EP4291951A1 - 2k-system - Google Patents

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EP4291951A1
EP4291951A1 EP22708501.6A EP22708501A EP4291951A1 EP 4291951 A1 EP4291951 A1 EP 4291951A1 EP 22708501 A EP22708501 A EP 22708501A EP 4291951 A1 EP4291951 A1 EP 4291951A1
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EP
European Patent Office
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kit
mixture
dye
parts
liquid
Prior art date
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Pending
Application number
EP22708501.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Knocke
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Xetos AG
Original Assignee
Xetos AG
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Publication date
Application filed by Xetos AG filed Critical Xetos AG
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Pending legal-status Critical Current

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    • G03H2260/00—Recording materials or recording processes
    • G03H2260/12—Photopolymer

Definitions

  • the present invention relates to a two-component system (kit-of-parts) and elements produced therefrom and their use.
  • kit-of-parts The photopolymerizable compositions produced from the kit-of-parts are particularly suitable as recording materials for optical elements with refractive index modulation, in particular holograms.
  • holograms such as reflection holograms, embossed holograms or transmission holograms or volume holograms are known.
  • Omnidex materials belong to the class of self-developing photopolymer films based on radical polymerisation and monomer diffusion (see EP 0 324 480 A2).
  • the binder for the coating must be liquid.
  • a solvent is used for this purpose, the evaporation of which after coating leads to a significant reduction in the layer thickness.
  • the wet layer to be applied is therefore significantly thicker than the resulting film layer, depending on the solvent content.
  • the proportion of solvent is usually around 80%.
  • a wet layer of 100pm must be applied in this case.
  • the necessary high thickness of the wet layer prevents or complicates the use of known printing processes such as flexographic or gravure printing. With screen printing, the use of fast-drying solvents can cause the mesh to stick.
  • the film can only be further processed or wound up once all the solvent has evaporated. In production, therefore, a long drying section with health- and environmentally-friendly extraction, as well as such as a dust and explosion-proof environment. This effort means that film production and holographic exposure usually take place at separate locations and times.
  • tempering In the case of the binder-containing materials, thermal post-treatment ("tempering") of the exposed and UV-fixed photopolymer is also necessary in order to achieve the maximum refractive index contrast (see DE 68905610 T2). Tempering is an additional, time-consuming processing step that hampers the production of the hologram slows down, complicates and increases the cost of film production, and also limits the choice of carrier materials to non-temperature-sensitive ones.
  • the user cannot freely choose the carrier material and coat it himself, but must process the supplied film structure.
  • the carrier film there is also a laminating film on the light-sensitive film layer to prevent sticking and soiling. Peeling off this film can cause static electricity that attracts dust particles. Since the film has to be laminated to either glass or a master for exposure, where every particle of dust creates a void, an extremely dust-free environment is required for clean and flawless processing.
  • methylene blue is used as a dye or additives such as NPG (N-phenylglycine) to increase photosensitivity or thermally activatable initiators such as peroxides (tert-butyl peroxybenzoates) to increase reaction rates are used respond to higher temperatures, enter into chemical reactions, decompose, fade, cause turbidity or initiate radical polymerisation.
  • NPG N-phenylglycine
  • thermally activatable initiators such as peroxides (tert-butyl peroxybenzoates) to increase reaction rates
  • peroxides tert-butyl peroxybenzoates
  • kit-of-parts for the production of a photopolymerizable composition by means of UVA/is irradiation comprising: I) a dye concentrate comprising
  • the solvent components have a boiling point of >100° C. at standard pressure.
  • the percentages result from the weight ratio of the components to the total weight of the solvent.
  • a dye concentrate A (also called I)) with a solvent, in particular one with a proportion of more than 50% by weight, preferably more than 65% by weight, particularly preferably more than 80% by weight, has proven to be advantageous for the kit-of-parts Wt .-% high molecular weight, non-volatile components, including Pho toinitiatoren to use.
  • This is added to the liquid composition II) (also called II)) in order to obtain a photopolymerizable composition (also called photopolymer) which can be applied and exposed immediately after mixing.
  • a photopolymerizable composition also called photopolymer
  • the separate storage of the dye concentrate A as I) and the liquid composition B as II) improves durability and storage can be simplified since components A) and B) are less sensitive to light and heat than the photopolymerizable compositions.
  • liquid composition II can be heated and stirred for a long period of time without any problems in order, for example, to redissolve undissolved or crystallized components such as the borate salt.
  • the liquid composition II) is preferably not sensitive to light at all and can be inspected visually, heated and stirred without any problems, such as maintaining a certain ambient lighting. This facilitates quality control and the detection of undissolved or crystallized components, as well as processing.
  • the color is used to set the light to which the kit of parts is sensitive.
  • the complementary hue of the exposure wavelength is usually chosen. For example, a magenta hue is used for a green light, a blue hue for red and a yellow hue for blue. Combinations are also possible for exposure to different wavelengths.
  • the kit-of-part preferably consists of the liquid composition II), which is very particularly preferably a clear, colorless and liquid monomer-containing mixture, and the dye concentrate I).
  • the dye concentrate is preferably used in amounts of 0.5-50% by weight, preferably 1-10% by weight and particularly preferably 1-5% by weight, based on the total amount of the kit-of-parts , in particular the liquid composition II), and mixed by stirring, shaking or swirling.
  • the resulting photopolymerizable composition can be exposed to light immediately after application to a substrate.
  • the wet application of the composition to the carrier material can be done by doctor blade, doctor blade or slot nozzles (slot-dye coating).
  • Known printing methods such as screen, gravure, gravure, pad or flexographic printing can also be used for thin layers of less than 20 ⁇ m.
  • the material is preferably laminated directly onto the template (master) to be copied using a transparent and clear film.
  • the layer thickness is set either by the contact pressure and the laminating speed or by the slot width.
  • a spin coating process can be used to coat thick and rigid substrates such as glass plates.
  • Application with an inkjet printing process or with a CNC-controlled dosing device is also possible. Direct injection into cavities is also possible.
  • the liquid material is also suitable for application to curved surfaces. It can also be pressed between two matching bodies and used as a kit or glue at the same time.
  • kit-of-parts components can take place in the coating system. All mixing techniques and methods known to those skilled in the art, such as, for example, stirred tanks, magnetic stirrers, stirring rods, speed mixers and both dynamic and static mixers, can be used for mixing.
  • the dye concentrate A is diluted to the desired ratio with a dilution mixture.
  • the dilution mixture contains the components and monomers known from the liquid composition II) without the critical components which, like the borate salt, are redissolved by heating after prolonged storage have to. Instead, the monomer-containing liquid mixture B must then contain a multiple of the otherwise customary amount of the critical components or the borate salts, which corresponds to the ratio.
  • the layer After exposure, the layer is solid.
  • no thermal or chemical post-treatment is preferably required after exposure.
  • the user is also free to choose which carrier materials and layer structures he would like to use, since the coating takes place in the exposure system. After the order can be exposed immediately. Multi-layer exposures are also no problem, since after curing a new layer can be applied and holographically exposed according to the same principle. This can be used, for example, to build true-color holograms from three layers for the primary colors red, green and blue.
  • the photopolymerizable composition from the kit-of-parts is particularly suitable for making contact copies. Because the liquid photopolymerizable composition from the kit-of-parts is printed directly onto the master, there is no need for index matching. This means the application of a liquid between the master and the hologram film with approximately the same refractive index of the two layers.
  • Index matching prevents the occurrence of disturbing interference phenomena (Newton rings) in the normal contact copying process. These are caused by reflections, which occur particularly at the points where the two layers do not touch directly, for example because of dust inclusions or a small unevenness, and bubbles or air pockets occur.
  • the compensation of scratches and other irregularities in the substrate and master improves the optical quality of the copy. Small dust particles with a smaller dimension than the layer thickness are embedded in the liquid and do not create any significant pressure or voids as with the film materials. This significantly reduces rejects and clean room demands on the production environment.
  • the liquid photopolymerizable composition from the kit-of-parts can thus advantageously also be used as an index match material for the exposure of holographic film materials. Because it hardens when exposed to light, there is no need for cleaning or evaporation.
  • the holographic recording is supported and strengthened by the combination of the two holographic recording materials, since a hologram is created in both layers. Due to the free choice of the dye concentrate used, the user can decide which wavelength or color range is pushed in the combination.
  • surface structures can be molded and complex-shaped surfaces can be used at the same time in addition to the hologram exposure.
  • the surface structures can in particular be embossed holograms or Fresnel structures. This makes it possible to physically and holographically copy both the surface structure and the volume holographic or optical information of the master in a single processing step.
  • the dye serves as a sensitizer for the co-photoinitiator.
  • suitable materials are methylene blue and those described in U.S. Patents 3,554,753, 3,563,750, 3,563,751, 3,647,467, 3,652,275, 4,162,162, 4,268,667, 4,454,218 , 4,535,052 A and 4,565,769 A, disclosed sensitizers, as well as the dyes and co-photoinitiators mentioned in the application WO 2012062655 A2, to which express reference is made herein.
  • sensitizers include the following: DBC, i.e., 2,5-bis[(4-diethylamino-2-methylphenyl)methylene]cyclopentanone; DEAW, i.e., 2,5-bis[(4-diethylaminophenyl)methylene]cyclopentanone; Dimethoxy-JDI, i.e., 2,3-dihydro-5,6-dimethoxy-2-[(2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[i,j]quinolizin-9-yl)me - ethylene]-1 FI-inden-1-one; and Safranin O, i.e., 3,7-diamino-2,8-dimethyl-5-phenyl-phenazinium chloride.
  • DBC i.e., 2,5-bis[(4-diethylamino-2-methylphenyl)methylene]cyclopentanone
  • DEAW i.e., 2,
  • the dye in the kit-of-parts according to the invention is preferably a fluorescent dye, which can consist, for example, of a cationic dye and an anion.
  • the cationic dye can be represented by the formula F + .
  • a cationic dye of the formula F + is therefore preferably understood to mean those of the following formulas: wherein
  • X 1 is 0, S, NR 6 or CR 6a R 6b ,
  • R 5 is hydrogen, cyano, C 1 to C 4 alkyl, C 4 to cycloalkyl, a C 1 to C 10 aryl optionally substituted by C 1 to C 4 alkoxycarbonyl or NR 7 R 8 , a heterocyclic radical or stands for Ce- to Cio-aryl substituted with a carboxyl group,
  • R 6 is hydrogen, Ci to Ci6-alkyl, C 4 - to cycloalkyl, C 7 - to Ci6-aralkyl, Ce to Cio-aryl or a heterocyclic radical,
  • R 6a and R 6b are independently substituted for methyl, ethyl or together for a -CH 2 -CH 2 -CH 2 - or -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 bridge or for Ce to Cio aryl with a carboxyl group,
  • NR 1 R 2 , NR 7 R 4 and NR 7 R 8 independently represent a five- or six-membered saturated ring attached via N, which may additionally contain N or 0 and/or may be substituted by nonionic radicals, or R 1 to R 4 , R 7 and R 8 independently form a two- or three-membered bridge with a carbon atom of the benzene ring adjacent to the N atom, which can contain 0 or N and/or can be substituted by nonionic radicals ,
  • R 9 , R 9a , R 9b , R 10 , R 10a and R 10b independently represent hydrogen, halogen or Ci to C4-alkyl, wherein
  • NR 11 R 12 , NR 13 R 14 and NR 18 R 19 independently represent a five- or six-membered saturated ring attached via N, which may additionally contain N or 0 and/or may be substituted by nonionic radicals, or R12 ; R17b , R13 ; R17c and R18 ; R 17a independently form a two- or three-membered bridge which can contain 0 or N and/or can be substituted by non-ionic radicals,
  • R 16 is hydrogen, chlorine, methyl, methoxycarbonyl or ethoxycarbonyl
  • R 16a is hydrogen, chlorine or methyl
  • R i 7a , R 17b and R 17c independently represent hydrogen, chlorine, methyl or methoxy.
  • Alkyl, alkoxy, cycloalkyl, aryl and heterocyclic radicals can optionally carry further radicals such as alkyl, halogen, nitro, cyano, CO—NH 2 , alkoxy, trialkylsilyl, trialkylsiloxy or phenyl, which can have alkyl and alkoxy radicals be straight-chain or branched, the alkyl radicals can be partially or perhalogenated, the alkyl and alkoxy radicals can be ethoxylated or propoxylated or silylated, adjacent alkyl and/or alkoxy radicals on aryl or heterocyclic radicals can together form a three- or four-membered bridge and the heterocyclic radicals can be benzfused and/or quaternized.
  • further radicals such as alkyl, halogen, nitro, cyano, CO—NH 2 , alkoxy, trialkylsilyl, trialkylsiloxy or phenyl, which can have al
  • aralkyl examples include benzyl, phenethyl or phenylpropyl.
  • fletaryl radicals in particular five- or six-membered heterocyclic radicals, are indolyl, pyridyl, quinolyl and benzothiazolyl.
  • substituted heterocyclic radicals are 1,2-dimethylindol-3-yl, 1-methyl-2-phenylindol-3-yl.
  • Anions for the cationic dyes of the formula F + can be, for example, anions from the flalogens, sulfates, carbonates or nitrates.
  • rhodamine B rhodamine 6G or violamine R
  • sulforhodamine B also sulforhodamine B or sulforhodamine G as listed below.
  • Other suitable dyes are fluorones, as z. B. von Neckers et al. in J. Polym. Sci., Part A, Poly. Chem, 1995, 33, 1691-1703. is particularly interesting
  • Triethanolamine (TEA), castor oil, castor oil glycidyl ether (ricinus oil glycidyl ether), octanoic acid, tert-butyl peroxybenzoate, 2-dimethylaminoethanol, anisole, poly(ethylene glycol)-block-poly(propylene glycol)-block-poly(ethylene glycol) , benzyl alcohol, tetrachlorethylene, dipropylene glycol dimethyl ether, dichloromethane, acetic anhydride, propylene carbonate, n-butyl acetate, cyclohexane, cyclopentanone, ethylene glycol, polyethylene glycols, toluene, eucalyptus oil, butyl glycolate (Polysolvan-O), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP ), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), poly(bisphenol-A-co-epichloro
  • the solvent preferably contains polymer which is liquid under standard pressure.
  • the polymer that is liquid under standard pressure can advantageously be selected from the group consisting of polyethylene glycols (PEGs), polycaprolactones, acrylate block copolymers (EFKA) and poly(bisphenol-A-co-epichlorohydrins) (EPI).
  • Free radical polymerization initiators are known, see, e.g., Timpe, H.J. and S. Neuenfeld, "Dyes in photoinitiator Systems", Victor (1990), pp. 28-35 and Jakubiak, J. and J.F. Rabek, "Photoinitiators for visible light polymerization", Polimery (Warsaw) (1999), 44, pp. 447-461.
  • photoinitiators which are also useful, although some are thermally active at temperatures as low as 85°C, are described in U.S. Patent 2,760,663 and include vicinal ketaldonyl alcohols such as benzoin, pivaloin, acyloin ethers, e.g., benzoin me ethyl and ethyl ethers, a-hydrocarbyl-substituted aromatic acyloins including a-methylbenzoin, a-allylbenzoin and a-phenylbenzoin.
  • vicinal ketaldonyl alcohols such as benzoin, pivaloin, acyloin ethers, e.g., benzoin me ethyl and ethyl ethers, a-hydrocarbyl-substituted aromatic acyloins including a-methylbenzoin, a-allylbenzoin and a-phenylbenzoin.
  • photoinitiator Useful as the photoinitiator are photoreducible dyes and reducing agents such as those described in U.S. Patents 2,850,445 A, 2,875,047 A, 3,097,096 A, 3,097,097, 3,145,104 and 3,579,339, as well as dyes from the class of phenazines, oxazines and quinones; Michler's ketone, benzophenone, 2,4,5-triphenylimidazolyl dimers with hydrogen donors and mixtures thereof as described in U.S. Patents 3,427,161, 3,479,185, 3,549,367, 4,311,783, 4,622,286A and 3,784,557A.
  • Useful photoinitiators include CDM-FIABI, ie, 2-(o-chlorophenyl)-4,5-bis(m-methoxyphenyl)imidazole dimer; o-CI-HABI, ie, 2,2'-bis(o-chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetraphenyl-1,1'-biimidazole; and TCTM-FIABI, ie, 2,5-bis(o-chlorophenyl)-4-(3,4-dimethoxy-phenyl)-1 FI-imidazole dimer, each typically used with a hydrogen donor, eg 2 -mercaptobenzoxazole.
  • CDM-FIABI ie, 2-(o-chlorophenyl)-4,5-bis(m-methoxyphenyl)imidazole dimer
  • o-CI-HABI ie, 2,2'-bis(o-chlorophenyl)-4
  • the photoinitiators mentioned above can be used alone or in combination.
  • the photoinitiator is preferably liquid and/or is selected from the group consisting of 1,2-octanedione-1-[4-(phenylthio)phenyl]-2-(0-benzoyloxime), (1-[9 - Ethyl 6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]ethanone-0-acetyloxime, methyl benzoyl formate), 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide, ethyl-(2,4,6-trimethylbenzoyl )-phenylphosphinate), 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropanone, a mixture of 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropanone (80%) and 1-hydroxycyclohexyl-phenylketone (20%), 1 - hydroxycyclohexyl phenyl ketone,
  • Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide a mixture of 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropanone, bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide and ethyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)- phenyl phosphinate), and 4,4'-dimethyl diphenyl iodonium hexafluorophosphate.
  • solid photoinitiators are used in the liquid composition and liquid photoinitiators in the dye concentrate.
  • the monomer M1 comprising at least one ethylenically unsaturated group, can have the following general structural units.
  • Suitable monomers M1 are substituted or unsubstituted styrene monomers, acrylic acid, a-alkylacrylic acid, acrylic acid esters, a-alkylacrylic acid esters whose alcohol component can be a substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic radical having 2-50 carbon atoms, acrylamides, a- Alkyl acrylamides, where alkyl has the meaning given above, vinyl esters, vinyl alcohol, vinyl ethers and other substituted vinylic monomers substituted with substituted or unsubstituted aliphatic or aromatic radicals having 2-50 carbon atoms.
