JP2021505946A - 接着剤を用いないフォトポリマー層構造 - Google Patents

接着剤を用いないフォトポリマー層構造 Download PDF

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Abstract

本発明は、露光されたフォトポリマー層Bと(コ)ポリカーボネート製の基材層Cとを含む層構造を含む、接着剤を用いず結合された層構造の製造方法、層構造を含む封止された光学媒体、ならびに封止された光学媒体を含む光学ディスプレイおよび機密文書に関する。

Description

本発明は、接着剤を用いず結合される層構造の製造方法、露光されたフォトポリマー層Bと(コ)ポリカーボネートの基材層Cとを含む層構造、層構造を含む封止された光学媒体、ならびに封止された光学媒体を含む光学ディスプレイおよび機密文書に関する。
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、原則として国際公開第2011/054797号および国際公開第2011/067057号から知られている。これらのホログラフィック媒体の利点は、光回折効率が高いこと、およびホログラフィック露光後に再処理工程、例えば化学的または熱的現像工程を必要としないことである。
特許出願国際公開第2013/102603号は、フォトポリマーフィルムおよび接着剤層から構成される層複合体を開示している。フォトポリマー層に接着剤層を適用すると、フォトポリマー層ではホログラムの色が変化するリスクが常に存在する。さらに、そのような結合技術は、高温でのフォトポリマー層でのホログラムの安定性を保証する層構造も可能にしなければならない。
特許出願国際公開第2017/081078号は、層構造の製造方法を記載しており、そこでは、封止層がフォトポリマー層に最初に適用され、次いで化学線を用いて硬化される。この方法によって、保護層を硬化するために使用される化学線が、未露光のフォトポリマー層を不活性化するため、露光されたフォトポリマー層のみを封止することが可能である。
国際公開第2014/114654号およびドイツ特許第102013200980号は、その後のホログラフィック銘刻のための方法を開示している。この方法に使用される複合体は、未露光のフォトポリマー層が組み込まれた複数のポリカーボネート層からなる。フォトポリマー層の組込みは、120℃〜220℃の範囲の温度で、好ましくは積層によって行われる。欠点は、そのような高温では、フォトポリマー層とポリカーボネートの基材層とに損傷が生じ得ることである。
国際公開第2011/054797号 国際公開第2011/067057号 国際公開第2013/102603号 国際公開第2017/081078号 国際公開第2014/114654号 ドイツ特許第102013200980号
したがって、本発明によって対処される課題は、フォトポリマー層または保護層の特性を損傷することなくおよび/または損なうことなくフォトポリマー層と保護層との間に安定した結合を生成する、露光されたおよび未露光のフォトポリマーフィルムのための封止方法を提供することであった。さらに、本発明による方法によって製造された封止されたフォトポリマーフィルムでは、ホログラフィック露光の後に追加の再処理工程は必要とされるべきではない。
この課題は、ホログラムを含むフォトポリマー層Bと、(コ)ポリカーボネートの基材層Cとを含む少なくとも部分的に結合された層構造の製造方法において、
a)未露光のフォトポリマー層Bまたはホログラムを含む部分的に露光されたフォトポリマー層Bを基材層Cと直接接触させて、層複合体B−Cを形成する工程、
b)層複合体B−Cを70℃〜110℃の温度に加熱する工程、
c)マトリックスポリマー、書込モノマー、光開始剤を含み、少なくとも1つの非光重合性成分を含んでいてもよく、および触媒、フリーラジカル安定剤、溶媒、添加剤ならびに他の助剤および/または追加の物質を含んでいてもよい未露光のフォトポリマー層Bにホログラムを露光してもよい工程、
d)ホログラムを含む部分的に露光された層複合体B−Cを、好ましくは紫外線照射を含む化学線に曝す工程、を含み、
工程d)が常に最後の工程として行われることを特徴とする製造方法によって解決される。フォトポリマー層Bは、本発明による方法では、接着剤を用いず基材層Cに結合される。
本発明による方法の利点は、複雑な機械または特に訓練された人員を必要とせず、構成要素BおよびCが、第1に良好な接着を可能にし、第2にホログラムの周波数安定性/グリッド安定性、ならびに化学的、物理的および機械的応力からの保護を確実にするように互いに整合される、部分的に露光されたまたは未露光のフォトポリマー層の封止を簡単な方法で可能にすることである。さらに、基材層Cとフォトポリマー層Bとを接着剤を用いず結合することにより、高い適合性が達成されるほか、露光されたまたは未露光のフォトポリマー層の使い勝手、例えば、残留粘着性の防止による粉塵に対する保護、または化学的および物理的影響に対する保護の一般的な向上が達成される。
本発明による方法によって製造された層構造は、フォトポリマー層Bと基材層Cとの間に高い結合力を有するため、例えば射出成形品では層複合体をさらに効率的に処理することができるか、追加の積層工程に供することができるか、キャストレンズに適用することができる。ホログラムに影響を与えることなく、追加の積層工程または結合工程によって、基材層Aおよび基材層Cの両方の上に得られた層構造を処理することも可能である。したがって、典型的には溶媒または反応性希釈剤を含有する液体ワニスを用いる結合工程も、これらがフォトポリマー層Bに浸透してホログラムを変化させることができないようにして使用することができる。
本発明による方法の一実施形態では、方法工程a)〜d)は、順序a)、b)、c)およびd)または順序a)、c)、b)およびd)または順序c)、a)、b)およびd)で、好ましくは順序c)、a)、b)およびd)で行われる。
本発明の方法の一実施形態では、方法は、
a)未露光のフォトポリマー層Bを基材層Cと直接接触させて、層複合体B−Cを形成する工程、
b)工程a)から得られた層複合体B−Cを70℃〜110℃の温度に加熱する工程、
c)工程b)から得られた層複合体B−Cの未露光のフォトポリマー層Bにホログラム、好ましくは体積ホログラムを露光する工程であって、フォトポリマー層Bが、マトリックスポリマー、書込モノマー、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、添加剤ならびに他の助剤および/または追加の物質を含む工程、
d)工程c)から得られた層複合体B−Cを、好ましくは紫外線照射を含む化学線に曝す工程、を含み、
工程は指定された順序で実行される。
本発明の方法の一実施形態では、方法は、
a)未露光のフォトポリマー層Bを基材層Cと直接接触させて、層複合体B−Cを形成する工程、
b)工程a)から得られた層複合体B−Cの未露光のフォトポリマー層Bにホログラム、好ましくは体積ホログラムを露光する工程であって、フォトポリマー層Bが、マトリックスポリマー、書込モノマー、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、添加剤ならびに他の助剤および/または追加の物質を含む工程、
c)工程b)から得られた層複合体B−Cを70℃〜110℃の温度に加熱する工程、
d)工程c)から得られた層複合体B−Cを、好ましくは紫外線照射を含む化学線に曝す工程、を含み、
工程は指定された順序で実行される。
本発明の方法の一実施形態では、方法は、
a)未露光のフォトポリマー層Bにホログラム、好ましくは体積ホログラムを露光する工程であって、フォトポリマー層Bが、マトリックスポリマー、書込モノマー、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、添加剤ならびに他の助剤および/または追加の物質を含む工程、
b)工程a)から得られた、ホログラムを含むフォトポリマー層Bを基材層Cと直接接触させて、層複合体B−Cを形成する工程、
c)工程b)から得られた層複合体B−Cを70℃〜110℃の温度に加熱する工程、
d)工程c)から得られた層複合体B−Cを、好ましくは紫外線照射を含む化学線に曝す工程、を含み、
工程は指定された順序で実行される。
本発明による方法の一実施形態では、層複合体B−Cは、工程b)または加熱工程で、0.2秒〜60分、好ましくは0.5秒〜30分にわたり、70℃〜110℃、好ましくは75℃〜110℃、さらに好ましくは80℃〜110℃、さらになお好ましくは90℃〜110℃の温度に加熱される。
本発明による方法の一実施形態では、工程b)または加熱工程の実行後の層複合体は、DIN EN ISO 527−1に準拠した引張試験機を使用して、層Bと層Cとの間に、少なくとも0.5N/10mm、好ましくは少なくとも0.8N/10mm、さらに好ましくは0.9N/10mm、さらになお好ましくは1.2N/10mmの、ISO/IEC 10373に準拠した結合力を有する。
本発明による方法の別の実施形態では、工程b)または加熱工程の実行後の層複合体は、DIN EN ISO 527−1に準拠した引張試験機を使用して、層Bと層Cとの間に、少なくとも0.5N/10mm、好ましくは少なくとも0.8N/10mm、さらに好ましくは少なくとも0.9N/10mm、さらになお好ましくは少なくとも1.2N/10mmの、ISO/IEC 10373に準拠した結合力を有し、加熱は、加熱工程で少なくとも70℃で30秒間行われている。
本発明による方法の一実施形態では、工程b)の温度は、75℃〜110℃、好ましくは80℃〜110℃、さらになお好ましくは90℃〜110℃である。
本発明による方法の一実施形態では、工程b)または加熱工程は、加熱された空間、好ましくはオーブン、またはラミネータ内で行われる。
本発明による方法の一実施形態では、工程a)、またはフォトポリマー層と基材層Cとの直接接触の工程、および工程b)もしくは加熱工程は、合同工程で行われる。
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上に存在し、層Aおよび層Bは、接着剤を用いず互いに結合され、基材層Aは、好ましくは透明な熱可塑性基材層またはガラスである。
本発明による方法の一実施形態では、基材層Cは、基材層D上に存在し、少なくとも部分的にそれに結合され、好ましくは接着剤を用いず結合され、基材層Dは、好ましくは透明な熱可塑性材料、または材料複合体からなる。
本発明による方法の一実施形態では、基材層Cのガラス転移温度Tは、本発明による層複合体B−Cの製造のための方法工程a)〜d)での温度よりも高い。
化学線とは、可視(400nm〜800nm)スペクトル範囲内、およびUV−C、UV−Bおよび/またはUV−A範囲内の波長を有する電磁放射を意味する。紫外線領域のスペクトル範囲内、好ましくはUV−Aおよび/またはUV−B領域内の化学線への露光が好ましい。同様に、典型的には水銀蒸気ランプで生成することができるように、紫外線と可視領域とを組み合わせることが好ましい。同様に、白色LEDによる可視光とUV LEDによる紫外光(例えば、360〜370nmを放出するLED)とのそのような混合物を生成することが可能である。
