用于全息记录的感光薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于反射全息记录的感光薄膜及其制备方法，该反射全息薄膜包括基膜和涂覆在基膜一侧上的缓冲层、涂覆在缓冲层另一侧上的感光聚合物涂料形成的感光聚合物涂层，全息图像或双变色图文的干涉条纹记录于感光聚合物涂层。所说的薄膜，是一种利用两种不同折射率聚合物形成图像的感光材料，通过相干光束的干涉进入记录介质，激发单体进行自由基聚合，得到高衍射效率全息图像。本发明专利技术的全息感光薄膜，有良好的灵敏度和很高的反射效率，储存寿命长，全息图受环境的影响小，不同于感光材料常规的湿法处理方法，所得到的记录图像只需经过光固化和热增强处理，便可达到反射效率大于９５％的反射全息图像或双变色图像，适宜于批量化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于反射全息记录的感光材料。
技术介绍
全息记录技术所形成的三维影象已经被作为在各种商品上使用的防伪标识来打击假冒伪劣商品具有广泛的应用，还可用来作为艺术饰品、光学元件、平显光学元件、信息储存等技术。反射全息图的制作限于其记录的干涉条纹不同于彩虹全息，大多数平行于记录介质表面，无法通过机械方式实现复制，只能通过光学的方法实现图像复制。而用于记录反射全息图的材料，种类较多，但是理想的记录材料却较少，可以用于规模化生产的材料更少。通常较多的是，使用银盐和重铬酸明胶以及Haugh的US3,658526专利中公开的一种光聚合物材料。银盐记录材料具有高的灵敏度，但是衍射效率低，即使采用稀释显影的方法衍射效率也只能达40％左右。重铬酸明胶是目前制备全息图的常选材料，它制作的全息图具有很高的衍射效率，可达85％以上，很多全息元件都是采用此材料制成。但它也有很多不足之处，如感光度偏低，储存寿命短，感光版需要随用随制作等缺憾，同时该材料在成像后，需要湿法加工，全息图受环境的影响很大，在湿度较大的环境中很容易消像。而光致聚合物材料，如US3,658526专利公开的材料中的光聚物，虽然可以克服银盐和重铬酸明胶的缺点，但他们对可见光只有有限的视觉响应，受分辨率的影响，一直局限于透射全息图，当用于反射全息图时，反射效率很低。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题之一是公开一种感光涂料A，以克服现有技术所存在的缺陷，满足全息记录技术批量化生产的需要。本专利技术需要解决的技术问题之二是公开一种感光聚合物薄膜材料C；本专利技术需要解决的技术问题之三是公开一种反射全息薄膜D及其制备方法。所说的感光涂料A，包括感光聚合物涂料和溶剂，基于感光聚合物涂料的总重量，所说的感光聚合物涂料包括如下重量百分比的组分成膜剂 20％～80％单体10％～70％光引发剂0.5％～7％链转移剂0.3％～5％光敏剂 0.05％～2％所说的感光涂料A的重量含固量为5％-50％；优选的重量百分比如下成膜剂 30％～70％单体23.0％～60.0％光引发剂2.0％～7.0％链转移剂1.0％～～3.0wt％光敏剂 0.5％～2.0％所说的成膜剂是给体系提供基线折射率，连结未聚合单体、引发体系和相关助剂的重要成分，且在曝光后对形成反射全息图所需的物理性能和折射率调制有着重要的贡献。其折射率、内聚力、粘结力、柔韧性、混溶性等，作为选择材料的重要指标，所说的成膜剂选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸纤维素丁酯、醋酸纤维素丁酯与乙基乙烯基醚的共聚物、聚乙烯醇缩丁醛与醋酸纤维素的共混物、醋酸乙烯酯丙烯酸丁酯丙稀酸三元共聚物或聚苯乙烯丙烯腈等，或上述聚合物与含氟聚合物的混合材料；所说的单体选自烯基不饱和类中的两种以上，两种单体之间的重量比为0.5～1.8；所说的烯基不饱和类通常在末端位置上含有不饱和基团，它们可以进行自由基加成聚合，沸点高于100℃，选自折射率较高的乙烯基咔唑、多管能团稀类不饱和单体等，优选的为单官能团丙烯酸酯类、N-乙烯基咔唑类、乙氧基化的双酚A的二丙烯酸酯、9-(4苯基2丙稀酰乙氧基)双芴或三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯等；光引发剂、链转移剂和光敏剂构成光引发体系，引发体系是决定感光灵敏度的重要因素，引发体系包含一种或多种当用光辐射激发时，能直接产生自由基的化合物，其自由基可以引发单体进行聚合；优选的光引发剂选自2，4，6-三苯基咪唑基双联体；优选的光敏剂选自藻红B、、二乙氨基-亚苄基环戊酮、米氏酮或1，3，3-三甲基-2-吲哚碘盐等；优选的链转移剂选自2-巯基苯并噁唑、十二硫醇、巯基苯并噻唑；上述的感光涂料A，还包括基于感光聚合物涂料总重量0.5～3％的增塑剂，增塑剂选自邻苯二甲酸酯，烷基二酸酯、聚乙二醇羧酸酯、癸二酸二乙酯等； 上述的感光涂料A，还包括基于感光聚合物涂料总重量0.1～1％的紫外吸收剂，紫外吸收剂选自2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮或2-(2H-苯并三唑-2)-4，6-二(1-甲基-1-苯乙基)苯酚；上述的感光涂料A，还包括基于感光聚合物涂料总重量0.1～1％的非离子表面活性剂，非离子表面活性剂选自聚乙二醇、甲氧基聚乙二醇或3M公司生产的氟素表面活性剂FluoradFC-4430(CAS No.108-88-3)，用以调节涂覆性能。