JP2020519943A - ホログラフィック露光用のフォトポリマー層と高耐性コーティング層を含むホログラフィック媒体 - Google Patents

ホログラフィック露光用のフォトポリマー層と高耐性コーティング層を含むホログラフィック媒体 Download PDF

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Abstract

本発明は、硬化性保護層Cおよびフォトポリマー層Bを含む層構造を含むホログラフィック媒体、その種のホログラフィック媒体を製造する方法、その種のホログラフィック媒体を使用するホログラムを製造する方法、密封ホログラフィック媒体、およびホログラムを作成するためのその種のホログラフィック媒体の使用に関する。

Description

本発明は、硬化性保護層Cおよびフォトポリマー層Bを含む層構成を含むホログラフィック媒体、そのようなホログラフィック媒体を製造する方法、そのようなホログラフィック媒体を使用するホログラムを製造する方法、密封ホログラフィック媒体、およびホログラムを作成するためのそのようなホログラフィック媒体の使用に関する。
ホログラフィック媒体を製造するためのフォトポリマー層は、例えば国際公開第2011/054797号および国際公開第2011/067057号から原則として知られている。これらのホログラフィック媒体の利点は、ホログラフィック照射後、さらなる化学および/または熱現像ステップが必要ないため、高度な光回折効率と簡素化された処理であることである。
ホログラフィックフィルム(Covestro Deutschland AGのBayfol(登録商標)HX)は、フィルム基材(A)と感光性フォトポリマー層(B)からなる。光学ホログラムは、局所的な光重合によって層(B)に形成され、面のUV−VIS照射によって固定される。したがって、層(B)は、以前に銘刻されたホログラムを含む、もはや感光性ではない、透過性の重合層(B’)を形成する。このホログラム自体は経時的に非常に安定しているが、その特性は、機械的影響の結果として、および/または例えば有機物質(溶媒)との接触によって変化する可能性がある。
考えられる保護する方法は、保護層および/または保護フィルムのラッカー塗装、ラミネート、接着剤の貼付である。ただし、従来のラッカー塗装または接着剤の貼付は、(B’)層に接触するとホログラムを完全に破壊したり、深刻な光学シフトのために使用できなくなったりする、液体ラッカーおよび/または接着剤の成分に関連する様々な問題を引き起こす。
特許出願欧州特許第2613318号明細書および欧州特許第2962302号明細書は、成分の適切な選択により、照射されたフォトポリマー層の上に保護層を適用できることを記載している。これらの保護層は、少なくとも1つの放射線硬化性樹脂I)、イソシアネート官能性樹脂II)、および光開始剤系III)の反応により生成可能である。
特許出願欧州特許第2772917号明細書は、少なくとも1つの保護層と少なくとも1つの照射されたフォトポリマー層から構成される層構成を記載している。保護層は、放射線硬化性ポリマーの水性分散液として、照射されたフォトポリマー層の上に塗布され、その後硬化される。
特許出願欧州特許第2613318号明細書、欧州特許第2962302号明細書および欧州特許第2772917号明細書に記載されている層構成は、照射されたフォトポリマー層の光学特性にほとんど影響を与えないフォトポリマー層の上に保護層を備えているが、これらの保護層は、照射されたフォトポリマー層の上に後続的に適用されるだけであり、したがって照射されていないフォトポリマー層のフォトポリマー層は、有害な環境の影響にさらされたままである。
特許出願欧州特許第2786378号明細書は、照射されていないフォトポリマー層と保護層から構成される層構成を開示している。保護層は、この目的のために、「ウェットな」状態、すなわち溶液または分散液として、照射されていないフォトポリマー層の上に適用される。しかし、業界の慣行では、適切な液体塗布プラントを建設し、コーティングプロセスを監視するための人員を提供することは複雑で費用がかかる。したがって、積層プロセスが好ましいが、多くの場合に不十分な接着力を有するフィルム複合体をもたらすという欠点を有する。
照射されていないフォトポリマー層の上に未硬化の保護層を適用すると、保護層の成分がフォトポリマー層に部分的に移動し、その後のフォトポリマー層へのホログラムの光刻印により、光学的な質が低下するホログラムが生じ得るリスクが常に伴う。
したがって、保護層(C)が以下の要件を満たすことが望ましい:
−フォトポリマー層(B)の感光性は、スペクトルまたは線量に関して影響を受けてはならない。
−フィルム構成A−B−C−Dの銘刻されるホログラムは、同じ構成で、質の違いが最小限になるようにして、一切保護層無しの構成A−B(Bayfol HX)と同じ方法で、銘刻するべきである。
−UV/VIS照射によるホログラムの光学的固定は、保護層(C)を完全に硬化させ、層(C’)を形成する。
−硬化した保護層(C’)は、ホログラフィック層(B’)の上に非常によく接着する必要がある。つまり、基材フィルム(D)がA−B’−C’構成から残らず剥がれるようになる。
−層構成の外層として、層(C’)は、一般的に使用される有機溶媒、水性の酸およびアルカリ、化粧品、家庭用および工業用洗浄組成物、および/または機械的影響に対する十分な耐擦傷性に対する永続的な耐性を確保するものとする。
国際公開第2011/054797号 国際公開第2011/067057号 欧州特許第2613318号明細書 欧州特許第2962302号明細書 欧州特許第2772917号明細書 欧州特許第2786378号明細書
本発明の目的は、照射されないフォトポリマー層がその感光性に影響を与えることなく保護層によって既に保護され、その後保護層が硬化され得、硬化保護層が一般的に使用される有機溶媒、水性の酸およびアルカリ、化粧品、家庭用および工業用洗浄組成物、および/または機械的影響に対する十分な耐引掻性に対する永続的な耐性を確保するホログラフィック媒体を提供することである。
この目的は、マトリックスポリマー、書き込みモノマー、光開始剤、任意に少なくとも1つの非光重合性成分および任意に触媒、フリーラジカル安定剤、溶媒、添加剤および他の助剤および/または添加物質を含むフォトポリマー層Bと、−20℃〜190℃のガラス転移温度を有する少なくとも1つの熱可塑性樹脂、少なくとも1つの反応性希釈剤、少なくとも1つの光開始剤、および任意に少なくとも1つの添加剤を含む少なくとも1つの硬化性保護層Cとを含む層構成を含むホログラフィック媒体であって、保護層Cがエリアフォトポリマー層Bに少なくとも部分的に接合されており、保護層Cのすべての反応性希釈剤が、フォトポリマー層Bの少なくとも1つの書き込みモノマーと同一であることを特徴とする、ホログラフィック媒体により達成される。
本発明によるホログラフィック媒体の利点は、これにより、フォトポリマー層の感光性にスペクトルまたはホログラムをフォトポリマーに書き込むために必要な線量に関して悪影響を与えることなく、照射されていないフォトポリマー層の密封が既に可能になることである。保護層Cに反応性希釈剤を使用すると、同時にフォトポリマー層Bの書き込みモノマーとしても使用されるため、光刻印されるホログラムの光学的な質が高くなる。さらに、照射されていないフォトポリマー層の上に保護層を「ドライ式」塗布することにより、例えば「ウェット式」塗布に必要な複雑で高価な機械や特別な訓練を受けた人員の導入を回避できる。さらなる利点は、UV/VIS照射によるホログラムの光学的固定が同様に保護層を硬化させるため、さらなる処理ステップが必要ないことである。フォトポリマー層への硬化保護層の非常に良好な接着性により、存在していてもよい基材層Dが残留物無しで剥がせるだけでなく、一般的に使用される有機溶剤、水性の酸およびアルカリ、化粧品、家庭用および工業用洗浄組成物、および/または機械的影響に対する十分な耐引掻性に対する永続的な耐性を確保する。
本発明の文脈における「面的」という用語は、平面領域として、あるいは凹面または凸面のアーチ形または波状領域としての構成を意味すると理解されるべきである。したがって、本発明の文脈において、ホログラム含有フォトポリマーBは、少なくともホログラム領域で密封層の積層が可能になるように、平面、アーチ形または波状の領域を有さなければならない。
本発明の文脈における反応性希釈剤は、好ましくは、硬化性組成物の開始粘度を低下させ、硬化性組成物の硬化の過程で熱可塑性樹脂および硬化剤と化学結合を形成してネットワークを形成する化合物である。
計数可能なパラメータに関連する本発明の文脈における単語「a」は、明示的に(例えば「正確に1」という表現によって)述べられている場合にのみ、「1」という数字のみを意味すると理解される。以下において、例えば「ポリイソシアネート」について言及する場合、「a」という言葉は、1という数字ではなく単に不定冠詞を意味すると理解されるべきであり、したがって、これは、2つ以上、例えば構造的に異なる、ポリイソシアネートが存在する実施形態も包含する。
さらなる実施形態では、フォトポリマー層Bは基材層A上に配置され、フォトポリマー層Bが片側において基材層Aに少なくとも部分的に接合され、フォトポリマー層Bが反対側において保護層Cに少なくとも部分的に接合されている。
さらなる実施形態において、保護層Cは基材層D上に配置され、保護層Cが片側において基材層Dに少なくとも部分的に接合され、保護層Cが反対側においてフォトポリマー層Bに少なくとも部分的に接合されている。
さらなる実施形態では、フォトポリマー層Bが基材層A上に配置され、フォトポリマー層Bが片側において基材層Aに少なくとも部分的に接合され、フォトポリマー層Bが反対側において保護層Cに少なくとも部分的に接合され、保護層Cは、基材層D上に配置され、保護層Cが片側において基材層Dに少なくとも部分的に接合され、保護層Cが反対側においてフォトポリマー層Bに少なくとも部分的に接合されている。これらの層はA−B−C−Dの順序で配置される。
さらなる実施形態では、本発明によるホログラフィック媒体は、少なくとも部分的に互いに接合された少なくとも4つの層から構成され、層は、基材層A、フォトポリマー層B、保護層C、および基材層Dの順番で互いに直接上に配置される。
さらなる実施形態では、保護層Cは、1〜100μm、好ましくは2〜50μm、まさに特別に好ましくは3〜25μmの厚さを有する。
さらなる実施形態において、保護層Cは、それぞれの場合保護層Cの総重量に基づいて、好ましくは0.01重量%〜10重量%の量、より好ましくは0.1重量%〜5重量%の量のUV吸収剤を含む。
さらなる実施形態では、少なくとも1つの反応性希釈剤および少なくとも1つの書き込みモノマーが、式(VIII)の化合物
Figure 2020519943
[式(VIII)において
n≧1およびn≦4、
41は、非置換の直鎖、分岐、環式または複素環式または他のヘテロ原子で置換されていてもよい有機ラジカルであり、
42は水素、直鎖、分岐、環式または複素環式非置換またはヘテロ原子置換有機ラジカルに置換されていてよく、好ましくはR42は水素またはメチルであり、および/またはR41は直鎖、分岐、環式または複素環式非置換またはヘテロ原子置換有機ラジカルに置換されていてよい有機ラジカルである]、
式(Ia)の化合物
Figure 2020519943
式(Ib)の化合物
Figure 2020519943
式(Ic)の化合物
Figure 2020519943
[式(Ia)から(Ic)において、
は、発生ごとに独立して放射線硬化性基であり、
Xは、出現ごとに独立して、RとC=Oの間の単結合、または直鎖、分岐または環状の任意のヘテロ原子含有および/または任意の官能基置換炭化水素ラジカルである]、
式(II)の化合物
Figure 2020519943
[式(II)において
およびXは、式(Ia)〜(Ic)で定義されているとおりであり、
11は、直鎖または分岐鎖の、ヘテロ原子置換されていてもよい脂肪族、芳香族または芳香脂肪族基であり、
12は、出現ごとに独立して、メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、tert−ブチル、塩素、臭素、ヨウ素、メチルチオ、フェニルおよび/またはフェニルチオから選択される4個までの置換基であり、
13は、出現ごとに独立して、メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、tert−ブチル、塩素、臭素、ヨウ素、メチルチオ、フェニルおよび/またはフェニルチオから選択される最大5個の置換基である]、
式(III)の化合物
Figure 2020519943
であって、
i)炭素原子1、2、3、4、5、6、7、8の少なくとも1つが式(IV)のRacryl基で置換されており、
Figure 2020519943
[式(IV)において、
は式(Ia)〜(Ic)で定義されているとおりであり、
21は酸素または硫黄、
22はカルボキサミド(−C(O)N−)またはカルボン酸エステル(−C(O)O−)またはスルホンアミド(−SON−)基であり、
23は、2〜10個の炭素原子を含む飽和または不飽和、または直鎖または分岐の、置換されていてもよいラジカル、または5個までの(−CH−CH−O−)−または(−C(CH)H−CH−O−)−基を含むポリエーテルまたは最大5個の窒素原子を含むポリアミンであり、
ii)式(III)の化合物は、炭素原子1、2、3、4、5、6、7、8の少なくとも1つのさらなる位置において式(V)のラジカルで置換されており、
Figure 2020519943
[式(V)において、
式(V)の化合物の炭素原子は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基または置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、アラルキル、アリールまたはヘテロアリール基または置換されていてもよいアルコキシまたはアルキルチオ基、または任意に置換されているカルバモイル基に置換され、また式(III)のラジカル、またはトリフルオロメチル基もしくはトリフルオロメトキシ基または式(VI)のRacrylラジカルに架橋結合していてもよく、
Figure 2020519943
[式(VI)において、
1’は式(IV)のRと同じ定義を持ち、
21’は酸素または硫黄で、
22’はカルボキサミド(−C(O)N−)またはカルボン酸エステル(−C(O)O−)またはスルホンアミド(−SON−)基であり、
23’は、飽和または不飽和、または2〜10個の炭素原子を含む直鎖または分岐の置換されていてもよいラジカル、または5個までの(−CH−CH−O−)−または(−C(CH)H−CH−O−)−基を含むポリエーテル、または最大5個の窒素原子を含むポリアミンである]
である]であり、
iii)式(III)の化合物の残りの炭素原子は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基または置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、アラルキル、アリールまたはヘテロアリール基または置換されていてもよいアルコキシまたはアルキルチオ基またはトリフルオロメチル基またはトリフルオロメトキシ基で置換される]および
式(VII)の化合物
Figure 2020519943
[式(VII)において
31、R32、R33は、それぞれ互いに独立して、OH、ハロゲンまたは有機ラジカルであり、ラジカルの少なくとも1つは、放射線硬化性基を含む有機ラジカルである]
からなる群から選択される化合物である。
より好ましくは、少なくとも1つの反応性希釈剤および少なくとも1つの書き込みモノマーは、式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(II)、(III)、(VII)の化合物および/またはそれらの混合物であり、さらにより好ましくは、式(Ia)の化合物および/またはそれらの混合物であり、さらにより好ましくは式(Ia)の化合物である。
さらなる実施形態では、保護層Cの熱可塑性樹脂は、アモルファスポリエステル、アモルファスポリカーボネート、アモルファスポリスルホン、アモルファスポリビニルアセタール、アモルファスポリアクリレート、アモルファスポリアミド、アモルファスポリスチレン、アモルファスポリスチレンメチルメタクリレートコポリマー、スチレンアクリロニトリルコポリマー、アクリロニトリルコポリマー、アモルファスアクリロニトリルブタジエンコポリマーおよび/またはその混合物であり、好ましくはアモルファスポリアクリレート、アモルファスポリビニルアセタールおよび/またはその混合物、より好ましくはMが100,000g/molを超えるアモルファスポリビニルブチラール、Mが100,000g/molを超えるアモルファスポリメチルメタクリレート、および/またはその混合物である。
さらなる実施形態において、フォトポリマー層Bが可塑剤としてウレタンをさらに含有し、ウレタンは少なくとも1つのフッ素原子で特に置換されてよく、より好ましくはウレタンは一般式(IX)を有し、
Figure 2020519943
式中、mは≧1であり、mは≦8であり、R51、R52およびR53は、互いに独立して、水素または直鎖、分岐、環式または複素環式、非置換またはヘテロ原子で置換されていてもよい有機ラジカルであり、さらにより好ましくは基R51、R52およびR53の少なくとも1つは少なくとも1つのフッ素原子で置換されており、特に好ましくはR51は少なくとも1つのフッ素原子を有する有機基である。
さらなる実施形態では、未硬化および硬化状態の保護層Cが350〜800nmの範囲の波長を有する電磁放射線に対して光学的に透明かつ透過であり、好ましくは、保護層Cは、フォトポリマー層Bの少なくとも1つの表面を完全に覆う。
さらなる実施形態では、フォトポリマー層Bのマトリックスポリマーは架橋されている。より好ましくは、マトリックスポリマーは三次元架橋されている。
同様に、本発明は、本発明によるホログラフィック媒体の製造方法を提供し、それにおいてフォトポリマー層Bの上に、少なくとも1つの硬化性保護層Cが適用され、フォトポリマー層がマトリックスポリマー、書き込みモノマー、光開始剤、任意に少なくとも1つの非光重合性成分および任意に触媒、フリーラジカル安定剤、溶媒、添加剤および他の助剤および/または添加物質を含み、少なくとも1つの硬化性保護層Cが、−20℃〜190℃のガラス転移温度を有する少なくとも1つの熱可塑性樹脂、少なくとも1つの反応性希釈剤、少なくとも1つの光開始剤、および任意に少なくとも1つの添加剤を含み、保護層Cのすべての反応性希釈剤が、フォトポリマー層Bの少なくとも1つの書き込みモノマーと同一である。
本発明による方法の一実施形態では、フォトポリマー層Bは、基材層Aまたは別のキャリア、例えばガラスまたはプラスチック上に配置される。
本発明による方法の一実施形態では、保護層Cは基材層D上に配置される。
本発明による方法の一実施形態では、フォトポリマー層Bは、基材層Aまたは別のキャリア、例えばガラスまたはプラスチック上に配置され、保護層Cは基材層D上に配置される。
本発明による方法の一実施形態では、フォトポリマー層Bは、基材層A上に配置され、フォトポリマー層Bが片側において基材層Aに少なくとも部分的に接合され、フォトポリマー層Bが反対側において保護層Cに少なくとも部分的に接合されている。
本発明による方法の一実施形態では、保護層Cは基材層D上に配置され、保護層Cが片側において基材層Dに少なくとも部分的に接合され、保護層Cが反対側においてフォトポリマー層Bに少なくとも部分的に接合されている。
本発明による方法の一実施形態では、フォトポリマー層Bが基材層A上に配置され、フォトポリマー層Bが片側において基材層Aに少なくとも部分的に接合され、フォトポリマー層Bが反対側において保護層Cに少なくとも部分的に接合され、保護層Cは、基材層D上に配置され、保護層Cが片側において基材層Dに少なくとも部分的に接合され、保護層Cが反対側においてフォトポリマー層Bに少なくとも部分的に接合されている。これらの層はA−B−C−Dの順序で配置される。
本発明による方法の一実施形態では、本発明によるホログラフィック媒体は、少なくとも部分的に互いに接合された少なくとも4つの層から構成され、層は、基材層A、フォトポリマー層B、保護層C、および基材層Dの順番で互いに直接上に配置される。
本発明による方法の一実施形態では、第一段階でフォトポリマー層Bを基材層Aの上に適用して層複合体A−Bを提供し、第二段階で保護層Cを基材層Dの上に適用して層複合体C−Dを提供し、第三段階で層複合体A−Bを層複合体C−Dに面的に接合させ、層複合体A−B−C−Dを得て、層複合体A−Bは好ましくは積層により層複合体C−Dに接合される。
本発明による方法の一実施形態では、保護層Cは、1〜100μm、好ましくは2〜50μm、まさに特別に好ましくは3〜25μmの厚さを有する。
本発明による方法の一実施形態では、保護層Cは、それぞれの場合保護層Cの総重量に基づいて、好ましくは0.01重量%〜10重量%の量、好ましくは0.1重量%〜5重量%の量のUV吸収剤を含む。
本発明による方法のさらなる実施形態において、少なくとも1つの反応性希釈剤および少なくとも1つの書き込みモノマーが、式(VIII)の化合物
Figure 2020519943
[式(VIII)において
n≧1およびn≦4、
41は、非置換の直鎖、分岐、環式または複素環式または他のヘテロ原子で置換されていてもよい有機ラジカルであり、
42は水素、直鎖、分岐、環式または複素環式非置換またはヘテロ原子置換有機ラジカルに置換されていてよく、好ましくはR42は水素またはメチルであり、および/またはR41は直鎖、分岐、環式または複素環式非置換またはヘテロ原子置換有機ラジカルに置換されていてよい有機ラジカルである]、
式(Ia)の化合物
Figure 2020519943
式(Ib)の化合物
Figure 2020519943
式(Ic)の化合物
Figure 2020519943
[式(Ia)から(Ic)において、
は、発生ごとに独立して放射線硬化性基であり、
Xは、出現ごとに独立して、RとC=Oの間の単結合、または直鎖、分岐または環状の任意のヘテロ原子含有および/または任意の官能基置換炭化水素ラジカルである]、
式(II)の化合物
Figure 2020519943
[式(II)において
およびXは、式(Ia)〜(Ic)で定義されているとおりであり、
11は、直鎖または分岐鎖の、ヘテロ原子置換されていてもよい脂肪族、芳香族または芳香脂肪族基であり、
12は、出現ごとに独立して、メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、tert−ブチル、塩素、臭素、ヨウ素、メチルチオ、フェニルおよび/またはフェニルチオから選択される4個までの置換基であり、
13は、出現ごとに独立して、メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、tert−ブチル、塩素、臭素、ヨウ素、メチルチオ、フェニルおよび/またはフェニルチオから選択される最大5個の置換基である]、
式(III)の化合物
Figure 2020519943

