DE69705259T2

DE69705259T2 - Schwarze Farbstoffzusammensetzung mit wenigen Störtönen

Info

Publication number: DE69705259T2
Application number: DE69705259T
Authority: DE
Inventors: David Jesse Moody; Mark Edward Ragsdale; Eric B. Stephens
Original assignee: Milliken and Co
Current assignee: Milliken and Co
Priority date: 1996-05-31
Filing date: 1997-05-29
Publication date: 2002-03-07
Anticipated expiration: 2017-05-30
Also published as: EP0810266B1; JPH1081834A; US5731398A; EP0810266A3; JP4172833B2; EP0810266A2; US5925150A; DE69705259D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Zusammensetzung eines schwarzen Farbstoffs, deren Farbe unabhängig von der Lichtquelle im wesentlichen konstant erscheint. Die Farbstoffzusammensetzung kann in ein Harz integriert werden.
Ein Material erscheint schwarz, wenn im wesentlichen das gesamte Licht im sichtbaren elektromagnetischen Spektrum (400-700 Nanometer) absorbiert wird. Daher können Zusammensetzungen eines schwarzen Farbstoffs Mischungen aus zwei, drei oder mehreren einzelnen Farbstoffen sein, die sich gegenseitig komplementieren, um Licht über das gesamte Spektrum zu absorbieren. Zum Beispiel steifen orange und blau; gelb, rot und blau; und orange, blau und purpur Farbzusammensetzungen dar, die eine schwarze Zusammensetzung bilden.
Im allgemeinen absorbiert eine Zusammensetzung eines schwarzen Farbstoffs, die durch die Kombination von zwei oder mehreren Farbstoffen erhalten wurde, elektromagnetische Strahlung über das gesamte sichtbare Spektrum, jedoch kann es sein, daß die Absorbanz nicht bei jeder Wellenlänge gleich ist. Folglich kann die Absorbanz einer solchen Zusammensetzung durch eine Reihe von Höhen und Tiefen über das sichtbare Spektrum dargestellt sein. Die ungleiche Absorbanz kann dazu führen, daß die Zusammensetzung ihre Farbe ändert, wenn die Lichtquelle verändert wird.
Eine der Charakteristiken einer Farbzusammensetzung ist deren Farbkonstanz oder umgekehrt, deren Neigung dazu, den Farbton in Abhängigkeit von der Lichtquelle zu ändern, was als das Auftreten von Störtontendenzen oder Störtönen bezeichnet wird. Diese auf die Lichtquelle basierte Änderung im Erscheinungsbild resultiert vor allem aus der unterschiedlichen spektralen Verteilung zwischen den Lichtquellen. Je mehr Energie bei einer gegebenen Wellenlänge emittiert wird, desto mehr Energie ist vorhanden, die von den einzelnen Farbstoffen der Zusammensetzung absorbiert werden muß. Andernfalls wird Licht dieser speziellen Wellenlänge durch das Substrat reflektiert, was dazu führt, daß die Zusammensetzung anders aussieht, als wenn sie unter einer Lichtquelle, die nicht dieselbe Spektralleistungsverteilung aufweist, betrachtet wird.
Die Neigung einiger Zusammensetzungen zu Störtönen kann man verstehen, wenn man die unterschiedliche Spektralleistungsverteilung zwischen den "D&sub6;&sub5;"-Leuchtstoffen, die Tageslicht repräsentieren, und "A", das eine Wolframlichtquelle, wie eine normale Glühbirne, repräsentiert, bedenkt. In der Farbterminologie würde D&sub6;&sub5; eine Schwarzkörpertemperatur von 6,504 Grad Kelvin aufweisen, während das "A"-Licht mit einer Schwarzkörpertemperatur von 2,856ºK beschrieben werden würde. Die relative Leistungsverteilung dieser zwei Lichtquellen bei den verschiedenen Wellenlängen ist aus Fig. 1 ersichtlich. Jegliches Licht, das nicht absorbiert wird, wird vom Substrat reflektiert und führt dazu, daß das Substrat in der jeweiligen Schattierung, die die reflektierte Wellenlänge bereitstellen würde, erscheint. Zum Beispiel würde reflektiertes Licht in einem Bereich von 400430 Nanometern violett erscheinen. Genauso würde ein Reflektieren in den Bereichen 430-480, 480-560, 560-590, 590-620 und 620-700 jeweils blau, grün, gelb, orange und rot erscheinen.
Störtöne werden sowohl bei einzelnen Farbstoffen, die einen einzigen Chromophor enthalten, als auch in Farbstoffzusammensetzungen beobachtet. Es bestand allgemein die Annahme, daß, damit eine Farbstoffzusammensetzung wenige Störtöne aufweist, die einzelnen Farbstoffkomponenten wenige Störtöne besitzen sollten. Rußschwarz wurde als Standard für Farbkonstanz/wenige Störtöne für schwarze Farbstoffe angesehen.
Farbstoffe werden allgemein bei der Herstellung von Polyurethanschaum verwendet. Es wurde festgestellt, daß mit Poly(oxyalken) substituierte Farbstoffe besonders darin nützlich sind, daß sie mit den Polyisocyanat- Monomeren reagieren und permanent in das Harz eingebunden werden. Beispiele solcher Farbstoffe können in den folgenden Vereinigte Staaten Patenten gefunden werden:
Cross et al. 4,284,729
Kluger et al. 4,507,407
Kluger et al. 4,751,254
Kluger et al. 4,761,502
Kluger et al. 4,775,748
Rekers et al. 4,846,846
Kluger et al. 4,912,203 und
Kluger et al. 4,978,362
Zu beachten ist US 4,751,254, Beispiel 7, in dem berichtet wird, daß bestimmte Benzathiozol-Azofarbstoffe in der Anwesenheit eines Zinnoctoatkatalysators, der bei der Herstellung von Polyurethanschaum verwendet wird, nicht stabil sind.

