Procedimiento de fabricación de una película holográfica.

Procedimiento para la fabricación de películas holográficas, en el que

i) se proporciona ya una formulación de fotopolímeros que comprende como componentes

A) polímeros de matriz

B) monómeros de escritura

C) sistema de fotoiniciadores

D) opcionalmente un componente no fotopolimerizable

E) y dado el caso catalizadores

, estabilizadores de radicales, disolventes, aditivos, así como otros coadyuvantes y/o aditivos ii) la formulación de fotopolímeros se aplica superficialmente como película sobre una lámina de soporte y

iii) la formulación de fotopolímeros se seca sobre la lámina de soporte a una temperatura 60< T< 120 °C, seleccionándose como componentes para la formulación de fotopolímeros solo compuestos cuyos valores de TGA 95 sean >100 °C y sea al menos el 30 °C superior a la temperatura T y se usa una formulación de fotopolímeros con un módulo de meseta ≥ 0,030 MPa.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/066630.

Solicitante: Bayer Intellectual Property GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ALFRED-NOBEL-STRASSE 10 40789 MONHEIM ALEMANIA.

Inventor/es: BRUDER, FRIEDRICH KARL, DR., ROLLE, THOMAS, FACKE,THOMAS,DR, Weiser,Marc-Stephan,Dr, Hönel,Dennis.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > REGISTRO DE LA INFORMACION > REGISTRO DE LA INFORMACION BASADO EN UN MOVIMIENTO... > Registro o reproducción por medios ópticos, p.ej.... > G11B7/24 (Soportes de registro caracterizados por la forma, estructura o propiedades físicas, o bien por la selección del material (caracterizados por la disposición de la información sobre el soporte G11B 7/007))
  • SECCION G — FISICA > REGISTRO DE LA INFORMACION > REGISTRO DE LA INFORMACION BASADO EN UN MOVIMIENTO... > Registro o reproducción por medios ópticos, p.ej.... > G11B7/245 (que contienen un componente polimérico)
  • SECCION G — FISICA > REGISTRO DE LA INFORMACION > REGISTRO DE LA INFORMACION BASADO EN UN MOVIMIENTO... > Registro o reproducción por medios ópticos, p.ej.... > G11B7/24044 (para almacenar modelos de interferencia ópticos, p.ej. hologramas; para almacenar datos en tres dimensiones, p.ej. almacenamiento de volumen (G11B 7/24038  tiene prioridad))

PDF original: ES-2453267_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de fabricación de una película holográfica La invención se refiere a un procedimiento de fabricación de una película holográfica, así como a una película holográfica que puede obtenerse mediante el procedimiento.

Las películas holográficas pueden fabricarse, por ejemplo, usando formulaciones de fotopolímeros especiales. Así, en el documento WO 2008/125199 A1, por ejemplo, se describe una formulación de fotopolímeros que contiene polímeros de matriz basados en poliuretano, un monómero de escritura a base de acrilato, así como fotoiniciadores. Si se endurece una capa de la formulación de fotopolímeros, en la matriz de poliuretano formada a este respecto se embeben de forma distribuida espacialmente isotrópicamente el monómero de escritura y los fotoiniciadores. De este modo se obtiene una película en la que pueden exponerse hologramas.

Esto puede realizarse mediante la superposición de dos fuentes de luz coherentes, formándose una estructura tridimensional en el medio, que se puede describir, en general, mediante una variación regional del índice de refracción (modulación del índice de refracción in) . Las estructuras de este tipo se denominan hologramas, que pueden describirse también como elementos ópticos difractivos. A este respecto, depende de la exposición especial a la luz, que forma funciones ópticas tales como un holograma.

