Procedimiento para la producción de una película holográfica.

Procedimiento para la producción de una película holográfica, en el que

i) se prepara una formulación de fotopolímero que comprende

A) polímeros de matriz como red amorfa

B) una combinación de un monómero de escritura monofuncional y un monómero de escrituramultifuncional,

C) un sistema fotoiniciador,

D) opcionalmente un componente no fotopolimerizable,

E) dado el caso catalizadores, estabilizadores de radicales, disolventes, aditivos así como otroscoadyuvantes y/o aditivos,

ii) se aplica la formulación de fotopolímero como película plana sobre un sustrato y

iii) se seca la película,

caracterizado porque se usa una formulación de fotopolímero con un módulo plateau G0 >0,03 MPa.

Procedimiento para la producción de una película holográfica La invención se refiere a un procedimiento para la producción de una película holográfica así como a la película holográfica que se obtiene según el procedimiento.

Las películas holográficas se pueden producir, por ejemplo, con ayuda de formulaciones fotopoliméricas especiales. De este modo, por ejemplo, se describe en el documento WO 2008/125199 A1 una formulación fotopolimérica que contiene los polímeros de matriz basados en poliuretano, un monómero de escritura basado en acrilato así como fotoiniciadores. Si se endurece una capa de la formulación de fotopolímero, se incluyen en la matriz de poliuretano formada a este respecto el monómero de escritura y los fotoiniciadores distribuidos espacialmente isotrópicamente.

De este modo se obtiene una película que puede ser proyectada en el holograma.

Esto puede realizarse mediante la superposición de dos fuentes de luz coherentes, formándose una estructura tridimensional en el medio, que puede describir en general una modificación regional del índice de refracción (modulación del índice de refracción Δn) . Tales estructuras se conocen como hologramas, que también pueden describirse como elementos ópticos difractivos. A este respecto esto depende de la irradiación especial que conforma las funciones ópticas de un holograma de este tipo.

Para las aplicaciones de formulaciones de fotopolímero juega un papel decisivo la modulación del índice de refracción Δn generado por la irradiación holográfica en el fotopolímero. En la irradiación holográfica se reproduce el campo de interferencia del haz de luz de señal y del haz de luz de referencia (en el caso más sencillo la segunda onda plana) mediante la fotopolimerización local, por ejemplo, de acrilatos de alto índice de refracción en zonas de 20 mayor intensidad en el campo de interferencia en una rejilla de índice de refracción. La rejilla de índice de refracción en fotopolímeros (el holograma) contiene toda la información del haz de luz de señal. Mediante irradiación del holograma solo se puede reconstruir de nuevo con el haz de luz de referencia la señal. La fuerza de la señal así reconstruida en relación a la fuerza de la luz de referencia incidente se conoce como eficiencia de difracción, en lo sucesivo DE como eficiencia de difracción. En el caso más sencillo de un holograma que se genera del

solapamiento de dos ondas plantas resulta la DE del cociente de la intensidad de la luz difractada en la reconstrucción y de la suma de intensidades de luz de referencia incidente y luz difractada. Cuanto mayor es la DE tanto más eficiente es un holograma en relación a la cantidad de luz de la luz de referencia que es necesaria para hacer la señal visible con un brillo sólido.

Los acrilatos de alto índice de refracción tienen capacidad de generar rejillas de índice de refracción con mayor

amplitud entre zonas con bajo índice de refracción y zonas con alto índice de refracción y con ello posibilitar en formulaciones de fotopolímeros hologramas con altos DE y altos Δn. A este respecto se tiene que observar que la DE depende del producto de Δn y del espesor de capa de fotopolímero d. Cuanto mayor sea el producto tanto mayor la DE posible (para hologramas de reflexión) . La anchura del intervalo angular en el que es visible el holograma, por ejemplo, en iluminación monocromática (reconstruido) depende solo del espesor de capa d. Con iluminación del

holograma, por ejemplo, con luz blanca puede contribuir la anchura del campo espectral a la reconstrucción del holograma al igual que la anchura de capa d. A este respecto es válido que cuanto menor sea d tanto mayor la anchura de aceptación respectiva.