Zusammenfassung der Erfindung

Aus diesem Grund ist es ein Ziel der Erfindung, eine Zusammensetzung eines schwarzen Farbstoffs mit wenigen Störtönen bereitzustellen. Weitere Ziele der Erfindung sind, eine Zusammensetzung eines schwarzen Farbstoffs, die bei D&sub6;&sub5; und weißglühendem (Wolfram-) Licht relativ Farbkonstant ist; eine Zusammensetzung eines schwarzen Farbstoffs, die zum Färben von Polyurethanschaum verwendet werden kann; eine Zusammensetzung eines schwarzen Farbstoffs, die aus einem roten Benzathiazol-Azofarbstoff besteht; eine Zusammensetzung eines schwarzen Farbstoffs, die aus zwei oder mehreren mit Poly(oxyalken) substituierten Farbstoffen besteht, bereitzustellen.
Demgemäß wird eine Zusammensetzung eines schwarzen Farbstoffs bereitgestellt, die einen roten Farbstoff mit folgender Formel beinhaltet:
wobei R&sub1; aus H, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, Chlor und C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy ausgewählt ist und R&sub2; aus H, Cl&sub1;, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy und CF&sub3; ausgewählt ist. Die Zusammensetzung des schwarzen Farbstoffs enthält auch Komplementärfarbstoffe zur Absorption elektromagnetischer Strahlung über das sichtbare Spektrum, typischerweise einen blauen und einen gelben Farbstoff. Der rote Farbstoff und vorzugsweise die Komplementärfarbe weisen Poly(oxyalken)-Substituentengruppen auf, die während der Reaktion mit einem Polyisocyanat reagieren können, um Polyurethan herzustellen. Daher schließt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Färben von Harzen, vor allem Poyurethanharzen, und dem daraus hergestellten Produkt ein.
Die Erfindung weist einen roten Benzothiazol-Azofarbstoff auf, der in sich selbst bedeutende Störtöne aufweist. Trotzdem hat der rote Farbstoff den Vorteil, daß er sich mit den Komplementärfarben in der schwarzen Zusammensetzung verbindet, um die Störtöne auszuschalten. Es hat sich gezeigt, daß der rote Farbstoff das Auftreten von Störtönen mit einer großen Anzahl an Komplementärfarbstoffen, einschließlich der der Methin-, Azo-, Triphenylmethan-, Anthrachinon- und Phthalocyaninklassen, verringert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Diagramm, in dem die Lichtquellenintensität (D&sub6;&sub5; oder weißglühendes "A"-Wolfram) in Mikrowatt gegen die Wellenlänge über den Bereich des sichtbaren Spektrums aufgetragen ist.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Ohne dadurch den Bereich der Erfindung zu beschränken, werden die bevorzugten Ausführungsformen anschließend aufgeführt. Wenn nicht anders vermerkt, sind alle Teile und Prozentsätze in Gewicht angegeben, die Bedingungen sind Raumbedingungen, d. h. ein atmosphärischer Druck bei 25ºC, aliphatische Kohlenwasserstoffe weisen eine Länge von 1 bis 12 Kohlenstoffen auf und zykloaliphatische Kohlenwasserstoffe umfassen 3 bis 8 Kohlenstoffatome. Die Begriffe Aryl und Arylen sollen auf Kohlenwasserstoffe mit Einzelring und kondensiertem Doppelring beschränkt sein.
Alle in der Beschreibung erwähnten Patente und Dokumente werden hiermit durch Verweis integriert.
Die einzelnen Farbstoffe und Farbstoffzusammensetzungen können durch CIE L*a*b*-Koordinaten, die vom CIE (1976) L*a*b*-Farbraumsystem abgeleitet sind, charakterisiert werden. Der Unterschied im Farbraum, der für denselben Farbstoff oder dieselbe Zusammensetzung aufgrund zweier verschiedener Lichtquellen beobachtet wird, wird als das Auftreten relativer Störtontendenzen oder Störtöne bezeichnet und im zweidimensionalen CIE-Farbraum wird darauf als Δab bezug genommen. Folgende Gleichung wurde eingesetzt, um Δab zu berechnen, wobei D&sub6;&sub5; eine Quelle mit einer Schwarzkörper- oder Korrelationsfarbtemperatur von 6,504ºK und "A" eine Wofram-Glühbirne mit einer Schwarzkörpertemperatur von 2,856ºK darstellt:
Aab = [(a*D65 - a*A)² + (b*D65 - b*A)²]1/2