本発明による方法の一実施形態では、基材層Cは、芳香族ポリカーボネート層、好ましくは芳香族ホモポリカーボネート層である。
基材層Aの材料または材料複合体は、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、非晶質ポリエステル、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、セルロース水和物、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)、セルローストリアセテート(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もしく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く。基材層Aの材料または材料複合体は、特に好ましくは、PC、PET、PA、PMMAおよびCTAに基づく。材料複合体は、フィルム積層体または共押出物であってよい。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のうちの1つに従って構築された二重フィルム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は、マトリックスポリマー、書込モノマーおよび光開始剤を含む。使用されるマトリックスポリマーは、非晶質熱可塑性物質、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、メタクリル酸もしくは他のアルキルアクリレートとアルキルメタクリレートとのコポリマー、およびアクリル酸、例えば、ポリブチルアクリレート、およびポリ酢酸ビニルおよびポリビニルブチレート、部分的に加水分解されたそれらの誘導体、例えば、ポリビニルアルコール、およびエチレンおよび/または追加の(メタ)アクリレートとのコポリマー、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、およびポリエチレンオキシド、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、ならびに米国特許第4994347号およびその中で引用されている系であってよい。
ただし、マトリックスポリマーがポリウレタンである場合が特に好ましい。
また、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的に内部架橋(cationically intracrosslinked)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可能である。
シリコーンは、水の存在下で(および場合によりブレンステッド酸触媒作用下で)の縮合による一成分系として、またはケイ酸エステルもしくは有機スズ化合物の添加による二成分系として架橋することができる。ビニルシラン系で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により架橋することができる。カチオン性ビニルエーテル重合も可能である。
ただし、マトリックスポリマーが架橋されている場合、好ましくは三次元架橋されている場合が特に好ましく、三次元架橋されているポリウレタンが非常に特に好ましい。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)との反応によって得ることができる。
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、モノマー性ジ−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ってよい。ポリイソシアネート成分a)はまた、モノマー性ジ−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有するか、それらからなってもよい。
使用可能なモノマー性ジ−およびトリイソシアネートは、当業者にそれ自体周知のあらゆる化合物またはそれらの混合物を含む。これらの化合物は、芳香族構造、芳香脂肪族構造、脂肪族構造または脂環式構造を有し得る。モノマー性ジ−およびトリイソシアネートは、少量では、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。
好適なモノマー性ジ−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率を有するそれらの混合物、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、H−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望ましい混合物が挙げられる。
好適なポリイソシアネートは、ウレタン構造、尿素構造、カルボジイミド構造、アシル尿素構造、アミド構造、イソシアヌレート構造、アロファネート構造、ビウレット構造、オキサジアジントリオン構造、ウレトジオン構造および/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−またはトリイソシアネートから得ることができる化合物である。
ポリイソシアネートが、オリゴマー化された脂肪族および/または脂環式ジ−またはトリイソシアネートである場合が特に好ましく、上記の脂肪族および/または脂環式ジ−またはトリイソシアネートが特に使用可能である。
イソシアヌレート構造、ウレトジオン構造および/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に基づくビウレット、またはそれらの混合物が非常に特に好ましい。
好適なプレポリマーは、ウレタン基および/または尿素基を含み、上記のNCO基の修飾によって形成される追加の構造を含んでもよい。この種のプレポリマーは、例えば、上記のモノマー性ジ−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)との反応によって得ることができる。
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化合物もしく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。非常に特に好ましくは、イソシアネート反応性化合物b1)として使用可能なものは、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。
好適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−もしくはポリカルボン酸またはそれらの無水物とOH官能価が2以上の多価アルコールとを反応させることによって公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。好適なジ−またはポリカルボン酸の例には、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もしくはトリメリット酸、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もしくは無水コハク酸、またはそれらの任意の所望の混合物が挙げられる。ポリエステルポリオールは、ヒマシ油などの天然原料に基づいてもよい。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も可能であり、これらは、好ましくは、ラクトンまたはラクトン混合物、例えば、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−カプロラクトンをヒドロキシ官能性化合物、例えば、OH官能価が2以上の多価アルコール、例えば以下に列挙する種類の化合物に付加することによって得ることができる。
好適なアルコールの例には、あらゆる多価アルコール、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任意の所望の混合物が挙げられる。
好適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って、それ自体公知の方法で得ることができる。
好適な有機カーボネートは、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートおよびジフェニルカーボネートである。
好適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が言及されているOH官能価が2以上の多価アルコール、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転化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への環状エーテルの、ブロック様構造であってもよい重付加生成物である。
好適な環状エーテルは、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所望の混合物である。
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が言及されているOH官能価が2以上の多価アルコール、ならびに第一級または第二級アミンおよびアミノアルコールであり得る。
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種類のもの、またはプロピレンオキシドと追加の1−アルキレンオキシドとに基づくランダムコポリマーもしくはブロックコポリマーである。オキシエチレン単位、オキシプロピレン単位および/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、あらゆるオキシエチレン単位、オキシプロピレン単位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。ここでオキシプロピレンおよびオキシブチレンは、それぞれのあらゆる直鎖および分岐CおよびC異性体を含む。
さらに、多官能性イソシアネート反応性化合物としてのポリオール成分b1)の好適な成分はまた、低分子量の(すなわち500g/mol以下の分子量を有し、短い鎖を有する、すなわち2〜20個の炭素原子を含む)脂肪族、芳香脂肪族または脂環式の二官能性アルコール、三官能性アルコールまたは多官能性アルコールである。
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。好適なトリオールの例には、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が挙げられる。好適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、第一級OH官能基を有する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、イソシアネート反応性化合物b1)としてアミンを使用することが可能である。好適なアミンの例には、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)、特に数平均モル質量10000g/mol以下を有するアミン末端ポリマーが挙げられる。前述のアミンの混合物を同様に使用してもよい。