Para los usos de formulaciones de fotopolímeros tiene un papel decisivo la modulación del índice de refracción in generado por la exposición holográfica en el fotopolímero. Para la exposición holográfica el campo de interferencia se proyecta a partir del haz de luz de señal y de referencia (en el caso más sencillo dos ondas planas) mediante la fotopolimerización local de, por ejemplo, acrilatos muy refractarios en sitios de mayor intensidad en el campo de interferencia en una rejilla de índice de refracción. La rejilla de índice de refracción en los fotopolímeros (el holograma) contiene toda la información del haz de luz de señal. Mediante la exposición a la luz del holograma solo con el haz de luz de referencia puede reconstruirse después, de nuevo, la señal. La intensidad de la señal reconstruida de este modo con respecto a la intensidad de la luz de referencia incidente se denomina eficacia de difracción, en adelante DE (Diffraction Efficiency) . En el caso más sencillo de un holograma, que se genera por la superposición de dos ondas planas, la DE se calcula mediante el cociente de la intensidad de la luz difractada en la reconstrucción y la suma de las intensidades de la luz de referencia incidente y la luz difractada. Cuanto mayor sea la DE, más eficaz es un holograma con respecto a la cantidad de luz de la luz de referencia que es necesaria para hacer la señal visible con una claridad fija.

Los acrilatos muy refractarios pueden producir rejillas de índice de refracción con amplitudes elevadas entre regiones con índice de refracción reducido y regiones con índice de refracción elevado y, con ello, posibilitar en las formulaciones de fotopolímeros hologramas con un DE alto y una in alta. Debe indicarse que el DE del producto depende de in y del espesor de la capa d de fotopolímeros. Cuando más grande sea el producto, mayor será la DE posible (para el holograma de reflexión) . La anchura del intervalo angular en el que el holograma, por ejemplo en el caso de iluminación monocromática es visible (reconstruido) depende solo del espesor de capa d. En caso de iluminación del holograma con, por ejemplo, luz blanca, la anchura del intervalo espectral que puede contribuir a la reconstrucción del holograma también depende solo del espesor de capa d. A este respecto, tiene validez que cuando más pequeño sea d, mayor será la anchura de aceptación correspondiente.

Si se producen hologramas claros y fácilmente visibles, se debe aspirar a una in alta y un espesor d reducido y, ciertamente, de modo que el DE sea lo más grande posible. Esto significa que cuanto mayor sea in, más espacio libre para la configuración del espesor de capa d para hologramas claros se logra sin pérdidas de DE. Por lo tanto, la optimización de in en caso de optimización de formulaciones de fotopolímeros cobra una importancia significativa (P. Haribaran, Optical Holography, 2ª edición, Cambridge University Press, 1996) .

Por lo tanto, se ha intentado hasta la fecha, mediante modificación de la composición de las formulaciones de fotopolímeros usadas para la fabricación de las películas holográficas, lograr una in lo más alta posible. De todas las maneras, se ha mostrado que las formulaciones de fotopolímeros desarrolladas en ensayos de laboratorio no se pueden usar sin problemas en parte significativos en la fabricación a gran escala de películas holográficas.

Un procedimiento de fabricación a gran escala de este tipo se describe, por ejemplo, en la solicitud de patente europea aún no publicada con el número de solicitud 09001952.2. En este procedimiento se aplica una formulación de fotopolímeros en un material de soporte y, a continuación, se seca a temperatura aumentada. De este modo se pueden obtener medio holográficos en forma de películas.

El documento WO03/014178 divulga un procedimiento de fabricación de medios holográficos, en el que una formulación de fotopolímeros que comprende polímeros de matriz de poliuretano, monómeros de escritura de acrilato y sistemas fotoiniciadores se aplica superficialmente como una capa en una lámina de soporte.

Cuando las formulaciones de fotopolímeros optimizadas en laboratorio para una in alta se usan en el procedimiento descrito anteriormente, se obtiene, por una parte, en muchos casos, películas que no presentan la estabilidad mecánica suficiente, de modo que se produce una compresión de la formulación de fotopolímero aplicada durante el enrollado en una bobina. Esto es particularmente desventajoso, debido a que las películas no pueden enrollarse de un modo no destructivo como bobinas.