Eine Zusammensetzung eines schwarzen Farbstoffs ist als ein Ring um den Ursprung des CIE L*a*b -Farbraums definiert, wobei die a* und b*- Werte jeweils ±20, vorzugsweise ±10, noch besser ±5 betragen.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung des schwarzen Farbstoffs enthält mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 20 Gew.-% eines Benzothiazol-Azofarbstoffs. Der Benzothiazolring ist in Position "4" mit einer H-, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl-, Chlor- oder C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy-Gruppe substituiert. Der Benzothiazol-Anteil ist mit einer mit N,N-Poly(oxyalken) substituierten Anilinzusammensetzung gekuppelt, dis an Position "2" mit N, C&sub1;-C&sub4; Alkyl, C&sub1;-C&sub4; Alkoxy oder CF&sub3; substituiert werden kann. Zusätzliche Substitutionen können bei entweder der Benzothiazol- oder der Anilinkomponente des Farbstoffs gemacht werden, unter der Voraussetzung, daß die Spitzenabsorption zwischen 465 und 540 Nanometern liegt.
Es können rote Farbstoffe mit folgender Formei eingesetzt werden:
wobei R, aus H, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, Chlor und C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy ausgewählt ist und R&sub2; aus H ausgewählt ist,
Cl, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy und CF&sub3; und jeder Poly(oxyalken)- Substituent ein Oligomer oder polymer aus C&sub2;-C&sub4;-Alkenoxiden ist. Vorzugsweise ist R&sub1; Methyl oder Ethyl und R&sub2; ist H, Methyl oder Ethyl.
Die Poly(oxyalken)-Substituenten bestehen jeweils aus zwischen 2 und 200, vorzugsweise zwischen 3 und 100, am besten zwischen 5 und 50 Rückständen von C&sub2;-C&sub4;-Alkenoxiden, Geeignete Alkenoxide schließen Ethylenoxide, Propylenoxide und Butylenoxide ein. Ein Verzweigen des Substituenten kann durch das anfängliche Einbeziehen von Glycidol- oder Chlorpropandiolgruppe in die Sequenz erreicht werden, wodurch mehrere Hydroxylstellen einbezogen werden, wie in Moody et al. US 5,290,921 offenbart. Der Fachmann wird erkennen, daß geringfügige Mengen an kompatiblen Monomeren ebenfalls in die Substituentengruppe einbezogen werden können. Der Poly(oxyalken)-Substituent weist typischerweise eine Molekülmasse von 88 bis 5000, vorzugsweise von 250 bis 3000 auf.
Der oben beschriebenen rote Benzothiozolfarbstoff kann mit anderen roten Farbstoffen in der schwarzen Zusammensetzung kombiniert werden. Der Benzothiazolfarbstoff macht mehr als 50 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 75 Gew.-% der Komponenten in der Zusammensetzung, die eine Spitzenabsorbanz von 465 bis 540 Nanometern aufweist, aus.
Zusätzlich zur roten Komponente enthält die Zusammensetzung des schwarzen Farbstoffs die Komplementärfarbstoffe, die nötig sind, um elektromagnetische Strahlung über das sichtbare Spektrum zu absorbieren. Demgemäß enthält die Zusammensetzung einen gelben Farbstoff mit einer Spitzenabsorbanz zwischen 400 und 465 Nanometern und einen blauen Farbstoff mit einer Spitzenabsorbanz zwischen 540 und 700 Nanometern. Die gelben und blauen Farbstoffe haben vorzugsweise jeweils mindestens zwei Poly(oxyalken)-Substituentengruppen, wie oben definiert.
Geeignete gelbe Farbstoffe schließen Methin- und Azofarbstoffe ein, besonders die in US 4,627,939, US 4,658,064, US 4,981,516 und US 4,284,729 offenbarten, mit Poly(oxyalken) substituierten Farbstoffe.
Geeignete blaue Farbstoffe schließen Triphenylmethan-, Azo-, Phthalocyanin- und Anthrachinonfarbstoffe ein, besonders die in US 4,871,371, US 5,043,013, US 5,059,244, US 5,270,363, US 5,177,200, US 5,149,800, US 5,149,800, US 4,732,570, US 4,640,690, US 4,284,729, US 4,137,243, US 4,170,564 und US 4,846,846 offenbarten, mit Poly(oxyalken) substituierten Farbstoffe.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung enthält die schwarze Zusammensetzung auch einen violetten Farbstoff mit einer Spitzenabsorbanz von zwischen 540 und 580 Nanometern. Geeignete violette Farbstoffe schließen Azofarbstoffe, besonders die in US 4,507,407, US 4,912,203, US 4,775,748, US 4,812,141 und 4,978,362 offenbarten, mit Poly(oxyalken) substituierten Azofarbstoffe ein.
