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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine kristalline 2-Hydroxynaphthalin-3-carbonsäure mit
signifikant unterdrückter
Tendenz zur Staubbildung sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung
zur Verfügung.
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STAND DER
TECHNIK
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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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.
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In
der vorliegenden Beschreibung und den vorliegenden Ansprüchen bedeutet „%" jeweils Gew.-%,
es sei denn, es wird etwas anderes angegeben.
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In
der vorliegenden Beschreibung und den vorliegenden Ansprüchen bedeutet
die durchschnittliche Teilchengröße einen
Wert, der wie folgt bestimmt wird:
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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
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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).
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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.
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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.
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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).
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Nachstehend
werden Beispiele der vorliegenden Erfindung angegeben.
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BEISPIEL 1
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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.
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BEISPIELE 2, 3 UND VERGLEICHSBEISPIELE
1, 2
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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.
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BEISPIEL 4
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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.
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BEISPIEL 5
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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.
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BEISPIEL 6
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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.
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BEISPIEL 7
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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.
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ANALYSE
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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.
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TEILCHENGRÖSSE
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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.
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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:
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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).
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ML-Wert
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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.
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Die
Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
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CHROMATIZITÄT
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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.
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TEILCHEN-CHARAKTERISTIKA
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Es
wurde ein Pulver-Testgerät
(Typ PT-N, HOSOKAWA MICRON CO., Ltd.) verwendet. Die folgenden Werte
wurden entsprechend der dem Gerät
beigefügten
Instruktionen bestimmt.
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BELÜFTETE SCHÜTTDICHTE
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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.
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GEPACKTE SCHÜTTDICHTE
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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.
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KOMPRESSIONSRATE
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Die
Kompressionsrate ist der Wert, der durch folgende Formel erhalten
wird: (gepackte Schüttdichte – belüftete Schüttdichte)/gepackte
Schüttdichte × 100
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SPATELWINKEL
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Der
Winkel der auf der Spatel abgeschiedenen Pulverzusammensetzung wurde
gemessen.
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Die
Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengestellt.
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AUFLÖSUNGSZEIT
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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.
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BEWERTUNG
DER STAUBDISPERSION
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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.
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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.
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TECHNISCHE VERWENDBARKEIT
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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.