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が可能である。好適なアミノアルコールの例には、異性体アミノエタノール、異性体アミノプロパノール、異性体アミノブタノールおよび異性体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が挙げられる。
前述のイソシアネート反応性化合物b1)はいずれも、所望により互いに混合することができる。
また、イソシアネート反応性化合物b1)が、200以上10,000g/mol以下、さらに好ましくは500以上8000g/mol以下、非常に特に好ましくは800以上5000g/mol以下の数平均モル質量を有する場合が好ましい。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%未満、特に好ましくは0.5重量%未満、非常に特に好ましくは0.3重量%未満の遊離モノマー性ジ−およびトリイソシアネートの残留含有量を有し得る。
ポリイソシアネート成分a)が、その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全体的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には、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が挙げられる。
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基が第一級炭素原子に結合した基を意味すると理解される場合が特に好ましい。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。本発明の文脈では、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個、好ましくは2〜3個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み得る。
成分b)の好適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。
ポリウレタンがポリエステルC4ポリエーテルポリオールに基づく場合も最も好ましい。
成分の光開始剤は、典型的には化学線によって活性化可能な化合物であり、これは書込モノマーの重合を誘発することができる。光開始剤では、単分子(タイプI)開始剤と二分子(タイプII)開始剤とを区別することができる。さらに、それらは、フリーラジカル、アニオン性、カチオン性または混合タイプの重合のための光開始剤におけるそれら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のためのタイプI光開始剤(NorrishタイプI)は、単分子結合切断を介して照射時にフリーラジカルを形成する。タイプI光開始剤の例には、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が挙げられる。
フリーラジカル重合のためのタイプII光開始剤(NorrishタイプII)は、染料増感剤と共開始剤とからなり、染料に合わせた光を照射すると二分子反応を起こす。染料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移動させる。後者は、電子もしくはプロトン移動または直接的な水素引き抜きによって、重合誘発フリーラジカルを放出する。
本発明の文脈では、タイプII光開始剤を使用することが好ましい。
このような光開始剤系は、原則として欧州特許第0 223 587号に記載されており、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ともにタイプII光開始剤を形成する好適な染料は、国際公開第2012062655号に記載されているカチオン染料であり、同様にそこに記載されているアニオンと組み合わされている。
カチオン染料とは、好ましくは以下のクラスの染料、すなわち、アクリジン染料、キサンテン染料、チオキサンテン染料、フェナジン染料、フェノキサジン染料、フェノチアジン染料、トリ(ヘテロ)アリールメタン染料、特にジアミノ−およびトリアミノ(ヘテロ)アリールメタン染料、モノ−、ジ−、トリ−およびペンタメチンシアニン染料、ヘミシアニン染料、外部カチオン性メロシアニン染料、外部カチオン性ニュートロシアニン染料、ゼロメチン染料、特にナフトラクタム染料、ストレプトシアニン染料を意味すると理解される。この種の染料は、例えば、H.Berneth in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,Azine Dyes,Wiley−VCH Verlag,2008,H.Berneth in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,Methine Dyes and Pigments,Wiley−VCH Verlag,2008,T.Gessner,U.Mayer in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry,Triarylmethane and Diarylmethane Dyes,Wiley−VCH Verlag,2000に記載されている。
フェナジン染料、フェノキサジン染料、フェノチアジン染料、トリ(ヘテロ)アリールメタン染料、特にジアミノ−およびトリアミノ(ヘテロ)アリールメタン染料、モノ−、ジ−、トリ−およびペンタメチンシアニン染料、ヘミシアニン染料、ゼロメチン染料、特にナフトラクタム染料、ストレプトシアニン染料が特に好ましい。
カチオン染料の例には、アストラゾンオレンジG、ベーシックブルー3、ベーシックオレンジ22、ベーシックレッド13、ベーシックバイオレット7、メチレンブルー、ニューメチレンブルー、アズールA、2,4−ジフェニル−6−(4−メトキシフェニル)ピリリウム、サフラニンO、アストラフロキシン、ブリリアントグリーン、クリスタルバイオレット、エチルバイオレットおよびチオニンが挙げられる。
好ましいアニオンは、特にC−〜C25−アルカンスルホネート、好ましくはC13−〜C25−アルカンスルホネート、C−〜C18−パーフルオロアルカンスルホネート、アルキル鎖に少なくとも3個の水素原子を有するC−〜C18−パーフルオロアルカンスルホネート、C−〜C25−アルカノエート、C〜C25−アルケノエート、C〜C25−アルキルスルフェート、好ましくはC13−〜C25−アルキルスルフェート、C−〜C25−アルケニルスルフェート、好ましくはC13−〜C25−アルケニルスルフェート、C−〜C18−パーフルオロアルキルスルフェート、アルキル鎖に少なくとも3個の水素原子を有するC−〜C18−パーフルオロアルキルスルフェート、少なくとも4当量のエチレンオキシドおよび/または4当量のプロピレンオキシドに基づくポリエーテルスルフェート、ビス−C−〜C25−アルキルスルホスクシネート、C−〜C−シクロアルキルスルホスクシネート、C−〜C−アルケニルスルホスクシネートまたはC−〜C11−アラルキルスルホスクシネート、少なくとも8個のフッ素原子によって置換されたビス−C−〜C10−アルキルスルホスクシネート、C−〜C25−アルキルスルホアセテート、ハロゲン、C−〜C25−アルキル、パーフルオロC−〜C−アルキルおよび/またはC−〜C12−アルコキシカルボニルの群からの少なくとも1つのラジカルによって置換されたベンゼンスルホネート、ニトロ、シアノ、ヒドロキシル、C−〜C25−アルキル、C−〜C12−アルコキシ、アミノ、C−〜C12−アルコキシカルボニルまたは塩素によって置換されていてもよいナフタレン−またはビフェニルスルホネート、ニトロ、シアノ、ヒドロキシル、C−〜C25−アルキル、C−〜C12−アルコキシ、C−〜C12−アルコキシカルボニルまたは塩素によって置換されていてもよいベンゼン−、ナフタレン−またはビフェニルジスルホネート、ジニトロ、C−〜C25−アルキル、C−〜C12−アルコキシカルボニル、ベンゾイル、クロロベンゾイルまたはトリルによって置換されているベンゾエート、ナフタレンジカルボン酸のアニオン、ジフェニルエーテルジスルホネート、脂肪族C〜Cアルコールまたはグリセロールのスルホン化または硫酸化された、少なくともモノ不飽和であってもよいC〜C25脂肪酸エステル、ビス(スルホ−C−〜C−アルキル)C−〜C12−アルカンジカルボキシレート、ビス(スルホ−C−〜C−アルキル)イタコネート、(スルホ−C−〜C−アルキル)C−〜C18−アルカンカルボキシレート、スルホ−C〜C−アルキルアクリレートまたはメタクリレート、最大12個のハロゲンラジカルによって置換されていてもよいトリスカテコールホスフェート、テトラフェニルボレート、シアノトリフェニルボレート、テトラフェノキシボレート、C−〜C12−アルキル−トリフェニルボレート(そのフェニルまたはフェノキシラジカルは、ハロゲン、C−〜C−アルキルおよび/またはC−〜C−アルコキシによって置換されていてもよい)、C−〜C12−アルキルトリナフチルボレート、テトラ−C−〜C20−アルコキシボレート、7,8−または7,9−ジカルバニドウンデカボレート(1−)または(2−)(ホウ素原子および/または炭素原子上で1個または2個のC−〜C12−アルキル基またはフェニル基によって置換されていてもよい)、ドデカヒドロジカルバドデカボレート(2−)またはB−C−〜C12−アルキル−C−フェニルドデカヒドロジカルバドデカボレート(1−)(ナフタレンジスルホネートなどの多価アニオンの場合、Aは1当量のこのアニオンであり、アルカン基およびアルキル基は、分岐していてもよく、および/またはハロゲン、シアノ、メトキシ、エトキシ、メトキシカルボニルまたはエトキシカルボニルにより置換されていてもよい)の群からのアニオンである。
染料のアニオンAが1〜30の範囲、さらに好ましくは1〜12の範囲、特に好ましくは1〜6.5の範囲のAClogPを有する場合もまた好ましい。AClogPは、J Comput Aid Mol Des 2005,19,453;Virtual Computational Chemistry Laboratory,http://www.vcclab.org.に従って計算される。
好適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,Basle,Switzerlandからの製品)、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,Basle,Switzerlandからの製品)である。
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、光開始剤の種類および濃度は、当業者に公知の方法で調整されなければならない。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、その吸収スペクトルが少なくとも部分的に400〜800nmのスペクトル範囲に及ぶ染料と、染料に合った少なくとも1つの共開始剤との組合せを含む場合が非常に特に好ましい。