Die Zusammensetzung des schwarzen Farbstoffs kann unverdünnt, als wässrige Lösung oder in einem organischen Lösungsmittel bereitgestellt werden. Die Löslichkeit des Farbstoffs kann an eine besondere Anwendung angepaßt werden, indem man den jeweiligen hydrophilen/lipophilen Charakter des Poly(oxyalken)-Substituenten, wie in Hauser et al. US 4,113,721 und den darin zitierten Verweisen offenbart, verändert. Unabhängig von der Anwesenheit eines Lösungs- oder Verdünnungsmittels können die Farbstoffkomponenten einer Zusammensetzung eines schwarzen Farbstoffs in den folgenden Molarverhältnissen formuliert werden:
10 bis 60 Teile eines roten Farbstoffs;
10 bis 60 Teile eines gelben Farbstoffs und;
10 bis 60 Teile eines blauen Farbstoffs.
In einer alternativen Ausführungsform schließt die Zusammensetzung auch zwischen 2 und 20 Teile eines violetten Farbstoffs ein.
Die einzelnen Farbstoffe, die die Zusammensetzung des schwarzen Farbstoffs umfassen, können mit einer elektrophilen Gruppe auf den Poly(oxyalken)-Substituenten, vorzugsweise in der Endstellung, versehen werden. Zum Beispiel kann der Poly(oxyalken)-Substituent mit einer Hydroxyl-, Mercapto- Oder Aminogruppe, vorzugsweise mit einer Hydroxylgruppe enden.
Die Zusammensetzung des schwarzen Farbstoffs, die "reaktive" Farbstoffe enthält, findet beim Färben von polymerischen Harzen Anwendung. Vor allem kann die Farbstoffzusammensetzung während einer Polykondensationsreaktion oder Polyadditionsreaktion anwesend sein und kovalent im Polymer, zum Beispiel anstelle eines Polyolmonomers, eingebunden werden. Geeignete Reaktionssysteme schließen zur Herstellung von Polyurethan verwendetes Polyol/Polyisocyanat; zur Herstellung von Polyester verwendetes/e Polyol/mehrbasige Säure (einschließlich Säurechloride und Ester); und zur Herstellung von Polyamiden verwendetes/e Polyamin/mehrbasige Säure ein. Zusätzliche Reaktionssysteme schließen die zur Herstellung von Alkyden, Allylen, Aminos, z. B. Melamin und Urea, Epoxiden, Phenolen und Silikonen verwendeten ein. Der Fachmann wird erkennen, daß der Farbstoff dem Reaktionssystem zugefügt werden kann, nachdem die Polymerisation im wesentlichen abgeschlossen ist, und der Farbstoff wird die Polymerketten "abdecken". Die Verfahren zum Färben von Harzen mit der Zusammensetzung des schwarzen Farbstoffs können in den hier zitierten Verweisen, besonders Cross et al., US 4,284,729, gefunden werden.
Von besonderem Interesse ist das Färben von Polyurethanharz. Das Verfahren zur Synthese von Polyurethanharz ist auf diesem Gebiet wohlbekannt und kann in der "Encyclopedia of Polymer Science and Engineering", Band 13, S. 243-296, John Wiley & Sons, Inc. (1988) gefunden werden. Im allgemeinen sind Polyurethane Additionspolymere, die sich durch die exotherme Reaktion eines Polyisocyanats mit einem Polyol formen. Die Reaktionsrate wird durch die Struktur und Funktionalität des Monomers, die sterische Hinderung und dadurch, ob die Hydroxylgruppen primär oder sekundär sind, beeinflußt. Typischerweise wird ein Katalysator, wie Zinkoctoat und Aminkatalysatoren in die Reaktionsmischung integriert. Je nach Anwendung, das heißt, ob das Polyurethanharz ein weicher, halbsteifer oder steifer Schaum, eine Beschichtung oder ein Elastomer ist, kann die Reaktionsmischung Tenside, Treibstoffe und Verarbeitungshilfsstoffe einschließen.
Die Zusammensetzung des schwarzen Farbstoffs kann, wenn geeignet, einer polymerisationsreaktionsmischung durch anfängliches Mischen des Farbstoffs mit dem Polyol und dann dem Zuführen des Polyol zu der Mischung beigefügt werden. Bei einem anderen Verfahren kann die Farbstoffzusammensetzung direkt in die Reaktionsmischung gegeben werden. Die Zusammensetzung des schwarzen Farbmittels kann in einer Konzentration von 0,001 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-% in das Polymerharz integriert werden.
Die Erfindung kann unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele noch besser verstanden werden.

