の懸濁液のpHは約3である。リアク
タから生じる生成物の懸濁液をフラスコ中で回収し、吸引しながら濾過して取り
除き、水を用いて中性に洗浄する。湿気のあるC.I.Pigment Red
2を65℃で乾燥させる。
【0067】 実施例2 a)2,5−ジクロロアニリンの塩酸塩溶液の調製 500mlの3つ首フラスコに、水25.1mlに溶かした固体2,5−ジク
ロロアニリン14.6gを装入し、31%塩酸30.8mlを加え、このバッチ
を室温で8時間撹拌する。さらに25.1mlの水、60%酢酸3.75mlを
添加し、この溶液を−5℃に冷却する。
【0068】 b)Naphtol ASの溶液 フラスコに、水50.2mlに溶かしたナフトール AS23.9gを装入し
、25%水酸化ナトリウム水溶液26.7mlを加える。次いでこの混合物を6
0℃で120分撹拌して、それを溶解させる。それを吸引しながら素早く濾過し
、それを同様に水で合計体積300ml(約0.3M)とする。
【0069】 c)希釈亜硝酸ナトリウム溶液 1Nの水性亜硝酸ナトリウム溶液を調製する。
【0070】 d)緩衝溶液 60%酢酸4mlおよび水600mlから、緩衝溶液を調製する。
【0071】 e)ミクロリアクタ中での2,5−ジクロロアニリンのジアゾ化 a)で調製した2,5−ジクロロアニリンの塩酸塩溶液を100mlに調整す
る。反応物溶液およびc)からの1Nの亜硝酸ナトリウム溶液を、目盛りつきピ
ストンポンプを介して、ミクロリアクタのそれぞれの反応物用の入口に、それぞ
れ12ml/分の流速でポンプにより送る。ジアゾ化反応は、リアクタのスペー
ス内で起こる。ミクロリアクタの熱交換回路を、約5℃という所望の反応温度を
確実にするサーモスタットに接続する。リアクタから出てくる反応溶液を、回収
容器中で水と一塊にして300mlにし、存在するあらゆる過剰な亜硝酸ナトリ
ウムをスルファミン酸を用いて破壊する。ジアゾニウム塩の溶液(約0.3M)
を、下流のミクロリアクタ中あるいは反応容器中のいずれかで、従来の方法に従
ってアゾカップリング用に使用する。
【0072】 f)ミクロリアクタ中でのC.I.Pigment Red 2を形成するた
めのアゾカップリング ミクロリアクタ中でのジアゾ化によって調製したジアゾニウム塩の溶液、およ
びb)からのナフトール AS溶液を、目盛りつきピストンポンプを介して、ミ
クロリアクタのそれぞれの反応物用の入口に、いずれも6ml/分の流速でポン
プにより送る。実際のアゾカップリングは、前述のリアクタのスペース内で起こ
る。緩衝効果を得るために、これらの反応物の溶液を、リアクタの入口のすぐ上
流で、d)に従って調製した酢酸緩衝液で希釈する。同様に緩衝溶液を、目盛り
つきピストンポンプによりT接合部を介して、6ml/分の流速でミクロリアク
タの反応物供給ラインに供給する。ミクロリアクタの熱交換回路を、約40℃と
いう所望の反応温度を確実にするサーモスタットに接続する。リアクタの出口で
は、生成物の懸濁液のpHは約3である。リアクタから生じる生成物の懸濁液を
ピストン中で回収し、吸引しながら濾過して取り除き、水を用いて中性に洗浄す
る。湿気のある顔料を65℃で乾燥させる。
【0073】 実施例3 C.I.Pigment Yellow 191 a)2B−酸塩酸塩の懸濁液の調製 500mlの3つ首フラスコに、水400mlに溶かした固体2B−酸(95
.6%)(5−アミノ−3−クロロ−2−メチルベンゼンスルホン酸)46.2
gを装入し、33%水酸化ナトリウム水溶液18.1mlを加える。次いでこの
混合物を90℃に加熱する。1.6gのセライトを加えさらに90℃で撹拌した
後、バッチを濾過して温める。20%塩酸92.8mlを濾過液に加えて、アミ
ン塩酸塩を沈殿させる。
【0074】 b)従来のジアゾ化 2B−酸塩酸塩の懸濁液を、40%亜硝酸ナトリウム溶液26.6mlを用い
て20℃でジアゾ化する。最初に亜硝酸を計量して早急に供給するが、残りは少
量の検出可能な亜硝酸塩の余剰物が常に存在するような速度で加える。既に生成
したジアゾニウム塩の懸濁液を、水を用いて1500mlの合計体積(約0.1
3モル)に調整する。
【0075】 c)ミクロリアクタ中での2B−酸のジアゾ化 a)に従って調製した2B−酸塩酸塩の懸濁液を1000mlに調整する。こ
の懸濁液および40%亜硝酸ナトリウム溶液を、目盛りつきピストンポンプを介
して、ミクロリアクタのそれぞれの反応物用の入口に、それぞれ40ml/分お
よび1ml/分の流速でポンプにより送る。ジアゾ化反応は、リアクタのスペー