  • suitable monomers M1 are (meth)acrylic acid butyl ester, (meth)acrylic acid phenyl ester, (meth)acrylic acid benzyl ester, (meth)acrylic acid isobornyl ester, (meth)acrylic acid cyclohexyl ester, (meth)acrylic acid 2-phenoxyethyl ester, (meth) acrylic acid I H, 1 H,2H,2H-perfluorooctyl ester, 2,2,2-trifluo- ethyl (meth)acrylate, heptafluoropropyl (meth)acrylate, 1,1,1,3,3,3-hexyfluoroisopropyl (meth)acrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl (meth)acrylate), 2,2 ,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl (meth)acrylate, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoropenty
  • the monomer M1 preferably comprises at least two ethylenically unsaturated groups, therefore the monomer is preferably difunctional.
  • the monomer M1 in the monomer-containing liquid mixture B according to the invention can consist exclusively of one or more difunctional or higher-functional monomers, ie the composition can be free from monofunctional ethylenically unsaturated monomers.
  • the content of monomers M1 with at least two ethylenically unsaturated th groups in the mixture B is more than 10% by weight, and the content of monomers M1 having at least two ethylenically unsaturated groups is particularly preferably more than 20% by weight.
  • difunctional or higher functional monomers leads in particular to a particularly high thermal and mechanical stability of the holographic elements produced and is particularly advantageous in the production of reflection holograms.
  • Preferred monomers M1 having at least two ethylenically unsaturated groups are ethoxylated bisphenol A diacrylates, in particular compounds of the following formula wherein Ri, Q and Ar are as defined above.
  • a particularly preferred monomer M1 is the compound of the following structural formula:
  • the viscosity of the monomer M1 or monomer mixture at room temperature is preferably at least 900 mPa ⁇ s.
  • the viscosity of the liquid composition II) is also at 20° C. at least 900 mPa s, preferably 1500 mPa s and particularly preferably at least 2000 mPa s.
  • the viscosity can be determined using a plate-plate rotational rheometer (for example from Haake, type 006-2805).
  • the material is located between two coaxial, circular plates, one of which rotates.
  • the plates have, for example, a distance of 1 mm and a diameter of 35 mm.
  • the viscosity can be determined by measuring the torque and the speed (e.g. 10 revolutions/s) (DIN53018, ISO3210).
  • R ⁇ C is hydrogen, Ci-Ci 2 -alkyl, phenyl-Ci-C6-alkyl which is unsubstituted or mono- to penta-substituted by C1-C6-alkyl, Ci-Ci- 2 -alkoxy or halogen, or phenyl-Ci-C6-alkyl which is unsubstituted or mono- to penta-substituted by Ci -Ce-alkyl, Ci-Ci 2 -alkoxy or halogen-substituted phenyl;
  • Rec and R 7C unsubstituted or substituted by halogen Ci-Ci 2 alkyl, unsub stituted or mono- to penta-substituted by Ci-Ce-alkyl, Ci-Ci 2 -alkoxy or halogen substituted phenyl-Ci-C6-alkyl or unsubstituted or phenyl which is mono- to penta-substituted by C 1 -C 1-4 alkyl, C 1 -C 2 -alkoxy or halogen;
  • Ree, R9C, RIOC, Riic, Ri2c, Ri3c, RUC, Ri5c and Ri6c independently of one another C1-Ci 2 -alkyl, C 3 -Ci 2 -cycloalkyl, unsubstituted or mono- to pentafold with C 1 -C 6 -AI- kyl, Ci-Ci 2 -alkoxy or halogen-substituted phenyl-Ci-C 6 -alkyl or unsubsti tuated or mono- to five-fold with Ci-Ce-alkyl, Ci-C- 12 -alkoxy or halogen substituted phenyl, or Rsc and R 9 c together with the N atom to which they are bonded form a 6-membered aliphatic ring which can also contain oxygen or sulfur as a further heteroatom;
  • Ri7c ', Ri8c, Ri9c and R 20C are independently hydrogen, unsubstituted or substituted by Ci-Ci 2 -alkoxy Ci-Ci 2 -alkyl, phenyl or phenyl-Ci-C 6 -alkyl, where the radicals are phenyl or phenyl -Ci-C 6 -alkyl unsubstituted o- which are mono- to penta-substituted by Ci-Ce-alkyl, Ci-Ci 2 -alkoxy or halogen; p is a number from 0 to 2; r is a number from 0 to 5;
  • R 21C is hydrogen or Ci-Ci 2 -alkyl
  • R 22C , R 22 a, R 23C and R 24C are independently hydrogen, unsubstituted or substituted by Ci-Ci 2 alkoxy, OH or halogen Ci-Ci 2 alkyl or unsubstituted or substituted by Ci-Ci 2 alkoxy, OH or Halogen substituted phenyl mean; q represents either 0 or 1; and
  • G stands for a group which can form positive ions.
  • the co-photoinitiator in the kit-of-parts according to the invention is preferably selected from the group consisting of tetrabutylammonium tetrahexylborate, tetrabutylammonium triphenylhexylborate, tetrabutylammonium tris-(3-fluorophenyl)hexylborate and tetrabutylammonium tris-(3-chloro-4 -methylphenyl)hexylborate or mixtures thereof.
  • a co-photoinitiator with the structural formula Ia which was developed by Ciba Specialty Chemicals Inc. under the name “CGI 7460” and is now available from BASF AG under the name SEC LCA 1460, is very particularly preferred, is shown as follows :
  • the liquid composition or the first mixture A can be different in order to adapt to the selected processing method or the field of application of the kit-of-parts and to improve the printability, surface adhesion, viscosity, film formation, flexibility, hardness, and resistance to cold, flashing and weathering contain known additives.
  • the colorant concentrate or liquid composition optionally includes an additive.
  • the additives include fillers, dyes, plasticizers, surfactants, customary components used in photopolymer systems, polymeric binders, wetting agents, leveling agents, defoamers, flattening agents, surface additives, nanoscale particles, optical brighteners or mixtures thereof.
  • Non-volatile substances can even permanently improve the diffraction efficiency in thin layers, in particular by choosing additives that increase the refractive index difference between the ethylenically unsaturated monomer and the other components.
  • additives that increase the refractive index difference between the ethylenically unsaturated monomer and the other components.
  • polymers with a low Refractive index such as polyvinyl acetate particularly fluorinated or silanized poly mers into consideration.
  • the molecular weight of the additives under consideration should not be too high.
  • the kit-of-parts may contain a plasticizer to enhance the refractive index modulation of the imaged composition.
  • Plasticizers can be used in amounts ranging from about 0.01 to about 10% by weight, preferably 5 to about 10% by weight, based on the total amount of the kit-of-parts.
  • Suitable plasticizers include triethylene glycol, triethylene glycol diacetate, triethylene glycol dipropionate, triethylene glycol dicaprylate, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol bis(2-ethylhexanoate), tetraethylene glycol diheptanoate, polyethylene glycol, polyethylene glycol methyl ether, isopropyl naphthalene, diisopropyl naphthalene, polypropylene glycol, glyceryl tributyrate, diethyl adipate, diethyl sebacate, dibutyl suberinate, tributyl phosphate, tris(2-ethylhexyl) phosphate, Brij ® 30 [C ⁇ F OCFteCFte ⁇ OH], Brij ® 35 [Ci2H25(OCH2CH2)2oOH], and n-butyl acetate.
  • plasticizers are polyethylene glycol, triethylene glycol diethylhexanoate (3G8), triethylene glycol dicaprylate, tetraethylene glycol diheptanoate, diethyl adipate, Brij® 30 and tris(2-ethylhexyl) phosphate.
  • compositions and elements of this invention can be employed with other conventional components used in photopolymer systems.
  • these components include: optical brighteners, ultraviolet absorbers, thermal stabilizers, hydrogen donors, oxygen scavengers, and release agents.
  • optical brighteners include those disclosed in US Patent 3,854,950.
  • a preferred optical brightener is 7-(4'-chloro-6'-diethylamino-1',3',5'-triazin-4'-yl)amino-3-phenylcoumarin.
  • Ultraviolet radiation absorbing materials useful in this invention are also disclosed in the US patent
  • thermal stabilizers include: hydroquinone, phenidone, p-methoxyphenol, alkyl and aryl substituted hydroquinones and quinones, tert-butyl catechol, pyrogallol, copper resinate, naphthylamines, beta-naphthol, copper(I) chloride, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, phenothiazine, pyridine, nitrobenzene, dinitrobenzene, p-toluquinone and chloranil. Also useful are those in US Patent
  • a thermal polymerization inhibitor is also usually present to increase storage stability of the photopolymerizable composition.
  • Hydrogen donor compounds useful as chain transfer agents include: 2-mercaptobenzoxazole, 2-mercaptobenzothioazole, etc. as well as various types of compounds, e.g., (a) ethers, (b) esters, (c) alcohols, (d) compounds containing allylic or benzylic hydrogen such as cumene, (e) acetals, (f) aldehydes, and (g) amides as disclosed at column 12, lines 18-58 of US Patent 3,390,996, which is incorporated herein by reference .
  • a preferred release agent is polycaprolactone.
  • the kit-of-parts can also contain nanoscale particles such as T1O2, S1O2 or Au, which can optionally be coupled to monomers (such materials are available, for example, under the trade name “Nanocryl”).
  • the additive can be an amine synergist.
  • an amine synergist can increase the curing speed of UV coatings (see DE 60216490 T2).
  • the additive can be a peroxide.
  • a thermally activatable peroxide can improve the curing of UV coatings, particularly in shadowed areas (see US Pat. No. 5,017,406 A or DE 60030223 T2).
  • the liquid composition may also comprise a triglyceride and/or a modified triglyceride.
  • Hedipin R/2000 can include polyoxyethylene ricinoleates, free polyethylene glycols and ethoxylated glycerines.
  • the photopolymerizable composition has reduced surface adhesion and flexibility, since the triglyceride or the modified triglyceride acts simultaneously as a release agent and plasticizer.
  • An exposed flologram can therefore be easily removed from a substrate such as glass or metal without leaving any residue.
  • This property is also very favorable for mass production because it means that wear-free copy masters, such as conventional nickel shims with a fine holographic surface structure or volume holograms sealed with thin glass, can be used for the production of contact copies. By completely removing the non-sticky layer the cleaning effort remains low. If the liquid photopolymerizable composition is printed directly onto the master, there is no index matching either.
  • the liquid composition may also include at least one aromatic aldehyde and/or aliphatic aldehyde.
  • the aromatic aldehyde is selected from the group consisting of vanillin, coniferyl aldehyde, 2-methoxybenzaldehyde, 3-methoxybenzaldehyde, 4-methoxybenzaldehyde, 2-ethoxybenzaldehyde, 3-ethoxybenzaldehyde, 4-ethoxybenzaldehyde, 4-hydroxy-2,3 -dimethoxybenzaldehyde, 4-hydroxy-2,5-dimethoxybenzaldehyde, 4-hydroxy-2,6-dimethoxybenzaldehyde, 4-hydroxy-2-methylbenzaldehyde, 4-hydroxy-3-methylbenzaldehyde , 4-Hydroxy-2,3-dimethyl- benzaldehyde, 4-hydroxy-2,5-dimethyl-benzaldehyde, 4-hydroxy-2,6-dimethyl-benzaldehyde, 4-hydroxy-3,5-dimethoxy-benzaldehyde, 4-hydroxy-3,5-dime
  • the aromatic aldehyde is selected from the group consisting of 2,4-dihydroxybenzaldehyde, 2,5-dihydroxybenzaldehyde, 2,6-dihydroxybenzaldehyde, and 3,5-dihydroxybenzaldehyde.
  • a kit-of-parts for the production of a photopolymerizable composition by means of UVA/is irradiation is particularly preferred, comprising:
  • a dye concentrate comprising A) a first mixture A, in particular liquid mixture A, comprising f) at least one dye selected from the group consisting of acriflavins, diaminoacridines, rhodamine B, safranine-O, diethylsafranines and methylene blue and h) at least one solvent selected from the group , consisting of dimethyl sulfoxide (DMSO), N,N'-dimethylpropylene urea, N-hydroxyethylacrylamide (HEAA), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), benzaldehyde, polyethylene glycols (PEGs), polycaprolactones, acrylate block copolymers ( EFKA) and poly(bisphenol-A-co-epichlorohydrins). and
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • HEAA N-hydroxyethylacrylamide
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • a monomer-containing liquid mixture B comprising: a) at least one monomer M1, comprising at least one ethylenically unsaturated group, c) at least one co-photoinitiator selected from the group consisting of tetrabutylammonium tetrahexylborate, tetrabutylammonium triphenylhexylborate, tetrabutylammonium tris- (3-fluorophenyl)hexyl borate and tetrabutylammonium tris-(3-chloro-4-methylphenyl)hexyl borate or mixtures thereof.
  • a kit-of-parts for the production of a photopolymerizable composition by means of UVA/is irradiation is particularly preferred, comprising:
  • a monomer-containing liquid mixture B comprising: a) at least one monomer M1 comprising at least one ethylenically unsaturated group, c) at least one co-photoinitiator selected from the
  • the kit-of-parts preferably comprises at most 10% by weight of a first mixture A, based on the total amount of mixture B.
  • a kit-of-parts for the production of a photopolymerizable composition by means of UV/Vis irradiation is very particularly preferred, comprising:
  • a dye concentrate comprising A) a first mixture A comprising f) at least one dye selected from the group consisting of acriflavins, diaminoacridines, rhodamine B, safranine-O, diethylsafranines and methylene blue, g) at least one photoinitiator and h) at least one solvent and
  • a liquid composition comprising: B) a monomer-containing liquid mixture B, comprising: a) at least one monomer M1 comprising at least one ethylenically unsaturated group, c) at least one co-photoinitiator selected from the group consisting of tetrabutylammonium tetrahexylborate, tetrabutylammonium triphenylhexylborate, tetrabutylammonium tris- (3-fluorophenyl)hexylborate and tetrabutylammonium tris-(3-chloro-4-methylphenyl)hexylborate or mixtures thereof, the total amount of I) and II) being 100% by weight.
  • the kit-of-parts preferably comprises at most 10% by weight of a first mixture A, based on the total amount of mixture B.
  • a kit-of-parts for the production of a photopolymerizable composition by means of UV/Vis irradiation is very particularly preferred, comprising:
  • a monomer-containing liquid mixture B comprising: a) 49.9 to 99.9% by weight of at least one monomer M1, comprising at least one ethylenically unsaturated group, c) 0.1 to 10% by weight of at least one Co -Photoinitiators selected from the group consisting of tetrabutylammonium tetrahexylborate, tetrabutylammonium triphenylhexylborate, Tetrabutylammonium tris-(3-fluorophenyl)hexylborate and tetrabutylammonium tris-(3-chloro-4-methylphenyl)hexylborate or mixtures thereof, the total amount of a) and c) being at least 50% and not more than 100% by weight -% and the total amount of I) and II) being 100% by weight.
  • Another subject of the invention is an element containing a component which is obtainable by the action of (actinic) UV/VIS radiation on the photopolymerizable composition produced from the kit-of-parts according to the invention.
  • an element comprising a hologram which is obtainable by the action of a modulated radiation carrying holographic information on the photopolymerizable composition of the kit-of-parts according to the invention is preferred.
  • the photopolymerizable composition from the kit-of-parts can advantageously be applied to a substrate, for example a mirror sheet, a surface mirror, a nickel shim with holographic or optical surface structures or to a master hologram, and exposed with a laser beam, so that a hologram is formed.
  • the photopolymerizable composition from the kit-of-parts is then advantageously also cured with UV light.
  • Another object of the invention is the use of the element according to the invention as a film, lens, grid, prism, mirror, beam splitter, diffuser, surface relief, membrane, filter or sensor.
  • the use of the element according to the invention is preferred for a head-up display, data glasses, a light-guiding system, a spectrometer, a detection system, a security element or a label.
  • the dye concentrate does not attack or alter previously exposed hologram layers.
  • the photopolymerizable compositions that can be produced from the kit of parts can be individually adapted to the type of exposure and the desired results depending on the application. By choosing the right dye concentrate and varying the amount, the optimal color intensity can be set depending on the layer thickness, the desired sensitivity and the tolerable color shade in the finished product
  • UV initiators Liquid UV initiators
  • UV initiators that are in powder form at room temperature can also be used if they are melted or dissolved in a second component.
  • example games solvent for example games solvent
  • a mixture of polycaprolactone and a liquid UV photoinitiator is preferably used to dissolve the dyes.
  • a liquid UV photoinitiator eg Omnicure 1173 or MBF
  • a UV initiator that is solid at room temperature such as Omnicure TPO, Omnicure 819 and Omnicure 189, can also be dissolved in the low molecular weight polycaprolactone.
  • the ratio is chosen so that the UV initiator and the dye later with the desired concentration present in the photopolymerizable composition from the kit-of-parts.
  • the UV initiator concentration in the resulting photopolymerizable composition from the kit-of-parts is 1%. If a different concentration were desired, then the ratio of PCL triol and UV initiator would have to be adjusted accordingly. In this example, a maximum photoinitiator concentration of 3% would be possible, please include.
  • liquid compositions MM1 to MM4 were prepared using the same procedure as described for the dye concentrates.
  • a photopolymerizable composition is formed from the previously described dye concentrates and the monomer-containing liquid compositions, which together form a corresponding kit-of-parts, by mixing (for example by shaking with a speed mixer or stirring with a stirring rod).
  • the following photopolymerizable compositions are described: Photopolymerizable composition A
  • Photopolymerizable composition F Photopolymerizable composition G
  • Exposure was carried out with a wavelength of 577 nm at a temperature of 20°C. The material was stored in an oven at 120°C. Exposure was carried out approximately every 15 minutes until no more hologram could be imprinted and the BWG value was 0%. The values given are from the first exposure.
  • FIG. 1 shows a photo of two mixtures of the liquid composition II).
  • the left beaker (1) is a liquid composition II) which has been stored at room temperature for more than three months.
  • the right-hand beaker (2) is a liquid composition II) which had just been stirred on a hotplate with a magnetic stirrer (3) at 120° C. for three hours. It can be clearly seen that this mixture (2) is clearer than the one stored untreated (1) with the crystallizations (4).
  • FIG. 3 shows the schematic exposure setup.
  • FIG. 4 shows the beam path.
  • the photopolymer layer is located between the mirror plate and a transparent carrier material, e.g. PET film or glass.
  • a transparent carrier material e.g. PET film or glass.
  • Figure 5 shows the measurement curve with the corresponding measurement points of the first exposure of sample H.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zweikomponenten-System zur Anmischung von photopolymerisierbare Zusammensetzungen und daraus hergestellte Elemente sowie deren Verwendung. Die photopolymerisierbaren Zusammensetzungen eigenen sich insbesondere als Aufzeichnungsmaterial für optische Elemente mit Brechungsindexmodulation, insbesondere Hologramme.