Si se producen hologramas claros y fácilmente visibles puede pretenderse un Δn elevado y un menor espesor d y así en concreto hacer que DE sea lo más alta posible. Esto significa que cuanto mayor es Δn tanto más espacio libre para la configuración del espesor de capa d se consigue para hologramas claros sin pérdida de DE. Por tanto llega a tomar una relevancia sobresaliente la optimización de Δn en la optimización de formulaciones de fotopolímero (P. Hariharan, Optical Holography, 2ª edición, Cambridge University Press, 1996) .

Por tanto se ha investigado hasta ahora llegar mediante cambio de la composición de las formulaciones de fotopolímero usadas para la producción de películas holográficas a un Δn lo más elevado posible. Sin embargo ha 45 resultado que las formulaciones de fotopolímero desarrolladas en el laboratorio no se pueden usar sin problemas considerables para la producción a escala industrial de películas holográficas.

Un procedimiento de producción de este tipo a escala industrial 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 fotopolímero sobre un material soporte y a continuación se seca a una temperatura elevada. De este modo se 50 pueden obtener medios holográficos en forma de películas.

Si se usan las formulaciones de fotopolímero optimizadas para una Δn elevada en el ensayo de laboratorio en el procedimiento descrito anteriormente, se obtienen en muchos casos películas sobre las que la formulación de fotopolímero no presenta suficiente estabilidad mecánica. Esto es particularmente desventajoso ya que las películas no se pueden enrollar como rollos. De este modo puede darse, por ejemplo, un desplazamiento del fotopolímero en 55 caso de presión mediante la lámina protectora o la pegajosidad del fotopolímero es demasiado grande, de modo que en la retirada de la lámina protectora, como puede ser necesario para la irradiación holográfica, se destruye la capa de fotopolímero o al menos su superficie.

Por tanto no es posible hasta ahora sin más usar formulaciones de laboratorio para la producción a escala industrial de películas holográficas.

Por tanto el objetivo de la presente invención fue especificar un procedimiento (a escala industrial) con cuya ayuda se pudieran preparar películas holográficas con una estabilidad mecánica suficiente, que en particularse pudieran 5 enrollar como rollos.

Este objetivo se consigue mediante un procedimiento para la producción de una película holográfica, en el que i) se prepara una formulación de fotopolímero que comprende A) polímeros de matriz como red amoría B) una combinación de un monómero de escritura monofuncional y un monómero de escritura 10 multifuncional,

C) un sistema fotoiniciador,

D) opcionalmente un componente no fotopolimerizable,

E) dado el caso catalizadores, estabilizadores de radicales, disolventes, aditivos así como otros coadyuvantes y/o aditivos,

ii) se aplica la formulación de fotopolímero como película plana sobre un sustrato y

iii) se seca la película,

usándose una formulación de fotopolímero con un módulo plateau ≥ 0, 03 MPa.

Se ha encontrado que se pueden producir películas holográficas con capacidad de enrollamiento, estables mecánicamente, si se usa una formulación fotopolimérica que presenta un módulo plateau ≥ 0, 03 MPa.

Por módulo plateau en el sentido de la presente solicitud se entiende la parte real del módulo de cizallamiento complejo (también denominado módulo de almacenamiento) de la formulación de fotopolímero no irradiado.

Preferiblemente se puede usar una formulación de fotopolímero con un módulo plateau ≥ 0, 03 MPa y ≤ 1 MPa, preferiblemente de ≥ 0, 05 MPa y ≤ 1 MPa, con especial preferencia de ≥ 0, 1 MPa y ≤ 1 MPa y con particular preferencia de ≥ 0, 1 MPa y ≤ 0, 6 MPa.

Según otra forma de realización preferida de la invención se prevé que tras el secado en la etapa iii) se pueda aplicar sobre la película una lámina de revestimiento. A continuación se puede enrollar la película preferiblemente junto con la lámina de revestimiento.