ス内で起こる。ミクロリアクタの熱交換回路を、約20℃という所望の反応温度
を確実にするサーモスタットに接続する。リアクタから出てくる反応溶液を、回
収容器中で1時間、わずかに過剰な亜硝酸塩の存在下で撹拌する。水を加えて合
計体積1500mlにし、存在するあらゆる過剰な亜硝酸ナトリウムをスルファ
ミン酸を用いて破壊する。ジアゾニウム塩の溶液(約0.13M)を、下流のミ
クロリアクタ中あるいは反応容器中のいずれかで、従来の方法に従ってアゾカッ
プリング用に使用する。
【0076】 d)ピラノゾール酸−3(3−(3−メチル−5−オキソ−4,5−ジヒドロ
ピラゾール−1−イル)ベンゼンスルホン酸)の溶液 フラスコに水400mlを装入し、57.7gのピラノゾール酸3を加える。
33%水酸化ナトリウム水溶液22.2mlを加えて、酸を溶解させる。カップ
リング用に、バッチを水を用いて750mlの合計体積すなわち0.26Mに調
整し、40℃に加熱する。
【0077】 e)ミクロリアクタ中でのアゾカップリング b)またはc)の下で調製したジアゾニウム懸濁液、およびピラノゾール酸3
の溶液d)を、目盛りつきピストンポンプを介して、ミクロリアクタのそれぞれ
の反応物用の入口に、それぞれ20ml/分および10ml/分の流速でポンプ
により送る。実際のアゾカップリングは、前述のリアクタのスペース内で起こる
。次いで、40℃の反応温度および6.3のpHで反応を行う。その後、顔料の
懸濁液を40℃で60分間撹拌する。次いでそれを80℃に加熱し、15分間8
0℃に保つ。顔料1モル当たり、1.7モルのCaCl、61モルの水、0.
0075モルの水酸化ナトリウム、および0.01モルのステアリン酸の溶液を
調製し、これを顔料の懸濁液に加える。バッチを80℃で2時間撹拌し、次いで
70℃に冷却し、水で洗浄する。
【0078】 f)ミクロリアクタ中でのPigment Yellow 191を形成する
ためのレーキング 顔料の懸濁液を2500mlとし、80℃に加熱し、撹拌しながら15分間8
0℃に保つ。
【0079】 77%塩化カルシウム33.4gを、400mlのビーカー中で250mlの
水に溶かす。顔料の懸濁液および塩化カルシウムの溶液を、目盛りつきピストン
ポンプを介して、ミクロリアクタのそれぞれの反応物用の入口に、それぞれ90
ml/分および9ml/分の流速でポンプにより送る。ミクロリアクタの熱交換
回路のサーモスタットを、85℃という反応温度に設定する。リアクタから出て
くる顔料の懸濁液を、保存用貯蔵容器中で回収する。
【0080】 実施例4 C.I.Pigment Red 53:1 a)CLT−酸塩酸塩(2−アミノ−5−クロロ−4−メチルベンゼンスルホ
ン酸)の懸濁液の調製 500mlの3つ首フラスコに、水250mlに溶かした固体CLT−酸(9
9%)44.6gを装入し、31%塩酸31mlを加える。この混合物を30分
間撹拌する。
【0081】 b)従来のジアゾ化 CLT−酸塩酸塩の懸濁液を、40%亜硝酸ナトリウム溶液26.6mlを用
いて20℃でジアゾ化する。最初に亜硝酸塩を計量して早急に供給し、残りはわ
ずかに過剰な亜硝酸塩が常に検出可能であるような速度で加える。既に調製した
ジアゾニウム塩の懸濁液を、水を用いて1500mlの合計体積(0.13M)
に調整する。
【0082】 c)ミクロリアクタ中でのCLT−酸のジアゾ化 a)で調製したCLT−酸塩酸塩の懸濁液を1000mlに調整する。この懸
濁液および40%亜硝酸ナトリウム溶液を、目盛りつきピストンポンプを介して
、ミクロリアクタのそれぞれの反応物用の入口に、それぞれ40ml/分および
1ml/分の流速でポンプにより送る。ジアゾ化反応は、リアクタのスペース内
で起こる。ミクロリアクタの熱交換回路を、約15℃という所望の反応温度を示
すサーモスタットに接続する。リアクタから出てくる反応溶液を、わずかに過剰
な亜硝酸塩と共に20℃に温める。60分の遅延時間の後、水を用いてそれを1
500mlにし、存在するあらゆる過剰な亜硝酸ナトリウムをスルファミン酸を
用いて破壊する。ジアゾニウム塩の溶液(約0.13M)を、下流のミクロリア
クタ中あるいは反応容器中のいずれかで、従来の方法に従ってアゾカップリング
用に使用する。
【0083】 d)β−ナフトールの溶液 フラスコに水400mlを装入し、28.1gのβ−ナフトールを加える。3
3%強度の水酸化ナトリウム水溶液24.2mlを加えて、ナフトールを溶解さ
せる。カップリング用に、バッチを水を用いて合計体積750mlすなわち0.