Por otra parte, se pudieron fabricar, ciertamente, películas que presentan una estabilidad mecánica suficiente. De todas las maneras, los hologramas que se escriben en estas películas no presentan los valores de in altos deseados.

Por lo tanto, hasta la fecha no ha sido posible sin más fabricar a gran escala películas holográficas que presenten tanto la estabilidad mecánica necesaria y la capacidad de carga, y también que sean adecuadas para escribir hologramas con unos valores de in altos.

Un objetivo de la presente invención era, por lo tanto, proporcionar un procedimiento (a gran escala) , con el que pueden fabricarse películas holográficas que presenten la estabilidad mecánica y la capacidad de carga necesarias y que también que sean adecuadas para escribir hologramas con valores in altos.

Este objetivo se logra mediante un procedimiento de fabricación de una película holográfica, en el que i) se proporciona una formulación de fotopolímeros que comprende como componentes A) polímeros de matriz

B) monómeros de escritura C) sistema de fotoiniciadores D) opcionalmente un componente no fotopolimerizable E) y dado el caso catalizadores, estabilizadores de radicales, disolventes, aditivos, así como otros coadyuvantes y/o aditivos ii) la formulación de fotopolímeros se aplica superficialmente como película sobre un sustrato y

iii) la formulación de fotopolímeros se seca sobre el sustrato a una temperatura 60 < T < 120 °C,

seleccionándose como componentes para la formulación de fotopolímeros solo compuestos cuyos valores de TGA 95 sean > 100 °C y sean al menos 30 °C superiores a la temperatura T y se use una formulación de fotopolímeros con un módulo de meseta ≥ 30.000 Pa.

Por módulo de meseta, en... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la fabricación de películas holográficas, en el que

i) se proporciona ya una formulación de fotopolímeros que comprende como componentes A) polímeros de matriz

B) monómeros de escritura C) sistema de fotoiniciadores D) opcionalmente un componente no fotopolimerizable E) y dado el caso catalizadores, estabilizadores de radicales, disolventes, aditivos, así como otros coadyuvantes y/o aditivos ii) la formulación de fotopolímeros se aplica superficialmente como película sobre una lámina de soporte y iii) la formulación de fotopolímeros se seca sobre la lámina de soporte a una temperatura 60 < T < 120 °C,

seleccionándose como componentes para la formulación de fotopolímeros solo compuestos cuyos valores de TGA 95 sean > 100 °C y sea al menos el 30 °C superior a la temperatura T y se usa una formulación de fotopolímeros con un módulo de meseta ≥

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la formulación de fotopolímeros se seca a una temperatura de 70 < T < 100 °C.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por que se determinan los valores de TGA 95 de los componentes individuales, pesando una cantidad de la muestra del componente correspondiente de aproximadamente 10 mg en una cazoleta de aluminio con un volumen de 70 ml, introduciendo la cazoleta de alumino en un horno de una termobalanza, preferentemente una termobalanza TG50 de la empresa Mettler-Toledo, y midiendo a una velocidad de calentamiento constante del horno de 20 K/min la pérdida de masa de la muestra en la cazoleta de aluminio abierta, siendo la temperatura inicial del horno de 30 °C y la temperatura final de 600 °C, purgándose el horno durante la determinación con una corriente de nitrógeno con una intensidad de 200 ml/min y determinándose como valor de TGA 95 de los respectivos componentes la temperatura a la que tiene lugar una pérdida de masa de la muestra del 5 % en peso con respecto a la cantidad pesada inicialmente de la muestra.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que se usa una formulación de fotopolímeros con un módulo de meseta de ≥ 0, 03 MPa y ≤ 1 MPa, preferentemente de ≥ 0, 05 MPa y ≤ 1 MPa, de modo particularmente preferente de ≥ 0, 1 MPa y ≤ 1 MPa y de modo especialmente prerferente de ≥ 0, 1 MPa y ≤ 0, 6

MPa.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que después del secado de la etapa iii) se aplica sobre la película una lámina de recubrimiento.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado por que la película se enrolla conjuntamente con la lámina de recubrimiento.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que los polímeros de matriz son poliuretanos.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado por que los poliuretanos se pueden obtener haciendo reaccionar un componente de isocianato a) y un componente reactivo con isocianato b) .