フォトポリマー層Bに、青色、緑色および赤色から選択されるレーザ光の色に適した少なくとも1つの光開始剤が存在する場合も好ましい。
また、フォトポリマー層Bが、青色、緑色および赤色から選択される少なくとも2つのレーザ光の色に対してそれぞれ好適な1つの光開始剤を含有する場合も好ましい。
最後に、フォトポリマー層Bが、青色、緑色および赤色の各レーザ光の色に適した光開始剤を含有する場合が非常に特に好ましい。
フォトポリマー層Bがアクリレート官能性書込モノマーまたはメタクリレート官能性書込モノマーを含む場合、特に高い屈折率コントラストを達成することができる。単官能性書込モノマー、特に米国特許第2010/0036013号に記載されている単官能性ウレタン(メタ)アクリレートが特に好ましい。
好適なアクリレート書込モノマーは、特に一般式(I)の化合物であり、
Figure 2021505946
式中、k≧1およびk≦4であり、Rは、非置換であるかヘテロ原子によって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ラジカルであり、および/またはRは、水素、非置換であるかヘテロ原子によって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ラジカルである。Rが水素またはメチルであり、および/またはRが非置換であるかヘテロ原子によって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ラジカルである場合が特に好ましい。
本文脈では、アクリレートおよびメタクリレートとは、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には、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縁体化合物、N−カルバゾリルアクリレートが挙げられる。
本文脈では、ウレタンアクリレートとは、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ヒドロキシ官能性メタクリレートとイソシアネート官能性化合物とを反応させることによって得ることができる。
この目的のために使用可能なイソシアネート官能性化合物の例には、モノイソシアネート、およびa)で言及したモノマー性ジイソシアネート、トリイソシアネートおよび/またはポリイソシアネートが挙げられる。好適なモノイソシアネートの例には、フェニルイソシアネート、異性体メチルチオフェニルイソシアネートが挙げられる。ジ−、トリ−またはポリイソシアネートが上記に記載されており、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、またはウレタン構造、尿素構造、カルボジイミド構造、アシル尿素構造、イソシアヌレート構造、アロファネート構造、ビウレット構造、オキサジアジントリオン構造、ウレトジオン構造もしくはイミノオキサジアジンジオン構造を有するそれらの誘導体、ならびにそれらの混合物も同様である。ここでは、芳香族ジ−、トリ−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生成のために企図されるヒドロキシ官能性アクリレートまたはヒドロキシ官能性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,DE)、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−もしく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、エトキシル化、プロポキシル化もしく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などの化合物、またはそれらの工業級の混合物が含まれる。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、20〜300mg KOH/gのOH含有量を有するそれ自体公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20〜300mg KOH/gのOH含有量を有する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20〜300mg KOH/gのOH含有量を有するアクリル化ポリアクリレート、およびこれらの相互の混合物、ならびに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が可能である。
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および/またはo−フェニルチオフェニルアクリレートおよび/またはo−ビフェニルアクリレートとアルコール官能性アクリレート、例えば、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)アクリレートとの反応から得ることができるウレタンアクリレートが特に好ましい。
同様に、書込モノマーが、追加の不飽和化合物、例えば、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、およびビニルエーテル、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有する化合物、および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/またはオレフィンを含むか、それらからなることが可能である。
さらに好ましい実施形態では、フォトポリマーは、モノマー性フルオロウレタンをさらに含む。
フルオロウレタンが、式(II)の少なくとも1つの化合物を含むか、それからなる場合が特に好ましく、
Figure 2021505946
式中、n≧1およびn≦8であり、R、R、Rは、それぞれ独立して、水素であるか、非置換であるかヘテロ原子によって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ラジカルであり、好ましくはRラジカル、Rラジカル、Rラジカルのうちの少なくとも1つは、少なくとも1つのフッ素原子によって置換され、さらに好ましくは、Rは、少なくとも1つのフッ素原子を有する有機ラジカルである。
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%の書込モノマー、0.001重量%〜5重量%、好ましくは0.5重量%〜3重量%の光開始剤、および任意に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%のモノマー性フルオロウレタン、ならびに0重量%〜5重量%、好ましくは0.1重量%〜5重量%の追加の添加剤を含有し、全成分の合計は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%の書込モノマー、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、任意に10重量%〜30重量%のフルオロウレタンおよび任意に0.1重量%〜5重量%の追加の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誘導体または無機誘導体が含まれる(米国特許第2012/062658号で指定された化合物も参照)。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、触媒として立体障害アミンを使用することも可能である。
使用される安定剤は、フリーラジカル阻害剤、例えば、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、ならびに抗酸化剤および/または紫外線吸収剤であってよい。
使用可能な追加の添加剤には、流動制御剤および/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。
フォトポリマー層Bは、特に、紫外線照射への露光後に、0.1〜160MPaの範囲の機械的モジュラスGUVを有するものである。さらに具体的には、露光されたホログラフィック媒体は、0.3〜40MPa、好ましくは0.7〜15MPaの範囲のモジュラスGUVを有し得る。
基材層Cは、(コ)ポリカーボネートを含み、特に芳香族ポリカーボネートまたはコポリカーボネートは、好ましい実施形態では特に適している。ポリカーボネートまたはコポリカーボネートは、公知の方法で直鎖状または分岐状であってよい。別の実施形態では、基材層Cは、片側に(コ)ポリカーボネートからなるフィルム積層体または共押出物などの材料複合体であってよい。(コ)ポリカーボネートフィルム積層体または共押出物が本発明による方法に使用される場合、フォトポリマー層Bに面する基材層Cの側は常に(コ)ポリカーボネート側である。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のうちの1つに従って構築された二重フィルム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およびPC/TPUである。基材層Cの(コ)ポリカーボネートは、未処理(未変性)であってよいか、例えば、フレーム、コロナ、プラズマおよび/または紫外線処理によって前処理されていてもよい。
基材層Cが400〜800nmのスペクトル範囲で透明である場合が好ましい。
これらのポリカーボネートは、ジヒドロキシアリール化合物、炭酸誘導体ならびに任意に鎖長停止剤および分岐剤から公知の方法で生成され得る。ポリカーボネートの生成の詳細は、過去約40年間にわたり多くの特許明細書に記載されている。ここでは、単に例として、Schnell,“Chemistry and Physics of Polycarbonates”,Polymer Reviews,Volume 9,Interscience Publishers,New York,London,Sydney 1964、D.Freitag,U.Grigo,P.R.Muller,H.Nouvertne,BAYER AG,“Polycarbonates” in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering,Volume 11,Second Edition,1988,pages 648−718および最後にDres.U.Grigo,K.Kirchner and P.R.Muller,“Polycarbonate”[Polycarbonates]in Becker/Braun,Kunststoff−Handbuch[Plastics Handbook],volume 3/1,Polycarbonate,Polyacetale,Polyester,Celluloseester[Polycarbonates,Polyacetals,Polyesters,Cellulose Esters],Carl Hanser Verlag Munich,Vienna 1992,pages 117−299を参照し得る。
