EP4483367A1 - Triarylalkyl borate salts as coinitiators in nir photopolymer compositions - Google Patents
Triarylalkyl borate salts as coinitiators in nir photopolymer compositionsInfo
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- EP4483367A1 EP4483367A1 EP23709917.1A EP23709917A EP4483367A1 EP 4483367 A1 EP4483367 A1 EP 4483367A1 EP 23709917 A EP23709917 A EP 23709917A EP 4483367 A1 EP4483367 A1 EP 4483367A1
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Definitions
- Triarylalkyl borate salts as coinitiators in NIR photopolymer compositions
- the invention relates to photopolymer compositions using selected triarylalkylborate salts as coinitiators, photopolymer compositions with a selected oxidation potential, and holographic media and holograms produced therefrom, and also to a method for producing a holographic medium using the special photopolymer composition including the special coinitiators and a holographic Medium obtainable using the photopolymer composition according to the invention. Furthermore, the invention relates to a layer structure comprising a holographic medium according to the invention and likewise special triarylalkyl borate salts suitable as coinitiators. Furthermore, a method for calculating the oxidation potential against the saturated calomel electrode in acetonitrile of the special coinitiators is presented. Furthermore, a process for preparing the specific coinitiators and the coinitiators obtainable by this process are described.
- Photopolymer compositions incorporating general forms of triarylalkyl borate salts are known in the art.
- WO 2008/125229 describes a photopolymer composition and a photopolymer obtainable therefrom, which comprise polyurethane matrix polymers, an acrylate-based writing monomer and photoinitiators comprising a coinitiator and a dye.
- the refractive index modulation ⁇ n generated by the holographic exposure plays the decisive role.
- the interference field from the signal and reference light beam (in the simplest case, that of two plane waves) is mapped into a refractive index grating by the local photopolymerization of writing monomers such as high-index acrylates at locations of high intensity in the interference field.
- the refractive index grating in the photopolymer contains all the information of the signal light beam.
- the signal can be reconstructed by illuminating the hologram only with the reference light beam.
- the strength of the signal reconstructed in this way in relation to the strength of the incident reference light is called diffraction efficiency, hereinafter DE, for diffraction efficiency.
- the DE results from the quotient of the intensity of the light diffracted during the reconstruction and the sum of the intensities from the non-diffracted and diffracted light.
- the matrix polymers and the writing monomers of a photopolymer composition should always be selected in such a way that their refractive indices differ as much as possible.
- One possibility for realization is matrix polymers with the lowest possible and To use writing monomers with the highest possible refractive index.
- Suitable matrix polymers with a low refractive index are, for example, polyurethanes obtainable by reacting a polyol component with a polyisocyanate component.
- holographic media made from photopolymer compositions that the matrix polymers in the finished medium are highly crosslinked. If the degree of crosslinking is too low, the medium does not have sufficient stability. This can result in the quality of holograms written in the media degrading significantly and changing over time, which is undesirable. In the worst case, the holograms can even be destroyed afterwards.
- the photopolymer films which contain the photopolymer composition have a large processing window and can be exposed without loss of index modulation.
- the choice of a suitable photoinitiator is particularly important for the properties of the photopolymer.
- Very suitable photoinitiators for photopolymer films of the type mentioned can consist of type II photoinitiators.
- triaryl alkyl borate salts as coinitiators can be combined with suitable sensitizers, such as cationic, anionic, or neutral dyes, as a photoinitiating system (PIS) such that visible or near-infrared light can trigger radical photopolymerization of suitable monomers can.
- PIS photoinitiating system
- NIR near infrared
- PIS have already been used in photopolymers and holographic media and their advantages have been described.
- cationic NIR dyes such as the NIR dye of formula (1) described, which together with the triphenylbutylborate anion a PIS for photocurable materials can be used.
- This application also shows the tri(p-anisyl)butylborate anion or the tri(l-naphthyl)butylborate anion as suitable coinitiators for PIS with cationic NIR dyes.
- R 206 is hydrogen, halogen, C 1 - to C 4 -alkyl, C 1 - to C 4 -alkoxy or NR 212 R 213 ,
- R 201 to R 204 and R 210 to R 213 are each independently hydrogen, C 1 - to C 16 - alkyl, C 4 - to C 7 -cycloalkyl, C 7 - to C 16 -aralkyl, C 6 - to C 10 -Aryl or a heterocyclic radical,
- NR 201 R 202 , NR 203 R 204 , NR 210 R 211 and NR 212 R 213 independently represent a five- or six-membered saturated ring attached via N, which may additionally contain an N or O and/or be substituted by nonionic radicals can be,
- R 207 to R 209 independently of one another are hydrogen, C 1 - to C 16 -alkyl, C 4 - to C 7 -cycloalkyl, C 7 - to C 16 -aralkyl, C 6 - to C 10 -aryl, halogen or Are cyano, the two optional bridging groups X 1 and X 2 are independently SiR 214 R 215 , CR 216 R 217 or O and
- R 214 to R 217 independently represent hydrogen or C 1 - to C 4 -alkyl
- the matrix polymer a) can be any matrix polymer a) which a person skilled in the art would select for the photopolymer composition according to the invention.
- Suitable matrix polymers a) of the photopolymer composition can, in particular, be crosslinked and particularly preferably three-dimensionally crosslinked.
- the matrix polymers a) are polyurethanes, it being possible for the polyurethanes to be obtainable in particular by reacting at least one polyisocyanate component a1) with at least one isocyanate-reactive component all).
- the polyisocyanate component a1) preferably comprises at least one organic compound having at least two NCO groups. These organic compounds can in particular be monomeric di- and triisocyanates, polyisocyanates and/or NCO-functional prepolymers.
- the polyisocyanate component a1) can also contain or consist of mixtures of monomeric di- and triisocyanates, polyisocyanates and/or NCO-functional prepolymers.
- monomeric di- and triisocyanates All compounds well known per se to the person skilled in the art or mixtures thereof can be used as monomeric di- and triisocyanates. These compounds can have aromatic, araliphatic, aliphatic or cycloaliphatic structures. In minor amounts, the monomeric di- and triisocyanates can also include monoisocyanates, i.e. organic compounds with an NCO group.
- Suitable monomeric di- and triisocyanates are 1,4-butane diisocyanate, 1,5-pentane diisocyanate, 1,6-hexane diisocyanate (hexamethylene diisocyanate, HDI), 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate and/or 2,4, 4-trimethylhexamethylene diisocyanate (TMDI), isophorone diisocyanate (IPDI), l,8-diisocyanato-4-(isocyanatomethyl)octane, bis-(4,4'-isocyanatocyclohexyl)methane and/or bis-(2',4-isocyanatocyclohexyl) Methane and / or mixtures of any isomer content, 1, 4-cyclohexane diisocyanate, the isomeric bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 2,4- and / or 2,6-diisocyana
- Suitable polyisocyanates are compounds with urethane, urea, carbodiimide, acylurea, amide, isocyanurate, allophanate, biuret, oxadiazinetrione, uretdione and/or iminooxadiazine dione structures, which are composed of the aforementioned di- or Triisocyanates are available.
- the polyisocyanates are particularly preferably oligomerized aliphatic and/or cycloaliphatic di- or triisocyanates, it being possible in particular to use the above aliphatic and/or cycloaliphatic di- or triisocyanates.
- Suitable prepolymers contain urethane and/or urea groups and, if appropriate, other structures resulting from modification of NCO groups, as mentioned above.
- Prepolymers of this type are obtainable, for example, by reacting the abovementioned monomeric di- and triisocyanates and/or polyisocyanates all) with isocyanate-reactive compounds all1).
- Alcohols, amino or mercapto compounds, preferably alcohols, can be used as isocyanate-reactive compounds alll).
- these can be polyols.
- Polyester, polyether, polycarbonate, poly(meth)acrylate and/or polyurethane polyols can very particularly preferably be used as the isocyanate-reactive compound alll).
- Suitable polyester polyols are, for example, linear polyester diols or branched polyester polyols, which can be obtained in a known manner by reacting aliphatic, cycloaliphatic or aromatic dicarboxylic or polycarboxylic acids or their anhydrides with polyhydric alcohols having an OH functionality of ⁇ 2.
- suitable di- or polycarboxylic acids are polybasic carboxylic acids such as succinic, adipic, suberic, sebacic, decanedicarboxylic, phthalic, terephthalic, isophthalic, tetrahydrophthalic or trimellitic acid and acid anhydrides such as phthalic, trimellitic or succinic anhydride or any mixtures thereof with one another.
- the polyester polyols can also be based on natural raw materials such as castor oil. It is also possible for the polyester polyols to be based on homopolymers or copolymers of lactones, which are preferably formed by addition of lactones or lactone mixtures such as butyrolactone, ⁇ -caprolactone and/or methyl- ⁇ -caprolactone onto hydroxy-functional compounds such as polyhydric alcohols with an OH functionality ⁇ 2 can be obtained, for example, of the type mentioned below.
- suitable alcohols are all polyhydric alcohols such as the C 2 -C 12 diols, the isomeric cyclohexanediols, glycerol or any mixtures thereof with one another.
- Suitable polycarbonate polyols can be obtained in a manner known per se by reacting organic carbonates or phosgene with diols or diol mixtures.
- Suitable organic carbonates are dimethyl, diethyl and diphenyl carbonate.
- Suitable diols or mixtures include the polyhydric alcohols mentioned per se in the context of the polyester segments with an OH functionality ⁇ 2, preferably 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and/or 3-methylpentanediol. Polyester polyols can also be converted into polycarbonate polyols.
- Suitable polyether polyols are, if appropriate, block-wise polyaddition products of cyclic ethers onto OH- or NH-functional starter molecules.
- Suitable cyclic ethers are styrene oxide, ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran, butylene oxide, epichlorohydrin and any mixtures thereof.
- polyhydric alcohols mentioned per se in the context of the polyester polyols with an OH functionality ⁇ 2 and primary or secondary amines and amino alcohols can be used as starters.
- Preferred polyether polyols are those of the aforementioned type based exclusively on propylene oxide or random or block copolymers based on propylene oxide with other 1-alkylene oxides.
- Propylene oxide homopolymers and random or block copolymers which have oxyethylene, oxypropylene and/or oxybutylene units are particularly preferred, with the proportion of oxypropylene units based on the total amount of all oxyethylene, oxypropylene and oxybutylene units being at least 20% by weight at least 45% by weight.
- oxypropylene and oxybutylene include all the respective linear and branched C 3 and C 4 isomers.
- low molecular weight i.e. with molecular weights ⁇ 500 g/mol
- short-chain i.e. containing 2 to 20 carbon atoms, aliphatic, araliphatic or cycloaliphatic di-, tri- or polyfunctional alcohols are also suitable as components of the polyol component alll) as polyfunctional, isocyanate-reactive compounds.
- 2-ethyl-2-butylpropanediol trimethylpentanediol, position isomeric diethyloctanediols, cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,6-hexanediol, 1,2- and 1,4-cyclohexanediol, hydrogenated bisphenol A, 2,2- Bis(4-hydroxycyclohexyl)propane or 2,2-dimethyl-3-hydroxypropionic acid, 2,2-dimethyl
- triols are trimethylolethane, trimethylolpropane or glycerol.
- Suitable higher-functional alcohols are di-(trimethylolpropane), pentaerythritol, dipentaerythritol or sorbitol.
- the polyol component is a difunctional polyether, polyester or a polyether-polyester-block-copolyester or a polyether-polyester-block copolymer with primary OH functions.
- alll) amines as isocyanate-reactive compounds.
- suitable amines are ethylenediamine, propylenediamine, diaminocyclohexane, 4,4'-dicyclohexylmethanediamine, isophoronediamine (IPDA), difunctional polyamines such as Jeffamine®, amine-terminated polymers, in particular with number-average molar masses ⁇ 10,000 g/mol. Mixtures of the aforementioned amines can also be used.
- alll) amino alcohols as isocyanate-reactive compounds.
- suitable amino alcohols are the isomeric aminoethanols, the isomeric aminopropanols, the isomeric aminobutanols and the isomeric aminohexanoie or any mixtures thereof.
- the isocyanate-reactive compounds alll have a number-average molar mass of ⁇ 200 and ⁇ 10,000 g/mol, more preferably ⁇ 500 and ⁇ 8000 g/mol and very particularly preferably ⁇ 800 and ⁇ 5000 g/mol.
- the OH functionality of the polyols is preferably from 1.5 to 6.0, particularly preferably from 1.8 to 4.0.
- the prepolymers of the polyisocyanate component a1) can in particular have a residual content of free monomeric di- and triisocyanates of ⁇ 1% by weight, particularly preferably ⁇ 0.5% by weight and very particularly preferably ⁇ 0.3% by weight.
- the polyisocyanate component a1) may contain all or part of an organic compound whose NCO groups have been reacted in whole or in part with blocking agents known from coating technology.
- blocking agents are alcohols, lactams, oximes, malonic esters, pyrazoles and amines, such as butanone oxime, diisopropylamine, diethyl malonate, acetoacetic ester, 3,5-dimethylpyrazole, s-caprolactam or mixtures thereof.
- the polyisocyanate component a1) comprises compounds with aliphatically bonded NCO groups, aliphatically bonded NCO groups being understood as meaning groups which are bonded to a primary carbon atom.
- the isocyanate-reactive component all) preferably comprises at least one organic compound which has on average at least 1.5 and preferably 2 to 3 isocyanate-reactive groups. In the context of the present invention, hydroxy, amino or mercapto groups are considered to be preferred as isocyanate-reactive groups.
- the isocyanate-reactive component can in particular comprise compounds which have on average at least 1.5 and preferably 2 to 3 isocyanate-reactive groups.
- the writing monomer b) can be any writing monomer that one skilled in the art would select for the photopolymer composition according to the invention.
- the writing monomer b) preferably comprises or consists of at least one monofunctional and/or one multifunctional writing monomer. More preferably, the writing monomer b) can comprise or consist of at least one monofunctional and/or one multifunctional (meth)acrylate writing monomer. Very particularly preferably, the writing monomer can comprise or consist of at least one monofunctional and/or one multifunctional urethane (meth)acrylate.
- Suitable acrylate writing monomers are, in particular, compounds of the general formula (IV) where m ⁇ land m ⁇ 4 and R 5 is a linear, branched, cyclic or heterocyclic unsubstituted or optionally substituted with heteroatoms organic radical and / or R 6 is hydrogen, a linear, branched, cyclic or heterocyclic unsubstituted or counter is also an organic radical substituted with heteroatoms.
- R 6 is particularly preferably hydrogen or methyl and/or R 5 is a linear, branched, cyclic or heterocyclic organic radical which is unsubstituted or optionally also substituted with heteroatoms.
- esters of acrylic acid or methacrylic acid are referred to as acrylates or methacrylates.
- acrylates or methacrylates examples include phenyl acrylate, phenyl methacrylate, phenoxyethyl acrylate, phenoxyethyl methacrylate, phenoxyethoxyethyl acrylate, phenoxyethoxyethyl methacrylate, phenylthioethyl acrylate, phenylthioethyl methacrylate, 2-naphthyl acrylate, 2-naphthyl methacrylate, 1,4-bis-(2-thionaphthyl)-2-butyl acrylate , 1,4-bis-(2-thionaphthyl)-2-butyl methacrylate, bisphenol A diacrylate, bisphenol A dimethacrylate, and their ethoxylated analogues or N-carbazoly
- urethane acrylates are understood as meaning compounds having at least one acrylic acid ester group and at least one urethane bond. Such compounds can be obtained, for example, by reacting a hydroxy-functional acrylate or methacrylate with an isocyanate-functional compound.
- isocyanate-functional compounds that can be used for this purpose are monoisocyanates and the monomeric diisocyanates, triisocyanates and/or polyisocyanates mentioned under a1).
- examples suitable monoisocyanates are phenyl isocyanate, the isomeric methylthiophenyl isocyanates.
- Di-, tri- or polyisocyanates are mentioned above, as well as triphenylmethane-4,4',4"-triisocyanate and tris(p-isocyanatophenyl)thiophosphate or their derivatives with urethane, urea, carbodiimide, acylurea, isocyanurate , allophanate, biuret, oxadiazinetrione, uretdione, iminooxadiazinedione structure and mixtures thereof.
- Aromatic di-, tri- or polyisocyanates are preferred.
- hydroxy-functional acrylates or methacrylates for the production of urethane acrylates are compounds such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, polyethylene oxide mono(meth)acrylates, polypropylene oxide mono(meth)acrylates, polyalkylene oxide mono(meth)acrylates, poly(s- caprolactone) mono(meth)acrylates, such as Tone® M100 (Dow, Schwalbach, DE), 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 3-hydroxy-2,2-dimethylpropyl (Meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, acrylic acid (2-hydroxy-3-phenoxypropyl ester), the hydroxy-functional mono-, di- or tetraacrylates of polyhydric alcohols such as trimethylolpropane, glycerol, pentaerythritol, dipentaerythritol, ethoxylated, propoxylated or alk
- the known hydroxyl-containing epoxy (meth)acrylates with OH contents of 20 to 300 mg KOH/g or hydroxyl-containing polyurethane (meth)acrylates with OH contents of 20 to 300 mg KOH/g or acrylated polyacrylates can also be used with OH contents of 20 to 300 mg KOH/g and mixtures thereof with one another and mixtures with hydroxyl-containing unsaturated polyesters and mixtures with polyester (meth)acrylates or mixtures of hydroxyl-containing unsaturated polyesters with polyester (meth)acrylates.
- urethane acrylates obtainable from the reaction of tris (p-isocyanatophenyl) thiophosphate and / or m-methylthiophenyl isocyanate with alcohol-functional acrylates such as hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate and / or hydroxybutyl (meth) acrylate or reaction Products of 2-isocyanatoethyl acrylate and/or 2-isocyanatoethyl methacrylate and/or 1,1-(bisacryloyloxymethyl)ethyl isocyanate with optionally substituted naphthols.
- alcohol-functional acrylates such as hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate and / or hydroxybutyl (meth) acrylate or reaction Products of 2-isocyanatoethyl acrylate and/or 2-isocyanatoethyl methacrylate
- the writing monomer b) may contain other unsaturated compounds such as ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acid derivatives such as maleates, fumarates, maleimides, acrylamides, vinyl ethers, propenyl ethers, allyl ethers and dicyclopentadienyl units, and olefinically unsaturated compounds such as e.g. styrene, ⁇ -methyl styrene, vinyl toluene and / or olefins, comprises or consists of.
- unsaturated carboxylic acid derivatives such as maleates, fumarates, maleimides, acrylamides, vinyl ethers, propenyl ethers, allyl ethers and dicyclopentadienyl units
- olefinically unsaturated compounds such as e.g. styrene, ⁇ -methyl styrene, vinyl toluene and / or olefins,
- the at least one photoinitiator system c) can be any photoinitiator system that a person skilled in the art would select for the photopolymer composition according to the invention.
- Photoinitiators of Component c) are usually compounds which can be activated by actinic radiation and can trigger polymerization of the writing monomers.
- Photoinitiators can be divided into unimolecular (type 1) and bimolecular (type II) initiators. Furthermore, depending on their chemical nature, they are divided into photoinitiators for free-radical, anionic, cationic or mixed types of polymerization.
- Type I photoinitiators for radical photopolymerization generate free radicals by unimolecular bond cleavage upon irradiation.
- type 1 photoinitiators are triazines, oximes, benzoin ethers, benzil ketals, bisimidazoles, aroylphosphine oxides, sulfonium and iodonium salts.
- Type II photoinitiators for radical polymerization consist of a dye as a sensitizer and a coinitiator and undergo a bimolecular reaction when irradiated with light matched to the dye. First, the dye absorbs a photon and transfers energy from an excited state to the coinitiator. This releases the polymerization-initiating radicals by electron or proton transfer or direct hydrogen abstraction.
- Type II photoinitiators are preferably used.
- Such photoinitiator systems are described in principle in EP 0 223 587 A and preferably consist of a mixture of one or more dyes.
- pentamethine cyanine and heptamethine cyanine dyes are understood and preferred as cationic NIR dyes.
- Such dyes are, for example, in H. Bemeth in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Azine Dyes, Wiley-VCH Verlag, 2008, H. Bemeth 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, 2,000.
- Pentamethine cyanine and heptamethine cyanine dyes are particularly preferred.
- the anions described in WO 2012062655 are preferably used as anions.
- the anion An- of the dye has an AClogP in the range from 1 to 30, particularly preferably in the range from 1 to 12 and particularly preferably in the range from 1 to 6.5.
- the AClogP is based on J. Comput. help Mol. Des. 2005, 19, 453; Virtual Computational Chemistry Laboratory, http://www.vcclab.org.