Description

2K-System
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zweikomponentensystem (Kit-of- parts) und daraus hergestellte Elemente sowie deren Verwendung. Die aus dem Kit-of-parts hergestellten photopolymerisierbaren Zusammensetzungen eignen sich insbesondere als Aufzeichnungsmaterialien für optische Elemente mit Bre chungsindexmodulation, insbesondere Hologramme.
Es ist eine Vielzahl von Hologrammen wie Reflexionshologramme, Prägeholo gramme oder Transmissionshologramme oder Volumenhologramme bekannt.
Ein Volumenhologramm wird beispielsweise dadurch hergestellt, indem zwei Lichtwellen gleicher Wellenlänge, auch Objekt- und Referenzstrahl genannt, zur Interferenz gebracht und ein holographisches Aufzeichnungsmedium, in der Re gel ein photographischer Film, mit dem entstehenden Interferenzmuster, das i.d.R. ein Intensitätsmuster ist, belichtet wird. Der holographische Belichtungs prozess und die Vervielfältigung des Hologramms (Replikation) sind technisch komplexe optische Verfahren, die spezielle anwendungstechnische Kenntnisse erfordern. Methoden zur Erzeugung von Hologrammen und die Theorie sind in der Literatur umfassend beschrieben [Howard M. Smith, „Principles of Holo- graphy", Wiley (1969)] [Fred Unterseher, et al. „Holography Handbook: Making Holograms the Easy Way", Ross Books (1982)] [Graham Saxby, „Practical Ho lography", Inst, of Physics Pub. (2004)].
Bekannte Aufzeichungsmaterialien mit unterschiedlichem Eigenschaftsprofil und Anwendungsgebiet sind: Silberhalogenid-Emulsionen, gehärtete Dichromat-Ge latine, ferroelektrische Kristalle, photochrome und dichroide Materialien sowie Photopolymere [Howard M. Smith, „Principles of Holography", Wiley (1969).]. Für Anwendungen mit hohen Stückzahlen sind solche Materialien von Interesse, die problemlos in den Anlagen zur Hologrammherstellung und -Vervielfältigung inte- griert werden können und die eine einfache holographische Belichtung und Ent wicklung ermöglichen. Photopolymere gelten aufgrund ihrer hohen Effizienz, ih rer einfachen Handhabung und ihrer guten Lagerstabilität als besonders bevor zugt. Die bekanntesten Photopolymere stammen von DuPont, z.B. 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-Materialien ge hört zu der Klasse der sich selbstentwickelnden Photopolymerfilme basierend auf radikalischer Polymerisation und Monomerdiffusion (siehe EP 0 324 480 A2).
Omnidex-Photopolymere wurden im Laufe der Jahre weiterentwickelt, primär mit dem Ziel, den Brechungsindexkontrast zu erhöhen und im Film einen hohen Beu gungswirkungsgrad zu erzielen (siehe US 4942112 A und DE 69032682 T2). Dennoch werden die anwendungstechnisch relevanten Beugungswirkungsgrade von deutlich über 2/3 durch einen hohen Anteil an thermoplastischem Binder er kauft.
Bei der Filmherstellung muss der Binder für die Beschichtung flüssig sein. Dazu wird ein Lösemittel eingesetzt, dessen Abdampfen nach der Beschichtung zu ei ner starken Abnahme der Schichtdicke führt. Die aufzutragende Nassschicht ist daher entsprechend dem Lösemittelanteil wesentlich dicker als die resultierende Filmschicht. Der Lösemittelanteil beträgt i.d.R. etwa 80%. Um eine volumenholo graphisch belichtbare Schicht von 20pm zu erreichen, muss in diesem Fall eine Nassschicht von 100pm aufgetragen werden. Die erforderliche hohe Dicke der Nassschicht verhindert oder erschwert die Verwendung von bekannten Druck verfahren, wie Flexo- oder Tiefdruck. Beim Siebdruck kann es bei der Verwen dung von schnell trocknenden Lösungsmitteln zu einer Verklebung des Netzes kommen.
Der Film kann zudem erst weiter verarbeitet bzw. aufgewickelt werden, wenn das gesamte Lösemittel abgedampft ist. In der Produktion muss daher eine lange Trocknungsstrecke mit einer gesundheits- und umweltgerechten Absaugung, so- wie einer staub- und explosionsgeschützter Umgebung aufgebaut werden. Die ser Aufwand führt dazu, dass die Filmherstellung und die holographische Belich tung i.d.R. an getrennten Orten und Zeiten stattfindet.
Bei den binderhaltigen Materialien ist zudem eine thermische Nachbehandlung („Tempern") des belichteten und UV-fixierten Photopolymeren nötig, um den ma ximalen Brechungsindexkontrast zu erzielen (siehe DE 68905610 T2). Das Tem pern ist ein zusätzlicher zeitaufwendiger Verarbeitungsschritt, der die Holo grammherstellung neben der aufwendigen Filmherstellung verlangsamt, verkom pliziert und verteuert und zudem die Wahl der Trägermaterialien auf nicht tempe raturempfindliche einschränkt.
Andere Photopolymer-Materialien für die Volumenholographie wurden von Pola roid (siehe US 5759721 A, Fuji Photo Film (siehe EP 1 510 862 A2), Konica Mi nolta Medical & Graphic (siehe US 200505891 A1 ), Dai Nippon Printing (siehe EP 123151 A1 ), Nippon Paint (siehe EP 0 211 615 A2), Nissan Chemical Indust ries (siehe US 20050068594 A1 ), Bayer (siehe WO 2010091795 A1 ), Xetos (siehe WO 2003036389 A1 ) und InPhase Technologies (siehe US 2002142227 A1 ) entwickelt. Der Stand der Technik weist Photopolymere aus, die sich durch ihre holographischen Eigenschaften oder ihre Verarbeitung von Omnidex unterscheiden. Der technische Fortschritt wird durch verringerte Sauerstoffempfindlichkeit dokumentiert, reduzierten Materialschrumpf während der Belichtung, angepasste spektrale Empfindlichkeit (Sensitivität), lösemittel freie Filmherstellung, höheren Beugungswirkungsgrad ohne Tempern und/oder bessere Temperatur- und Lagerstabilität.
Ein neueres und kommerziell erhältliches holographisches Photopolymer ist das von Bayer Materialscience entwickelte „Bayfol HX“-Film. Dieser enthält als Poly mermatrix, welche die holographisch belichtbaren Schreibmonomere aufnimmt, keinen thermoplastischen Binder, sondern ein Polyurethan. Das Polyurethan ent steht durch Polyaddition aus einem Polyisocyanat und Polyol Gemisch. Die re- aktiven Komponenten werden erst kurz vor der Beschichtung zusammenge mischt und härten auf der Trägerfolie aus. Ein hoher Lösemittelanteil wie bei den vorher beschriebenen binderhaltigen Materialien ist zwar nicht vorhanden, aber durch die Aushärtungszeit von bis zu einer Stunde besteht die selbe Problematik, eine genügend lange staubfreie Trocknungs- bzw. Härtungsstrecke in der Be schichtungsanlage zur Verfügung zu stellen.
Wie bei allen kommerziell erhältlichen Photopolymerfilmen kann der Anwender das Trägermaterial nicht frei wählen und selber beschichten, sondern muss den gelieferten Folienaufbau verarbeiten. Neben der Trägerfolie befindet sich noch eine Kaschierfolie auf der lichtempfindlichen Filmschicht, um eine Verklebung und Verschmutzung zu vermeiden. Das Abziehen dieser Folie kann eine stati sche Aufladung bewirken, die Staubpartikel anzieht. Da der Film zur Belichtung entweder auf Glas oder einem Master auflaminiert werden muss, wo jedes Staub teilchen eine Fehlstelle erzeugt, wird für eine saubere und fehlerlose Verarbei tung eine extrem staubfreie Umgebung benötigt.
Photopolymersysteme, die einen polymeren Binder oder polymere Matrix enthal ten, bilden eine im Wesentlichen feste Filmschicht. Im Unterschied dazu sind auch Binder-freie Systeme vorgestellt worden, die bis zur Belichtung im Wesent lichen flüssig sind (siehe z.B. US-Patent 3,993,485 A oder N. Smirnova, Optics in Information Systems, February 2004, S. 9 oder Xetos (siehe WO 2003036389 A1 ).
Bei den meisten im Wesentlichen festen Monomer-Binder/Matrix-Photopolyme- ren diffundieren nach der holographischen Laserbelichtung nicht belichtete Schreibmonomere, die sich im Bereich der dunklen Interferenzlinien befanden, in die belichteten polymerisierten Bereiche nach. Dadurch entsteht ein Bre chungsindexunterschied dessen räumliche Modulation dem aufzuzeichnenden Interferenzmuster entspricht. Die Diffusion der Schreibmonomere in der festen Matrix benötigt allerdings Zeit. Eine Temperaturerhöhung kann diesen Vorgang beschleunigen. DuPont gibt für das genannte OmniDex®-Material eine Temper zeit von einer Stunde bei 120°C an. Beim Bayfol HX-Material wird in den Paten anmeldungen (EP 2 372 454 A1 S.13 [0127], EP 2 219 073 A1 S.15 [0102]) eine Wartezeit von 5min angegeben bevor das Material mit UV-Licht endgültig kom plett gehärtet wird,
Für viele Produktionsverfahren sind aber möglichst geringe Zeiten bzw. ein mög lichst hoher Durchsatz und eine einfache, kostengünstige Prozessführung für die Herstellung der Hologramme gefordert, so dass umständliche und zeitintensive Nachbehandlungen oder Wartezeiten von Nachteil sind.
Aus diesem Grund wurden photopolymerisierbare Zusammensetzungen entwi ckelt, die eine effektive Brechungsindexmodulation schon während der Laserbe lichtung ausbilden und sofort mit UV-Licht fixiert werden können, wie dies in der EP 1 779 196 B1 beschrieben wird. Dort wurden verschiedene Triglyceride, wie z.B. Rizinusöl, verwendet.
Die Lagerungsfähigkeit spielt bei den bekannten photopolymerisierbaren Zusam mensetzungen aufgrund der Lichtempfindlichkeit und der Anwesenheit von Initi atoren eine entscheidende Rolle, da es wünschenswert ist, immer die gleiche Qualität bereitzustellen.
Ein Nachteil der oben genannten flüssigen photopolymerisierbaren Zusammen setzung EP 1 779 196 B1 ist, dass das als Coinitiator verwendete Boratsalz, SEC-LCA 1460 der Fa. BASF (früher CGI 7460 der Fa. Ciba), nach einiger Zeit gerne auskristallisiert. Es hat einen Schmelzpunkt von 80°C. Durch Erwärmen und Rühren kann das Borat zwar wieder in Lösung gebracht werden, allerdings besteht die Gefahr, dass es dabei zu einer thermisch initiierten Polymerisation kommt oder die Lichtempfindlichkeit wegen thermischer Reaktionen des Farb stoffes abnimmt. Besonders, wenn z.B. als Farbstoff Methylenblau oder zur Stei gerung der Lichtempfindlichkeit Zusatzstoffe wie z.B. NPG (N-Phenylglycin) oder zur Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeiten thermisch aktivierbare Initiatoren wie Peroxide (tert-Butylperoxybenzoate) verwendet werden, die empfindlich auf höhere Temperaturen reagieren, chemische Reaktionen eingehen, sich zerset zen, ausbleichen, Trübungen verursachen oder eine radikalische Polymerisation einleiten können.
Die Zugabe von Lösemitteln in höheren Mengen, die das Borat auch über länge rer Zeit in Lösung halten würden ist kontraproduktiv, da dies die holographische Qualität der photopolymerisierbaren Zusammensetzung oder die schnelle Verar beitbarkeit verschlechtern würde.
Beschreibung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein holographi sches System bereitzustellen, das die genannten Nachteile bekannter Aufzeich nungsmaterialien vermeidet und insbesondere eine längere verbesserte Lager zeit bzw. Verwendbarkeitsdauer und trotzdem eine einfache und sehr schnelle Verarbeitung ermöglicht. Die aus dem Aufzeichnungsmaterial hergestellten ho lographischen Elemente sollten außerdem eine möglichst hohe Brechungsin dexmodulation sowie eine hohe Langzeitstabilität als auch eine thermische und mechanische Stabilität aufweisen und besonders transparent, klar und nicht trüb sein.
Zudem ist zu gewährleisten, dass die aus dem Kit-of-parts hergestellten photo polymerisierbaren Zusammensetzungen eine schichtweise Belichtung ermögli chen, ohne dass die unteren schon gehärteten Schichten von der frisch aufge tragenen Nassschicht angegriffen und deren mechanischen, optischen und ho lographischen Qualität verschlechtert werden.
Insbesondere soll die Erfindung dem Anwender ermöglichen, eigene Trägerma terialien bzw. Produkte zu beschichten und kurz danach ohne notwendige War tezeiten holographisch zu belichten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kit-of-parts zur Herstellung einer photopolymerisierbaren Zusammensetzung mittels UVA/is-Bestrahlung, umfassend: I) ein Farbstoffkonzentrat, umfassend
A) eine erste Mischung A, insbesondere flüssige Mischung A, umfassend f) mindestens einen Farbstoff und h) mindestens ein Lösungsmittel und
II) eine flüssige Zusammensetzung umfassend:
B) eine monomerhaltige flüssige Mischung B, umfassend: a) mindestens ein Monomer M1, umfassend mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe, c) mindestens einen Co-Photoinitiator.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ebenfalls gelöst durch Kit-of-parts zur Her stellung einer photopolymerisierbaren Zusammensetzung mittels UV/Vis-Be- strahlung, umfassend:
I) ein Farbstoffkonzentrat, umfassend
A) eine erste Mischung A, insbesondere flüssige Mischung A, umfassend f) mindestens einen Farbstoff, g) mindestens einen Photoinitiator und h) mindestens ein Lösungsmittel und
II) eine flüssige Zusammensetzung umfassend:
B) eine monomerhaltige flüssige Mischung B, umfassend: a) mindestens ein Monomer M1, umfassend mindestens eine ethyle nisch ungesättigte Gruppe, c) mindestens einen Co-Photoinitiator.
Vorzugsweise weisen über 80%, bevorzugt über 90% und besonders bevorzugt über 98% aller Bestandteile des Lösungsmittels in dem erfindungsgemäßen Kit- of-parts oder in dem Farbstoffkonzentrat einen Dampfdruck von < 2 hPa, bevor zugt < 1 ,3 hPa und besonders bevorzugt < 0,2 hPa, bei 20°C auf.
Zudem weisen über 80%, bevorzugt über 90% und besonders bevorzugt 95% der Lösungsmittelbestandteile einen Siedepunkt von > 100°C bei Standarddruck auf. Die prozentualen Anteile ergeben sich aus dem Gewichtsverhältnis der Be standteile zum Gesamtgewicht des Lösungsmittels.
Vorzugsweise ist in dem Lösungsmittel ein unter Standarddruck flüssiges Poly mer enthalten. Dabei stammt das Polymer vorzugsweise aus der Gruppe, beste hend aus Polyethylenglykolen (PEGs), Polycaprolactonen, Acrylat-Block-Copoyl- meren (EFKA) und Poly(Bisphenol-A-co-epichlorhydrinen) (EPI).
Die Bereitstellung der erfindungsgemäßen Kit-of-parts ermöglicht es vorteilhaf terweise, dass nach der Anmischung der photopolymerisierbaren Zusammenset zung diese sofort verarbeitbar und belichtbar ist.
Vorzugsweise ist die die monomerhaltige flüssige Mischung B bei einem Stan darddruck im Bereich von 15°C bis 120°C flüssig.
Für das Kit-of-parts erweist es sich als vorteilhaft ein Farbstoffkonzentrat A (auch I) genannt) mit einem Lösungsmittel, insbesondere eines mit einem Anteil von über 50 Gew.-%, bevorzugt über 65 Gew.-%, besonders bevorzugt über 80 Gew.-% hochmolekularen, nicht flüchtigen Komponenten, einschließlich der Pho toinitiatoren, zu verwenden. Dieses wird der flüssigen Zusammensetzung II) (auch II) genannt) zugegeben, um eine photopolymerisierbare Zusammenset zung (auch Photopolymer genannt) zu bekommen, die nach dem Durchmischen sofort aufgetragen und belichtet werden kann. Zudem kommt es vorteilhafter weise zu keinen Wartezeiten und zeitlichen Änderungen der Materialeigenschaf ten durch Abdampfen und Konzentrationsänderungen der Lösemittelbestand teile, so dass auch keine gesundheits- und umweltschädliche Dämpfe entstehen können. Durch die getrennte Aufbewahrung von dem Farbstoffkonzentrat A als I) und der flüssigen Zusammensetzung B als II) verbessert sich die Haltbarkeit und die La gerung kann vereinfacht werden, da die Komponenten A) und B) weniger Licht- und wärmeempfindlich als die photopolymersierbaren Zusammensetzungen sind.
Insbesondere kann die flüssige Zusammensetzung II) ohne Probleme längere Zeit erwärmt und gerührt werden, um z.B. ungelöste oder auskristallisierte Be standteile wie das Boratsalz, wieder in Lösung zu bringen.
Vorzugsweise ist die flüssige Zusammensetzung II) überhaupt nicht lichtempfind lich und kann problemlos ohne Vorsichtsmaßnahmen, wie das Einhalten einer bestimmten Umgebungsbeleuchtung, visuell begutachtet, erwärmt und gerührt werden. Dies erleichtert die Qualitätskontrolle und das Entdecken ungelöster o- der auskristallisierter Bestandteile, sowie die Verarbeitung.
Vorteilhafterweise wird über die Farbe eingestellt, für welches Licht das Kit-of- parts empfindlich ist. Um die Energie des Lichtes zu absorbieren, wird in der Re gel der komplementäre Farbton von der Belichtungswellenlänge gewählt. Für ein grünes Licht wird z.B. ein Magenta-, für Rot ein Blau- und für Blau ein Gelbton verwendet. Für die Belichtung mit verschiedenen Wellenlängen sind auch Kom binationen möglich.