好適なジヒドロキシアリール化合物は、例えば、一般式(III)のジヒドロキシアリール化合物であり得、
HO−Z−OH(III)
式中、Zは6〜34個の炭素原子を有する芳香族ラジカルであり、1つ以上の置換されていてもよい芳香環、および脂肪族ラジカルもしくは脂環式ラジカル、または架橋要素としてのアルキルアリールもしくはヘテロ原子を含み得る。
好適なジヒドロキシアリール化合物の例には、ジヒドロキシベンゼン、ジヒドロキシジフェニル、ビス(ヒドロキシフェニル)アルカン、ビス(ヒドロキシフェニル)シクロアルカン、ビス(ヒドロキシフェニル)アリール、ビス(ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(ヒドロキシフェニル)ケトン、ビス(ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(ヒドロキシフェニル)スルホキシド、1,1’−ビス(ヒドロキシフェニル)ジイソプロピルベンゼンならびにそれらの環アルキル化化合物および環ハロゲン化化合物が挙げられる。
これらおよびさらに好適な他のジヒドロキシアリール化合物は、例えば、ドイツ特許DE−A3832396、フランス特許FR−A 1 561 518、“H.Schnell,Chemistry and Physics of Polycarbonates,Interscience Publishers,New York 1964,p.28 ff;p.102 ff”,および“D.G.Legrand,J.T.Bendler,Handbook of Polycarbonate Science and Technology,Marcel Dekker New York 2000,p.72 ff”に記載されている。
好ましいジヒドロキシアリール化合物は、例えば、レゾルシノール、4,4’−ジヒドロキシジフェニル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−(1−ナフチル)エタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−(2−ナフチル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルプロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−2−メチルブタン、2,4−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−2−メチルブタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−メチルシクロヘキサン、1,3−ビス−[2−(4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル]ベンゼン、1,1’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−ジイソプロピルベンゼン、1,1’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−ジイソプロピルベンゼン、1,3−ビス−[2−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)−2−プロピル]ベンゼン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)スルホンおよび2,2’,3,3’−テトラヒドロ−3,3,3’,3’−テトラメチル−1,1’−スピロビ[1H−インデン]−5,5’−ジオールまたは
式(IIIa)のジヒドロキシジフェニルシクロアルカンであり、
Figure 2021505946
式中、
およびRは、独立して水素、ハロゲン、好ましくは塩素または臭素、C−C−アルキル、C−C−シクロアルキル、C−C10−アリール、好ましくはフェニル、およびC−C12−アラルキル、好ましくはフェニル−C−C−アルキル、特にベンジルであり、
mは、4〜7の整数、好ましくは4または5であり、
およびRは、各Xについて個別に選択することができ、独立して水素またはC−C−アルキルであり、
Xは炭素であり、
ただし、少なくとも1つのX原子上では、RおよびRはいずれもアルキルである。好ましくは、式(IIIa)では、1つまたは2つの(1または複数の)X原子上、特に1つのX原子上のみでは、RおよびRはいずれもアルキルである。
式(IIIa)では、RラジカルおよびRラジカルにとって好ましいアルキルラジカルはメチルである。ジフェニル置換炭素原子(C−1)に対してアルファ位のX原子は、好ましくは非ジアルキル置換である。対照的に、C−1に対してベータ位のアルキル2置換が好ましい。
式(IIIa)の特に好ましいジヒドロキシジフェニルシクロアルカンは、脂環式ラジカル(式(IIIa)ではm=4または5)に5個および6個の環炭素原子Xを有するもの、例えば式(IIIa−1)から(IIIa−3)のジヒドロキシアリール化合物であり、
Figure 2021505946
Figure 2021505946
Figure 2021505946
式中、RおよびRは式(III)に与えられた定義を有する。
式(IIIa)の非常に特に好ましいジヒドロキシジフェニルシクロアルカンは、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(RおよびR=Hを有する式(IIIa−1))である。
この種のポリカーボネートは、式(IIIa)のジヒドロキシジフェニルシクロアルカンから、欧州特許EP−A 359 953に従って調製することができる。
特に好ましいジヒドロキシアリール化合物は、レゾルシノール、4,4’−ジヒドロキシジフェニル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−(1−ナフチル)エタン、ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−(2−ナフチル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3−ジイソプロピルベンゼンおよび1,1’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−ジイソプロピルベンゼンである。
非常に特に好ましいジヒドロキシアリール化合物は、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BP−A)および1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン(BP−TMC)である。
ホモポリカーボネートを形成するための1つのジヒドロキシアリール化合物、またはコポリカーボネートを形成するための様々なジヒドロキシアリール化合物のいずれかを使用することが可能である。ホモポリカーボネートを形成するための式(III)もしくは(IIIa)の1つのジヒドロキシアリール化合物、またはコポリカーボネートを形成するための式(III)および/または(IIIa)の複数のジヒドロキシアリール化合物のいずれかを使用することが可能である。様々なジヒドロキシアリール化合物は、ランダムまたはブロックのいずれかで互いに結合させてもよい。式(III)および(IIIa)のジヒドロキシアリール化合物から形成されるコポリカーボネートの場合、同様に使用される式(IIIa)のジヒドロキシアリール化合物と式(III)の任意の他のジヒドロキシアリール化合物とのモル比は、好ましくは99mol%の(IIIa)対1mol%の(III)から2mol%の(IIIa)対98mol%の(III)の間、好ましくは99mol%の(IIIa)対1mol%の(I)から10mol%の(IIIa)対90mol%の(III)の間、特に99mol%の(IIIa)対1mol%の(III)から30mol%の(IIIa)対70mol%の(III)の間である。
式(IIIa)および(III)のジヒドロキシアリール化合物として、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンおよび2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンを使用して、非常に特に好ましいコポリカーボネートを調製することができる。
好適な炭酸誘導体は、例えば、一般式(IV)のジアリールカーボネートであり得、
Figure 2021505946
式中、
R、R’およびR’’は、独立して同じであるか異なり、水素、直鎖または分岐C−C34−アルキル、C−C34−アルキルアリールまたはC−C34−アリールであり、Rはさらに−COO−R’’’であってもよく、式中、R’’’は水素、直鎖または分岐C−C34−アルキル、C−C34−アルキルアリールまたはC−C34−アリールである。
好ましいジアリールカーボネートは、例えば、ジフェニルカーボネート、メチルフェニルフェニルカーボネートおよびジ(メチルフェニル)カーボネート、4−エチルフェニルフェニルカーボネート、ジ(4−エチルフェニル)カーボネート、4−n−プロピルフェニルフェニルカーボネート、ジ(4−n−プロピルフェニル)カーボネート、4−イソプロピルフェニルフェニルカーボネート、ジ(4−イソプロピルフェニル)カーボネート、4−n−ブチルフェニルフェニルカーボネート、ジ(4−n−ブチルフェニル)カーボネート、4−イソブチルフェニルフェニルカーボネート、ジ(4−イソブチルフェニル)カーボネート、4−tert−ブチルフェニルフェニルカーボネート、ジ(4−tert−ブチルフェニル)カーボネート、4−n−ペンチルフェニルフェニルカーボネート、ジ(4−n−ペンチルフェニル)カーボネート、4−n−ヘキシルフェニルフェニルカーボネート、ジ(4−n−ヘキシルフェニル)カーボネート、4−イソオクチルフェニルフェニルカーボネート、ジ(4−イソオクチルフェニル)カーボネート、4−n−ノニルフェニルフェニルカーボネート、ジ(4−n−ノニルフェニル)カーボネート、4−シクロヘキシルフェニルフェニルカーボネート、ジ(4−シクロヘキシルフェニル)カーボネート、4−(1−メチル−1−フェニルエチル)フェニルフェニルカーボネート、ジ[4−(1−メチル−1−フェニルエチル)フェニル]カーボネート、ビフェニル−4−イルフェニルカーボネート、ジ(ビフェニル−4−イル)カーボネート、4−(1−ナフチル)フェニルフェニルカーボネート、4−(2−ナフチル)フェニルフェニルカーボネート、ジ[4−(1−ナフチル)フェニル]カーボネート、ジ[4−(2−ナフチル)フェニル]カーボネート、4−フェノキシフェニルフェニルカーボネート、ジ(4−フェノキシフェニル)カーボネート、3−ペンタデシルフェニルフェニルカーボネート、ジ(3−ペンタデシルフェニル)カーボネート、4−トリチルフェニルフェニルカーボネート、ジ(4−トリチルフェニル)カーボネート、(サリチル酸メチル)フェニルカーボネート、ジ(サリチル酸メチル)カーボネート、(サリチル酸エチル)フェニルカーボネート、ジ(サリチル酸エチル)カーボネート、(n−サリチル酸プロピル)フェニルカーボネート、ジ(n−サリチル酸プロピル)カーボネート、(サリチル酸イソプロピル)フェニルカーボネート、ジ(サリチル酸イソプロピル)カーボネート、(n−サリチル酸ブチル)フェニルカーボネート、ジ(n−サリチル酸ブチル)カーボネート、(サリチル酸イソブチル)フェニルカーボネート、ジ(サリチル酸イソブチル)カーボネート、(tert−サリチル酸ブチル)フェニルカーボネート、ジ(tert−サリチル酸ブチル)カーボネート、ジ(サリチル酸フェニル)カーボネートおよびジ(サリチル酸ベンジル)カーボネートである。