26Mに調整し、40℃に加熱する。
【0084】 e)ミクロリアクタ中でのアゾカップリング b)またはc)の下で調製したジアゾニウム懸濁液、およびβ−ナフトールの
溶液d)を、目盛りつきピストンポンプを介して、ミクロリアクタのそれぞれの
反応物用の入口に、それぞれ20ml/分および10ml/分の流速でポンプに
より送る。実際のアゾカップリングは、前述のリアクタのスペース内で起こる。
40〜50℃の反応温度、7.5のpHで反応を行う。その後、顔料の懸濁液を
40℃およびpH7.5で30分間撹拌する。
【0085】 顔料の収率を、以下の変更によって96%から99%に上昇させることができ
る:顔料の懸濁液を、回収容器中において33%塩酸を用いてpH2に調整する
。回収容器中での約10〜15分の遅延時間の後、顔料の懸濁液を他のミクロリ
アクタにポンプで送る。充分な10%水酸化ナトリウム水溶液を第2の反応物用
の入口を通してポンプで送り、リアクタ中で混合した後、出口において7.5の
pHを得る。この後の手順は前に記載したものと同様である。すなわち、40℃
においてpH7.5で30分撹拌する。
【0086】 f)ミクロリアクタ中でのPigment Red 53:1を形成するため
のレーキング 顔料の懸濁液を2500mlとし、80℃に加熱し、撹拌しながら15分間8
0℃に保つ。
【0087】 29gの塩化バリウム×2HOを、400mlのビーカー中で250mlの
水に溶かす。顔料の懸濁液および塩化バリウムの溶液を、目盛りつきピストンポ
ンプを介して、ミクロリアクタのそれぞれの反応物用の入口に、それぞれ90m
l/分および9ml/分の流速でポンプにより送る。ミクロリアクタの熱交換回
路のサーモスタットを、85〜95℃という反応温度に設定する。リアクタから
出てくる顔料の懸濁液を、保存用貯蔵容器中で回収する。
【0088】 実施例5:水溶反応性染料 Reactive Orange 107 a)パラベースのエステルのジアゾ化(従来的) 1.)パラベースのエステル(2−(4−アミノベンゼンスルホニル)硫酸エ
チル)のジアゾ化 2−(4−アミノベンゼンスルホニル)硫酸エチル25.5gを、撹拌しなが
ら500mlのビーカー中の水200g中に導入する。31%塩酸36gを一滴
ずつ加え、30分撹拌する。この懸濁液を、0から−5℃に冷却する。5Nの亜
硝酸ナトリウム溶液約20gを、この温度で30分かけて一滴ずつ加える。その
後バッチを、約5℃で1〜2時間かけて撹拌する。過剰な亜硝酸塩をスルファミ
ン酸を用いて破壊する。このバッチを、水を用いて300ml(0.3M)とす
る。
【0089】 2.)4−アセチルアミノ−2−アミノベンゼンスルホン酸の溶液 4−アセチルアミノ−2−アミノベンゼンスルホン酸21gを水250gに加
え、固体重炭酸ナトリウムを用いてpH4.3に調整する。この溶液を吸引しな
がら濾過し、水を用いて合計体積300ml(約0.3M)とし、50℃に加熱
する。
【0090】 3.)緩衝溶液 水800gに溶かした酢酸(100%)75gおよび酢酸ナトリウム(無水)
66gから、緩衝溶液を調製する。
【0091】 b)ミクロリアクタ中でのアゾカップリング a1)の下で従来的に調製したジアゾニウム成分の懸濁液、および4−アセチ
ルアミノ−2−アミノベンゼンスルホン酸a2)の溶液を、目盛りつきピストン
ポンプを介して、ミクロリアクタのそれぞれの反応物用の入口に、それぞれの場
合6ml/分の流速でポンプにより送る。実際のアゾカップリングは、前述のリ
アクタのスペース内で起こる。アゾカップリングに必要とされる4〜4.5のp
Hを得るために、これらの反応物の溶液を、リアクタの入口のすぐ上流で、a3
)に従って調製した酢酸/酢酸ナトリウム緩衝液を用いて希釈する。同様に緩衝
溶液を、目盛りつきピストンポンプを使用しT接合部を介して、6ml/分の流
速でミクロリアクタの反応物供給ラインに供給する。ミクロリアクタの熱交換回
路を、50℃という所望の反応温度を示すサーモスタットに接続する。リアクタ
の出口では、生成物の懸濁液のpHは3.8と4.5の間である。リアクタから
生じる染料の溶液をフラスコ中で回収し、重炭酸ナトリウムを用いて5.5〜6
.0のpHに調整し、浄化する。反応性アゾ染料を、蒸発またはスプレー乾燥に
よって単離する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明におけるミクロリアクタを示す。
【図2】 図2は、本発明におけるリアクタシステムを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),BR,C N,CZ,JP,KR (72)発明者 ザイトマツハー,クラウス ドイツ国、65830・クリフテル、ローベル ト−シユーマン−リング・12 (72)発明者 ウンフエアドルベン,レーオンハルト ドイツ国、61130・ニツデラオ、ヨハン− ペーター−バハ−シユトラーセ・3

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アゾ着色料を調製するための方法であって、ミクロリアクタ
    中でa)芳香族またはヘテロ芳香族アミンのジアゾ化、b)アゾカップリング、
    c)レーキングおよびd)金属錯化の1つまたは複数を行うことを含む方法。
  2. 【請求項2】 芳香族またはヘテロ芳香族アミンのジアゾ化またはアゾカッ
    プリング反応またはレーキングまたはジアゾ化およびアゾカップリング反応また
    はジアゾ化およびアゾカップリング反応およびレーキングをミクロリアクタ中で
    行う、アゾ顔料を調製するための請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 芳香族またはヘテロ芳香族アミンのジアゾ化またはアゾカッ
    プリング反応または金属錯化反応またはジアゾ化およびアゾカップリング反応ま
    たはジアゾ化およびアゾカップリング反応および金属錯化反応をミクロリアクタ
    中で行う、アゾ染料を調製するための請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 出発物質を溶液の形でミクロリアクタに供給する、請求項1
    から3の一項または複数項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 出発物質を懸濁液の形でミクロリアクタに供給する、請求項
    1から3の一項または複数項に記載の方法。
  6. 【請求項6】 芳香族またはヘテロ芳香族アミンまたはそのアンモニウム塩
    の溶液または懸濁液、およびジアゾ化剤の溶液または懸濁液をミクロリアクタ中
    に連続的に導入し、ミクロリアクタ中で連続的に互いに混合させ反応させる、請
    求項1から5の少なくとも一項に記載の方法。
  7. 【請求項7】 カップリング可能なジアゾニウム塩の溶液または懸濁液、お
    よびアゾカップリング成分の溶液または懸濁液をミクロリアクタ中に連続的に導
    入し、ミクロリアクタ中で連続的に互いに混合させ反応させる、請求項1から6
    の少なくとも一項に記載の方法。
  8. 【請求項8】 酸性基を含むアゾ着色料の溶液または懸濁液、および金属塩
    の溶液または懸濁液をミクロリアクタ中に連続的に導入し、ミクロリアクタ中で
    連続的に互いに混合させ反応させる、請求項1から7の少なくとも一項に記載の
    方法。
  9. 【請求項9】 ジアゾ化およびその後のアゾカップリングを、一続きに接続
    された2つ以上のミクロリアクタ、または2つ以上の反応ゾーンを有するミクロ
    リアクタを使用して行う、請求項1から8の少なくとも一項に記載の方法。
  10. 【請求項10】 導入した溶液または懸濁液を、1つまたは複数の熱交換機
    によってミクロリアクタの内部で反応温度にする、請求項1から9の少なくとも
    一項に記載の方法。
  11. 【請求項11】 懸濁液をリアクタのコーナーを有さないかあるいは丸みの
    あるコーナーを有する連続通路に通す、請求項1から10の少なくとも一項に記
    載の方法。
  12. 【請求項12】 ミクロリアクタ中に導入する前の1つまたは複数の反応物
    を、他の液体、好ましくは緩衝溶液とT接合部を介して連続的に混合させる、請
    求項1から11の少なくとも一項に記載の方法。
  13. 【請求項13】 濃度、pH値、流速および温度を、センサおよびミクロリ
    アクタ中に集積された制御回路を介して捕らえ制御する、請求項1から12の少
    なくとも一項に記載の方法。
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