DE69518518T2 - Verfahren zur erzeugung von reaktiven spezies und seine verwendung - Google Patents
Verfahren zur erzeugung von reaktiven spezies und seine verwendungInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer reaktiven Spezies. Die vorliegende Erfindung betrifft auch durch Strahlung angeregte Polymerisations- und Vernetzungsvorgänge. Zur besseren Handhabbarkeit dreht sich ein Großteil der folgenden Besprechung um freie Radikale als eine besonders kennzeichnende reaktive Spezies. Solch eine Besprechung darf jedoch nicht als den Geist oder den Umfang der vorliegenden Erfindung beschränkend ausgelegt werden.
- Polymere decken seit Langem wesentliche Bedürfnisse in unserer Gesellschaft. Viele Jahre wurden diese Bedürfnisse durch natürliche Polymere abgedeckt. In jüngerer Zeit spielen synthetische Polymere eine zunehmend größere Rolle, insbesondere seit dem Anfang des 20. Jahrhunderts. Besonders nützlich sind jene Polymere, die durch einen hinzufügenden Polymerisationsmechanismus zubereitet werden, d. h. durch Kettenpolymerisation nicht gesättigter Monomere mit Hilfe freier Radikale, und die hier nur beispielhaft angeführten Beschichtungen und Haftmittel. Tatsächlich beruht die Mehrheit der wirtschaftlich bedeutenden Verfahren auf der Chemie der freien Radikale. Das bedeutet, dass Kettenpolymerisation durch eine reaktive Spezies eingeleitet wird, die oft ein freies Radikal ist. Die Quelle der freien Radikale wird als ein Initiator oder Photoinitiator bezeichnet.
- Verbesserungen bei der Kettenpolymerisation mit Hilfe freier Radikale beschäftigen sich sowohl mit dem hergestellten Polymer als auch mit dem Photoinitiator.
- EP-0,375,160 offenbart polymerisierbare Mischungen mit freien Radikalen, die ein Sulfoniumsalz, das an zumin dest einen Elektronendonator und einen Sensibilisator angebunden ist, und ein polymerisierbares Monomer umfassen, das wesentlich verbesserte Lichtempfindlichkeit zeigt. Des Weiteren beschreibt das Dokument geschichtete Strukturen, die ein Substrat, das mit einer polymerisierbaren Mischung mit freien Radikalen beschichtet ist, die ein Sulfoniumsalz enthält, das wiederum an zumindest einen Elektronendonator und einen Sensibilisator angebunden ist, und polymerisierte geschichtete Strukturen umfassen. Dieses Dokument befaßt sich nicht mit Laminaten, Fasern oder Gewebebahnen.
- Ob ein bestimmtes ungesättigtes Monomer in ein Polymer umgewandelt werden kann, erfordert strukturelle, thermodynamische und kinetische Machbarkeit. Auch wenn alle drei Komponenten vorhanden sind, wird die kinetische Machbarkeit in vielen Fällen nur mit einer besonderen Art von Photoinitiator erzielt. Darüber hinaus kann der Photoinitiator eine deutliche Wirkung auf die Reaktionsrate haben, die wiederum ihrerseits den wirtschaftlichen Erfolg oder Mißerfolg eines bestimmten Polymerisationsvorgangs oder -produkts bestimmen kann.
- Ein Photoinitiator, der freie Radikale erzeugt, kann freie Radikale auf mehreren verschiedenen Wegen erzeugen. Zum Beispiel ergibt der thermische, homolytische Zerfall eines Initiators typischerweise zwei freie Radikale pro Initiatormolekül. Ein Photoinitiator, d. h. ein Initiator der Lichtenergie absorbiert, kann freie Radikale auf jedem von zwei Wegen herstellen:
- (1) der Photoinitiator wird der Anregung durch Energieaufnahme mit darauf folgender Zersetzung in ein oder mehrere Radikale unterworfen; oder
- (2) der Photoinitiator unterliegt der Anregung und die angeregte Spezies wirkt mit einem zweiten Bestandteil aufeinander ein (entweder durch Energieübergang oder eine Redox-Reaktion), um freie Radikale auf dem zweiteren und/oder ersteren Bestandteil zu bilden.
- [0007] Während jeder Kettenpolymerisationsvorgang mit freien Radikalen das Vorhandensein von Spezies, die vorzeitig die Polymerisationsreaktion beenden kann, vermeiden sollte, sorgen herkömmliche Photoinitiatoren für besondere Probleme. Zum Beispiel kann die Absorption des Lichts durch das Reaktionsmedium die Menge an Energie, die für die Absorption durch den Photoinitiator verfügbar ist, begrenzen. Auch kann die oft zueinander in Konkurrenz stehende und komplexe Kinetik, die hier im Spiel ist, eine nachteilige Wirkung auf die Reaktionsrate ausüben. Darüber hinaus strahlen im Handel erhältliche Strahlungsquellen wie Mittel- und Hochdruckquecksilber- und Xenonlampen über einen breiten Wellenlängenbereich ab, wodurch auch einzelne Abstrahlungsbänder von relativ niedriger Intensität bereitgestellt werden. Die meisten Photoinitiatoren absorbieren nur über einen kleinen Bereich der Emissionsspektren und als Folge daraus bleibt ein Großteil der Strahlung der Lampen ungenutzt. Zusätzlich weisen die meisten bekannten Photoinitiatoren eine nur mäßige Quantenausbeute (im Allgemeinen weniger als 0,4) bei diesen Wellenlängen auf, was darauf hinweist, dass die Umwandlung der Lichtstrahlung in Radikalenausbildung wirksamer sein könnte. Daher bestehend fortdauernd Gelegenheiten zur Verbesserung bei Polymerisationsphotoinitiatoren mit freien Radikalen.
- [0008] Die vorliegende Erfindung spricht einige der oben bespröchenen Schwierigkeiten und Probleme durch die Entdeckung eines wirksamen Verfahrens zur Ausnutzung von Strahlung an. Daher betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung einer reaktiven Spezies, die das Bereitstellen eines wellenlängenspezifischen Sensibilisators, der an einen reaktive Spezies erzeugenden Photoini tiator kovalent gebunden ist, wobei der wellenlängenspezifische Sensibilisator ein Phthalsäurederivat oder ein phenylsubstituiertes aliphatisches Ketonderivat ist, und das Bestrahlen des wellenlängenspezifischen Sensibilisators umfasst. Solch ein Verfahren beinhaltet das wirkungsvolle Abstimmen der energieabsorbierenden Größe, hierin als ein polymolekularer Photoreaktor bezeichnet, um wirksam ein ausgestrahltes Strahlungsband auszunutzen. Der wellenlängenspezifische Sensibilisator absorbiert wirkungsvoll Photonen und überträgt die absorbierte Energie wirkungsvoll zum Photoinitiator, der seinerseits reine reaktive Spezies erzeugt. Der wellenlängenspezifische Sensibilisator ist so angepasst, dass er eine Absorptionsspitze aufweist, die im wesentlichen einem größten Emissionsband der Strahlungsquelle entspricht. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren Laminate, polymerumhüllte Fasern und polymerbeschichtete Bahnen, wobei der Photoreaktor einen wellenlängenspezifischen Sensibilisator umfasst, der an einen reaktive Spezies erzeugenden Photoinitiator kovalent gebunden ist.
- [0009] Die Zusammenfügung eines wellenlängenspezifischen Sensibilisators mit einem reaktive Spezies erzeugenden Photoinitiator ergibt eine Struktur, die hierin aus Gründen der Einfachheit als ein polymolekularer Photoreaktor bezeichnet wird. Daher kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung als ein Verfahren zur Erzeugung einer reaktiven Spezies beschrieben werden, das das einer Strahlung Aussetzen eines polymolekularen Photoreaktors umfasst, wobei der polymolekulare Photoreaktor einen wellenlängenspezifischen Sensibilisator mitumfasst, der einem reaktive Spezies erzeugenden Photoinitiator beigefügt ist.
- [0010] Die Strahlung, der der polymolekulare Photoreaktor ausgesetzt wird, weist im allgemeinen eine Wellenlänge von ungefähr 4 bis ungefähr 1000 Nanometer auf. Daher kann die Strahlung ultraviolette Strahlung sein, wobei mittleres Ultraviolett und fernes Ultraviolett oder Vakuumultraviolettstrahlung, sichtbare Strahlung und mittlere Infrarotstrahlung mitumfasst sind. Wünschenswerterweise weist die Strahlung eine Wellenlänge von ungefähr 100 bis ungefähr 900 Nanometer auf. Noch besser ist es, wenn es sich bei der Strahlung um Ultraviolettstrahlung handelt, z. B. Ultraviolettstrahlung mit einer Wellenlänge von ungefähr 100 bis ungefähr 375 Nanometer. Die Strahlung ist wünschenswerterweise inkohärente, gepulste Ultraviolettstrahlung von einer dielektrischen Sperrentladungsexcimerlampe.
- [0011] In seiner einfachsten Form besteht der polymolekulare Photoreaktor aus einem einwellenlängenspezifischen Sensibilisator, der an einen eine reaktive Spezies erzeugenden Photoinitiator gebunden ist. In diesem Fall ist der Photoreaktor ein bimolekularer Photoreaktor. Jedoch kann der Photoreaktor mehr als einen wellenlängenspezifischen Sensibilisator und/oder mehr als einen reaktive Spezies erzeugenden Photoinitiator umfassen. Wenn der polymolekulare Photoreaktor ein bimolekularer oder ein trimolekularer Photoreaktor ist und die Strahlung, der er ausgesetzt wird, Ultraviolettstrahlung ist, dann enthält der bimolekulare oder trimolekulare Photoreaktor erstrebenswerterweise einen Benzoylanteil und einen Anteil, der entweder ein Phthalsäurederivat oder ein phenylsubstituiertes aliphatisches Ketonderivat ist.
- [0012] Die vorliegende Erfindung umfasst ebenfalls ein Verfahren zur Polymerisierung eines ungesättigten Monomers durch der Strahlung Aussetzen des ungesättigten Monomers bei Anwesenheit des oben beschriebenen wirkungsvollen polymolekularen Photoreaktors. Wenn eine ungesättigte Oligomer/Monomermischung anstatt des ungesättigten Monomers eingesetzt wird, wird Vernetzung erzielt.
- [0013] Fig. 1 ist eine schematische Darstellung der Excimerlampe, die in den Beispielen eingesetzt wird.