Vorzugsweise besteht das Kit-of-part aus der flüssige Zusammensetzung II), wel che ganz besonders bevorzugt eine klare, farblose und flüssige monomerhaltige Mischung ist, und dem Farbstoffkonzentrat I). Das Farbstoffkonzentrat wird vor zugsweise in Mengen von 0,5-50 Gew.-%, bevorzugt von 1-10 Gew.-% und be sonders bevorzugt von 1-5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Kit-of- parts, insbesondere der flüssige Zusammensetzung II), zugegeben und durch Rühren, Schütteln oder Verwirbeln vermischt. Die daraus resultierende photopolymerisierbare Zusammensetzung kann sofort nach dem Aufträgen auf ein Substrat belichtet werden. Der Nassauftrag der Zu sammensetzung auf das Trägermaterial kann durch Rakeln, Doctor Blade oder Schlitzdüsen (Slot-Dye Coating) erfolgen. Für dünne Schichten kleiner 20 pm können auch bekannte Druckverfahren, wie Sieb-, Tief-, Gravur-, Tampon- oder Flexodruck verwendet werden. Bevorzugt wird das Material mit einer transparen ten und klaren Folie direkt auf die zu kopierende Vorlage (Master) laminiert. Die Schichtdicke wird entweder durch den Anpressdruck und der Laminiergeschwin digkeit oder über die Schlitzbreite eingestellt. Bei der Beschichtung von dicken und starren Trägern wie z.B. Glasplatten kann ein Spin Coating Verfahren ver wendet werden. Auch das Aufträgen mit einem Tintenstrahldruckverfahren oder mit einer CNC gesteuerten Dosiervorrichtungen ist möglich. Das direkte Einsprit zen in Hohlräumen ist ebenfalls möglich.
Insbesondere eignet sich das flüssige Material auch für den Auftrag auf ge krümmten Oberflächen. Es kann auch zwischen zwei zueinander passenden Kör pern eingepresst und gleichzeitig als Kit oder Kleber verwendet werden.
Die Vermischung der Kit-of-parts-Bestandteile kann in der Beschichtungsanlage stattfinden. Zur Vermischung können alle den Fachmann bekannten Mischungs techniken und -verfahren, wie z.B. Rührkessel, Magnetrührer, Rührstäbe, Speed mixer und sowie sowohl als auch dynamische und statische Mischer eingesetzt werden.
Nach der Vermischung können die zusätzlichen üblichen und den Fachmann be kannten Verfahren wie Filtration und Entgasung eingesetzt werden
Wenn es technisch vorteilhaft ist, kann z.B. auch eine 1 :1 oder 1 :2 Variante an- geboten werden. In diesem Fall wird das Farbstoffkonzentrat A mit einer Verdün nungsmischung auf das gewünschte Verhältnis gestreckt. Die Verdünnungsmi schung enthält die aus der flüssigen Zusammensetzung II) bekannten Kompo nenten und Monomere ohne die kritischen Bestandteile, die wie das Boratsalz nach längerer Lagerung durch Erwärmen wieder in Lösung gebracht werden müssen. In der monomerhaltigen flüssigen Mischung B muss dann stattdessen das dem Verhältnis entsprechende mehrfache der sonst üblichen Menge von den kritischen Bestandteilen bzw. den Boratsalzen enthalten sein.
Nach der Belichtung ist die Schicht fest. Vorzugsweise wird bei den aus dem Kit- of-parts hergestellten photopolymerisierbaren Zusammensetzungen nach dem Belichten keine thermische oder chemische Nachbehandlung benötigt.
Durch den Verzicht von Stoffen, die nach der Zugabe oder dem Beschichten erst abdampfen oder chemisch reagieren müssen, ist zu einem sichergestellt, dass zwischen Anmischen, Aufträgen und Belichten ein Zeitraum von weniger als 30 min, bevorzugt weniger als 10 min, besonders bevorzugt weniger als 2 min genutzt werden kann. Zum anderen wird dadurch ermöglicht, dass die Schicht nicht offen aufgetragen werden muss, sondern in Zwischenräumen eingebracht oder mit einer abdeckenden Folie auf laminiert werden kann. Dieser Umstand vereinfacht das Verfahren für die Herstellung von Hologrammen wesentlich und ermöglicht sehr kompakte Maschinen.
Durch die kurze Verarbeitungszeit, den kurzen Transportwegen und die Möglich keit nach dem Aufträgen sofort und schnell belichten zu können, verringern sich auch die Anforderungen an das Umgebungslicht. Dies vereinfacht den Aufbau und die Bedienung der Maschine, da sie nicht aufwendig vor Lichteinfall ge schützt werden und nicht unbedingt in einem extra abgedunkelten Raum stehen muss.
Der Anwender hat außerdem die freie Wahl, welche Trägermaterialien und Schichtaufbauten er verwenden möchte, da die Beschichtung in der Belichtungs anlage erfolgt. Nach dem Auftrag kann sofort belichtet werden. Mehrschichtige Belichtungen sind ebenfalls kein Problem, da nach der Härtung nach den selben Prinzip eine neue Schicht aufgetragen und holographisch belichtet werden kann. Dies kann z.B. dazu genutzt werden, um echtfarbige Hologramme aus drei Schichten für die Grundfarben Rot, Grün und Blau aufzubauen. Die photopolymerisierbare Zusammensetzung aus dem Kit-of-parts ist beson ders für die Anfertigung von Kontaktkopien geeignet. Dadurch, dass die flüssige photopolymerisierbare Zusammensetzung aus dem Kit-of-parts direkt auf das Master aufgedruckt wird, entfällt das Indexmatching. Darunter wird das Aufträgen einer Flüssigkeit zwischen Master und Hologrammfilm mit ungefähr dem gleichen Brechungsindex der beiden Schichten verstanden. Das Indexmatching verhin dert beim normalen Kontaktkopierverfahren das Auftreten von störenden Interfe renzerscheinungen (Newtonringe). Diese entstehen durch Reflexionen, die be sonders an den Stellen auftreten, wo sich die beiden Schichten z.B. wegen eines Staubeinschlusses oder einer kleinen Unebenheit nicht direkt berühren und es zu Blasen bzw. Lufteinschlüssen kommt. Zudem verbessert der Ausgleich von Kratzern und anderen Unebenheiten vom Trägermaterial und Master die optische Qualität der Kopie. Kleine Staubteilchen mit einer geringeren Abmessung als die Schichtdicke werden in der Flüssigkeit eingebettet und erzeugen keine deutli chen Druck- und Fehlstellen wie bei den Filmmaterialien. Dies verringert den Ausschuss und die Reinraumansprüche an die Produktionsumgebung wesent lich.
Vorteilhaft kann die flüssige photopolymerisierbare Zusammensetzung aus dem Kit-of-parts somit auch als Indexmatch-Material für die Belichtung von hologra phischen Filmmaterialien eingesetzt werden. Dadurch, dass es beim Belichten aushärtet entfällt die Reinigung oder das Abdampfen. Zudem wird die hologra phische Aufzeichnung durch die Kombination der beiden holographischen Auf zeichnungsmaterialien unterstützt und verstärkt, da in beiden Schichten ein Ho logramm entsteht. Durch die freie Wahl des verwendeten Farbstoffkonzentrates kann der Anwender entscheiden, welcher Wellenlängen- bzw. Farbbereich in der Kombination gepusht wird.
Weil sich die photopolymerisierbare Zusammensetzung aus dem Kit-of-parts je der Oberfläche anpasst, können im Gegensatz zu den Filmmaterialien neben der Hologrammbelichtung gleichzeitig auch Oberflächenstrukturen abgeformt und komplex geformte Oberflächen verwendet werden. Die Oberflächenstrukturen können insbesondere Prägehologramme oder Fresnelstrukturen sein. Dadurch ist es möglich, in einem einzelnen Verarbeitungsschritt sowohl die Oberflächen struktur als auch die volumenholographische oder optische Information des Mas ters physikalisch und holographisch zu kopieren.
Auf dieser Weise lassen sich auch optische Elemente wie Prismen oder Linsen mit integrierten Hologrammstrukturen hersteilen.
Farbstoff
Der Farbstoff dient als Sensibilierungsmittel für den Co-Photoinitiator. Dafür eig net sich z.B. Methylenblau und die in den US-Patenten 3 554 753 A, 3 563 750 A, 3 563 751 A, 3 647 467 A, 3652 275 A, 4 162 162 A, 4268 667 A, 4 454 218 A, 4 535 052 A und 4 565 769 A, offenbarten Sensibilisierungsmittel, sowie die in der Anmeldung WO 2012062655 A2 genannten Farbstoffe und Co-Photoiniti- atoren, auf die hierin ausdrücklich Bezug genommen wird. Zu den besonders bevorzugten Sensibilisierungsmitteln gehören die folgenden: DBC, d.h., 2,5- Bis[(4-diethylamino-2-methylphenyl)methylen]cyclopentanon; DEAW, d.h., 2,5- Bis[(4-diethylaminophenyl)methylen]cyclopentanon; Dimethoxy-JDI, d.h., 2,3- Dihydro-5,6-dimethoxy-2-[(2,3,6,7-tetrahydro-1 H,5H-benzo[i,j]chinolizin-9-yl)me- thylen]-1 FI-inden-1-on; und Safranin O, d.h., 3,7-Diamino-2,8-dimethyl-5-phenyl- phenaziniumchlorid.
Vorzugsweise ist der Farbstoff in dem erfindungsgemäßen Kit-of-parts ein Fluo reszenzfarbstoff, der beispielsweise aus einem kationischen Farbstoff und einem Anion bestehen kann. Dabei kann der kationische Farbstoff durch die Formel F+ wiedergegeben werden.
Daher versteht man unter einem kationischen Farbstoff der Formel F+ bevorzugt solche der folgenden Formeln: worin
X1 für 0, S, N-R6 oder CR6aR6b steht,
X2 für N oder C-R5 steht,
R5 für Wasserstoff, Cyano, Ci- bis C4-Alkyl, C4- bis CyCycloalkyl, einen ggf. durch Ci- bis C4-Alkoxycarbonyl oder NR7R8 substituierten Ce- bis Cio-Aryl , ei nen heterocyclischen Rest oder für Ce- bis Cio-Aryl substituiert mit einer Car- boxylgruppe steht,
R6 für Wasserstoff, Ci- bis Ci6-Alkyl, C4- bis CyCycloalkyl, C7- bis Ci6-Aralkyl, Ce- bis Cio-Aryl oder einen heterocyclischen Rest steht,
R6a und R6b unabhängig voneinander für Methyl, Ethyl oder gemeinsam für eine -CH2-CH2-CH2- oder -CH2-CH2-CH2-CH2-Brücke oder für Ce- bis Cio-Aryl substi tuiert mit einer Carboxylgruppe stehen,
R1 bis R4, R7 und R8 unabhängig voneinander für Wasserstoff, Ci- bis Ci6-Alkyl, C4- bis CyCycloalkyl, C7- bis Ci6-Aralkyl, Ce- bis Cio-Aryl oder einen heterocycli schen Rest stehen oder
NR1R2, NR7R4 und NR7R8 unabhängig voneinander für einen fünf- oder sechs gliedrigen, über N angebundenen gesättigten Ring stehen, der zusätzlich ein N oder 0 enthalten kann und/oder durch nichtionische Reste substituiert sein kann, oder R1 bis R4, R7 und R8 unabhängig voneinander mit einem zum N-Atom benach barten C-Atom des Benzolrings eine zwei- oder dreigliedrige Brücke bilden, die ein 0 oder N enthalten kann und/oder durch nichtionische Reste substituiert sein kann,
R9, R9a, R9b, R10, R10a und R10b unabhängig voneinander für Wasserstoff, Halo gen oder Ci bis C4-Alkyl stehen, worin
R15 für Wasserstoff, Halogen, Ci- bis C4-Alkyl, Ci- bis C4-Alkoxy oder NR18R19 steht,
R11 bis R14, R18 und R19 unabhängig voneinander für Wasserstoff, Ci bis Ci6- Alkyl, C4- bis CyCycloalkyl, C7- bis Ci6-Aralkyl, Ce- bis Cio-Aryl oder einen hete rocyclischen Rest stehen oder
NR11R12, NR13R14 und NR18R19 unabhängig voneinander für einen fünf- oder sechsgliedrigen, über N angebundenen gesättigten Ring stehen, der zusätzlich ein N oder 0 enthalten kann und/oder durch nichtionische Reste substituiert sein kann, oder R12; R17b, R13; R17c und R18; R17a unabhängig voneinander eine zwei- oder drei gliedrige Brücke bilden, die ein 0 oder N enthalten kann und/oder durch nichtio nische Reste substituiert sein kann,
R16 für Wasserstoff, Chlor, Methyl, Methoxycarbonyl oder Ethoxycarbonyl steht, R16a für Wasserstoff, Chlor oder Methyl steht,
Ri 7a, R17b und R17c unabhängig voneinander für Wasserstoff, Chlor, Methyl oder Methoxy stehen.
Nichtionische Reste sind Ci- bis C4-Alkyl, Ci- bis C4-Alkoxy, Halogen, Cyano, Nitro, Ci- bis C4-Alkoxycarbonyl, Ci- bis C4-Alkylthio, Ci- bis C4-Alkanoylamino, Benzoylamino, Mono-oder Di-Ci - bis C4-Alkylamino.
Alkyl-, Alkoxy-, Cycloalkyl-, Aryl- und heterocyclischen Reste können gegebe nenfalls weitere Reste wie Alkyl, Halogen, Nitro, Cyano, CO-NH2, Alkoxy, Trial- kylsilyl, Trialkylsiloxy oder Phenyl tragen, die Alkyl- und Alkoxyreste können ge radkettig oder verzweigt sein, die Alkylreste können teil- oder perhalogeniert sein, die Alkyl- und Alkoxyreste können ethoxyliert oder propoxyliert oder silyliert sein, benachbarte Alkyl und/ oder Alkoxyreste an Aryl- oder heterocyclischen Resten können gemeinsam eine drei- oder viergliedrige Brücke ausbilden und die hete rocyclischen Reste können benzanneliert und/oder quaterniert sein.
Unter Halogen sind Fluor, Chlor, Brom oder lod zu verstehen, vorzugsweise Fluor, Chlor oder Brom.
Beispiele für substituierte Alkylreste sind Trifluormethyl, Chlorethyl, Cyanmethyl, Cyanoethyl, Methoxyethyl, Beispiele für verzweigte Alkylreste sind Isopropyl, tert.-Butyl, 2-Butyl, Neopentyl. Beispiele für Alkoxyreste sind Methoxy, Ethoxy, Methoxyethoxy.
Bevorzugte gegebenenfalls substituierte Ci- bis C4-Alkylreste sind Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, 2-Butyl, iso-Butyl, tert.-Butyl, perfluoriertes Methyl, perfluororiertes Ethyl, 2,2-T rifluorethyl, 3,3,3 -Trifluorethyl, Perfluorbutyl, Cya- nethyl, Methoxyethyl, Chlorethyl.
Als bevorzugtes Aralkyl kommt beispielsweise Benzyl, Phenethyl oder Phenyl propyl in Frage.
Beispiele für C6- bis Cio-Aryl sind Phenyl und Naphthyl. Beispiele für substituierte Arylreste sind Tolyl, Chlorphenyl, Dichlorphenyl, Methoxyphenyl, Nitrophenyl, Cyanophenyl, Dimethylaminophenyl, Diethylaminophenyl.
Beispiele für Fletarylreste, insbesondere für fünf- oder sechsgliedrige heterocyc lische Reste, sind Indolyl, Pyridyl, Chinolyl, Benzthiazolyl. Beispiele für substitu ierte heterocyclische Reste sind 1 ,2-Dimethylindol-3-yl, 1-Methyl-2-phenylindol- 3-yl.
Anionen für die kationischen Farbstoffe der Formel F+ können beispielsweise An ionen von den Flalogenen, Sulfate, Carbonate oder Nitrate sein.
Besonders geeignete kationische Farbstoffe sind Malachit Grün, Methylenblau, Safranin 0, Rhodamine der Formel III worin Ra, Rb, Rc, Rd, Re, Rf und Rg jeweils Fl oder eine Alkylgruppe, und X- steht für Chloridion, Trifluoromethansulfonat, Naphthalindisulfonat, para-Toluolsulfo- nat, Flexafluorophosphat, Perchlorat, meta-Nitrobenzolsulfonat oder meta-Ami- nobenzolsulfonat, z. B. Rhodamin B, Rhodamin 6 G oder Violamin R, ausserdem Sulforhodamin B oder Sulforhodamin G, wie nachstehend aufgeführt. Andere geeignete Farbstoffe sind Fluorone, wie sie z. B. von Neckers et al. in J. Polym. Sei., Part A, Poly. Chem, 1995, 33, 1691-1703 beschrieben sind. Beson ders interessant ist
Beispiele für weitere geeignete Farbstoffe sind Cyanine der Formel IV worin Riv = Alkyl; n1 = 0, 1 , 2, 3 oder 4 und Yi = CH=CH, N-CFh, C(CH3)2, 0, S oder Se bedeutet. Bevorzugt sind Cyanine, worin Yi in Formel IV C(CFl3)2 oder S ist.
Vorzugsweise ist der Farbstoff in dem erfindungsgemäßen Kit-of-parts ausge wählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Acriflavinen, Diaminoacridinen, Rhoda min B, Safranin-O, Diethylsafranin und Methylenblau. Lösungsmittel für den Farbstoff
Ethanol, Propanol, iso-Propanol, Butanol, iso-Butanol, tert.-Butanol, Pentanol, iso-Pentanol, tert.-Pentanol, Hexanoie, Heptanole, Glykole, Diglykol, Triglykol.
Wasser, Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Ketone, Aceton, Methylethylke- ton, Ether, Tetrahydrofuran, 1,4-Dioxan, Trioxan,
Triethanolamin (TEA), Rizinusöl, Castor oil glycidylether (Ricinusöl-glyc- idylether), Octansäure, tert-Butylperoxybenzoat, 2-Dimethylaminoethanol, Ani- sol, Poly(ethylenglykol)-block-poly(propylenglykol)-block-poly(ethylenglykol), Benzylalkohol, Tetrachlorethylen, Dipropylenglykoldimethylether, Dichlor methan, Essigsäureanhydrid, Propylencarbonat, Essigsäure-n-butylester, Cyclo- hexan, Cyclopentanone, Ethylenglykol, Polyethylenglykole, Toluol, Eukalyptusöl, Glykolsäurebutylester (Polysolvan-O), N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP), Pro pylenglykolmonomethyletheracetat (PGMEA), Poly(Bisphenol-A-co-epichlorhy- drin), Trimethylolpropanethoxytriacrylat (TMPEOTA), Trimethyolpropantriacrylat (TMPTA), Tripropylenglykoldiacrylat (TrPGDA), N,N-Dimethylacrylamid.