であって
i)炭素原子1、2、3、4、5、6、7、8の少なくとも1つが式(IV)のRacryl基で置換されており、
Figure 2020519943
[式(IV)において、
は式(Ia)〜(Ic)で定義されているとおりであり、
21は酸素または硫黄、
22はカルボキサミド(−C(O)N−)またはカルボン酸エステル(−C(O)O−)またはスルホンアミド(−SON−)基であり、
23は、2〜10個の炭素原子を含む飽和または不飽和、または直鎖または分岐の置換されていてもよいラジカル、または5個までの(−CH−CH−O−)−または(−C(CH)H−CH−O−)−基を含むポリエーテルまたは最大5個の窒素原子を含むポリアミンである]であり、
ii)式(III)の化合物は、炭素原子1、2、3、4、5、6、7、8の少なくとも1つのさらなる位置において、式(V)のラジカルで置換されており、
Figure 2020519943
[式(V)において、
式(V)の化合物の炭素原子は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基または置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、アラルキル、アリールまたはヘテロアリール基または置換されていてもよいアルコキシまたはアルキルチオ基、または任意に置換されているカルバモイル基に置換され、また式(III)のラジカル、またはトリフルオロメチル基もしくはトリフルオロメトキシ基または式(VI)のRacrylラジカルに架橋結合していてもよく、
Figure 2020519943
[式(VI)において、
1’は式(IV)のRと同じ定義を持ち、
21’は酸素または硫黄で、
22’はカルボキサミド(−C(O)N−)またはカルボン酸エステル(−C(O)O−)またはスルホンアミド(−SON−)基であり、
23’は、飽和または不飽和、または2〜10個の炭素原子を含む直鎖または分岐の、置換されていてもよいラジカル、または5個までの(−CH−CH−O−)−または(−C(CH)H−CH−O−)−基を含むポリエーテル、または最大5個の窒素原子を含むポリアミンである]
である]であり、
iii)式(III)の化合物の残りの炭素原子は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基または置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、アラルキル、アリールまたはヘテロアリール基または置換されていてもよいアルコキシまたはアルキルチオ基またはトリフルオロメチル基またはトリフルオロメトキシ基で置換される]および、
式(VII)の化合物
Figure 2020519943
[式(VII)において
31、R32、R33は、それぞれ互いに独立して、OH、ハロゲンまたは有機ラジカルであり、ラジカルの少なくとも1つは、放射線硬化性基を含む有機ラジカルである]
からなる群から選択され、
より好ましくは、少なくとも1つの反応性希釈剤および少なくとも1つの書き込みモノマーは、式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(II)、(III)、(VII)の化合物および/またはそれらの混合物からなる群から選択され、さらにより好ましくは、式(Ia)の化合物および/またはそれらの混合物から選択され、さらにより好ましくは式(Ia)の化合物から選択される化合物である。
本発明による方法のさらなる実施形態において、保護層Cの熱可塑性樹脂は、アモルファスポリエステル、アモルファスポリカーボネート、アモルファスポリスルホン、アモルファスポリビニルアセタール、アモルファスポリアクリレート、アモルファスポリアミド、アモルファスポリスチレン、アモルファスポリスチレンメチルメタクリレートコポリマー、スチレンアクリロニトリルコポリマー、アクリロニトリルコポリマー、アモルファスアクリロニトリルブタジエンコポリマーおよび/またはその混合物であり、好ましくはアモルファスポリアクリレート、アモルファスポリビニルアセタールおよび/またはその混合物、より好ましくはMが100,000g/molを超えるアモルファスポリビニルブチラール、Mが100,000g/molを超えるアモルファスポリメチルメタクリレート、および/またはその混合物である。
本発明による方法のさらなる実施形態において、フォトポリマー層Bが可塑剤としてウレタンをさらに含有し、ウレタンは少なくとも1つのフッ素原子で特に置換されてよく、より好ましくはウレタンは一般式(IX)を有し、
Figure 2020519943
式中、mは≧1であり、mは≦8であり、R51、R52およびR53は、互いに独立して、水素または直鎖、分岐、環式または複素環式、非置換またはヘテロ原子で置換されていてもよい有機ラジカルであり、さらにより好ましくは基R51、R52およびR53の少なくとも1つは少なくとも1つのフッ素原子で置換されており、特に好ましくはR51は少なくとも1つのフッ素原子を有する有機基である。
本発明による方法のさらなる実施形態において、未硬化および硬化状態の保護層Cが350〜800nmの範囲の波長を有する電磁放射線に対して光学的に透明かつ透過であり、好ましくは、保護層Cは、フォトポリマー層Bの少なくとも1つの表面を完全に覆う。
本発明による方法のさらなる実施形態において、フォトポリマー層Bのマトリックスポリマーは架橋されている。より好ましくは、マトリックスポリマーは三次元架橋されている。
本発明は同様に、ホログラムの作成方法であって、
a)
I)基材層A、
II)マトリックスポリマー、書き込みポリマー、光開始剤、任意に少なくとも1つの非光重合性成分および任意に触媒、フリーラジカル安定剤、溶媒、添加剤および他の助剤および/または添加物質を含むフォトポリマー層B、
III)−20℃〜190℃のガラス転移温度を有する少なくとも1つの熱可塑性樹脂、少なくとも1つの反応性希釈剤、少なくとも1つの光開始剤および任意に少なくとも1つの添加剤を含む保護層C、
IV)基材層D
を含み、基材層A、フォトポリマー層B、保護層Cおよび基材層Dの層はこの順番で互いに直接上に配置され、保護層Cのすべての反応性希釈剤はフォトポリマー層Bの少なくとも1つの書き込みモノマーと同一である、層複合体A−B−C−Dを含むホログラフィック媒体を提供するステップ、
b)ホログラムをフォトポリマー層Bに光刻印して、層複合体A−B*−C−Dであって、B*は照射されたフォトポリマー層Bである層複合体を形成するステップ、
c)ステップ(b)の層複合体A−B*−C−Dを化学線、好ましくは紫外線照射に晒して、層複合体A−B’−C’−Dを形成するステップであって、B’は漂白され、完全に重合され、もはや感光性のない、固定したホログラムを含むフォトポリマー層Bであり、C’は、硬化保護層Cである、層複合体を形成するくステップ、および所望により
d)ステップ(c)から得た層複合体A−B’−C’−Dの基材層Dを剥離して、層複合体A−B’−C’を形成するステップ
を含む方法を提供する。
本発明による方法の一実施形態では、保護層Cは、1〜100μm、好ましくは2〜50μm、まさに特別に好ましくは3〜25μmの厚さを有する。
本発明による方法の一実施形態では、保護層Cは、それぞれの場合保護層Cの総重量に基づいて、好ましくは0.01重量%〜10重量%の量、より好ましくは0.1重量%〜5重量%の量のUV吸収剤を含む。
本発明による方法のさらなる実施形態において、少なくとも1つの反応性希釈剤および少なくとも1つの書き込みモノマーが、式(VIII)の化合物
Figure 2020519943
[式(VIII)において、
n≧1およびn≦4、
41は、非置換の直鎖、分岐、環式または複素環式または他のヘテロ原子で置換されていてもよい有機ラジカルであり、
42は水素、直鎖、分岐、環式または複素環式非置換またはヘテロ原子置換有機ラジカルに置換されていてよく、好ましくはR42は水素またはメチルであり、および/またはR41は直鎖、分岐、環式または複素環式非置換またはヘテロ原子置換有機ラジカルに置換されていてよい有機ラジカルである]、
式(Ia)の化合物
Figure 2020519943
式(Ib)の化合物
Figure 2020519943
式(Ic)の化合物
Figure 2020519943
[式(Ia)から(Ic)において、
は、発生ごとに独立して放射線硬化性基であり、
Xは、出現ごとに独立して、RとC=Oの間の単結合、または直鎖、分岐または環状の任意のヘテロ原子含有および/または任意の官能基置換炭化水素ラジカルである]、
式(II)の化合物
Figure 2020519943
[式(II)において
およびXは、式(Ia)〜(Ic)で定義されているとおりであり、
11は、直鎖または分岐鎖の、ヘテロ原子置換されていてもよい脂肪族、芳香族または芳香脂肪族基であり、
12は、出現ごとに独立して、メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、tert−ブチル、塩素、臭素、ヨウ素、メチルチオ、フェニルおよび/またはフェニルチオから選択される4個までの置換基であり、
13は、出現ごとに独立して、メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、tert−ブチル、塩素、臭素、ヨウ素、メチルチオ、フェニルおよび/またはフェニルチオから選択される最大5個の置換基である]、
式(III)の化合物であって
Figure 2020519943
i)炭素原子1、2、3、4、5、6、7、8の少なくとも1つが式(IV)のRacryl基で置換されており、
Figure 2020519943
[式(IV)において、
は式(Ia)〜(Ic)で定義されているとおりであり、
21は酸素または硫黄、
22はカルボキサミド(−C(O)N−)またはカルボン酸エステル(−C(O)O−)またはスルホンアミド(−SON−)基であり、
23は、2〜10個の炭素原子を含む飽和または不飽和、または直鎖または分岐の、置換されていてもよいラジカル、または5個までの(−CH−CH−O−)−または(−C(CH)H−CH−O−)−基を含むポリエーテルまたは最大5個の窒素原子を含むポリアミンであり、 ii)式(III)の化合物は、炭素原子1、2、3、4、5、6、7、8の少なくとも1つのさらなる位置において、式(V)のラジカルで置換されており、
Figure 2020519943
[式(V)において、
式(V)の化合物の炭素原子は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基または置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、アラルキル、アリールまたはヘテロアリール基または置換されていてもよいアルコキシまたはアルキルチオ基、または任意に置換されているカルバモイル基に置換され、また式(III)のラジカル、またはトリフルオロメチル基もしくはトリフルオロメトキシ基または式(VI)のRacrylラジカルに架橋結合していてもよく、
Figure 2020519943
[式(VI)において、
1’は式(IV)のRと同じ定義を持ち、
21’は酸素または硫黄で、
22’はカルボキサミド(−C(O)N−)またはカルボン酸エステル(−C(O)O−)またはスルホンアミド(−SON−)基であり、
23’は、飽和または不飽和、または2〜10個の炭素原子を含む直鎖または分岐の、置換されていてもよいラジカル、または5個までの(−CH−CH−O−)−または(−C(CH)H−CH−O−)−基を含むポリエーテル、または最大5個の窒素原子を含むポリアミンである]
である]であり、
iii)式(III)の化合物の残りの炭素原子は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基または置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、アラルキル、アリールまたはヘテロアリール基または置換されていてもよいアルコキシまたはアルキルチオ基またはトリフルオロメチル基またはトリフルオロメトキシ基で置換される]および
式(VII)の化合物
Figure 2020519943
[式(VII)において
31、R32、R33は、それぞれ互いに独立して、OH、ハロゲンまたは有機ラジカルであり、ラジカルの少なくとも1つは、放射線硬化性基を含む有機ラジカルである]
からなる群から選択され、
より好ましくは、少なくとも1つの反応性希釈剤および少なくとも1つの書き込みモノマーは式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(II)、(III)、(VII)の化合物および/またはそれらの混合物からなる群から選択され、さらにより好ましくは、式(Ia)の化合物および/またはそれらの混合物から選択され、さらにより好ましくは式(Ia)の化合物から選択される化合物である。
本発明による方法のさらなる実施形態において、保護層Cの熱可塑性樹脂は、アモルファスポリエステル、アモルファスポリカーボネート、アモルファスポリスルホン、アモルファスポリビニルアセタール、アモルファスポリアクリレート、アモルファスポリアミド、アモルファスポリスチレン、アモルファスポリスチレンメチルメタクリレートコポリマー、スチレンアクリロニトリルコポリマー、アクリロニトリルコポリマー、アモルファスアクリロニトリルブタジエンコポリマーおよび/またはその混合物であり、好ましくはアモルファスポリアクリレート、アモルファスポリビニルアセタールおよび/またはその混合物、より好ましくはMが100,000g/molを超えるアモルファスポリビニルブチラール、Mが100,000g/molを超えるアモルファスポリメチルメタクリレート、および/またはその混合物である。
本発明による方法のさらなる実施形態において、フォトポリマー層Bが可塑剤としてウレタンをさらに含有し、ウレタンは少なくとも1つのフッ素原子で特に置換されてよく、より好ましくはウレタンは一般式(IX)を有し、
Figure 2020519943
[式(IX)において、
mは≧1であり、mは≦8であり、R51、R52およびR53は、互いに独立して、水素または直鎖、分岐、環式または複素環式、非置換またはヘテロ原子で置換されていてもよい有機ラジカルであり、さらにより好ましくは基R51、R52およびR53の少なくとも1つは少なくとも1つのフッ素原子で置換されており、特に好ましくはR51は少なくとも1つのフッ素原子を有する有機基である。]
本発明による方法のさらなる実施形態において、未硬化および硬化状態の保護層Cが350〜800nmの範囲の波長を有する電磁放射線に対して光学的に透明かつ透過であり、好ましくは、保護層Cは、フォトポリマー層Bの少なくとも1つの表面を完全に覆う。
本発明による方法のさらなる実施形態において、フォトポリマー層Bのマトリックスポリマーは架橋されている。より好ましくは、マトリックスポリマーは三次元架橋されている。
同様に、本発明は、ホログラムを生成するための本発明の方法により得られる層構成A−B’−C’を含む密封ホログラフィック媒体を提供する。
少なくとも1つのホログラムを、本発明によるホログラフィック媒体に光刻印することができる。
ホログラムの銘刻に続いて、光学的固定プロセス/化学線の照射が行われる。ホログラムの光学的固定は、層構成A−B*−C−D全体に5〜10J/cmの光エネルギーを照射する、面にわたるブロードバンドUV/VIS照射によって行うことが好ましい。固定中、ホログラムの局所的な形成に関与しなかった書き込みモノマーの残留物は、層B*全体で完全に重合する。増感剤として使用される色素も同様に光化学的に破壊される。染料によって引き起こされた層B(および後続の層B*)の強力な技術的変色は、完全に消える。層B*は漂白され、銘刻されるホログラムを含む、もはや光活性ではない、色素を含まない安定した層B’に変換される。保護層Cは、反応性希釈剤の重合によって硬化し、したがって保護層C’を形成する。保護層C’はホログラフィック層(B’)の上に密着しているため、基材層(D)はA−B’−C’構成部から無害に剥離できる。
ホログラムは、層構成A−B−C−Dを含む本発明のホログラフィック媒体の直接ホログラフィック照射により層Bに形成される。これにより、層Bが層B*に変換される。本発明はさらに、層Bに、銘刻されるホログラムを含む層構成A−B*−C−Dを設ける。
ホログラムの質は、ISO規格17901−1:2015(E)に従って、次の基準で定義されている。簡略化された形式では、ホログラムは、理想的な場合には書き込みレーザーの波長(λ)により判定される周期を備える光学的なグレーティングとみなすことができる。回折要素として、このグレーティングは波長(λ)の光を反射する。ホログラムの効率に優れているため、この反射は透過におけるスペクトルで分析でき、透過が減少したピーク(λpeak)としてスペクトルに現れる。透過におけるこの減少、
Red=(100%−Tpeak(A−B’−C’)%) (1)
は、ホログラムの反射の力(目に見える「強度」または「質」)の尺度として機能する。
本発明の文脈において、本発明の構成A−B−C−Dに銘刻され得るホログラムの「強度」は、一切の保護層のない構成A−Bの場合よりも少しも劣らない、または実質的に劣らない。この差ΔTは、式(2)で計算できる。
ΔT=(100%−Tpeak(A−B’−C’)%)−(100%−Tpeak(A−B’)%) (2)
この差ΔTが<20%、特に好ましくは<15%、特に好ましくは<10%であることが好ましい。
透過スペクトルのスペクトルシフトは、銘刻するレーザーの波長(λ)と銘刻されるホログラムのスペクトルのピーク(λpeak)の差(Δλ)として定義される(ISO規格17901−1:2015(E)):
Δλ=λpeak−λ (3)
本発明の層構成A−B’−C’における銘刻されるホログラムのΔλが+/−10nmであることが好ましく、より好ましくは+/−5nm、特に好ましくは+/−3nmである。
一実施形態では、層構成A−B’−C’を含む本発明の密封ホログラフィック媒体は、基材層Aが以下に列挙するフィルムの1つであり、層B’が少なくとも1つのホログラムを含む架橋漂白安定プラスチックコーティングであり、層C’は、ホログラフィック層構成の外層として保護層の特性、すなわち、一般的に使用される有機溶剤、水性の酸およびアルカリ、化粧品、家庭用および工業用洗浄組成物、および機械的影響に対する十分な耐引掻性に対する永続的な耐性を呈する架橋された安定したプラスチックコーティングであることを特徴とする。
基材層