- [0014] Fig. 2 ist eine Serie von Ausdrucken der Konzentration von Kontrollphotoinitiator und polymolekularem Photoreaktor in einem Haftmittel über Durchhärtungszeiten (Strahlungseinwirkzeiten für vollständiges Aushärten) für zwei Kontrollphotoinitiatoren und vier polymolekularen Photoreaktoren der vorliegenden Erfindung.
- [0015] Fig. 3 umfasst Ausdrucke von Durchhärtungszeiten für einen Kontrollphotoinitiator und einen polymolekularen Photoreaktor der vorliegenden Erfindung bei einer konstanten Konzentration in einem Haftmittel über der Filmstärke.
- [0016] Der Begriff "Polymerisation" wird hierin so verwendet, dass er das Sich-Verbinden, d. h. kovalente Zusammenwachsen, einer großen Anzahl von kleineren Molekülen wie Monomere bedeutet, um sehr große Moleküle auszubilden, d. h. Makromoleküle oder Polymere. Die Monomere können sich so verbinden, um nur lineare Makromoleküle auszubilden, oder sie können sich so verbinden, um dreidimensionale Makromoleküle auszubilden, die üblicherweise als vernetzte Polymere bezeichnet werden.
- [0017] Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff "Vernetzen" die Polymerisation von funktionalen Oligomeren und Monomeren in ein vernetztes Polymernetzwerk. Daher ist Vernetzen die Polymerisation ungesättigter Monomere oder Oligomere unter Anwesenheit von Vernetzungsmitteln.
- [0018] Die Begriffe "ungesättigtes Monomer", "funktionales Oligomer" und "Vernetzungsmittel" werden hierin mit ihrer üblichen Bedeutung verwendet und werden von den Durchschnittsfachleuten auf diesem Gebiet richtig verstanden.
- Die Einzahlform jedes Begriffes umfasst beabsichtigterweise sowohl die Einzahl als auch die Mehrzahl, d. h. eines oder mehrere jedes entsprechenden Materials.
- [0019] Der Begriff "ungesättigtes polymerisierbares Material" umfasst beabsichtigterweise jedes ungesättigte Material, das geeignet ist, einer Polymerisation unterzogen zu werden. der begriff umfasst ungesättigte Monomere, Oligomere und Vernetzungsmittel. Wiederum soll die Einzahlform jedes Begriffes sowohl die Einzahl als auch die Mehrzahl umfassen.
- [0020] Der Begriff "wellenlängenspezifischer Sensibilisator" wird hierin so verwendet, dass er bedeutet, dass der Sensibilisator so angepasst ist, dass er ein Absorptionswellenlängenband aufweist, das im Wesentlichen einer Emissionsspitze der Strahlung entspricht. Sowohl der Sensibilisator als auch die Strahlung oder beide können mehr als ein Absorptionswellenlängenband beziehungsweise eine Emissionsspitze aufweisen. In dem Fall, in dem sowohl der Sensibilisator als auch die Strahlung mehr als ein Absorptionswellenlängenband und eine Emissionsspitze haben, braucht die allgemeine Entsprechung, die gerade beschrieben worden ist, nicht auf ein einziges Absorptionswellenlängenband und auf eine einzige Emissionsspitze beschränkt werden.
- [0021] Der Begriff "Quantenausbeute" wird hierin dazu verwendet, um den Wirkungsgrad eines photochemischen Vorgangs anzuzeigen. Insbesondere ist die Quantenausbeute ein Maß für die Wahrscheinlichkeit, dass ein bestimmtes Molekül eine Menge an Licht während seiner Wechselwirkung mit einem Proton absorbiert. Der Begriff drückt die Anzahl der photochemischen Ereignisse pro absorbiertem Proton aus. Daher können die Ausbeuten von null (keine Absorption) bis 1 schwanken.
- [0022] Der Begriff "reaktive Spezies" wird hierin so verwendet, dass er jede chemisch reaktive Spezies bedeutet, wobei, ohne auf sie beschränkt zu sein, freie Radikale, Kationen, Anionen, Nitrene und Carbene, umfaßt sind.
- [0023] Der Begriff "beimischen", wie er hierin verwendet wird, soll jedes Mittel umfassen, das dazu führt, dass sich der wellenlängenspezifische Sensibilisator und der reaktive Spezies erzeugende Photoinitiator in ausreichend enger Nähe zueinander befinden, um die Übertragung der durch den Sensibilisator absorbierten Energie auf den Photoinitiator zu erlauben. Zum Beispiel können der wellenlängenspezifische Sensibilisator und der reaktive Spezies erzeugende Photoinitiator fest miteinander oder mit einem Spacer-Molekül verbunden sein, wie hierin im Folgenden durch kovalente, Wasserstoff-, von der Waals- oder Ionenbindung beschrieben. Alternativ dazu können der Sensibilisator und der Photoinitiator physikalisch zusammengemischt werden.
- [0024] Das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfasst das Erzeugen einer reaktiven Spezies durch das einer Strahlung Aussetzen eines polymolekularen Photoreaktors, wobei der polymolekulare Photoreaktor einen wellenlängenspezifischen Sensibilisator umfasst, der einem reaktive Spezies erzeugenden Photoinitiator beigemischt ist. In anderen Worten umfasst das Verfahren das Bereitstellen eines wellenlängenspezifischen Sensibilisators in Beimischung mit einem reaktive Spezies erzeugenden Photoinitiator und Bestrahlen des wellenlängenspezifischen Sensibilisators. Der Sensibilisator absorbiert Photonen, die eine bestimmte Wellenlänge aufweisen und überträgt die absorbierte Energie auf den Photoinitiator, welcher seinerseits eine reaktive Spezies erzeugt. Jedoch ist der Wirkungsgrad, mit dem eine reaktive Spezies erzeugt wird, deutlich größer als jener, der nur mit dem eine reaktive Spezies erzeugenden Photoinitiator allein gelingt. Zum Beispiel soll der gewünschte polymolekulare Photoreaktor eine Quantenausbeute größer als ungefähr 0,5 aufweisen. Besser soll die Quantenausbeute des polymolekularen Photoreaktors größer als ungefähr 0,6 sein. Noch besser soll die Quantenausbeute des polymolekularen Photoreaktors größer als ungefähr 0,7 sein. Wiederum noch besser soll die Quantenausbeute des polymolekularen Photoreaktors größer als ungefähr 0,8 sein, wobei die beste Quantenausbeute größer als ungefähr 0,9 sein sollte.
- [0025] Wie oben festgestellt, umfasst der polymolekulare Photoreaktor der vorliegenden Erfindung einen wellenlängenspezifischen Sensibilisator in Beimischung mit einem reaktive Spezies erzeugenden Photoinitiator. Jeder wellenlängenspezifische Sensibilisator, der den Durchschnittsfachleuten der Technik bekannt ist, kann in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wobei der wellenlängenspezifische Sensibilisator in dem Verfahren zur Erzeugung einer reaktiven Spezies oder zur Polymerisierung eines ungesättigten polymerisierbaren Materials ein Phthalsäurederivat oder ein phenylaliphatisches Ketonderivat ist oder so angepasst ist, um ein Absorptionswellenlängenband aufzuweisen, das der Emissionsspitze der Strahlung in einem weiteren Verfahren zur Erzeugung einer reaktiven Spezies oder zur Polymerisierung eines ungesättigten polymerisierbaren Materials entspricht. In ähnlicher Weise ist der wellenlängenspezifische Sensibilisator ein Phthalsäurederivat oder ein phenylaliphatisches Ketonderivat in einer vernetzbaren Haftmittelmischung nach der vorliegenden Erfindung. In ähnlicher Weise kann jeder reaktive Spezies erzeugende Photoinitiator verwendet werden, der die gewünschte reaktive Spezies erzeugt. Beispiele von reaktiver Spezies umfassen freie Radikale, Carbene, Nitrene, Katione und Anione, wobei die Beispiele aber nicht darauf beschränkt sind. Im Folgenden sind Beispiele mehrerer solcher Spezies dargestellt.
- [0026] Beispiele für Carbene umfassen zum Beispiel Methylen oder Carben, Dichlorcarben, Diphenylcarben, Alkylcarbonylcarbene, Siloxycarbene und Dicarbene. Beispiele für Nitrene umfassen, auch wiederum nur beispielhaft, Nitren, Alkylnitrene und Arylnitrene. Katione (manchmal als Carbokationen oder Carbonium-Ione bezeichnet) umfassen, wiederum beispielhaft, primäre, sekundäre und tertiäre Alkylkatione wie das Methylkation, Ethylkation, Propylkation, t-butylkation, t-phenylkation, t-hexylkation; Allylkatione; Benzylkatione; Arylkatione wie Triphenylkation; Cyclopropylmethylkatione; Methoxymethylkation; Triarylsulphoniumkatione; und Acylkatione. Katione umfassen auch jene, die von verschiedenen Metallsalzen gebildet werden wie Tetra-nbutylammonium tetrahaloaurat(III)salze; Natriumtetrachloroaurat(III); Vanadiumtetrachlorid; und Silber, Kupfer(I) und (II) und Thallium(I)-triflate. Beispiele für Anione (manchmal als Carbonione bezeichnet) umfassen wiederum bloß als Beispiele Alkylanione wie Ethylanion, n-propylanion, Isobutylanion und Neopentylanion; Cycloalkylanione wie Cyclopropylanion, Cyclobutylanion und Cyclopentylanion; Allylanione; Benzylanione; Arylanione; und schwefel- oder phosphorhaltige Alkylanione. Schließlich umfassen Beispiele von organometallischen Photoinitiatoren Titanocene, fluorierte Diaryltitanocene, Eisenarencomplexe, Mangandecacarbonyl und Methylcyclopentadienylmangantricarbonyl. Organometallische Photoinitiatoren erzeugen im Wesentlichen freie Radikale oder Kationen.
- [0027] Die Arten der Reaktionen, in die verschiedene reaktive Spezies eintreten, umfassen, wiederum nicht beschränkend, Anlagerungsreaktionen, wobei Polymerisationsreaktionen mitumfasst sind; Absonderungsreaktionen; Umlagerungsreaktionen; Abspaltungsreaktionen, wobei Decarboxylationsreaktionen mitumfasst sind; Oxidations-Reduktions (Redox) Reaktionen; Austauschreaktionen; und Konjugations/Dekonjugationsreaktionen.