Bevorzugt, Dimethylsulfoxid (DMSO), N,N'-Dimethylpropylenharnstoff, N-Hy- droxyethylacrylamid (HEAA), Benzaldehyd, Polycaprolactone (PolyCLO, Ca- promer PT-05), Polycaprolactontriol, Polyethylenglykol (PEG-200), Acryl Block Copolymer (Efka PX 4701).
Als besonders vorteilhaft erwies sich, dass UV-Photoinitiatoren, die sowieso in der photopolymerisierenden Zusammensetzung benötigt werden, überra schenderweise ebenfalls als gute Lösungsmittel für die Farbstoffe verwendet werden können.
Sie sind weiter unten beschrieben, bevorzugt werden die flüssigen Photoinitiato ren Omnirad 1173, Omnirad MBF, Omnirad 1000 und Omnirad TPO-L verwen det. Aber auch die Zugabe von bei Raumtemperatur pulverförmigen UV-lnitiato- ren zu dem Lösungsmittelgemisch kann die Löslichkeit der Farbstoffe erhöhen. Vorzugsweise ist in dem Lösungsmittel in unter Standarddruck flüssiges Polymer enthalten. Dabei kann vorteilhafterweise das unter Standarddruck flüssige Poly mer ausgewählt sein aus der Gruppe, bestehend aus Polyethylenglykolen (PEGs), Polycaprolactonen, Acrylat-Block-Copoylmeren (EFKA) und Poly(Bi- sphenol-A-co-epichlorhydrinen) (EPI).
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die genannten Stoffe die Eigenschaften, wie z.B. den Beugungswirkungsgrad, des aus den beiden Kit-of-parts Komponenten zusammengemischten Materials nicht verschlechtern. Wenn sie sogar zu einer Verbesserung beitragen, dann können sie auch als Zusatzstoff in der monomer haltigen flüssigen Mischung B Verwendung finden.
Photoinitiator
Vorzugsweise kann der Photoinitiator im erfindungsgemäßen Kit-of-parts, unter Bestrahlung mit einer Wellenlänge zwischen 100 nm und 480 nm, bevorzugt zwi schen 150nm und 460nm und besonders bevorzugt zwischen 200nm und 380 nm Radikale bilden.
Diese Photoinitiatoren können im erfindungsgemäßen Kit-of-part sowohl in der ersten Mischung A (Farbstoffkonzentrat) als auch in der monomerhaltigen flüssi gen Mischung B Vorkommen.
Das erfindungsgemäße Kit-of-parts umfasst eine erste Mischung A, vorzugs weise eine erste flüssige Mischung A, umfassend mindestens einen Photoinitia tor, der vorzugsweise die Polymerisation des oder der Monomeren M1 bzw. M2 bei der Einwirkung (aktinischer) Strahlung aktiviert. Dabei handelt es sich vor zugsweise um einen radikalbildenden Polymerisationsinitiator.
Unter Aktinität (aktinischer Strahlung) kann man die photochemische Wirksam keit von elektromagnetischer Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge verste hen. Der Begriff wird zum Beispiel bei der Bewertung der physiologischen Folgen von Laserlicht unterschiedlicher Farbe oder der spektralen Empfindlichkeit von foto grafischen Filmen und Fotopapieren benutzt. In der Photochemie werden als ak tinische Chemikalien solche bezeichnet, die licht- bzw. strahlungsempfindlich sind.
Radikalbildende Polymerisationsintitiatoren sind bekannt, vgl. z.B. Timpe, H.J. und S. Neuenfeld, „Dyes in photoinitiator Systems“, Kontakte (1990), Seiten 28- 35 und Jakubiak, J. und J.F. Rabek, „Photoinitiators for visible light polymisation“, Polimery (Warschau) (1999), 44, Seiten 447-461.
Zu den geeigneten radikalbildenden Polymerisationsinitiatoren, die durch UV- Strahlung aktivierbar und im allgemeinen bei Temperaturen bis zu 185°C inaktiv sind, gehören die substituierten oder unsubstituierten mehrkernigen Chinone; da bei handelt es sich um Verbindungen mit zwei intracyclischen Kohlenstoff-Ato men in einem konjugierten carbocyclischen Ringsystem, z.B. 9,10-Anthrachinon, 1-Chloranthrachinon, 2-Chloranthrachinon, 2-Methylanthrachinon, 2-Ethylanth- rachinon, 2-tert-Butylanthrachinon, Octamethylanthrachinon, 1 ,4-Naphthochi- non, 9,10-Phenanthrenchinon, 1 ,2-Benzanthrachinon, 2,3-Benzanthrachinon, 2- Methyl-1 ,4-naphthochinon, 2,3-Dichlornaphthochinon, 1 ,4-Dimethylanthrachi- non, 2,3-Dimethylanthrachinon, 2-Phenylanthrachinon, 2,3-Diphenylanthrachi- non, Natrium-Salz von Anthrachinon-a-sulfonsäure, 3-Chlor-2-methylanthrachi- non, Retenchinon, 7,8,9, 10-Tetrahydronaphthacenchinon und 1 ,2,3,4-Tetrahyd- robenz[a]anthracen-7,12-dion. Weitere Photoinitiatoren, die ebenfalls brauchbar sind, wenn auch manche bei so niedrigen Temperaturen wie 85°C thermisch ak tiv sind, sind in US-Patent 2 760663 A beschrieben, und zu ihnen zählen vicinale Ketaldonylalkohole wie etwa Benzoin, Pivaloin, Acyloinether, z.B. Benzoinme thyl- und -ethylether, a-Kohlenwasserstoff-substituierte aromatische Acyloine, darunter a-Methylbenzoin, a-Allylbenzoin und a-Phenylbenzoin.
Als Photoinitiator verwendbar sind photoreduzierbare Farbstoffe und Reduktions mittel wie etwa die in den US-Patenten 2 850445 A, 2 875 047 A, 3 097 096 A, 3 097 097 A, 3 145 104 A und 3 579 339 A offenbarten, sowie Farbstoffe aus der Klasse der Phenazine, Oxazine und Chinone; Michlers Keton, Benzophenon, 2,4,5-Triphenylimidazolyl-Dimere mit Wasserstoff-Donoren und deren Mischun gen, wie beschrieben in den US-Patenten 3 427 161 A, 3 479 185 A, 3 549 367 A, 4 311 783 A, 4 622 286 A und 3 784 557 A. Eine brauchbare Diskussion der farbstoffsensibilisierten Photopolymerisation findet sich in „Dye Sensitized Pho- topolymerization“ von D.F: Eaton in Adv. in Photochemistry, Bd. 13, D. H. Volman, G.S. Flammond und K. Gollnick, Hrsg. , Wiley-Interscience, New York, 1986, S. 427-487. In gleicher Weise sind auch die Cyclohexadienon-Verbindungen von US-Patent Nr. 4 341 860 als Initiatoren brauchbar. Zu den geeigneten Photoini tiatoren gehören CDM-FIABI, d.h., 2-(o-Chlorphenyl)-4,5-bis(m-methoxyphenyl)- imidazol-Dimer; o-CI-HABI, d.h., 2,2’-Bis(o-chlorphenyl)-4,4’,5,5’-tetraphenyl- 1 , 1 ’-biim idazol; und TCTM-FIABI, d.h., 2,5-Bis(o-chlorphenyl)-4-(3,4-dimethoxy- phenyl)-1 FI-imidazol-Dimer, die jeweils typischerweise mit einem Wasserstoff- Donor verwendet werden, z.B. 2-Mercaptobenzoxazol.
Besonders bevorzugte UV-Photoinitiatoren für die flüssige Zusammensetzung B) und/oder das Farbstoffkonzentrat sind IRGACURE® OXE-01 (1 ,2-Octandion-1- [4-(phenylthio)-phenyl]-2-(0-benzoyloxim) und IRGACURE® OXE-02 (1-[9- Ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9FI-carbazol-3-yl]ethanon-0-acetyloxim von der der BASF AG, sowie OMNIRAD-MBF (Methylbenzoylformiat), OMNIRAD-TPO (2,4,6-Trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphinoxid), OMNIRAD-TPO-L (Ethyl- (2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphinat), OMNIRAD-1173 (2-Flydroxy-2-me- thyl-1-phenylpropanon), OMNIRAD 1000 (Mischung aus 2-Flydroxy-2-methyl-1 - phenylpropanon (80%) und 1- Flydroxycyclohexyl-phenylketon (20%)), OMNI RAD 184 (1 -Flydroxycyclohexyl-phenylketon), OMNIRAD 819 (Bis(2,4,6-trime- thylbenzoyl)phenylphosphinoxid), OMNIRAD 2022 (Mischung aus 2-Flydroxy-2- methyl-1 -phenylpropanon, Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinoxid und Ethyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphinat) und OMNICAT 440 (4,4’-Dime- thyl-diphenyl-iodonium-hexafluorphosphat), die von IGM Resins erhältlich sind und bevorzugt in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% eingesetzt werden.
Die voranstehend genannten Photoinitiatoren können alleine oder in Kombina tion eingesetzt werden.
Vorzugsweise ist der Photoinitiator flüssig ist und/oder ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus 1 ,2-Octandion-1-[4-(phenylthio)-phenyl]-2-(0-benzoylo- xim), (1-[9-Ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]ethanon-0-acetyloxim, Methylbenzoylformiat), 2,4,6-Trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphinoxid, Ethyl- (2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphinat), 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpro- panon, einer Mischung aus 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropanon (80%) und 1- Hydroxycyclohexyl-phenylketon (20%), 1 -Hydroxycyclohexyl-phenylketon,
Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinoxid, einer Mischung aus 2-Hydroxy- 2-methyl-1 -phenylpropanon, Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinoxid und Ethyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphinat), und 4,4’-Dimethyl-diphenyl-io- donium-hexafluorphosphat. Vorzugsweise werden feste Photoinitiatoren in der flüssigen Zusammensetzung und flüssige Photoinitiatoren in dem Farbstoffkonzentrat verwendet.
Monomer M1
Die flüssige Zusammensetzung II) des Kit-of-parts umfasst eine Mischung B um fassend mindestens ein Monomer M1 , umfassend mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe, und vorzugsweise ein Monomer M2, umfassend mindes tens zwei ethylenisch ungesättigte Gruppen, wobei sich M2 vorzugsweise von M1 nur durch die zweite ethylenisch ungesättigte Gruppe unterscheidet.
Dabei kann das Monomer M1 , umfassend mindestens eine ethylenisch ungesät tigte Gruppe, nachfolgende allgemeine Struktureinheiten aufweisen.
Acrylate
Acrylamide
Vinylester
Vinylether vinylische
Styrol e wobei wobei n, m = 0-12, vorzugsweise 1 -12; o = 0, 1 ; und Ar ein ein- oder mehrkerniger substituierter oder unsubstituierter aromatischer oder heterocyclischer aromati scher Rest ist, wobei der Rest Ri H, Methyl oder Ethyl ist und wobei die Reste R2 und R3 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Alkoxy-, Acyl- und Acyloxyreste, die gerad- oder verzweigtkettig, unsubstituiert oder substituiert sein können, sub stituierte oder unsubstituierte Aryloxyreste, substituierte oder unsubstituierte aro matische Reste oder heterocyclische Reste, unsubstituierte oder substituierte a- licyclische Kohlenwasserstoffreste, aliphatische, aromatische und aliphatisch aromatische Amino-, Carbonsäure-, Amido- und Imidoreste, Hydroxy, Amino, Cyano, Nitro, Halogenatome oder Wasserstoffatome und Kombinationen der vor stehend genannten Reste, wobei die substituierten Reste substituiert sein kön nen mit C1-C12 Alkyl-, C1-C12 Alkoxy-, Hydroxy-, Carboxy-, Carbonyl-, Amino-, Amido-, Imidoresten, Halogenatomen, aromatischen Resten oder Kombinationen davon.
Beispiele für geeignete Monomere M1 sind substituierte oder unsubstituierte Sty rolmonomere, Acrylsäure, a-Alkylacrylsäure, Acrylsäureester, a-Alkylacrylsäu- reester, deren Alkoholkomponente ein substituierter oder unsubstituierter alipha tischer oder aromatischer Rest mit 2-50 Kohlenstoffatomen sein kann, Ac rylamide, a-Alkylacrylamide, wobei Alkyl die vorstehend angegebene Bedeutung hat, Vinylester, Vinylalkohol, Vinylether und sonstige substituierte vinylische Mo nomere, substituiert mit substituierten oder unsubstituierten aliphatischen oder aromatischen Resten mit 2-50 Kohlenstoffatomen.
Bevorzugte Beispiele für geeignete Monomere M1 sind (Meth)acrylsäurebutyles- ter, (Meth)acrylsäurephenylester, (Meth)acrylsäurebenzylester, (Meth)acrylsäu- reisobornylester, (Meth)acrylsäurecyclohexylester, (Meth)acrylsäure-2-phen- oxyethylester, (Meth)acrylsäure-I H, 1 H,2H,2H-perfluoroctylester, 2,2,2-T rifluo- rethyl(meth)acrylat, Heptafluorpropyl(meth)acrylat, 1 ,1 ,1 ,3,3,3-Hexyfluorisopro- pyl(meth)acrylat, 2,2,3,3-Tetrafluorpropyl(meth)acrylat), 2,2,3,3,4,4,4-Heptaflu- orbutyl(meth)acrylat, 2,2,3,3,4,4,5,5-Octafluorpentyl(meth)acrylat, Acrylsäure- N,N-diethylaminoethylester, Acrylsäureethoxyethyoxyethylester, Acrylsäure-2- (p-chlorphenoxy)ethylester, p-Chlorphenylacrylat, 2-Phenylethyl(meth)acrylat, Pentachlorphenylacrylat, Phenylacrylat, p-Chlorstyrol, n-Vinylcarbazol, 1 -Vinyl-2- pyrolidon, 2-Chlorstyrol, 2-Bromstyrol, Methoxystyrol, Phenolethoxylatacrylat, 2- (p-Chlorphenoxy)-ethylacrylat, 2-(1 -Naphthyloxy)ethylacrylat, Hydrochinonmo- nomethacrylat und 2-[ß-(N-Carbazolyl)propionyloxy]ethylacrylat.
Besonders bevorzugte Monomere M1 sind N-Vinylcarbazol, Ethoxyethoxyethyl- acrylat, 2-Naphthylacrylat, 2-Phenoxyethylacrylat, 2-Phenoxyethylmethacrylat, Phenolethoxylatacrylat, 2-(p-Chlorphenoxy)ethylacrylat, p-Chlorphenylacrylat, Phenylacrylat, 2-Phenylethylacrylat, 2-(1-Naphthyloxy)ethylacrylat, t-Butylac- rylat, Isobornylacrylat, Cyclohexylacrylat, N,N-Diethylaminoethylacrylat, Ac rylamid, Ethoxyethoxyethylacrylat, 1 H, 1 H,2H,2H-Perfluoroctylmethacrylat und Pentafluorethylacrylat.
Vorzugsweise umfasst das Monomer M1 mindestens zwei ethylenisch ungesät tigte Gruppen, daher ist das Monomer bevorzugt difunktionell.
Difunktionelle ethylenisch ungesättigte Monomere weisen zwei C-C-Doppelbin- dungen im Molekül auf, d.h. sie enthalten z.B. zwei der voranstehend angegebe nen Struktureinheiten. Ein difuntionlles ethylenisch ungesättigtes Monomer kann z.B. zwei Acrylat- oder Methacrylatgruppen enthalten.
Das Monomer M1 in der erfindungsgemäßen monomerhaltigen flüssigen Mi schung B kann ausschließlich aus einem oder mehreren difunktionellen oder hö her funktionellen Monomer bestehen, d.h. die Zusammensetzung kann frei von monofunktionellen ethylenisch ungesättigten Monomeren sein. Bevorzugt be trägt der Gehalt an Monomeren M1 mit mindestens zwei ethylenisch ungesättig- ten Gruppen in der Mischung B mehr als 10 Gew.-%, besonders bevorzugt be trägt der Gehalt an Monomeren M1 mit mindestens zwei ethylenisch ungesättig ten Gruppen mehr als 20 Gew.-%.
Die Verwendung von difunktionellen oder höher funktionellen Monomeren führt insbesondere zu einer besonders hohen thermischen und mechanischen Stabi lität der hergestellten holographischen Elemente und ist insbesondere bei der Herstellung von Refexionshologrammen vorteilhaft.
Bevorzugte Monomere M1 mit mindestens zwei ethylenisch ungesättigten Grup pen sind ethoxylierte Bisphenol-A-Diacrylate, insbesondere Verbindungen der folgenden Formel worin R-i, Q und Ar die oben angegebene Bedeutung haben.
Ein besonders bevorzugtes Monomer M1 ist die Verbindung der folgenden Struk turformel:
Bevorzugt beträgt die Viskosität des Monomers M1 bzw. Monomergemisches bei Raumtemperatur mindestens 900 mPa-s.
Die Viskosität der flüssigen Zusammensetzung II) beträgt ebenfalls bei 20°C min destens 900mPa s, bevorzugt 1500mPa s und besonders bevorzugt mindestens 2000m Pa s. Die Viskosität kann mit einem Platte-Platte-Rotationsrheometer (z.B. von der Fa. Haake, Typ 006-2805) bestimmt werden. Dabei befindet sich das Material zwi schen zwei koaxialen, kreisrunden Platten von denen eine rotiert. Die Platten ha ben z.B. einen Abstand von 1 mm und einen Durchmesser von 35mm. Aus der Messung des Drehmomentes und der Drehzahl (z.B. 10 Umdrehungen/s) kann die Viskosität ermittelt werden (DIN53018, ISO3210).