Testen

Alle Farbstoffe und Farbstoffzusammensetzungen wurden in Polyurethanschaum integriert und die CIE L*a*b*-Koordinaten wurden mit einem Datacolor SS-II Farbspektrophotometer gemessen. Die Messungen wurden einmal unter einer D&sub6;&sub5;-Lichtquelle und dann nocheinmal unter einer weißglühenden Wofram-Lichtqueule (Schwarzkörpertemperatur 2,856ºK), als Quelle "A" bezeichnet, vorgenommen. Die Intensität für jede der Quellen ist in Fig. 1 gegen die Wellenlänge aufgetragen.
Der Unterschied im Farbraum, der für eine Farbstoffzusammensetzung aufgrund der zwei unterschiedlichen Lichtquellen beobachtet wird, wird als Δab der Störtöne bezeichnet. Wie hier beschrieben, basiert Δab lediglich auf einem Vergleich unter D&sub6;&sub5;- und "A"-Lichtquellen. Vorzugsweise besitzen die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eines schwarzen Farbstoffs ein Δab von weniger als 1,5, besser ein Δab von weniger als 1,0 und am besten ein Δab von weniger als 0,5.

Beispiel 1

Dieses Beispiel zeigt die Formulierung einer Zusammensetzung eines schwarzen Farbstoffs, die Verwendung der Zusammensetzung zum Färben von Polyurethanschaum und die Bestimmung von Δab.

Zusammensetzung eines schwarzen Farbstoffs

Ein roter Farbstoff mit folgender Formel wurde gemäß Kluger et al. US 4,751,254, Beispiel 5, synthetisiert:
Der rote Farbstoff hatte ein λmax von 523 nm und ein Δab von 13,7.
Ein gelber Farbstoff mit folgender Formel wurde gemäß Kluger et al. US 4,981,516, Beispiel 20, synthetisiert:
Der gelbe Farbstoff hatte ein λmax von 423 nm und ein Δab von 13,5.
Ein blauer Farbstoff mit folgender Formel wurde gemäß Harris US 4,871,371, Beispiel 9, synthetisiert:
Der blaue Farbstoff hatte ein λmax von 628 nm und ein Δab von 11,4.
Die Farbstoffe wurden in einer Zusammensetzung eines schwarzen Farbstoffs in folgenden Verhältnissen zusammengemischt:
rot 31,1 Gew.-%
gelb 24,4 Gew.-%
blau 44,5 Gew.-%.