- [0028] Mit Bezug auf die freie Radikale erzeugenden Photoinitiatoren können diese Photoinitiatoren jeder der Photoinitiatoren sein, die den Durchschnittsfachleuten in der Technik bekannt sind. Die größte Gruppe der Photoinitiatoren sind Carbonylverbindungen wie Ketone, insbesondere αaromatische Ketone. Beispiele von α-aromatischen Ketonphotoinitiatoren umfassen, wiederum nur als Beispiele, Benzophenone; Xanthone und Thixanthone; α-ketocaumarine; Benzile; α-alkoxydeoxybenzoine; Benzilketale oder α,α-dialkoxydeoxybenzoine; Benzoyldialkylphosphonate; Acetophenone wie α-hydroxycyclohexylphenylketon, α,α-dimethyl-α-hydroxyacetophenon, α,α-dimethyl-α-morpholino-4-methylthioacetophenon, α-ethyl-α-benzyl-α-dimethylaminoacetophenon, α-ethylα-benzyl-α-dimethylamino-4-morpholinoacetophenon, α-ethylα-benzyl-α-dimethylamino-3,4-dimethoxyacetophenon, α-ethylα-benzyl-α-dimethylamino-4-methoxyacetophenon, α-ethyl-αbenzyl-α-dimethylamino-4-dimethylaminoacetophenon, α-ethylα-benzyl-α-dimethylamino-4-methylacetophenon, α-ethyl-α-(2- propenyl)-α-dimethylamino-4-morpholinoacetophenon, α,αbis(2-propenyl)-α-dimethylamino-4-morpholinoacetophenon, αmethyl-α-benzyl-α-dimethylamino-4-morpholinoacetophenon und amethyl-α-(2-propenyl)-α-dimethylamino-4-morpholinoacetophenon; α,α-dialkoxyacetophenone; α-hydroxyalkylphenone; O- acryl α-oximinoketone; Acylphosphinoxide; Fluorenone wie Fluorenon, 2-t-butylperoxicarbonyl-9-fluorenon, 4-t-butylperoxicarbonylnitro-9-fluorenon und 2,7-di-t-butylperoxicarbonyl-9-fluorenon; und α- und β-naphthylcarbonylverbindungen. Andere freie Radikale erzeugende Photoinitiatoren umfassen wiederum nur beispielhaft Triarylsilylperoxide wie Triarylsilyln t-butylperoxide; Acylsilane und einige organometallische Verbindungen. Der gewünschte freie Radikale erzeugende Initiator ist ein Acetophenon.
- [0029] Der andere Bestandteil des polymolekularen Photoreaktors ist ein wellenlängenspezifischer Sensibilisator. Solche Sensibilisatoren sind im Wesentlichen Verbindungen, die, wenn sie dem reaktive Spezies erzeugenden Photoinitiator beigemischt sind, Photonen absorbieren, die eine spezifische Wellenlänge aufweisen, und die absorbierte Energie auf den Photoinitiator übertragen. In einem Verfahren zur Erzeugung einer reaktiven Spezies, in einem Verfahren zur Polymerisation eines ungesättigten polymerisierbaren Materials und in der vernetzbaren Haftmittelmischung nach der vorliegenden Erfindung werden zwei Klassen von Verbindungen als wellenlängenspezifische Sensibilisatoren verwendet, nämlich Phthalsäurederivate und phenylsubstituierte aliphatische Ketone. Ein besonders nützliches Beispiel jeder Klasse sind entsprechend zugeordnet Phthaloylglyzin und 4- (4-hydroxyphenyl)butan-2-on. In einem weiteren Verfahren zur Erzeugung einer reaktiven Spezies und in einem weiteren Verfahren der Polymerisation eines ungesättigten polymerisierbaren Materials ist der wellenlängenspezifische Sensibilisator so angepasst, um ein Absorptionswellenlängenband aufzuweisen, das der Emissionsspitze der Bestrahlung entspricht.
- [0030] Wie oben festgestellt, umfasst der polymolekulare Photoreaktor der vorliegenden Erfindung einen wellenlängenspezifischen Sensibilisator, der kovalent an einen reaktive Spezies erzeugenden Photoinitiator gebunden ist.
- [0031] Wünschenswerterweise ist der reaktive Spezies erzeugende Photoinitiator der vorliegenden Erfindung 2-[p-(2- methyllactoyl)phenoxy]ethyl 1,3-dioxo-2-isoindolinazetat, das die folgende Struktur aufweist:
- [0032] In einer anderen Ausführungsform ist der wellenlängenspezifische Sensibilisator, der an den reaktive Spezies erzeugende Photoinitiator gebunden ist, wünschenswerterweise 2-hydroxy-2-methyl-4'-[2-[p-(3-oxobutyl)phenoxy]ethoxy]propiophenon, das die folgende Struktur aufweist:
- [0033] In wieder einer anderen Ausführungsform ist der wellenlängenspezifische Sensibilisator, der an den reaktive Spezies erzeugende Photoinitiator gebunden ist, wünschenswerterweise 4-[p-[(4-benzoylcyclohexyl)oxy]phenyl]-2-butanon, das die folgende Struktur aufweist:
- [0034] In noch einer anderen Ausführungsform ist der wellenlängenspezifische Sensibilisator, der an den reaktive Spezies erzeugende Photoinitiator gebunden ist, wünschenswerterweise 1,3-dioxo-2-isoindolinazetatsäurediester mit 2- hydroxy-4'-(2-hydroyethoxy)-2-methylpropiophenon mit der folgenden Struktur:
- [0035] Wie bereits früher angeführt, ist der wellenlängenspezifische Sensibilisator so angepasst, um ein Wellenlängenabsorptionsband aufzuweisen, das im wesentlichen einer Emissionsspitze der Strahlung entspricht. Zusätzlich weist der wellenlängenspezifische Sensibilisator eine hohe Absorptionsintensität auf. Zum Beispiel kann der wellenlängenspezifische Sensibilisator einen molaren Schwächungs koeffizienten von größer als ungefähr 5.000 Liter pro Mol pro cm (1 mol&supmin;¹ cm&supmin;¹) als ein Absorptionsmaximum besitzen. Als ein anderes Beispiel kann der wellenlängenspezifische Sensibilisator einen molaren Schwächungskoeffizienten (Absorptionsvermögen) von größer als ungefähr 10.000 l mol&supmin;¹ cm&supmin;¹ besitzen. Als ein weiteres Beispiel kann der wellenlängenspezifische Sensibilisator einen molaren Schwächungskoeffizienten von größer als ungefähr 20.000 l mol&supmin;¹cm&supmin;¹ aufweisen.
- [0036] Die Absorptionsmerkmale des wellenlängenspezifischen Sensibilisators sind nicht auf ein einzelnes Wellenlängenband beschränkt. Viele Mischungen bringen mehr als ein Absorptionswellenlängenband hervor. Folglich kann ein wellenlängenspezifischer Sensibilisator eingestellt werden, um zwei oder mehr Wellenlängenbänder an Strahlung zu absorbieren. Alternativ können zwei oder mehr wellenlängenspezifische Sensibilisatoren mit einem reaktive Spezies erzeugenden Photoreaktor zusammengefügt werden. Solche zwei oder mehr wellenlängenspezifische Sensibilisatoren können dasselbe Wellenlängenband absorbieren oder sie können zwei oder mehr verschiedene Wellenlängenbänder an Strahlung absorbieren.
- [0037] In der Ausführungsform, in der der wellenlängenspezifische Sensibilisator an den reaktive Spezies erzeugenden Photoreaktor gebunden ist, kann jedes geeignete Verfahren, das in der Technik bekannt ist, eingesetzt werden, um den Sensibilisator an den Photoinitiator fest zu binden. Die Auswahl eines solchen Verfahrens hängt von den funktionalen Gruppen ab, die im Sensibilisator und im Photoinitiator vorhanden sind, und wird leicht von Durchschnittsfachleuten in diesem Gebiet der Technik getroffen werden. Solch ein festes Verbinden kann mittels funktionaler Gruppen, die bereits in den zu verbindenden Molekülen vorhanden sind, indem eine oder mehrere funktionale Gruppen in andere funktionale Gruppen überführt werden, oder durch ein oder mehrere Spacer-Moleküle erreicht werden. Der Begriff "Spacer-Molekül" wird hierin so verwendet, dass er jedes Molekül bezeichnet, das im Bindungsvorgang hilft. Zum Beispiel kann ein Spacer-Molekül in der Bindungsreaktion durch Entspannen der sterischen Hinderung beistehen. Alternativ kann ein Spacer-Molekül den Einsatz von reaktiveren oder besser geeigneten funktionalen Gruppen zulassen, was von den im Sensibilisator und im Photoinitiator vorhandenen funktionalen Gruppen abhängt. Es wird in Erwägung gezogen, dass ein Spacer-Molekül beim Energieübergang vom Sensibilisator auf den Photoinitiator behilflich sein kann, entweder indem es eine günstigere Angleichung erlaubt oder indem es einen günstigeren Energieübertragungsweg bereitstellt.
- [0038] Das der Strahlung Aussetzen des polymolekularen Photoreaktors führt zur Erzeugung einer reaktiven Spezies. Daher kann der polymolekulare Photoreaktor in jeder Situation eingesetzt werden, wo eine reaktive Spezies erforderlich ist, so wie für die Polymerisation eines ungesättigten Monomers und die Vernetzung eines ungesättigten Oligomer/Monomergemisches. Die ungesättigten Monomere und Oligomere können beliebige aus den den Durchschnittsfachleuten auf diesem Gebiet bekannten sein. Zusätzlich können die Polymerisations- und Vernetzungsmedien auch je nach Wunsch andere Materialien wie Pigmente, Streckmittel, Aminsynergisten und andere solche Zusätze umfassen, wie sie den Durchschnittsfachleuten auf diesem technischen Gebiet gut bekannt sind.
- [0039] Nur zum Zwecke der Veranschaulichung umfassen Beispiele von ungesättigten Monomeren und Oligomeren Ethylen; Propylen; vinylchloriertes Isobutylen; Styren; Isopren; Acrylnitril; acrylsaure methacyclische Säure; Ethylacrylat; Methylmetaacrylat; Vinylacrylate; Allylmethacrylate; Tripropylenglykoldiacrylat; Trimethylolpropanethoxylat- acrylat; Epoxyacrylate wie das Reaktionsprodukt eines Bisphenol-A-Epoxids mit Acrylsäure; Polyesteracrylate wie das Reaktionsprodukt von Acrylsäure mit einem auf Adipinsäure/Hexanediol basierenden Polyester; Urethanacrylate wie das Reaktionsprodukt von Hydroxypropylacrylat mit Diphenylmethan-4,4'-diisocyanyt; und Polybutadiendiacrylatoligomer.