Co-Photoinitiator
Vorzugsweise umfasst der in dem erfindungsgemäßen Kip-of-parts verwendete Co-Photoinitiator eine Verbindung der Formel (I) worin
Ric Ci-C2o-Alkyl, C3-Ci2-Cycloalkyl, C2-C8-Alkenyl, Phenyl-Ci-C6-alkyl oder Naphtyl-Ci-C3-alkyl bedeutet, wobei die Reste Ci-C2o-Alklyl, C3-Ci2-Cycloalkyl, C2-C8-Alkenyl, Phenyl-Ci-C6-alkyl oder Naphtyl-Ci-C3-alkyl mit einer oder meh reren Gruppen 0, S(0)p oder NRsc unterbrochen sein können oder wobei die Reste Ci-C2o-Alkyl, C3-Ci2-Cycloalkyl, C2-C8-Alkenyl, Phenyl-Ci-C6-alkyl oder Naphtyl-Ci-C3-alkyl unsubstituiert oder mit Ci-Ci2-Alkyl, OR6, R7cS(0)p, R7CS(0)20, NR8CR9C, SiRiocRiicRi2c, BRi3cRuc oder Ri5cR-i6cP(0)q, substituiert sind; R2c, R3c und R4c unabhängig voneinander Phenyl oder Biphenyl bedeuten, wobei die Reste Phenyl oder Biphenyl unsubstituiert oder mit unsubstituiertem oder mit OR6c, NRscR9c oder Halogen substituiertem Ci-Ci2-Alkyl, OR6c, R7CS(0)p, R7CS(0)20, R8CR9CNS(0)2, NR8CR9C, NR3CR8CCO, SiRiocRiicRi2c, BRi3cRuc, Halogen, Ri5cRi6cP(0)q, substituiert sind;
RÖC Wasserstoff, Ci-Ci2-Alkyl, unsubstituiertes oder ein- bis fünffach mit C1-C6- Alkyl, Ci-Ci2-Alkoxy oder Halogen subsituiertes Phenyl-Ci-C6-alkyl oder unsub stituiertes oder ein- bis fünffach mit Ci-Ce-Alkyl, Ci-Ci2-Alkoxy oder Halogen sub situiertes Phenyl bedeutet;
Rec und R7C unsubstituiertes oder mit Halogen substituiertes Ci-Ci2-Alkyl, unsub stituiertes oder ein- bis fünffach mit Ci-Ce-Alkyl, Ci-Ci2-Alkoxy oder Halogen sub situiertes Phenyl-Ci- C6-alkyl oder unsubstituiertes oder ein- bis fünffach mit C1- Ce-Alkyl, Ci-Ci2-Alkoxy oder Halogen subsituiertes Phenyl bedeuten;
Ree, R9C, RIOC, Riic, Ri2c, Ri3c, RUC, Ri5c und Ri6c unabhängig voneinander C1- Ci2-Alkyl, C3-Ci2-Cycloalkyl, unsubstituiertes oder ein- bis fünffach mit C1-C6-AI- kyl, Ci-Ci2-Alkoxy oder Halogen subsituiertes Phenyl-Ci-C6-alkyl oder unsubsti tuiertes oder ein- bis fünffach mit Ci-Ce-Alkyl, Ci-C-12-Alkoxy oder Halogen sub situiertes Phenyl bedeuten, oder Rsc und R9c zusammen mit dem N-Atom, an welches sie gebunden sind einen 6-gliedrigen aliphatischen Ring bilden, der au ßerdem als weiteres Heteroatom Sauerstoff oder Schwefel enthalten kann;
Ri7c', Ri8c, Ri9c und R20C unabhängig voneinander Wasserstoff, unsubstituiertes oder mit Ci-Ci2-Alkoxy substituiertes Ci-Ci2-Alkyl, Phenyl oder Phenyl-Ci-C6-Al- kyl bedeuten, wobei die Reste Phenyl oder Phenyl-Ci-C6-Alkyl unsubstituiert o- der ein- bis fünffach mit Ci-Ce-Alkyl, Ci-Ci2-Alkoxy oder Halogen substituiert sind; p für eine Zahl von 0 bis 2 steht; r für eine Zahl von 0 bis 5 steht;
R21C für Wasserstoff oder Ci-Ci2-Alkyl steht;
R22C, R22a, R23C und R24C unabhängig voneinander Wasserstoff, unsubstituiertes oder mit Ci-Ci2-Alkoxy, OH oder Halogen substituiertes Ci-Ci2-Alkyl oder unsub stituiertes oder mit Ci-Ci2-Alkoxy, OH oder Halogen substituiertes Phenyl bedeu ten; q entweder 0 oder 1 darstellt; und
G für einen Rest steht, welcher positive Ionen bilden kann.
Vorzugsweise ist der Co-Photoinitiator in dem erfingungsgemäßen Kit-of-parts ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Tetrabutylammonium Tetrahe- xylborat, Tetrabutylammonium Triphenylhexylborat, Tetrabutylammonium Tris- (3-fluorphenyl)-hexylborat und Tetrabutylammonium Tris-(3-Chlor-4-methylphe- nyl)-hexylborat oder Mischungen daraus. Ganz besonders bevorzugt ist ein Co-Photoinitiator mit der Strukturformel la, die unter der Bezeichnung „CGI 7460“ von Ciba Specialty Chemicals Inc. entwi ckelt wurde und nun unter dem Namen SEC LCA 1460 bei der BASF AG erhält lich ist, wird wie folgt dargestellt:
Additive
Zur Anpassung an das gewählte Verarbeitungsverfahren oder das Einsatzgebiet des Kit-of-parts und zur Verbesserung der Druckbarkeit, Oberflächenhaftung, Viskosität, Filmbildung, Flexibilität, Härte, Kälte-, Flitze- und Witterungsbestän digkeit kann die flüssige Zusammensetzung oder die erste Mischung A verschie dene an sich bekannte Additive enthalten.
Daher umfasst das Farbstoffkonzentrat oder die flüssige Zusammensetzung op tional ein Additiv.
Die Additive umfassen dabei Füllsubstanzen, Farbstoffe, Weichmacher, Tenside, übliche Komponenten, die in Photopolymersystemen verwendet werden, poly mere Binder, Netzmittel, Verlaufsmittel, Entschäumer, Flaftvermittler, Oberflä chenadditive, nanoskalige Teilchen, optische Aufheller oder Mischungen daraus.
Diese sollen sich gut einmischen lassen und den Beugungswirkungsgrad nicht verschlechtern. Nicht flüchtige Substanzen können den Beugungswirkungsgrad bei dünnen Schichten sogar noch dauerhaft verbessern, indem insbesondere sol che Additive gewählt werden, die den Brechungsindexunterschied zwischen dem ethylenisch ungesättigten Monomer und den übrigen Komponenten erhöhen. Da her kommen in diesem Fall neben bekannten Polymeren mit einem niedrigen Brechungsindex wie Polyvinylacetat besonders fluorierte oder silanisierte Poly mere in Betracht. Um gute Diffusionseigenschaften zu erreichen, sollte das Mo lekulargewicht der in Betracht gezogenen Additive nicht zu hoch sein.
Die voranstehend erwähnten und nachfolgend im Einzelnen angegebenen Addi tive können im Allgemeinen in einer Menge von 0,01 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 0,01 bis 10 Gew.-%, in Bezug auf der Gesamtmenge des Kit-of-parts, eingesetzt werden.
Das Kit-of-parts kann einen Weichmacher enthalten, um die Modulation des Bre chungsindex der mit Bild versehenen Zusammensetzung zu verstärken. Weich macher können in Mengen eingesetzt werden, die von etwa 0,01 bis etwa 10 Gew.-% reichen, vorzugsweise 5 bis etwa 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamt menge des Kit-of-parts. Zu den geeigneten Weichmachern gehören Triethyl- englykol, Triethylenglykoldiacetat, Triethylenglykoldipropionat, Triethylenglykol- dicaprylat, T riethylenglykoldimethylether, T riethylenglykolbis(2-ethylhexanoat), Tetraethylenglykoldiheptanoat, Polyethylenglykol, Polyethylenglykolmethylether, Isopropylnaphthalin, Diisopropylnaphthalin, Polypropylenglykol, Glyceryltributy- rat, Diethyladipat, Diethylsebacinat, Dibutylsuberinat, Tributylphosphat, Tris(2- ethylhexyl)phosphat, Brij® 30 [C^F OCFteCFte^OH], Brij® 35 [Ci2H25(OCH2CH2)2oOH], sowie n-Butylacetat.
Besonders bevorzugte Weichmacher sind Polyethylenglykol, Triethylenglykol- diethylhexanoat (3G8), Triethylenglykoldicaprylat, Tetraethylenglykoldihep tanoat, Diethyladipat, Brij® 30 und Tris(2-ethylhexyl)phosphat.
Falls gewünscht, können andere übliche Komponenten, die in Photopolymer- Systemen verwendet werden, mit den Zusammensetzungen und Elementen die ser Erfindung eingesetzt werden. Zu diesen Komponenten gehören: Optische Aufheller, ultraviolette Strahlung absorbierendes Material, thermische Stabilisa toren, Wasserstoff-Donoren, Sauerstoff-Fänger und Trennmittel. Diese Additive können auch Polymere oder Co-Polymere umfassen. Zu den brauchbaren optischen Aufhellern gehören die im US-Patent 3 854 950 A offenbarten. Ein bevorzugter optischer Aufheller ist 7-(4’-Chlor-6’-diethylamino- 1 ’,3’,5’-triazin-4’-yl)amino-3-phenylcumarin. Auch ultraviolette Strahlung absor bierende Materialien, die für diese Erfindung brauchbar sind, sind im US-Patent
3 854 950 A offenbart.
Zu den brauchbaren thermischen Stabilisatoren gehören: Hydrochinon, Phe- nidon, p-Methoxyphenol, Alkyl- und Aryl-substituierte Hydrochinone und Chi- none, tert-Butylcatechin, Pyrogallol, Kupferresinat, Naphthylamine, ß-Naphthol, Kupfer(l)-chlorid, 2,6-Di-tert-butyl-p-cresol, Phenothiazin, Pyridin, Nitrobenzol, Dinitrobenzol, p-Toluchinon und Chloranil. Brauchbar sind auch die in US-Patent
4 168 982 A beschriebenen Dinitroso-Dimere. Normalerweise ist auch ein Inhi bitor für die thermische Polymerisation vorhanden, um die Stabilität bei der La gerung der photopolymerisierbaren Zusammensetzung zu erhöhen.
Zu den als Kettenübertragungsreagenzien brauchbaren Wasserstoff-Donorver bindungen gehören: 2-Mercaptobenzoxazol, 2-Mercaptobenzothioazol etc. so wie verschiedene Arten von Verbindungen, z.B. (a) Ether, (b) Ester, (c) Alkohole, (d) Verbindungen, die allylischen oder benzylischen Wasserstoff enthalten wie etwa Cumol, (e) Acetale, (f) Aldehyde, und (g) Amide, wie offenbart in Spalte 12, Zeilen 18 bis 58 in US-Patent 3 390 996, auf die hierin ausdrücklich Bezug ge nommen wird.
Verbindungen, die sich als Trennmittel brauchbar erwiesen haben, sind beschrie ben in US-Patent 4 326 010 A. Ein bevorzugtes Trennmittel ist Polycaprolacton.
Das Kit-of-parts kann auch einen oder mehrere polymere Binder enthalten, der bzw. die ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Polymethylmethacrylat und Polyethylmethacrylat, Polyvinylester, wie Polyvinylacetat, Polyvinylacetat/-ac- rylat, Polyvinylacetat/-methacrylat und teilweise hydrolisiertes Polyvinylacetat, EthylenA/inylacetat-Copolymere, Vinylchlorid/Carbonsäurester-Copolymere, Vi- nylchlorid/Acrylsäureester-Copolymere, Polyvinylbutyral und Polyvinylformal, Butadien und Isoprenpolymere und Copolymere und Polyethylenoxide aus Poly glykolen mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 1.000 bis 1.000.000 g/mol, Epoxide, wie Acrylat- oder Methacrylatreste enthaltende Epo- xide, Polystyrole, Celluloseester, wie Celluloseacetat, Celluloseacetatsuccinat und Celluloseacetatbutyrat, Celluloseether, wie Methylcellulose und Ethylcellu- lose, Polykondensate, wie Polycarbonate, Polyester, Polyamide, wie N-Methoxy- methylpolyhexamethylenadipamid, Polyimide, Polyurethane. Die genannten po lymeren Binder können z.B. in einer Menge von 0,001 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kit-of-parts, eingesetzt werden.
Das Kit-of-parts kann auch ein oder mehrere Netzmittel (insbesondere Fluor-Car- bonpolymere, wie zum Beispiel Schwego-Fluor 8038™, oder Fluorotenside, wie zum Beispiel 3M Fluorad FC-4430™), Verlaufsmittel (insbesondere Glykolsäure- n-butylester oder Polyether-modifizierte Polydimethylsiloxane, wie zum Beispiel ADDID 130™), Entschäumer (insbesondere Entschäumer auf Fluorsilikonölba sis, wie zum Beispiel ADDID 763™), Flaftvermittler (insbesondere Diamino-Tri- methoxy-funktionelle Silanhaftvermittler, wie zum Beispiel ADDID 900™ oder Glycidyl-Trimethoxytrifunktionelle Silanhaftvermittler, wie zum Beispiel ADDID 911™, Vinyltriethyoxysilan oder 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan), oder Oberflächenadditive (insbesondere Polyether-modifizierte acrylfunktionelle Poly dimethylsiloxane, wie zum Beispiel BYK-UV 3500™, Polyether-modifizierte Poly dimethylsiloxane, wie zum Beispiel BYK-UV 3510™ oder Polyether-modifizierte acrylfunktionelle Polydimethylsiloxane, wie zum Beispiel BYK-UV 3530™) ent halten. Die genannten Produkte mit den Flandelsnahmen „ADDID“ bzw. „BYK“ sind von Wacker bzw. BYK Chemie erhältlich.
Das Kit-of-parts kann auch nanoskalige Teilchen wie z.B. T1O2, S1O2 oder Au enthalten, die ggf. an Monomere gekoppelt sein können (solche Materialien sind z.B. unter der Handelsbezeichnung „Nanocryl“ erhältlich). Vorzugsweise kann das Additiv ein Aminsynergist sein. Ein Aminsynergist kann in Kombination mit anderen Photoinitiatoren die Aushärtungsgeschwindigkeit von UV-Lacken erhöhen (siehe DE 60216490 T2).
Vorzugsweise kann das Additiv ein Peroxid sein. Ein thermisch aktivierbarer Per oxid kann in Kombination mit anderen Photoinitiatoren die Aushärtung von UV- Lacken besonders in Schattenbereichen verbessern (siehe US 5017406 A oder DE 60030223 T2).
Vorzugsweise kann das Additiv auch ein Marker ausgewählt aus Fluoreszenz pigmenten oder Lanthanidverbindungen sein. Als Lanthanidverbindungen kön nen beispielsweise Europium oder Terbium Trisdipicolinat Komplexe verwendet werden.
Unter einem Marker wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine forensisch nachweisbare Substanz verstanden, über die die Authentizität oder die Herkunft eines Produktes bzw. dessen Produzent oder Verkäufer ermittelt werden kann. Vorausgesetzt, dass die zu erzeugenden Schichten dick genug sind um die ent sprechenden Mikropartikel einzubetten, können auch kleine individualisierte Par tikel, buntes Mikroplastik auch Taggant genannt, eingebracht werden
Die flüssige Zusammensetzung kann zudem ein Triglycerid und/oder ein modifi ziertes Triglycerid umfassen.
Die geeigneten Triglyceride sind allgemein Verbindungen der folgenden allge meinen Strukturformel worin die R, jeweils unabhängig voneinander, für einen Fettsäurerest stehen; be vorzugt enthält R jeweils 6 bis 22, mehr bevorzugt 8 bis 18, Kohlenstoffatome. Als Triglycerid können auch natürlich vorkommende Öle oder Fette wie z.B. Ri zinusöl, Kokosöl, Palmkernöl und Gemische davon eingesetzt werden. Auch De rivate (z.B. Hydrierungsprodukte) solcher natürlichen Fette und Öle können ein gesetzt werden. Solche natürlich vorkommenden Öle oder Fette sind bzw. ent halten im allgemeinen Gemische verschiedener Triglyceride.
Ein besonders bevorzugtes Triglycerid ist das Triglycerid der Ricinolsäure, das ein Hauptbestandteil des Rizinusöls ist.
Bevorzugt wird das Triglycerid so gewählt, dass der Betrag der Differenz zwi schen dem Brechungsindex (n) des ethylenisch ungesättigten Monomers oder Monomergemisches und dem Brechungsindex des Triglycerids (d.h. ^(Mono mer) - n(Triglycerid)l) bei 20°C mindestens 0,02, mehr bevorzugt mindestens 0,05, am meisten bevorzugt mindestens 0,07 beträgt.
Als modifiziertes Triglycerid kommen beispielsweise ethyoxylierte Rizinusöle bzw. deren Ricinolsäuren in Betracht. Vorzugsweise umfasst das modifizierte Triglycerid ethoxylierte Triglyceride mit 25 bis 250 Einheiten basierend auf Ety- lenoxid. Beispielsweise kann Hedipin R/2000 auch als „PEG-200 castoir oil“ be kannt) verwendet werden.
Hedipin R/2000 wird hergestellt, indem Rizinusöl mit Ethylenoxid in einem mola ren Verhältnis von 1 :200 umgesetzt wird. Rizinusöl ist eine Mischung aus Trigly ceriden, das aus den Samen von Ricinus communis gewonnen wird. Der Haupt bestandteil von Rizinusöl (>80%) ist das Triglycerid der Ricinolsäure. Hedipin R/2000 enthält eine Mischung polyethoxylierter Triglyceride, wobei die po- lyethoxlierten Produkte des Triglycerids der Ricinolsäure den Hauptbestandteil bilden. Die polyethoxlierten Produkte des Triglycerids der Ricinolsäure umfassen eine oder mehrere der Verbindungen der Formel A, B und C und Mischungen davon, sowie alle Stereoisomere davon. Als weitere Bestandteile kann Hedipin R/2000 Polyoxyethylenricinoleate, freie Polyethylenglykole und ethoxylierte Gly- cerine umfassen. In der Formel (A) sind n1, n2 und n3 unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 0-200, bevorzugter von 10-180, bevorzugter von 20-150, bevorzugter von 30-130, bevorzugter von 40-110, bevorzugter von 50-90, bevorzugter von 60-75, wobei n1+n2+n3 = 150-250.
In der Formel (B) sind m1 , m2 und m3 unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 0-200, bevorzugter von 10-180, bevorzugter von 20-150, bevorzugter von 30-130, bevorzugter von 40-110, bevorzugter von 50-90, bevorzugter von 60-75, wobei m1+m2+m3 = 150-250. In der Formel (C) sind n1 ‘, n2‘ und n3‘ jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 0-200, bevorzugter von 5-175, bevorzugter von 10-150, bevor zugter von 15-125, bevorzugter von 20-100, bevorzugter von 20-75, bevorzugter von 25-40, wobei n1 ‘+n2‘+n3‘ = 50-150.