特に好ましいジアリール化合物は、ジフェニルカーボネート、4−tert−ブチルフェニルフェニルカーボネート、ジ(4−tert−ブチルフェニル)カーボネート、ビフェニル−4−イルフェニルカーボネート、ジ(ビフェニル−4−イル)カーボネート、4−(1−メチル−1−フェニルエチル)フェニルフェニルカーボネート、ジ[4−(1−メチル−1−フェニルエチル)フェニル]カーボネートおよびジ(サリチル酸メチル)カーボネートである。
ジフェニルカーボネートが非常に特に好ましい。
1つのジアリールカーボネートまたは様々なジアリールカーボネートのいずれかを使用することが可能である。
末端基の制御または変化のために、例えば、使用される(1または複数の)ジアリールカーボネートの調製に使用されなかった鎖長停止剤として、例えば1つ以上のモノヒドロキシアリール化合物を使用することがさらに可能である。これらは一般式(V)のものであってよく、
Figure 2021505946
式中、
は、直鎖または分岐C−C34−アルキル、C−C34−アルキルアリール、C−C34−アリールまたは−COO−Rであり、式中、Rは水素、直鎖または分岐C−C34−アルキル、C−C34−アルキルアリールまたはC−C34−アリールであり、
、Rは、独立して同じであるか異なり、水素、直鎖または分岐C−C34−アルキル、C−C34−アルキルアリールまたはC−C34−アリールである。
そのようなモノヒドロキシアリール化合物は、例えば、1−、2−または3−メチルフェノール、2,4−ジメチルフェノール4−エチルフェノール、4−n−プロピルフェノール、4−イソプロピルフェノール、4−n−ブチルフェノール、4−イソブチルフェノール、4−tert−ブチルフェノール、4−n−ペンチルフェノール、4−n−ヘキシルフェノール、4−イソオクチルフェノール、4−n−ノニルフェノール、3−ペンタデシルフェノール、4−シクロヘキシルフェノール、4−(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール、4−フェニルフェノール、4−フェノキシフェノール、4−(1−ナフチル)フェノール、4−(2−ナフチル)フェノール、4−トリチルフェノール、サリチル酸メチル、サリチル酸エチル、n−サリチル酸プロピル、サリチル酸イソプロピル、n−サリチル酸ブチル、サリチル酸イソブチル、tert−サリチル酸ブチル、サリチル酸フェニルおよびサリチル酸ベンジルである。
4−tert−ブチルフェノール、4−イソオクチルフェノールおよび3−ペンタデシルフェノールが好ましい。
好適な分岐剤は、3つ以上の官能基を有する化合物、好ましくは3つ以上のヒドロキシル基を有するものであり得る。
3つ以上のフェノール性ヒドロキシル基を有する好適な化合物は、例えば、フロログルシノール、4,6−ジメチル−2,4,6−トリ(4−ヒドロキシフェニル)ヘプト−2−エン、4,6−ジメチル−2,4,6−トリ(4−ヒドロキシフェニル)ヘプタン、1,3,5−トリ(4−ヒドロキシフェニル)ベンゼン、1,1,1−トリ(4−ヒドロキシフェニル)エタン、トリ(4−ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、2,2−ビス(4,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキシル)プロパン、2,4−ビス(4−ヒドロキシフェニルイソプロピル)フェノールおよびテトラ(4−ヒドロキシフェニル)メタンである。
3つ以上の官能基を有する他の好適な化合物は、例えば、2,4−ジヒドロキシ安息香酸、トリメシン酸/塩化トリメソイル、塩化シアヌルおよび3,3−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)−2−オキソ−2,3−ジヒドロインドールである。
好ましい分岐剤は、3,3−ビス(3−メチル−4−ヒドロキシフェニル)−2−オキソ−2,3−ジヒドロインドールおよび1,1,1−トリ(4−ヒドロキシフェニル)エタンである。
基材層Cは、様々なビスフェノール単位の混合物またはコポリマーからなってもよい。
500〜100000、好ましくは10000〜80000、さらに好ましくは15000〜40000の平均分子量Mwを特に有するポリカーボネートもしくはコポリカーボネート、または少なくとも1つのそのようなポリカーボネートもしくはコポリカーボネートを含むブレンドが非常に特に好ましい。
好適なブレンドは、ポリカーボネートまたはコポリカーボネートとアクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー(ABS)のブレンド、ポリカーボネートまたはコポリカーボネートと(1または複数の)ポリエステルのブレンド、例えば、ポリアルキレンテレフタレート、特にポリエチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネートまたはコポリカーボネートとポリスチレン−アクリロニトリル(SAN)などのビニル(コ)ポリマーのブレンド、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、または2つのモノマーのコポリマー、例えば、メチルメタクリレート/スチレン−アクリロニトリルおよびメチルメタクリレート/スチレンである。ポリカーボネートまたはコポリカーボネートと上記のポリマーブレンドパートナーの1つとのそのようなブレンドは、好ましくは1重量%〜90重量%のポリカーボネートまたはコポリカーボネートおよび99重量%〜10重量%のポリマーブレンドパートナーを有するもの、好ましくは1重量%〜90重量%のポリカーボネートおよび99重量%〜10重量%のポリマーブレンドパートナーを有するものであり得、割合は合計で100重量%になる。好ましくは、ブレンドは、400〜800nmのスペクトル範囲で透明である。
基材層Dの材料または材料複合体は、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、非晶質ポリエステル、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、セルロース水和物、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)、セルローストリアセテート(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もしく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く。基材層Aの材料または材料複合体は、特に好ましくは、PC、PET、PA、PMMAおよびCTAに基づく。材料複合体は、フィルム積層体または共押出物であってよい。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のうちの1つに従って構築された二重フィルム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場合が好ましい。
本発明はさらに、本発明による方法によって得ることができるか得られた、ホログラムを含むフォトポリマー層Bと(コ)ポリカーボネートの基材層Cとを含む層構造を提供する。好ましくは、層複合体は、DIN EN ISO 527−1に準拠した引張試験機を使用して、層Bと層Cとの間に、少なくとも0.5N/10mm、好ましくは少なくとも0.8N/10mm、さらに好ましくは少なくとも0.9N/10mm、さらになお好ましくは少なくとも1.2N/10mmの、ISO/IEC 10373に準拠した結合力を有する。別の実施形態では、層複合体は、DIN EN ISO 527−1に準拠した引張試験機を使用して、層Bと層Cとの間に、少なくとも0.5N/10mm、好ましくは少なくとも0.8N/10mm、さらに好ましくは少なくとも0.9N/10mm、さらになお好ましくは少なくとも1.2N/10mmの、ISO/IEC 10373に準拠した結合力を有し、層複合体は少なくとも70℃で30秒間加熱されている。好ましい実施形態では、フォトポリマー層Bは、基材層A上に存在し、層Aおよび層Bは、接着剤を用いず互いに結合され、基材層Aは、好ましくは透明な熱可塑性基材層またはガラスである。好ましい実施形態では、基材層Cは、基材層D上に存在し、少なくとも部分的にそれに結合され、好ましくは接着剤を用いず結合され、基材層Dは、好ましくは透明な熱可塑性材料、または材料複合体からなる。好ましい実施形態では、基材層Cは、芳香族ポリカーボネート層、好ましくは芳香族ホモポリカーボネート層、特に上で定義され説明されたポリカーボネート層である。
本発明は、本発明による層構造を含む封止されたホログラフィック媒体をさらに提供する。
本発明は、少なくとも部分的に結合された構造を製造するための本発明の方法によって得ることができる保護されたホログラムまたはホログラフィック光学素子をさらに提供する。一実施形態では、ホログラフィック媒体は、ホログラムまたはホログラフィック光学素子を含み、0.3μm〜500μm、好ましくは0.5μm〜200μm、特に好ましくは1μm〜100μmのフィルム厚を有するフォトポリマー層を含む。
特に、ホログラムは、反射型ホログラム、透過型ホログラム、インラインホログラム、オフアクシスホログラム、全開口トランスファホログラム、白色光透過型ホログラム、デニシュークホログラム、オフアクシス反射型ホログラムもしくはエッジリットホログラム、またはホログラフィックステレオグラム、好ましくは反射型ホログラム、透過型ホログラムもしくはエッジリットホログラムであってよい。
ホログラムの可能な光学機能(ホログラフィック光学素子として)は、レンズ、ミラー、偏向ミラー、フィルタ、拡散レンズ、指向性拡散素子、回折素子、ライトガイド、導波管、映写レンズおよび/またはマスクなどの光学素子の光学機能に対応する。さらに、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、そのようなホログラムでは複数のそのような光学機能を組み合わせることができる。例えば、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に使用するために、偏光子またはシャッタガラスなどの追加の補助を用いることなく、立体的な視覚印象を体験することを可能にする自動立体ディスプレイまたはホログラフィック電子ディスプレイを構築するために、そのような設定を用いることが可能である。