- [0040] Wie bereits festgestellt, weist die Strahlung, der der polymolekulare Photoreaktor ausgesetzt wird, eine Wellenlänge von ungefähr 4 bis 1000 Nanometer auf. Daher kann die Strahlung Ultraviolettstrahlung sein, wobei mittleres Ultraviolett und fernes Ultraviolett oder Vakuumultraviolettstrahlung, sichtbare Strahlung und mittlere Infrarotstrahlung mitumfasst sind. Wünschenswerterweise weist die Strahlung eine Wellenlänge von ungefähr 100 bis ungefähr 900 Nanometer auf. Besser ist es, wenn die Strahlung eine Wellenlänge von ungefähr 100 bis 700 Nanometer aufweist.
- [0041] Wenn der reaktive Spezies erzeugende Photoinitiator eine organische Verbindung ist, dann ist die Strahlung wünschenswerterweise Ultraviolettstrahlung mit einer Wellenlänge von ungefähr 4 bis 400 Nanometer. Noch besser ist, wenn die Strahlung eine Wellenlänge von ungefähr 100 bis ungefähr 375 Nanometer aufweist, und noch besser sollte die Strahlung eine Wellenlänge von 200 bis ungefähr 370 Nanometer aufweisen. Zum Beispiel kann die Strahlung eine Wellenlänge von ungefähr 222 bis ungefähr 308 Nanometer aufweisen. Die Strahlung ist wünschenswerterweise inkohärente, gepulste Ultraviolettstrahlung von einer dielektrischen Sperrentladungsexcimerlampe.
- [0042] Wenn der wellenlängenspezifische Sensibilisator eine organometallische Verbindung ist, weist die Strahlung wünschenswerterweise eine Wellenlänge von ungefähr 4 bis ungefähr 1000 Nanometer auf. Besser ist es, die Strahlung weist eine Wellenlänge von ungefähr 700 bis ungefähr 900 Nanometer auf. Noch besser weist die Strahlung eine Wellenlänge von ungefähr 785 bis ungefähr 825 Nanometer auf. Am besten ist es, die Strahlung weist eine Wellenlänge von ungefähr 800 Nanometer auf.
- [0043] Dielektrische Sperrentladungsexcimerlampen (hierin im Folgenden auch als "Excimerlampen" bezeichnet) werden zum Beispiel in U. Kogelschatz, "Silent discharges of the generation of ultraviolet and vacuum ultraviolet excimer radiation. Pure&Appl.Chem., 62, Nr. 9, pp. 1667-1674 (1990); und E. Eliasson und U. Kogelschatz, "UV Excimer Radiation from Dielectric-Barrier Discharges." Appl. Phys. B. 46, pp. 299-303 (1988) beschrieben. Excimer Lampen werden von ABB Infocom GmbH, Lenzburg, Schweiz entwickelt und sind zur Zeit von Heraeus Noblelight GmbH, Kleinostheim, Deutschland vertrieben.
- [0044] Die Excimerlampe strahlt inkohärente, gepulste Ultraviolettstrahlung aus. Solche Strahlung weist eine relativ enge Bandbreite auf, d. h. die halbe Breite liegt in der Größenordnung von ungefähr 5 bis 100 Nanometer. Wünschenswerterweise weist die Strahlung eine Halbbreite in der Größenordnung von ungefähr 5 bis 50 Nanometer auf und noch besser eine Halbbreite in der Größenordnung von 5 bis 25 Nanometer. Am besten liegt die Halbbreite in der Größenordnung von 5 bis 15 Nanometer.
- [0045] Die Ultraviolettstrahlung, die von der Excimerlampeausgestrahlt wird, kann in einer Mehrzahl von Wellenlängen ausgestrahlt werden, wobei eine oder mehrere der Wellenlängen innerhalb des Bandes mit einer maximalen Intensität ausgestrahlt werden. Dementsprechend erzeugt eine Aufzeichnung der Wellenlänge in dem Band in Bezug auf die Intensität jeder Wellenlänge im Band eine Glockenkurve. Die "halbe Breite" des Bereichs der Ultraviolettstrahlung, die durch die Excimerlampe ausgestrahlt wird, wird als die Breite der Glockenkurve bei 50% der größten Höhe der Glockenkurve festgelegt.
- [0046] Die ausgestrahlte Strahlung einer Excimerlampe ist inkohärent und gepulst, die Frequenz der Pulse hängen von der Frequenz der Wechselstromversorgungsquelle ab, die üblicherweise in einem Bereich von ungefähr 20 bis ungefähr 300 kHz liegt. Eine Excimerlampe wird typischerweise durch die Wellenlänge gekennzeichnet oder bezeichnet, bei der die größte Intensität der Strahlung auftritt, wobei dieser Übereinkunft in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen gefolgt wird. Daher ist im Vergleich zu den meisten anderen wirtschaftlich nutzbaren Quellen von Ultraviolettstrahlung, die typischerweise über das gesamte Ultraviolettspektrum und sogar in den sichtbaren Bereich hinein emittieren, die Strahlung von Excimerlampen im Wesentlichen monochromatisch.
- [0047] Excimer sind unstabile, im Anregungszustand befindliche Molekularkomplexe, die nur unter extremen Bedingungen auftreten, wie dies jene sind, die in besonderen Arten von Gasentladungen vorübergehend bestehen. Typische Beispiele sind die Molekularbindungen zwischen zwei gasförmigen Edelgasatomen oder zwischen einem Edelgasatom und einem Halogenatom. Excimerkomplexe spalten sich innerhalb weniger als einer Mikrosekunde und setzen, während sie sich trennen, ihre Bindungsenergie in der Form von ultravioletter Strahlung frei. Dielektrische Sperrexcimer strahlen im Wesentlichen im Bereich von ungefähr 125 nm bis ungefähr 500 nm aus, was von der Excimergasmischung abhängt.
- [0048] Daher stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen einer reaktiven Spezies durch einer Strahlung Aussetzen eines polymolekularen Photoreaktors bereit, in welchem der polymolekulare Photoreaktor einen wellenlängenspezifischen Sensibilisator in Zusammenfügung mit einem reaktive Spezies erzeugenden Photoinitiator umfasst. Auch kann, wie oben festgestellt, der polymolekulare Photoreaktor in jeder Situation eingesetzt werden, wo reaktive Spezies erforderlich sind, wie dies für die Polymerisation eines ungesättigten Monomers und das Vernetzen eines ungesättigten Oligomer/Monomergemischs der Fall ist.
- [0049] Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Polymerisierung eines ungesättigten polymerisierbaren Materials bereit, umfassend das Beimischen des polymolekularen Photoreaktors der vorliegenden Erfindung zu ungesättigtem polymerisierbarem Material und Bestrahlen der Beimischung. Wünschenswerterweise wird die Beimischung mit Strahlung mit einer Wellenlänge von ungefähr 4 bis ungefähr 1000 Nanometer bestrahlt. Das ungesättigte polymerisierbare Material, der polymolekulare Photoreaktor und die Strahlung, die in dem Verfahren zur Polymerisierung eines ungesättigten polymerisierbaren Materials verwendet werden können, sind in vollem Umfang oben beschrieben worden. In einer Ausführungsform ist das ungesättigte polymerisierbare Material eine ungesättigte Oligomer/Monomermischung.
- [0050] Die vorliegende Erfindung stellt des Weiteren eine Klebemischung, die den polymolekularen Photoreaktor der vorliegenden Erfindung umfasst, und ein ungesättigtes polymerisierbares Material bereit, das durch Strahlungsaussetzung vernetzbar ist. In ähnlicher Weise stellt die vorliegende Erfindung auch eine beschichtete Struktur bereit, die zumindest zwei Schichten umfasst, die mit der Klebemischung der vorliegenden Erfindung zusammengeklebt sind, von denen zumindest eine Schicht ein Zellstoff- oder Polyolefinvlies bzw. -film ist und wobei die Klebemischung durch Strahlungsaussetzung vernetzt worden ist. Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Laminieren einer Struktur bereit, die zumindest zwei Schichten umfasst, von denen zumindest eine Schicht ein Zellulose- oder Polyolefinvlies oder -film ist, mit der Klebemischung der vorliegenden Erfindung zwischen den Schichten, durch Bestrahlen der Klebemischung, um die Klebemischung zu vernetzen. Das ungesättigte polymerisierbare Material, der polymolekulare Photoreaktor und die Strahlung, die in dieser Ausführungsform verwendet werden, sind oben in vollem Umfang beschrieben.
- [0051] Die vorliegende Erfindung stellt auch eine polymerbeschichtete Faser bereit, die durch Beschichten einer Faser mit einer Mischung, die eine Beimischung von ungesättigtem polymerisierbarem Material und dem polymolekularen Photoreaktor der vorliegenden Erfindung umfasst, und durch Bestrahlen der Beschichtung auf der Faser mit einer Menge an Strahlung, die ausreicht, um die Mischung zu vernetzen, hergestellt wird. In einer Ausführungsform ist das ungesättigte polymerisierbare Material ein ungesättigtes Oligomer/Monomergemisch. Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls ein Verfahren zum Beschichten einer Faser bereit, die das Beschichten einer Faser mit einer Mischung, die eine Beimischung aus ungesättigtem polymerisierbarem Material und dem polymolekularen Photoreaktor der vorliegenden Erfindung umfasst, und das Bestrahlen der Beschichtung auf der Faser mit einer Menge an Strahlung, die ausreicht, um die Mischung zu vernetzen, umfasst. In einer Ausführungsform ist das ungesättigte polymerisierbare Material ein ungesättigtes Oligomer/Monomergemisch. Das ungesättigte polymerisierbare Material, der polymolekulare Photoreaktor, die Strahlung, die in dieser Ausführungsform verwendet werden, sind oben in vollem Umfang beschrieben.
- [0052] Die vorliegende Erfindung stellt des Weiteren eine polymerbeschichtete Bahn bereit, das durch Beschichten einer Bahn mit einer Mischung, die eine Beimischung aus ungesättigtem polymerisierbarem Material und dem polymolekularen Photoreaktor der vorliegenden Erfindung umfasst, und durch Bestrahlen der Beschichtung auf der Bahn mit einer Menge an Strahlung, die ausreicht, um die Mischung zu vernetzen, hergestellt wird. Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Beschichtung einer Bahn bereit, das das Beschichten einer Bahn mit einer Mischung, die eine Beimischung aus ungesättigtem polymerisierbarem Material und dem polymolekularen Photoreaktor der vorliegenden Erfindung umfasst, und das Bestrahlen der Beschichtung auf der Bahn mit einer Menge an Strahlung, die ausreicht, um die Mischung zu vernetzen, umfasst.