El módulo plateau de la formulación de fotopolímero se puede determinar de forma particular, midiendo el módulo de cizallamiento complejo de la formulación de fotopolímero en un reómetro de oscilación en geometría placa-placa. De 30 forma particular si el componente de matriz A comprende componentes reactivos (por ejemplo, un sistema de 2 componentes) , puede realizarse el desarrollo temporal del módulo de cizallamiento de la formulación de fotopolímero durante el tiempo del endurecimiento del componente de matriz, en cuyo extremo resulta el módulo plateau como parte real del módulo de cizallamiento complejo. Por motivos de realización más sencilla... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la producción de una película holográfica, en el que i) se prepara una formulación de fotopolímero que comprende A) polímeros de matriz como red amoría

B) una combinación de un monómero de escritura monofuncional y un monómero de escritura multifuncional, C) un sistema fotoiniciador, D) opcionalmente un componente no fotopolimerizable, E) dado el caso catalizadores, estabilizadores de radicales, disolventes, aditivos así como otros coadyuvantes y/o aditivos, ii) se aplica la formulación de fotopolímero como película plana sobre un sustrato y iii) se seca la película, caracterizado porque se usa una formulación de fotopolímero con un módulo plateau G0 > 0, 03 MPa.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se usa una formulación de fotopolímero con un módulo plateau ≥ 0, 03 MPa y ≤ 1 MPa, preferiblemente ≥ 0, 05 MPa y ≤ 1 MPa, con especial preferencia de ≥ 0, 1 MPa y ≤ 1 MPa y con particular preferencia ≥ 0, 1 MPa y ≤ 0, 6 MPa.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque tras el secado en la etapa iii) se aplica sobre la película una lámina de revestimiento.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque la película se enrolla junto con la lámina de 20 revestimiento.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el módulo plateau de la formulación de fotopolímero se determina midiendo en un reómetro de oscilación la dureza de la matriz como sigue:

• Modo de medida oscilación con una frecuencia circular ω0 constante de 10 rad/s y una amplitud de deformación regulada de 1 %.

• Ajuste de temperatura a 50° C, regulación de fuerza normal a 0 Newton • Registro del módulo de almacenamiento G' frente al tiempo de medida hasta que se consiguió un valor Gmax constante de G' o como máximo durante 3 horas. Este valor se toma como módulo plateau G0.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los polímeros de matriz son poliuretanos.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los monómeros de escritura son acrilatos y/o met (acrilatos) .

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque como monómeros de escritura se usa una combinación de un monómero de escritura monofuncional y uno multifuncional.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el monómero de escritura monofunional tiene la 35 fórmula general (III) en la que R1, R2, R3, R4, R5 son respectivamente independientemente unos de otros un átomo de hidrógeno o de halógeno o un grupo alquilo C1-C6, trifluorometilo, alquil C1-C6-tio, alquil C1-C6-seleno-, 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 respectivamente hidrógeno o un grupo alquilo C1-C6 y A un resto 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) respectivamente con 2 a 6 unidades de repetición en la cadena polimérica, y el monómero de escritura monofuncional presenta preferiblemente una temperatura de transición vítrea TG < 0° C y preferiblemente un índice de refracción > 1, 50 a 405 nm.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizado porque el monómero de escritura multifuncional presenta la fórmula general (IV)

en la que n ≥ 2 y n ≤ 4 y R8, R9 son hidrogeno 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 preferiblemente un índice de refracción > 1, 50 a 405 nm.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la formulación de fotopolímero contiene como plastificante uretanos, estando sustituidos los uretanos preferiblemente con al menos un átomo de flúor.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque como plastificantes se usan uretanos de fórmula general (V)

en la que n ≥ 1 y n ≤ 8 y R10, R11, R12 son hidrogeno y/o independientemente uno de otro restos orgánicos lineales, ramificados, cíclicos o heterocíclicos no sustituidos o dado el caso también sustituidos con heteroátomos, en donde preferiblemente al menos uno de los restos R10, R11, R12 está sustituido con al menos un átomo de flúor y con especial preferencia R10 es un resto orgánico con al menos un átomo de flúor.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el sistema fotoiniciador 25 comprende un colorante aniónico, catiónico o neutro y un coiniciador.

14. Medio holográfico que se pueda obtener según un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13.

Figura 1:

Figura 2: Figura 3:

Figura 4: