DE60013529T2

DE60013529T2 - Kristall von 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure und ein Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE60013529T2
Application number: DE60013529T
Authority: DE
Inventors: Ryuzo Ueno; Masaya Kitayama; Nobutaka Izumichi; Hiroyuki Kato
Original assignee: Ueno Seiyaku Oyo Kenkyujo KK
Current assignee: Ueno Fine Chemicals Industry Ltd
Priority date: 1999-05-07
Filing date: 2000-05-01
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2020-05-02
Also published as: CN1205167C; WO2000068177A1; CN1316985A; ATE275537T1; DE60013529D1; US6403827B1; KR20010053395A; EP1095929A4; JP3664653B2; CA2336671A1; EP1095929B1; ES2230095T3; EP1095929A1; DK1095929T3

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung stellt eine kristalline 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure mit signifikant unterdrückter Tendenz zur Staubbildung sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung zur Verfügung.
STAND DER TECHNIK
Die 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure ist als Zwischenprodukt für Pigmente oder Farbstoffe wichtig. Sie wird im Allgemeinen dadurch hergestellt, dass β-Naphthol mit Natriumhydrid umgesetzt wird, wodurch Natrium-β-naphtholat erhalten wird, dass die resultierende Verbindung mit Kohlendioxid unter Druck zur Umsetzung gebracht wird um Natrium-2-hydroxynaphthalin-3-carboxylat zu erhalten und dass dann die gewünschte Verbindung mittels saurer Ausfällung, d.h. durch Zugabe einer Mineralsäure zu dem Salz, isoliert wird.
Über eine lange Zeit ist die Kolbe-Schmitt-Reaktion, die eine Feststoff Gasphasenreaktion ist, für die Umsetzung zwischen Natrum-β-naphtholat und Kohlendioxid eingesetzt worden. Die genannte Reaktion ist jedoch mit bestimmten Problemen behaftet. So war z.B. eine größere Reaktionszeit als 50 Stunden erforderlich und es ging eine große Menge von β-Naphthol als Abfall verloren wegen der thermischen Heterogenität bei der hohen Reaktionstemperatur. Auch war die Reaktion aufgrund der Phasenumwandlung schwierig und es wurde kaum eine stabile Ausbeute erhalten. Um diese Probleme zu lösen, ist schon eine Anzahl von Methoden vorgeschlagen worden mit Einschluss einer Methode, bei der Reaktionsmedien verwendet werden.
Einer der benannten Erfinder hat ein Verfahren erfunden, das die Stufe der Umsetzung eines flüssigen Gemisches, bestehend aus Leichtöl oder Kerosin, Natrium-β-naphtholat und β-Naphthol, mit Kohlendioxid umfasst (JP-PS (KOKOKU) Nr. 53296/1981). Das genannte Verfahren wird derzeit noch technisch eingesetzt. Dieses Verfahren kann sukzessive durchgeführt werden und es kann eine 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure mit einer sehr niedrigen Menge von Verunreinigungen und mit einer hochstabilen Qualität zur Verfügung stellen. Durch dieses Verfahren kann 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure mit hoher Qualität, wie beispielsweise einem Schmelzpunkt von 220 bis 221°C und einer Reinheit von 99,5%, erhalten werden, die nur 0,03% Natrium-β-naphtholat enthält. Bei diesem Verfahren wird die 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure aus der Mutterlauge durch saure Ausfällung, Filtration, Zentrifugierung und dergleichen isoliert. Das Produkt wird mit Wasser gewaschen, getrocknet und dann als Zwischenprodukt für Pigmente oder Farbstoffe verwendet.
Eine kristalline Zusammensetzung von 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure umfasst üblicherweise sehr feine Teilchen und ist daher sehr staubbildend. Zusätzlich zu der Neigung zur Staubbildung wird die Handhabung der Verbindung aufgrund der schweren Schleimhautreizugen, die die 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure herbeiführt, in hohem Ausmaß eingeschränkt.
Wenn beispielsweise die 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure in einen Reaktionstank als Zwischenprodukt für ein Pigment oder einen Farbstoff eingegeben wird, dann fliegen feine Teilchen der 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure in die Luft in Form eines pulverförmigen Staubs. Die feinen Teilchen der 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure, die in der Luft fliegen, werden kaum ausgefällt und sie verteilen sich in weitem Umfang und verschmutzen die Umwelt. Sie stimulieren die Haut und die Schleimhäute der Bedienungspersonen, so dass sich diese unbehaglich fühlen. Um die Probleme, betreffend die Verarbeitbarkeit und die Sicherheit, in der Beschickungsstufe zu verringern, tragen die Bedienungspersonen staubsichere Brillen und Masken und der Reaktor ist mit einem Vakuum an einer anderen Position als der Zuführungsöffnung ausgerüstet um die feinen Teilchen zu entlüften. Weiterhin ist er mit einem Filter ausgerüstet um Teilchen einzufangen. Diese Maßnahmen sind jedoch nicht genügend.
Der Grund, warum die 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure eine signifikante Staubbildung verursacht, ist vermutlich der, dass die Verbindung aus sehr feinen kristallinen Teilchen besteht und dass die genannte Verbindung kaum in Wasser aufgelöst wird, so dass sie kaum Feuchtigkeit aufnimmt, wodurch folglich die kristallinen Teilchen nicht durch freies Wasser agglomerieren oder zusammenbinden. Daher bewegen sich konsequenterweise die feinen kristallinen Teilchen individuell nach äußerer Schlageinwirkung. Um die Staubbildungstendenz des Materials mit den oben beschriebenen Eigenschaften zu unterdrücken, wird schon in der JP-OS Nr. 196841/1983 ein Verfahren beschrieben um 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäureteilchen zu granulieren. Obgleich die so erhaltenen granulierten 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäureteilchen eine verringerte Tendenz zu einer Staubbildung zeigen, ist doch dieses Verfahren in hohem Ausmaß kompliziert. Insbesondere umfasst dieses Verfahren die Stufen der Zugabe einer festgelegten Menge von Wasser zu der 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure und der Kontrolle des Wassergehalts der sauer ausgefällten 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure durch Zentrifugation. Dieses Verfahren ist daher für die Massenproduktion nicht geeignet.
Weiterhin beschreibt die JP-OS Nr. 212533/1986 ein Verfahren zur Herstellung von Granulaten, umfassend die Stufe der Granulierung von 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure zusammen mit einem wässrigen Gemisch, enthaltend ein hydrophiles organisches Lösungsmittel mit einem niedrigeren Siedepunkt, wie beispielsweise einem niedrigen Alkohol. Bei diesem Verfahren ist eine Stufe der Zugabe eines organischen Lösungsmittels erforderlich, so dass das gesamte Verfahren hierdurch verlängert wird.
Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Probleme zu lösen und kristalline 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure mit gut unterdrückter Neigung zur Staubbildung zur Verfügung zu stellen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Gegenstand der Erfindung ist eine kristalline Zusammensetzung von 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure mit einer extrem unterdrückten Neigung zu einer Staubbildung, wobei das Produkt dadurch charakterisiert ist, dass die durchschnittliche Teilchengröße gleich oder größer als 157 μm ist, der Anteil der Teilchen, deren Teilchengröße gleich oder kleiner als 74 μm ist, 14% oder weniger beträgt und dass die Helligkeit 38–69 beträgt und der Weißgrad 4,6-18,0 ist.
In der vorliegenden Beschreibung und den vorliegenden Ansprüchen bedeutet „%" jeweils Gew.-%, es sei denn, es wird etwas anderes angegeben.
In der vorliegenden Beschreibung und den vorliegenden Ansprüchen bedeutet die durchschnittliche Teilchengröße einen Wert, der wie folgt bestimmt wird:
Das Probenmaterial wird abgewogen und dann nacheinander mit Sieben mit Öffnungen von 710 μm, 297 μm, 170 μm, 106 μm, 74 μm und 45 μm in dieser Reihenfolge gesiebt. Der Rückstand auf den jeweiligen Sieben und die Menge, die durch das Sieb mit 45 μm hindurchgegangen ist, werden gewogen. Die durchschnittliche Teilchengröße wird wie folgt errechnet
Durchschnittliche Teilchengröße (μm) = (710 × Rest auf dem 710 μm-Sieb (Gew.%)/100) + (297 × Rückstand auf dem 297 μm-Sieb (Gew.-%)/100) + (170 × Rückstand auf dem 170 μm-Sieb (Gew.-%)/100) + (106 × Rückstand auf dem 106 μm-Sieb (Gew.-%)/100) + (74 × Rückstand auf dem 74 μm-Sieb (Gew.-%)/100) + (45 × Rückstand auf dem 45 μm-Sieb (Gew.%)/100 + (25 × Menge des durch das 45 μm-Sieb hindurchgegangenen Materials (Gew.%)/100).
Die kristallinen Teilchen der 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure mit den erfindungsgemäß angegebenen Eigenschaften haben mehr als die 2- bis 4,5fache Größe der herkömmlichen kristallinen 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäureteilchen. Die kristalline Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt eine signifikant unterdrückte Neigung zur Staubbildung und sie kann daher leicht mit einem signifikant verringerten Risiko gegenüber der Umwelt und den Menschen gehandhabt werden. Weiterhin können die genannten kristallinen Teilchen gemäß der vorliegenden Erfindung leicht zu feinen Teilchen pulverisiert werden und sie zeigen eine Auflösungsgeschwindigkeit, die derjenigen von herkömmlichen kristallinen Teilchen mit herkömmlicher kleiner Größe (50–90 μm) vergleichbar ist. D.h. die kristalline Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise als Zwischenprodukt für Pigmente oder Farbstoffe verwendet werden.
Die kristalline 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure mit großer Größe gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine Chromatizität einer Helligkeit von 38–69 und eines Weißgrads von 4,6–18,0.
Die hierin verwendete Bezeichnung „Chromatizität" bedeutet die Eigenschaft eines Farbstimulus, bestimmt durch die Chromatizitätkoordinaten oder durch die Kombination der dominanten Wellenlänge oder der komplementären Wellenlänge und der Reinheit (JIS Z 8210).
Die „Helligkeit" bedeutet das Attribut einer Farbe bezüglich des relativen Kontrasts der Oberfläche eines Gegenstands. Sie wird auf der Basis einer weißen Oberfläche klassifiziert, die bei den gleichen Bedingungen belichtet wird (JIS Z 8105). In der vorliegenden Beschreibung und den vorliegenden Ansprüchen bedeutet „Helligkeit" den L-Wert des „Lab"-Farbrepräsentationssystems, das auf diesem Fachgebiet gut bekannt ist. Die Lab-Werte werden anhand der folgenden Gleichung aus den Tristimuluswerten (X, Y, Z), gemessen gemäß der JIS-Norm Z 8722, bestimmt:
L = 10(Y)^1/2
a = 17,5 (1,02X–Y)/(Y)^1/2
b = 7,0 (Y–0,847Z)/(Y)^1/2
Der „Weißgrad" ist die Zahl eines eindimensionalen Werts, der den Weißgrad der Oberfläche eines Gegenstands repräsentiert (JIS Z 8105). In der vorliegenden Beschreibung und den vorliegenden Ansprüchen repräsentiert der „Weißgrad" den Wert, der aus den oben angegebenen Tristimulus-Werten durch die folgende Gleichung berechnet wird:
Weißgrad = Z/1,1823.
Die erfindungsgemäße kristalline 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure kann dadurch hergestellt werden, dass die 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure bei einer Temperatur von 120-180°C umkristallisiert wird. Das Ausgangsmaterial der kristallinen 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure kann durch alle beliebigen herkömmlichen Verfahren hergestellt werden. So kann z.B. das genannte Ausgangsmaterial durch saure Ausfällung eines 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäurealkalimetallsalzes bei 80–100°C hergestellt werden, das durch das in der JP-PS (KOKOKU) Nr. 53296/1981 beschriebene Kolbe-Schmitt-Verfahren erhalten worden ist.
Die Stufe der Umkristallisation wird unmittelbar nach der sauren Ausfällung der 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure durchgeführt. Die wässrige Lösung der 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure, die durch die Säure-Ausfällungsstufe erhalten worden ist, kann mit Wasser, einem wasserlöslichen Lösungsmittel oder mit einem in Wasser unlöslichen Lösungsmittel versetzt werden, gerührt und unter Druck auf eine Temperatur von 120–180°C erhitzt werden. Die Temperatur und der Druck können 5 bis 30 Minuten gehalten werden und dann kann das Gemisch auf 50–90°C abgekühlt werden. Danach kann das Lösungsmittel durch Zentrifugation entfernt werden und der Niederschlag kann mit Wasser gewaschen und getrocknet werden um die gewünschte kristalline Zusammensetzung zu erhalten.
Wasser, ein wasserlösliches Lösungsmittel oder ein in Wasser unlösliches Lösungsmittel kann unabhängig oder in Kombination zu der Lösung gegeben werden. Beispiele für wasserlösliche Lösungsmittel schließen Methanol, Ethanol, 1-Propanol und Isopropylalkohol ein. Beispiele für in Wasser unlösliche Lösungsmittel schließen Acetophenon, Cyclohexan und Ethylhexylalkohol ein. Wenn der Umkristallisationsprozess dadurch durchgeführt wird, dass ein Lösungsmittel zu der wässrigen Lösung der 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure oder dem Natriumsalz davon zugesetzt wird, dann kann die genannte Lösung 7–20%, vorzugsweise 8–16%, mehr bevorzugt 9–13% der genannten Säure oder des Salzes enthalten. Die zuzusetzende Menge des Lösungsmittels kann 2–50%, vorzugsweise 4–40% und mehr bevorzugt 10–30% der gesamten Menge der wässrigen Lösung betragen.
Die Umkristallisationsstufe kann vorzugsweise bei einer Temperatur von 120–160°C und einem Druck von 0,1–20 kg/cm²(G), vorzugsweise 0,2–14 kg/cm²(G), mehr bevorzugt 0,5–8 kg/cm²(G), durchgeführt werden.
Danach kann in der Abkühlungsstufe die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 4°C/min – 0,1 °C/min, vorzugsweise 2°C/min – 0,2°C/min, verringert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die kristalline 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch hergestellt werden, dass der Säure-Ausfällungsprozess bei einer Temperatur von 120–180°C durchgeführt wird, wobei das Verfahren zur Herstellung der 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure die Stufe der Säure-Ausfällung bzw. Säurepräzipitation eines Alkalimetallsalzes der 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure umfasst. Diese Ausführungsform kann auf der Basis der herkömmlichen Stufe lediglich durch Erhöhung der Temperatur der sauren Ausfällungsstufe ausgeübt werden. Daher kann das herkömmliche System leicht an die Praxis dieser Ausführungsformen angepasst werden.
Gemäß dem herkömmlichen Kolbe-Schmitt-Verfahren enthält die Lösung vor der Unterwerfung der sauren Ausfällungsstufe im Allgemeinen 7–20% alkalisches Metallsalz der 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure. Bei dieser Ausführungsform kann die wässrige Lösung des Alkalimetallsalzes der 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure, die die genannte Menge diese Salzes enthält, gerührt und auf eine Temperatur von 120–180°C unter Druck erhitzt werden. Dann kann der pH-Wert der Lösung mit Schwefelsäure auf 1–4 eingestellt werden. Nach der Einstellung des pH-Werts kann das Gemisch auf 50–90°C abgekühlt werden und das Lösungsmittel kann durch Zentrifugation entfernt werden und der Rückstand kann mit Wasser gewaschen und getrocknet werden um die angestrebte kristalline Zusammensetzung zu erhalten.
Bei dieser Ausführungsform kann die Säurepräzipitationsstufe vorzugsweise bei einer Temperatur von 120–160°C durchgeführt werden. Wenn die Temperatur niedriger als 120°C ist, dann wird die Teilchengröße der erhaltenen kristallinen 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure verringert und der Effekt der Unterdrückung der Staubbildung kann daher nicht erreicht werden. Wenn andererseits die Temperatur der Säure-Ausfällungsstufe höher als 180°C ist, dann kann die 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure zersetzt werden und die Ausbeute kann verringert werden.
Der Druck während der Säurepräzipitationsstufe kann 0,1–10 kg/cm²(G), bevorzugt 0,2–5 kg/cm²(G), mehr bevorzugt 0,5–3 kg/cm²(G), betragen. Die Abkühlungsstufe kann in der gleichen Weise wie im Falle der oben beschriebenen Ausführungsform der Hochtemperatur-Umkristallisation durchgeführt werden.
Um die erfindungsgemäße kristalline 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure mit hoher Größe zu erhalten, sind die in der Säurepräzipitationsstufe zum Einsatz kommenden Säuren keinen Beschränkungen unterworfen, jedoch werden vorzugsweise Mineralsäuren oder Schwefelsäure eingesetzt. Beispiele für Mineralsäuren schließen binäre Säuren (Wasserstoffsäuren), wie Salzsäure und Fluorwasserstoffsäure, und Oxosäuren, wie Salpetersäure, Phosphorsäure und Perchlorsäure, ein. Der pH-Wert der Säurepräzipitationsstufe kann vorzugsweise zwischen 1 und 4 eingestellt werden.
Die durchschnittliche Teilchengröße der erfindungsgemäßen kristallinen 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure ist gleich oder größer als 157 μm und sie beträgt vorzugsweise 167-367 μm. Wenn die durchschnittliche Teilchengröße kleiner als 157 μm ist, dann kann der Effekt der Unterdrückung der Staubbildung nicht erreicht werden. Die kristalline Zusammensetzung kann Teilchen, deren Teilchengröße gleich oder kleiner als 74 μm ist, bis zu 14%, vorzugsweise bis zu 6% der Gesamtmenge der Zusammensetzung enthalten. Wenn der Anteil der Teilchen, deren Teilchengröße gleich oder kleiner als 74 μm ist, größer als 44% ist, dann beginnt die kristalline Zusammensetzung aufgrund dieser Teilchen mit kleiner Größe eine hohe Staubbildungstendenz zu zeigen.
Weiterhin kann der Anteil der häufigsten Teilchengröße der kristallinen Zusammensetzung gemäß der Erfindung vorzugsweise zwischen 170–297 μm liegen. Der Anteil der Teilchen, deren Teilchengrößen höher als 297 μm sind, kann 14–89%, vorzugsweise 28–80%, betragen.
Nachstehend werden Beispiele der vorliegenden Erfindung angegeben.
BEISPIEL 1
800 g einer wässrigen Lösung, enthaltend 100 g Natrium-2-hydroxynaphthalin-3-carboxylat, hergestellt durch das Kolbe-Schmitt-Verfahren, wurden in einen 1 l-Autoklaven eingegeben und auf 160°C erhitzt. Wässrige Schwefelsäure (72%) wurde tropfenweise zu der Lösung im Verlauf von 50 Minuten gegeben um den pH-Wert des Gemisches auf 3,5 einzustellen. Dann wurde das Gemisch mit einer Geschwindigkeit von 0,4°C/min auf 80°C abgekühlt. Bei der gleichen Temperatur wurde das Gemisch filtriert, wodurch 80,6 g kristalline 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure erhalten wurden.
BEISPIELE 2, 3 UND VERGLEICHSBEISPIELE 1, 2
Kristalline Zusammensetzungen der 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure wurden gemäß der Verfahrensweise von Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, dass die Temperatur der Säurepräzipitationsstufe von 100°C bis 140°C variiert wurde.
BEISPIEL 4
105,6 g 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure, synthetisiert durch das Kolbe-Schmitt-Verfahren und isoliert durch Säurepräzipitation bei 100°C, 100 g Natriumsulfat und 794,4 g Wasser wurden in einen 1 l-Autoklaven eingegeben und das Gemisch wurde auf 165°C erhitzt, wodurch eine wässrige Lösung der 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure erhalten wurde. Diese Lösung wurde auf 80°C mit einer Geschwindigkeit von 0,4°C/min abgekühlt. Bei der gleichen Temperatur wurde das Gemisch filtriert, wodurch 103,8 g kristalline 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure erhalten wurden.
BEISPIEL 5
21,2 g 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure, synthetisiert durch das Kolbe-Schmitt-Verfahren und isoliert durch Säurepräzipitation bei 100°C, 19,9 g Natriumsulfat und 959,0 g Wasser wurden in einen 1 l-Autoklaven eingegeben und auf 140°C erhitzt um eine wässrige Lösung der 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure zu ergeben. Diese Lösung wurde auf 80°C mit einer Geschwindigkeit von 0,4°C/min abgekühlt. Bei der gleichen Temperatur wurde das Gemisch filtriert, wodurch 18,4 g kristalline 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure erhalten wurden.
BEISPIEL 6
878,8 g einer wässrigen Lösung, enthaltend 103,6 g Natrium-2-hydroxynaphthalin-3-carboxylat, hergestellt durch das Kolbe-Schmitt-Verfahren, wurden in einen 1 l-Autoklaven eingegeben und auf 100°C erhitzt. Wässrige Schwefelsäure (72%) wurde tropfenweise zu der Lösung im Verlauf von 50 Minuten gegeben um den pH-Wert auf 3,5 einzustellen. Dann wurden 111,6 g Methanol zugesetzt. Das Gemisch wurde auf 140°C erhitzt um die 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure aufzulösen, und dann auf 80°C mit einer Geschwindigkeit von 0,4°C/min abgekühlt. Das Gemisch wurde bei der gleichen Temperatur filtriert, wodurch 88,3 g kristalline 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure erhalten wurden.
BEISPIEL 7
878,8 g einer wässrigen Lösung, enthaltend 103,6 g Natrium-2-hydroxynapthalin-3-carboxylat, hergestellt durch das Kolbe-Schmitt-Verfahren wurden in einen 1 l-Autoklaven eingegeben und auf 100°C erhitzt. Wässrige Schwefelsäure (72%) wurde tropfenweise zu der Lösung im Verlauf von 50 Minuten gegeben um den pH-Wert auf 3,5 einzustellen. Dann wurden 71,5 g Acetophenon zugesetzt. Das Gemisch wurde auf 140°C erhitzt um die 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure aufzulösen, und dann wurde auf 80°C mit einer Geschwindigkeit von 0,4°C/min abgekühlt. Das Gemisch wurde bei der gleichen Temperatur filtriert, wodurch 87,2 g kristalline 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure erhalten wurden.
ANALYSE
Kristalline Zusammensetzungen der 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure, erhalten in den jeweiligen Beispielen und Vergleichsbeispielen, wurden untersucht. Die Teilchengröße, der ML-Wert, die Chromatizitätseigenschaften mit Einschluss der Helligkeit und des Weißgrads, die Teilcheneigenschaften und die Staubbildungstendenz wurden nach den folgenden Methoden bestimmt/beurteilt.
TEILCHENGRÖSSE
Die Teilchengröße wurde mit Sieben von 20Mon (710 μm-Öffnung), 48Mon (297 μm-Öffnung), 83Mon (170 μm-Öffnung), 140Mon (106 μm-Öffnung). 200Mon (74 μm-Öffnung) und 330Mon (45 μm-Öffnung) und einem Schüttelgerät (MEIDENSHA, Typ E4-SNR) bestimmt, indem die Verhältnisse der Rückstände auf den jeweiligen Sieben gemessen wurden. Im Detail ausgedrückt wurde zuerst die gesamte kristalline Zusammensetzung mit dem 710 μm-Sieb 10 Minuten lang bei 230 UpM mittels des Schüttelgeräts gesiebt und die in Gew.% ausgedrückte Menge des Rests auf dem Sieb, bezogen auf das Ausgangsgewicht der Zusammensetzung, wurde bestimmt. Dann wurde die gesamte Zusammensetzung, die durch das Sieb hindurchgegangen war, mit dem 297 μm-Sieb in der gleichen Weise gesiebt. Die Zusammenset zung wurde nacheinander mit den oben angegebenen Sieben gesiebt und sie wurde zum Schluss mit dem 45 μm-Sieb gesiebt. Es wurde auch die Menge der durch das Sieb hindurchgegangenen Zusammensetzung bestimmt.
Die durchschnittlichen Teilchengrößen, der Anteil der Teilchen, die größer als 297 μm waren, und derjenige der Teilchen, die kleiner als 74 μm war, sind in Tabelle 1 zusammengestellt; die Teilchengrößenverteilung ist in Tabelle 2 zusammengestellt; der ML-Wert und die Chromatizität sind in Tabelle 3 zusammengestellt und die Teilchencharakteristiken sind in Tabelle 4 zusammengestellt. Unter der durchschnittlichen Teilchengröße ist der Wert zu verstehen, der durch die folgende Formel bestimmt wurde:
Durchschnittliche Teilchengröße (μm) = (710 × Rest auf dem 710 μm-Sieb (Gew.%)/100) + (297 × Rückstand auf dem 297 μm-Sieb (Gew.-%)/100) + (170 × Rückstand auf dem 170 μm-Sieb (Gew.-%)/100) + (106 × Rückstand auf dem 106 μm-Sieb (Gew.-%)/100) + (74 × Rückstand auf dem 74 μm-Sieb (Gew.-%)/100) + (45 × Rückstand auf dem 45 μm-Sieb (Gew.%)/100) + (25 × Menge des durch das 45 μm-Sieb hindurchgegangenen Materials (Gew.%)/100).
ML-Wert
Der ML-Wert wurde erhalten, indem die Extinktion bei 530 nm pro 1 g der Verbindung mit 200 multipliziert wurde. Im Detail gesagt, wurden 6 g der Probe abgewogen und in Methylalkohol zu einem gesamten Volumen von 200 ml aufgelöst. Es wurde durch ein Filterpapier Nr. 5A (12,5 cm) filtriert und dann wurde die Extinktion der Lösung unter Verwendung von Methylalkohol als Kontrolle gemessen. Der ML-Wert wurde anhand folgender Gleichung ermittelt:
ML-Wert = Extinktion/Menge der Probe g) × 200.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
CHROMATIZITÄT
Die Chromatizitätseigenschaften, d.h. die L-, a- und b-Werte und der Weißgrad, wurden in der Weise bestimmt, dass die Tristimulus-Werte mit einem ZE2000-Kolorimeter (NIHON DENSHOKU KOGYO KABUSHIKI KAISHA) gemessen wurden und dass gemäß den obigen Definitionen errechnet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
TEILCHEN-CHARAKTERISTIKA
Es wurde ein Pulver-Testgerät (Typ PT-N, HOSOKAWA MICRON CO., Ltd.) verwendet. Die folgenden Werte wurden entsprechend der dem Gerät beigefügten Instruktionen bestimmt.
BELÜFTETE SCHÜTTDICHTE
Die Probe auf dem Sieb wurde geschüttelt, dass sie in einen Standardbehälter hineinfallen konnte. Dann wurde der Standardbehälter abgewogen um die belüftete Schüttdichte zu bestimmen.
GEPACKTE SCHÜTTDICHTE
Die Probe wurde in einen Standardbehälter eingefüllt und der Behälter wurde von einer gegebenen Höhe die angegebene Anzahl mal angetippt. Dann wurde die Schüttdichte der durch das Antippen gepackten Probe bestimmt.
KOMPRESSIONSRATE
Die Kompressionsrate ist der Wert, der durch folgende Formel erhalten wird: (gepackte Schüttdichte – belüftete Schüttdichte)/gepackte Schüttdichte × 100
SPATELWINKEL
Der Winkel der auf der Spatel abgeschiedenen Pulverzusammensetzung wurde gemessen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengestellt.
AUFLÖSUNGSZEIT
Die einzelnen Proben der 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure wurden auf 10 g abgewogen und zu 104 g einer 5%igen wässrigen Natriumhydroxidlösung gegeben und damit verrührt. Die Zeit, die zur vollständigen Auflösung der einzelnen Proben nötig war, wurde visuell bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengestellt.
BEWERTUNG DER STAUBDISPERSION
50 g der jeweiligen kristallinen Zusammensetzungen wurden entlang einer Neigung von 60° über einen Abstand von 50 cm gleiten gelassen. Wenn die Zusammensetzung den Boden erreicht hatte, wurde die Höhe und der Abstand, den der Staub geflossen war, gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengestellt.
Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3
Tabelle 4
Tabelle 5
Der Staub der jeweiligen kristallinen 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure der Beispiele verteilte sich 5–35 cm im Abstand und 7–17 cm in der Höhe. Es zeigte sich, dass die Tendenz zur Staubbildung der kristallinen Zusammensetzung signifikant unterdrückt worden war. Andererseits flog der Staub der kristallinen 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure der Vergleichsbeispiele weitaus mehr als 50 cm im Abstand und mehr als 25 cm in der Höhe.
TECHNISCHE VERWENDBARKEIT
Die erfindungsgemäße Verbindung 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure ist technisch als Zwischenprodukt für Pigmente oder Farbstoffe einsetzbar. Da die erfindungsgemäße kristalline 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure eine signifikant unterdrückte Tendenz zur Staubbildung zeigt, ist die kristalline Verbindung leicht handhabbar und der Einfluss auf die Umgebung und den Menschen ist signifikant verringert worden.

Claims

Kristalline 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure, dadurch gekennzeichnet, dass die durchschnittliche Teilchengröße gleich oder größer als 157 μm ist, der Anteil der Teilchen, deren Teilchengröße gleich oder kleiner als 74 μm ist, 14% oder weniger beträgt, und dass die Helligkeit 38-69 beträgt und der Weißgrad 4,6–18,0 ist.
Kristalline 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflösungszeit, die durch Auflösen von 10 g der 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure in 104 g 5%-iger wässriger Natriumhydroxidlösung bei Raumtemperatur bestimmt wird, weniger als 20 Minuten beträgt.
Verfahren zur Herstellung der kristallinen 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure nach Anspruch 1, das die Stufe der Umkristallisierung von 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure bei einer Temperatur von 120-180°C umfasst.
Verfahren zur Herstellung der kristallinen 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure nach Anspruch 1, umfassend die Stufe der Säurepräzipitation eines Alkalimetallsalzes von 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin die Stufe der Umkristallisation von 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure bei einer Temperatur von 120–180°C direkt nach dem Säurepräzipitationsschritt umfasst.
Verfahren zur Herstellung der kristallinen 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure nach Anspruch 1, umfassend die Stufe der Säurepräzipitation eines Alkalimetallsalzes von 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure, dadurch gekennzeichnet, dass der Säurepräzipitationsschritt bei einer Temperatur von 120–180°C durchgeführt wird.