Polyurethansynthese

Ein Teil der Zusammensetzung des schwarzen Farbstoffs wurde 100 Teilen eines Estertriols (mw-3000), das mit 4,53 Teilen Wasser, 1,0 Teilen Silikontensid, 0,15 Teilen Zinnoctoatkatalysator und 0,05 Teilen Triethylendiamin gemischt wurde, hinzugefügt. Danach ließ man 58,8 Teile Toluendiisocyanat (80/20) unter Raumbedingungen ungefähr drei Minuten lang reagieren und dann abkühlen. Es wurde ein schwarzer Polyurethanschaum mit einer Dichte von 1,5 lbs./ft³ hergestellt.

Δab-Bestimmung

CIE L*a*b*-Koordinaten wurden unter D&sub6;&sub5;- und "A"-Lichtquellen gemessen und es wurde herausgefunden, daß sie jeweils (a* = 1,2; b* = -2,27) bzw. (a* = 1,12; b* = -2,14) sind. Es wurde errechnet, daß der Wert von Δab 0,153 war.

Beispiel 2

Folgendes Beispiel zeigt das Integrieren eines violetten Farbstoffs in die Zusammensetzung des schwarzen Farbstoffs aus Beispiel 1.
Ein violetter Farbstoff mit folgender Formel wurde gemäß Kluger et al. US 4,507,407, synthetisiert:
Der violette Farbstoff hatte ein λmax von 571 nm und ein Δab von 7,6.
Eine Zusammensetzung eines schwarzen Farbstoffs wurde durch das Mischen folgender Farbstoffe hergestellt:
violett (Bsp. 2) 7,2 Gew.-%
rot (Bsp. 1) 27,2 Gew.-%
gelb (Bsp. 1) 29,0 Gew.-%
blau (Bsp. 1) 36,6 Gew.-%
Ein Teil der Zusammensetzung des schwarzen Farbstoffs wurde in der Polyurethanreaktionsmischung von Beispiel 1 substituiert, um einen schwarzfarbigen Polyurethanschaum herzustellen.
Es wurde errechnet, daß der Wert von Δab für den Schaum 0,953 war.

Beispiel 3

Folgendes Beispiel veranschaulicht, daß der gelbe Methinfarbstoff aus Beispiel 1 mit einem gelben Azofarbstoff ersetzt werden kann, um eine schwarze Zusammensetzung mit wenigen Störtönen herzustellen.
Ein gelber Farbstoff mit folgender Formel wurde gemäß Cross et al. US 4,284,729, Beispiel I, synthetisiert:
Der gelbe Farbstoff hatte ein λmax von 429 nm und ein Δab von 6,57.
Eine Zusammensetzung eines schwarzen Farbstoffs wurde durch Mischen folgender Farbstoffe hergestellt:
rot(Bsp. 1) 32,2 Gew.-%
gelb(Bsp. 3) 21,8 Gew.-%
blau(Bsp. 1) 46,0 Gew.-%.
Ein Teil der Zusammensetzung des schwarzen Farbstoffs wurde in der Polyurethanmischung von Beispiel 1 substituiert, um einen schwarzfarbigen Polyurethanschaum herzustellen.
Es wurde errechnet, daß der Wert von Δab für den Schaum 0,796 war.

Beispiel 4

Folgendes Beispiel zeigt, daß der blaue Triphenylmethanfarbstoff aus Beispiel 1 mit einem blauen Phthalocyaninfarbstoff ersetzt werden kann, um eine schwarze Zusammensetzung mit wenigen Störtönen herzustellen.
Ein blauer Farbstoff mit folgender Formel wurde gemäß Kluger et al. US 5,177,200 synthetisiert:
Der blaue Farbstoff hatte ein λmax von 666 nm und ein Δab von 10,8.
Ein Teil der Zusammensetzung des schwarzen Farbstoffs wurde in die Polyurethanmischung von Beispiel 1 substituiert, um einen schwarzfarbigen Polyurethanschaum herzustellen.
Es wurde errechnet, daß der Wert von Δab, für den Schaum 1,36 war. Man beobachtet eine Steigerung des Δab-Wertes mit dem Abnehmen des Niveaus an rotem Farbstoff der vorliegenden Erfindung.

Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel)

Folgendes Vergleichsbeispiel veranschaulicht, daß die Substitution eines einzigen orangenen Farbstoffs für die roten und gelben Farbstoffe aus Beispiel 2 eine schädliche Auswirkung in bezug auf Störtöne der daraus hervorgehenden schwarzen Zusammensetzung hat.
Ein orangener Farbstoff mit folgender Formel wurde gemäß Baumgartner et al., US 4,640,690, Beispiel 5 synthetisiert, mit der Ausnahme, daß die Endgruppe hydrolisiert wurde und so eine Hydroxylgruppe hinterließ:
Der orangene Farbstoff hatte ein λmax von 471 nm und ein Δab von 13,79, was vergleichbar mit den Δab-Werten des roten Farbstoffs und gelben Farbstoffs aus Beispiel 2 ist, die jeweils 13,7 bzw. 13,5 betrugen.
Eine Zusammensetzung eines schwarzen Farbstoffs wurde durch Mischen folgender Farbstoffe hergestellt:
orange(Bsp. 5) 46,6 Gew.-%;
blau(Bsp. 1) 37,2 Gew.-%;
violett(Bsp. 2) 16,2 Gew.-%.
Ein Teil der Zusammensetzung des schwarzen Farbstoffs wurde in der Polyurethanmischung von Beispiel 1 substituiert, um einen schwarzfarbigen Polyurethanschaum herzustellen.
Es wurde errechnet, daß der Wert von Δab für den Schaum 1,955 war, was bedeutend über den Niveaus liegt, die mit dem roten Farbstoff der vorliegenden Erfindung zu erreichen sind und er repräsentiert eine sichtbare Schattierungsverschiebung.
Es gibt natürlich viele andere Ausführungsformen und Abänderungen der Erfindung, die in den folgenden Ansprüchen enthalten sein sollten.

Claims

1. Eine Zusammensetzung eines schwarzen Farbstoffes, die einen roten Farbstoff mit folgender Formel beinhaltet:

wobei R&sub1; aus der Gruppe ausgewählt wird, dis aus H, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy und Chlor besteht, R&sub2; aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus H, Cl, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy und CF&sub3; besteht, und der Poly(oxyalken)-Substituent aus 2 bis 200 Rückständen von C&sub2;- C&sub4;-Alkenoxiden besteht:

2. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, weiter bestehend aus einem mit Poly(oxyalken) substituierten blauen Farbstoff, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Triphenylmethan, Phthalocyanin, Anthrachinon und Azofarbstoffen, mit einer maximalen Absorption zwischen 540 und 700 Nanometern, besteht und einem mit Poly(oxyalken) substituierten gelben Farbstoff, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Methin und Azofarbstoffen, mit einer maximalen Absorption zwischen 400 und 465 Nanometern, besteht.

3. Zusammensetzung gemäß Anspruch 2, wobei R&sub1; Methyl ist und R&sub2; H, Methyl oder Ethyl ist und der Poly(oxyalken)-Substituent aus 5 bis 50 der Alkenoxid-Rückständen besteht.

4. Zusammensetzung gemäß Anspruch 3, wobei der blaue Farbstoff ein Triphenylmethanfarbstoff ist.

5. Zusammensetzung gemäß Anspruch 4, wobei der gelbe Farbstoff aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Methin und Azofarbstoffen besteht.

6. Zusammensetzung gemäß Anspruch 5, mit einer Δab von weniger als 1,5 der CIE L*a*b*-Koordinaten zwischen D&sub6;&sub5;&submin; und weißglühendem Wolfram-Licht.

7. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, mit einer Δab von weniger als 1,0 der CIE L*a*b*-Koordinaten zwischen D&sub6;&sub5;&submin; und weißglühendem Wolfram-Licht.

8. Eine Zusammensetzung eines schwarzen Farbstoffes, die auf einer Molarbasis aus folgendem besteht:

(a) zwischen 10 und 60 Teilen eines roten Farbstoffs mit folgender Formel:

wobei R&sub1; aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus H, C&sub1;-C&sub4;- Alkyl, C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy und Chlor bestahl, R&sub2; aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus H, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy und CF&sub3; besteht, und der Poly(oxyalken)-Substituent aus 2 bis 200 Rückständen von C&sub2;-C&sub4;-Alkenoxiden besteht;

(b) zwischen 10 und 60 Teilen eines mit Poly(oxyalken) substituierten blauen Farbstoffes, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Triphenylmethan, Phthalocyanin, Anthrachinon und Azofarbstoffen, mit einer maximalen Absorbanz zwischen 540 und 700 Nanometern, besteht; und

(c) zwischen 10 und 60 Teilen eines mit Poly(oxyalken) substituierten gelben Farbstoffs, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Methin und Azofarbstoffen, mit einer maximalen Absorption zwischen 400 und 465 Nanometern, besteht.