In der Formel (C) sind m1‘, m2‘ und m3‘ jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 0-200, bevorzugter von 5-175, bevorzugter von 10-150, bevor zugter von 15-125, bevorzugter von 20-100, bevorzugter von 20-75, bevorzugter von 25-40, n1 ‘+n2‘+n3‘ = 50-150.
Bevorzugt sind in der Formel (C) n1 ', n2‘, n3‘, m1 ', m2‘ und m3‘ jeweils unabhän gig voneinander eine ganze Zahl von 10-150, bevorzugter von 15-125, bevorzug ter von 20-100, bevorzugter von 20-75, bevorzugter von 25-40, wobei n1 ‘+n2‘+n3‘+m1 ‘+m2‘+m3‘ = 150-250.
Die Verwendung von Triglyceriden bzw. modifizierten Triglyceriden hat weitere Vorteile: Die photopolymerisierbare Zusammensetzung weist eine verringerte Oberflächenhaftung und Flexibilität auf, da das Triglycerid bzw. das modifizierte Triglycerid gleichzeitig als Trennmittel und Weichmacher fungiert. Ein belichtetes Flologramm kann daher leicht und restlos von einem Substrat, wie z.B. Glas oder Metall, entfernt werden. Auch diese Eigenschaft ist für die Massenproduktion sehr günstig, weil somit verschleißfrei Kopiermaster, wie herkömmliche Nickels- hims mit einer feinen holographischen Oberflächenstruktur oder mit Dünnglas versiegelte Volumenhologramme, für die Anfertigung von Kontaktkopien verwen det werden können. Durch die restlose Entfernung der nicht klebrigen Schicht bleibt der Reinigungsaufwand gering. Wenn die flüssige photopolymerisierbare Zusammensetzung direkt auf das Master aufgedruckt wird, entfällt auch das In- dexmatching. Darunter wird das Aufträgen einer Flüssigkeit zwischen Master und Hologrammschicht mit ungefähr dem gleichen Brechungsindex der beiden Schichten verstanden. Das Indexmatching verhindert beim normalen Kontaktko pierverfahren das Auftreten von störenden Interferenzerscheinungen (Newton ringe). Diese entstehen durch Reflexionen, die besonders an den Stellen auftre- ten, wo sich die beiden Schichten z. B. wegen eines Staubeinschlusses oder einer kleinen Unebenheit nicht direkt berühren. Der Ausgleich von Kratzern und ande ren Unebenheiten im Trägermaterial oder auf dem Master verbessert zudem die optische Qualität der Kopie. Kleine Staubteilchen mit einer geringeren Abmes sung als die Schichtdicke werden in der Flüssigkeit eingebettet und erzeugen keine deutlichen Druck- und Fehlstellen wie bei den Filmmaterialien. Dies verrin gert den Ausschuss und die Reinraumansprüche an die Produktionsumgebung wesentlich.
Der lückenlose Kontakt zwischen Aufzeichnungsmaterial und Master kann auch dazu genutzt werden, auf dem Master vorhandene Oberflächenstrukturen abzu formen. Solche Oberflächenstrukturen können insbesondere Prägehologramme oder Fresnelstrukturen sein. Dadurch ist es möglich, in einem einzelnen Verar beitungsschritt sowohl die Oberflächenstruktur als auch die volumenholographi sche oder optische Information des Masters zu kopieren.
Die flüssige Zusammensetzung kann zudem mindestens einen aromatischen Al dehyd und/oder aliphatischen Aldehyd umfassen.
Vorzugsweise ist der aromatische Aldehyd ausgewählt aus der Gruppe, beste hend aus Vanillin, Coniferylaldehyd, 2-Methoxybenzaldehyd, 3-Methoxybenzal- dehyd, 4-Methoxybenzaldehyd, 2-Ethoxybenzaldehyd, 3-Ethoxybenzaldehyd, 4- Ethoxybenzaldehyd, 4-Hydroxy-2,3-dimethoxy-benzaldehyd, 4-Hydroxy-2,5-di- methoxy-benzaldehyd, 4-Hydroxy-2,6-dimethoxy-benzaldehyd, 4-Hydroxy-2- methyl-benzaldehyd, 4-Hydroxy-3-methyl-benzaldehyd, 4-Hydroxy-2,3-dimethyl- benzaldehyd, 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-benzaldehyd, 4-Hydroxy-2,6-dimethyl- benzaldehyd, 4-Hydroxy-3,5-dimethoxy-benzaldehyd, 4-Hydroxy-3,5-dimethyl- benzaldehyd, 3,5-Diethoxy-4-hydroxy-benzaldehyd, 2,6-Diethoxy-4-hydroxy- benzaldehyd, 3-Hydroxy-4-methoxy-benzaldehyd, 2-Hydroxy-4-methoxy-benza- Idehyd, 2-Ethoxy-4-hydroxy-benzaldehyd, 3-Ethoxy-4-hydroxy-benzaldehyd, 4- Ethoxy-2-hydroxy-benzaldehyd, 4-Ethoxy-3-hydroxy-benzaldehyd, 2,3-Dime- thoxybenzaldehyd, 2,4-Dimethoxybenzaldehyd, 2,5-Dimethoxybenzaldehyd, 2,6-Dimethoxybenzaldehyd, 3,4-Dimethoxybenzaldehyd, 3,5-Dimethoxybenzal- dehyd, 2,3,4-Trimethoxybenzaldehyd, 2,3,5-Trimethoxybenzaldehyd, 2,3,6-Tri- methoxybenzaldehyd, 2,4,6-T rimethoxybenzaldehyd, 2,4,5-T rimethoxybenzal- dehyd, 2,5,6-Trimethoxybenzaldehyd, 2-Hydroxybenzaldehyd, 3-Hydroxybenza- Idehyd, 4-Hydroxybenzaldehyd, 2,3-Dihydroxybenzaldehyd, 2,4-Dihydroxyben- zaldehyd, 2,4-Dihydroxy-3-methyl-benzaldehyd, 2,4-Dihydroxy-5-methyl-benzal- dehyd, 2,4-Dihydroxy-6-methyl-benzaldehyd, 2,4-Dihydroxy-3-methoxy-benzal- dehyd, 2,4-Dihydroxy-5-methoxy-benzaldehyd, 2,4-Dihydroxy-6-methoxy-ben- zaldehyd, 2,5-Dihydroxybenzaldehyd, 2,6-Dihydroxybenzaldehyd, 3,4-Dihydro- xybenzaldehyd, 3,4-Dihydroxy-2-methyl-benzaldehyd, 3,4-Dihydroxy-5-methyl- benzaldehyd, 3,4-Dihydroxy-6-methyl-benzaldehyd, 3,4-Dihydroxy-2-methoxy- benzaldehyd, 3,4-Dihydroxy-5-methoxy-benzaldehyd, 3,5-Dihydroxybenzalde- hyd, 2,3,4-Trihydroxybenzaldehyd, 2,3,5-Trihydroxybenzaldehyd, 2,3,6-Trihyd- roxybenzaldehyd, 2,4,6-Trihydroxybenzaldehyd, 2,4,5-Trihydroxybenzaldehyd, 3,4,5-Trihydroxybenzaldehyd, 2,5,6-Trihydroxybenzaldehyd, 4-Hydroxy-2-me- thoxybenzaldehyd, 4-Dimethylaminobenzaldehyd, 4-Diethylaminobenzaldehyd, 4-Dimethylamino-2-hydroxybenzaldehyd, 4-Diethylamino-2-hydroxybenzalde- hyd, 4-Pyrrolidinobenzaldehyd, 4-Morpholinobenzaldehyd, 2-Morpholinobenzal- dehyd, 4-Piperidinobenzaldehyd, 2-Methoxy-1-naphthaldehyd, 4-Methoxy-1 - naphthaldehyd, 2-Hydroxy-1-naphthaldehyd, 2,4-Dihydroxy-1-napthaldehyd, 4- Hydroxy-3-methoxy-1 -naphthaldehyd, 2-Hydroxy-4-methoxy-1 -naphthaldehyd, 3-Hydroxy-4-methoxy-1 -naphthaldehyd, 2,4-Dimethoxy-1 -naphthaldehyd, 3,4- Dimethoxy-1 -naphthaldehyd, 4-Hydroxy-1 -naphthaldehyd, 4-Dimethylamino-1 - naphthaldehyd, 4-Dimethylaminozimtaldehyd, 2-Dimethylaminobenzaldehyd, 2- Chlor-4-dimethylaminobenzaldehyd, 4-Dimethylamino-2-methylbenzaldehyd, 4- Diethylamino-zimtaldehyd, 4-Dibutylamino-benzaldehyd, 4-Diphenylamino-ben- zaldehyd, 4-Dimethylamino-2-methoxybenzaldehyd, 4-(1 -lmidazolyl)-benzalde- hyd, Piperonal, 2,3,6,7-Tetrahydro-1 H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-carboxaldehyd, 2,3,6,7-Tetrahydro-8-hydroxy-1 H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-carboxaldehyd, N- Ethylcarbazol-3-aldehyd, 2-Formylmethylen-1 ,3,3-trimethylindolin (Fischers Al dehyd oderTribasen Aldehyd), 2-lndolaldehyd, 3-lndolaldehyd, 1-Methylindol-3- aldehyd, 2-Methylindol-3-aldehyd, 1-Acetylindol-3-aldehyd, 3-Acetylindol, 1-Me- thyl-3-acetylindol, 2-(1',3',3'-Trimethyl-2-indolinyliden)-acetaldehyd, 1-Methylpyr- rol-2-aldehyd, 1-Methyl-2-acetylpyrrol, 4-Pyridinaldehyd, 2-Pyridinaldehyd, 3-Py- ridinaldehyd, 4-Acetylpyridin, 2-Acetylpyridin, 3-Acetylpyridin, Pyridoxal, Chino- lin-3-aldehyd, Chinolin-4-aldehyd, Antipyrin-4-aldehyd, Furfural, 5-Nitrofurfural, 2-Thenoyl-trifluor-aceton, Chromon-3-aldehyd, 3-(5'-Nitro-2'-furyl)-acrolein, 3-(2'- Furyl)-acrolein und lmidazol-2-aldehyd.
Besonders bevorzugt ist der aromatische Aldehyd ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus 2,3-Dihydroxybenzaldehyd, 2,4-Dihydroxybenzaldehyd, 2,4- Dihydroxy-3-methyl-benzaldehyd, 2,4-Dihydroxy-5-methyl-benzaldehyd, 2,4- Dihydroxy-6-methyl-benzaldehyd, 2,4-Dihydroxy-3-methoxy-benzaldehyd, 2,4- Dihydroxy-5-methoxy-benzaldehyd, 2,4-Dihydroxy-6-methoxy-benzaldehyd, 2,5- Dihydroxybenzaldehyd, 2,6-Dihydroxybenzaldehyd, 3,4-Dihydroxybenzaldehyd, 3,4-Dihydroxy-2-methyl-benzaldehyd, 3,4-Dihydroxy-5-methyl-benzaldehyd, 3,4- Dihydroxy-6-methyl-benzaldehyd, 3,4-Dihydroxy-2-methoxy-benzaldehyd, 3,4- Dihydroxy-5-methoxy-benzaldehyd, 3,5-Dihydroxybenzaldehyd.
Ganz besonders bevorzugt ist der aromatische Aldehyd ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus 2,4-Dihydroxybenzaldehyd, 2,5-Dihydroxybenzaldehyd, 2,6-Dihydroxybenzaldehyd und 3,5-Dihydroxybenzaldehyd.
Besonders bevorzugt ist ein Kit-of-parts zur Fierstellung einer photopolymerisier- baren Zusammensetzung mittels UVA/is-Bestrahlung, umfassend:
I) ein Farbstoffkonzentrat, umfassend A) eine erste Mischung A, insbesondere flüssige Mischung A, umfassend f) mindestens einen Farbstoff ausgewählt aus der Gruppe, be stehend aus Acriflavinen, Diaminoacridinen, Rhodamin B, Safranin-O, Diethylsafraninen und Methylenblau und h) mindestens ein Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Dimethylsulfoxid (DMSO), N,N’-Dimethylpro- pylenharnstoff, N-Hydroxyethylacrylamid (HEAA), N-Methyl- 2-pyrrolidon (NMP), Benzaldehyd, Polyethylenglykolen (PEGs), Polycaprolactonen, Acrylat-Block-Copoylmeren (EFKA) und Poly(Bisphenol-A-co-epichlorhydrinen). und
II) eine flüssige Zusammensetzung umfassend:
B) eine monomerhaltige flüssige Mischung B, umfassend: a) mindestens ein Monomer M1, umfassend mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe, c) mindestens einen Co-Photoinitiator ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Tetrabutylammonium Tetrahexylbo- rat, Tetrabutylammonium Triphenylhexylborat, Tetrabutyla mmonium Tris-(3-fluorphenyl)-hexylborat und Tetrabutylam monium Tris-(3-Chlor-4-methylphenyl)-hexylborat oder Mi schungen daraus.
Besonders bevorzugt ist ein Kit-of-parts zur Herstellung einer photopolymerisier- baren Zusammensetzung mittels UVA/is-Bestrahlung, umfassend:
I) ein Farbstoffkonzentrat, umfassend
A) eine erste Mischung A, insbesondere flüssige Mischung A, umfassend f) mindestens einen Farbstoff ausgewählt aus der Gruppe, be stehend Acriflavinen, Diaminoacridinen, Rhodamin B, Safra- nin-O, Diethylsafraninen und Methylenblau, g) mindestens einen Photoinitiator und h) mindestens ein Lösungsmittel und
II) eine flüssige Zusammensetzung umfassend:
B) eine monomerhaltige flüssige Mischung B, umfassend: a) mindestens ein Monomer M1, umfassend mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe, c) mindestens einen Co-Photoinitiator ausgewählt aus der
Gruppe, bestehend aus Tetrabutylammonium Tetrahexylbo- rat, Tetrabutylammonium Triphenylhexylborat, Tetrabutyla mmonium Tris-(3-fluorphenyl)-hexylborat und Tetrabutylam monium Tris-(3-Chlor-4-methylphenyl)-hexylborat oder Mi schungen daraus.
Vorzugsweise umfasst das Kit-of-parts höchstens 10 Gew.-% einer ersten Mi schung A, bezogen auf die Gesamtmenge der Mischung B.
Ganz besonders bevorzugt ist ein Kit-of-parts zur Herstellung einer photopoly- merisierbaren Zusammensetzung mittels UV/Vis-Bestrahlung, umfassend:
I) 0,1 bis 5 Gew.-% eines Farbstoffkonzentrates, umfassend A) eine erste Mischung A, umfassend f) mindestens einen Farbstoff ausgewählt aus der Gruppe, be stehend Acriflavinen, Diaminoacridinen, Rhodamin B, Safra- nin-O, Diethylsafraninen und Methylenblau, g) mindestens einen Photoinitiator und h) mindestens ein Lösungsmittel und
II) 95 bis 99,9 Gew.-% einer flüssigen Zusammensetzung umfassend: B) eine monomerhaltige flüssige Mischung B, umfassend: a) mindestens ein Monomer M1, umfassend mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe, c) mindestens einen Co-Photoinitiator ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Tetrabutylammonium Tetrahexylbo- rat, Tetrabutylammonium Triphenylhexylborat, Tetrabutylam monium Tris-(3-fluorphenyl)-hexylborat und Tetrabutylammo nium Tris-(3-Chlor-4-methylphenyl)-hexylborat oder Mischun gen daraus, wobei die Gesamtmenge von I) und II) 100 Gew.% ergibt.
Vorzugsweise umfasst das Kit-of-parts höchstens 10 Gew.-% einer ersten Mi schung A, bezogen auf die Gesamtmenge der Mischung B.
Ganz besonders bevorzugt ist ein Kit-of-parts zur Herstellung einer photopoly- merisierbaren Zusammensetzung mittels UV/Vis-Bestrahlung, umfassend:
I) 0,1 bis 5 Gew.-% eines Farbstoffkonzentrates, umfassend
A) eine erste Mischung A, umfassend f) 0,5 bis 5 Gew.-% mindestens eines Farbstoffs ausgewählt aus der Gruppe, bestehend Acriflavinen, Diaminoacridinen, Rho damin B, Safranin-O, Diethylsafraninen und Methylenblau, g) 9,5 bis 99,5 Gew.-% mindestens eines Photoinitiators und h) 0 bis 90 Gew.-% mindestens eines Lösungsmittels, wobei die Gesamtmenge von f) bis h) 100 Gew.-% ergibt und
II) 95 bis 99,9 Gew.-% einer flüssigen Zusammensetzung umfassend:
B) eine monomerhaltige flüssige Mischung B, umfassend: a) 49,9 bis 99,9 Gew.-% mindestens eines Monomers M1, um fassend mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe, c) 0,1 bis 10 Gew.-% mindestens eines Co-Photoinitiators aus gewählt aus der Gruppe, bestehend aus Tetrabutylammonium Tetrahexylborat, Tetrabutylammonium Triphenylhexylborat, Tetrabutylammonium Tris-(3-fluorphenyl)-hexylborat und Tet- rabutylammonium Tris-(3-Chlor-4-methylphenyl)-hexylborat oder Mischungen daraus, wobei die Gesamtmenge von a) und c) mindestens 50% und nicht mehr als 100 Gew.-% ergibt und wobei die Gesamtmenge von I) und II) 100 Gew.% ergibt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Element, enthaltend eine Kompo nente, die erhältlich ist durch die Einwirkung von (aktinischer) UV/VIS-Strahlung auf die aus dem erfindungsmäßen Kit-of-parts hergestellte photopolymerisier- bare Zusammensetzung.
Bevorzugt ist ein Element umfassend ein Hologramm, das erhältlich ist durch die Einwirkung einer holographischen Information tragenden, modulierten Strahlung auf die photopolymerisierbare Zusammensetzung des erfindungsmäßen Kit-of- parts. Dazu kann vorteilhafterweise die photopolymerisierbare Zusammenset zung aus dem Kit-of-parts auf einem Substrat, beispielsweise ein Spiegelblech, einenOberflächenspiegel, ein Nickelshim mit holographischen oder optischen Oberflächenstrukturen oder auf ein Masterhologramm aufgetragen werden und mit einem Laserstrahl belichtet werden, so das ein Hologramm entsteht. Danach wird vorteilhafterweise die photopolymerisierbare Zusammensetzung aus dem Kit-of-parts noch mit UV-Licht gehärtet.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist Verwendung des erfindungsmäßen Elements als Folie, Linse, Gitter, Prisma, Spiegel, Strahlteiler, Diffusor, Oberflä chenrelief, Membran, Filter oder Sensor.
