双组分体系制造技术

本发明专利技术涉及一种用于混合可光聚合的组合物和由其制备的元件的双组分体系，以及其用途。可光聚合的组合物特别适合作为具有折射率调制的光学元件，特别是全息图的记录材料。特别是全息图的记录材料。特别是全息图的记录材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双组分体系


[0001]本专利技术涉及双组分体系(成套试剂盒)和由其生产的元件，以及它们的用途。由该试剂盒制备的可光聚合的组合物特别适合作为具有折射率调制的光学元件，特别是全息图的记录材料。
[0002]已知有各种全息图，例如反射全息图、模压全息图或透射全息图或体积全息图。
[0003]举例来说，体积全息图是通过使两个相同波长的光波(也称为物光束和参考光束)互相干涉，并将全息记录介质(通常是照相胶片)暴露于通常是强度图案的干涉图案来产生的。全息曝光工艺和全息图的复印(复制)在技术上是复杂的光学工艺，其需要特殊的应用知识。
[0004]在文献[Howard M.Smith，
″
Principles of Holography
″
，Wiley(1969)]、[Fred Unterseher，et a1.
″
Holography Handbook：Making Holograms the Easy Way
″
，Ross Books(1982)]、[Graham Saxby，
″
Practical Holography
″
，Inst，of Physics Pub.(2004)]中广泛描述了用于产生全息图的理论和方法。
[0005]已知具有不同性质分布和应用的记录材料为：卤化银乳剂、固化重铬酸盐明胶、铁电晶体、光致变色和二色性材料以及光聚合物[Howard M.Smith，
″
Principles of Holography
″
，Wiley(1969).]。可易于集成到全息图生产和复制设备中并且可易于全息曝光和显影的材料是具有高数量的应用中所感兴趣的。光聚合物由于其高效、易于处理和良好的储存稳定性而被认为是特别优选的。最著名的光聚合物来自杜邦公司(DuPont)，例如Omnidex HRF 600[S.M.Schultz，et al.
″
Volume grating preferential
‑
order focusing waveguide coupler，
″
Opt.Lett，vol.24，pp.1708
‑
1710，Dec.1999]。Omnidex材料属于基于自由基聚合和单体扩散的自显影光聚合物胶片的类别(参见EP0324480A2)。
[0006]多年来，Omnidex光聚合物己被进一步开发，主要目的是增加折射率对比度并在胶片中实现高衍射效率(参见US4942112A和DE69032682T2)。然而，远超过2/3的应用相关衍射效率是通过高比例的热塑性粘合剂获得的。
[0007]对于胶片的生产，用于涂层的粘合剂必须是液体。为此而使用溶剂，溶剂的蒸发导致涂布后层厚度的大幅降低。因此，根据溶剂含量，待施加的浸润层比所得的胶片层厚得多。溶剂含量通常为约80％。为了获得可通过体积全息术曝光的20μm的层，在这种情况下必须施加100μm的浸润层。所需的高厚度浸润层使得已知的印刷工艺(例如柔性版印刷或凹版印刷)的使用受到妨碍或复杂化。在丝网印刷中，快干溶剂的使用会导致网粘在一起。
[0008]此外，当所有溶剂已经蒸发时，胶片仅可以进一步加工或卷绕。因此，在生产中，在长干燥线中必须建立健康和环境友好的提取系统，以及防尘和防爆的环境。这些工序意味着胶片的生产和全息曝光通常在不同的地点和时间进行。
[0009]在含粘合剂的材料的情况下，曝光并UV固定的光聚合物的热后处理(“退火”)对于获得最大折射率对比度也是必要的(参见DE 68905610T2)。退火是额外的耗时处理步骤，其除了耗时胶片生产之外还减慢、复杂化且增加全息图生产的成本，并且还将基底材料的选择限制到那些对温度不敏感的材料。
[0010]宝丽来(参见US5759721A，富士胶卷(参见EP1510862A2)，柯尼卡美能达医疗科技(参见US200505891A1)，大日本印刷(参见EP123151A1)，立邦涂料(参见EP0211615A2)，日本化学工业公司(参见US20050068594A1)，拜耳(参见WO2010091795A1)，Xetos(参见WO2003036389A1)和InPhase科技公司(参见US2002142227A1)已经生产了用于体积全息术的其它光聚合物材料。现有技术的特征在于在全息性质或加工方面不同于Omnidex光聚合物。技术进步体现在氧敏感性降低、曝光时材料收缩减少、光谱灵敏度(敏感性)调整、无溶剂胶片生产、无需退火的更高衍射效率和/或更好的温度和储存稳定性。