これらの光学素子は、ホログラムがどのように露光されたか、およびホログラムの寸法に応じて特定の周波数選択性を有することが多い。これは、特に、LEDまたはレーザ光などの単色光源を使用する場合に重要である。例えば、周波数選択的に光を偏向し、同時にフルカラー表示を可能にするためには、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、いくつかのホログラムを媒体に重ね合わせて露光する必要がある。
さらに、本発明による封止されたホログラフィック媒体を使用して、例えば、個人肖像、機密文書の生体認証表示のためのホログラフィック画像もしくはホログラフィック表示、または、一般的に、広告用の画像もしくは画像構造、セキュリティラベル、ブランド保護、ブランディング、ラベル、デザイン要素、装飾、イラスト、コレクション用カード、画像など、および上記で詳述した製品との組合せを含め、デジタルデータを表すことができる画像のホログラフィック画像またはホログラフィック表示を生成してもよい。ホログラフィック画像は、三次元画像の印象を有し得るか、画像シーケンス、ショートフィルムまたはいくつかの様々な対象物からの角度およびそれらが照射される光源(移動光源を含む)などに従って、画像シーケンス、ショートフィルムまたはいくつかの様々な対象物を表すことができる。この様々な可能な設計のために、ホログラム、特に体積ホログラムは、上記の用途のための魅力的な技術的解決策を構成する。また、多種多様な異なる露光方法(シフト、空間または角度多重)を使用して、デジタルデータの記憶にこのようなホログラムを使用することも可能である。
同様に、本発明は、本発明の封止された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には、液晶に基づく画像ディスプレイ、有機発光ダイオード(OLED)、LEDディスプレイパネル、回折光の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−インク)、およびプラズマディスプレイスクリーンが挙げられる。この種の光学ディスプレイは、自動立体ディスプレイおよび/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映写スクリーン、プライバシーフィルタおよび双方向マルチユーザスクリーン用の切り替え可能な制限付き放出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、投光器/ヘッドライトならびにディスプレイパネルであり得る。
本発明は同様に、本発明のホログラフィック媒体を含む自動立体ディスプレイおよび/またはホログラフィックディスプレイ、映写スクリーン、プライバシーフィルタおよび双方向マルチユーザスクリーン用の切り替え可能な制限付き放出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、投光器/ヘッドライトならびにディスプレイパネルを提供する。
本発明はさらに、本発明の封止されたホログラフィック媒体を含む機密文書およびホログラフィック光学素子を提供する。
さらに、本発明はまた、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、特に視覚表示のための本発明のホログラフィック媒体の使用を提供する。
[実施例]
化学薬品
Figure 2021505946
Figure 2021505946
ウレタンアクリレート1: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)トリスアクリレート
500mlの丸底フラスコに、0.1gの2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、0.05gのジブチルスズジラウレートおよび213.1gのトリス(p−イソシアナトフェニル)チオホスフェートの27%酢酸エチル溶液(Desmodur(登録商標)RFE、Covestro Deutschland AG,Leverkusen,Germanyからの製品)を最初に入れ、これを60℃に加熱した。続いて、42.4gの2−ヒドロキシエチルアクリレートを滴下し、イソシアネート含有量が0.1%未満に低下するまで、混合物を依然として60℃に維持した。その後、冷却し、減圧下で酢酸エチルを完全に除去した。部分的に結晶性の固体として生成物を得た。
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
100mlの丸底フラスコに、0.02gの2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、0.01gのジブチルスズジラウレート、11.7gの3−(メチルチオ)フェニルイソシアネートを最初に入れ、混合物を60℃に加熱した。続いて、8.2gの2−ヒドロキシエチルアクリレートを滴下し、イソシアネート含有量が0.1%未満に低下するまで、混合物を依然として60℃に維持した。その後、冷却した。無色の液体として生成物を得た。
ポリオール成分
1Lのフラスコに、0.037gのDesmorapid(登録商標)SO、374.8gのε−カプロラクトンおよび374.8gの二官能性ポリテトラヒドロフランポリエーテルポリオールを最初に入れ、これを120℃に加熱し、固形分(不揮発性成分の割合)が99.5重量%以上になるまでこの温度に維持した。続いて、混合物を冷却し、ワックス状の固体として生成物を得た。
染料1
5.84gの無水ビス(2−エチルヘキシル)スルホコハク酸ナトリウムを75mlの酢酸エチルに溶解させた。50mlの水に溶解させた14.5gの染料Astrazon Rosa FG 200%を加えた。水相を除去し、有機相を50℃の新鮮な水50mlとともに3回撹拌し、最後に室温で水相を毎回除去した。水相を除去した後、溶媒を減圧留去し、8.6gの3H−インドリウム、2−[2−[4−[(2−クロロエチル)メチルアミノ]フェニル]エテニル]−1,3,3−トリメチル−1,4−ビス(2−エチルヘキシル)スルホスクシネート[153952−28−4]を高粘度の油として得た。
フッ素化ウレタン: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
6Lの丸底フラスコに0.50gのジブチルスズジラウレートおよび1200gのトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートを最初に入れ、混合物を80℃に加熱した。続いて、3798gの1H,1H,7H−パーフルオロヘプタン−1−オールを滴下し、イソシアネート含有量が0.1%未満に低下するまで、混合物を依然として80℃に維持した。その後、冷却した。無色の油として生成物を得た。
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溶融し、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の酢酸エチルと混合して、透明な溶液を得た。その後、1.50gのDesmodur(登録商標)N 3900を加え、再度混合した。
次いで、この溶液を、厚さ66μmのポリカーボネートキャリアフィルムにロールツーロールコーティングシステムで塗布し、コーティングバーによって生成物を19μmの湿潤フィルム厚で塗布した。乾燥温度85℃および乾燥時間5分で、コーティングしたフィルムを乾燥させ、次いで、厚さ40μmのポリエチレンフィルムを用いて保護した。続いて、このフィルムを光密に包装した。
試験ホログラムの作成および特性評価
試験ホログラムを以下のように作成した。フォトポリマーフィルムを暗所で所望のサイズに切断し、ゴムローラを用いて寸法50mm×70mm(厚さ3mm)のガラス板上に積層した。
緑色(532nm)レーザ照射を使用してデニシューク反射型ホログラムを作成する試験装置を使用して、試験ホログラムを作成した。試験装置は、レーザ光源、光学ビーム案内システムおよびガラスクーポン用ホルダからなる。ガラスクーポン用ホルダは、ビーム軸に対して13°の角度で取り付けられる。レーザ光源により、特定の光学ビーム経路によって約5cmに広がる照射を生成し、これを、ミラーと光学的に接触するガラスクーポンに導いた。ホログラム化した物体は約2cm×2cmのサイズの鏡であったため、ホログラムを再構成する際に鏡の波面を再構成した。15の実施例をいずれも、緑色の532nmレーザにより露光した(Newport Corp,Irvine,CA,USA、カタログ番号EXLSR−532−50−CDRH)。シャッタを使用して、記録されたフィルムを規定された方法で2秒間照射した。
紫外線露光/化学線による露光
キャリア層側がランプに面するように紫外線光源のコンベヤベルト上にサンプルを配置し、2.5m/分のベルト速度で2回露光した。使用した紫外線光源は、80W/cmの総出力密度を有するFusion UV「D Bulb」No.558434 KR 85鉄ドープHgランプであった。パラメータは、2×2.5J/cmの線量に対応させた(ILT 490 Light Bugを用いて測定)。
周波数シフトに関するホログラムの分析
体積ホログラムは高効率であるため、この回折反射は、可視光を透過させてVIS分光計(USB 2000、Ocean Optics,Dunedin,FL,USA)を用いて分析することができ、透過率の低いピークとして透過スペクトルに現れる。透過曲線の評価によってホログラムの品質を確認することができる。ピークの幅は、ナノメートル(nm)単位の「半値全幅」(FWHM)として決定され、ピークの深さ(Tmin)は、100%−パーセント単位のTmin(1−Tmin)として報告され、透過率が最も低い領域は、最も高い回折効率の波長(≒peak)を示す。
フィルム複合体の接着に関する試験
フィルム複合体の全層の凝集力を試験し、社内法で評価した。これには、フォトポリマーフィルムBと、それに塗布された基材フィルムCとを手で引き離すことを含めた。完全接着(指標:0)から非接着(指標:5)まで以下のグレードで結果を定量化した。
0−接着が非常に強いため、フィルム複合体を破壊せずに分離することはできない。
1−強力な接着で、手でかなり力を加えないと剥がすことができない。
2−中程度に強い接着で、手の力で剥がすことができる。
3−中程度の接着で、小さな力で剥がすことができる。
4−わずかな接着で、わずかな力で剥がすことができる。
5−接着が非常に弱いか、ない。フィルム複合体はコンタクト接着のみを有する。
非発明例A〜C、発明例1
フォトポリマーフィルムのサイズ5cm×7cmのフィルム片を暗所でサイズに切断し(5×7cm)、PE積層を除去した。続いて、ロールラミネータ(Dumor Trident 46;積層速度:0.3m/分、ロール圧設定:高;コンタクト時間:約0.5秒)を使用して、様々なロール温度で、ポリカーボネートフィルム(Makrofol DE 1−1、厚さ125μm)とフォトポリマー表面を積層した。その後、532nmで反射型ホログラムを書き込み、紫外光(5J/cm)によりサンプルを完全に漂白した。分光法によって、フォトポリマーとポリカーボネートフィルム(Makrofol DE 1−1、厚さ125μm)との間の接着に関して、サンプルを特性評価した。結果を表1にまとめる。
Figure 2021505946