- [0053] Es versteht sich von selbst, dass das polymerisierbare Material, dem der polymolekulare Photoreaktor der vorliegenden Erfindung beigemischt wird, mit jedem Mittel, das in der Technik bekannt ist, beigemischt werden kann und dass die Mischung mit einer Menge an Strahlung bestrahlt wird, die ausreicht, um das Material zu polymerisieren. Die Menge an Strahlung, die ausreicht, um das Material zu polymerisieren, ist leicht von jemandem mit gewöhnlichen Kenntnissen in der Technik bestimmbar und hängt von der Art und der Menge des polymerisierbaren Materials, der Intensität und der Wellenlänge der Strahlung und der Dauer der Strahlungsaussetzung ab.
- [0054] Es versteht sich ebenfalls von selbst, dass das Polymerbeschichten auf einer Bahn oder Faser jede gewünschte Dicke durch die Dicke der aufgebrachten Beimischung annehmen kann, solange die Mischung ausreichend bei Strahlenaussetzung polymerisiert. Jedes in der Technik bekannte Verfahren kann eingesetzt werde, um eine Bahn oder Faser mit der Beimischung der vorliegenden Erfindung zu beschichten.
- [0055] Der Begriff "Faser", wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine fadenförmige Struktur. Die Fasern, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können beliebige in der Technik bekannte sein. Die Begriffe "Bahn" oder "Vliesbahn" werden austauschbar verwendet, um eine bahnartige Sache zu bezeichnen, die aus einer oder mehreren überlappenden oder miteinander verbundenen Fasern in einer nicht gewebten Weise besteht. Es versteht sich von selbst, dass alle in der Technik bekannten Vliesfasern in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
- [0056] Mit Bezug auf die laminierten Strukturen der vorliegenden Erfindung versteht es sich von selbst, dass jede Art Schicht in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, unter der Bedingung, dass zumindest eine der Schichten genügend Strahlung durch die Schicht hindurch eindringen lässt, um es der Beimischung zu ermöglichen ausreichend zu polymerisieren. Dementsprechend können alle Zellulose- oder Polyolefinvliesbahnen oder -filme, die in der Technik bekannt sind, als eine der Schichten verwendet werden, solange sie Strahlung hindurchgehen lassen. Wiederum ist die Menge an Strahlung, die ausreicht, um die Beimischung zu polymerisieren, leicht von jemandem mit gewöhnlichen Kenntnissen in der Technik bestimmbar und hängt von der Art und der Menge der Photoreaktorzusammensetzung, von der Art und der Menge des polymerisierbaren Materials, der Art und Dicke der Schicht, der Intensität und der Wellenlänge der Strahlung und der Dauer der Strahlungsaussetzung ab.
- [0057] Die vorliegende Erfindung ist des Weiteren durch die Beispiele, die folgen, beschrieben. Solche Beispiele dürfen jedoch nicht als in irgendeiner Weise als beschränkend in Bezug auf den Geist und den Umfang der vorliegenden Erfindung angesehen werden. In den Beispielen sind alle Teile mit ihrem Gewicht angegeben, außer es ist anders festgestellt.
- [0058] Dieses Beispiel beschreibt die Zubereitung des bimolekularen Photoreaktors 2-[p-(2-methyllactoyl)phenoxy]ethyl 1,3-dioxo-2-isoindolinazetat.
- [0059] Ein 250 ml, dreihälsiger Glaskolben mit rundem Boden wurde mit einer Dean-and-Stark Vorrichtung mit Kondensator und zwei Glasstöpseln ausgerüstet. Der Glaskolben wurde mit 20,5 g (0,1 mol) Phthaloylgyclin (Aldrich Chemical Company, Milwaukee, Wisconsin), 24,6 g (0,1 mol) IRGACURE® 2959 (α,α-dimethyl-α-hydroxy-4(2-hydroxyethoxy)acetophenon, Ciba-Geigy Corporation, Hawthorne, New York), 100 ml Benzen (Aldrich) und 0,4 g p-toluensulfonsäure (Aldrich) beladen. Die sich ergebende Mischung wurde auf Rückflusstemperatur über drei Stunden erhitzt, wonach 1,8 ml (0,1 mol) Wasser in der Dean-and-Stark Vorrichtung gesammelt wurden. Das Lösungsmittel wurde entfernt, um 43,1 g weißen Pulvers zu gewinnen. Das Pulver wurde aus 30 Volumsprozent Ethylazetat in Hexan (Fisher Scientific, Pittsburgh, Pennsylvania) rekristallisiert, um 40,2 g (93 Prozent Ausbeute) eines weißen kristallinen Pulvers mit einem Schmelzpunkt von 153 - 4ºC zu ergeben.
- [0060] Die erwartete Struktur wurde durch Infrarot- und Nuklearmagnetresonanzanalysen verifiziert. Das Infrarotspektrum des Pulvers wurde als ein Nujol-Mull erzielt und zeigte Absorptionsspitzen bei 3440, 1760, 1680 und 1600 cm&supmin;¹. Die Nuklearmagnetresonanzdaten für das Pulver waren wie folgt:
- ¹HNMR (CDCl&sub3;): 1,64 (s), 4,25 (m), 4,49 (m), 6,92 (m), 7,25 (m), 7,86 (m), 7,98 (m), 8,06 (m) ppm.
- [0061] Dieses Beispiel beschreibt die Zubereitung des bimolekularen Photoreaktors 2-hydroxy-2-methyl-4'-[2-[p-(3- oxobutyl)phenoxy]ethoxy]propiophenon. Die Zubereitung erfolgte in zwei Schritten,
- [0062] Ein 100 ml Glaskolben mit rundem Boden wurde mit 24,6 g (0,1 mol) IRGACURE® 2959, 20 ml Toluen (Aldrich), 11,9 g (0,1 mol) Thionylchlorid (Aldrich) und 0,5 ml Pyridin (Aldrich) beladen. Der Glaskolben wurde mit einem Kondensator ausgerüstet und die Reaktionsmischung wurde auf Rückflusstemperatur über zwei Stunden erhitzt. Das Lösungsmittel wurde durch Destillation bei vermindertem Druck (0,1 Torr) entfernt, um einen farblosen Feststoff zu gewinnen, der ohne Reinigung verwendet wurde.
- [0063] Einem 250 ml, dreihälsigen Glaskolben mit rundem Boden, der mit einem Kondensator und einer Magnetrührstange ausgerüstet war, wurden 17,6 g (0,1 mol) 4-(4-hydroxyphenyl)butan-2-on (Aldrich) das chlorsubstituierte IRGACURE® 2959 (α,α-dimethyl-α-hydroxy-4(2-hydroxyethoxy)acetophenon), zubereitet wie oben beschrieben, 1,0 ml Pyridin und 100 ml wasserfreies Tetrahydrofuran (Aldrich) hinzugefügt. Die Mischung wurde bei Rückflusstemperatur drei Stunden erhitzt und das Lösungsmittel wurde dann teilweise (ungefähr 60 Volumsprozent) unter verringertem Druck entfernt. Die verbleibende Mischung wurde in Eiswasser geleert und zwei 50-ml-Aliquot restlos Diethylether (Aldrich) extrahiert. Die Etherextrakte wurden verbunden und über wasserlosem Magnesiumsulfat getrocknet. Die Entfernung des Lösungsmittels ließ 39,1 g eines weißen Feststoffs zurück. Rekristallisation des Feststoffs, wie in Beispiel 1 beschrieben, ergab 36,7 g (91 Prozent Ausbeute) eines weißen kristallinen Pulvers mit einem Schmelzpunkt von 142 3ºC.
- [0064] Die erwartete Struktur wurde durch Infrarot- und Nuklearmagnetresonanzanalysen verifiziert. Das Infrarotspektrum des Pulvers wurde als ein Nujol-Mull erzielt und zeigte Absorptionsspitzen bei 3460, 1740, 1700, 1620 und 1600 cm&supmin;¹. Die Nuklearmagnetresonanzdaten für das Pulver waren wie folgt:
- ¹HNMR (CDCl&sub3;): 1,62 (s), 4,2 (m), 4,5 (m), 6,9 (m) ppm.
- [0065] Dieses Beispiel beschreibt die Zubereitung des bimolekularen Photoreaktors [p-[(4-benzoylcyclohexyl)oxy]phenyl]-2-butanon.
- [0066] Einem 250 ml, zweihälsigen Glaskolben mit rundem Boden, der mit einem Kondensator und einem Stöpsel ausgerüstet war, wurden 20,4 g (0,1 mol) IRGACURE® 184 (Ciba- Geigy) und 100 ml wasserfreies Tetrahydrofuran hinzugefügt. Die Mischung wurde gerührt und auf Eis/Salzbadtemperatur gekühlt, während der Glaskolben mit Argon gespült wurde. Der sich ergebenden Lösung wurde langsam 20,0 g (0,15 mol) Aluminiumchlorid (Aldrich) über eine 40-minütige Zeitspanne hinweg hinzugefügt. Die sich ergebende Mischung wurde 20 zusätzliche Minuten gerührt. Der Mischung wurde dann 17,6 g (0,1 mol) 4-(4-hydroxyphenyl)butan-2-on hinzugefügt. Die neue Mischung wurde über Nacht gerührt, während sie sich auf die Umgebungstemperatur erwärmen durfte. Die Reaktionsmischung wurde dann in Eiswasser geleert und mit drei 50-ml Portionen Diethylether extrahiert. Entfernung des Ethers ergab 34,1 g weißen Feststoffs. Rekristallisation des Feststoffs von einem 10 volumsprozentigen Ethylazetat in Hexan ergab 30,2 g (83 Prozent) weißen kristallinen Pulvers mit einem Schmelzpunkt von 136 - 8ºC.
- [0067] Die erwartete Struktur wurde durch Infrarot- und Nuklearmagnetresonanzanalysen verifiziert. Das Infrarotspektrum des Pulvers wurde als ein Nujol-Mull erzielt und zeigte Absorptionsspitzen bei 1760, 1740, 1620 und 1600 cm&supmin;¹. Die Nuklearmagnetresonanzdaten für das Pulver waren wie folgt:
- ¹HNMR (CDCl&sub3;): 2,10 (s), 2,70 (m), 6,80 (m), 6,92 (m), 8,42 (m) ppm.
- [0068] Dieses Beispiel beschreibt die Zubereitung des trimolekularen Photoreaktors 1,3-dioxo-2-isoindolinazetatsäurediester mit 2-hydroxy-4'-(2-hydroyethoxy)-2-methylpropiophenon.
- [0069] Ein 250 ml, zweihälsiger Glaskolben mit rundem Boden wurde mit einem Kondensator und mit einer Dean-and-Stark Vorrichtung ausgerüstet. Der Glaskolben wurde mit 41,0 g (0,2 mol) Phthaloylgyclin, 24,6 g (0,1 mol) IRGACURE® 2959, 100 ml Benzen und 3 ml konzentrierter Schwefelsäure (Fisher) beladen. Die Mischung wurde auf Rückflusstemperatur drei Stunden lang erhitzt, wonach sich 3,6 ml (0,2 mol) Wasser in der Dean-and-Stark Vorrichtung angesammelt hatten. Das Lösungsmittel wurde aus der Reaktionsmischung entfernt, um 61,8 g eines Feststoffs zu ergeben. Das Material wurde rekristallisiert, wie in Beispiel 1 beschrieben, um 57,6 g (93 Prozent) an Produkt mit einem Schmelzpunkt von 168 - 9ºC zu ergeben.
- [0070] Die erwartete Struktur wurde durch Infrarot- und Nuklearmagnetresonanzanalysen verifiziert. Das Infrarotspektrum des Pulvers wurde als ein Nujol-Mull erzielt und zeigte Absorptionsspitzen bei 1760, 1740, 1620 und 1600 cm&supmin;¹. Die Nuklearmagnetresonanzdaten für das Pulver waren wie folgt:
- ¹HNMR (CDCl&sub3;): 1,64 (s), 4,25 (m), 4,49 (m), 6,91 (m), 7,30 (m), 7,84 (m), 98 (m) 8,06 (m) ppm.
- [0071] Dieses Beispiel beschreibt die Bewertung des Vernetzungsverhaltens der Haftmittel, die die polymolekularen Photoreaktoren der Beispiele 1-4 einschließlich enthalten, wobei sie der ultravioletten Strahlung einer Excimerlampe ausgesetzt wurden.
- [0072] Eine Excimerlampe, die im Wesentlichen so gestaltet ist, wie sie von Kozelschatz und Eliasson et al., supra, beschrieben worden ist, wurde eingesetzt und wird schematisch in Fig. 1 gezeigt. Mit Bezug auf Fig. 1 umfasste die Excimerlampe 100 drei koaxiale Quarzzylinder und zwei koaxiale Elektroden. Der äußere koaxiale Quarzzylinder 102 war an den Enden desselben mit einem mittigen koaxialen Quarzzylinder 104 verschmolzen, um einen ringförmigen Entladungsraum 106 zu bilden. Eine Excimer-bildende Gasmischung war in dem ringförmigen Entladungsraum 106 eingeschlossen. Ein innerer koaxialer Quarzzylinder 108 war innerhalb des mittigen Zylinders 104 angeordnet. Die innere koaxiale Elektrode 110 umfasste einen um den inneren Zylinder 108 gewickelten Draht. Die äußere koaxiale Elektrode 112 umfasste ein Drahtgitter mit einer Mehrzahl von Öffnungen 114. Die innere koaxiale Elektrode 110 und die äußere koaxiale Elektrode 112 waren mit einem Hochspannungsgenerator 116 verbunden. Elektrische Entladung wurde durch Anlegen einer Wechselstromhochspannung an die koaxialen Elektroden 110 und 112 aufrechterhalten. Die Betriebsfrequenz betrug 40 kHz, die Betriebsspannung 10 kV. Kühlwasser wurde durch den inneren koaxialen Quarzzylinder 108 hindurchgeleitet, wodurch die Temperatur an der äußeren Oberfläche der Lampe weniger als ungefähr 120ºC betrug. Die sich ergebende Ultraviolettstrahlung wurde durch die Öffnungen 114 ausgesandt, wie durch die Linien 118 gezeigt. Die Lampe wurde als ein Zusammenbau aus vier Lampen 100, die Seite an Seite in einer parallelen Anordnung aufgebaut waren, eingesetzt.
- [0073] Eine Standardklebermischung wurde durch Mischen von 90 Gewichtsteilen GENOMER®D15OOB Difunktionales Polyesterurethänacrylat (Mader, Biddle Sawyer Corporation, New York, New York) und 9 Teilen Pentaerythritoltriacrylat (Polysciences, Inc., Warrington, Pennsylvania) zubereitet. Die Mischung wurde mittels eines Magnetrührstabs 20 Minuten lang bei 80ºC gerührt.
- [0074] Gleichteilen der Standardklebermischung wurden jeweils entsprechend die Verbindungen der Beispiele 1-4 hinzugefügt. Zwei Kontrollmischungen wurden unter Einsatz von im Handel erhältlicher Photoinitiatoren zubereitet, wobei IRGACURE® 907 (α,α-dimethyl-α-morpholino-4-methylthiophenylacetophenon oder 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropanon-1, Ciba-Geigy) als Kontrollprobe A und IRGACURE® 2959 als Kontrollprobe B dient. In jedem Fall war die hinzugefügte Menge an Photoinitiator oder Photoreaktor 1 Teil. Jede sich ergebende Mischung wurde gründlich gerührt. Ein paar Tropfen jeder Mischung wurden auf eine Metallplatte (Q-Panel Company, Cleveland, Ohio) gegeben und mittels einer Abziehstange (Industry Tech., Oldsmar, Florida) zu einem Film ausgestrichen, der eine Dicke von ungefähr 0,6 mil (ungefähr 0,015 mm) aufwies. Jeder Film wurde dann 222 Nanometer (nm) Ultraviolettstrahlung, die von einer KrCI* Excimerlampe ausgestrahlt wurde, über eine Zeitdauer ausgesetzt, die ausreicht, um den Film zu vernetzen (Durchnetzungszeit).
- [0075] Ein Kleberfilm wurde als vollständig vernetzt bezeichnet, d. h. durch die gesamte Dicke des Films, wenn er den Kratztest bestand; siehe z. B. M. Braithwaite et al., "Chemistry & Technology of UV & EB Formulation for Coatings, Inks & Paints.", Vol. IV, SITA Technology Ltd., London, 1991, pp. 11-12. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
- Kontrolle A 15,0
- Kontrolle B 12,4
- Beispiel 1 2,0
- Beispiel 2 3,2
- Beispiel 3 4,6
- Beispiel 4 2,2
- [0076] Das Verfahren aus Beispiel 5 wurde mit unterschiedlichen Konzentrationen an Photoreaktor wiederholt. Die Menge an Pentaerythritoltriacrylat wurde so verringert, wie es erforderlich war, um 100 Teile kontrollphotoinitiatorhaltigen oder photoreaktorhaltigen Klebers bereitzustellen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 zusammengefasst (die Daten für eine Kontrollphotoinitiator- oder eine Photoreaktorkonzentration von 1 Prozent sind aus Beispiel 1). Tabelle 2 Zusammenfassung der Durchnetzungszeiten mit unterschiedlichen Photoreaktorkonzentrationen
- [0077] Während die Daten in Tabelle 1 und 2 die beachtlichen Verbesserungen in den Durchnetzungsraten deutlich zeigen, die mit den polymolekularen Photoreaktoren der vorliegenden Erfindung erzielt werden, wurden die Daten in Tabelle 2 auch als Photoreaktorkonzentration über Durchnetzungszeit ausgedruckt. Die sich ergebenden Ausdrucke, die in Fig. 2 gezeigt werden, zeigen auf dramatische Weise solche beachtlichen Verbesserungen.
- [0078] Eine Serie von Experimenten wurde wie in Beispiel 5 beschrieben durchgeführt, wobei nur Kontrollcharge B und der polymolekulare Photoreaktor aus Beispiel 1 verwendet wurden, um die Auswirkung der Filmdicke auf die Durchnetzungszeiten zu bestimmen. In jedem Fall betrug die Konzentration des Kontrollphotoinitiators oder des Photoreaktors 4 Gewichtsprozent. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengefasst (die Daten für eine Filmdicke von 0,6 mil sind Tabelle 1 entnommen). Tabelle 3 Zusammenfassung der Durchnetzungszeiten mit unterschiedlichen Filmdicken
- [0079] Unabhängig von der eingesetzten Filmdicke stellte der polymolekulare Photoreaktor aus Beispiel 1 deutlich viel schnellere Durchnetzungsraten bereit. Um das Ausmaß der Verbesserung und etwaige Trends, die vorhanden sein können, besser zu veranschaulichen, wurden die Daten aus Tabelle 3 als Filmdicke in mil über Durchnetzungszeit ausgedruckt. Die Ausdrucke werden in Fig. 3 gezeigt. Während es offensichtlich ist, dass die Filmdicke die Durchnetzungszeit in jedem Fall ungefähr linear beeinflusst, ist die Zuwachsrate mit zunehmender Filmdicke für den Kontrollphotoinitiator viel größer als für den polymolekularen Photoreaktor aus Beispiel 1.
- [0080] Es kann bemerkt werden, dass auf Grund des hohen molaren Absorptionsvermögens des polymolekularen Photoreak tors der vorliegenden Erfindung Filmdicke/Durchnetzungsbeschränkungen bei sehr hoher Filmdicke beobachtet werden kann. Zum Beispiel blieb ein 25 mil (ungefähr 0,64 mm) Kleberfilm, der den Photoreaktor aus Beispiel 1 enthielt, auf der Seite, die benachbart zu der den Film tragenden Metallplatte war, klebrig, obwohl die obere Oberfläche oder Oberseite des Films den Kratztest bestand.
- [0081] Die Vorgangsweise aus Beispiel 1 wurde mit Kontrollcharge A, Kontrollcharge B und dem Photoreaktor aus Beispiel 1 wiederholt, um das Vernetzungsverhalten der Filme bei Strahlungsaussetzung von einer anderen Ultraviolettlichtquelle zu prüfen. In diesem Fall wurde eine 550- Watt Hanovia Mitteldruckquecksilberlampe mit breitem Emissionsspektrum (Hanovia Lamp Co., Hewark, New Jersey) an Stelle der Excimerlampe eingesetzt. Der Abstand von der Lampe zur zu bestrahlenden Probe betrug ungefähr 16 Inch (ungefähr 41 cm). Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengefasst.