基材層Aは、好ましくは、熱可塑性基材層/基材フィルムまたは別のキャリア、例えばガラス、プラスチック、金属または木材である。熱可塑性基材層Aの材料または材料複合材料は、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、アモルファスポリエステル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、酢酸セルロース、水和セルロース、硝酸セルロース、シクロオレフィンポリマー、ポリスチレン、水素化ポリスチレン、ポリエポキシド、ポリスルホン、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、三酢酸セルロース(CTA)、ポリアミド(PA)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラールまたはポリジシクロペンタジエンまたはそれらの混合物に基づいている。それらは、特に好ましくは、PC、PET、PA、PMMAおよびCTAに基づいている。材料複合材は、フィルムラミネートまたは共押出し品である。好ましい材料複合体は、スキームA/B、A/B/AまたはA/B/Cの1つに従って構築された二重および三重フィルムである。特に好ましいのは、PC/PMMA、PC/PA、PC/PET、PET/PC/PETおよびPC/TPUである。基材層Aが400〜800nmのスペクトル領域で透明である場合が好ましい。
フォトポリマー層B
フォトポリマー層Bは、マトリックスポリマー、書き込みモノマーおよび光開始剤、任意に少なくとも1つの非光重合性成分および任意に触媒、フリーラジカル安定剤、溶媒、添加剤および他の助剤および/または添加物質を含む。使用可能なマトリックスポリマーはアモルファス熱可塑性プラスチックであり、例えばポリアクリレート、ポリメチルメタクリレートまたはメチルメタクリレート、メタクリル酸または他のアルキルアクリレートおよびアルキルメタクリレート、およびまたアクリル酸、例えばポリブチルアクリレート、およびまたポリ酢酸ビニルおよびポリビニルブチレート、それらの部分加水分解誘導体、例えばポリビニルアルコールのコポリマー、ならびにエチレンおよび/またはさらなる(メタ)アクリレート、ゼラチン、セルロースエステルおよびセルロースエーテル、例えばメチルセルロース、セルロースアセトブチレート、シリコーン、例えばポリジメチルシリコーン、ポリウレタン、ポリブタジエンおよびポリイソプレン、ならびにポリエチレンオキシドとのコポリマー、エポキシ樹脂、特に脂肪族エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、および米国特許第4994347号明細書およびその中に引用されているシステムを含む。
しかし、マトリックスポリマーがポリウレタンである場合、特に好ましい。
マトリックスポリマーが架橋されている場合も特に好ましい。マトリックスポリマーが三次元的に架橋されている場合が特に好ましい。
エポキシ樹脂はカチオンで内部架橋されていてもよい。さらに、酸/無水物、アミン、ヒドロキシアルキルアミドおよびチオールを架橋剤として使用することもできる。シリコーンは、水の存在下での縮合による一成分系として(また、ブレンステッド酸触媒下であってもよい)、またはケイ酸エステルまたは有機スズ化合物の添加による二成分系として架橋できる。ビニルシラン系のヒドロシリル化も可能である。
不飽和化合物、例えばアクリロイル官能性ポリマーまたは不飽和エステルは、アミンまたはチオールで架橋できる。カチオン性ビニルエーテル重合も可能である。
しかし、マトリックスポリマーが架橋される、特に好ましくは三次元的に架橋される場合が特に好ましく、三次元的に架橋されるポリウレタンがまさに特別に好ましい。
ポリウレタンマトリックスポリマーは、特に、少なくとも1つのポリイソシアネート成分a)と少なくとも1つのイソシアネート反応性成分b)との反応により得られる。
ポリイソシアネート成分a)は、少なくとも2つのNCO基を有する少なくとも1つの有機化合物を含む。これらの有機化合物は、特に単量体のジイソシアネートおよびトリイソシアネート、ポリイソシアネートおよび/またはNCO官能性プレポリマーであり得る。ポリイソシアネート成分a)はまた、単量体のジイソシアネートおよびトリイソシアネート、ポリイソシアネートおよび/またはNCO官能性プレポリマーの混合物を含むか、それからなっていてもよい。
使用可能なモノマーのジイソシアネートおよびトリイソシアネートは、それ自体が当業者に周知の化合物またはその混合物のすべてを含む。これらの化合物は、芳香族、芳香脂肪族、脂肪族または脂環式の構造を持っている場合がある。また、少量で、モノマーのジイソシアネートおよびトリイソシアネートは、モノイソシアネート、すなわち1つのNCO基を有する有機化合物を含んでもよい。
適切な単量体ジイソシアネートおよびトリイソシアネートの例には、ブタン1,4−ジイソシアネート、ペンタン1,5−ジイソシアネート、ヘキサン1,6−ジイソシアネート(ヘキサメチレンジイソシアネート、HDI)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートおよび/または2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、1,8−ジイソシアナト−4−(イソシアナトメチル)オクタン、ビス(4,4’−イソシアナトシクロヘキシル)メタン、および/またはビス(2,4−イソシアナトシクロヘキシル)メタン、および/または任意の異性体含有物との混合物、シクロヘキサン1,4−ジイソシアネート、異性ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、2,4−および/または2,6−ジイソシアナト−1−メチルシクロヘキサン(ヘキサヒドロトリレン2,4−および/または2,6−ジイソシアネート、H6−TDI)、フェニレン1,4−ジイソシアネート、トリレン2,4−および/または2,6−ジイソシアネート(TDI)、ナフチレン1,5−ジイソシアネート(NDI)、ジフェニルメタン2,4’−および/または4,4’−ジイソシアネート(MDI)、1,3−ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン(XDI)および/または類似の1,4異性体、または前述の化合物の任意の所望の混合物がある。
適切なポリイソシアネートは、ウレタン、尿素、カルボジイミド、アシル尿素、アミド、イソシアヌレート、アロファネート、ビウレット、オキサジアジントリオン、ウレトジオンおよび/またはイミノオキサジアジンジオン構造を有し、前述のジイソシアネートまたはトリイソシアネートから得られる化合物である。
ポリイソシアネートがオリゴマー化脂肪族および/または脂環式ジイソシアネートまたはトリイソシアネートである場合、特に好ましく、上記の脂肪族および/または脂環式ジイソシアネートまたはトリイソシアネートが特に使用可能である。
イソシアヌレート、ウレトジオンおよび/またはイミノオキサジアジンジオン構造を有するポリイソシアネート、およびHDIまたはそれらの混合物に基づくビウレットがまさに特別に好ましい。
適切なプレポリマーは、ウレタンおよび/または尿素基を含み、また、上記のNCO基の修飾により形成されるさらなる構造を含んでいてもよい。そのようなプレポリマーは、例えば、上記のモノマーのジイソシアネートおよびトリイソシアネートおよび/またはポリイソシアネートa1)とイソシアネート反応性化合物b1)との反応により得ることができる。
使用可能なイソシアネート反応性化合物b1)には、アルコールまたはアミノまたはメルカプト化合物、好ましくはアルコールが含まれる。これらは特にポリオールであり得る。イソシアネート反応性化合物b1)としてまさに特別に好ましく使用できるのは、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリ(メタ)アクリレートポリオールおよび/またはポリウレタンポリオールである。
適切なポリエステルポリオールは、例えば、脂肪族、脂環式または芳香族のジ−またはポリカルボン酸またはその無水物をOH官能価≧2の多価アルコールと反応させることにより既知の方法で得ることができる直鎖ポリエステルジオールまたは分岐ポリエステルポリオールである。適切なジカルボン酸またはポリカルボン酸の例は、多塩基性カルボン酸、例えばコハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、テトラヒドロフタル酸またはトリメリット酸、および酸無水物、例えば無水フタル酸、無水トリメリット酸または無水コハク酸、またはそれらの任意の所望の混合物である。また、ポリエステルポリオールは、ヒマシ油などの天然原料をベースにしてもよい。同様に、ポリエステルポリオールは、ラクトンのホモポリマーまたはコポリマーに基づくことが可能であり、これは、好ましくは、ブチロラクトン、ε−カプロラクトンおよび/またはメチル−ε−カプロラクトンなどのラクトンまたはラクトン混合物をヒドロキシル官能性化合物、例えばOH官能価が2以上の多価アルコール、例えば以下に挙げる種類のものに添加することにより得られる。
適切なアルコールの例は、すべての多価アルコール、例えば、C−C12ジオール、異性体シクロヘキサンジオール、グリセロール、またはそれらの互いの任意の所望の混合物である。
適切なポリカーボネートポリオールは、有機カーボネートまたはホスゲンをジオールまたはジオール混合物と反応させることにより、それ自体既知の方法で入手可能である。
適切な有機カーボネートは、炭酸ジメチル、炭酸ジエチルおよび炭酸ジフェニルである。
適切なジオールまたは混合物は、ポリエステルセグメントの文脈でそれ自体言及されたOH官能価≧2の多価アルコール、好ましくはブタン−1,4−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオールおよび/または3−メチルペンタンジオールを含む。ポリエステルポリオールをポリカーボネートポリオールに変換することも可能である。
好適なポリエーテルポリオールは、OHまたはNH官能性スターター分子上への環状エーテルの、ブロック構成とされてもよい重付加生成物である。
適切な環状エーテルは、例えば、スチレンオキシド、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン、ブチレンオキシド、エピクロロヒドリンおよびそれらの任意の望ましい混合物である。
使用されるスターターは、ポリエステルポリオールの文脈でそれ自体言及されたOH官能価≧2の多価アルコール、ならびに一級または二級アミンおよびアミノアルコールであってもよい。
好ましいポリエーテルポリオールは、プロピレンオキシドのみに基づく前述のタイプのもの、またはプロピレンオキシドとさらなる1−アルキレンオキシドとに基づくランダムコポリマーまたはブロックコポリマーである。オキシエチレン、オキシプロピレンおよび/またはオキシブチレン単位を有するプロピレンオキシドホモポリマーおよびランダムコポリマーまたはブロックコポリマーが特に好ましく、すべてのオキシエチレン、オキシプロピレンおよびオキシブチレン単位の総量に基づくオキシプロピレン単位の割合は、少なくとも20重量%、好ましくは少なくとも45重量%を構成する。ここでのオキシプロピレンおよびオキシブチレンには、すべての直鎖および分岐のCおよびC異性体がすべて含まれる。
さらに、ポリオール成分b1)の適切な成分はまた、多官能性イソシアネート反応性化合物として、低分子量の脂肪族、芳香脂肪族または脂環式の二、三または多官能性アルコール、すなわち分子量が500g/mol以下であり、短鎖、すなわち、2〜20個の炭素原子を含むアルコールである。
これらは、例えば、上記の化合物に加えて、ネオペンチルグリコール、2−エチル−2−ブチルプロパンジオール、トリメチルペンタンジオール、位置異性体のジエチルオクタンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサン−1,4−ジメタノール、ヘキサン−1,6−ジオール、シクロヘキサン−1,2−および−1,4−ジオール、水素化ビスフェノールA、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンまたは2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピオン酸、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピルエステルであり得る。適切なトリオールの例は、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンまたはグリセロールである。適切な高官能性アルコールは、ジ(トリメチロールプロパン)、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールまたはソルビトールである。
ポリオール成分が二官能性ポリエーテルまたはポリエステルまたはポリエーテル−ポリエステルブロックコポリエステルまたは第一級OH官能基を有するポリエーテル−ポリエステルブロックコポリマーである場合が特に好ましい。
同様に、アミンをイソシアネート反応性化合物b1)として使用することもできる。適切なアミンの例は、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ジアミノシクロヘキサン、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジアミン、イソホロンジアミン(IPDA)、二官能性ポリアミン、例えばJeffamines(登録商標)、特に数平均分子量が10000g/mol以下のアミン末端ポリマーである。前述のアミンの混合物も同様に使用できる。
同様に、イソシアネート反応性化合物b1)としてアミノアルコールを使用することもできる。適切なアミノアルコールの例は、異性体のアミノエタノール、異性体のアミノプロパノール、異性体のアミノブタノールおよび異性体のアミノヘキサノールまたはそれらの任意の所望の混合物である。
上記のイソシアネート反応性化合物b1)はすべて、必要に応じて互いに混合することができる。
イソシアネート反応性化合物b1)が200以上で10000g/mol以下の数平均分子量を有する場合も好ましい。より好ましくは500以上8000g/mol以下、まさに特別に好ましくは800以上5000g/mol以下である。ポリオールのOH官能価は、好ましくは1.5〜6.0、特に好ましくは1.8〜4.0である。
ポリイソシアネート成分a)のプレポリマーは、特に<1重量%、特に好ましくは<0.5重量%、まさに特別に好ましくは<0.3重量%の遊離モノマージイソシアネートおよびトリイソシアネートの残留含量を有し得る。
ポリイソシアネート成分a)が、NCO基がコーティング技術から公知のブロッキング剤と完全にまたは部分的に反応した有機化合物を完全にまたは部分的に含有することも可能であり得る。ブロッキング剤の例は、アルコール、ラクタム、オキシム、マロン酸エステル、ピラゾール、およびアミン、例えばブタノンオキシム、ジイソプロピルアミン、マロン酸ジエチル、アセト酢酸エチル、3,5−ジメチルピラゾール、ε−カプロラクタム、またはそれらの混合物である。
ポリイソシアネート成分a)が脂肪族結合NCO基を有する化合物を含む場合、脂肪族結合NCO基は一級炭素原子に結合した基を意味すると理解されることが特に好ましい。イソシアネート反応性成分b)は、好ましくは、平均で少なくとも1.5個、好ましくは2〜3個のイソシアネート反応性基を有する少なくとも1つの有機化合物を含む。本発明の文脈において、イソシアネート反応性基は、好ましくはヒドロキシル基、アミノ基またはメルカプト基であると考えられる。
イソシアネート反応性成分は、特に、少なくとも1.5、好ましくは2〜3のイソシアネート反応性基の数平均を有する化合物を含むことができる。
成分b)の適切な多官能性イソシアネート反応性化合物は、例えば、上記の化合物b1)である。
本発明による適切な光開始剤は、典型的には、化学線により活性化可能であり、書き込みモノマーの重合を開始できる化合物である。光開始剤の場合、単分子(I型)開始剤と二分子(II型)開始剤を区別できる。さらに、それらは、フリーラジカル、アニオン、カチオンまたは混合タイプの重合用の光開始剤の化学的性質によって区別される。
フリーラジカル光重合用のタイプI光開始剤(NorrishタイプI)は、単分子結合切断による照射でフリーラジカルを形成する。タイプI光開始剤の例は、トリアジン、オキシム、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、ビスイミダゾール、アロイルホスフィンオキシド、スルホニウム塩およびヨードニウム塩である。
フリーラジカル重合用のタイプII光開始剤(NorrishタイプII)は、色素増感剤と共開始剤からなり、色素に調整された光の照射により二分子反応を起こす。色素は最初に光子を吸収し、励起状態から共開始剤にエネルギーを伝達する。後者は、電子またはプロトンの移動または直接の水素引き抜きにより、重合開始フリーラジカルを放出する。
本発明の文脈において、タイプII光開始剤の使用が好ましい。
タイプII光開始剤の染料および共開始剤は、フォトポリマーのさらなる成分と一緒に直接混合するか、あるいは個々の成分と単独で予備混合することができる。特に、フォトポリマーがポリウレタンマトリックスポリマーを含む場合、染料はイソシアネート反応性成分と共混合され、共開始剤はイソシアネート成分と事前混合されてもよい。しかし、共開始剤をイソシアネート反応性成分と予備混合し、染料をイソシアネート成分と予備混合することも同様に可能である。
そのような光開始剤は、原則として欧州特許第0223587号明細書に記載されており、好ましくは、1つ以上の染料と(1または複数の)アルキルアリールホウ酸アンモニウムとの混合物からなる。
アルキルアリールホウ酸アンモニウムと共にタイプII光開始剤を形成する適切な色素は、国際公開第2012062655号に記載されているアニオンと組み合わせた、それに同様に記載されているカチオン性色素である。
適切なアルキルアリールホウ酸アンモニウムは、例えば、(Cunningham et al.,RadTech’98 North America UV/EB Conference Proceedings,Chicago,Apr.19−22,1998):テトラブチルアンモニウムトリフェニルヘキシルボレート、テトラブチルアンモニウムトリフェニルブチルボレート、テトラブチルアンモニウムトリナフチルヘキシルボレート、テトラブチルアンモニウムトリス(4−tert−ブチル)フェニルブチルボレート、テトラブチルアンモニウムトリス(3−フルオロフェニル)ヘキシルボレート([191726−69−9]、CGI 7460、BASF SEの製品、バーゼル、スイス)、1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムジペンチルジフェニルボレートおよびテトラブチルアンモニウムトリス(3−クロロ−4−メチルフェニル)ヘキシルボレート([1147315−11−4]、CGI 909、BASF SEの製品、バーゼル、スイス)がある。