発明例1では、フォトポリマーとポリカーボネートフィルムとの間の中程度の接着の測定とともに、低いホログラムシフト(対参照サンプル)が測定された。非発明例Aでは、接着の改善は見られない。非発明例BおよびCでは、フィルムは顕著な気泡形成を示した。
非発明例D〜F、発明例2
フォトポリマーフィルムのサイズ5cm×7cmのフィルム片を暗所でサイズに切断し(5×7cm)、PE積層を除去した。続いて、ロールラミネータ(Dumor Trident 46;積層速度:0.3m/分、ロール圧設定:高)を使用して、室温で、ポリカーボネートフィルム(Makrofol DE 1−1、厚さ125μm)とフォトポリマー表面を積層した。その後、532nmで反射型ホログラムを書き込み、ロールラミネータを使用して様々なロール温度でサンプルを再度積層し、次いで、紫外光(5J/cm)により完全に漂白した。分光法によって、接着に関して、サンプルを特性評価した。結果を表2にまとめる。
Figure 2021505946
発明例2では、わずかなホログラムシフト(対参照サンプル)の測定とともに、中程度の接着が決定された。非発明例Dでは、接着は見られなかった。非発明例EおよびFでは、顕著な気泡形成が見られた。
非発明例G〜I、発明例3〜6
フォトポリマーフィルムのサイズ5cm×7cmのフィルム片を暗所でサイズに切断し(5×7cm)、PE積層を除去した。続いて、ガラス上にフォトポリマー表面を積層し、532nmで反射型ホログラムを書き込んだ。続いて、ガラスからフィルムを剥離し、ロールラミネータ(Dumor Trident 46;積層速度:0.3m/分、ロール圧設定:高)を使用して、様々なラミネータロール温度で、ポリカーボネートフィルム(Makrofol DE 1−1、厚さ125μm)上にフォトポリマー表面を積層した。その後、紫外光(5J/cm)により完全に漂白した。分光法によって、接着に関して、サンプルを特性評価した。結果を表3にまとめる。
Figure 2021505946
発明例3〜6では、小さなホログラムシフト(対参照サンプル)が測定されたが、フォトポリマーとポリカーボネートフィルムとの間の接着が温度とともに明らかに上昇した。非発明例Gでは、接着は観察されない。非発明例HおよびIでは、フィルムは顕著な気泡形成を示した。
非発明例L、発明例7〜12
フォトポリマーフィルムのサイズ5cm×7cmのフィルム片を暗所でサイズに切断し(5×7cm)、PE積層を除去した。続いて、ガラス上にフォトポリマー表面を積層し、532nmで反射型ホログラムを書き込んだ。続いて、ガラスからフィルムを剥離し、ロールラミネータ(Dumor Trident 46;積層速度:0.3m/分、ロール圧設定:高)を使用して、室温で、ポリカーボネートフィルム(Makrofol DE 1−1、厚さ125μm)とフォトポリマー表面を積層した。その後、オーブン内で様々な温度で構造物を熱処理した。オーブン内で加熱した直後に、紫外光処理(5J/cm)によりサンプルを露光した。最後に、分光法によって、接着に関して、サンプルを特性評価した。結果および実験パラメータを表4にまとめる。
Figure 2021505946
発明例7〜12では、許容できる小さなホログラムシフトが測定されたが、フォトポリマーとポリカーボネートフィルムとの間の接着が温度とともに上昇した。非発明例Lでは、顕著な気泡形成が観察された。実施例9〜12が好ましく(保管時間50秒超、オーブン温度100℃)、実施例11〜12(保管時間90秒超、オーブン温度100℃)が特に好ましい。
非発明例M〜S、発明例13〜15
フォトポリマーフィルムのサイズ5cm×7cmのフィルム片を暗所でサイズに切断し(5×7cm)、PE積層を除去した。続いて、ロールラミネータ(Dumor Trident 46;積層速度:0.3m/分、ロール圧設定:高)を使用して、室温で、様々な熱可塑性ポリマーフィルム上にフォトポリマー表面を積層した。続いて、100℃のオーブン内で構造物を20秒間熱処理した。実験および結果の詳細を表5にまとめる。
Figure 2021505946
PC系フィルムを用いた発明例13、14および15でのみ良好な接着が生じた。非ポリカーボネート系材料を用いた非発明例MからSでは、処理後の接着は低いままである。
非発明例T、発明例16〜19
厚さ25μmのフォトポリマーフィルムのサイズ15cm×20cmのフィルム片を暗所でサイズに切断し(15×20cm)、PE積層を除去した。続いて、室温で(Dumor Trident 46;積層速度:0.3m/分、ロール圧設定:高)、ポリカーボネートフィルム(Makrofol DE 1−1、厚さ125μm)上にフォトポリマー表面を積層した。その後、オーブン内で様々な温度および時間で構造物を熱処理した。続いて、紫外光(5J/cm)によりサンプルを完全に漂白した。幅10mmの少なくとも6つの異なるストリップに各フィルムを切断した。DIN EN ISO 527−1に準拠した引張試験機を用いて、ISO/IEC 10373に準拠して、フォトポリマーとポリカーボネートフィルムとの間の結合力を測定した。実験および結果の詳細を表6にまとめる。表中の結合力の数値は、同じように作製されたサンプルの6つの個別測定値の平均に対応している。
Figure 2021505946
発明例17〜19では、非常に良好な結合力が得られ、これはオーブンの温度および時間の関数として上昇した。実施例19では、13N/10mmという非常に高い結合力が得られたため、層構造を破壊せずに分離することはできなくなった。
発明例20および21
厚さ15μmのフォトポリマーフィルムのサイズ15cm×20cmのフィルム片を暗所でサイズに切断し(15×20cm)、PE積層を除去した。続いて、ガラス上にフォトポリマー表面を積層し、532nmで可変の書込み線量により反射型ホログラムを書き込んだ。続いて、後者を暗所でガラスから剥離し、室温で(Dumor Trident 46;積層速度:0.3m/分、ロール圧設定:高)、ポリカーボネートフィルム(Makrofol DE 1−1、厚さ125μm)上に積層した。その後、100℃のオーブン内で20秒間熱処理した。続いて、紫外光(5J/cm)によりサンプルを完全に漂白した。幅10mmの6つの異なるストリップに各フィルムを切断した。DIN EN ISO 527−1に準拠した引張試験機を用いて、ISO/IEC 10373に準拠して、フォトポリマーとポリカーボネートフィルムとの間の結合力を測定した。実験および結果の詳細を表7にまとめる。
Figure 2021505946

Claims (15)

  1. ホログラムを含むフォトポリマー層Bと、(コ)ポリカーボネートの基材層Cとを含む少なくとも部分的に結合された層構造の製造方法において、
    a)未露光のフォトポリマー層Bまたはホログラムを含む部分的に露光されたフォトポリマー層Bを前記基材層Cと直接接触させて、層複合体B−Cを形成する工程、
    b)前記層複合体B−Cを70℃〜110℃の温度に加熱する工程、
    c)マトリックスポリマー、書込モノマー、光開始剤を含み、少なくとも1つの非光重合性成分を含んでいてもよく、触媒、フリーラジカル安定剤、溶媒、添加剤ならびに他の助剤および/または追加の物質を含んでいてもよい前記未露光のフォトポリマー層Bにホログラムを露光してもよい工程、
    d)ホログラムを含む前記部分的に露光された層複合体B−Cを、好ましくは紫外線照射を含む化学線に曝す工程、を含み、
    工程d)が常に最後の工程として行われることを特徴とする方法。
  2. 方法工程a)〜d)が、順序a)、b)、c)およびd)または順序a)、c)、b)およびd)または順序c)、a)、b)およびd)で、好ましくは順序c)、a)、b)およびd)で行われることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 前記層複合体B−Cが、工程b)で0.2秒〜60分間、好ましくは0.5秒〜30分間加熱されることを特徴とする、請求項1または2のいずれか一項に記載の方法。
  4. 工程b)の後の前記層複合体が、DIN EN ISO 527−1に準拠した引張試験機を使用して、前記フォトポリマー層Bと前記基材層Cとの間に、少なくとも0.5N/10mm、好ましくは少なくとも0.8N/10mm、さらに好ましくは少なくとも0.9N/10mm、さらになお好ましくは少なくとも1.2N/10mmの、ISO/IEC 10373に準拠した結合力を有することを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 工程b)の前記温度が、75℃〜110℃、好ましくは80℃〜110℃、さらになお好ましくは90℃〜110℃であることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 工程b)が、加熱された空間、好ましくはオーブン内で、またはラミネータを用いて行われることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 工程a)および工程b)が合同工程で行われることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記フォトポリマー層Bが、基材層A上に存在し、前記層Aおよび層Bが、接着剤を用いず互いに結合され、前記基材層Aが、好ましくは透明な熱可塑性基材層またはガラスであることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記基材層Cが、基材層D上に存在し、少なくとも部分的にそれに結合され、好ましくは接着剤を用いず結合され、前記基材層Dが、好ましくは透明な熱可塑性材料、または材料複合体からなることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記基材層Cのガラス転移温度Tが、前記層複合体B−Cの製造のための方法工程a)〜d)での温度よりも高いことを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記基材層Cが、芳香族ポリカーボネート層、好ましくは芳香族ホモポリカーボネート層であることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 請求項1から11の方法によって得ることができるか又は得られた、ホログラムを含むフォトポリマー層Bと(コ)ポリカーボネートの基材層Cとを含む層構造。
  13. 請求項12に記載の層構造を含む封止されたホログラフィック媒体。
  14. 請求項13に記載の封止されたホログラフィック媒体を含む光学ディスプレイであって、前記光学ディスプレイが、好ましくは、自動立体ディスプレイおよび/またはホログラフィックディスプレイ、映写スクリーン、プライバシーフィルタおよび双方向マルチユーザスクリーン用の切り替え可能な制限付き放出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、投光器/ヘッドライトならびにディスプレイパネルからなる群から選択される光学ディスプレイ。
  15. 請求項14に記載の封止されたホログラフィック媒体、または請求項1から11のいずれか一項に記載の方法から得ることができる層構造を含む機密文書。
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