9. Zusammensetzung gemäß Anspruch 8, wobei R&sub1; Methyl ist und R&sub2; H, Methyl oder Ethyl ist und der Poly(oxyalken)-Substituent aus zwischen 5 und 50 Alkenoxid-Rückständen besteht.

10. Zusammensetzung gemäß Anspruch 9, wobei der blaue Farbstoff ein Triphenylmethan ist und der gelbe Farbstoff aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Azo- und Methinfarbstoffen besteht.

11. Zusammensetzung gemäß Anspruch 10, mit einer Δab von weniger als 1,0 der CIE L*a*b*-Koordinaten zwischen D&sub6;&sub5; und weißglühendem Wolfram-Licht.

12. Zusammensetzung gemäß Anspruch 8, mit einer Δab von weniger als 0,5 der CIE L*a*b*-Koordinaten zwischen D&sub6;&sub5; und weißglühendem Wolfram-Licht.

13. Ein Verfahren zur Polymerisation einer Mischung aus einem Polyol und einem Polyisocyanat, um ein Polyurethan zu formen, das folgende Schritte umfaßt:

(a) Beritstellen einer Zusammensetzung aus schwarzem Farbstoff in der Mischung vor der Polymerisations-Reaktion, wobei die Zusammensetzung aus folgendem besteht: (i) einem roten Farbstoff mit folgender Formel:

wobei R&sub1; aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus H, C&sub1;-C&sub4;- Alkyl, C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy und Chlor besteht, R&sub2; aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus H, C&sub1;-C&sub4;-Alkyl, C&sub1;-C&sub4;-Alkoxy und CF&sub3; besteht, und der Poly(oxyalken)-Substituent aus 2 bis 200 Rückständen von C&sub2;-C&sub4;-Alkenoxiden besteht; (ii) einem mit Poly(oxyalken) substituierten blauen Farbstoff, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Triphenylmethan, Phthalocyanin, Anthrachinon und Azofarbstoffen, mit einer maximalen Absorption zwischen 540 und 700 Nanometern, besteht; und (iii) einem mit Poly(oxyalken) substituierten gelben Farbstoff, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Methin und Azofarbstoffen, mit einer maximalen Absorption zwischen 400 und 465 Nanometern, besteht; und

(b) Polymerisieren des Reaktionsgemischs, wobei die Farbstoffe mit dem Polyisocyanat kovalente Bindungen formen und in das Grundgerüst des Polyurethan integriert werden.

14. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der schwarze Farbstoff eine Δab von weniger als 1,5 der CIE L*a*b*-Koordinaten zwischen D&sub6;&sub5; und weißglühendem Wolfram-Licht aufweist,

15. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der schwarze Farbstoff eine Δab von weniger als 1,5 der CIE L*a*b*-Koordinaten zwischen D&sub6;&sub5; und weißglühendem Wolfram-Licht aufweist.

16. Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei R&sub1; Methyl ist und R&sub2; H, Methyl und Ethyl ist und der Poly(oxyalken)-Substituent aus 5 bis 50 Alkenoxid-Rückständen besteht, der blaue Farbstoff ein Triphenyl- Methanfarbstoff ist, der gelbe Farbstoff ein Methinfarbstoff ist und alle der Poly(oxyalken)-Substituenten in Hydroxid-Form enden.

17. Eine schwarze Polyurethan-Zusammensetzung, die durch das Verfahren gemäß Anspruch 13 gewonnen werden kann.

18. Eine schwarze Polyurethan-Zusammensetzung, die durch das Verfahren gemäß Anspruch 14 gewonnen werden kann.

19. Eine schwarze Polyurethan-Zusammensetzung, die durch das Verfahren gemäß Anspruch 15 gewonnen werden kann.

20. Eine schwarze Polyurethan-Zusammensetzung, die durch das Verfahren gemäß Anspruch 16 gewonnen werden kann.