- the at least one dye has the structure of formula (II), wherein
- R 205 is hydrogen, C 1 - to C 4 -alkyl, or NR 210 R 211 ,
- R 206 is hydrogen, C 1 - to C 4 -alkyl, or NR 212 R 213 ,
- R 201 to R 204 and R 210 to R 213 are each independently hydrogen, methyl, ethyl, propyl, butyl, chloroethyl, cyanomethyl, cyanoethyl, methoxyethyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclohexylmethyl, benzyl, phenyl, tolyl, anisyl or chlorophenyl or
- NR 201 R 202 , NR 203 R 204 , NR 210 R 211 and NR 212 R 213 independently represent pyrrolidino, piperidino, morpholino or N-methylpiperazino,
- R 207 to R 209 are hydrogen and the two optional bridging groups X 1 and X 2 are independently SiMe 2 or O.
- the at least one dye has a structure of the formula (XVX): wherein R 201 to R 204 and R 210 to R 213 are each independently hydrogen or methyl, ethyl, propyl or butyl.
- the at least one dye of the formula (1) or formula (XVX) present has an organically substituted sulfonate as anion (An-).
- the at least one coinitiator is a triarylalkyl borate salt.
- the coinitiator contains a triarylalkyl borates according to formula (III) which have a calculated oxidation potential between 1.01 V vs. SCE and 1.31 V vs. SCE in acetonitrile and wherein
- A is a methylene group or an arbitrarily substituted methine group which can optionally form a ring with up to 10 members with R 10 ,
- R 100 is hydrogen or a C 1 - to C 20 -alkyl, C 3 - to C 20 -alkenyl, C 3 - to C 20 -, optionally substituted by hydroxy and/or alkoxy and/or acyloxy and/or halogen, C 3 - to C 20 - alkynyl, C 5 - to C 7 -cycloalkyl or C 7 - to C 13 -aralkyl radical,
- R 101 , R 102 , and R 103 each represent up to five independently selected radicals from C 1 - to C 20 -alkyl-, C 3 - to C 5 -alkenyl-, C 3 - to C 5 -alkynyl-, C C 5 - to C 7 -cycloalkyl or C 7 - to C 13 -aralkyl, halogen, cyano, trifluoromethyl, trichloromethyl, difluoromethyl, dichloromethyl, trifluoromethylthioyl, trichloromethylthioyl, C 1 - to C 12 -alkoxy, Trifluoromethoxy, trichloromethoxy, C 1 - to C 12 -alkylthioyl, thioyl, difluoromethoxy, difluoromethylthioyl, carboxyl, carbonyl, 2-, 3-, or 4-pyridyl, or aryl radicals substituted in any way, or are hydrogen
- R 100 is C 1 - to C 20 -alkyl, C 5 - to C 7 -cycloalkyl, or C 7 - to C 13 - aralkyl and R 101 , R 102 , and R 103 are each one to two independently selected radicals from C 1 - to C 4 -alkyl, halogen, cyano, trifluoromethyl, C 1 - to C 4 -alkoxy or any substituted aryl radicals or hydrogen. At least one radical selected from the radicals R 101 , R 102 , and R 103 is preferably not hydrogen.
- the two radicals are preferably in the meta position and para position relative to the B atom on the aromatic compound.
- A is preferably a methylene group.
- R 100 is C 3 to C 5 alkyl, preferably A is methylene, and at least one of R 101 , R 102 , and R 103 is one to two ,
- independently selected radicals from C 1 - to C 4 alkyl radicals and halogen substituents preferably at least R 102 and / or R 103 independently selected halogen substituents, with halogen substituents next to Halogen radicals such as Cl radical or F radical also trihaloalkyl radicals, especially trihalomethyl radicals and trihaloethyl radicals, especially trifluoromethyl radicals and trichloromethyl radicals.
- R 100 is a C 3 - to C 12 -alkyl radical
- R 101 , R 102 , and R 103 are each independently one to two, in meta - or para-position radicals selected from the group consisting of C 1 - to C 4 -alkyl radicals and halogen substituents, preferably at least R 102 and / or R 103 for a halogen substituent.
- the two radicals are preferably in the meta position and para position to the B atom.
- A is preferably a methylene group.
- the triarylalkyl borates shown below are very particularly preferred, where K + is in each case any organocation based on nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur or iodine:
- the organocation K + of the triarylalkyl borate salt is a nitrogen or phosphorus based mono or divalent cation, preferably is a nitrogen based mono or divalent cation, most preferably is a monovalent ammonium cation
- K + can be an organocation of valency n based on nitrogen, such as ammonium ions, pyridinium ions, pyridazinium ions, pyrimidinium ions, pyrazinium ions, imidazolium ions, pyrrolidinium ions, which optionally have other functional groups such as ethers in one or more side chains Wear esters, amides and / or carbamates and can also be present in oligomeric or polymeric or bridging form.
- nitrogen such as ammonium ions, pyridinium ions, pyridazinium ions, pyrimidinium ions, pyrazinium ions, imidazolium ions, pyrrolidinium ions, which optionally have other functional groups such as ethers in one or more side chains Wear esters, amides and / or carbamates and can also be present in oligomeric or polymeric or bridging form.
- K + is an organocation of valency n based on oxygen, such as any substituted pyrylium cation, which can also be present in fused form, such as in benzopyrylium, flavylium, or naphthoxanthenium cation, or a polymeric cation with the substitution patterns mentioned.
- K + is an n-valency organocation based on sulfur, such as an onium compound of sulfur, the same or different optionally substituted C 4 - to C 14 -alkyl, C 6 - to C C 10 -aryl, C 7 - to C 12 - arylalkyl or C 5 - to C 6 -cycloalkyl radicals and / or oligomeric or polymeric recurring connecting units to form sulfonium salts with 1 ⁇ n ⁇ 3 can build up, or such as thiopyrylium Cations or polymeric cations with the substitution patterns mentioned.
- sulfur such as an onium compound of sulfur
- K + is furthermore preferably an organocation of valency n based on iodine, such as an onium compound of iodine, the same or different optionally substituted C 1 - to C 22 -alkyl, C 6 - to C 14 - Carry aryl, C 7 - to C 15 -arylalkyl or C 5 - to C 7 -cycloalkyl radicals and/or oligomeric or polymeric recurring connecting units to form iodonium salts with 1 ⁇ n ⁇ 3, or other polymeric cations with those mentioned substitution pattern.
- iodine such as an onium compound of iodine, the same or different optionally substituted C 1 - to C 22 -alkyl, C 6 - to C 14 - Carry aryl, C 7 - to C 15 -arylalkyl or C 5 - to C 7 -cycloalkyl radicals and/or oligomeric or polymeric recurring connecting units to form i
- the photoinitiator system can also contain a further coinitiator clll), such as, for example, trichloromethyl initiators, iodonium salts, sulfonium salts, aryl oxide initiators, bisimidazole initiators, ferrocene initiators, oxime initiators, thiol initiators or peroxide initiators.
- a further coinitiator clll such as, for example, trichloromethyl initiators, iodonium salts, sulfonium salts, aryl oxide initiators, bisimidazole initiators, ferrocene initiators, oxime initiators, thiol initiators or peroxide initiators.
- the type and concentration of the PIS must be adjusted in a manner known to those skilled in the art. More details are described, for example, in PKT Oldring (Ed.), Chemistry & Technology of UV & EB Formulations For Coatings, Inks & Paints, Vol. 3, 1991, SITA Technology, London, pp. 61-328. It is very particularly preferred if the PIS comprises a combination of dyes whose absorption spectra at least partially cover the spectral range from 400 to 1200 nm, with at least one coinitiator tailored to the dyes.
- the photopolymer composition It is also preferred if at least one photoinitiator suitable for a laser light color is present in the photopolymer composition. It is also more preferred if the photopolymer composition is selected for at least two laser light colors blue, green and red and NIR each contains a suitable photoinitiator. Finally, it is very particularly preferred if the photopolymer composition contains a suitable photoinitiator for each of the laser light colors.
- the at least one non-photopolymerizable component d) can be any component d) that one skilled in the art would select for the photopolymer composition of the present invention. It is preferably provided that the photopolymer composition additionally contains urethanes as additives of component d), it being possible in particular for the urethanes to be substituted with at least one fluorine atom.
- the urethanes can preferably have the general formula (XVIII) have, in which o ⁇ 1 and o ⁇ 8 and R 7 , R 8 and R 9 are linear, branched, cyclic or heterocyclic unsubstituted or optionally substituted with heteroatoms organic radicals and / or R 8 , R 9 are independently hydrogen, where preferably at least one of the radicals R 7 , R 8 , R 9 is substituted with at least one fluorine atom and particularly preferably R 7 is an organic radical with at least one fluorine atom.
- R 9 is particularly preferably a linear, branched, cyclic or heterocyclic organic radical which is unsubstituted or optionally also substituted by heteroatoms such as, for example, fluorine.
- Another subject of the present invention relates to a layer structure containing at least the layers:
- a substrate layer A which may be part of a further layer structure
- a cover layer C which is optionally part of the further layer structure.
- Another subject of the present invention relates to a layer structure containing at least the layers: A. a substrate layer A, which is optionally part of a further layer structure, B'. an exposed or cured photopolymer layer B', which was produced from the photopolymer composition according to the invention by curing with light, and
- a cover layer C which is optionally part of the further layer structure.
- the photopolymer compositions can be used to produce holographic media in the form of a film.
- carrier A a layer of a material or material composite that is transparent to light in the visible and NIR spectral range (transmission greater than 85% in the wavelength range from 400 to 1200 nm) is coated in the dark on one or both sides with the photopolymer composition B and, if necessary, A covering layer C is applied to the photopolymer layer or layers B.
- Preferred materials or composite materials of the carrier are based on polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, cellulose acetate, cellulose hydrate, cellulose nitrate, cycloolefin polymers, polystyrene, polyepoxides, polysulfone, cellulose triacetate (CTA), polyamide, polymethyl methacrylate , Polyvinyl chloride, polyvinyl butyral or poly lydicyclopentadiene or mixtures thereof. They are particularly preferably based on PC, PET and CTA. Material composites can be film laminates or coextrudates.
- Preferred composite materials are duplex and triplex films constructed according to one of the schemes A/B, A/B/A or A/B/C.
- PC/PET, PET/PC/PET and PC/TPU are particularly preferred.
- the materials or composite materials of the carrier can be made anti-adhesive, antistatic, hydrophobic or hydrophilic on one or both sides.
- the modifications mentioned serve the purpose that the photopolymer layer B can be detached from the carrier A without being destroyed.
- a modification of the side of the support facing away from the photopolymer layer B serves to ensure that the media according to the invention meet special mechanical requirements which are required, for example, when processing in roll laminators, in particular in roll-to-roll processes.
- the carrier A is a layer of a material or material composite that is transparent to light in the visible and NIR spectral range (transmission greater than 85% in the wavelength range from 400 to 1200 nm) in the dark with the photopolymer composition B on one side by means of 2D printing and, if necessary, a Cover layer C on the photopolymer layers B or applied. All common inkjet technologies can be used. If necessary, only the areas required for the function can be targeted with the Photopolymer composition B are printed.
- Preferred materials or material composites of the carrier are based on glass, silicon (in the form of the highly polished wafers known from semiconductor technology), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, cellulose acetate, cellulose hydrate, cellulose nitrate, cycloolefin polymers , polystyrene, polyepoxides, polysulfone, cellulose triacetate (CTA), polyamide, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl butyral or polydicyclopentadiene or mixtures thereof. They are particularly preferably based on PC, PET and CTA.
- material composites of the type described above containing a photoexposed, preferably light-cured photopolymer layer B', resulting in duplex and triplex films according to a scheme A/B', A/B'/A or A/B7C .
- Holographic information can be imprinted in such holographic media.
- a further subject matter of the invention relates to a holographic medium containing a photopolymer composition according to the invention.
- Holographic media can be processed into holograms by appropriate exposure processes for optical applications in the red and NIR range (600-1200 nm).
- Visual holograms and holograms that work in the NIR range include all holograms that can be recorded using methods known to those skilled in the art. These include in-line (Gabor) holograms, off-axis holograms, full-aperture transfer holograms, white-light transmission holograms ("rainbow holograms"), denisyuk holograms, off-axis reflection holograms, edge-lit holograms and holographic stereograms. Reflection holograms, Denisyuk holograms or transmission holograms are preferred.
- a holographic medium that has been converted into a hologram
- the hologram being selected from the group consisting of a reflection, transmission, in-line, off-axis, full-aperture, Transfer, white light transmission, Denisyuk, off-axis reflection or edge-lit hologram and a holographic stereogram, preferably reflection, transmission or edge-lit hologram or one Combination of at least two of these, combinations of these hologram types or several holograms of the same type can also be combined independently of one another in the same volume of the holographic medium (multiplexing).
- Possible optical functions of the holograms that can be produced with the photopolymer compositions according to the invention correspond to the optical functions of light elements such as lenses, mirrors, deflecting mirrors, filters, diffusers, diffraction elements, diffusers, light guides, light guides (waveguides), projection screens and/or or masks. Combinations of these optical functions can also be combined independently of one another in a hologram (multiplexing). These optical elements often exhibit frequency selectivity, depending on how the holograms were exposed and the dimensions of the hologram.
- holograms described above which can be produced with the photopolymer compositions according to the invention, are, for example, but not exclusively, in the areas of eye tracking, sensing, as well as LID AR and augmented reality, head-mounted display and virtual reality applications NIR range used.
- Another subject matter of the invention relates to an optical display comprising a holographic medium according to the invention.
- holographic images or representations can also be produced using holographic media, such as for personal portraits, biometric representations in security documents, or generally of images or image structures for advertising, security labels, brand protection, branding, labels, design elements, decorations, illustrations , trading cards, images and the like, as well as images that can represent digital data, including in combination with the products presented above.
- Holographic images can have the impression of a three-dimensional image, but they can also represent image sequences, short films or a number of different objects, depending on the angle, the (also moving) light source etc. used to illuminate them. Due to these diverse design options, holograms, especially volume holograms, represent an attractive technical solution for the above application.
- a holographic medium for the production of chip cards, ID documents, 3D images, product protection labels, labels, banknotes or holographic optical elements, in particular for optical displays or in media for implementing methods selected from the group consisting of eye tracking, sensing, LID AR, augmented reality, head-mounted display and virtual reality applications, in particular in the near infrared range and a combination of at least two of these.
- the holographic media can be used to record in-line, off-axis, full-aperture transfer, white-light transmissions, Denisyuk, off-axis reflections or edge-lit holograms and holographic stereograms, in particular for the production of optical elements, images or Image representations are used.
- Holograms are accessible from holographic media according to the invention through appropriate exposure.
- NCO value The specified NCO values (isocyanate content) were in accordance with DIN EN ISO
- the beam of a NIR laser (emission wavelength 850 nm) was converted into a parallel homogeneous beam with the help of the spatial filter (SF) and together with the collimating lens (CL).
- the final cross-sections of the signal and reference beam are determined by the iris diaphragms (I).
- the diameter of the iris aperture is 0.4 cm.
- the polarization dependent beam splitters (PBS) split the laser beam into two coherent beams with the same polarization.
- the power of the reference beam was set to 1.75 mW and the power of the signal beam to 2.25 mW via the ⁇ /2 plates. The power was determined with the semiconductor detectors (D) with the sample removed.
- the angle of incidence ( ⁇ 0 ) of the reference beam is -21.8°
- the angle of incidence ( ⁇ 0 ) of the signal beam is 41.8°.
- the angles are measured from the sample normal to the beam direction. According to Scheme 1, therefore, ⁇ 0 has a negative sign and ⁇ 0 has a positive sign.
- the interference field of the two overlapping beams produced a lattice of light and dark fringes perpendicular to the bisector of the two beams incident on the sample (reflection hologram).
- the stripe spacing ⁇ also called the grating period, in the medium is ⁇ 296 nm (the refractive index of the medium is assumed to be ⁇ 1.51).
- HMT holographic media tester
- the written holograms were now read out in the following way.
- the shutter of the signal beam remained closed.
- the reference beam shutter was open.
- the iris diaphragm of the reference beam was closed to a diameter ⁇ 1 mm. This meant that for all angles of rotation ( ⁇ ) of the medium, the beam was always completely within the previously written hologram.
- the rotary table now covered the angular range from ⁇ min to ⁇ max with an angular increment of 0.05°.
- ⁇ is measured from the sample normal to the turntable reference direction.
- ⁇ recording 0°.
- the following applies to the interference field when writing (“recording”) the hologram: ⁇ 0 ⁇ 0 + ⁇ recording .
- ⁇ 0 is the semi-angle in the laboratory frame outside the medium and when writing the hologram:
- ⁇ 0 -31.8°.
- the powers of the beam transmitted in the zeroth order were measured by means of the corresponding detector D and the powers of the beam diffracted to the first order by means of the detector D.
- the diffraction efficiency resulted at each approached angle ⁇ as the quotient of:
- P D is the power in the diffracted beam detector and P T is the power in the transmitted beam detector.
- the Bragg curve which describes the degree of diffraction ⁇ as a function of the angle of rotation ⁇ , of the written hologram was measured and stored in a computer.
- the intensity transmitted to the zeroth order was plotted against the rotation angle ⁇ . recorded and stored in a computer.
- the maximum diffraction efficiency (DE ⁇ max ) of the hologram, i.e. its peak value, was determined at ⁇ reconstruction . It may have been necessary to change the position of the deflected beam detector in order to determine this maximum value.
- the refractive index contrast ⁇ n and the thickness d of the photopolymer layer was now using the coupled wave theory (see; H. Kogelnik, The Bell System Technical Journal, Volume 48, November 1969, Number 9 page 2909 - page 2947) to the measured Bragg curve and determines the angular progression of the transmitted intensity. It should be noted that because of the shrinkage in thickness that occurs as a result of the photopolymerization, the stripe spacing ⁇ ' of the hologram and the orientation of the strips (slant) can deviate from the stripe spacing A of the interference pattern and its orientation.
- the angle ⁇ ' which is still unknown, can be determined by comparing the Bragg condition of the interference field when writing the hologram and the Bragg condition when reading the hologram, assuming that only thickness shrinkage takes place. Then follows: v is the grid strength, ⁇ , is the detuning parameter and the orientation (slant) of the refractive index grating that was written, ⁇ ' and ⁇ ' correspond to the angles ⁇ 0 and ⁇ 0 of the interference field when writing the hologram, but measured in the medium and valid for the grating of the hologram (after thickness shrinkage), n is the average refractive index of the photopolymer and was set at 1.51. ⁇ is the wavelength of the laser light in a vacuum.
- FIG. 2 shows the measured transmitted power P T (right y-axis) as a solid line (here of example 3a) plotted against the angle tuning ⁇ , the measured diffraction efficiency ⁇ (left y-axis) as filled circles against the angle tuning ⁇ plotted (as far as the finite size of the detector allowed) and the fitting of the Kogelnik theory as a dashed line (left y-axis).
- the Bragg curve of wide holograms (small d') does not appear with an ⁇ scan completely recorded, but only the central area, with suitable detector positioning. Therefore, the form of the transmitted intensity, which is complementary to the Bragg curve, is also used to adjust the layer thickness d′.
- FIG. 2 shows the Bragg curve ⁇ according to the coupled wave theory (dashed line), the measured diffraction efficiency (filled circles) and the transmitted power (solid black line) versus the angle tuning ⁇ .
- this procedure may have been repeated several times for different exposure times t on different media in order to determine at which average energy dose of the incident laser beam DE reaches the saturation value when writing the hologram.
- the powers of the partial beams were adjusted in such a way that the same power density is achieved in the medium at the angles ⁇ 0 and ⁇ 0 used.
- F is the Faraday constant the absolute potential value of the standard hydrogen electrode (SHE) the potential of the saturated calomel electrode (SCE) relative to the SHE in Acetonitrile and G 298 and G 298 (oxidized) each the calculated Gibbs energies at 298 K of the ground state and the oxidized state of the triaryl alkyl borate.
- formula (2) can also be expressed as follows (formula (1)):
- the Gibbs energies at 298 K of the ground state and the oxidized state were calculated as follows: First, the three-dimensional molecular geometry of the triaryl alkyl borate was generated with ChemDraw 3D and subjected to a conformer analysis. The conformers found were energetically minimized using the AMI force field and the obtained coordinates of the molecular geometries (usually only one conformer was obtained) were used to calculate the electronic energy.
- the electronic ground state was geometry-optimized in a suitable solvent (PCM approach for acetonitrile) and the absolute electronic energies of the optimized structures were determined and corrected for the influence of the solvent field (G 298 ). The molecule geometry optimized in this way was then reduced by one electron and the absolute electronic energy - also calculated in acetonitrile (PCM method) - of the oxidized molecule was determined again (G 298 (oxidized)).
- the solvents, reagents and all bromine aromatics used were obtained from chemical dealers.
- the bromo aromatics may have been freshly distilled.
- Anhydrous solvents contain ⁇ 50 ppm water.
- Polyol 1 was prepared as described in WO2015091427 with an OH
- Ferric trifluoroacetylacetonate [14526-22-8] is available from ABCR GmbH & Co. KG, Düsseldorf, Germany.
- Urethane acrylate 1 (phosphorothioyltris(oxybenzene-4,1-diylcarbamoyloxyethane-2,1-diyl)trisacrylate, [1072454-85-3]) was prepared as described in WO2015091427.
- Urethane acrylate 2 (2-( ⁇ [3-(methylsulfanyl)phenyl]carbamoyl ⁇ oxy)-ethylprop-2-enoate, [1207339-61-4] was prepared as described in WO2015091427.
- the remainder of the bromoaromatic is added dropwise to the reaction solution in a solvent mixture consisting of dry toluene and dry THF (1:1, dilution of the total molarity to 0.4 M) in such a way that the reaction temperature does not exceed 45.degree.
- the reaction solution is refluxed until the magnesium has completely dissolved or for 1 hour.
- the reaction solution is cooled to room temperature and poured onto a mixture consisting of ice water and tetrabutylammonium bromide (1 eq.). The mixture is stirred for 1 hour and then the organic phase is separated off.
- the organic phase is washed with water until a halide test (HNO 3 (aq., 10%)+AgNOfl is negative.
- the solvents are removed in vacuo on a rotary evaporator and the crude product is recrystallized from methanol.
- the remainder of the bromoaromatic is added dropwise to the reaction solution in a solvent mixture consisting of dry toluene and dry THF (1.1:1, dilution of the total molarity to 0.7 M) in such a way that the reaction temperature does not exceed 45.degree.
- the reaction solution is stirred at RT for 1 h.
- the corresponding second aromatic bromine is first added dropwise undiluted to the mixture until the onset of exothermic signals the start of the reaction, however, a maximum of 10% of the undiluted aromatic bromine is used for this.
- the remainder of the bromoaromatic is again added dropwise to the reaction solution in the remaining solvent mixture consisting of dry toluene and dry THF (1.1:1, dilution of the total molarity to 0.4 M) in such a way that the reaction temperature does not exceed 45.degree.
- the reaction solution is heated under reflux until the magnesium has completely dissolved or for 1 hour.
- the reaction solution is cooled to room temperature and poured onto a mixture consisting of ice water and tetrabutylammonium bromide (1 eq.).
- the mixture is stirred for 1 hour and the organic phase is separated off.
- the organic phase is washed with water until a halide test (HNO 3 (aq., 10%)+AgNO 3 ) is negative.
- the solvents are removed in vacuo on a rotary evaporator and the crude product is recrystallized from methanol.
- Desmodur® N 3900 are added and mixed again.
- This solution is applied to a 60 ⁇ m thick TAC film in a roll-to-roll coating system in the dark and applied using a squeegee in such a way that a wet layer thickness of 14-17 ⁇ m is achieved.
- the coated film is dried at a drying temperature of 80° C. and a drying time of approx. 4 minutes and then protected with a 40 ⁇ m thick polyethylene film. This film is then packed in a light-tight manner.
- a photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium di-(3-chloro-4-methylphenyl)(4-methylphenyl)hexylborate as coinitiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
- a photopolymer with N-(3-phenylpropyl)-N,N-dimethylhexadecylammonium di-(3-chloro-4-methylphenyl)(4-methylphenyl)hexylborate as a coinitiator was prepared in accordance with the general manufacturing instructions for photopolymer films.
- a photopolymer with tributyltetradecylphosphonium di-(3-chloro-4-methylphenyl)(4-methylphenyl)hexylborate as co-initiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
- a photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumdiphenyl-(4-fluorophenyl)hexylborate as a coinitiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
- a photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium tri-(3-chloro-4-methylphenyl)-3-phenylpropyl borate as a coinitiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
- a photopolymer with tetrabutylammonium tri-(4-fluorophenyl)dodecylborate as coinitiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
- a photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium tri-(3-chloro-4-methylphenyl)hexylborate as co-initiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
- 3-Chloro-4-methylbromobenzene was reacted with diisopropylbutyl borate according to the general preparation instructions for tetrabutylammonium triarylalkyl borates with R 101 ⁇ R 102 ⁇ R 103 .
- a photopolymer containing N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium tri-(3-chloro-4-methylphenyl)butylborate as co-initiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
- a photopolymer with tetrabutylammonium tri-(4-chlorophenyl)hexylborate as a coinitiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
- Tetrabutylammonium triphenylbutylborate (Karenz P3B) was treated with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium chloride hydrate to form N,N-dimethyl-N-(3-phenylpropyl)-hexadecyl- ammonium triphenylbutyl borate implemented.
- a photopolymer with N,N-dimethyl-N-(3-phenylpropyl)hexadecylammonium triphenylbutylborate as coinitiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
- a photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium tri-(3-chlorophenyl)hexylborate as coinitiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
- a photopolymer with N,N-dimethyl-N-(3-phenylpropyl)hexadecylammonium tri-(4-trifluoromethylphenyl)hexylborate as a coinitiator was prepared in accordance with the general manufacturing instructions for photopolymer films.
- the oxidation potential of various trialkyl aryl borates according to the invention and not according to the invention was calculated using the above-mentioned method for calculating the oxidation potential of triaryl alkyl borates using the GAMESS software package (G. MJ. Barca, C. Bertoni, L. Carrington, D. Datta, N.
- Table la According to formula (III) calculated oxidation potentials of various triaryl alkyl borate anions, where the specified radicals relate to formula (III) from claim 6 and the oxidation potential in [V] compared to the saturated calomel electrode in the solvent acetonitrile is given.
- T 1,RT room temperature sample
- Temp tempering sample
- Thermostability evaluated according to transmission loss TS(T) The ratio of the transmission at the absorption maximum of the dye used (here 830 nm) after the tempering step of the temp sample T l,Temp,830 to the transmission of the RT sample at the same - chen wavelength T l,RT,830 must be greater than 50%.
- the transmission values must be corrected for the background absorption caused by turbidity or similar (here the transmission at 1000 nm is used as a reference value) (T 2, Temp, 1000 ):
- TS( ⁇ n) The refractive index difference ⁇ n of the Temp sample must be greater than 0.015:
- Tl ,RT,830 transmission of the RT sample at 830 nm
- TS(T) evaluation of thermal stability after transmission loss
- TS( ⁇ n) Evaluation of thermal stability according to ⁇ n.
- non-inventive examples NEB1, NEB2 and NEB3 fail in at least one required property and are therefore unsuitable for providing a photopolymer composition with the required properties.
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Abstract
Description
Triarylalkylboratsalze als Coinitiatoren in NIR-Photopolymerzusammensetzungen Triarylalkyl borate salts as coinitiators in NIR photopolymer compositions
Die Erfindung betrifft Photopolymerzusammensetzungen unter Einsatz ausgewählter Triarylalkylbo- ratsalze als Coinitiatoren Photopolymerzusammensetzung mit einem ausgewählten Oxidationspoten- tial, sowie daraus hergestellte holographische Medien und Hologramme, weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines holographischen Mediums unter Verwendung der speziellen Photopolymerzusam- mensetzung inklusive der speziellen Coinitiatoren sowie ein holographisches Medium erhältlich un- ter Verwendung der erfindungsgemäßen Photopolymerzusammensetzung. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Schichtaufbau umfassend ein erfindungsgemäßes holographisches Medium und ebenfalls spezielle, als Coinitiatoren geeignete, Triarylalkylboratsalze. Weiterhin vorgestellt wird ein Verfahren zur Berechnung des Oxidationspotentials gegen die gesättigte Kalomelelektrode in Ace- tonitril der speziellen Coinitiatoren. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung der speziellen Coinitiatoren sowie die nach diesem Verfahren erhältlichen Coinitiatoren beschrieben. The invention relates to photopolymer compositions using selected triarylalkylborate salts as coinitiators, photopolymer compositions with a selected oxidation potential, and holographic media and holograms produced therefrom, and also to a method for producing a holographic medium using the special photopolymer composition including the special coinitiators and a holographic Medium obtainable using the photopolymer composition according to the invention. Furthermore, the invention relates to a layer structure comprising a holographic medium according to the invention and likewise special triarylalkyl borate salts suitable as coinitiators. Furthermore, a method for calculating the oxidation potential against the saturated calomel electrode in acetonitrile of the special coinitiators is presented. Furthermore, a process for preparing the specific coinitiators and the coinitiators obtainable by this process are described.
Photopolymerzusammensetzungen, die generelle Formen von Triarylalkylboratsalze beinhalten, sind im Stand der Technik bekannt. So sind beispielsweise in der WO 2008/125229 eine Photopolymer- zusammensetzung und ein daraus erhältliches Photopolymer beschrieben, die Polyurethanmatrixpo- lymere, ein Schreibmonomer auf Acrylatbasis sowie Photoinitiatoren enthaltend einen Coinitiator und einen Farbstoff umfassen. Bei der Verwendungen von Photopolymeren spielt die durch die ho- lographische Belichtung erzeugte Brechungsindexmodulation Δn die entscheidende Rolle. Bei der holographischen Belichtung wird das Interferenzfeld aus Signal- und Referenzlichtstrahl (im ein- fachsten Fall das zweier ebener Wellen) durch die lokale Photopolymerisation von Schreibmonome- ren wie z.B. hochbrechenden Acrylate an Orten hoher Intensität im Interferenzfeld in ein Brechungs- indexgitter abgebildet. Das Brechungsindexgitter im Photopolymer (das Hologramm) enthält alle Information des Signallichtstrahls. Durch Beleuchtung des Hologramms nur mit dem Referenzlicht- strahl kann das Signal wieder rekonstruiert werden. Die Stärke des so rekonstruierten Signals im Verhältnis zur Stärke des eingestrahlten Referenzlichts wird Beugungseffizienz, im Folgenden DE, wie Diffraction Efficiency, genannt. Photopolymer compositions incorporating general forms of triarylalkyl borate salts are known in the art. For example, WO 2008/125229 describes a photopolymer composition and a photopolymer obtainable therefrom, which comprise polyurethane matrix polymers, an acrylate-based writing monomer and photoinitiators comprising a coinitiator and a dye. When using photopolymers, the refractive index modulation Δn generated by the holographic exposure plays the decisive role. During holographic exposure, the interference field from the signal and reference light beam (in the simplest case, that of two plane waves) is mapped into a refractive index grating by the local photopolymerization of writing monomers such as high-index acrylates at locations of high intensity in the interference field. The refractive index grating in the photopolymer (the hologram) contains all the information of the signal light beam. The signal can be reconstructed by illuminating the hologram only with the reference light beam. The strength of the signal reconstructed in this way in relation to the strength of the incident reference light is called diffraction efficiency, hereinafter DE, for diffraction efficiency.
Im einfachsten Fall eines Hologramms, das aus der Überlagerung zweier ebener Wellen entsteht, ergibt sich die DE aus dem Quotienten der Intensität des bei der Rekonstruktion abgebeugten Lichtes und der Summe der Intensitäten aus nicht gebeugten und abgebeugtem Licht. Je höher die DE ist, desto effizienter ist ein Hologramm in Bezug auf die Lichtmenge des Referenzlichtes, die notwendig ist, um das Signal mit einer vorgegebenen Helligkeit sichtbar zu machen. In the simplest case of a hologram, which is created from the superposition of two plane waves, the DE results from the quotient of the intensity of the light diffracted during the reconstruction and the sum of the intensities from the non-diffracted and diffracted light. The higher the DE, the more efficient a hologram is in terms of the amount of light from the reference light necessary to make the signal visible at a given brightness.
Um ein möglichst hohes Δn und eine möglichst hohe DE bei Hologrammen realisieren zu können, sollten grundsätzlich die Matrixpolymere und die Schreibmonomere einer Photopolymer-Zusam- mensetzung so gewählt werden, dass sie sich in ihren Brechungsindizes möglichst stark unterschei- den. Eine Möglichkeit zur Realisierung ist, Matrixpolymere mit einem möglichst niedrigen und Schreibmonomere mit einem möglichst hohen Brechungsindex zu verwenden. Geeignete Matrixpo- lymere mit niedrigem Brechungsindex sind beispielsweise durch Umsetzung einer Polyol- mit einer Polyisocyanat-Komponente erhältliche Polyurethane. In order to be able to achieve the highest possible Δn and the highest possible DE for holograms, the matrix polymers and the writing monomers of a photopolymer composition should always be selected in such a way that their refractive indices differ as much as possible. One possibility for realization is matrix polymers with the lowest possible and To use writing monomers with the highest possible refractive index. Suitable matrix polymers with a low refractive index are, for example, polyurethanes obtainable by reacting a polyol component with a polyisocyanate component.
Neben hohen DE- und Δn- Werten ist es für holographische Medien aus Photopolymerzusammen- setzungen aber auch von großer Bedeutung, dass die Matrixpolymere im fertigen Medium hoch ver- netzt sind. Falls der Vemetzungsgrad zu niedrig ist, weist das Medium keine ausreichende Stabilität auf. Dies kann dazu führen, dass die Qualität von in die Medien eingeschriebenen Hologrammen erheblich vermindert ist und sich mit der Zeit verändert, was nicht wünschenswert ist. Im schlimms- ten Fall können die Hologramme sogar nachträglich zerstört werden. In addition to high DE and Δn values, it is also of great importance for holographic media made from photopolymer compositions that the matrix polymers in the finished medium are highly crosslinked. If the degree of crosslinking is too low, the medium does not have sufficient stability. This can result in the quality of holograms written in the media degrading significantly and changing over time, which is undesirable. In the worst case, the holograms can even be destroyed afterwards.
Weiterhin ist es insbesondere für den großtechnischen Einsatz von holographischen Medien aus Pho- topolymerzusammensetzungen von großer Bedeutung, dass die Photopolymerfilme, die die Photo- polymerzusammensetzung enthalten, ein großes Verarbeitungsfenster aufweisen und ohne Verlust an Indexmodulation belichten werden können. Hier ist insbesondere die Wahl eines geeigneten Pho- toinitiators von entscheidender Bedeutung für die Eigenschaften des Photopolymers. Furthermore, it is of great importance, particularly for the large-scale industrial use of holographic media made from photopolymer compositions, that the photopolymer films which contain the photopolymer composition have a large processing window and can be exposed without loss of index modulation. In this case, the choice of a suitable photoinitiator is particularly important for the properties of the photopolymer.
Gut geeignete Photoinitiatoren für Photopolymerfilme der eingangs genannten Art können aus Typ- 11-Photoinitiatoren bestehen. In diesen Typ-ll-Photoinitiatoren können Triarylalkylboratsalze als Coinitiatoren zusammen mit geeigneten Sensibilisatoren, wie beispielsweise kationischen, anioni- schen oder neutralen Farbstoffen, als Photoinitiierungssystem (PIS) kombiniert werden, sodass durch sichtbares oder nahes Infrarotlicht eine radikalische Photopolymerisation geeigneter Monomere aus- gelöst werden kann. Die Herstellung solcher PIS ist im Stand der Technik breit beschrieben und ausgewählte Tetraalkylammoniumtriarylalkylborate und Farbstoffe für den nahinfrarot (NIR) Be- reich sind kommerziell erhältlich. Weiterhin wurden solche PIS schon in Photopolymeren und holo- grafischen Medien eingesetzt und deren Vorteile beschrieben. Zum Beispiel werden in EP 0438123 kationische NIR-Farbstoffe, wie zum Beispiel der NIR-Farbstoff der Formel (1) beschrieben, welche zusammen mit dem Triphenylbutylborat- Anion ein PIS für photohärtbare Ma- terialien genutzt werden können. Auch werden in dieser Anmeldung das Tri(p-anisyl)butylborat- Anion oder das Tri(l-naphtyl)butylborat- Anion als geeignete Coinitiatoren für PIS mit kationischen NIR-Farbstoffen aufgezeigt. Desweiteren ist aus US 6022664, worin die Herstellung von thermisch aktivierbaren Photopolymeren beschrieben wird, bekannt, dass Aufzeichnungsmaterialien, beinhal- tend ein PIS bestehend aus einem NIR-Farbstoff der Formel (1) und bestimmten Triarylalkylboratsal- zen, bei einer Temperatur von 120 °C nach 5 Sekunden nahezu vollständig aushärten. Bei all diesen PIS, wie z.B. jene in EP 0438123 beschriebenen Farbstoff-Coinitiator-Kombinationen und Photopo- lymerzusammensetzungen beinhaltend einen NIR-Farbstoff und Triarylalkylboratsalze, wurde je- doch nicht auf eine thermische Stabilität der Formulierung im unbelichteten Zustand geachtet. Tat- sächlich weisen all die Formulierungen, offenbart in EP 0438123, keine ausreichende thermische Stabilität im unbelichteten Zustand auf. Dies bedeutet, dass bei bestimmter thermischer Belastung, wie zum Beispiel 10 min Lagerung bei 110 °C, was zum Erzeugen holografisch optischer Erzeug- nisse notwendig sein kann, eine unerwünschte Nebenreaktion im Photopolymerfilm auftritt, welche den Umsatz der bei Belichtung einsetzenden Photoreaktion maßgeblich mindert oder gar vollständig verhindert und so die Qualität der einzuschreibenden Hologramme deutlich verschlechtert bzw. das Entstehen von Hologrammen unmöglich gemacht wird. Folglich können bisherige Photopolymer- filme vor Belichtung nicht im notwendigen Maße thermisch behandelt werden. Dies ist jedoch nach- teilig für gewisse Anwendungen, welche eine Handhabung des unbelichteten Photopolymerfilms bei erhöhter Temperatur benötigen. Very suitable photoinitiators for photopolymer films of the type mentioned can consist of type II photoinitiators. In these type II photoinitiators, triaryl alkyl borate salts as coinitiators can be combined with suitable sensitizers, such as cationic, anionic, or neutral dyes, as a photoinitiating system (PIS) such that visible or near-infrared light can trigger radical photopolymerization of suitable monomers can. The production of such PIS is widely described in the prior art and selected tetraalkylammonium triarylalkyl borates and dyes for the near infrared (NIR) range are commercially available. Furthermore, such PIS have already been used in photopolymers and holographic media and their advantages have been described. For example, in EP 0438123 cationic NIR dyes such as the NIR dye of formula (1) described, which together with the triphenylbutylborate anion a PIS for photocurable materials can be used. This application also shows the tri(p-anisyl)butylborate anion or the tri(l-naphthyl)butylborate anion as suitable coinitiators for PIS with cationic NIR dyes. Furthermore, from US 6022664, wherein the production of thermal describes activatable photopolymers, it is known that recording materials containing a PIS consisting of an NIR dye of the formula (1) and certain triarylalkylborate salts cure almost completely after 5 seconds at a temperature of 120.degree. However, with all of these PISs, such as those dye-coinitiator combinations and photopolymer compositions described in EP 0438123 containing an NIR dye and triarylalkyl borate salts, no attention was paid to the thermal stability of the formulation in the unexposed state. In fact, all the formulations disclosed in EP 0438123 do not have sufficient thermal stability in the unexposed state. This means that under a certain thermal load, such as 10 min storage at 110 °C, which may be necessary to produce holographic optical products, an undesirable side reaction occurs in the photopolymer film, which significantly reduces or reduces the conversion of the photoreaction that starts during exposure completely prevented and the quality of the holograms to be inscribed deteriorates significantly or the creation of holograms is made impossible. Consequently, previous photopolymer films cannot be thermally treated to the necessary extent before exposure. However, this is disadvantageous for certain applications which require handling of the unexposed photopolymer film at elevated temperature.
Daher war es eine Aufgabe der Erfindung Photopolymerzusammensetzungen bereitzustellen, die die Handhabung unbelichteter Photopolymerfilme bei erhöhter thermischer Belastung ermöglichen ohne, dass deren Bleichbarkeit oder Sensitivität während des Beslichtungsvorgangs nachteilig beein- flusst werden. Weiterhin war es eine Aufgabe Photopolymerzusammensetzungen bereitzustellen, die die thermische Stabilität von Photopolymerfilmen im unbelichteten Zustand erhöht. Dabei sollen bevorzugt andere Eigenschaften wie Bleichbarkeit oder Sensitivität während des Belichtungsvorgan- ges nicht nachteilig beeinflusst werden. Dieses technische Problem wurde durch den Gegenstand des Anspruch 1 sowie dessen abhängiger Ansprüche gelöst. It was therefore an object of the invention to provide photopolymer compositions which make it possible to handle unexposed photopolymer films under increased thermal stress without their bleachability or sensitivity being adversely affected during the exposure process. Furthermore, it was an object to provide photopolymer compositions which increase the thermal stability of photopolymer films in the unexposed state. In this case, other properties such as bleachability or sensitivity should preferably not be adversely affected during the exposure process. This technical problem has been solved by the subject-matter of claim 1 and its dependent claims.
Ein erster Gegenstand der Erfindung ist eine Photopolymerzusammensetzung, umfassend: a) Matrixpolymere, b) Schreibmonomere, c) mindestens ein Photoinitiatorsystem, d) gegebenenfalls mindestens eine nicht photopolymerisierbare Komponente, e) gegebenenfalls Katalysatoren, Radikalstabilisatoren, Lösungsmittel, Additive sowie andere Hilfs- und/oder Zusatzstoffe, wobei das mindestens eine Photoinitiatorsystem c) aus mindestens einem Farbstoff und min- destens einem Coinitiator besteht, wobei der Farbstoff eine Struktur gemäß Formel (11) auf- weist worin A first object of the invention is a photopolymer composition, comprising: a) matrix polymers, b) writing monomers, c) at least one photoinitiator system, d) optionally at least one non-photopolymerizable component, e) optionally catalysts, radical stabilizers, solvents, additives and other auxiliaries and/or or additives, where the at least one photoinitiator system c) consists of at least one dye and at least one coinitiator, where the dye has a structure of the formula (II). wherein
R205 für Wasserstoff, Halogen, C1- bis C4-Alkyl, C1- bis C4-Alkoxy oder NR210R211 steht,R 205 is hydrogen, halogen, C 1 - to C 4 -alkyl, C 1 - to C 4 -alkoxy or NR 210 R 211 ,
R206 für Wasserstoff, Halogen, C1- bis C4-Alkyl, C1- bis C4-Alkoxy oder NR212R213 steht,R 206 is hydrogen, halogen, C 1 - to C 4 -alkyl, C 1 - to C 4 -alkoxy or NR 212 R 213 ,
R201 bis R204 und R210 bis R213 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff, C1- bis C16- Alkyl, C4- bis C7 -Cycloalkyl, C7 - bis C16-Aralkyl, C6- bis C10-Aryl oder einem heterocycli- schen Rest stehen, R 201 to R 204 and R 210 to R 213 are each independently hydrogen, C 1 - to C 16 - alkyl, C 4 - to C 7 -cycloalkyl, C 7 - to C 16 -aralkyl, C 6 - to C 10 -Aryl or a heterocyclic radical,
NR201R202, NR203R204, NR210R211 und NR212R213 unabhängig voneinander für einen fünf- oder sechsgliedrigen, über N angebundenen gesättigten Ring stehen, der zusätzlich ein N oder O enthalten kann und/oder durch nichtionische Reste substituiert sein kann, NR 201 R 202 , NR 203 R 204 , NR 210 R 211 and NR 212 R 213 independently represent a five- or six-membered saturated ring attached via N, which may additionally contain an N or O and/or be substituted by nonionic radicals can be,
R207 bis R209 unabhängig voneinander für Wasserstoff, C1- bis C16-Alkyl, C4- bis C7 -Cycloal- kyl, C7 - bis C16-Aralkyl, C6- bis C10-Aryl, Halogen oder Cyano stehen, die beiden optionalen Brückengruppen X1 und X2 unabhängig voneinander für SiR214R215, CR216R217 oder O stehen und R 207 to R 209 independently of one another are hydrogen, C 1 - to C 16 -alkyl, C 4 - to C 7 -cycloalkyl, C 7 - to C 16 -aralkyl, C 6 - to C 10 -aryl, halogen or Are cyano, the two optional bridging groups X 1 and X 2 are independently SiR 214 R 215 , CR 216 R 217 or O and
R214 bis R217 unabhängig voneinander für Wasserstoff oder C1- bis C4-Alkyl stehen undR 214 to R 217 independently represent hydrogen or C 1 - to C 4 -alkyl and
An für ein Anion der Auswahl Halogenid, Cyanid, Nitrat, Azid, Perchlorat, Hexafluorpho- sphat, Hexafluorantimonat, beliebig substituiertes Phosphat, beliebig substituiertes Phospho- nat, beliebig substituiertes Sulfonimid, wie beispielsweise Bis(trifluormethyl)-sulfonimid, beliebig substituiertes organisches Borat, wie beispielsweise Tetrafluorborat, Tetraarylborat, Triarylalkylborat oder Cyanotriarylborat, beliebig substituiertes Alkyl- oder Alkenylsulfat, beliebig substituiertes Mono- oder Di-Sulfonat, wie beispielsweise Methylsulfonat, p-Tolu- olsulfonat, Trifluormethylsulfonat, oder Sulfusuccinat, oder ein beliebig substituiertes orga- nisches Mono- oder Di-Carboxylat steht, und der mindestens eine Coinitiator ein berechnetes Oxidationspotential t, ermit- telt gemäß der unten stehender Formel (1) durch die quantenmechanische Berechnung der Gibbs-Energien bei 298 K des Grundzustandes und des oxidierten Zustandes des Triarylal- kylborates nach erfolgter Geometrieoptimierung, bestehend aus Konformerenenergieminimierung mittels des AMI -Kraftfelds gefolgt von ab initio Konfor- merenenergieberechnung ausgehend von den zuvor ermittelten Molekülgeometriekoordina- ten, im Lösungsmittel Acetonitril unter Lösungsmittelfeldkorrektur nach der PCM-Methode, im Bereich von 1,01 V bis 1,31 V gegen die gesättigte Kalo- (1) melelektrode (SCE) in Acetonitril aufweist An for an anion selected from halide, cyanide, nitrate, azide, perchlorate, hexafluorophosphate, hexafluoroantimonate, any substituted phosphate, any substituted phosphonate, any substituted sulfonimide, such as bis(trifluoromethyl)sulfonimide, any substituted organic borate, such as tetrafluoroborate, tetraarylborate, triarylalkylborate or cyanotriarylborate, optionally substituted alkyl or alkenyl sulfate, optionally substituted mono- or di-sulfonate, such as methylsulfonate, p-toluenesulfonate, trifluoromethylsulfonate, or sulfusuccinate, or an optionally substituted organic mono- or di-carboxylate, and the at least one coinitiator has a calculated oxidation potential t , determined according to the formula (1) below by the quantum mechanical calculation of the Gibbs energies at 298 K of the ground state and the oxidized state of the triaryl alkylborate after geometry optimization, consisting of Conformer energy minimization using the AMI force field followed by ab initio conformer energy calculation based on the previously determined molecular geometry coordinates, in the solvent acetonitrile with solvent field correction according to the PCM method, in the range from 1.01 V to 1.31 V versus the saturated calorimetric (1) measuring electrode (SCE) in acetonitrile
Das Matrixpolymer a) kann jedes Matrixpolymer a) sein, das der Fachmann für die erfindungsge- mäße Photopolymerzusammensetzung auswählen würde. Geeignete Matrixpolymere a) der Photo- polymerzusammensetzung können insbesondere vernetzt und besonders bevorzugt dreidimensional vernetzt sein. The matrix polymer a) can be any matrix polymer a) which a person skilled in the art would select for the photopolymer composition according to the invention. Suitable matrix polymers a) of the photopolymer composition can, in particular, be crosslinked and particularly preferably three-dimensionally crosslinked.
Bevorzugt ist es, dass die Matrixpolymere a) Polyurethane sind, wobei die Polyurethane insbeson- dere durch Umsetzung wenigstens einer Polyisocyanat-Komponente al) mit wenigstens einer Iso- cyanat-reaktiven-Komponente all) erhältlich sein können. It is preferred that the matrix polymers a) are polyurethanes, it being possible for the polyurethanes to be obtainable in particular by reacting at least one polyisocyanate component a1) with at least one isocyanate-reactive component all).
Die Polyisocyanat-Komponente al) umfasst bevorzugt wenigstens eine organische Verbindung mit wenigstens zwei NCO-Gruppen. Bei diesen organischen Verbindungen kann es sich insbesondere um monomere Di- und Triisocyanate, Polyisocyanate und / oder NCO-funktionelle Prepolymere han- deln. Die Polyisocyanat-Komponente al) kann auch Mischungen monomerer Di- und Triisocyanate, Polyisocyanate und / oder NCO-funktioneller Prepolymere enthalten oder daraus bestehen. The polyisocyanate component a1) preferably comprises at least one organic compound having at least two NCO groups. These organic compounds can in particular be monomeric di- and triisocyanates, polyisocyanates and/or NCO-functional prepolymers. The polyisocyanate component a1) can also contain or consist of mixtures of monomeric di- and triisocyanates, polyisocyanates and/or NCO-functional prepolymers.
Als monomere Di- und Triisocyanate können alle dem Fachmann an sich gut bekannten Verbindun- gen oder deren Mischungen eingesetzt werden. Diese Verbindungen können aromatische, aralipha- tische, aliphatische oder cycloaliphatische Strukturen aufweisen. In untergeordneten Mengen können die monomeren Di- und Triisocyanate auch Monoisocyanate, d.h. organische Verbindungen mit ei- ner NCO-Gruppe umfassen. All compounds well known per se to the person skilled in the art or mixtures thereof can be used as monomeric di- and triisocyanates. These compounds can have aromatic, araliphatic, aliphatic or cycloaliphatic structures. In minor amounts, the monomeric di- and triisocyanates can also include monoisocyanates, i.e. organic compounds with an NCO group.
Beispiele für geeignete monomere Di- und Triisocyanate sind 1 ,4-Butandiisocyanat, 1,5-Pentandi- isocyanat, 1,6-Hexandiisocyanat (Hexamethylendiisocyanat, HDI), 2,2,4-Trimethylhexamethylendi- isocyanat und / oder 2,4,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat (TMDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), l,8-Diisocyanato-4-(isocyanatomethyl)-octan, Bis-(4,4’-isocyanatocyclohexyl)methan und / oder Bis-(2’,4-isocyanatocyclohexyl)methan und / oder deren Mischungen beliebigen Isomerenge- halts, 1 ,4-Cyclohexandiisocyanat, die isomeren Bis-(isocyanatomethyl)cyclohexane, 2,4- und / oder 2,6-Diisocyanato-l-methylcyclohexan (Hexahydro-2,4- und / oder 2,6-toluylendiisocyanat, H 6- TDI), 1 ,4-Phenylendiisocyanat, 2,4- und / oder 2,6-Toluylendiisocyanat ( TDI), 1,5-Naphthylendiiso- cyanat (ND1), 2,4’- und / oder 4,4’-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), 1,3-Bis(iso- cyanatomethyl)benzol (XDI) und / oder das analoge 1 ,4-Isomere oder beliebige Mischungen der vor- genannten Verbindungen. Examples of suitable monomeric di- and triisocyanates are 1,4-butane diisocyanate, 1,5-pentane diisocyanate, 1,6-hexane diisocyanate (hexamethylene diisocyanate, HDI), 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate and/or 2,4, 4-trimethylhexamethylene diisocyanate (TMDI), isophorone diisocyanate (IPDI), l,8-diisocyanato-4-(isocyanatomethyl)octane, bis-(4,4'-isocyanatocyclohexyl)methane and/or bis-(2',4-isocyanatocyclohexyl) Methane and / or mixtures of any isomer content, 1, 4-cyclohexane diisocyanate, the isomeric bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 2,4- and / or 2,6-diisocyanato-l-methylcyclohexane (hexahydro-2,4- and / or 2,6-tolylene diisocyanate, H 6 - TDI), 1,4-phenylene diisocyanate, 2,4- and / or 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), 1,5-naphthylene diisocyanate (ND1), 2,4 '- and / or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,3-bis(iso- cyanatomethyl)benzene (XDI) and/or the analogous 1,4-isomer or any mixtures of the aforementioned compounds.
Geeignete Polyisocyanate sind Verbindungen mit Urethan-, Harnstoff-, Carbodiimid-, Acylham- stoff-, Amid-, Isocyanurat-, Allophanat-, Biuret-, Oxadiazintrion-, Uretdion- und / oder Iminooxadi- azindionstrukturen, die aus den vorgenannten Di- oder Triisocyanaten erhältlich sind. Suitable polyisocyanates are compounds with urethane, urea, carbodiimide, acylurea, amide, isocyanurate, allophanate, biuret, oxadiazinetrione, uretdione and/or iminooxadiazine dione structures, which are composed of the aforementioned di- or Triisocyanates are available.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Polyisocyanaten um oligomerisierte aliphatische und / oder cycloaliphatische Di- oder Triisocyanate, wobei insbesondere die oben stehenden aliphatischen und / oder cycloaliphatischen Di- oder Triisocyanate verwendet werden können. The polyisocyanates are particularly preferably oligomerized aliphatic and/or cycloaliphatic di- or triisocyanates, it being possible in particular to use the above aliphatic and/or cycloaliphatic di- or triisocyanates.
Ganz besonders bevorzugt sind Polyisocyanate mit Isocyanurat-, Uretdion- und / oder Iminooxadia- zindion- Strukturen sowie Biurete basierend auf HD1 oder deren Mischungen. Very particular preference is given to polyisocyanates with isocyanurate, uretdione and/or iminooxadiazinedione structures and biurets based on HD1 or mixtures thereof.
Geeignete Prepolymere enthalten Urethan- und / oder Harnstoff-Gruppen sowie gegebenenfalls wei- tere durch Modifizierung von NCO-Gruppen entstandene Strukturen wie oben genannt. Derartige Prepolymere sind beispielsweise durch Umsetzung der oben genannten monomeren Di- und Triiso- cyanate und / oder Polyisocyanaten all) mit isocyanatreaktiven Verbindungen alll) erhältlich.Suitable prepolymers contain urethane and/or urea groups and, if appropriate, other structures resulting from modification of NCO groups, as mentioned above. Prepolymers of this type are obtainable, for example, by reacting the abovementioned monomeric di- and triisocyanates and/or polyisocyanates all) with isocyanate-reactive compounds all1).
Als isocyanatreaktive Verbindungen alll) können Alkohole, Amino oder Mercapto- Verbindungen, bevorzugt Alkohole, verwendet werden. Dabei kann es sich insbesondere um Polyole handeln. Ganz besonders bevorzugt können als isocyanatreaktive Verbindung alll) Polyester-, Polyether-, Polycar- bonat-, Poly(meth)acrylat- und / oder Polyurethan-Polyole verwendet werden. Alcohols, amino or mercapto compounds, preferably alcohols, can be used as isocyanate-reactive compounds alll). In particular, these can be polyols. Polyester, polyether, polycarbonate, poly(meth)acrylate and/or polyurethane polyols can very particularly preferably be used as the isocyanate-reactive compound alll).
Als Polyesterpolyole sind beispielsweise lineare Polyesterdioie oder verzweigte Polyesterpolyole ge- eignet, die in bekannter Weise durch Umsetzung von aliphatischen, cycloaliphatischen oder aroma- tischen Di- bzw. Polycarbonsäuren bzw. ihren Anhydriden mit mehrwertigen Alkoholen einer OH- Funktionalität ≥ 2 erhalten werden können. Beispiele für geeignete Di- bzw. Polycarbonsäuren sind mehrwertige Carbonsäuren wie Bernstein-, Adipin-, Kork-, Sebacin-, Decandicarbon-, Phthal-, Terephthal-, Isophthal-, Tetrahydrophthal- oder Trimellithsäure sowie Säureanhydride wie Phthal-, Trimellith- oder Bemsteinsäureanhydrid oder deren beliebige Gemische untereinander. Die Polyes- terpolyole können auch auf natürlichen Rohstoffen wie Rizinusöl basieren. Es ist ebenfalls möglich, dass die Polyesterpolyole auf Homo- oder Mischpolymerisaten von Lactonen basieren, die bevorzugt durch Anlagerung von Lactonen bzw. Lactongemischen wie Butyrolacton, ε-Caprolacton und / oder Methyl-ε-caprolacton an hydroxyfunktionelle Verbindungen wie mehrwertige Alkohole einer OH- Funktionalität ≥ 2 beispielsweise der nachstehend genannten Art erhalten werden können. Suitable polyester polyols are, for example, linear polyester diols or branched polyester polyols, which can be obtained in a known manner by reacting aliphatic, cycloaliphatic or aromatic dicarboxylic or polycarboxylic acids or their anhydrides with polyhydric alcohols having an OH functionality of ≧2. Examples of suitable di- or polycarboxylic acids are polybasic carboxylic acids such as succinic, adipic, suberic, sebacic, decanedicarboxylic, phthalic, terephthalic, isophthalic, tetrahydrophthalic or trimellitic acid and acid anhydrides such as phthalic, trimellitic or succinic anhydride or any mixtures thereof with one another. The polyester polyols can also be based on natural raw materials such as castor oil. It is also possible for the polyester polyols to be based on homopolymers or copolymers of lactones, which are preferably formed by addition of lactones or lactone mixtures such as butyrolactone, ε-caprolactone and/or methyl-ε-caprolactone onto hydroxy-functional compounds such as polyhydric alcohols with an OH functionality ≥ 2 can be obtained, for example, of the type mentioned below.
Beispiele für geeignete Alkohole sind alle mehrwertigen Alkohole wie z.B. die C2 - C12-Diole, die isomeren Cyclohexandiole, Glycerin oder deren beliebige Gemische untereinander. Examples of suitable alcohols are all polyhydric alcohols such as the C 2 -C 12 diols, the isomeric cyclohexanediols, glycerol or any mixtures thereof with one another.
Geeignete Polycarbonatpolyole sind in an sich bekannter Weise durch Umsetzung von organischen Carbonaten oder Phosgen mit Diolen oder Diol-Mischungen zugänglich. Geeignete organische Carbonate sind Dimethyl-, Diethyl- und Diphenylcarbonat. Suitable polycarbonate polyols can be obtained in a manner known per se by reacting organic carbonates or phosgene with diols or diol mixtures. Suitable organic carbonates are dimethyl, diethyl and diphenyl carbonate.
Geeignete Diole bzw. Mischungen umfassen die an sich im Rahmen der Polyestersegmente genann- ten mehrwertigen Alkohole einer OH-Funktionalität ≥ 2, bevorzugt Butandiol-1,4, Hexandiol-1,6 und / oder 3-Methylpentandiol. Auch Polyesterpolyole können zu Polycarbonatpolyolen umgearbei- tet werden. Suitable diols or mixtures include the polyhydric alcohols mentioned per se in the context of the polyester segments with an OH functionality ≧2, preferably 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and/or 3-methylpentanediol. Polyester polyols can also be converted into polycarbonate polyols.
Geeignete Polyetherpolyole sind gegebenenfalls blockweise aufgebaute Polyadditionsprodukte cyc- lischer Ether an OH- oder NH-funktionelle Startermoleküle. Suitable polyether polyols are, if appropriate, block-wise polyaddition products of cyclic ethers onto OH- or NH-functional starter molecules.
Geeignete cyclische Ether sind beispielsweise Styroloxide, Ethylenoxid, Propylenoxid, Tetrahydro- furan, Butylenoxid, Epichlorhydrin sowie ihre beliebigen Mischungen. Examples of suitable cyclic ethers are styrene oxide, ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran, butylene oxide, epichlorohydrin and any mixtures thereof.
Als Starter können die an sich im Rahmen der Polyesterpolyole genannten mehrwertigen Alkohole einer OH-Funktionalität ≥ 2 sowie primäre oder sekundäre Amine und Aminoalkohole verwendet werden. The polyhydric alcohols mentioned per se in the context of the polyester polyols with an OH functionality ≧2 and primary or secondary amines and amino alcohols can be used as starters.
Bevorzugte Polyetherpolyole sind solche der vorgenannten Art ausschließlich basierend auf Propy- lenoxid oder statistische oder Block-Copolymere basierend auf Propylenoxid mit weiteren 1 -Alky- lenoxiden. Besonders bevorzugt sind Propylenoxid-homopolymere sowie statistische oder Block- Copolymere, die Oxyethylen-, Oxypropylen- und / oder Oxybutyleneinheiten aufweisen, wobei der Anteil der Oxypropyleneinheiten bezogen auf die Gesamtmenge aller Oxyethylen-, Oxypropylen- und Oxybutyleneinheiten mindestens 20 Gew.-%, bevorzugt mindestens 45 Gew.-% ausmacht. Oxy- propylen- und Oxybutylen umfasst hierbei alle jeweiligen linearen und verzweigten C3- und C4-lso- mere. Preferred polyether polyols are those of the aforementioned type based exclusively on propylene oxide or random or block copolymers based on propylene oxide with other 1-alkylene oxides. Propylene oxide homopolymers and random or block copolymers which have oxyethylene, oxypropylene and/or oxybutylene units are particularly preferred, with the proportion of oxypropylene units based on the total amount of all oxyethylene, oxypropylene and oxybutylene units being at least 20% by weight at least 45% by weight. In this context, oxypropylene and oxybutylene include all the respective linear and branched C 3 and C 4 isomers.
Daneben sind als Bestandteile der Polyol-Komponente alll) als polyfunktionelle, isocyanatreaktive Verbindungen auch niedermolekulare, d.h. mit Molekulargewichten ≤ 500 g/mol, kurzkettige, d.h. 2 bis 20 Kohlenstoffatome enthaltende aliphatische, araliphatische oder cycloaliphatische di-, tri- oder polyfunktionelle Alkohole geeignet. In addition, low molecular weight, i.e. with molecular weights ≦500 g/mol, short-chain, i.e. containing 2 to 20 carbon atoms, aliphatic, araliphatic or cycloaliphatic di-, tri- or polyfunctional alcohols are also suitable as components of the polyol component alll) as polyfunctional, isocyanate-reactive compounds.
Dies können beispielsweise in Ergänzung zu den oben genannten Verbindungen Neopentylglykol,This can, for example, in addition to the above-mentioned compounds neopentyl glycol,
2-Ethyl-2-butylpropandiol, Trimethylpentandiol, stellungs-isomere Diethyloctandiole, Cyclohexan- diol, 1,4-Cyclohexandimethanol, 1 ,6-Hexandiol, 1,2- und 1 ,4-Cyclohexandiol, hydriertes Bisphenol A, 2,2-Bis(4-hydroxy-cyclohexyl)-propan oder 2,2-Dimethyl-3-hydroxypropionsäure, 2,2-dimethyl-2-ethyl-2-butylpropanediol, trimethylpentanediol, position isomeric diethyloctanediols, cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,6-hexanediol, 1,2- and 1,4-cyclohexanediol, hydrogenated bisphenol A, 2,2- Bis(4-hydroxycyclohexyl)propane or 2,2-dimethyl-3-hydroxypropionic acid, 2,2-dimethyl
3-hydroxypropyl-ester sein. Beispiele geeigneter Triole sind Trimethylolethan, Trimethylolpropan oder Glycerin. Geeignete höherfunktionelle Alkohole sind Di-(trimethylolpropan), Pentaerythrit, Dipenta-erythrit oder Sorbit. be 3-hydroxypropyl ester. Examples of suitable triols are trimethylolethane, trimethylolpropane or glycerol. Suitable higher-functional alcohols are di-(trimethylolpropane), pentaerythritol, dipentaerythritol or sorbitol.
Besonders bevorzugt ist, wenn die Polyolkomponente ein difunktioneller Polyether-, Polyester oder ein Polyether-polyester-block-copolyester oder ein Polyether-Polyester-Blockcopolymer mit pri- mären OH-Funktionen ist. Es ist ebenfalls möglich, als isocyanatreaktive Verbindungen alll) Amine einzusetzen. Beispiele ge- eigneter Amine sind Ethylendiamin, Propylendiamin, Diaminocyclohexan, 4,4'-Dicylohexylmethan- diamin, Isophorondiamin (IPDA), difunktionelle Polyamine wie z.B. die Jeffamine®, amintermi- nierte Polymere, insbesondere mit zahlenmittleren Molmassen ≤ 10.000 g/Mol. Mischungen der vor- genannten Amine können ebenfalls verwendet werden. It is particularly preferred if the polyol component is a difunctional polyether, polyester or a polyether-polyester-block-copolyester or a polyether-polyester-block copolymer with primary OH functions. It is also possible to use alll) amines as isocyanate-reactive compounds. Examples of suitable amines are ethylenediamine, propylenediamine, diaminocyclohexane, 4,4'-dicyclohexylmethanediamine, isophoronediamine (IPDA), difunctional polyamines such as Jeffamine®, amine-terminated polymers, in particular with number-average molar masses ≦10,000 g/mol. Mixtures of the aforementioned amines can also be used.
Es ist ebenfalls möglich, als isocyanatreaktive Verbindungen alll) Aminoalkohole einzusetzen. Bei- spiele geeigneter Aminoalkohole sind die isomeren Aminoethanole, die isomere Aminopropanole die isomeren Aminobutanole und die isomeren Aminohexanoie oder deren beliebige Mischungen.It is also possible to use alll) amino alcohols as isocyanate-reactive compounds. Examples of suitable amino alcohols are the isomeric aminoethanols, the isomeric aminopropanols, the isomeric aminobutanols and the isomeric aminohexanoie or any mixtures thereof.
Alle vorgenannten isocyanatreaktiven Verbindungen alll) können untereinander beliebig vermischt werden. All of the aforementioned isocyanate-reactive compounds alll) can be mixed with one another as desired.
Bevorzugt ist auch, wenn die isocyanatreaktiven Verbindungen alll) eine zahlenmittlere Molmasse von ≥ 200 und ≤ 10.000 g/Mol, weiter bevorzugt ≥ 500 und ≤ 8.000 g/Mol und ganz besonders bevorzugt ≥ 800 und ≤ 5.000 g/Mol aufweisen. Die OH-Funktionalität der Polyole beträgt bevorzugt 1.5 bis 6.0, besonders bevorzugt 1.8 bis 4.0. It is also preferred if the isocyanate-reactive compounds alll) have a number-average molar mass of ≧200 and ≦10,000 g/mol, more preferably ≧500 and ≦8000 g/mol and very particularly preferably ≧800 and ≦5000 g/mol. The OH functionality of the polyols is preferably from 1.5 to 6.0, particularly preferably from 1.8 to 4.0.
Die Prepolymere der Polyisocyanat-Komponente al) können insbesondere einen Restgehalt an freiem monomeren Di- und Triisocyanaten < 1 Gew.-%, besonders bevorzugt < 0.5 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt < 0.3 Gew.-% aufweisen. The prepolymers of the polyisocyanate component a1) can in particular have a residual content of free monomeric di- and triisocyanates of <1% by weight, particularly preferably <0.5% by weight and very particularly preferably <0.3% by weight.
Es ist gegebenenfalls auch möglich, dass die Polyisocyanat-Komponente al) vollständig oder anteils- mäßig organische Verbindung enthält, deren NCO-Gruppen ganz oder teilweise mit aus der Be- schichtungstechnologie bekannten Blockierungsmitteln umgesetzt sind. Beispiel für Blockierungs- mittel sind Alkohole, Lactame, Oxime, Malonester, Pyrazole sowie Amine, wie z.B. Butanonoxim, Diisopropylamin, Malonsäurediethylester, Acetessigester, 3,5-Dimethylpyrazol, s-Caprolactam oder deren Mischungen. It is optionally also possible for the polyisocyanate component a1) to contain all or part of an organic compound whose NCO groups have been reacted in whole or in part with blocking agents known from coating technology. Examples of blocking agents are alcohols, lactams, oximes, malonic esters, pyrazoles and amines, such as butanone oxime, diisopropylamine, diethyl malonate, acetoacetic ester, 3,5-dimethylpyrazole, s-caprolactam or mixtures thereof.
Besonders bevorzugt ist, wenn die Polyisocyanat-Komponente al) Verbindungen mit aliphatisch ge- bundenen NCO-Gruppen umfasst, wobei unter aliphatisch gebundenen NCO-Gruppen derartige Gruppen verstanden werden, die an ein primäres C-Atom gebunden sind. Die isocyanatreaktive Komponente all) umfasst bevorzugt wenigstens eine organische Verbindung, die im Mittel wenigs- tens 1.5 und bevorzugt 2 bis 3 isocyanatreaktive Gruppen aufweist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden als isocyanatreaktive Gruppen bevorzugt Hydroxy-, Amino- oder Mercapto-Grup- pen angesehen. It is particularly preferred if the polyisocyanate component a1) comprises compounds with aliphatically bonded NCO groups, aliphatically bonded NCO groups being understood as meaning groups which are bonded to a primary carbon atom. The isocyanate-reactive component all) preferably comprises at least one organic compound which has on average at least 1.5 and preferably 2 to 3 isocyanate-reactive groups. In the context of the present invention, hydroxy, amino or mercapto groups are considered to be preferred as isocyanate-reactive groups.
Die isocyanatreaktive Komponente kann insbesondere Verbindungen umfassen, die im Zahlenmittel wenigstens 1.5 und bevorzugt 2 bis 3 isocyanatreaktive Gruppen aufweisen. The isocyanate-reactive component can in particular comprise compounds which have on average at least 1.5 and preferably 2 to 3 isocyanate-reactive groups.
Geeignete polyfunktionelle, isocyanatreaktive Verbindungen der Komponente all) sind beispiels- weise die oben beschriebenen Verbindungen alll). Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der die Polyurethanbildung katalysierende Stoff aus der Gruppe der Zmn-basierten Organylen stammt, oder ein auf Basis von Eisen(ll), Eisen(lll), Gallium(lll), Bismut(lll), Vanadium(lll), Vanadium(lV), Terbium(lll), Zinn(ll), Zink(ll), Zirkon(lV) Komplex mit geeigneten mono- oder bidentaten Liganden ist. Suitable polyfunctional, isocyanate-reactive compounds of component all) are, for example, the compounds all1) described above. In a further preferred embodiment it is provided that the substance catalyzing the polyurethane formation comes from the group of Zmn-based organyls, or one based on iron(II), iron(III), gallium(III), bismuth(III), vanadium (III), vanadium(IV), terbium(III), tin(II), zinc(II), zirconium(IV) complex with suitable mono- or bidentate ligands.
Das Schreibmonomer b) kann jedes Schreibmonomer sein, das der Fachmann für die erfindungsge- mäße Photopolymerzusammensetzung auswählen würde. Bevorzugt umfasst das Schreibmonomer b) wenigstens ein mono- und / oder ein multifunktionales Schreibmonomer oder besteht daraus. Wei- ter bevorzugt kann das Schreibmonomer b) wenigstens ein mono- und / oder ein multifunktionelles (Meth)acrylat-Schreibmonomere umfassen oder daraus bestehen. Ganz besonders bevorzugt kann das Schreibmonomer wenigstens ein mono- und / oder ein multifunktionelles Urethan(meth)acrylat umfassen oder daraus bestehen. The writing monomer b) can be any writing monomer that one skilled in the art would select for the photopolymer composition according to the invention. The writing monomer b) preferably comprises or consists of at least one monofunctional and/or one multifunctional writing monomer. More preferably, the writing monomer b) can comprise or consist of at least one monofunctional and/or one multifunctional (meth)acrylate writing monomer. Very particularly preferably, the writing monomer can comprise or consist of at least one monofunctional and/or one multifunctional urethane (meth)acrylate.
Geeignete Acrylat-Schreibmonomere sind insbesondere Verbindungen der allgemeinen Formel (IV) bei denen m≥lund m≤4 ist und R5 ein linearer, verzweigter, cyclischer oder heterocyclischer unsub- stituierter oder gegebenenfalls auch mit Heteroatomen substituierter organischer Rest und / oder R6 Wasserstoff, ein linearer, verzweigter, cyclischer oder heterocyclischer unsubstituierter oder gege- benenfalls auch mit Heteroatomen substituierter organischer Rest ist. Besonders bevorzugt ist R6 Wasserstoff oder Methyl und / oder R5 ein linearer, verzweigter, cyclischer oder heterocyclischer unsubstituierter oder gegebenenfalls auch mit Heteroatomen substituierter organischer Rest. Suitable acrylate writing monomers are, in particular, compounds of the general formula (IV) where m≥land m≤4 and R 5 is a linear, branched, cyclic or heterocyclic unsubstituted or optionally substituted with heteroatoms organic radical and / or R 6 is hydrogen, a linear, branched, cyclic or heterocyclic unsubstituted or counter is also an organic radical substituted with heteroatoms. R 6 is particularly preferably hydrogen or methyl and/or R 5 is a linear, branched, cyclic or heterocyclic organic radical which is unsubstituted or optionally also substituted with heteroatoms.
Als Acrylate bzw. Methacrylate werden vorliegend Ester der Acrylsäure bzw. Methacrylsäure be- zeichnet. Beispiele bevorzugt verwendbarer Acrylate und Methacrylate sind Phenylacrylat, Phenyl- methacrylat, Phenoxyethylacrylat, Phenoxyethylmethacrylat, Phenoxyethoxyethylacrylat, Phenoxy- ethoxyethylmethacrylat, Phenylthioethylacrylat, Phenylthioethylmethacrylat, 2-Naphthylacrylat, 2- Naphthylmethacrylat, 1 ,4-Bis-(2-thionaphthyl)-2-butylacrylat, 1 ,4-Bis-(2-thionaphthyl)-2-butylme- thacrylat, Bisphenol A Diacrylat, Bisphenol A Dimethacrylat, sowie deren ethoxylierte Analogver- bindungen oder N-Carbazolylacrylate. In the present case, esters of acrylic acid or methacrylic acid are referred to as acrylates or methacrylates. Examples of preferably usable acrylates and methacrylates are phenyl acrylate, phenyl methacrylate, phenoxyethyl acrylate, phenoxyethyl methacrylate, phenoxyethoxyethyl acrylate, phenoxyethoxyethyl methacrylate, phenylthioethyl acrylate, phenylthioethyl methacrylate, 2-naphthyl acrylate, 2-naphthyl methacrylate, 1,4-bis-(2-thionaphthyl)-2-butyl acrylate , 1,4-bis-(2-thionaphthyl)-2-butyl methacrylate, bisphenol A diacrylate, bisphenol A dimethacrylate, and their ethoxylated analogues or N-carbazolyl acrylates.
Als Urethanacrylate werden vorliegend Verbindungen mit mindestens einer Acrylsäureestergruppe und mindestens eine Urethanbindung verstanden. Solche Verbindungen können beispielsweise durch Umsetzung eines Hydroxy- funktionellen Acrylats oder Methacrylats mit einer Isocyanat- funktionel- len Verbindung erhalten werden. In the present case, urethane acrylates are understood as meaning compounds having at least one acrylic acid ester group and at least one urethane bond. Such compounds can be obtained, for example, by reacting a hydroxy-functional acrylate or methacrylate with an isocyanate-functional compound.
Beispiele hierfür verwendbarer Isocyanat-funktionelle Verbindungen sind Monoisocyanate sowie die unter al) genannten monomeren Diisocyanate, Triisocyanate und / oder Polyisocyanate. Beispiele geeigneter Monoisocyanate sind Phenylisocyanat, die isomeren Methylthiophenylisocyanate. Di-, Tri- oder Polyisocyanate sind oben genannt sowie Triphenylmethan-4,4‘,4“-triisocyanat und Tris(p- isocyanatophenyl)thiophosphat oder deren Derivate mit Urethan-, Harnstoff-, Carbodiimid-, Acyl- hamstoff-, Isocyanurat-, Allophanat-, Biuret-, Oxadiazintrion-, Uretdion-, Iminooxadiazindionstruk- tur und Mischungen derselben. Bevorzugt sind dabei aromatische Di-, Tri- oder Polyisocyanate.Examples of isocyanate-functional compounds that can be used for this purpose are monoisocyanates and the monomeric diisocyanates, triisocyanates and/or polyisocyanates mentioned under a1). examples suitable monoisocyanates are phenyl isocyanate, the isomeric methylthiophenyl isocyanates. Di-, tri- or polyisocyanates are mentioned above, as well as triphenylmethane-4,4',4"-triisocyanate and tris(p-isocyanatophenyl)thiophosphate or their derivatives with urethane, urea, carbodiimide, acylurea, isocyanurate , allophanate, biuret, oxadiazinetrione, uretdione, iminooxadiazinedione structure and mixtures thereof. Aromatic di-, tri- or polyisocyanates are preferred.
Als hydroxyfunktionelle Acrylate oder Methacrylate für die Herstellung von Urethanacrylaten kom- men beispielsweise Verbindungen wie 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, Polyethylenoxid-mono(meth)- acrylate, Polypropylenoxidmono(meth)acrylate, Polyalkylenoxidmono(meth)-acrylate, Poly(s-ca- prolacton)mono(meth)acrylate, wie z.B. Tone® M100 (Dow, Schwalbach, DE), 2-Hydroxypropyl- (meth)acrylat, 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat, 3-Hydroxy-2,2-dimethylpropyl-(meth)acrylat, Hydro- xypropyl(meth)acrylat, Acrylsäure-(2-hydroxy-3-phenoxypropylester), die hydroxyfunktionellen Mono-, Di- oder Tetraacrylate mehrwertiger Alkohole wie Trimethylolpropan, Glycerin, Pentaeryth- rit, Dipentaerythrit, ethoxyliertes, propoxyliertes oder alkoxyliertes Trimethylolpropan, Glycerin, Pentaerythrit, Dipentaerythrit oder deren technische Gemische. Bevorzugt sind 2-Hydroxyethylac- rylat, Hydroxypropylacrylat, 4-Hydroxybutylacrylat und Poly(ε-caprolacton)mono(meth)acrylat.Examples of hydroxy-functional acrylates or methacrylates for the production of urethane acrylates are compounds such as 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, polyethylene oxide mono(meth)acrylates, polypropylene oxide mono(meth)acrylates, polyalkylene oxide mono(meth)acrylates, poly(s- caprolactone) mono(meth)acrylates, such as Tone® M100 (Dow, Schwalbach, DE), 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 3-hydroxy-2,2-dimethylpropyl (Meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, acrylic acid (2-hydroxy-3-phenoxypropyl ester), the hydroxy-functional mono-, di- or tetraacrylates of polyhydric alcohols such as trimethylolpropane, glycerol, pentaerythritol, dipentaerythritol, ethoxylated, propoxylated or alkoxylated trimethylolpropane, glycerol, pentaerythritol, dipentaerythritol or technical mixtures thereof. 2-Hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate and poly(ε-caprolactone) mono(meth)acrylate are preferred.
Ebenfalls verwendet werden können die an sich bekannten hydroxylgruppenhaltigen Epoxy(meth)- acrylate mit OH-Gehalten von 20 bis 300 mg KOH/g oder hydroxylgruppenhaltige Polyurethan-(meth) acrylate mit OH-Gehalten von 20 bis 300 mg KOH/g oder acrylierte Polyacrylate mit OH- Gehalten von 20 bis 300 mg KOH/g sowie deren Mischungen untereinander und Mischungen mit hydroxylgruppenhaltigen ungesättigten Polyestern sowie Mischungen mit Polyester(meth)acrylaten oder Mischungen hydroxylgruppenhaltiger ungesättigter Polyester mit Polyester(meth)acrylaten.The known hydroxyl-containing epoxy (meth)acrylates with OH contents of 20 to 300 mg KOH/g or hydroxyl-containing polyurethane (meth)acrylates with OH contents of 20 to 300 mg KOH/g or acrylated polyacrylates can also be used with OH contents of 20 to 300 mg KOH/g and mixtures thereof with one another and mixtures with hydroxyl-containing unsaturated polyesters and mixtures with polyester (meth)acrylates or mixtures of hydroxyl-containing unsaturated polyesters with polyester (meth)acrylates.
Bevorzugt sind insbesondere Urethanacrylate erhältlich aus der Umsetzung von Tris(p-isocyanato- phenyl)thiophosphat und / oder m-Methylthiophenylisocyanat mit alkoholfunktionellen Acrylaten wie Hydroxyethyl(meth)acrylat, Hydroxypropyl(meth)acrylat und / oder Hydroxybutyl(meth)acrylat oder Umsetzungs-Produkte von 2-lsocyanatoethyl Acrylat und / oder 2-lsocyanatoethyl Methacrylat und / oder l,l-(Bisacryloyloxymethyl)-ethylisocyanat mit gegebenenfalls beliebig substituierten Naphtholen. Particularly preferred are urethane acrylates obtainable from the reaction of tris (p-isocyanatophenyl) thiophosphate and / or m-methylthiophenyl isocyanate with alcohol-functional acrylates such as hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate and / or hydroxybutyl (meth) acrylate or reaction Products of 2-isocyanatoethyl acrylate and/or 2-isocyanatoethyl methacrylate and/or 1,1-(bisacryloyloxymethyl)ethyl isocyanate with optionally substituted naphthols.
Ebenso ist es möglich, dass das Schreibmonomer b) weitere ungesättigte Verbindungen wie α,β- ungesättigte Carbonsäurederivate wie beispielsweise Maleinate, Fumarate, Maleimide, Acrylamide, weiterhin Vinylether, Propenylether, Allylether und Dicyclopentadienyl-Einheiten enthaltende Ver- bindungen sowie olefinisch ungesättigte Verbindungen wie z.B. Styrol, α-Methylstyrol, Vinyltoluol und / oder Olefine, umfasst oder daraus besteht. It is also possible for the writing monomer b) to contain other unsaturated compounds such as α,β-unsaturated carboxylic acid derivatives such as maleates, fumarates, maleimides, acrylamides, vinyl ethers, propenyl ethers, allyl ethers and dicyclopentadienyl units, and olefinically unsaturated compounds such as e.g. styrene, α-methyl styrene, vinyl toluene and / or olefins, comprises or consists of.
Das mindestens eine Photoinitiatorsystem c) kann jedes Photoinitiatorsystem sein, das der Fachmann für die erfindungsgemäße Photopolymerzusammensetzung auswählen würde. Photoinitiatoren der Komponente c) sind üblicherweise durch aktinische Strahlung aktivierbare Verbindungen, die eine Polymerisation der Schreibmonomere auslösen können. Bei den Photoinitiatoren kann zwischen uni- molekularen (Typ 1) und bimolekularen (Typ II) Initiatoren unterschieden werden. Des Weiteren werden sie je nach ihrer chemischen Natur in Photoinitiatoren für radikalische, anionische, kationi- sche oder gemischte Art der Polymerisation unterschieden. The at least one photoinitiator system c) can be any photoinitiator system that a person skilled in the art would select for the photopolymer composition according to the invention. Photoinitiators of Component c) are usually compounds which can be activated by actinic radiation and can trigger polymerization of the writing monomers. Photoinitiators can be divided into unimolecular (type 1) and bimolecular (type II) initiators. Furthermore, depending on their chemical nature, they are divided into photoinitiators for free-radical, anionic, cationic or mixed types of polymerization.
Typ I-Photoinitiatoren (Norrish-Typ-1) für die radikalische Photopolymerisation bilden beim Be- strahlen durch eine unimolekulare Bindungsspaltung freie Radikale. Beispiele für Typ 1-Photoiniti- atoren sind Triazine, Oxime, Benzoinether, Benzilketale, Bis-imidazole, Aroylphosphinoxide, Sul- fonium- und lodoniumsalze. Type I photoinitiators (Norrish type 1) for radical photopolymerization generate free radicals by unimolecular bond cleavage upon irradiation. Examples of type 1 photoinitiators are triazines, oximes, benzoin ethers, benzil ketals, bisimidazoles, aroylphosphine oxides, sulfonium and iodonium salts.
Typ II-Photoinitiatoren (Norrish-Typ-11) für die radikalische Polymerisation bestehen aus einem Farbstoff als Sensibilisator und einem Coinitiator und durchlaufen bei der Bestrahlung mit auf den Farbstoff angepasstem Licht eine bimolekulare Reaktion. Zunächst absorbiert der Farbstoff ein Pho- ton und überträgt aus einem angeregten Zustand Energie auf den Coinitiator. Dieser setzt durch Elektronen- oder Protonentransfer oder direkte Wasserstoffabstraktion die polymerisationsauslösen- den Radikale frei. Type II photoinitiators (Norrish Type II) for radical polymerization consist of a dye as a sensitizer and a coinitiator and undergo a bimolecular reaction when irradiated with light matched to the dye. First, the dye absorbs a photon and transfers energy from an excited state to the coinitiator. This releases the polymerization-initiating radicals by electron or proton transfer or direct hydrogen abstraction.
Bevorzugt werden die Typ II-Photoinitiatoren verwendet. Type II photoinitiators are preferably used.
Solche Photoinitiatorsysteme sind prinzipiell in der EP 0 223 587 A beschriebenen und bestehen bevorzugt aus einer Mischung von einem oder mehreren Farbstoffen. Such photoinitiator systems are described in principle in EP 0 223 587 A and preferably consist of a mixture of one or more dyes.
Geeignete NIR-Chromophore, die zusammen mit einer Verbindungen der Formel (111) einen Typ II- Photoinitiator bilden, sind zum Beispiel die in der EP 0438123 beschriebenen kationischen Farb- stoffe. Examples of suitable NIR chromophores which, together with a compound of the formula (III), form a type II photoinitiator are the cationic dyes described in EP 0438123.
Weiterhin werden als kationischen NIR-Farbstoffen Pentamethincyanin- und Heptamethincyanin- Farbstoffe, Hemicyanin-Farbstoffe, Merocyanin-Farbstoffe, Oxonole und Neutrocyanin-Farbstoffe verstanden und bevorzugt. Solche Farbstoffe sind beispielsweise in H. Bemeth in Ullmann’s Encyc- lopedia of Industrial Chemistry, Azine Dyes, Wiley-VCH Verlag, 2008, H. Bemeth 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 Diaryl- methane Dyes, Wiley-VCH Verlag, 2.000 beschrieben. Furthermore, pentamethine cyanine and heptamethine cyanine dyes, hemicyanine dyes, merocyanine dyes, oxonols and neutrocyanine dyes are understood and preferred as cationic NIR dyes. Such dyes are, for example, in H. Bemeth in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Azine Dyes, Wiley-VCH Verlag, 2008, H. Bemeth 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, 2,000.
Besonders bevorzugt sind Pentamethincyanin- und Heptamethincyanin-Farbstoffe. Pentamethine cyanine and heptamethine cyanine dyes are particularly preferred.
Ganz besonders bevorzugt für einen kationischen NIR-Farbstoff ist der von Showa Denko erhältliche Farbstoff „Karenz IR-T“ mit folgender Strukturformel (V): A most preferred cationic NIR dye is Karenz IR-T dye available from Showa Denko and having the following structural formula (V):
Bevorzugte Anionen (An- ) der kationischen NIR-Farbstoffe sind insbesondere C8- bis C25-Alkansul- fonat, vorzugsweise C13- bis C25-Alkansulfonat, C3- bis C18-Perfluoralkansulfonat, C4- bis C18-Per- fluoralkansulfonat, das in der Alkylkette mindestens 3 Wasserstoffatome trägt, C9- bis C25-Alkanoat, C9- bis C25-Alkenoat, C8- bis C25 -Alkylsulfat, vorzugsweise C13- bis C25 -Alkylsulfat, C8- bis C25- Alkenylsulfat, vorzugsweise C13- bis C25-Alkenylsulfat, C3- bis C18-Perfluoralkylsulfat, C4- bis C18- Perfluoralkylsulfat, das in der Alkylkette mindestens 3 Wasserstoffatome trägt, Polyethersulfate ba- sierend auf mindestens 4 Äquivalenten Ethylenoxid und / oder Äquivalenten 4 Propylenoxid, Bis- C4- bis C25-Alkyl-, C5- bis C7-Cycloalkyl-, C3- bis C8-Alkenyl- oder C7 - bis C11-Aralkyl-sulfosuc- cinat, durch mindestens 8 Fluoratome substituiertes Bis- C2-bis C10-alkyl-sulfosuccinat, C8- bis C25- Alkyl-sulfoacetate, durch mindestens einen Rest der Gruppe Halogen, C4- bis C25-Alkyl, Perfluor- C1- bis C8-Alkyl und / oder C1- bis C12- Alkoxycarbonyl substituiertes Benzolsulfonat, ggf. durch Nitro, Cyano, Hydroxy, C1- bis C25-Alkyl, C1- bis C12-Alkoxy, Amino, C1- bis C12- Alkoxycarbonyl oder Chlor substituiertes Naphthalin- oder Biphenylsulfonat, ggf. durch Nitro, Cyano, Hydroxy, C1- bis C25-Alkyl, C1- bis C12-Alkoxy, C1- bis C12- Alkoxycarbonyl oder Chlor substituiertes Benzol-, Naphthalin- oder Biphenyldisulfonat, durch Dinitro, C6- bis C25-Alkyl, C4- bis C12- Alkoxycarbonyl, Benzoyl, Chlorbenzoyl oder Toluoyl substituiertes Benzoat, das Anion der Naphthalindicarbonsäure, Diphenyletherdisulfonat, sulfonierte oder sulfatierte, ggf. mindestens einfach ungesättigte C8- bis C25-Fettsäureester von aliphatischen C1- bis C8-Alkoholen oder Glycerin, Bis-(sulfo-C2- bis C6-al- kyl)-C3- bis C12-alkandicarbonsäureester, Bis-(sulfo-C2- bis C6-alkyl)-itaconsäureester, (Sulfo-C2- bis C6-alkyl)-C6- bis C18-alkancarbonsäureester, (Sulfo-C2- bis C6-alkyl)-acryl- oder methacrylsäu- reester, ggf. durch bis zu 12 Halogenreste substituiertes Triscatecho Iphosphat, ein Anion der Gruppe Tetraphenylborat, Cyanotriphenylborat, Tetraphenoxyborat, C4- bis C12-Alkyl-triphenylborat, deren Phenyl- oder Phenoxy-Reste durch Halogen, C1- bis C4-Alkyl und / oder C1- bis C4 -Alkoxy substi- tuiert sein können, C4- bis C12-Alkyl-trinaphthylborat, Tetra-C1- bis C20-alkoxyborat, 7,8- oder 7,9- Dicarbanidoundecaborat(l-) oder (2-), die gegebenenfalls an den B- und / oder C-Atomen durch eine oder zwei C1- bis C12-Alkyl- oder Phenyl-Gruppen substituiert sind, Dodecahydrodicarbadodecabo- rat(2-) oder B-C1- bis C12-Alkyl-C-phenyl-dodecahydrodicarbadodecaborat(l-) steht, wobei bei mehrwertigen Anionen wie Naphthalindisulfonat An- für ein Äquivalent dieses Anions steht, und wobei die Alkan- und Alkylgruppen verzweigt sein können und / oder durch Halogen, Cyano, Me- thoxy, Ethoxy, Methoxycarbonyl oder Ethoxycarbonyl substituiert sein können. Preferred anions (an-) of the cationic NIR dyes are in particular C 8 - to C 25 -alkanesulfonate, preferably C 13 - to C 25 -alkanesulfonate, C 3 - to C 18 -perfluoroalkanesulfonate, C 4 - to C 18 - Perfluoroalkanesulfonate which carries at least 3 hydrogen atoms in the alkyl chain, C 9 - to C 25 -alkanoate, C 9 - to C 25 -alkenoate, C 8 - to C 25 -alkyl sulfate, preferably C 13 - to C 25 -alkyl sulfate, C 8 to C 25 alkenyl sulfate, preferably C 13 to C 25 alkenyl sulfate, C 3 to C 18 perfluoroalkyl sulfate, C 4 to C 18 perfluoroalkyl sulfate which carries at least 3 hydrogen atoms in the alkyl chain, polyether sulfates based to at least 4 equivalents of ethylene oxide and/or 4 equivalents of propylene oxide, bis-C 4 to C 25 alkyl, C 5 to C 7 cycloalkyl, C 3 to C 8 alkenyl or C 7 to C 11 Aralkyl sulfosuccinate, bis-C 2 - to C 10 -alkyl sulfosuccinate substituted by at least 8 fluorine atoms, C 8 - to C 25 - alkyl sulfoacetates, by at least one radical from the group halogen, C 4 - to C 25 -Alkyl, perfluoro-C 1 - to C 8 -alkyl and / or C 1 - to C 12 - alkoxycarbonyl substituted benzene sulfonate, optionally by nitro, cyano, hydroxy, C 1 - to C 25 -alkyl, C 1 - to C C 12 -alkoxy, amino, C 1 - to C 12 - alkoxycarbonyl or chlorine-substituted naphthalene or biphenyl sulfonate, optionally substituted by nitro, cyano, hydroxy, C 1 - to C 25 -alkyl, C 1 - to C 12 -alkoxy, C Benzene, naphthalene or biphenyl disulfonate substituted by C 1 - to C 12 - alkoxycarbonyl or chlorine, benzoate substituted by dinitro, C 6 - to C 25 -alkyl, C 4 - to C 12 - alkoxycarbonyl, benzoyl, chlorobenzoyl or toluoyl, the anion of Naphthalene dicarboxylic acid, diphenyl ether disulfonate, sulfonated or sulfated, optionally at least monounsaturated C 8 - to C 25 -fatty acid esters of aliphatic C 1 - to C 8 -alcohols or glycerol, bis (sulfo-C 2 - to C 6 -alkyl) -C 3 - to C 12 -alkanedicarboxylic acid esters, bis-(sulfo-C 2 - to C 6 -alkyl)-itaconic acid esters, (sulfo-C 2 - to C 6 -alkyl)-C 6 - to C 18 -alkanecarboxylic acid esters, ( Sulfo-C 2 - to C 6 -alkyl)-acrylic or methacrylic acid ester, triscatecho iphosphate optionally substituted by up to 12 halogen radicals, an anion from the group tetraphenyl borate, cyanotriphenyl borate, tetraphenoxy borate, C 4 - to C 12 -alkyl triphenyl borate whose phenyl or phenoxy radicals can be substituted by halogen, C 1 - to C 4 -alkyl and/or C 1 - to C 4 -alkoxy, C 4 - to C 12 -alkyl trinaphthylborate, tetra-C 1 - to C 20 -alkoxyborate, 7,8- or 7,9- dicarbanidoundecaborate(l-) or (2-), optionally substituted on the B and/or C atoms by one or two C 1 - to C 12 -Alkyl or phenyl groups are substituted, dodecahydrodicarbadodecaborate(2-) or BC 1 - to C 12 -alkyl-C-phenyl-dodecahydrodicarbadodecaborate(l-), where in the case of polyvalent anions such as naphthalene disulfonate An- represents an equivalent of this anions stands, and where the alkane and alkyl groups can be branched and/or can be substituted by halogen, cyano, methoxy, ethoxy, methoxycarbonyl or ethoxycarbonyl.
Bevorzugt werden die in der WO 2012062655 beschriebenen Anionen als An- eingesetzt. The anions described in WO 2012062655 are preferably used as anions.
Bevorzugt ist auch, wenn das Anion An- des Farbstoffs einen AClogP im Bereich von 1 bis 30, besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 12 und insbesondere bevorzugt im Bereich von 1 bis 6,5 aufweist. Der AClogP wird nach J. Comput. Aid. Mol. Des. 2005, 19, 453; Virtual Computational Chemistry Laboratory, http://www.vcclab.org berechnet. It is also preferred if the anion An- of the dye has an AClogP in the range from 1 to 30, particularly preferably in the range from 1 to 12 and particularly preferably in the range from 1 to 6.5. The AClogP is based on J. Comput. help Mol. Des. 2005, 19, 453; Virtual Computational Chemistry Laboratory, http://www.vcclab.org.
Geeignete Coinitiatoren für ein Typ II-Photoinitiatorsystem sind anionische Borate, besonders anio- nische Triarylalkylborate, welche in der WO 2015/055576 beschrieben sind. Weitere Coinitiatoren können pentakoordinierte Silikate oder tertiäre aromatische Amine sein. Suitable coinitiators for a type II photoinitiator system are anionic borates, particularly anionic triarylalkyl borates, which are described in WO 2015/055576. Other coinitiators can be pentacoordinate silicates or tertiary aromatic amines.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Photopolymerzusammensetzung weist der mindestens eine Farbstoff die Struktur der Formel (11) auf, worin In a preferred embodiment of the photopolymer composition, the at least one dye has the structure of formula (II), wherein
R205 für Wasserstoff, C1- bis C4-Alkyl, oder NR210R211 steht, R 205 is hydrogen, C 1 - to C 4 -alkyl, or NR 210 R 211 ,
R206 für Wasserstoff, C1- bis C4-Alkyl, oder NR212R213 steht, R 206 is hydrogen, C 1 - to C 4 -alkyl, or NR 212 R 213 ,
R201 bis R204 und R210 bis R213 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Chlorethyl, Cyanmethyl, Cyanethyl, Methoxyethyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cyclohexylmethyl, Benzyl, Phenyl, Tolyl, Anisyl oder Chlorophenyl stehen oder R 201 to R 204 and R 210 to R 213 are each independently hydrogen, methyl, ethyl, propyl, butyl, chloroethyl, cyanomethyl, cyanoethyl, methoxyethyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclohexylmethyl, benzyl, phenyl, tolyl, anisyl or chlorophenyl or
NR201R202, NR203R204, NR210R211 und NR212R213 unabhängig von einander für Pyrrolidino, Piperidino, Morpholino oder N-Methylpiperazino stehen, NR 201 R 202 , NR 203 R 204 , NR 210 R 211 and NR 212 R 213 independently represent pyrrolidino, piperidino, morpholino or N-methylpiperazino,
R207 bis R209 für Wasserstoff stehen und die beiden optionalen Brückengruppen X1 und X2 unabhängig voneinander für SiMe2 oder O stehen.R 207 to R 209 are hydrogen and the two optional bridging groups X 1 and X 2 are independently SiMe 2 or O.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Photopolymerzusammensetzung weist der mindestens eine Farbstoff eine Struktur der Formel (XVX) auf: worin R201 bis R204 und R210 bis R213 unabhängig voneinander jeweils für Wasserstoff oder Methyl, Ethyl Propyl oder Butyl stehen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Photopolymerzusammensetzung weist der mindestens eine vorhandene Farbstoff gemäß Formel (1) oder Formel (XVX) ein organisch substituiertes Sulfo- nat als Anion ( An- ) auf. In a preferred embodiment of the photopolymer composition, the at least one dye has a structure of the formula (XVX): wherein R 201 to R 204 and R 210 to R 213 are each independently hydrogen or methyl, ethyl, propyl or butyl. In a preferred embodiment of the photopolymer composition, the at least one dye of the formula (1) or formula (XVX) present has an organically substituted sulfonate as anion (An-).
In einer bevorzugten Ausführungsform der Photopolymerzusammensetzung ist der mindestens eine Coinitiator ein Triarylalkylboratsalz. In a preferred embodiment of the photopolymer composition, the at least one coinitiator is a triarylalkyl borate salt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Photopolymerzusammensetzung enthält der Coinitiator ein Triarylalkylborate gemäß der Formel (111), welche ein berechnetes Oxidationspotential zwischen 1,01 V vs. SCE und 1,31 V vs. SCE in Acetonitril aufweisen und worin In a preferred embodiment of the photopolymer composition, the coinitiator contains a triarylalkyl borates according to formula (III) which have a calculated oxidation potential between 1.01 V vs. SCE and 1.31 V vs. SCE in acetonitrile and wherein
A für eine Methylen-Gruppe oder für eine beliebig substituierte Methin-Gruppe, die gegebenenfalls mit R10 einen bis zu 10-gliedrigen Ring bilden kann, steht,A is a methylene group or an arbitrarily substituted methine group which can optionally form a ring with up to 10 members with R 10 ,
R100 für Wasserstoff oder für einen gegebenenfalls mit Hydroxy und / oder Alkoxy und / oder Acyloxy und / oder Halogen substituierten C1- bis C20-Alkyl-, C3- bis C20-Alkenyl- , C3- bis C20-Alkinyl-, C5- bis C7-Cycloalkyl- oder C7 - bis C13-Aralkylrest steht,R 100 is hydrogen or a C 1 - to C 20 -alkyl, C 3 - to C 20 -alkenyl, C 3 - to C 20 -, optionally substituted by hydroxy and/or alkoxy and/or acyloxy and/or halogen, C 3 - to C 20 - alkynyl, C 5 - to C 7 -cycloalkyl or C 7 - to C 13 -aralkyl radical,
R101, R102, und R103 für jeweils bis zu fünf unabhängig voneinander ausgewählte Reste aus C1- bis C20-Alkyl-, C3- bis C5-Alkenyl-, C3- bis C5-Alkinyl-, C5- bis C7-Cycloalkyl- oder C7 - bis C13-Aralkylrest, Halogen-, Cyano-, Trifluormethyl-, Trichlormethyl-, Difluormethyl-, Dichlormethyl, Trifluormethylthioyl-, Trichlormethylthioyl, C1-bis C12-Alkoxy-, Trifluormethoxy-, Trichlormethoxy-, C1-bis C12-Alkylthioyl-, Thioyl-, Difluormethoxy-, Difluormethylthioyl-, Carboxyl-, Carbonyl-, 2-, 3-, oder 4-Pyridyl-, oder beliebig substituierten Aryl-Resten oder Wasserstoff stehen, wobei die Auswahl der Reste sich dadurch bedingt, dass das von den Resten abhängige berechnete Oxidationspotential des Triarylalkylborates (111) in einem Bereich zwischen 1,01 V vs. SCE und 1,31 V vs. SCE in Acetonitril liegt, R 101 , R 102 , and R 103 each represent up to five independently selected radicals from C 1 - to C 20 -alkyl-, C 3 - to C 5 -alkenyl-, C 3 - to C 5 -alkynyl-, C C 5 - to C 7 -cycloalkyl or C 7 - to C 13 -aralkyl, halogen, cyano, trifluoromethyl, trichloromethyl, difluoromethyl, dichloromethyl, trifluoromethylthioyl, trichloromethylthioyl, C 1 - to C 12 -alkoxy, Trifluoromethoxy, trichloromethoxy, C 1 - to C 12 -alkylthioyl, thioyl, difluoromethoxy, difluoromethylthioyl, carboxyl, carbonyl, 2-, 3-, or 4-pyridyl, or aryl radicals substituted in any way, or are hydrogen, the selection of the radicals being dependent on the fact that the calculated oxidation potential of the triaryl alkyl borate (111), which is dependent on the radicals, is in a range between 1.01 V vs. SCE and 1.31 V vs. SCE in acetonitrile,
K+ für ein beliebig substituiertes Organokation der Wertigkeit n auf Basis von Stickstoff, Phosphor, Sauerstoff, Schwefel, und / oder lod steht und n für 1 , 2 oder 3 steht. In dieser Ausführungsform der Photopolymerzusammensetzung steht A bevorzugt für eine Methy- len-Gruppe. K + is any substituted organocation of valence n based on nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur and/or iodine and n is 1, 2 or 3. In this embodiment of the photopolymer composition, A is preferably a methylene group.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Photopolymerzusammensetzung stehen für das Triarylal- kylborat der Struktur (111) R100 für einen C1- bis C20-Alkyl-, C5- bis C7-Cycloalkyl- oder C7 - bis C13- Aralkylrest steht und R101, R102, und R103 für jeweils ein bis zwei unabhängig voneinander ausge- wählte Reste aus C1- bis C4-Alkyl-, Halogen-, Cyano-, Trifluormethyl-, C1-bis C4-Alkoxy- oder be- liebig substituierten Aryl-Resten oder Wasserstoff stehen. Bevorzugt ist mindestens ein Rest ausge- wählt aus den Resten R101, R102, und R103 kein Wasserstoff. Bevorzugt sind im Falle von jeweils zwei Resten R101, zwei R102, und zwei R103 die beiden Reste jeweils in meta-Stellung und para-Stel- lung zum B Atom an dem Aromaten angeordnet. Bevorzugt steht in dieser Ausführungsform A für eine Methylen-Gruppe. In a preferred embodiment of the photopolymer composition, for the triaryl alkylborate of structure (111), R 100 is C 1 - to C 20 -alkyl, C 5 - to C 7 -cycloalkyl, or C 7 - to C 13 - aralkyl and R 101 , R 102 , and R 103 are each one to two independently selected radicals from C 1 - to C 4 -alkyl, halogen, cyano, trifluoromethyl, C 1 - to C 4 -alkoxy or any substituted aryl radicals or hydrogen. At least one radical selected from the radicals R 101 , R 102 , and R 103 is preferably not hydrogen. In the case of two radicals R 101 , two R 102 , and two R 103 each, the two radicals are preferably in the meta position and para position relative to the B atom on the aromatic compound. In this embodiment, A is preferably a methylene group.
Weiterhin bevorzugt stehen für das Triarylalkylborat der Struktur (11) R100 für C3- bis C5-Alkylrest, wobei A bevorzugt eine Methylen-Gruppe ist und mindestens einer der Reste R101, R102, und R103 für jeweils ein bis zwei, in meta- und/oder para-Stellung, unabhängig voneinander ausgewählte Reste aus C1- bis C4-Alkylresten und Halogensubstituenten, bevorzugt mindestens R102 und/oder R103 un- abhängig voneinander für ausgewählte Halogensubstituenten, wobei unter Halogensubstituenten ne- ben Halogenresten wie Cl-Rest oder F-Rest auch Trihalogenalkylreste, insbesondere Trihalogenme- thyl-Reste und Trihalogenethyl-Reste, insbesondere Trifluormethyl-Reste und Trichlormethyl-Reste fallen. More preferably, for the triarylalkyl borate of structure (11), R 100 is C 3 to C 5 alkyl, preferably A is methylene, and at least one of R 101 , R 102 , and R 103 is one to two , In the meta and / or para position, independently selected radicals from C 1 - to C 4 alkyl radicals and halogen substituents, preferably at least R 102 and / or R 103 independently selected halogen substituents, with halogen substituents next to Halogen radicals such as Cl radical or F radical also trihaloalkyl radicals, especially trihalomethyl radicals and trihaloethyl radicals, especially trifluoromethyl radicals and trichloromethyl radicals.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Photopolymerzusammensetzung stehen für das Triarylalkylborat der Struktur (11) R100 für einen C3- bis C12-Alkylrest, R101, R102, und R103 unabhän- gig voneinander für jeweils ein bis zwei, in meta- oder para-Stellung stehende Reste ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C1- bis C4 -Alkylresten und Halogensubstituenten, bevorzugt mindestens R102 und/oder R103 für einen Halogensubstituent. Bevorzugt sind im Falle von jeweils zwei Resten R101, zwei R102, und zwei R103 die beiden Reste jeweils in meta-Stellung und para-Stellung zum B Atom. Bevorzugt steht in dieser Ausführungsform A für eine Methylen-Gruppe. In another preferred embodiment of the photopolymer composition, for the triarylalkyl borate of structure (11), R 100 is a C 3 - to C 12 -alkyl radical, R 101 , R 102 , and R 103 are each independently one to two, in meta - or para-position radicals selected from the group consisting of C 1 - to C 4 -alkyl radicals and halogen substituents, preferably at least R 102 and / or R 103 for a halogen substituent. In the case of two radicals R 101 , two R 102 , and two R 103 each, the two radicals are preferably in the meta position and para position to the B atom. In this embodiment, A is preferably a methylene group.
Weiterhin bevorzugt stehen für das Triarylalkylborat der Struktur (11) R100 für C3- bis C5-Alkylrest, wobei A bevorzugt eine Methylen-Gruppe ist und R101, R102, und R103 für jeweils ein bis zwei, in meta- und/oder para-Stellung, unabhängig voneinander ausgewählte Reste aus C1- bis C4-Alkylresten und Halogensubstituenten, bevorzugt mindestens R102 und/oder R103 für einen Halogensubstituenten. Ganz besonders bevorzugt sind die folgend dargestellten Triarylalkylborate, wobei K+ jeweils ein beliebiges Organokation auf Basis von Stickstoff, Phosphor, Sauerstoff, Schwefel oder lod ist: In einer bevorzugten Ausführungsform der Photopolymerzusammensetzung ist das Organokation K+ des Triarylalkylboratsalzes ein auf Stickstoff oder Phosphor basierendes, ein- oder zweiwertiges Ka- tion ist, bevorzugt ein auf Stickstoff basierendes ein- oder zweiwertiges Kation ist, besonders bevor- zugt ein einwertiges Ammoniumkation ist Further preferably, for the triarylalkyl borate of structure (11), R 100 is C 3 - to C 5 -alkyl, where A is preferably a methylene group and R 101 , R 102 , and R 103 are each one to two, in meta- and/or para position, independently selected radicals from C 1 - to C 4 -alkyl radicals and halogen substituents, preferably at least R 102 and/or R 103 for a halogen substituent. The triarylalkyl borates shown below are very particularly preferred, where K + is in each case any organocation based on nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur or iodine: In a preferred embodiment of the photopolymer composition, the organocation K + of the triarylalkyl borate salt is a nitrogen or phosphorus based mono or divalent cation, preferably is a nitrogen based mono or divalent cation, most preferably is a monovalent ammonium cation
In einer bevorzugten Ausführungsform der Photopolymerzusammensetzung weist der mindestens eine Coinitiator, insbesondere in Zusammenspiel mit einem der zuvor beschriebenen kationischen Farbstoffen ein nach Formel (1) berechnetes Oxidationspotential in Acetonitril gegen die gesättigte Kalomelelektrode in einem Bereich zwischen 1,01 V vs. SCE und 1,20 V vs. SCE in Acetonitil, bevorzugt zwischen 1,01 V vs. SCE und 1,17 V vs. SCE und besonders bevorzugt zwischen 1,01 V vs. SCE und 1,15 V vs. SCE. Weiterhin kann es sich bei K+ um ein Organokationen der Wertigkeit n auf Basis von Stickstoff handeln, wie Ammoniumionen, Pyridiniumionen, Pyridaziniumionen, Pyrimidiniumionen, Pyrazini- umionen, Imidazoliumionen, Pyrrolidiniumionen, die gegebenenfalls in einer oder mehreren Seiten- ketten weitere funktionelle Gruppen wie Ether, Ester, Amide und / oder Carbamate tragen und die auch in oligomerer oder polymerer oder verbrückender Form vorliegen können. Bevorzugt handelt es sich bei K+ um ein Organokationen der Wertigkeit n auf Basis von Phosphor, wie ein beliebig substituiertes Tetraalkyl-Phosphonium-, Trialkyl-Aryl-Phosphonium-, Dialkyl-Di- aryl-Phosphonium-, Alkyl-Triaryl-Phosphonium-, oder Tetraaryl-Phosphonium-Kation, welches ge- gebenenfalls in einer oder mehreren Seitenketten weitere funktionelle Gruppen wie Carbonyle, Amide und / oder Carbamate tragen und welches auch in oligomerer oder polymerer oder verbrü- ckender Form vor liegen kann. In a preferred embodiment of the photopolymer composition, the at least one coinitiator, in particular in combination with one of the cationic dyes described above, has an oxidation potential in acetonitrile calculated according to formula (1) against the saturated calomel electrode in a range between 1.01 V vs. SCE and 1. 20 V vs SCE in acetonitrile, preferably between 1.01 V vs SCE and 1.17 V vs SCE, and more preferably between 1.01 V vs SCE and 1.15 V vs SCE. Furthermore, K + can be an organocation of valency n based on nitrogen, such as ammonium ions, pyridinium ions, pyridazinium ions, pyrimidinium ions, pyrazinium ions, imidazolium ions, pyrrolidinium ions, which optionally have other functional groups such as ethers in one or more side chains Wear esters, amides and / or carbamates and can also be present in oligomeric or polymeric or bridging form. K + is preferably an n-based organocation based on phosphorus, such as an optionally substituted tetraalkyl phosphonium, trialkyl aryl phosphonium, dialkyl diaryl phosphonium, alkyl triaryl phosphonium, or tetraaryl phosphonium cation, which may carry further functional groups such as carbonyls, amides and/or carbamates in one or more side chains and which may also be present in oligomeric or polymeric or bridging form.
Weiter bevorzugt handelt es sich bei K+ um ein Organokation der Wertigkeit n auf Basis von Sauer- stoff, wie ein beliebig substituiertes Pyrylium-Kation, welches auch in annellierter Form wie imBen- zopyrylium-, Flavylium-, Naphthoxanthenium-Kation vorliegen kann, oder ein polymeres Kation mit den genannten Substitutionsmustem. More preferably, K + is an organocation of valency n based on oxygen, such as any substituted pyrylium cation, which can also be present in fused form, such as in benzopyrylium, flavylium, or naphthoxanthenium cation, or a polymeric cation with the substitution patterns mentioned.
Mehr bevorzugt handelt es sich bei K+ um ein Organokation der Wertigkeit n auf Basis von Schwefel, wie eine Onium- Verbindung des Schwefels, die gleiche oder verschiedene gegebenenfalls substitu- ierte C4- bis C14-Alkyl-, C6- bis C10-Aryl-, C7 - bis C12- Arylalkyl- oder C5- bis C6-Cycloalkylreste tragen und / oder oligomere oder polymere wiederkehrende verbindende Einheiten zu Sulfoniumsal- zen mit 1 ≤ n ≤ 3 aufbauen kann, oder wie Thiopyrylium-Kationen oder polymere Kationen mit den genannten Substitutionsmustem. More preferably, K + is an n-valency organocation based on sulfur, such as an onium compound of sulfur, the same or different optionally substituted C 4 - to C 14 -alkyl, C 6 - to C C 10 -aryl, C 7 - to C 12 - arylalkyl or C 5 - to C 6 -cycloalkyl radicals and / or oligomeric or polymeric recurring connecting units to form sulfonium salts with 1 ≤ n ≤ 3 can build up, or such as thiopyrylium Cations or polymeric cations with the substitution patterns mentioned.
Weiterhin bevorzugt handelt es sich bei K+ um ein Organokation der Wertigkeit n auf Basis von lod, wie eine Onium- Verbindungen des lods, die gleiche oder verschiedene gegebenenfalls substituierte C1- bis C22-Alkyl-, C6- bis C14- Aryl-, C7 - bis C15-Arylalkyl- oder C5- bis C7 -Cycloalkylreste tragen und / oder oligomere oder polymere wiederkehrende verbindende Einheiten zu lodoniumsalzen mit 1 ≤ n ≤ 3 aufbauen kann, oder wie weitere polymere Kationen mit den genannten Substitutionsmus- tem. K + is furthermore preferably an organocation of valency n based on iodine, such as an onium compound of iodine, the same or different optionally substituted C 1 - to C 22 -alkyl, C 6 - to C 14 - Carry aryl, C 7 - to C 15 -arylalkyl or C 5 - to C 7 -cycloalkyl radicals and/or oligomeric or polymeric recurring connecting units to form iodonium salts with 1≦n≦3, or other polymeric cations with those mentioned substitution pattern.
Das Photoinitiatorsystem kann außerdem einen weiteren Coinitiator clll) enthalten wie beispiels- weise Trichloromethylinitiatoren, lodoniumsalze, Sulfoniumsalze, Aryloxidinitiatoren, Bisimidazo- linitiatoren, Ferroceninitiatoren, Oximinitiatoren, Thiolinitiatoren oder Peroxidinitiatoren. The photoinitiator system can also contain a further coinitiator clll), such as, for example, trichloromethyl initiators, iodonium salts, sulfonium salts, aryl oxide initiators, bisimidazole initiators, ferrocene initiators, oxime initiators, thiol initiators or peroxide initiators.
Es kann vorteilhaft sein, Gemische dieser Coinitiatoren und verschiedene Farbstoffe einzusetzen. Je nach verwendeter Strahlungsquelle muss Typ und Konzentration des PIS in dem Fachmann bekann- ter Weise angepasst werden. Näheres ist zum Beispiel in P. K. T. Oldring (Ed.), Chemistry & Tech- nology of UV & EB Formulations For Coatings, Inks & Paints, Vol. 3, 1991, SITA Technology, London, S. 61 - 328 beschrieben. Ganz besonders bevorzugt ist, wenn das PIS eine Kombination von Farbstoffen, deren Absorptionsspektren zumindest teilweise den Spektralbereich von 400 bis 1200 nm abdecken, mit wenigstens einem auf die Farbstoffe abgestimmten Coinitiator umfasst. Bevorzugt ist auch, wenn wenigstens ein für eine Laserlichtfarbe geeigneter Photoinitiator in der Photopoly- merzusammensetzungzusammensetzung enthalten ist. Weiter bevorzugt ist auch, wenn die Photopo- lymerzusammensetzungzusammensetzung für wenigstens zwei Laserlichtfarben ausgewählt aus blau, grün und rot und NIR je einen geeigneten Photoinitiator enthält. Ganz besonders bevorzugt ist schließlich, wenn die Photopolymerzusammensetzungzusammensetzung für jede der Laserlichtfar- ben jeweils einen geeigneten Photoinitiator enthält. It can be advantageous to use mixtures of these coinitiators and different dyes. Depending on the radiation source used, the type and concentration of the PIS must be adjusted in a manner known to those skilled in the art. More details are described, for example, in PKT Oldring (Ed.), Chemistry & Technology of UV & EB Formulations For Coatings, Inks & Paints, Vol. 3, 1991, SITA Technology, London, pp. 61-328. It is very particularly preferred if the PIS comprises a combination of dyes whose absorption spectra at least partially cover the spectral range from 400 to 1200 nm, with at least one coinitiator tailored to the dyes. It is also preferred if at least one photoinitiator suitable for a laser light color is present in the photopolymer composition. It is also more preferred if the photopolymer composition is selected for at least two laser light colors blue, green and red and NIR each contains a suitable photoinitiator. Finally, it is very particularly preferred if the photopolymer composition contains a suitable photoinitiator for each of the laser light colors.
Die mindestens eine nicht photopolymerisierbare Komponente d) kann jede Komponente d) sein, die der Fachmann für die erfindungsgemäße Photopolymerzusammensetzung auswählen würde. Be- vorzugt ist vorgesehen, dass die Photopolymerzusammensetzungzusammensetzung zusätzlich Urethane als Additive der Komponente d) enthält, wobei die Urethane insbesondere mit wenigstens einem Fluoratom substituiert sein können. The at least one non-photopolymerizable component d) can be any component d) that one skilled in the art would select for the photopolymer composition of the present invention. It is preferably provided that the photopolymer composition additionally contains urethanes as additives of component d), it being possible in particular for the urethanes to be substituted with at least one fluorine atom.
Bevorzugt können die Urethane die allgemeine Formel (XVIII) haben, in der o ≥ 1 und o ≤ 8 ist und R7, R8 und R9 lineare, verzweigte, cyclische oder heterocyclische unsubstituierte oder gegebenenfalls auch mit Heteroatomen substituierte organische Reste und / oder R8, R9 unabhängig voneinander Wasserstoff sind, wobei bevorzugt mindestens einer der Reste R7, R8, R9 mit wenigstens einem Fluoratom substituiert ist und besonders bevorzugt R7 ein organischer Rest mit mindestens einem Fluoratom ist. Besonders bevorzugt ist R9 ein linearer, verzweigter, cyc- lischer oder heterocyclischer unsubstituierter oder gegebenenfalls auch mit Heteroatomen wie bei- spielsweise Fluor substituierter organischer Rest. The urethanes can preferably have the general formula (XVIII) have, in which o ≥ 1 and o ≤ 8 and R 7 , R 8 and R 9 are linear, branched, cyclic or heterocyclic unsubstituted or optionally substituted with heteroatoms organic radicals and / or R 8 , R 9 are independently hydrogen, where preferably at least one of the radicals R 7 , R 8 , R 9 is substituted with at least one fluorine atom and particularly preferably R 7 is an organic radical with at least one fluorine atom. R 9 is particularly preferably a linear, branched, cyclic or heterocyclic organic radical which is unsubstituted or optionally also substituted by heteroatoms such as, for example, fluorine.
Bevorzugt ist ein Photopolymer, enthaltend eine Photopolymerzusammensetzungzusammensetzung, insbesondere umfassend Matrixpolymere, ein Schreibmonomer und ein Photoinitiatorsystem, das zusätzlich eine Verbindung der Formel (XVIII) enthält. Preferred is a photopolymer containing a photopolymer composition composition, in particular comprising matrix polymers, a writing monomer and a photoinitiator system which additionally contains a compound of formula (XVIII).
Die oben zu der erfindungsgemäßen Photopolymerzusammensetzungzusammensetzung getroffenen Aussagen bezüglich weiterer bevorzugten Ausführungsformen gelten analog auch für das erfin- dungsgemäße Photopolymer. The statements made above in relation to the photopolymer composition according to the invention with regard to further preferred embodiments also apply analogously to the photopolymer according to the invention.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft einen Schichtaufbau beinhaltend min- destens die Schichten: Another subject of the present invention relates to a layer structure containing at least the layers:
A. eine Substratschicht A, welche gegebenenfalls Teil eines weiteren Schichtaufbaus ist,A. a substrate layer A, which may be part of a further layer structure,
B. einer Photopolymerschicht B, gebildet aus der erfindungsgemäßen Photopolymer- zusammensetzung, und B. a photopolymer layer B formed from the photopolymer composition according to the invention, and
C. eine Deckschicht C, welche gegebenenfalls Teil des weiteren Schichtaufbaus ist. C. a cover layer C, which is optionally part of the further layer structure.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft einen Schichtaufbau beinhaltend min- destens die Schichten: A. eine Substratschicht A, welche gegebenenfalls Teil eines weiteren Schichtaufbaus ist, B'. eine belichtete, bzw. ausgehärtete Photopolymerschicht B‘, die aus der erfindungsgemäßen Photopolymerzusammensetzung durch Aushärtung mittels Licht hergestellt wurde, und Another subject of the present invention relates to a layer structure containing at least the layers: A. a substrate layer A, which is optionally part of a further layer structure, B'. an exposed or cured photopolymer layer B', which was produced from the photopolymer composition according to the invention by curing with light, and
C. eine Deckschicht C, welche gegebenenfalls Teil des weiteren Schichtaufbaus ist.C. a cover layer C, which is optionally part of the further layer structure.