- Kontrolle A 60 Sekunden
- Kontrolle B 90 Sekunden
- Beispiel 1 15 Sekunden
- [0082] Die Überlegenheit des polymolekularen Photoreaktors der vorliegenden Erfindung gegenüber bekannten Photoinitiatoren zeigt sich deutlich, auch wenn die Strahlung nicht die im Wesentlichen monochromatische Abstrahlung aufweist, die kennzeichnend für eine Excimerlampe ist. Das wirkungsvolle Einstellen des polymolekularen Photoreaktors auf ein bestimmtes Wellenlängenband erlaubt es dem Photoreaktor, eine beliebige Strahlung im Emissionsspektrum der Strahlungsquelle, die mit dem "eingestellten" Wellenlängenband übereinstimmt, besser auszunutzen, auch wenn die Intensität einer solchen Strahlung geringer ist als, zum Beispiel, Strahlung von einem Strahler mit engem Band, wie bei einer Excimerlampe. Mit anderen Worten hängt die Wirksamkeit des polymolekularen Photoreaktors der vorliegenden Erfindung nicht von der Verfügbarkeit oder dem Einsatz einer Strahlungsquelle mit einem engen Wellenlängenband ab.
- [0083] Schließlich wurde die Vorgangsweise aus Beispiel 5 unter Verwendung einfacher Mischungen von Sensibilisator und Photoinitiator wiederholt. Zwei Mischungen wurden untersucht. Die erste Mischung (Mischung A) umfasste die Kontrollcharge A und Phthaloylglyzin, wobei beide auf dem Niveau von 1 Gewichtsprozent im Kleber vorhanden waren. Die zweite Mischung (Mischung B) umfasste die Kontrollcharge B und Phthaloylglyzin; wiederum war jeder Bestandteil auf dem Niveau von 1 Gewichtsprozent im Kleber vorhanden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 zusammengefasst.
- A 12,8 Sekunden
- B 10,1 Sekunden
- [0084] Es ist aus Tabelle 1 des Beispiels 5 erinnerlich, dass die Durchnetzungszeiten für Kontrollcharge A und B bei 1 Gewichtsprozent 15,0 beziehungsweise 12,4 Sekunden betrugen. In gleicher Weise ist erinnerlich, dass die Durchnetzungszeit für den bimolekularen Photoreaktor aus Beispiel 1, der ebenfalls auf dem Niveau 1 Gewichtsprozent vorhanden war, 2,0 Sekunden betrug. Wenn man nun bedenkt, dass jeder der Bestandteile in den Mischungen, die in Tabelle 5 zusammengefasst sind, auf dem Niveau von 1 Gewichtsprozent vorhanden war, so ist offensichtlich, dass Mischungen aus den Sensibilisatoren und Photoinitiatoren in diesen Beispielen im Wesentlichen nicht wirkungsvoller sind als die Photoinitiatoren allein. Daher waren die einzigartigen Ergebnisse, die mit den polymolekularen Photoreaktoren dieser Beispiele erzielt wurden, von der kovalenten Bindung des Sensibilisators an den freie Radikale erzeugenden Photoinitiator abhängig. Nichtsdestoweniger wird angenommen, dass physikalische Mischungen des Sensibilisators und Photoinitiators in der Lage sind, bessere Ergebnisse als jene zu liefern, die mit dem Photoinitiator allein erzielbar wären. Es wird als gegeben festgestellt, dass solche Mischungen durch Verbessern des Mischens und/oder der Mengenverhältnisse der zwei Bestandteile optimiert werden können.
- [0085] Während die Beschreibung genau mit Bezug auf besondere Ausführungsformen davon durchgeführt worden ist, versteht es sich von selbst, dass Fachleute in dieser Technik, nachdem sie das Vorangehende verstanden haben, leicht Abänderungen, Variationen und Gleichwertiges zu diesen Ausführungsformen erstellen können. Dementsprechend sollte der Umfang der vorliegenden Erfindung als jener der angefügten Ansprüche und jedweder Äquivalente dazu bewertet werden.
Claims (54)
1. Verfahren zur Erzeugung einer reaktiven Spezies,
umfassend: die Bereitstellung eines
wellenlängenspezifischen Sensibilisators, der an einen reaktiven
spezieserzeugenden Photoinitiator kovalent gebunden
ist, wobei der wellenlängenspezifische Sensibilisator
ein Phthalsäurederivat oder ein phenylsubstituiertes
aliphatisches Ketonderivat ist, sowie die Bestrahlung
des wellenlängenspezifischen Sensibilisators.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator mit einer Strahlung der
Wellenlänge von 4 bis 1000 nm bestrahlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erzeugte reaktive
Spezies ein freies Radikal, Carben, Nitren, ein Anion
oder ein Kation ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Spacer-Molekül
zwischen dem wellenlängenspezifischen Sensibilisator
und dem Photoinitiator, der die reaktive Spezies
erzeugt, angeordnet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator, der an den Photoinitiator,
der die reaktive Spezies erzeugt, gebunden ist, die
folgende Struktur aufweist:
6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator, der an den Photoinitiator,
der die reaktive Spezies erzeugt, gebunden ist, die
folgende Struktur aufweist:
7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator, der an den Initiator, der
die reaktive Spezies erzeugt, gebunden ist, die
folgende Struktur aufweist:
8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator, der an den Photoinitiator,
der die reaktive Spezies erzeugt, gebunden ist, die
folgende Struktur aufweist:
9. Verfahren zur Erzeugung einer reaktiven Spezies,
umfassend: die Bereitstellung eines
wellenlängenspezifischen Sensibilisators, der an einen reaktiven
spezieserzeugenden Photoinitiator kovalent gebunden
ist, sowie die Bestrahlung des
wellenlängenspezifischen Sensibilisators mit inkohärenter, gepulster
Ultraviolettstrahlung, wobei die Strahlung eine
Wellenlänge von 100 bis 375 nm und eine
Halbwertsbreite von 5 bis 100 nm aufweist, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator so angepaßt
ist, daß er ein Absorptionswellenlängenband
entsprechend des Emissionsmaximums der Strahlung
aufweist, wobei der wellenlängenspezifische
Sensibilisator ein Phthalsäurederivat oder ein
phenylsubstituiertes aliphatisches Ketonderivat ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator mit einer Strahlung der
Wellenlänge von 222 bis 308 nm bestrahlt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die erzeugte reaktive
Spezies ein freies Radikal, Carben, Nitren, ein Anion
oder ein Kation ist.
12. Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein Spacer-Molekül
zwischen dem wellenlängenspezifischen Sensibilisator
und dem Photoinitiator, der die reaktive Spezies
erzeugt, angeordnet ist.
13. Verfahren zur Polymerisation eines ungesättigten
polymerisierbaren Materials, umfassend: Bereitstellung
eines Photoreaktors, dem ein ungesättigtes
polymerisierbares Material beigemischt ist, wobei der
Photoreaktor einen wellenlängenspezifischen Sensibilisator
umfaßt, der an einen reaktiven spezieserzeugenden
Photoinitiator kovalent gebunden ist, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator ein
Phthalsäu
rederivat oder ein phenylsubstituiertes aliphatisches
Ketonderivat ist; und Bestrahlung des ungesättigten
polymerisierbaren Materials, das dem Photoreaktor
beigemischt ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das ungesättigte
polymerisierbare Material, das dem Photoreaktor
beigemischt ist, mit einer Strahlung der Wellenlänge von 4
bis 1000 nm bestrahlt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der reaktive
spezieserzeugende Photoinitiator, wenn er bestrahlt
wird, eine reaktive Spezies erzeugt, die ein freies
Radikal, Carben, Nitren, ein Anion oder ein Kation
ist.
16. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das ungesättigte
polymerisierbare Material eine ungesättigte Oligomer-
Monomer-Mischung ist.
17. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator, der an den Photoinitiator,
der die reaktive Spezies erzeugt, kovalent gebunden
ist, die folgende Struktur aufweist:
18. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator, der an den Initiator, der die
reaktive Spezies erzeugt, kovalent gebunden ist, die
folgende Struktur aufweist:
19. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator, der an den Initiator, der die
reaktive Spezies erzeugt, kovalent gebunden ist, die
folgende Struktur aufweist:
20. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator, der an den Initiator, der die
reaktive Spezies erzeugt, kovalent gebunden ist, die
folgende Struktur aufweist:
21. Verfahren nach Anspruch 13, wobei ein Spacer-Molekül
zwischen dem wellenlängenspezifischen Sensibilisator
und dem Photoinitiator, der die reaktive Spezies
erzeugt, angeordnet ist.
22. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das ungesättigte
polymerisierbare Material, das dem Photoreaktor
beigemischt ist, mit inkohärenter, gepulster UV-Strahlung
bestrahlt wird, wobei die Strahlung eine Wellenlänge
von 100 bis 375 nm und eine Halbwertsbreite von 5 bis
100 nm aufweist, wobei der wellenlängenspezifische
Sensibilisator so angepaßt ist, daß er ein
Absorptionswellenlängenband entsprechend der
Emissionsspitze der Strahlung aufweist.
23. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator mit einer Strahlung der
Wellenlänge von 222 bis 308 nm bestrahlt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 13, wobei ein Spacer-Molekül
zwischen dem wellenlängenspezifischen Sensibilisator
und dem Photoinitiator, der die reaktive Spezies
erzeugt, angeordnet ist.
25. Verfahren zur Polymerisation eines ungesättigten
polymerisierbaren Materials, umfassend: Bereitstellung
eines Photoreaktors, dem ein ungesättigtes
polymerisierbares Material beigemischt wird, wobei der
Photoreaktor einen wellenlängenspezifischen Sensibilisator
umfaßt, der an einen reaktiven spezieserzeugenden
Photoinitiator kovalent gebunden ist; und Bestrahlung
des ungesättigten polymerisierbaren Materials, das dem
Photoreaktor beigemischt ist, mit inkohärenter,
gepulster Ultraviolettstrahlung, wobei die Strahlung eine
Wellenlänge von 100 bis 375 nm und eine
Halbwertsbreite von 5 bis 100 nm aufweist, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator so angepaßt
ist, daß er ein Absorptionswellenlängenband
entsprechend des Emissionsmaximums der Strahlung
aufweist, wobei der wellenlängenspezifische
Sensibilisator ein Phthalsäurederivat oder ein
phenylsubstituiertes aliphatisches Ketonderivat ist.
26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator mit einer Strahlung der
Wellenlänge von 222 bis 308 nm bestrahlt wird.
27. Verfahren nach Anspruch 25, wobei das ungesättigte
polymerisierbare Material eine ungesättigte Oligomer-
Monomer-Mischung ist.
28. Verfahren nach Anspruch 25, wobei ein Spacer-Molekül
zwischen dem wellenlängenspezifischen Sensibilisator
und dem Photoinitiator, der die reaktive Spezies
erzeugt, angeordnet ist.
29. Vernetzbare Klebemischung, umfassend einen
Photoreaktor, dem ein ungesättigtes polymerisierbares Material
beigemischt ist, wobei die Mischung durch
Strahlungsaussetzung vernetzbar ist, wobei der Photoreaktor
einen wellenlängenspezifischen Sensibilisator umfaßt,
der an einen reaktiven spezieserzeugenden
Photoinitiator kovalent gebunden ist, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator ein Phthalsäurederivat oder
ein phenylsubstituiertes aliphatisches Ketonderivat
ist.
30. Vernetzbare Klebemischung nach Anspruch 29, wobei ein
Spacer-Molekül zwischen dem wellenlängenspezifischen
Sensibilisator und dem Photoinitiator, der die
reaktive Spezies erzeugt, angeordnet ist.
31. Vernetzbare Klebemischung nach Anspruch 29, wobei der
reaktive spezieserzeugende Photoinitiator, wenn er
bestrahlt wird, eine reaktive Spezies erzeugt, die ein
freies Radikal, Carben, Nitren, ein Anion oder ein
Kation ist.
32. Vernetzbare Klebemischung nach Anspruch 29, wobei der
Photoreaktor ein 2-[p-(2-Methyllactoyl)phenoxy]ethyl-
1,3-dioxo-2-isoindolinacetat mit der folgenden
Struktur ist:
33. Vernetzbare Klebemischung nach Anspruch 29, wobei der
Photoreaktor ein
2-Hydroxy-2-methyl-4'-[2-[p-(3-Oxobutyl)phenoxy]ethoxy]propiophenon mit der folgenden
Struktur ist:
34. Vernetzbare Klebemischung nach Anspruch 29, wobei der
Photoreaktor ein 4-[p-[(4-Benzoylcyclohexyl)oxy]-
phenyl]-2-butanon mit der folgenden Struktur ist:
35. Vernetzbare Klebemischung nach Anspruch 29, wobei der
Photoreaktor ein
1,3-Dioxo-2-isoindolinessigsäurediester mit 2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-
2-methylpropiophenon mit der folgenden Struktur ist:
36. Beschichtete Struktur, umfassend mindestens zwei
Schichten, die mittels einer vernetzbaren
Klebemischung gebunden ist und von denen mindestens eine
Schicht ein Zellstoff- oder Polyolefinvlies bzw. -film
ist, wobei die vernetzbare Klebemischung ein
ungesättigtes polymerisierbares Material und einen
Photoreaktor umfaßt, wobei der Photoreaktor einen
wellenlängenspezifischen Sensibilisator umfaßt, der an einen
reaktiven spezieserzeugenden Photoinitiator kovalent
gebunden ist, wobei der wellenlängenspezifische
Sensibilisator ein Phthalsäurederivat oder ein
phenylsubstituiertes aliphatisches Ketonderivat ist und wobei
die Mischung durch Strahlungsaussetzung vernetzbar
ist.
37. Beschichtete Struktur nach Anspruch 36, wobei der
Photoinitiator, der die reaktive Spezies erzeugt, wenn
er bestrahlt wird, eine reaktive Spezies erzeugt, die
ein freies Radikal, Carben, Nitren, ein Anion oder ein
Kation ist.
38. Beschichtete Struktur nach Anspruch 36, wobei ein
Spacer-Molekül zwischen dem wellenlängenspezifischen
Sensibilisator und dem Photoinitiator, der die
reaktive Spezies erzeugt, angeordnet ist.
39. Verfahren zur Beschichtung einer Struktur, umfassend:
die Bereitstellung einer Struktur, umfassend
mindestens zwei Schichten, von denen mindestens eine
Schicht ein Zellstoff- oder Polyolefinvlies bzw. -film
ist, wobei sich eine Klebemischung zwischen den
Schichten befindet, sowie die Bestrahlung der
Klebemischung zur Vernetzung der Klebemischung, wobei die
Klebemischung einen Photoreaktor umfaßt, dem ein
ungesättigtes polymerisierbares Material beigemischt ist,
wobei der Photoreaktor einen wellenlängenspezifischen
Sensibilisator umfaßt, der an einen reaktiven
spezieserzeugenden Photoinitiator kovalent gebunden ist,
wobei der wellenlängenspezifische Sensibilisator ein
Phthalsäurederivat oder ein phenylsubstituiertes
aliphatisches Ketonderivat ist.
40. Verfahren nach Anspruch 39, wobei die Klebemischung
mit einer Strahlung der Wellenlänge von 4 bis 1000 nm
bestrahlt wird.
41. Verfahren nach Anspruch 39, wobei der Photoinitiator,
der die reaktive Spezies erzeugt, wenn er bestrahlt
wird, eine reaktive Spezies erzeugt, die aus einer
Gruppe, bestehend aus einem freien Radikal, Carben,
Nitren, einem Anion oder einem Kation, ausgewählt
wird.
42. Verfahren nach Anspruch 39, wobei ein Spacer-Molekül
zwischen dem wellenlängenspezifischen Sensibilisator
und dem Photoinitiator, der die reaktive Spezies
erzeugt, angeordnet ist.
43. Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 42, wobei
die Klebemischung mit inkohärenter, gepulster
Ultraviolettstrahlung bestrahlt wird, wobei die Strahlung
eine Wellenlänge von 100 bis 375 nm und eine
Halbwertsbreite von 5 bis 100 nm aufweist, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator so angepaßt
ist, daß er ein Absorptionswellenlängenband
entsprechend des Emissionsmaximums der Strahlung
aufweist.
44. Polymerbeschichtete Faser, umfassend eine Faser, die
mit einer vernetzbaren Klebemischung beschichtet ist,
umfassend eine Mischung aus ungesättigtem
polymerisierbarem Material und einen Photoreaktor, wobei der
Photoreaktor einen wellenlängenspezifischen
Sensibilisator umfaßt, der an einen reaktiven
spezieserzeugenden Photoinitiator kovalent gebunden ist, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator ein
Phthalsäu
rederivat oder ein phenylsubstituiertes aliphatisches
Ketonderivat ist.
45. Polymerbeschichtete Faser nach Anspruch 44, wobei das
ungesättigte polymerisierbare Material eine
ungesättigte Oligomer-Monomer-Mischung ist.
46. Polymerbeschichtete Faser nach Anspruch 44, wobei ein
Spacer-Molekül zwischen dem wellenlängenspezifischen
Sensibilisator und dem Photoinitiator, der die
reaktive Spezies erzeugt, angeordnet ist.
47. Polymerbeschichtete Faser nach Anspruch 44, wobei der
reaktive spezieserzeugende Photoinitiator, wenn er
bestrahlt wird, eine reaktive Spezies erzeugt, die ein
freies Radikal, Carben, Nitren, ein Anion oder ein
Kation ist.
48. Verfahren zur Beschichtung einer Faser, umfassend;
Bereitstellung einer Faser, die mit einer
Zusammensetzung beschichtet ist, umfassend eine Mischung aus
ungesättigtem polymerisierbarem Material und einem
Photoreaktor, wobei der Photoreaktor einen
wellenlängenspezifischen Sensibilisator umfaßt, der an einen
reaktiven spezieserzeugenden Photoinitiator kovalent
gebunden ist, wobei der wellenlängenspezifische
Sensibilisator ein Phthalsäurederivat oder ein
phenylsubstituiertes aliphatisches Ketonderivat ist; und
Bestrahlung der Beschichtung auf der Faser mit einer
Strahlungsmenge, die für die Vernetzung der
Zusammensetzung ausreichend ist.
49. Verfahren nach Anspruch 48, wobei das ungesättigte
polymerisierbare Material eine ungesättigte Oligomer-
Monomer-Mischung ist.
50. Verfahren nach Anspruch 48, wobei ein Spacer-Molekül
zwischen dem wellenlängenspezifischen Sensibilisator
und dem Photoinitiator, der die reaktive Spezies
erzeugt, angeordnet ist.
51. Verfahren nach einem der Ansprüche 48 bis 50, wobei
die Beschichtung auf der Faser mit inkohärenter,
gepulster Ultraviolettstrahlung bestrahlt wird, wobei
die Strahlung eine Wellenlänge von 100 bis 375 nm und
eine Halbwertsbreite von 5 bis 100 nm aufweist, wobei
der wellenlängenspezifische Sensibilisator so angepaßt
ist, daß er ein Absorptionswellenlängenband
entsprechend des Emissionsmaximums der Strahlung aufweist.
52. Polymerbeschichtete Bahn, umfassend eine Bahn, die mit
einer vernetzbaren Klebemischung beschichtet ist,
umfassend eine Mischung aus ungesättigtem
polymerisierbarem Material und einem Photoreaktor, wobei der
Photoreaktor einen wellenlängenspezifischen
Sensibilisator umfaßt, der an einen reaktiven
spezieserzeugenden Photoinitiator kovalent gebunden ist, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator ein
Phthalsäurederivat oder ein phenylsubstituiertes aliphatisches
Ketonderivat ist.
53. Verfahren zur Beschichtung einer Bahn, umfassend:
Bereitstellung einer Bahn, die mit einer
Zusammensetzung beschichtet ist, umfassend eine Mischung aus
ungesättigtem polymerisierbarem Material und einen
Photoreaktor, wobei der Photoreaktor einen
wellenlängenspezifischen Sensibilisator umfaßt, der an einen
reaktiven spezieserzeugenden Photoinitiator kovalent
gebunden ist, wobei der wellenlängenspezifische
Sensibilisator ein Phthalsäurederivat oder ein
phenylsubstituiertes aliphatisches Ketonderivat ist; und
Bestrahlung der Beschichtung auf der Bahn mit einer
Strahlungsmenge, die für die Vernetzung der
Zusammensetzung ausreichend ist.
54. Verfahren nach Anspruch 53, wobei die Beschichtung auf
der Bahn mit inkohärenter, gepulster
Ultraviolettstrahlung bestrahlt wird, wobei die Strahlung eine
Wellenlänge von 100 bis 375 nm und eine
Halbwertsbreite von 5 bis 100 nm aufweist, wobei der
wellenlängenspezifische Sensibilisator so angepaßt
ist, daß er ein Absorptionswellenlängenband
entsprechend des Emissionsmaximums der Strahlung
aufweist.
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