Bevorzugt ist die Verwendung des erfindungsmäßen Elements für ein für ein Head-up-Display, eine Datenbrille, ein Lichtleitsystem, ein Spektrometer, ein De tektionssystem, ein Sicherheitselement oder ein Label.
Vorteilhafterweise greift oder verändert das Farbstoffkonzentrat vorher belichtete Hologrammschichten nicht. Vorteile des Kit-of-parts
• nach der Anmischung sofort belichtbar
• keine Wartezeiten und zeitliche Änderungen der Materialeigenschaften durch Abdampfen und Konzentrationsänderungen des Lösemittels
• keine gesundheits- und umweltschädliche Dämpfe
• kein Ex-Schutz notwendig
• gute Verträglichkeit, keine Verschlechterung der Hologrammeigenschaften
• vorher belichtete Hologrammschichten werden nicht angegriffen oder verän dert
• die getrennte Aufbewahrung von Farbstoffkonzentrat und Hologrammmaterial verbessert die Haltbarkeit und vereinfacht die Lagerung. Das Material ist dadurch weniger Licht- und wärmeempfindlich
• Die aus dem Kit of Parts herstellbaren photopolymerisierbaren Zusammen setzungen können anwendungsbezogen auf die Belichtungsart und den ge wünschten Ergebnissen individuell angepasst werden. Über die Wahl des passenden Farbstoffkonzentrates und die Variation der Menge kann abhän gig von der Schichtdicke, der gewünschten Empfindlichkeit und der tolerier baren Farbtönung im fertigen Produkt die optimale Farbintensität eingestellt werden
• die verwendeten Stoffe verschlechtern nicht oder verbessern sogar die holo graphischen Eigenschaften der photopolymerisierbaren Zusammensetzung
• die Qualität der Kit-of-parts kann bei normalen Umgebungslicht beurteilt wer den
• durch die kurze Zeitspanne zwischen Anmischung, Auftragung und Belich tung sind die Ansprüche an die Farbe und Helligkeit des Umgebungslichts gering. Beispiele
Abkürzungsverzeichnis Farbstoffe
Als besonders geeignete Farbstoffe erwiesen sich Molekülstrukturen mit einem Hauptgerüst aus drei Benzolringen.
Beispiele
UV-lnitiatoren Flüssige UV-lnitiatoren
Die Farbstoffe sind pulverförmig. Damit sie der Mischung zugegeben werden können, müssen sie gelöst werden. Es zeigte sich, dass sie sich gut in flüssigen UV-Fotoinitiatoren lösen lassen. Dies ist vorteilhaft, da nach der Laserbelichtung für die letztendliche UV-Härtung sowieso UV-lnitiatoren benötigt werden.
Beispiele
Pulverförmiae UV-lnitiatoren
Auch bei Raumtemperatur pulverförmige UV-lnitiatoren können verwendet wer den, wenn sie geschmolzen werden oder in einer zweiten Komponente gelöst werden. łeispiele Lösungsmittel
Flüchtige
Beispiele
Hochsiedende
Beispiele
Hochmolekulare
Beispiele
Farbstoffkonzentrate
Bevorzugt wird zur Auflösung der Farbstoffe ein Gemisch von Polycaprolacton und einem flüssigen UV-Photoinitiator (z.B. Omnicure 1173 oder MBF) verwen det. Anstatt eines flüssigen UV-Photoinitiator kann auch ein bei Raumtemperatur fester UV-lnitiatior wie Omnicure TPO, Omnicure 819 und Omnicure 189 im nie dermolekularen Polycaprolacton gelöst werden. Das Verhältnis wird so gewählt, dass der UV-lnitiator und der Farbstoff später mit der gewünschten Konzentration in der photopolymerisierbaren Zusammensetzung aus dem Kit-of-parts vorlie gen.
Beispiel
Wenn diese Menge von insgesamt 3,1 g zu 96,9 g einer monomerhaltigen flüssi gen Mischung zugegeben wird, dann liegt die UV-lnitiator-Konzentration in der dabei entstandenen photopolymerisierbaren Zusammensetzung aus dem Kit-of- parts bei 1 %. Wenn eine andere Konzentration erwünscht wäre, dann müsste das Verhältnis vom PCL-triol und UV-lnitiator entsprechend angepasst werden. Maximal wäre bei diesem Beispiel eine Photoinitiatorkonzentration von 3% mög lich.
Weitere Inhaltsstoffe
Je nach verwendeten Farbstoff und UV-lnitiator kann es nützlich sein weitere Coinitiatoren wie N-Phenylglycine(NPG), ein Amin-Synergist wie PHOTOCRYL A101 von Miwon oder ein Monomer wie N-Hydroxyethylacrylamid hinzuzufügen.
Farbstoffkonzentrate FK1 bis FK5 (Kit-of-parts I)
Die Farbstoffkonzentrate FK1 bis FK5 wurden analog dem Farbstoffkonzentrat 1 hergestellt. Die Komponenten werden nacheinander in ein Becherglas mit einem Rührmagneten gegeben. Das Becherglas steht dazu auf einer Waage, so dass die flüssigen Stoffe in der richtigen Menge hinzugegeben werden können. Da nach wird alles auf einen beheizbaren Rührtisch auf 120°C erwärmt und verrührt. Die pulverförmigen Stoffe werden mit Hilfe von Wiegeschalen dosiert und unter Rühren der Mischung zugegeben. Die Mischung wird etwa 1h lang bei 120°C gerührt, bevor die Lösung gefiltert und in einer Flasche abgefüllt wird.
Farbstoffkonzentrate FK1
Farbstoffkonzentrate FK2 Farbstoffkonzentrate FK3
Farbstoffkonzentrate FK4
Farbstoffkonzentrate FK5
Flüssige Zusammensetzung (Kit-of-parts II)
Die flüssigen Zusammensetzungen MM1 bis MM4 wurden mit der gleichen Vor gehensweise hergestellt, wie sie bei den Farbstoffkonzentraten beschrieben wurde.
Flüssige Zusammensetzung MM1
Flüssige Zusammensetzung MM2
Flüssige Zusammensetzung MM3
Flüssige Zusammensetzung MM4
Kit-of-parts
Aus den vorher beschriebenen Farbstoffkonzentraten und den monomerhaltigen flüssigen Zusammensetzungen, die zusammen ein entsprechendes Kit-of-parts bilden, entsteht durch Vermischen (beispielsweise durch Schütteln mit einem Speedmixer oder Verrühren mit einem Rührstäbchen) eine photopolymerisier- bare Zusammensetzung. Folgende photopolymerisierbare Zusammensetzungen werden beschrieben: Photopolymerisierbare Zusammensetzung A
Photopolymerisierbare Zusammensetzung B
Photopolymerisierbare Zusammensetzung C Photopolymerisierbare Zusammensetzung D
Photopolymerisierbare Zusammensetzung E
Photopolymerisierbare Zusammensetzung F Photopolymerisierbare Zusammensetzung G
Photopolymerisierbare Zusammensetzung H
Belichtungen
Belichtungen
Belichtet wurde mit einer Wellenlänge von 577 nm bei einer Temperatur von 20°C. Das Material wurde in einem Ofen bei 120°C aufbewahrt. Es wurde ca. alle 15 min eine Belichtung vorgenommen, solange bis kein Hologramm mehr einbe lichtet werden konnte und der BWG-Wert entsprechend 0% betrug. Die angege benen Werte stammen von der ersten Belichtung.
Die monomerhaltigen Mischungen bzw. die flüssige Zusammensetzung des Kit- of-parts II wurden mindestens 3 Monate bei Raumtemperatur gelagert. Vor der Verwendung wurden sie 4 Stunden lang bei 120°C im Ofen aufbewahrt, um die auskristallisierten Boratsalze wieder in Lösung zu bringen. Die Mischung MM2 stammte aus einer besonders alten Charge. Sie war über 5 Jahre alt und wurde zwischendurch häufig wieder auf 120°C erwärmt ohne an Qualität einzubüßen. Auch das Farbkonzentrat FK3 war mit über drei Jahren schon besonders alt. So lange die Farbkonzentrate lichtgeschützt aufbewahrt werden, können sie ebenso wie die monomerhaltigen flüssigen Zusammensetzungen als Kit-of-parts mindes tens 1 Jahr lang bei Raumtemperatur gelagert werden.
Figur 1 zeigt ein Foto von zwei Anmischungen der flüssigen Zusammensetzung II). Im linken Becher (1 ) befindet sich eine flüssige Zusammensetzung II), die schon länger, über drei Monate bei Raumtemperatur gelagert wurde. Im rechten Becher (2) befindet sich eine flüssige Zusammensetzung II), die kurz vorher drei Stunden lang bei 120°C auf eine Heizplatte mit einem Magnetrührer (3) gerührt wurde. Deutlich ist zu sehen, dass diese Mischung (2) klarer als die unbehandelt Gelagerte (1 ) mit den Auskristallisationen (4) ist.
Belichtunqsaufbau
Der Laserstrahl mit einer gemessenen Leistung von 1 ,43W wurde mit einem Po lygonscanner horizontal aufgeweitet und durch eine Zylinderlinse so gebündelt, dass er eine Belichtungsbreite von 23cm abdeckte. Figur 3 zeigt den schemati schen Belichtungsaufbau.
Bezugszeichen in Figur 3:
1 Laser 577nm
2 Spiegel
3 Polygonscanner
4 Zylinderlinse
5 Scanstrahl
6 Scannerspiegel
Die jeweiligen Proben wurden mit Hilfe eines verschiebbaren Spiegels mit dieser Linie abgescannt und belichtet. Die Verfahrgeschwindigkeit wurde auf 9mm/s eingestellt. Der Laserstrahl fiel mit einem Winkel von 22° zum Lot auf die Pro benoberfläche. Die Figur 4 zeigt den Strahlengang.
Bezugszeichen in Figur 4:
1 Scanstrahl 577nm
2 Scannerspiegel
3 Belichtungsrichtung
4 Belichtungswinkel, 22°
5 Substrat, Glas oder Folie
6 Photopolymer (photopolymerisierbare Zusammensetzung)
7 Master, Spiegelblech
Damit ein Reflexionshologramm entsteht wurde das Probenmaterial auf ein Spie gelblech aufgetragen, welches das Laserlicht zurückreflektiert. Durch die Interfe renz des auftreffenden mit dem reflektierten Strahl entsteht parallel zur Oberflä che des Spiegels ein Linienmuster aus hellen und dunklen Stellen. Dieses Inter ferenzmuster wird vom Material in Form einer Brechungsindexmodulation aufge zeichnet und es entsteht ein sogenanntes Lippmann-Bragg-Hologramm.
Bei der Laserbelichtung befindet sich die Photopolymerschicht zwischen den Spiegelblech und einem transparenten Trägermaterial, z.B. eine PET-Folie oder Glas.
Nach der Laserbelichtung wird das Material noch mit UV-Licht gehärtet. Für den ersten Härtungsschritt verwenden wir einen UV-Blitz mit einer Stärke von 3000 WS. Dies reicht aus um danach das Hologramm mit den Träger vom Blech zu entfernen. Damit die Haftung zum Glas gewährleistet ist, sollte dies mit einem Primer vorbehandelt werden. Optional kann danach die Hologrammschicht unter einer üblichen UV-Lampe mit einer Quecksilberdampfbirne weiter gehärtet und gebleicht werden. Wir verwen den dazu eine UV-Brücke mit einer Lichtbogenlänge von 70 mm und einer Leis tung von 120 W/cm. Die Proben B, D, und H wurden damit 30s bestrahlt, während die anderen Proben unbehandelt blieben und nach dem Blitzen gemessen wur den.
Figur 2 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung des aus dem beanspruchten Kit- of-parts hergestellten Hologramms.
Messaufbau
Gemessen wurden die Proben mit einem Spektrometer (CAS 140 B von der Fa. Instrument Systems) in Durchlicht. Und zwar bei senkrechter Beleuchtung. Da das Hologramm nur die Wellenlänge reflektiert, welche die Bragg-Bedingung er füllt, ist in der Spektralkurve an dieser Stelle ein deutlicher Absorptionspeak zu sehen.
Aus dem Peakwert Tpeak und einem in der Nähe befindlichen Referenzwert TRef auf der oberen Grundlinie berechnet sich der Beugungswirkungsgrad (BWG) h wie folgt:
P - (TRef - T Peak)/T Ref
Figur 5 zeigt die Messkurve mit den entsprechenden Meßpunkten der ersten Be lichtung von der Probe H.
Die Tabellenwerte der Belichtungen zeigen, dass alle Beispielmischungen bei der ersten Belichtung einen hohen Beugungswirkungsgrad erzielen. Aber je län ger das belichtbare Material bei einer hohen Temperatur aufbewahrt wird, desto schlechter werden die Ergebnisse bis nach einer gewissen Zeit überhaupt keine Hologramme mehr eingeschrieben werden können. Fertiqunq
Figur 2 zeigt den schematischen Aufbau einer kompakten Rolle zu Rolle Ma schine für die Anfertigung von versiegelten holographischen Kontaktkopien aus den beanspruchten Kit-of-parts.
Bezugszeichen in Figur 2:
1 Vorratsbehälter für Komponente A
2 Vorratsbehälter für Komponente B
3 Mixer
4 Dosiereinheit
5 Photopolymer (photopolymerisierbare Zusammensetzung)
6 Trägerfolie
7 Trägerfolie mit Flologramm
8 Folienabwicklung
9 Folienaufwicklung
10 Master
11 Laserlicht
12 UV-Licht

Claims

Patentansprüche
1. Kit-of-parts zur Herstellung einer photopolymerisierbaren Zusammenset zung mittels UVA/is-Bestrahlung, umfassend:
I) ein Farbstoffkonzentrat, umfassend A) eine erste Mischung A, umfassend f) mindestens einen Farbstoff und h) mindestens ein Lösungsmittel und
II) eine flüssige Zusammensetzung umfassend:
B) eine monomerhaltige flüssige Mischung B, umfassend: a) mindestens ein Monomer M1 , umfassend mindestens eine ethyle- nisch ungesättigte Gruppe, c) mindestens einen Co-Photoinitiator.
2. Kit-of-parts zur Herstellung einer photopolymerisierbaren Zusammenset zung mittels UV/Vis-Bestrahlung, umfassend:
I) ein Farbstoffkonzentrat, umfassend A) eine erste Mischung A, umfassend f) mindestens einen Farbstoff, g) mindestens einen Photoinitiator und h) mindestens ein Lösungsmittel und
II) eine flüssige Zusammensetzung umfassend:
B) eine monomerhaltige flüssige Mischung B, umfassend: a) mindestens ein Monomer M1 , umfassend mindestens eine ethyle- nisch ungesättigte Gruppe, c) mindestens einen Co-Photoinitiator, wobei vorzugsweise der Photoinitiator unter Bestrahlung mit einer Wellen länge zwischen 100 nm und 480 nm Radikale bilden kann.
3. Kit-of-parts gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der Photoinitiator flüssig ist und/oder ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus 1,2- Octandion-1 -[4-(phenylthio)-phenyl]-2-(0-benzoyloxim), (1 -[9-Ethyl-6-(2- methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]ethanon-0-acetyloxim, Methylbenzoylfor- miat), 2,4,6-T rimethylbenzoyl-diphenyl-phosphinoxid, Ethyl-(2,4,6-trimethyl- benzoyl)-phenylphosphinat), 2-Hydroxy-2-methyl-1 -phenylpropanon, einer Mischung aus 2-Hydroxy-2-methyl-1 -phenylpropanon (80%) und 1- Hydro- xycyclohexyl-phenylketon (20%), 1 -Hydroxycyclohexyl-phenylketon,
Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphinoxid, einer Mischung aus 2-Hyd- roxy-2-methyl-1 -phenylpropanon, Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphos- phinoxid und Ethyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphinat), und 4,4’-Di- methyl-diphenyl-iodonium-hexafluorphosphat.
4. Kit-of-parts gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Farbstoff ein Fluoreszenzfarbstoff ist.
5. Kit-of-parts gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Farbstoff aus gewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Acriflavinen, Diaminoacridinen, Rhodamin B, Safranin-O, Diethylsafranin und Methylenblau.
6. Kit-of-parts gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Co-Photoinitia- tor ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Tetrabutylammonium Tetrahexylborat, Tetrabutylammonium Triphenylhexylborat, Tetrabutylam monium Tris-(3-fluorphenyl)-hexylborat und Tetrabutylammonium Tris-(3- Chlor-4-methylphenyl)-hexylborat oder Mischungen daraus.
7. Kit-of-parts gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die mono merhaltige flüssige Mischung B bei einem Standarddruck im Bereich von 15°C bis 120°C flüssig ist.
8. Kit-of-parts gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, über 80% aller Bestandteile des Lösungsmittels in dem Kit-of-parts oder in dem Farbstoff konzentrat einen Dampfdruck von < 2 hPa bei 20°C und einen Siedepunkt von > 100°C bei Standarddruck aufweisen.
9. Kit-of-parts gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei in dem Lö sungsmittel ein unter Standarddruck flüssiges Polymer enthalten ist
10. Kit-of-parts gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das unter Standarddruck flüssige Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Polyethylenglykolen (PEGs), Polycaprolactonen, Acrylat-Block-Copoyl- meren (EFKA) und Poly(Bisphenol-A-co-epichlorhydrinen) (EPI).
11. Kit-of-parts gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, umfassend
I) höchstens 10 Gew.-% einer ersten Mischung A, bezogen auf die Ge samtmenge der Mischung B.
12. Element, enthaltend eine Komponente, die erhältlich ist durch die Einwir kung von (aktinischer) UVA/IS-Strahlung auf die photopolymerisierbare Zu sammensetzung aus dem Kit-of-parts nach einem der voranstehenden An sprüche.
13. Element nach Anspruch 12, umfassend ein Hologramm, das erhältlich ist durch die Einwirkung einer holographischen Information tragenden, modu lierten Strahlung auf die photopolymerisierbare Zusammensetzung aus dem Kit-of-parts nach einem der der voranstehenden Ansprüche.
14. Verwendung des Elements nach einem der Ansprüche 12 oder 13, als Folie, Linse, Gitter, Prisma, Spiegel, Strahlteiler, Diffusor, Oberflächenrelief, Membran, Filter oder Sensor.
15. Verwendung des Elements nach einem der Ansprüche 12 oder 13, für ein Head-up-Display, eine Datenbrille, ein Lichtleitsystem, ein Spektrometer, ein Detektionssystem, ein Sicherheitselement oder ein Label.
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