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que los monómeros de escritura son acrilatos y/o met (acrilatos) .

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que como monómeros de escritura se usa una combinación a partir de un monómero de escritura monofuncional y uno multifuncional.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por que el monómero de escritura monofuncional tiene la fórmula general (II)

en la que R1, R2, R3, R4, R5, en cada caso independientemente uno de otro son un átomo de hidrógeno o de halógeno o un grupo alquilo C1-C6, trifluormetilo, alquil C1-C6-tio, alquil C1-C6-selenio, alquil C1-C6-teluro o nitro, con la condición de que al menos un sustituyente del grupo R1, R2, R3, R4, R5 no sea hidrógeno, R6, R7 sean en cada caso hidrógeno o un grupo alquilo C1-C6 y A sea un resto de alquilo C1-C6 saturado o insaturado o lineal o ramificado o un resto de poli (óxido de etileno) o un resto de poli (óxido de propileno) con, en cada caso, 2-6 unidades de repetición en la cadena de polímero; y el monómero de escritura monofuncional presenta preferentemente una temperatura vítrea TG < 0 °C y preferentemente un índice de refracción > 1, 50 a 405 nm.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 11 o 12, caracterizado por que el monómero de escritura 10 monofuncional tiene la fórmula general (III)

en la que es n ≥ 2 y n ≤ 4 y R8, R9 son hidrógeno y/o independientemente uno de otro restos orgánicos lineales, ramificados, cíclicos o heterocíclicos no sustituidos o dado el caso también sustituidos con heteroátomos y el monómero de escritura multifuncional presenta preferentemente un índice de refracción >1, 50 a 405 nm.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que la formulación de fotopolímeros contiene como aditivo uretanos como plastificantes, usándose preferentemente uretanos de la fórmula general (V)

en la que es n ≥ 1 y n ≤ 8 y R10, R11, R12 son hidrógeno y/o independientemente unos de otros restos orgánicos lineales, ramificados, cíclicos o heterocíclicos no sustituidos o dado el caso también sustituidos con heteroátomos , 20 estando sustituido preferentemente al menos uno de los restos R10, R11, R12 con al menos un átomo de flúor y de modo particularmente preferente R10 es un resto orgánico con al menos un átomo de flúor.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizado por que, a este respecto se llevan a cabo las etapas del procedimiento siguientes:

I. Transporte y dosificación, por una parte, del componente a) dado el caso en mezcla con uno o varios de los componentes B) , C) , D) y E) y, por otra parte, de forma separada al mismo, el componente b) dado el caso en mezcla con uno o varios de los componentes B) , C) , D) y E)

II. Desgasificado de las corrientes transportadas, dosificadas y, dado el caso, premezcladas según I)

III. Filtrado de la mezcla obtenida según II)

IV. Homogeneizado de la mezcla obtenida según III)

V. Desenrollado y pretratamiento del material soporte

VI. Recubrimiento del material de soporte con la mezcla obtenida según la etapa IV)

VII. Secado de la película recubierta según VI)

VIII. Laminado de la película recubierta obtenida según VII) 5 IX. Enrollado de la lámina de recubrimiento obtenida según VIII)

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por que la formulación de fotopolímeros se aplica mediante un procedimiento de presión sobre la lámina de soporte.

16. Película holográfica que puede obtenerse según un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 15.

17. Uso de la película holográfica según la reivindicación 16 como elementos ópticos, imágenes o para 10 representación o proyección de imágenes.