これらの光開始剤の混合物を使用することが有利な場合がある。使用される放射線源に応じて、光開始剤の種類と濃度は、当業者に知られている方法で調整する必要がある。さらなる詳細については、例えばP.K.T.Oldring(Ed.),Chemistry&Technology of UV&EB Formulations For Coatings,Inks&Paints,Vol.3,1991,SITA Technology,London,p.61−328に記載されている。
光開始剤が、吸収スペクトルが少なくとも部分的に400〜800nmのスペクトル範囲をカバーする色素と、色素に調整された少なくとも1つの共開始剤との組み合わせを含む場合、まさに特別に好ましい。
また、青、緑および赤から選択されるレーザー光の色に適した少なくとも1つの光開始剤がフォトポリマー配合物に存在する場合も好ましい。
また、フォトポリマー配合物が、青、緑、および赤から選択される少なくとも2つのレーザー光の色のそれぞれに適切な光開始剤を含む場合がより好ましい。
最後に、フォトポリマー配合物が青、緑、赤の各レーザー光の色に適した光開始剤を含む場合、まさに特別に好ましい。
さらに好ましい実施形態は、書き込みモノマーが単官能性および/または多官能性(メタ)アクリレート書き込みモノマーを含むことを提供する。書き込みモノマーは、まさに特別に好ましくは、少なくとも1つの単官能性および/または1つの多官能性ウレタン(メタ)アクリレートをさらに含むことができる。
一実施形態では、少なくとも1つの書き込みモノマーが、式(VIII)の化合物
Figure 2020519943
式(VIII)において、
n≧1およびn≦4、
41は、非置換の直鎖、分岐、環式または複素環式または他のヘテロ原子で置換されていてもよい有機ラジカルであり、
42は水素、直鎖、分岐、環式または複素環式非置換またはヘテロ原子置換有機ラジカルに置換されていてよく、好ましくはR42は水素またはメチルであり、および/またはR41は直鎖、分岐、環式または複素環式非置換またはヘテロ原子置換有機ラジカルに置換されていてよい有機ラジカルである]、
式(Ia)の化合物
Figure 2020519943
式(Ib)の化合物
Figure 2020519943
式(Ic)の化合物
Figure 2020519943
[式(Ia)から(Ic)において、
は、発生ごとに独立して放射線硬化性基であり、
Xは、出現ごとに独立して、RとC=Oの間の単結合、または直鎖、分岐または環状の任意のヘテロ原子含有および/または任意の官能基置換炭化水素ラジカルである]、
式(II)の化合物
Figure 2020519943
[式(II)において
およびXは、式(Ia)〜(Ic)で定義されているとおりであり、
11は、直鎖または分岐鎖の、ヘテロ原子置換されていてもよい脂肪族、芳香族または芳香脂肪族基であり、
12は、出現ごとに独立して、メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、tert−ブチル、塩素、臭素、ヨウ素、メチルチオ、フェニルおよび/またはフェニルチオから選択される4個までの置換基であり、
13は、出現ごとに独立して、メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、tert−ブチル、塩素、臭素、ヨウ素、メチルチオ、フェニルおよび/またはフェニルチオから選択される最大5個の置換基である]、
式(III)の化合物であって、
Figure 2020519943
i)炭素原子1、2、3、4、5、6、7、8の少なくとも1つが式(IV)のRacryl基で置換されており、
Figure 2020519943
[式(IV)において、
は式(Ia)〜(Ic)で定義されているとおりであり、
21は酸素または硫黄、
22はカルボキサミド(−C(O)N−)またはカルボン酸エステル(−C(O)O−)またはスルホンアミド(−SON−)基であり、
23は、2〜10個の炭素原子を含む飽和または不飽和、または直鎖または分岐の、置換されていてもよいラジカル、または5個までの(−CH−CH−O−)−または(−C(CH)H−CH−O−)−基を含むポリエーテルまたは最大5個の窒素原子を含むポリアミンであり、
ii)式(III)の化合物は、炭素原子1、2、3、4、5、6、7、8の少なくとも1つのさらなる位置において式(V)のラジカルで置換されており、
Figure 2020519943
[式(V)において、
式(V)の化合物の炭素原子は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基または置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、アラルキル、アリールまたはヘテロアリール基または置換されていてもよいアルコキシまたはアルキルチオ基、または任意に置換されているカルバモイル基に置換され、また式(III)のラジカル、またはトリフルオロメチル基もしくはトリフルオロメトキシ基または式(VI)のRacrylラジカルに架橋結合していてもよく、
Figure 2020519943
[式(VI)において、
1’は式(IV)のRと同じ定義を持ち、
21’は酸素または硫黄で、
22’はカルボキサミド(−C(O)N−)またはカルボン酸エステル(−C(O)O−)またはスルホンアミド(−SON−)基であり、
23’は、飽和または不飽和、または2〜10個の炭素原子を含む直鎖または分岐の置換されていてもよいラジカル、または5個までの(−CH−CH−O−)−または(−C(CH)H−CH−O−)−基を含むポリエーテル、または最大5個の窒素原子を含むポリアミンである]
である]であり、
iii)式(III)の前記化合物の残りの炭素原子は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基または置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、アラルキル、アリールまたはヘテロアリール基または置換されていてもよいアルコキシまたはアルキルチオ基またはトリフルオロメチル基またはトリフルオロメトキシ基で置換される]および
式(VII)の化合物
Figure 2020519943
[式(VII)において
31、R32、R33は、それぞれ互いに独立して、OH、ハロゲン、または有機ラジカルであり、ラジカルの少なくとも1つは、放射線硬化性基を含む有機ラジカルである]
からなる群から選択される化合物である。
適切なアクリレート書き込みモノマーは、特に一般式(VIII)の化合物であり、
Figure 2020519943
[式(VIII)において、
n≧1およびn≦4、
41は、非置換の直鎖、分岐、環式または複素環式または他のヘテロ原子で置換されていてもよい有機ラジカルであり、および/またはR42は水素、直鎖、分岐、環式または複素環式非置換またはヘテロ原子置換有機ラジカルに置換されていてよい有機ラジカルである。特に好ましいのは、R42が水素またはメチルであり、および/またはR41が非置換の直鎖、分岐、環式または複素環式またはヘテロ原子置換有機ラジカルとされていてもよいときである。]
アクリレートおよびメタクリレートは、本文脈において、それぞれ、アクリル酸およびメタクリル酸のエステルを指す。好ましい使用可能なアクリレートおよびメタクリレートの例は、フェニルアクリレート、フェニルメタクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、フェノキシエトキシエチルアクリレート、フェノキシエトキシエチルメタクリレート、フェニルチオエチルアクリレート、フェニルチオエチルメタクリレート、2−ナフチルアクリレート、2−ナフチルメタクリレート、1,4−ビス(2−チオナフチル)−2−ブチルアクリレート、1,4−ビス(2−チオナフチル)−2−ブチルメタクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、ビスフェノールAジメタクリレート、およびそれらのエトキシル化類似化合物、N−カルバゾリルアクリレートである。
ウレタンアクリレートは、本文脈において、少なくとも1つのアクリル酸エステル基および少なくとも1つのウレタン結合を有する化合物を意味すると理解される。そのような化合物は、例えば、ヒドロキシ官能性アクリレートまたはメタクリレートをイソシアネート官能性化合物と反応させることにより得ることができる。
この目的に使用可能なイソシアネート官能性化合物の例は、モノイソシアネート、およびa)で述べた単量体のジイソシアネート、トリイソシアネートおよび/またはポリイソシアネートである。適切なモノイソシアネートの例は、フェニルイソシアナート、異性体メチルチオフェニルイソシアナートである。ジイソシアネート、トリイソシアネートまたはポリイソシアネートは、トリフェニルメタン4,4’,4’’−トリイソシアネートおよびトリス(p−イソシアナトフェニル)チオホスフェート、またはウレタン、尿素、カルボジイミド、アシル尿素、イソシアヌレート、アロファネート、ビウレット、オキサジアジントリオン、ウレトジオンまたはイミノオキサジアジンジオンの構造およびそれらの混合物を有するその誘導体として上記で言及されている。ここでは、芳香族ジイソシアネート、トリイソシアネートまたはポリイソシアネートが好ましい。
ウレタンアクリレートの調製に有用なヒドロキシ官能性アクリレートまたはメタクリレートには、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレンオキシドモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレンオキシドモノ(メタ)アクリレート、ポリアルキレンオキシドモノ(メタ)アクリレート、ポリ(ε−カプロラクトン)モノ(メタ)アクリレート、例えばTone(登録商標)M100(Dow、Schwalbach、ドイツ)、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシ−2,2−ジメチルプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、多価アルコールのヒドロキシ官能性モノ、ジまたはテトラアクリレート、例えばトリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、エトキシ化、プロポキシ化、またはアルコキシル化トリメチロールプロパン、グリセロール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールまたはそれらの工業グレード混合物などの化合物が含まれる。2−ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレートおよびポリ(ε−カプロラクトン)モノ(メタ)アクリレートが好ましい。
同様に、OH含有量が20から300mg KOH/gのそれ自体既知のヒドロキシル含有エポキシ(メタ)アクリレート、またはOH含有量が20から300mg KOH/gのヒドロキシル含有ポリウレタン(メタ)アクリレート、またはOH含有量が20から300mg KOH/gのアクリル化ポリアクリレートおよびこれらと互いの混合物、およびヒドロキシル含有不飽和ポリエステルとの混合物およびポリエステル(メタ)アクリレートとの混合物またはヒドロキシル含有不飽和ポリエステルとポリエステル(メタ)アクリレートとの混合物を使用することもできる。
トリス(p−イソシアナトフェニル)チオホスフェートおよび/またはm−メチルチオフェニルイソシアネートと、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートおよび/またはヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどのアルコール官能性アクリレートとの反応から得られるウレタンアクリレートが特に好ましい。
同様に、書き込みモノマーは、α、β−不飽和カルボン酸誘導体、例えばマレエート、フマレート、マレイミド、アクリルアミド、さらにビニルエーテル、プロペニルエーテル、アリルエーテル、およびジシクロペンタジエニル単位を含む化合物、また、オレフィン性不飽和化合物、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンおよび/またはオレフィンなどの不飽和化合物をさらに含むことが可能である。
さらに好ましい実施形態では、フォトポリマー配合物は、添加剤としてモノマーウレタンをさらに含有し、この場合、ウレタンは特に少なくとも1つのフッ素原子で置換されていてもよい。
ウレタンは、好ましくは一般式(IX)を有することができ、
Figure 2020519943
[式(IX)において、m≧1で、m≦8であり、R51、R52およびR53は、水素または直鎖、分岐、環式または複素環式、非置換または置換されていてもよいヘテロ原子置換有機ラジカルであり、および/またはR52、R53は互いに独立して水素であり、さらにより好ましくは基R51、R52およびR53の少なくとも1つは少なくとも1つのフッ素原子で置換されており、特に好ましくはR51は少なくとも1つのフッ素原子を有する有機基である。R52が、非置換であるか、フッ素などのヘテロ原子で置換されていてもよい直鎖、分岐、環状または複素環式有機基である場合が特に好ましい。]
本発明のさらに好ましい実施形態では、フォトポリマーは、10重量%〜89.999重量%、好ましくは20重量%〜70重量%のマトリックスポリマー、3重量%〜60重量%、好ましくは10重量%〜50重量%の書き込みモノマー、0.001重量%〜5重量%、好ましくは0.5重量%〜3重量%の光開始剤、および任意選択で0重量%〜4重量%、好ましくは0重量%〜2重量%の触媒、0重量%〜5重量%、好ましくは0.001重量%〜1重量%の安定剤、0重量%〜40重量%、好ましくは10重量%〜30重量%のモノマーフルオロウレタン、および0重量%〜5重量%、好ましくは0.1重量%〜5重量%のさらなる添加剤を含有し、この場合すべての成分の合計が100重量%である。
20重量%〜70重量%のマトリックスポリマー、20重量%〜50重量%の書き込みモノマー、0.001重量%〜5重量%の光開始剤、0重量%〜2重量%の触媒、0.001重量%〜1重量%のフリーラジカル安定剤、任意選択で10重量%〜30重量%のフルオロウレタン、および任意選択で0.1重量%〜5重量%のさらなる添加剤を含むフォトポリマーを使用することが特に好ましい。
使用可能な触媒には、ウレタン化触媒、例えばビスマス、スズ、亜鉛または鉄の有機または無機誘導体が含まれる(米国特許出願公開第2012/062658号明細書に指定されている化合物も参照)。特に好ましい触媒は、ブチルスズトリス(2−エチルヘキサノエート)、鉄(III)トリスアセチルアセトネート、ビスマス(III)トリス(2−エチルヘキサノエート)およびスズ(II)ビス(2−エチルヘキサノエート)である。さらに、立体障害アミンを触媒として使用することもできる。
使用可能な安定剤には、HALSアミン、N−アルキルHALS、N−アルコキシHALSおよびN−アルコキシエチルHALS化合物などのフリーラジカル阻害剤、ならびに酸化防止剤および/またはUV吸収剤が含まれる。
使用可能なさらなる添加剤には、レベリング助剤および/または帯電防止剤および/またはチキソトロープ剤および/または増粘剤および/または殺生物剤が含まれる。
保護層C
化学線で硬化する前に、潜在的保護層Cは、−20℃〜190℃のガラス転移温度を有する少なくとも1つの熱可塑性樹脂、少なくとも1つの反応性希釈剤、少なくとも1つの光開始剤、および任意選択に少なくとも1つの添加剤を含む。潜在的保護層Cが、それぞれの場合保護層Cの総重量に基づいて、0.01重量%〜10重量%の量、より好ましくは0.1重量%〜5重量%の量のUV吸収剤をさらに含むことが好ましい。
保護層Cが1〜100μm、好ましくは2〜50μm、まさに特別に好ましくは3〜25μmの厚さを有することが好ましい。
保護層Cの熱可塑性樹脂は、好ましくはアモルファスポリエステル、アモルファスポリカーボネート、アモルファスポリスルホン、アモルファスポリビニルアセタール、アモルファスポリアクリレート、アモルファスポリアミド、アモルファスポリスチレン、アモルファスポリスチレンメチルメタクリレートコポリマー、スチレンアクリロニトリルコポリマー、アクリロニトリルコポリマー、アモルファスアクリロニトリルブタジエンコポリマーおよび/またはその混合物であり、好ましくはアモルファスポリアクリレート、アモルファスポリビニルアセタールおよび/またはその混合物、より好ましくはMが100,000g/molを超えるアモルファスポリビニルブチラール、Mが100,000g/molを超えるアモルファスポリメチルメタクリレート、および/またはその混合物である。M≧100000g/molのアモルファスポリメチルメタクリレートは、例えば、いずれもドイツ、マールのEvonik Industries AG製のDegalan M345、Degalan M920、Degacryl M547、Degacryl M727、Degacryl MW730、Degacryl 6962 Fである。M≧100000g/molのポリビニルブチラールは、例えば、ドイツのハッタースハイムにあるKuraray Europe GmbHのMowital B75Hである。
反応性希釈剤は、好ましくは、分子当たり少なくとも2つ、好ましくは少なくとも3つの放射線硬化性フリーラジカル重合性基、好ましくはアクリルおよび/またはメタクリル基、まさに特別に好ましくはアクリル基を含む1つ以上の放射線硬化性化合物を含む、またはそれからなる。
さらに、上述のアクリル酸エステルも、類似のメタクリル酸エステルとして使用することができる。列挙されたアクリレートの相互との混合物、および類似のメタクリレートの相互との混合物、およびアクリレートとメタクリレートの混合物も可能である。
一実施形態では、少なくとも1つの反応性希釈剤は、式(VIII)の化合物
Figure 2020519943
[式(VIII)において
n≧1およびn≦4、
41は、非置換の直鎖、分岐、環式または複素環式または他のヘテロ原子で置換されていてもよい有機ラジカルであり、
42は水素、直鎖、分岐、環式または複素環式非置換またはヘテロ原子置換有機ラジカルに置換されていてよく、好ましくはR42は水素またはメチルであり、および/またはR41は直鎖、分岐、環式または複素環式非置換またはヘテロ原子置換有機ラジカルに置換されていてよい有機ラジカルである]、
式(Ia)の化合物
Figure 2020519943
式(Ib)の化合物
Figure 2020519943
式(Ic)の化合物
Figure 2020519943
[式(Ia)から(Ic)において、
は、発生ごとに独立して放射線硬化性基であり、
Xは、出現ごとに独立して、RとC=Oの間の単結合、または直鎖、分岐または環状の任意のヘテロ原子含有および/または任意の官能基置換炭化水素ラジカルである]、
式(II)の化合物
Figure 2020519943
[式(II)において
およびXは、式(Ia)〜(Ic)で定義されているとおりであり、
11は、直鎖または分岐鎖の、ヘテロ原子置換されていてもよい脂肪族、芳香族または芳香脂肪族基であり、
12は、出現ごとに独立して、メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、tert−ブチル、塩素、臭素、ヨウ素、メチルチオ、フェニルおよび/またはフェニルチオから選択される4個までの置換基であり、
13は、出現ごとに独立して、メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、tert−ブチル、塩素、臭素、ヨウ素、メチルチオ、フェニルおよび/またはフェニルチオから選択される最大5個の置換基である]、
式(III)の化合物であって
Figure 2020519943
i)炭素原子1、2、3、4、5、6、7、8の少なくとも1つが式(IV)のRacryl基で置換されており、
Figure 2020519943
[式(IV)において、
は式(Ia)〜(Ic)で定義されているとおりであり、
21は酸素または硫黄、
22はカルボキサミド(−C(O)N−)またはカルボン酸エステル(−C(O)O−)またはスルホンアミド(−SON−)基であり、
23は、2〜10個の炭素原子を含む飽和または不飽和、または直鎖または分岐の置換されていてもよいラジカル、または5個までの(−CH−CH−O−)−または(−C(CH)H−CH−O−)−基を含むポリエーテルまたは最大5個の窒素原子を含むポリアミン、および
ii)式(III)の化合物は、式(V)のラジカルで置換された少なくとも1つのさらなる炭素原子1、2、3、4、5、6、7、8である、
Figure 2020519943
式(V)において、
式(V)の化合物の炭素原子は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基または置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、アラルキル、アリールまたはヘテロアリール基または置換されていてもよいアルコキシまたはアルキルチオ基、または任意に置換されているカルバモイル基に置換され、また式(III)のラジカル、またはトリフルオロメチル基もしくはトリフルオロメトキシ基または式(VI)のRacrylラジカルに架橋結合していてもよい、
Figure 2020519943
式(VI)において、
1’は式(IV)のRと同じ定義を持ち、
21’は酸素または硫黄で、
22’はカルボキサミド(−C(O)N−)またはカルボン酸エステル(−C(O)O−)またはスルホンアミド(−SON−)基であり、
23’は、飽和または不飽和、または2〜10個の炭素原子を含む直鎖または分岐の置換されていてもよいラジカル、または5個までの(−CH−CH−O−)−または(−C(CH)H−CH−O−基を含むポリエーテル、または最大5個の窒素原子を含むポリアミンである、
iii)式(III)の化合物の残りの炭素原子は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基または置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、アラルキル、アリールまたはヘテロアリール基または置換されていてもよいアルコキシまたはアルキルチオ基またはトリフルオロメチル基またはトリフルオロメトキシ基で置換される、
式(VII)の化合物と
Figure 2020519943
式(VII)において
31、R32、R33は、それぞれ互いに独立して、OH、ハロゲンまたは有機ラジカルであり、ラジカルの少なくとも1つは、放射線硬化性基を含む有機ラジカルであり、より好ましくは、少なくとも1つの反応性希釈剤は、式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(II)、(III)、(VII)の化合物および/またはそれらの混合物であり、さらにより好ましくは、式(Ia)の化合物および/またはそれらの混合物であり、さらにより好ましくは式(Ia)の化合物である
からなる群から選択される化合物である。
さらなる実施形態では、反応性希釈剤は式(Ia)、(Ib)および/または(Ic)の化合物である。
少なくとも1つの反応性希釈剤が式(Ia)の化合物である場合が特に好ましく、
Figure 2020519943
式中
は、出現ごとに独立して、放射線硬化性基であり、
Xは、出現ごとに独立して、RとC=Oの間の単結合、またはヘテロ原子含有にされていてもよい炭化水素ラジカルおよび/または官能基置換されていてもよい炭化水素ラジカル、および/またはそれらの混合物である。
式(Ia)〜(Ic)のRがビニルエーテル、アクリレートまたはメタクリレート基、特に好ましくはアクリレート基である場合が好ましい。
基の炭素結合水素原子の1つ以上は、原則としてC〜C−アルキル基で置換されていてもよいが、これは好ましくない。
式(Ia)〜(Ic)のX基が2〜40個の炭素原子およびエーテル架橋の形態で存在する1つ以上の酸素原子を含む場合が好ましい。Xは、直鎖または分岐鎖または環状のいずれかであり、官能基で置換されていてもよい。X基がそれぞれの場合に直鎖または分岐鎖オキシアルキレンまたはポリオキシアルキレン基である場合が特に好ましい。
好ましいポリオキシアルキレン基は、それぞれのオキシアルキレン基の最大10個、好ましくは最大8個の繰り返し単位を含む。
原則として、式(Ia)〜(Ic)のXが繰り返し単位として同一または異なるオキシアルキレン基を含むことが可能であり、そのような繰り返し単位は、好ましくは2〜6個、特に好ましくは2〜4個の炭素原子を含む。特に好ましいオキシアルキレン単位は、オキシエチレンおよびそれぞれの異性体のオキシプロピレンまたはオキシブチレンである。
それぞれのX基内の繰り返し単位は、完全または部分的なブロックごとの分布または統計的な分布を有し得る。
本発明の好ましい実施形態において、Xは、出現ごとに独立して、−CH−CH−O−、−CH−CHCH−O−、−CHCH−CH−O−、−(CH−CH−O)−、−O(CH−CHCH−O)−であり、式中nは2から7の整数、および−O−CH−CH−(O−(CH−CO)−であり、式中mは1から5の整数、からなる群から選択されるオキシアルキレン単位である。
式(Ia)〜(Ic)による化合物は、国際公開第2015091427号に開示されているように調製することができる。
さらなる実施形態では、反応性希釈剤は式(II)の化合物であり、
Figure 2020519943
式(II)において
およびXは式(Ia)〜(Ic)で定義されたとおりであり、
11は、直鎖または分岐鎖の、ヘテロ原子置換されていてもよい脂肪族、芳香族または芳香脂肪族基であり、
12は、出現ごとに独立して、メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、tert−ブチル、塩素、臭素、ヨウ素、メチルチオ、フェニルおよび/またはフェニルチオから選択される4個までの置換基であり、
13は、出現ごとに独立して、メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、tert−ブチル、塩素、臭素、ヨウ素、メチルチオ、フェニルおよび/またはフェニルチオから選択される最大5個の置換基である。
式(II)による化合物は、国際公開第2012/020061号に開示されているように調製することができる。
第1の好ましい実施形態では、式(II)のR11は、2〜22個の炭素原子を含み、好ましくは1つ以上の酸素、窒素および/または硫黄原子で置換された直鎖または分岐脂肪族、芳香族または芳香脂肪族基である。R11が2〜16個の炭素、0〜4個の酸素、0〜1個の窒素および0〜1個の硫黄原子を含む場合がより好ましい。式(II)のR11が、エーテル(−O−)、チオエーテル(−S−)、エステル(−O−CO)、ウレタン(NH−CO)の群から選択される少なくとも1つの官能基を含むことも可能である。したがって、この場合、R11は特に直鎖または分岐鎖であり得、ヘテロ原子置換脂肪族、芳香族または芳香脂肪族エーテル、チオエーテル、エステルまたはウレタンとされるのでもよく、ひいてはこれらの化合物は好ましくは脂肪族の性質を有し得る。
式(II)のR11が(CH、式中l=2〜10、(CHCH−O)−CH−CH、式中m=1または2、CH(CH)−CH(CH)、CH−CO−OCH−CH−O−CO−CH、フェニレン−S−フェニレンおよび/またはCH−CH(CH−O−CO−NH−フェニレン−S−フェニル)である場合がまさに特別に好ましい。
また、放射線硬化性基がアクリレートである式(II)の化合物も好ましい。
式(II)の置換基R12およびR13は、互いに独立して、H、メチル、フェニル、メチルチオまたはフェニルチオ、好ましくは水素であってもよい。
さらなる実施形態では、反応性希釈剤は式(III)の化合物である、
Figure 2020519943
i)炭素原子1、2、3、4、5、6、7、8の少なくとも1つが式(IV)のRacryl基で置換されており、
Figure 2020519943
式(IV)
は式(Ia)〜(Ic)で定義されているとおりであり、
21は酸素または硫黄、
22はカルボキサミド(−C(O)N−)またはカルボン酸エステル(−C(O)O−)またはスルホンアミド(−SON−)基であり、
23は、2〜10個の炭素原子を含む飽和または不飽和、または直鎖または分岐の、置換されていてもよいラジカル、または5個までの(−CH−CH−O−)−または(−C(CH)H−CH−O−)−基を含むポリエーテルまたは最大5個の窒素原子を含むポリアミンであり、
ii)式(III)の化合物は、炭素原子1、2、3、4、5、6、7、8の少なくとも1つのさらなる位置において、式(V)のラジカルで置換されており、
Figure 2020519943
[式(V)において、
式(V)の化合物の炭素原子は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基または置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、アラルキル、アリールまたはヘテロアリール基または置換されていてもよいアルコキシまたはアルキルチオ基、または任意に置換されているカルバモイル基に置換され、また式(III)のラジカル、またはトリフルオロメチル基もしくはトリフルオロメトキシ基または式(VI)のRacrylラジカルに架橋結合していてもよく、
Figure 2020519943
[式(VI)において、
1’は式(IV)のRと同じ定義を持ち、
21’は酸素または硫黄で、
22’はカルボキサミド(−C(O)N−)またはカルボン酸エステル(−C(O)O−)またはスルホンアミド(−SON−)基であり、
23’は、飽和または不飽和、または2〜10個の炭素原子を含む直鎖または分岐の、置換されていてもよいラジカル、または5個までの(−CH−CH−O−)−または(−C(CH)H−CH−O−)−基を含むポリエーテル、または最大5個の窒素原子を含むポリアミンである]
である]であり、
iii)式(III)の化合物の残りの炭素原子は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基または置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、アラルキル、アリールまたはヘテロアリール基または置換されていてもよいアルコキシまたはアルキルチオ基またはトリフルオロメチル基またはトリフルオロメトキシ基で置換される。
式(III)による化合物は、国際公開第2016/091965号に開示されているように調製することができる。
式(III)の化合物が式(III)の5位の炭素原子において式(V)の基で置換されている場合が好ましく、式(V)の基は、8’位の炭素原子を介して5位の炭素原子に結合し得ることが好ましい。
同様に、化合物が式(III)の6位の炭素原子において式(IV)のRacryl基で置換されている場合が好ましい。
式(V)のラジカルが、7’位の炭素原子において式(VI)のRacryl’基で置換される場合も有利である。
ラジカルRacrylにおいてR22がカルボキサミドを表し、および/またはラジカルRacryl’においてR22’がカルボキサミドを表すことが好ましい。
さらに、ラジカルRacrylにおいてRがアクリレートまたはメタクリレートを表し、および/またはラジカルRacryl’においてRがアクリレートまたはメタクリレートを表す場合も有利である。
さらに、ラジカルRacrylにおいて、R23は、好ましくは−CH−CH−ラジカルであってもよく、および/またはラジカルRacrylにおいて、R23’は、好ましくは−CH−CH−ラジカルであってもよい。
21および/またはR21’が酸素である場合も好ましい。
21および/またはR21’が酸素であり、R22および/またはR22’がカルボキサミド基である場合、まさに特別に好ましい。
式(III)の本発明の化合物が以下の物質の群から選択される場合が特に好ましい:2−[({[2’−({[2−(アクリロイルオキシ)エチル]カルバモイル}オキシ)−1,1’−ビナフチル−2−イル]オキシ}カルボニル)アミノ]エチルメタクリレート、ジメチル2,2’−ビス({[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]カルバモイル}オキシ)−1,1’−ビナフチル−3,3’−ジカルボキシレート、ジエチル2,2’−ビス({[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]カルバモイル}オキシ)−1,1’−ビナフチル−3,3’−ジカルボキシレート、1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイルビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビスアクリレート、1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイルビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビス(2−メチルアクリレート)、(6,6’−ジシアノ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビスアクリレート、(6,6’−ジフルオロ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビスアクリレート、(6,6’−ジクロロ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビスアクリレート、(6,6’−ジブロモ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビスアクリレート、(6,6’−ジヨード−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビスアクリレート、ジフルオロ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビス(2−メチルアクリレート)、(6,6’−ジクロロ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビス(2−メチルアクリレート)、(6,6’−ジブロモ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビス(2−メチルアクリレート)、(6,6’−ジヨード−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビス(2−メチルアクリレート)、(7,7’−ジメトキシ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビスアクリレート、(7,7’−ジエトキシ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビスアクリレート、2−{[({2’−[(ヘキシルカルバモイル)オキシ]−1,1’−ビナフチル−2−イル}オキシ)カルボニル]アミノ}エチルアクリレート、2−{[({2’−[(ブチルカルバモイル)オキシ]−1,1’−ビナフチル−2−イル}オキシ)カルボニル]アミノ}エチルアクリレート、2−{[({2’−[(ヘキシルカルバモイル)オキシ]−1,1’−ビナフチル−2−イル}オキシ)カルボニル]アミノ}エチル2−メチルアクリレート、2−{[({2’−[(ブチルカルバモイル)オキシ]−1,1’−ビナフチル−2−イル}オキシ)カルボニル]アミノ}エチル2−メチルアクリレート、2−{[({2’−[(ヘキシルカルバモイル)オキシ]−1,1’−ビナフチル−2−イル}オキシ)カルボニル]アミノ}エチルアクリレート、2−{[({2’−[(ヘキシルカルバモイル)オキシ]−1,1’−ビナフチル−2−イル}オキシ)カルボニル]アミノ}エチル2−メチルアクリレート、2−{[({2’−[(ヘキシルカルバモイル)オキシ]−1,1’−ビナフチル−2−イル}オキシ)カルボニル]アミノ}エチルアクリレート、2−{[({2’−[(ヘキシルカルバモイル)オキシ]−1,1’−ビナフチル−2−イル}オキシ)カルボニル]アミノ}エチル2−メチルアクリレート、2−{[({2’−[(ブチルカルバモイル)オキシ]−1,1’−ビナフチル−2−イル}オキシ)カルボニル]アミノ}エチルアクリレート、2−{[({2’−[(ブチルカルバモイル)オキシ]−1,1’−ビナフチル−2−イル}オキシ)カルボニル]アミノ}エチル2−メチルアクリレート、2−[({[2’−({[3−(メチルスルファニル)フェニル]カルバモイル}オキシ)−1,1’−ビナフチル−2−イル]オキシ}カルボニル)アミノ]エチルアクリレート、2−[({[2’−({[3−(メチルスルファニル)フェニル]カルバモイル}オキシ)−1,1’−ビナフチル−2−イル]オキシ}カルボニル)アミノ]エチルメタクリレート、2−[({[2’−({[2−(メチルスルファニル)フェニル]カルバモイル}オキシ)−1,1’−ビナフチル−2−イル]オキシ}カルボニル)アミノ]エチルアクリレート、2−[({[2’−({[2−(メチルスルファニル)フェニル]カルバモイル}オキシ)−1,1’−ビナフチル−2−イル]オキシ}カルボニル)アミノ]エチルメタクリレート、2−[({[2’−({[4−(メチルスルファニル)フェニル]カルバモイル}オキシ)−1,1’−ビナフチル−2−イル]オキシ}カルボニル)アミノ]エチルアクリレート、2−[({[2’−({[4−(メチルスルファニル)フェニル]カルバモイル}オキシ)−1,1’−ビナフチル−2−イル]オキシ}カルボニル)アミノ]エチルメタクリレート、2−{[({2’−[(1−ナフチルカルバモイル)オキシ]−1,1’−ビナフチル−2−イル}オキシ)カルボニル]アミノ}エチルアクリレート、2−{[({2’−[(1−ナフチルカルバモイル)オキシ]−1,1’−ビナフチル−2−イル}オキシ)カルボニル]アミノ}エチルメタクリレート、ヘキサン−1,6−ジイルビス(カルバモイルオキシ−1,1’−ビナフチル−2’,2−ジイルオキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビスアクリレート、ヘキサン−1,6−ジイルビス(カルバモイルオキシ−1,1’−ビナフチル−2’,2−ジイルオキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビス(2−メチルアクリレート)、(2,2,4−トリメチルヘキサン−1,6−ジイル)ビス(カルバモイルオキシ−1,1’−ビナフチル−2’,2−ジイルオキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)−ビスアクリレート、(2,2,4−トリメチルヘキサン−1,6−ジイル)ビス(カルバモイルオキシ−1,1’−ビナフチル−2’,2−ジイルオキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)−ビス(2−メチルアクリレート)、2−({[(2’−{[(3−{[({[2’−({[2−(アクリロイルオキシ)エチル]カルバモイル}オキシ)−1,1’−ビナフチル−2−イル]オキシ}カルボニル)アミノ]メチル}−3,5,5−トリメチルシクロヘキシル)カルバモイル]−オキシ}−1,1’−ビナフチル−2−イル)オキシ]カルボニル}アミノ)エチルアクリレート、2−({[(2’−{[(3−{[({[2’−({[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]カルバモイル}オキシ)−1,1’−ビナフチル−2−イル]オキシ}カルボニル)アミノ]メチル}−3,5,5−トリメチルシクロヘキシル)−カルバモイル]オキシ}−1,1’−ビナフチル−2−イル)オキシ]カルボニル}アミノ)エチルメタクリレート)、(6−フルオロ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビスアクリレート、(6−フルオロ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビス(2−メチルアクリレート)、(6−クロロ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビスアクリレート、(6−クロロ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビス(2−メチルアクリレート)、(6−ブロモ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビスアクリレート、(6−ブロモ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビス(2−メチルアクリレート)、(6−ヨード−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビスアクリレート、(6−ヨード−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビス(2−メチルアクリレート)、(6−シアノ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビスアクリレート、(6−シアノ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビス(2−メチルアクリレート)、(6−フルオロ−6’−シアノ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビスアクリレート、(6−フルオロ−6’−シアノ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビス(2−メチルアクリレート)、(6−クロロ−6’−シアノ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビスアクリレート、(6−クロロ−6’−シアノ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビス(2−メチルアクリレート)、(6−ブロモ−6’−シアノ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビスアクリレート、(6−ブロモ−6’−シアノ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビス(2−メチルアクリレート)、(6−ヨード−6’−シアノ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビスアクリレート、(6−ヨード−6’−シアノ−1,1’−ビナフチル−2,2’−ジイル)ビス(オキシカルボニルイミノエタン−2,1−ジイル)ビス(2−メチルアクリレート)。
さらなる実施形態では、反応性希釈剤は式(VII)の化合物
Figure 2020519943
式(VII)において
31、R32、R33は、それぞれ互いに独立して、OH、ハロゲン、または有機ラジカルであり、ラジカルの少なくとも1つは、放射線硬化性基を含む有機ラジカルである。
式(VII)の化合物は、例えば、対応するアミンまたはアルコールと塩化シアヌルとの反応により得ることができる。この反応は、アミノ化/エーテル化である。この反応は、既知の触媒、例えば第三級アミン、アニリンまたは窒素含有複素環または無機塩基を使用して実施することができる。
そのような化合物の製造は、例えばSU2006990(1976)およびJP58004027に記載されている。
式(VII)による化合物の(1または複数の)有機基が酸素原子または窒素原子を介してトリアジン環に結合している場合が好ましい。
放射線硬化性基がアクリレート基またはメタクリレート基である場合も好ましい。
式(VII)のR31、R32、R33が互いに独立して、ハロゲン、置換または非置換フェノール、ナフトール、アニリン、ナフタリン、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートおよび/または4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートラジカルである場合が好ましく、この場合ラジカルR31、R32、R33の少なくとも1つが2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートまたは4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートラジカルである。
式(VII)の基R31、R32、R33の少なくとも2つが、それぞれ互いに独立して、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートおよび/または4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートラジカルである場合がより好ましい。
使用される光開始剤は、典型的には、化学線により活性化可能であり、対応する基の重合を開始できる化合物である。
光開始剤の中で、フリーラジカル重合を開始するために、単分子(タイプI)と二分子(タイプII)の開始剤を区別することができる。これに関する広範な先行技術がある。
照射でのフリーラジカル光重合用のタイプI光開始剤(NorrishタイプI)は、単分子結合切断によるフリーラジカルを形成する。
タイプIの光開始剤の例は、トリアジン、例えば、トリス(トリクロロメチル)トリアジン、オキシム、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、アルファ−アルファ−ジアルコキシアセトフェノン、フェニルグリオキシル酸エステル、ビスイミダゾール、アロイルホスフィンオキシド、例えば2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィノキシド、スルホニウムおよびヨードニウム塩である。
照射時のフリーラジカル重合用のタイプII光開始剤(NorrishタイプII)は、二分子反応を起こし、この場合励起状態の光開始剤は、共開始剤である第2分子と反応し、電子またはプロトン移動または直接水素引き抜きにより、重合を開始するフリーラジカルを形成する。
タイプII光開始剤の例は、キノン、例えばカンファーキノン、芳香族ケト化合物、例えば第三級アミンと組み合わせたベンゾフェノン、アルキルベンゾフェノン、ハロゲン化ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン(ミヒラーズケトン)、アントロン、メチル−p−(ジメチルアミノ)ベンゾエート、チオキサントン、ケトクマリン、α−アミノアルキルフェノン、α−ヒドロキシアルキルフェノン、およびカチオン性染料、例えば第三級アミンと組み合わせたメチレンブルーである。
UVおよび短波の可視範囲では、タイプIおよびタイプIIの光開始剤が使用され、長波長の可視光範囲では、主にタイプIIの光開始剤が使用される。
1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(例えばBASF SEのIrgacure(登録商標)184)、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパノン(例えばBASF SEのIrgacure(登録商標)1173)、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]−フェニル}−2−メチルプロパン−1−オン(例えばBASF SEのIrgacure(登録商標)127)、2−ヒドロキシ−1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−メチル−1−プロパノン(例えばBASF SEのIrgacure(登録商標)2959);2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド(BASF SEのLucirin(登録商標)TPOなど);2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィネート(例えばBASF SEのLucirin(登録商標)TPO−L)、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド(Lucirin(登録商標)819);[1−(4−フェニルスルファニルベンゾイル)ヘプチリデンアミノ]安息香酸塩(例えばBASF SEのIrgacure(登録商標)OXE 01);[1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)カルバゾール−3−イル]エチリデンアミノ]酢酸塩(BASF SEのIrgacure(登録商標)OXE 02など)、およびその混合物が好ましい。2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパノンおよび2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドおよびそれらの混合物が特に好ましい。
典型的な紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール、シアノアクリレート、ベンゾフェノン、フェニルトリアジン、ヒドロキシフェニルトラジンまたはオキサラニリドである。
フェノールやHALSアミンなどの光安定剤も存在する場合がある。
好ましい一実施形態では、保護層Cは、
I)M≧100000g/molのポリビニルブチラールまたはM≧100000g/molのアモルファスポリメチルメタクリレートからなる群から選択される少なくとも1つの熱可塑性樹脂、
II)式(Ia)の化合物
Figure 2020519943
式(Ib)の化合物
Figure 2020519943
および
式(Ic)の化合物
Figure 2020519943
からなる群から選択される少なくとも1つの反応性希釈剤であって、
式中、式(Ia)から(Ic)において、
は、出現ごとに独立して放射線硬化性基であり、
Xは、出現ごとに独立して、RとC=Oの間の単結合、または任意のヘテロ原子含有および/または任意の官能基置換炭化水素ラジカルの直鎖、分岐または環状である、反応性希釈剤、および
III)少なくとも1つの光開始剤
を含む。
別の好ましい実施形態では、保護層Cは、
I)M≧100000g/molのポリビニルブチラールまたはM≧100000g/molのアモルファスポリメチルメタクリレートからなる群から選択される少なくとも1つの熱可塑性樹脂、
II)式(Ia)の化合物
Figure 2020519943
からなる群から選択される少なくとも1つの反応性希釈剤であって、
式中、
は、出現ごとに独立して放射線硬化性基であり、
Xは、出現ごとに独立して、RとC=Oの間の単結合、または任意のヘテロ原子含有および/または任意の官能基置換炭化水素ラジカルの直鎖、分岐または環状である、反応性希釈剤、および
III)少なくとも1つの光開始剤
を含む。
基材層
基材層Dは、好ましくは熱可塑性基材層/基材フィルムである。熱可塑性基材層Dの材料または材料複合材料は、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、アモルファスポリエステル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、酢酸セルロース、水和セルロース、硝酸セルロース、シクロオレフィンポリマー、ポリスチレン、水素化ポリスチレン、ポリエポキシド、ポリスルホン、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、三酢酸セルロース(CTA)、ポリアミド(PA)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラールまたはポリジシクロペンタジエンまたはそれらの混合物に基づいている。それらは、特に好ましくは、PC、PET、PA、PMMAおよびCTAに基づいている。材料複合材は、フィルムラミネートまたは共押出し品である。好ましい材料複合体は、スキームA/B、A/B/AまたはA/B/Cの1つに従って構築された二重および三重フィルムである。特に好ましいのは、PC/PMMA、PC/PA、PC/PET、PET/PC/PETおよびPC/TPUである。基材層Dが400〜800nmのスペクトル領域で透明であるときが好ましい。
基材層Dとしてまさに特別に適しているのは、ポリエステルで作られる機械的安定性熱可塑性ポリマー基材であり、特に、例えば200μm未満、100μm未満および20μm超、好ましくは45μm未満および20μm超のフィルムの厚さを有する、ポリエチレンテレフタレート(PET)またはポリブチレンテレフタレートなどものである。これらの接着特性は表面改質により低下している。そのための様々な技術が考えられる。したがって、カオリン、粘土、フラー土、炭酸カルシウム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、リン酸カルシウムなどの無機滑剤を添加することができ、最大3%の量で添加される。
そのような基材の光学特性を改善するために、外層のみがそのような無機滑走添加剤(例えば、Hostaphan RNK)を含む3層共押出フィルムも使用される。さらに、表面張力を低下させ、そのため接着特性を低下させるシリコーン(例えばHostaphan RN30 2PRK)を表面に塗布することも可能である。これにより、A−B’−C’構成を有するホログラフィック製品の製造の技術的連鎖の終わりに、層Dを特に容易に除去することが可能になる。
同様に、本発明は、ホログラムを製造するための、特にインラインホログラム、軸外ホログラム、全開口転写ホログラム、白色光透過ホログラム、デニシュクホログラム、軸外反射ホログラム、エッジライトホログラム、およびホログラフィックステレオグラムを製造するための本発明によるホログラフィック媒体の使用を提供する。
本発明はさらに、ホログラフィック媒体を製造するための本発明のプロセスにより得られる密封ホログラフィック媒体を提供する。一実施形態では、ホログラフィック媒体は、0.3μm〜500μm、好ましくは0.5μm〜200μm、特に好ましくは1μm〜100μmの膜厚を有するホログラム含有フォトポリマー層を含む。ホログラムを含むホログラフィック媒体は、本発明のホログラフィック媒体でホログラムを生成するための本発明のプロセスによって得ることができる。ホログラムは、可視および近紫外領域全体(300〜800nm)での光学的応用のための適切な照射プロセスにより、本発明のホログラフィック媒体に光刻印されてもよい。
特に、ホログラムは、反射、透過、インライン、軸外、全開口転送、白色光透過、デニシュク、軸外反射またはエッジ照明ホログラム、またはホログラフィックステレオグラム、および好ましくは反射型、透過型またはエッジライトホログラムであり得る。反射型ホログラム、デニシュク型ホログラム、透過型ホログラムが好ましい。
ホログラムの可能な光学機能は、レンズ、ミラー、偏向ミラー、フィルター、ディフューザー、指向性拡散要素、回折要素、光ガイド、導波路、投影スクリーン、および/またはマスクなどの光学要素の光学機能に対応する。加えて、例えば、光が光の入射に従って異なる方向に偏向されるように、複数のそのような光学機能をそのようなホログラムに組み合わせることができる。例えば、このようなセットアップを使用すると、自動車のヘッドアップディスプレイまたはヘッドマウントディスプレイで使用するために、偏光子やシャッターグラスなどの補助具を使用せずに、立体的な視覚的印象を体感できる、自動立体視またはホログラフィック電子ディスプレイを構築できる。
これらの光学素子は、ホログラムの露出方法とホログラムの寸法に応じて特定の周波数選択性を備えることがよくある。これは、LEDやレーザー光などの単色光源を使用する場合に特に重要である。例えば、周波数を選択するように光を偏向し、同時にフルカラー表示を可能にするために、補色(RGB)ごとに1つのホログラムが必要である。したがって、特定のディスプレイ設定では、複数のホログラムが媒体内で互いに照射される。
加えて、本発明による密封ホログラフィック媒体はまた、例えば個人の肖像、セキュリティ文書の生体表現、または一般に広告、セキュリティラベル、ブランド保護、ブランド化、ラベル、デザイン要素、装飾、イラスト、収集可能なカード、画像と類似物、および上記の製品との組み合わせを含む、デジタルデータを表すことができる画像または画像構造のホログラフィック画像または表現を生成するために使用されてもよい。ホログラフィック画像は、3次元画像の印象を備える場合がある。また、それらが照らされる角度や光源(移動する光源を含む)などに応じて、画像シーケンス、ショートフィルム、または複数の様々なオブジェクトを表すことができる。このように様々な設計が可能なため、ホログラム、特に体積ホログラムは、上記の用途に対する魅力のある技術上のソリューションを構成する。多種多様な露光方法(シフト、空間、または角度の多重化)を使用して、デジタルデータの保存にこのようなホログラムを使用することもできる。
本発明は、同様に、本発明の密封ホログラフィック媒体を含む光学ディスプレイを提供する。
そのような光学ディスプレイの例は、液晶、有機発光ダイオード(OLED)、LEDディスプレイパネル、回折光選択に基づく微小電気機械システム(MEMS)、エレクトロウェッティングディスプレイ(E−ink)、およびプラズマディスプレイスクリーンに基づくイメージングディスプレイである。この種の光学ディスプレイは、自動立体および/またはホログラフィックディスプレイ、透過型および反射型投影スクリーン、プライバシーフィルターおよび双方向マルチユーザースクリーン用の切り替え可能な制限放射特性を備えたディスプレイ、仮想ディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ、照明シンボル、警告灯、信号灯、投光照明/ヘッドライト、ディスプレイパネルであってよい。
同様に、本発明は、本発明のホログラフィック媒体を含む自動立体および/またはホログラフィックディスプレイ、投影スクリーン、プライバシーフィルターおよび双方向マルチユーザースクリーン用の切り替え可能な制限放射特性を備えたディスプレイ、仮想ディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ、照明シンボル、警告灯、信号灯、投光照明/ヘッドライト、ディスプレイパネルを提供する。
本発明はさらにまた、セキュリティ文書と、本発明の密封ホログラフィック媒体を含むホログラフィック光学要素とを提供する。
さらに、本発明はまた、特に視覚ディスプレイ用のチップカード、身分証明書、3D画像、製品保護ラベル、ラベル、紙幣またはホログラフィック光学素子の製造のための本発明のホログラフィック媒体の使用も提供する。
[実施例]
本発明は、以下の図面および実施例を介して以下により詳細に説明されるものとする。
試験方法:
固形分:報告された固形分は、DIN EN ISO 3251に従って判定した。
化学物質:
いずれの場合も、CAS番号がわかっている場合は角括弧で報告している。
フォトポリマー層Bの原料
Fomrez(登録商標)UL 28 ウレタン化触媒、Momentive Performance Chemicals、米国、コネチカット州ウィルトンの市販の製品。
Borchi(登録商標)Kat 22 ウレタン化触媒[85203−81−2]、ドイツ、ランゲンフェルトのOMG Borchers GmbHの市販の製品。
BYK−310 シリコーン含有表面添加剤、ドイツ、WeselにあるBYK−Chemie GmbHの製品。
Desmodur(登録商標)N 3900 Covestro AG、Leverkusen、DEの製品であり、ヘキサンジイソシアネートベースのポリイソシアネート、少なくとも30%のイミノオキサジアジンジオン、23.5%のNCO含有量という割合。
CGI−909 テトラブチルアンモニウムトリス(3−クロロ−4−メチルフェニル)−(ヘキシル)ボレート[1147315−11−4]、BASF SEの製品。
色素1(3,7−ビス(ジエチルアミノ)フェノキサジン−5−イウムビス(2−エチルヘキシル)スルホスクシネート)は、国際公開第2012062655号に記載されているように調製した。
ポリオール1は、国際公開第2015091427号に記載されているように製造された。
同時にウレタンアクリレート1、またRD1(ホスホロチオイルトリス(オキシベンゼン−4,1−ジイルカルバモイルオキシエタン−2,1−ジイル)トリアクリレート[1072454−85−3])も国際公開第2015091427号に記載のように製造された。
ウレタンアクリレート2,(2−({[3−(メチルスルファニル)フェニル]カルバモイル}オキシ)エチルプロプ−2−エノエート、[1207339−61−4])は、国際公開第2015091427号に記載されているように製造された。
添加剤1,ビス(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロヘプチル)−(2,2,4−トリメチルヘキサン−1,6−ジイル)ビスカルバメート[1799437−41−4]は、国際公開第2015091427号に記載されているように製造された。
保護層Cの原料
物理的に乾燥する樹脂
Mowital B75H−樹脂1 ドイツ、ハッタースハイムのKuraray Europe GmbHからのMが240000の線状熱可塑性アモルファスポリビニルブチラール。
Degacryl M547−樹脂2 ドイツ、マールのEvonik IndustiesからのM=500000を有する線状熱可塑性アモルファスポリメチルメタクリレート。
アクリロイル官能性反応性希釈剤(RD)
RD1 トリス(p−イソシアナトフェニル)チオホスフェート(Desmodur(登録商標)RFE、酢酸エチル中27%、Covestro DeutschlandAG、Leverkusen、ドイツの製品)とヒドロキシエチルアクリレートの反応から得られる三官能性ウレタンアクリレート。
Miramer M410−RD2 [94108−97−1]、韓国、京畿道、Miwon Specialty Chemical Co.,Ltd.のジトリメチロールプロパンテトラアクリレート。
Sartomer SR494−RD3 フランス、パリのCRAY VALLEYのSARTOMER部門(Arkema Group)の4回エトキシル化ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PPTTA)。
Ebecryl 8465−RD4 ベルギー、ブリュッセルのAllnexから得た脂肪族ウレタントリアクリレートオリゴマー。
光重合開始剤
Esacure One−開始剤1 [163702−01−0]、Lamberti S.p.A.、Albizzate、Italyから得たオリゴ[2−ヒドロキシ−2−メチル−1−((4−(1−メチルビニル)フェニル)プロパノン]。
Irgacure 4265−開始剤2 BASF、SE、Ludwigshafen、ドイツから得たIrgacure(登録商標)TPO(50重量%)とIrgacure(登録商標)1173(50重量%)の混合物。
添加剤
BYK 333 ドイツ、ヴェーゼルのBYK Chemie GmbHのシリコーン含有表面添加剤。
溶媒
酢酸ブチル(BA) ドイツ、ミュールハイム・アン・デア・ルールのBrenntag GmbHから得た酢酸ブチル。
メトキシプロパノール(MP−ol) ドイツ、ミュールハイム・アン・デア・ルールのBrenntag GmbHから得た1−メトキシ−2−プロパノール。
ホログラフィック媒体(フォトポリマーフィルム)の製造
7.90gの上記ポリオール成分を融かして7.65gの各ウレタンアクリレート2、2.57gの上記ウレタンアクリレート1、5.10gの上記フッ素化ウレタン、0.91gのCGI 909、0.232gの染料1、0.230gのBYK 310、0.128gのFomrez UL 28および3.789gの酢酸エチルと混ぜて、透明な溶液を得た。次に、1.50gのDesmodur(登録商標)N3900を加え、混合物を再度混ぜた。
次に、この溶液をロールツーロールコーティング工場で厚さ36μmのPETフィルムに塗布し、ナイフコーターを使用して生成物を湿潤フィルム厚19μmに適用された。85℃の乾燥温度および5分の乾燥時間で、コーティングされたフィルムを乾燥させ、続いて厚さ40μmのポリエチレンフィルムで保護した。次に、このフィルムを光密に包装した。
基材D上の潜在保護層Cの製造
表1に報告されている配合物は、報告されている有機溶媒に100℃で溶解し、室温に冷却した物理乾燥樹脂を反応性希釈剤と混合することにより生成された。次に、光開始剤と流動制御剤を暗闇の中で加えた。
Figure 2020519943
上記のように生成されたラッカーは、ナイフコーターにより、ロールツーロールコーティング工場で、厚さ36μmのPETフィルム(ドイツ、ウィスバーデンのMitsubishi Polyester Film GmbHのRNK 36)の上に塗布された。85℃の乾燥温度および5分の乾燥時間で、コーティングされたフィルムを乾燥させ、続いて厚さ40μmのポリエチレンフィルムで保護した。コーティングの厚さは概して15〜16μmであった。次に、このフィルムを光密に包装した。
層構成A−B−C−Dを有する感光性フィルム複合体の製造
ホログラムの銘刻に適した層構成A−B−C−Dを有する感光性フィルムの製造は、層複合体A−Bの層側Bを層複合体C−Dの側Cに最初に積層することを含む。これは、ラミネーターのゴムローラーの間で2つのフィルムを一緒に押すことにより、光のない状態で行われる。ローラーの温度TLamは、30℃、60℃、または90℃に事前設定されている。このようにして得られたラミネートは、光から保護して保管しなければならない。
層構成A−B−C−Dでのテストホログラムの作成
層構成A−B−C−Dの評価用のテストホログラムは、次のように作成された:層構成A−B−C−Dのフォトポリマーフィルム、および層構成A−Bの比較フォトポリマーフィルムは、暗闇で所望のサイズにカットされ、ラバーローラーが寸法50mm×70mm(厚さ3mm)のガラス板に積層される。テストホログラムは、532nmのレーザー放射を使用してデニシュク反射ホログラムを生成するテスト装置を使用して生成された。テスト装置は、レーザー光源、光ビームガイドシステム、およびガラスクーポンのホルダーからなる。ガラスクーポンのホルダーは、ビーム軸に対して13°の角度で取り付けられている。レーザー光源は、特定の光ビーム経路によって約5cmに拡大された放射を生成し、ミラーと光学的に接触したガラスクーポンに導かれる。ホログラフ化されたオブジェクトは、サイズが約2cm×2cmのミラーであったため、ミラーの波面はホログラムの再構成時に再構成された。すべての例は、緑色の532nmレーザー(Newport Corp.、Irvine、カリフォルニア州、米国、カタログ番号EXLSR−532−50−CDRH)で照射された。シャッターを使用して、定められた方法で記録フィルムに2秒間照射した。これにより、層Bにホログラムを含むフィルム複合体A−B*−C−Dが得られる(例外−ホログラムが形成されていない非本発明例N02)。
続いて、サンプルを基材側Dがランプに面するようにUV源のコンベアベルト上に置き、2.5m/minのベルト速度で2回露光した。使用されたUV光源は、Fusion UV「Dバルブ」、番号558434 KR 85鉄ドープHgランプで、総出力密度は80W/cmであった。パラメータは、2x約2.0J/cm(ILT 490 Light Bugで測定)の線量に対応する。この固定ステップの後、フィルム複合体A−B’−C’−Dが形成され、そこからキャリアフィルムDが除去された。
表2(「プロセス中のC’−B’の付着」および「フィルムDの除去可能性」の列)は、テストされたすべての層構成に対するこのステップの結果を示している。本発明の保護層(01〜02)はすべて、フィルム複合体A−B−C−D、A−B*−C−DおよびA−B’−C’−Dを製造する本発明のプロセスにおいて、良好な接着性を示す。層構成A−B’−C’を生成するためのフィルムDの除去の次のステップは、同様にすべての発明例で実行可能である。非本発明組成物N01〜N03でさえ、この方法で処理可能である。
保護層Cの特性評価
ISO 2409:2013−02(E)に準拠したホログラフィックフィルムA−B’の層B’上の保護層C’の接着の定量分析(クロスカットテスト):
クロスカット(ISO 2409:2013−02(E)に準拠)付きの粘着テーププルオフ(採用した粘着テープ:3M Scotch 898)を実行した。能力値は、完全接着(ISO能力値:0)から不十分(ISO 2409:2013−02(E)による)接着(ISO能力値:5)まで様々である。
耐溶剤性の評価
コーティングの耐溶剤性は、通常、技術的品質のN−エチル−2−ピロリドン(NEP)、メチルエチルケトン(MEK)、1−ブタノール、および酢酸エチル(EA)でテストされた。溶剤を綿棒でコーティングに塗布し、カバーすることで蒸発から保護した。特に明記しない限り、約23℃で60分の接触時間観察された。接触時間が経過したら、綿棒を取り除き、柔らかい布で試験面をきれいに拭き取る。これに続いて、すぐに、指の爪で軽く引っかいた後、目視検査を行う。
区別は次のレベルでなされる。
・0=変化無し。変化は見えず。引っかき傷による損傷無し。
・1=わずかに腫れが見えるが、引っかくことによる損傷はない。
・2=はっきりと見える変化、引っかきによる損傷はほとんどない。
・3=気付ける変化、指の爪による強い圧の後、表面が破壊された。
・4=激しい変化。指の爪による強い圧の後、基材に傷がつく。
・5=破壊;ラッカーは化学物質を拭き取ったとき既に破壊されている。テスト物質は除去できず(表面に浸食)。
この評価では、テストは通常、能力値0および1で合格する。1を超える能力値は「失敗」を表す。結果を表2にまとめる。ラッカー01から02で作られた本発明のコーティングC’はすべて、非常に高い耐溶剤性を備えている。対照的に、非本発明組成物N03で作られた層C’は、不十分な耐溶剤性を示す。組成物N01およびN02で作られた層は、溶剤試験に合格するが、潜在的な(UV硬化されていない)形態では、層Bの感光性に非常に強い影響を与えるため、その層は結果的に光記録材料として使用できなくなる(表3)。
テストホログラムの特性評価
次に、ホログラムを生成するための本発明のプロセスによって生成されたフィルム複合体A−B’−C’の層B’のホログラムを分光法による品質分析にかけた。
体積ホログラムの高い回折効率のため、そのようなホログラムの回折反射は、分光器(USB 2000機器、Ocean Optics、米国フロリダ州ダニーデンを採用)を使用して、可視光の透過で分析でき、透過率の低下を伴うピークとして透過スペクトルに現れる。透過曲線を評価することにより、以下の測定値を考慮して、ISO規格17901−1:2015(E)に従ってホログラムの質を判定できる。本発明例と非本発明例の結果はすべて表3にまとめられている。
FWHM 透過ピークの幅は、ナノメートル(nm)単位の「半値全幅」(FWHM)として判定される。
Red=100−Tpeak(A−B’−C’) 透過ピークの最大深度。これは最高の回折効率に対応する。したがって、100−Tpeak(A−B’−C’)は、ホログラムの反射力(または目に見える「強度」または「質」)の尺度として機能する。(1)
ΔT 層構成A−B’−C’と層構成A−B’比較時のホログラムの透過ピークの最大深度の計算差:
ΔT=(100%−Tpeak(A−B’−C’)%)−(100%−Tpeak(A−B’)%) (2)
λpeak ナノメートル(nm)単位のホログラムの透過最小値のスペクトル位置。
Δλ 以下のような、書き込みレーザーのλと比較した層構成A−B’−C’の透過最小値の違い
λpeak−λ (3)
層構成A−B’の基準点としての非本発明サンプルV1について、透過率は91%であり、FWHMは25nmであり、透過率の最小値は527nmである。
逸脱している場合にせよ、構造A−B’−C’の光学能力値FWHM、100−Tmin(A−B’−C’)、およびΔλが、構造A−Bのみのこれらの光学能力値からごくわずかにしか逸脱していないことは、発明の本質的な特徴である。したがって、本発明によれば、構造A−B−C−Dの透過率の減少(TRed%)は、構造A−Bの場合よりも0〜20%、好ましくは0〜10%低い(表3のサンプルV1)。01−1から02−2までの本発明のサンプルの場合、TRed値は81%から90%の間であり、したがってサンプルV1に関して透過スケールで−1%から−10%だけ逸脱している。室温で3日間保管した後でも、値は変化しなかった。
潜在的(UV硬化されない)形態の非本発明組成物N01からN03で作られた層Cは、層Bの感光性に非常に強い影響を与え、前記層は光記録材料として著しい弱さを示す。それにおいて記録されたホログラムのTRed値は実質的に低い。N02の場合、ホログラムは一切記録できていない。
ホログラムの質のさらなる側面は、λpeakに関連している。要求の厳しい光学機能においてホログラフィック材料を適用するためには、内接ホログラムのλpeakが、書き込みレーザーのλから可能な限り小さい範囲で逸脱することが非常に重要である。Δλが+/−10nmであることが好ましいが、より好ましくは+/−5nm、特に好ましくは+/−3nmである。
表3に示すように、比較サンプルV1のΔλは−5nmである。これに関連して、本発明のサンプルは少なくとも劣悪ではなく、ほとんどの場合、実際に、より有利である。Δλからの偏差は0〜5nmである。非本発明サンプルは、遥かに大きく逸脱している。
Figure 2020519943