所说的溶剂选为丁酮/二氯甲烷/甲醇的混合溶剂，其重量比例为4～6∶0.5～1.5∶0.5～1.5，优选的为5∶1∶1；本专利技术所说的感光聚合物薄膜材料C，包括基膜和涂复在基膜一侧上的缓冲层、涂复在缓冲层另一侧上的感光聚合物涂料形成的感光聚合物涂层和覆盖在感光聚合物涂料层表面的表面保护膜，干燥后的感光聚合物涂料层的厚度为3～50μm；所说的缓冲层是感光聚合物涂料层与基膜的连接层，可采用与基膜折射率相近的醋酸乙烯酯和丙稀酸酯类共聚物、偏氯乙烯苯乙烯醋酸乙烯酯共聚物或采用光固化涂层等，涂层厚度为1～2μm。所说的表面保护膜，可采用已有离型涂层的等，优选厚度为16～23μm的PET膜；这种有离型涂层的PET膜、BOPP膜、PE或PVC膜在市场上均可以采购到。所说的基膜选自20～100μm的PVC、PET、BOPP膜；所说的反射全息感光薄膜D包括基膜和涂复在基膜一侧上的缓冲层、涂复在缓冲层另一侧上的感光聚合物涂料形成的感光聚合物涂层，全息图像或双变色图文的干涉条纹记录于感光聚合物涂层，记录层的厚度为3～50μm。所说的基膜选自PVC、PET、BOPP膜；所说的反射全息薄膜D的制备方法，包括如下步骤(1)涂布材料的制备在避光条件或在红色光线下，按比例将成膜剂、单体、引发剂、光敏剂、增塑剂和表面活性剂加到溶剂中，搅拌溶解，获得所说的感光涂料A；(2)膜的制备在涂布基膜上涂布1～2μm的醋酸乙烯酯和丙稀酸酯类共聚物、偏氯乙烯苯乙烯醋酸乙烯酯共聚物，作为缓冲层，在避光条件或在红色光线下，将步骤的感光涂料A，涂布在已有缓冲层的基膜上，基膜厚度为20～100μm，在65-75℃的下干燥1～5分钟，获得厚度为20-50μm全息感光材料，干燥后覆盖保护膜即获得所说的感光聚合物薄膜材料C；(3)反射全息薄膜D的制备将步骤的产物揭开保护膜，采用反射全息记录方法，将全息图记录在感光聚合物薄膜材料C上，然后在紫外固化机上对膜进行紫外和可见光全部曝光，120℃加热2～50分钟，即获得反射全息薄膜D，为一种固态透明薄膜感光材料，具有一定的柔韧性；所说的红色光线的波长应大于600nm，采用避光条件或红色光线，其目的是避免感光涂料A的曝光；激光光源的波长为514.5nm或532nm，光强为60～110mw/cm2，曝光时间在0.1-1.0s，激光光源可采用氩离子激光器(波长为514nm)或半导体固体激光器(波长532nm)；所说的激光记录方法为一种现有技术，为一般全息光学记录原理，有关技术人员可参照实施。本专利技术的感光聚合物薄膜，是一种利用两种不同折射率聚合物的感光材料，通过相干光束的参考光和物光从相反两侧(或同侧)干涉进入记录介质，激发单体进行自由基聚合，形成全息图，得到高衍射效率全息图像。本专利技术利用上述高聚物全息感光材料，运用光学干涉原理，在该高聚物全息感光材料中形成特定波长的亮暗相间的反射条纹。光聚合是通过光化学的方法产生自由基引发单体进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感光涂料Ａ，包括感光聚合物涂料和溶剂，基于感光聚合物涂料的总重量，所说的感光聚合物涂料包括如下重量百分比的组分：成膜剂２０％～８０％单体１０％～７０％光引发剂０．５％～７％链转移剂０．３％～５％光敏剂０．０５％～２％所说的成膜剂选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸纤维素丁酯、醋酸纤维素丁酯与乙基乙烯基醚的共聚物、聚乙烯醇缩丁醛与醋酸纤维素的共混物、醋酸乙烯酯丙烯酸丁酯丙稀酸三元共聚物或聚苯乙烯丙烯腈或上述聚合物与含氟聚合物的混合材料；所说的单体选自烯基不饱和类中的两种以上；所说的光引发剂选自２，４，６－三苯基咪唑基双联体；所说的光敏剂选自藻红Ｂ、、二乙氨基－亚苄基环戊酮、米氏酮或１，３，３－三甲基－２－［５－（１，３，３－三甲基－２－吲哚叉）－１，３－戊二烯］吲哚碘盐；所说的链转移剂选自２－巯基苯并噁唑、十二硫醇或巯基苯并噻唑。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐良衡，高芸，沈杨，游仁顺，
申请(专利权)人：上海复旦天臣新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]