[0011]一种新型的市售全息光聚合物是由拜耳材料科技开发的“Bayfol HX”胶片。其不包含热塑性粘合剂，而是包含聚氨酯作为保持全息可曝光写入单体的聚合物基体。聚氨酯是通过聚异氰酸酯和多元醇混合物的逐步加成聚合反应形成的。反应性组分在载体膜上涂布和固化之前混合在一起。尽管没有如前述含粘合剂的材料那样高的溶剂含量，但长达一小时的固化时间会带来相同的问题，即在涂料体系中提供足够长的无尘干燥或固化段。
[0012]与所有市售的光聚合物胶片一样，用户不能自由选择载体材料并自行涂布，而必须对所提供的胶片结构进行加工。在感光性薄膜层上，除了载体膜以外还具有层叠膜，以防止粘连和污染。剥离该膜层会产生静荷，吸引灰尘颗粒。由于膜必须层压到玻璃或原版上以便曝光，其中每个灰尘颗粒产生裂纹，因此需要非常无尘的环境来进行清洁和完美的加工。
[0013]含有聚合物粘合剂或聚合物基质的光聚合物系统形成本质上是固体的膜层。相反，也已经提出了在曝光前本质上为液体的无粘结剂体系(参见例如美国专利3,993,485A或Smimova，Optics in Information Systems，2004年2月，第9页或Xetos(参见WO2003036389A1)。
[0014]在大多数本质上为固体的单体
‑
粘合剂/基质光聚合物中，位于暗干涉线区域中的未曝光书写单体在全息激光曝光之后扩散到曝光的聚合区域中。这产生了折射率差，其空间调制对应于要记录的干涉图案。然而，书写单体在固体基质中的扩散需要时间。温度的升高可以加速该过程。杜邦公司明确指出了对于所述材料在120℃下的退火时间为一小时。对于Bayfol HX材料，专利申请(EP2372454A1第13页[0127]段，EP2219073A1第15页[0102]段)规定在用UV光最终完全固化材料之前的5分钟等待时间。
[0015]然而，对于许多生产方式，全息图的生产需要最短的可能时间或最高的生产量以及简单、成本效益好的过程控制，因此冗繁且耗时的后处理或等待时间是不利的。
[0016]为此，开发了如EP1779196B1中所述的可光聚合的组合物，其在激光曝光期间已经形成有效的折射率调制，并且可以立即用UV光固定。其中使用了各种甘油三酯，例如蓖麻油。
[0017]因为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于通过UV/Vis辐射制备可光聚合的组合物的成套试剂盒，包括：I)染料浓缩物，其包括：A)第一混合物A，包括(f)至少一种染料；以及(h)至少一种溶剂以及II)液体组合物，其包括：B)含单体的液体混合物B，其包括：a)至少一种单体M1，其包含至少一个烯属不饱和基团，c)至少一种共光引发剂。2.用于通过UV/Vis辐射制备可光聚合的组合物的成套试剂盒，包括：I)染料浓缩物，其包括A)第一混合物A，包括：(f)至少一种染料；(g)至少一种光引发剂，以及(h)至少一种溶剂以及II)液体组合物，其包括：B)含单体的液体混合物B，包括：a)至少一种单体M1，其包含至少一个烯属不饱和基团，c)至少一种共光引发剂，其中优选地，光引发剂能够在波长100nm
‑
480nm的辐射下形成自由基。3.权利要求1和2中任一项的成套试剂盒，其中，所述光引发剂为液体和/或选自1，2
‑
辛二酮
‑1‑
[4
‑
(苯硫基)
‑
苯基]
‑2‑
(邻苯甲酰肟)，(1
‑
[9
‑
乙基
‑6‑
(2
‑
甲基苯甲酰基)
‑
9H
‑
咔唑
‑3‑‑
基]乙酮
‑
邻
‑
乙酰肟、甲基苯甲酰基甲酸盐)，2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦，乙基(2，4,6
‑
三甲基苯甲酰基)苯基亚膦酸盐)，2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯丙酮，2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯丙酮(80％)和1
‑
羟基环己基
‑
苯甲酮(20％)的混合物，1
‑
羟基环己基
‑
苯甲酮，双(2，4,6
‑
三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦，2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基丙酮、双(2，4，6
‑
三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦和乙基(2，4，6
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克，
申请(专利权)人：西托斯股份公司，
类型：发明
国别省市：