Figure 2020519943

Claims (16)

  1. マトリックスポリマー、書き込みモノマー、光開始剤、任意に少なくとも1つの非光重合性成分および任意に触媒、フリーラジカル安定剤、溶媒、添加剤および他の助剤および/または添加物質を含むフォトポリマー層Bと、−20℃〜190℃のガラス転移温度を有する少なくとも1つの熱可塑性樹脂、少なくとも1つの反応性希釈剤、少なくとも1つの光開始剤、および任意に少なくとも1つの添加剤を含む少なくとも1つの硬化性保護層Cとを含む層構成を含むホログラフィック媒体であって、前記保護層Cが前記エリアフォトポリマー層Bに少なくとも部分的に接合されており、前記保護層Cのすべての反応性希釈剤が、前記フォトポリマー層Bの少なくとも1つの書き込みモノマーと同一であることを特徴とする、ホログラフィック媒体。
  2. 前記フォトポリマー層Bが基材層A上に配置され、前記フォトポリマー層Bが片側において前記基材層Aに少なくとも部分的に接合され、前記フォトポリマー層Bが反対側において前記保護層Cに少なくとも部分的に接合されていることを特徴とする、請求項1に記載のホログラフィック媒体。
  3. 前記保護層Cが基材層D上に配置され、前記保護層Cが片側において前記基材層Dに少なくとも部分的に接合され、前記保護層Cが反対側において前記フォトポリマー層Bに少なくとも部分的に接合されていることを特徴とする、請求項1または2に記載のホログラフィック媒体。
  4. 前記層構成は、少なくとも部分的に互いに接合された少なくとも4つの層からなり、前記層は、基材層A、フォトポリマー層B、保護層C、および基材層Dの順番で互いに直接上に配置されることを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載のホログラフィック媒体。
  5. フォトポリマー層Bの上に、少なくとも1つの硬化性保護層Cが適用され、前記フォトポリマー層がマトリックスポリマー、書き込みモノマー、光開始剤、任意に少なくとも1つの非光重合性成分および任意に触媒、フリーラジカル安定剤、溶媒、添加剤および他の助剤および/または添加物質を含み、前記少なくとも1つの硬化性保護層Cが、−20℃〜190℃のガラス転移温度を有する少なくとも1つの熱可塑性樹脂、少なくとも1つの反応性希釈剤、少なくとも1つの光開始剤、および任意に少なくとも1つの添加剤を含み、前記保護層Cのすべての反応性希釈剤が、前記フォトポリマー層Bの少なくとも1つの書き込みモノマーと同一であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のホログラフィック媒体の製造方法。
  6. 第一段階で前記フォトポリマー層Bを基材層Aの上に適用して層複合体A−Bを提供し、第二段階で前記保護層Cを基材層Dの上に適用して層複合体C−Dを提供し、第三段階で前記層複合体A−Bを前記層複合体C−Dに面的に接合させ、層複合体A−B−C−Dを得て、前記層複合体A−Bは好ましくは積層により前記層複合体C−Dに接合されることを特徴とする、請求項5に記載の方法。
  7. ホログラムの作成方法であって、
    a)
    I)基材層A、
    II)マトリックスポリマー、書き込みポリマー、光開始剤、任意に少なくとも1つの非光重合性成分および任意に触媒、フリーラジカル安定剤、溶媒、添加剤および他の助剤および/または添加物質を含むフォトポリマー層B、
    III)−20℃〜190℃のガラス転移温度を有する少なくとも1つの熱可塑性樹脂、少なくとも1つの反応性希釈剤、少なくとも1つの光開始剤および任意に少なくとも1つの添加剤を含む保護層C、
    IV)基材層D
    を含み、基材層A、フォトポリマー層B、保護層Cおよび基材層Dの順番で前記層は互いに直接上に配置され、前記保護層Cのすべての反応性希釈剤は前記フォトポリマー層Bの少なくとも1つの書き込みモノマーと同一である、層複合体A−B−C−Dを含むホログラフィック媒体を提供するステップ、
    b)ホログラムを前記フォトポリマー層Bに光刻印して、層複合体A−B*−C−Dであって、B*は照射されたフォトポリマー層Bである層複合体を形成するステップ、
    c)ステップ(b)の前記層複合体A−B*−C−Dを化学線、好ましくは紫外線照射に晒して、層複合体A−B’−C’−Dを形成するステップであって、B’は前記漂白され、完全に重合され、もはや感光性のない、固定したホログラムを含むフォトポリマー層Bであり、C’は、前記硬化保護層Cである層複合体を形成す‘るステップ、および所望により
    d)ステップ(c)から得た前記層複合体A−B’−C’−Dの前記基材層Dを剥離して、層複合体A−B’−C’を形成するステップ
    を含む方法。
  8. 前記少なくとも1つの反応性希釈剤および前記少なくとも1つの書き込みモノマーが、式(VIII)の化合物
    Figure 2020519943

    [式(VIII)において
    n≧1およびn≦4、
    41は、非置換の直鎖、分岐、環式または複素環式または他のヘテロ原子で置換されていてもよい有機ラジカルであり、
    42は水素、直鎖、分岐、環式または複素環式非置換またはヘテロ原子置換有機ラジカルに置換されていてよく、好ましくはR42は水素またはメチルであり、および/またはR41は直鎖、分岐、環式または複素環式非置換またはヘテロ原子置換有機ラジカルに置換されていてよい有機ラジカルである]、
    式(Ia)の化合物
    Figure 2020519943

    式(Ib)の化合物
    Figure 2020519943

    式(Ic)の化合物
    Figure 2020519943

    [式(Ia)から(Ic)において、
    は、発生ごとに独立して放射線硬化性基であり、
    Xは、出現ごとに独立して、RとC=Oの間の単結合、または直鎖、分岐または環状の任意のヘテロ原子含有および/または任意の官能基置換炭化水素ラジカルである]、
    式(II)の化合物
    Figure 2020519943

    [式(II)において
    およびXは、式(Ia)〜(Ic)で定義されているとおりであり、
    11は、直鎖または分岐鎖の、ヘテロ原子置換されていてもよい脂肪族、芳香族または芳香脂肪族基であり、
    12は、出現ごとに独立して、メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、tert−ブチル、塩素、臭素、ヨウ素、メチルチオ、フェニルおよび/またはフェニルチオから選択される4個までの置換基であり、
    13は、出現ごとに独立して、メチル、エチル、プロピル、n−ブチル、tert−ブチル、塩素、臭素、ヨウ素、メチルチオ、フェニルおよび/またはフェニルチオから選択される最大5個の置換基である]、
    式(III)の化合物
    Figure 2020519943
    であって、
    i)炭素原子1、2、3、4、5、6、7、8の少なくとも1つが式(IV)のRacryl基で置換されており、
    Figure 2020519943

    [式(IV)において、
    は式(Ia)〜(Ic)で定義されているとおりであり、
    21は酸素または硫黄、
    22はカルボキサミド(−C(O)N−)またはカルボン酸エステル(−C(O)O−)またはスルホンアミド(−SON−)基であり、
    23は、2〜10個の炭素原子を含む飽和または不飽和、または直鎖または分岐の、置換されていてもよいラジカル、または5個までの(−CH−CH−O−)−または(−C(CH)H−CH−O−)−基を含むポリエーテルまたは最大5個の窒素原子を含むポリアミンであり、
    ii)式(III)の前記化合物は、炭素原子1、2、3、4、5、6、7、8の少なくとも1つのさらなる位置において、式(V)のラジカルで置換されており、
    Figure 2020519943

    [式(V)において、
    式(V)の前記化合物の前記炭素原子は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基または置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、アラルキル、アリールまたはヘテロアリール基または置換されていてもよいアルコキシまたはアルキルチオ基、または任意に置換されているカルバモイル基に置換され、また式(III)のラジカル、またはトリフルオロメチル基もしくはトリフルオロメトキシ基または式(VI)のRacrylラジカルに架橋結合していてもよく、
    Figure 2020519943

    [式(VI)において、
    1’は式(IV)のRと同じ定義を持ち、
    21’は酸素または硫黄で、
    22’はカルボキサミド(−C(O)N−)またはカルボン酸エステル(−C(O)O−)またはスルホンアミド(−SON−)基であり、
    23’は、飽和または不飽和、または2〜10個の炭素原子を含む直鎖または分岐の、置換されていてもよいラジカル、または5個までの(−CH−CH−O−)−または(−C(CH)H−CH−O−)−基を含むポリエーテル、または最大5個の窒素原子を含むポリアミンである]
    である]であり、
    iii)式(III)の前記化合物の残りの炭素原子は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、シアノ基、ニトロ基または置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、アラルキル、アリールまたはヘテロアリール基または置換されていてもよいアルコキシまたはアルキルチオ基またはトリフルオロメチル基またはトリフルオロメトキシ基で置換される]および
    式(VII)の化合物
    Figure 2020519943

    [式(VII)において
    31、R32、R33は、それぞれ互いに独立して、OH、ハロゲンまたは有機ラジカルであり、前記ラジカルの少なくとも1つは、放射線硬化性基を含む有機ラジカルである]
    からなる群から選択され、
    より好ましくは、式(Ia)、(Ib)、(Ic)、(II)、(III)、(VII)の化合物および/またはそれらの混合物からなる群から選択され、さらにより好ましくは、式(Ia)の化合物および/またはそれらの混合物から選択され、さらにより好ましくは式(Ia)の化合物から選択される化合物であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のホログラフィック媒体または請求項5〜7のいずれかに記載の方法。
  9. 前記保護層Cの前記熱可塑性樹脂は、アモルファスポリエステル、アモルファスポリカーボネート、アモルファスポリスルホン、アモルファスポリビニルアセタール、アモルファスポリアクリレート、アモルファスポリスチレン、アモルファスポリスチレンメチルメタクリレートコポリマー、スチレンアクリロニトリルコポリマー、アクリロニトリルコポリマー、アモルファスアクリロニトリルブタジエンコポリマーおよび/またはその混合物であり、好ましくはアモルファスポリアクリレート、アモルファスポリビニルアセタールおよび/またはその混合物、より好ましくはMが100,000g/molを超えるアモルファスポリビニルブチラール、Mが100,000g/molを超えるアモルファスポリメチルメタクリレート、および/またはその混合物であることを特徴とする、請求項1〜4または8のいずれかに記載のホログラフィック媒体または請求項5〜8のいずれかに記載の方法。
  10. 前記フォトポリマー層Bが可塑剤としてウレタンをさらに含有し、前記ウレタンは少なくとも1つのフッ素原子で特に置換されてよく、より好ましくは前記ウレタンは一般式(IX)を有し、
    Figure 2020519943

    式中、mは≧1であり、mは≦8であり、R51、R52およびR53は、互いに独立して、水素または直鎖、分岐、環式または複素環式、非置換またはヘテロ原子で置換されていてもよい有機ラジカルであり、さらにより好ましくは基R51、R52およびR53の少なくとも1つは少なくとも1つのフッ素原子で置換されており、特に好ましくはR51は少なくとも1つのフッ素原子を有する有機基である
    ことを特徴とする、請求項1〜4または8または9のいずれかに記載のホログラフィック媒体、または請求項5〜9のいずれかに記載の方法。
  11. 前記未硬化および硬化状態の前記保護層Cが350〜800nmの範囲の波長を有する電磁放射線に対して光学的に透明かつ透過であり、好ましくは、前記保護層Cは、前記フォトポリマー層Bの少なくとも1つの表面を完全に覆うことを特徴とする、請求項1〜4、8、9、または10のいずれかに記載のホログラフィック媒体、または請求項5〜10のいずれかに記載の方法。
  12. 前記フォトポリマー層Bの前記マトリックスポリマーが架橋、好ましくは三次元架橋されていることを特徴とする、請求項1〜4、8〜10または11のいずれかに記載のホログラフィック媒体、または請求項5〜11のいずれかに記載の方法。
  13. 請求項7〜12のいずれかに記載の方法により得られる層構成A−B’−C’を含む密封ホログラフィック媒体。
  14. 好ましくは、前記光学ディスプレイが、自動立体および/またはホログラフィックディスプレイ、投影スクリーン、プライバシーフィルターおよび双方向マルチユーザースクリーンのための切り替え可能な制限放射特性を有するディスプレイ、仮想ディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ、照明シンボル、警告ランプ、信号ランプ、投光照明/ヘッドライト、およびディスプレイパネルからなる群から選択される、請求項13に記載の密封ホログラフィック媒体を含む光学ディスプレイ。
  15. 請求項13に記載の密封ホログラフィック媒体を含むセキュリティ文書。
  16. ホログラムを製造するための、特にインラインホログラム、軸外ホログラム、全開口転写ホログラム、白色光透過ホログラム、デニシュクホログラム、軸外反射ホログラム、エッジ照明ホログラム、およびホログラフィックステレオグラムを製造するための請求項1〜4、8〜11または12のいずれかに記載のホログラフィック媒体の使用。
JP2019561263A 2017-05-09 2018-05-07 ホログラフィック露光用のフォトポリマー層と高耐性コーティング層を含むホログラフィック媒体 Pending JP2020519943A (ja)

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