Weiterhin offenbart wird ein Verfahren zur Herstellung eines holographischen Mediums unter Ver- wendung einer offenbarten Photopolymerzusammensetzung. Die Photopolymerzusammensetzungen können insbesondere zur Herstellung holographischer Medien in Form eines Films verwendet wer- den. Dabei wird als Träger A eine Lage eines für Licht im sichtbaren und NIR Spektralbereich (Transmission größer als 85% im Wellenlängenbereich von 400 bis 1200 nm) transparenten Materi- als oder Materialverbunds im Dunkeln mit der Photopolymerzusammensetzung B ein- oder beidsei- tig beschichtet sowie ggf. einer Abdeckschicht C auf der oder den Photopolymerlagen B appliziert. Bevorzugte Materialien oder Materialverbünde des Trägers basieren auf Polycarbonat (PC), Po- lyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat, Polyethylen, Polypropylen, Celluloseacetat, Cellulosehydrat, Cellulosenitrat, Cycloolefmpolymere, Polystyrol, Polyepoxide, Polysulfon, Cellu- losetriacetat (CTA), Polyamid, Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyvinylbutyral oder Po- lydicyclopentadien oder deren Mischungen. Besonders bevorzugt basieren sie auf PC, PET und CTA. Materialverbünde können Folienlaminate oder Coextrudate sein. Bevorzugte Materialverbünde sind Duplex- und Triplexfolien aufgebaut nach einem der Schemata A/B, A/B/A oder A/B/C. Besonders bevorzugt sind PC/PET, PET/PC/PET und PC/TPU (TPU = Thermoplastisches Polyurethan). Die Materialien oder Materialverbünde des Trägers können einseitig oder beidseitig antihaftend, antista- tisch, hydrophobiert oder hydrophiliert ausgerüstet sein. Die genannten Modifikationen dienen an der Photopolymerschicht B zugewandten Seite dem Zweck, dass die Photopolymerlage B von dem Träger A zerstörungsfrei abgelöst werden kann. Eine Modifikation der der Photopolymerlage B ab- gewandten Seite des Trägers dient dazu, dass die erfindungsgemäßen Medien speziellen mechani- schen Anforderungen genügen, die z.B. bei der Verarbeitung in Rollenlaminatoren, insbesondere bei Rolle-zu-Rolle- Verfahren, gefordert sind. Also disclosed is a method of making a holographic medium using a disclosed photopolymer composition. In particular, the photopolymer compositions can be used to produce holographic media in the form of a film. Here, as carrier A, a layer of a material or material composite that is transparent to light in the visible and NIR spectral range (transmission greater than 85% in the wavelength range from 400 to 1200 nm) is coated in the dark on one or both sides with the photopolymer composition B and, if necessary, A covering layer C is applied to the photopolymer layer or layers B. Preferred materials or composite materials of the carrier are based on polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, cellulose acetate, cellulose hydrate, cellulose nitrate, cycloolefin polymers, polystyrene, polyepoxides, polysulfone, cellulose triacetate (CTA), polyamide, polymethyl methacrylate , Polyvinyl chloride, polyvinyl butyral or poly lydicyclopentadiene or mixtures thereof. They are particularly preferably based on PC, PET and CTA. Material composites can be film laminates or coextrudates. Preferred composite materials are duplex and triplex films constructed according to one of the schemes A/B, A/B/A or A/B/C. PC/PET, PET/PC/PET and PC/TPU (TPU=thermoplastic polyurethane) are particularly preferred. The materials or composite materials of the carrier can be made anti-adhesive, antistatic, hydrophobic or hydrophilic on one or both sides. On the side facing the photopolymer layer B, the modifications mentioned serve the purpose that the photopolymer layer B can be detached from the carrier A without being destroyed. A modification of the side of the support facing away from the photopolymer layer B serves to ensure that the media according to the invention meet special mechanical requirements which are required, for example, when processing in roll laminators, in particular in roll-to-roll processes.
Zusätzlich wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines holographischen Mediums unter Ver- wendung einer erfindungsgemäßen Photopolymerzusammensetzung offenbart, welches ebenfalls ho- lographische Medien in Form von Filmen liefert. Dabei wird als Träger A eine Lage eines für Licht im sichtbaren und NIR Spektralbereich (Transmission größer als 85% im Wellenlängenbereich von 400 bis 1200 nm) transparenten Materials oder Materialverbunds im Dunkeln mit der Photopolymer- zusammensetzung B einseitig mittels 2 D Druck sowie ggf. einer Abdeckschicht C auf der oder den Photopolymerlagen B appliziert. Dabei können alle gängigen Inkjet-Technologien eingesetzt wer- den. Gegebenenfalls können gezielt nur die für die Funktion benötigten Bereiche mit der Photopolymerzusammensetzung B bedruckt werden. Bevorzugte Materialien oder Materialverbünde des Trägers basieren auf Glas, Silizium (in Form der aus der Halbleitertechnik bekannten hochpo- lierten Wafer), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat, Po- lyethylen, Polypropylen, Celluloseacetat, Cellulosehydrat, Cellulosenitrat, Cycloolefmpolymere, Polystyrol, Polyepoxide, Polysulfon, Cellulosetriacetat (CTA), Polyamid, Polymethylmethacrylat, Polyvinylchlorid, Polyvinylbutyral oder Polydicyclopentadien oder deren Mischungen. Besonders bevorzugt basieren sie auf PC, PET und CTA. Materialverbünde können Folienlaminate oder Coextrudate sein. Bevorzugte Materialverbünde sind Duplex- und Triplexfolien aufgebaut nach ei- nem der Schemata A/B, A/B/A oder A/B/C. Besonders bevorzugt sind PC/PET, PET/PC/PET und PC/TPU (TPU = Thermoplastisches Polyurethan). Die Materialien oder Materialverbünde des Trä- gers können einseitig oder beidseitig antihaftend, antistatisch, hydrophobiert oder hydrophiliert aus- gerüstet sein. Die genannten Modifikationen dienen an der Photopolymerschicht B zugewandten Seite dem Zweck, dass die Photopolymerlage B von dem Träger A zerstörungsfrei abgelöst werden kann. Eine Modifikation der der Photopolymerlage B abgewandten Seite des Trägers dient dazu, dass die erfindungsgemäßen Medien speziellen mechanischen Anforderungen genügen, die z.B. bei der Verarbeitung in Rollenlaminatoren, insbesondere bei Rolle-zu-Rolle- Verfahren, gefordert sind.In addition, another method of making a holographic media using a photopolymer composition of the present invention is disclosed which also yields holographic media in the form of films. The carrier A is a layer of a material or material composite that is transparent to light in the visible and NIR spectral range (transmission greater than 85% in the wavelength range from 400 to 1200 nm) in the dark with the photopolymer composition B on one side by means of 2D printing and, if necessary, a Cover layer C on the photopolymer layers B or applied. All common inkjet technologies can be used. If necessary, only the areas required for the function can be targeted with the Photopolymer composition B are printed. Preferred materials or material composites of the carrier are based on glass, silicon (in the form of the highly polished wafers known from semiconductor technology), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate, polyethylene, polypropylene, cellulose acetate, cellulose hydrate, cellulose nitrate, cycloolefin polymers , polystyrene, polyepoxides, polysulfone, cellulose triacetate (CTA), polyamide, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl butyral or polydicyclopentadiene or mixtures thereof. They are particularly preferably based on PC, PET and CTA. Material composites can be film laminates or coextrudates. Preferred composite materials are duplex and triplex films constructed according to one of the schemes A/B, A/B/A or A/B/C. PC/PET, PET/PC/PET and PC/TPU (TPU=thermoplastic polyurethane) are particularly preferred. The materials or composite materials of the carrier can be made anti-adhesive, antistatic, hydrophobic or hydrophilic on one or both sides. On the side facing the photopolymer layer B, the modifications mentioned serve the purpose that the photopolymer layer B can be detached from the carrier A without being destroyed. A modification of the side of the support facing away from the photopolymer layer B serves to ensure that the media according to the invention meet special mechanical requirements which are required, for example, when processing in roll laminators, in particular in roll-to-roll processes.
Weiterhin offenbart sind Materialverbünde nach der zuvor beschriebenen Art, beinhaltend eine pho- tobelichtete, bevorzugt mittels Licht ausgehärtete Photopolymerschicht B', sodass es zu Duplex- und Triplexfolien nach einem Schemata A/B', A/B'/A oder A/B7C kommt. Also disclosed are material composites of the type described above, containing a photoexposed, preferably light-cured photopolymer layer B', resulting in duplex and triplex films according to a scheme A/B', A/B'/A or A/B7C .
In solche holographische Medien können holographische Informationen einbelichtet werden. Holographic information can be imprinted in such holographic media.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein holographisches Medium enthaltend eine erfin- dungsgemäße Photopolymerzusammensetzung. Holographische Medien können durch entspre- chende Belichtungsprozesse für optische Anwendungen im roten und NIR Bereich (600-1200 nm) zu Hologrammen verarbeitet werden. Visuelle Hologramme und Hologramme, die im NIR Bereich arbeiten, umfassen alle Hologramme, die nach dem Fachmann bekannten Verfahren aufgezeichnet werden können. Darunter fallen unter anderem In-Line (Gabor) Hologramme, Off-Axis Holo- gramme, Full-Aperture Transfer Hologramme, Weißlicht-Transmissionshologramme ("Regenbo- genhologramme), Denisyukhologramme, Off-Axis Reflektionshologramme, Edge-Lit Hologramme sowie holographische Stereogramme. Bevorzugt sind Reflektionshologramme, Denisyukholo- gramme oder Transmissionshologramme. A further subject matter of the invention relates to a holographic medium containing a photopolymer composition according to the invention. Holographic media can be processed into holograms by appropriate exposure processes for optical applications in the red and NIR range (600-1200 nm). Visual holograms and holograms that work in the NIR range include all holograms that can be recorded using methods known to those skilled in the art. These include in-line (Gabor) holograms, off-axis holograms, full-aperture transfer holograms, white-light transmission holograms ("rainbow holograms"), denisyuk holograms, off-axis reflection holograms, edge-lit holograms and holographic stereograms. Reflection holograms, Denisyuk holograms or transmission holograms are preferred.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein holographisches Medium, das zu einem Holo- gramm umgewandelt wurde, wobei das Hologramm ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Reflektions-, Transmissions-, In-Line-, Off-Axis-, Full-Aperture, Transfer-, Weißlicht-Trans- missions-, Denisyuk-, Off-Axis Reflektions- oder Edge-Lit Hologramm sowie einem holographi- schen Stereogramm, bevorzugt Reflektions-, Transmissions- oder Edge-Lit Hologramm oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon, ebenfalls können Kombinationen dieser Hologramm Ty- pen oder meherer Hologramme des gleichen Types unabhängig voneinander im selben Volumen des holographischen Mediums vereinigt sein (Multiplexing). Another subject matter of the invention relates to a holographic medium that has been converted into a hologram, the hologram being selected from the group consisting of a reflection, transmission, in-line, off-axis, full-aperture, Transfer, white light transmission, Denisyuk, off-axis reflection or edge-lit hologram and a holographic stereogram, preferably reflection, transmission or edge-lit hologram or one Combination of at least two of these, combinations of these hologram types or several holograms of the same type can also be combined independently of one another in the same volume of the holographic medium (multiplexing).
Mögliche optische Funktionen der Hologramme, die mit den erfindungsgemäßen Photopolymerzu- sammensetzungen hergestellt werden können, entsprechen den optischen Funktionen von Lichtele- menten wie Linsen, Spiegel, Umlenkspiegel, Filter, Streuscheiben, Beugungselemente, Diffusoren, Lichtleiter, Lichtlenker (waveguides), Projektionsscheiben und / oder Masken. Ebenfalls können Kombinationen aus diesen optischen Funktionen unabhängig voneinander in einem Hologramm ver- einigt sein (Multiplexing). Häufig zeigen diese optischen Elemente eine Frequenzselektivität, je nachdem wie die Hologramme belichtet wurden und welche Dimensionen das Hologramm hat.Possible optical functions of the holograms that can be produced with the photopolymer compositions according to the invention correspond to the optical functions of light elements such as lenses, mirrors, deflecting mirrors, filters, diffusers, diffraction elements, diffusers, light guides, light guides (waveguides), projection screens and/or or masks. Combinations of these optical functions can also be combined independently of one another in a hologram (multiplexing). These optical elements often exhibit frequency selectivity, depending on how the holograms were exposed and the dimensions of the hologram.
Oben beschriebene Funktionen der Hologramme, die mit den erfindungsgemäßen Photopolymerzu- sammensetzungen hergestellt werden können, werden zum Beispiel, aber nicht ausschließlich, in den Bereichen Eye-Tracking, Sensing, sowie LID AR und Augumented Reality, Head-Mounted Display und Virtual Reality Anwendungen im NIR-Bereich eingesetzt. The functions of the holograms described above, which can be produced with the photopolymer compositions according to the invention, are, for example, but not exclusively, in the areas of eye tracking, sensing, as well as LID AR and augmented reality, head-mounted display and virtual reality applications NIR range used.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine optische Anzeige umfassend ein erfindungsge- mäßes holographisches Medium. Another subject matter of the invention relates to an optical display comprising a holographic medium according to the invention.
Zudem können mittels der holographischen Medien auch holographische Bilder oder Darstellungen hergestellt werden, wie zum Beispiel für persönliche Portraits, biometrische Darstellungen in Sicher- heitsdokumenten, oder allgemein von Bilder oder Bildstrukturen für Werbung, Sicherheitslabels, Markenschutz, Markenbranding, Etiketten, Designelementen, Dekorationen, Illustrationen, Sammel- karten, Bilder und dergleichen sowie Bilder, die digitale Daten repräsentieren können u.a. auch in Kombination mit den zuvor dargestellten Produkten. Holographische Bilder können den Eindruck eines dreidimensionalen Bildes haben, sie können aber auch Bildsequenzen, kurze Filme oder eine Anzahl von verschiedenen Objekten darstellen, je nachdem aus welchem Winkel, mit welcher (auch bewegten) Lichtquelle etc. diese beleuchtet wird. Aufgrund dieser vielfältigen Design-Möglichkeiten stellen Hologramme, insbesondere Volumenhologramme, eine attraktive technische Lösung für die oben genannten Anwendung dar. In addition, holographic images or representations can also be produced using holographic media, such as for personal portraits, biometric representations in security documents, or generally of images or image structures for advertising, security labels, brand protection, branding, labels, design elements, decorations, illustrations , trading cards, images and the like, as well as images that can represent digital data, including in combination with the products presented above. Holographic images can have the impression of a three-dimensional image, but they can also represent image sequences, short films or a number of different objects, depending on the angle, the (also moving) light source etc. used to illuminate them. Due to these diverse design options, holograms, especially volume holograms, represent an attractive technical solution for the above application.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Verwendung eines erfindungsgemäßen hologra- phisches Mediums zur Herstellung von Chipkarten, Ausweisdokumenten, 3D-Bildem, Produktschut- zetiketten, Labeln, Banknoten oder holografisch optischen Elementen insbesondere für optische An- zeigen oder in Medien zur Realisierung von Methoden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Eye-Tracking, Sensing, LID AR, Augmented Reality, Head-Mounted Display und Virtual Reality Anwendungen, insbesondere im nahen Infrarotbereich und einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Die holographischen Medien können zur Aufzeichnung von In-Line, Off- Axis, Full-Aperture Trans- fer, Weißlicht-Transmissions, Denisyuk, Off-Axis Reflektions oder Edge-Lit Hologrammen sowie holographischen Stereogrammen, insbesondere zur Herstellung von optischen Elementen, Bildern oder Bilddarstellungen verwendet werden. Another subject of the invention relates to the use of a holographic medium according to the invention for the production of chip cards, ID documents, 3D images, product protection labels, labels, banknotes or holographic optical elements, in particular for optical displays or in media for implementing methods selected from the group consisting of eye tracking, sensing, LID AR, augmented reality, head-mounted display and virtual reality applications, in particular in the near infrared range and a combination of at least two of these. The holographic media can be used to record in-line, off-axis, full-aperture transfer, white-light transmissions, Denisyuk, off-axis reflections or edge-lit holograms and holographic stereograms, in particular for the production of optical elements, images or Image representations are used.
Hologramme werden aus erfindungsgemäßen holographischen Medien durch entsprechende Belich- tung zugänglich. Holograms are accessible from holographic media according to the invention through appropriate exposure.
Beispiele und Figurenbeschreibung: Examples and character description:
Die folgenden Beispiele dienen der beispielhaften Erläuterung der Erfindung ohne sie auf diese zu beschränken. The following examples serve to explain the invention by way of example without restricting it to these.
Messung der OH-Zahl und des NCO-Wertes: Measurement of the OH number and the NCO value:
OH Zahl: Die angegebenen OH-Zahlen wurden gemäß DIN 53240-2 bestimmt. OH number: The OH numbers given were determined in accordance with DIN 53240-2.
NCO-Wert: Die angegebenen NCO-Werte (Isocyanat-Gehalte) wurden gemäß DIN EN ISONCO value: The specified NCO values (isocyanate content) were in accordance with DIN EN ISO
11909 bestimmt. 11909 determined.
Messung der holographischen Eigenschaften DE und Δn der holographischen Medien / Photo- polymerfilme mittels Zweistrahlinterferenz in Reflexionsanordnung: Measurement of the holographic properties DE and Δn of the holographic media / photopolymer films using two-beam interference in a reflection arrangement:
Der Strahl eines NIR Lasers (Emissionswellenlänge 850 nm) wurde mit Hilfe des Raumfilter (SF) und zusammen mit der Kollimationslinse (CL) in einen parallelen homogenen Strahl umgewandelt. Die finalen Querschnitte des Signal und Referenzstrahls werden durch die Irisblenden (I) festgelegt. Der Durchmesser der Irisblendenöffhung beträgt 0.4 cm. Die polarisationsabhängigen Strahlteiler (PBS) teilen den Laserstrahl in zwei kohärente gleich polarisierte Strahlen. Über die λ/2 Plättchen wurden die Leistung des Referenzstrahls auf 1,75 mW und die Leistung des Signalstrahls auf 2,25 mW eingestellt. Die Leistungen wurden mit den Halbleiterdetektoren (D) bei ausgebauter Probe be- stimmt. Der Einfallswinkel (α0) des Referenzstrahls beträgt -21.8°, der Einfallswinkel (β0) des Sig- nalstrahls beträgt 41.8°. Die Winkel werden ausgehend von der Probennormale zur Strahlrichtung gemessen. Gemäß Schema 1 hat daher α0 ein negatives Vorzeichen und β0 ein positives Vorzeichen. Am Ort der Probe (Medium) erzeugte das Interferenzfeld der zwei überlappenden Strahlen ein Gitter heller und dunkler Streifen die senkrecht zur Winkelhalbierenden der zwei auf die Probe einfallenden Strahlen liegen (Reflexionshologramm). Der Streifenabstand Λ, auch Gitterperiode genannt, im Me- dium beträgt ~ 296 nm (der Brechungsindex des Mediums zu ~1.51 angenommen). The beam of a NIR laser (emission wavelength 850 nm) was converted into a parallel homogeneous beam with the help of the spatial filter (SF) and together with the collimating lens (CL). The final cross-sections of the signal and reference beam are determined by the iris diaphragms (I). The diameter of the iris aperture is 0.4 cm. The polarization dependent beam splitters (PBS) split the laser beam into two coherent beams with the same polarization. The power of the reference beam was set to 1.75 mW and the power of the signal beam to 2.25 mW via the λ/2 plates. The power was determined with the semiconductor detectors (D) with the sample removed. The angle of incidence (α 0 ) of the reference beam is -21.8°, the angle of incidence (β 0 ) of the signal beam is 41.8°. The angles are measured from the sample normal to the beam direction. According to Scheme 1, therefore, α 0 has a negative sign and β 0 has a positive sign. At the location of the sample (medium), the interference field of the two overlapping beams produced a lattice of light and dark fringes perpendicular to the bisector of the two beams incident on the sample (reflection hologram). The stripe spacing Λ, also called the grating period, in the medium is ~ 296 nm (the refractive index of the medium is assumed to be ~1.51).
Figur 1 zeigt den holographischen Versuchsaufbau, mit dem die Beugungseffizienz (DE) der Medien gemessen wurde, wobei in Figur 1 die Geometrie eines Holographie Media Testers (HMT) bei λ = 850 nm (NIR Laser) (M = Spiegel, S = Verschluss, SF = Raumfilter, CL = Kollimatorlinse, λ/2 = λ/2 Platte, PBS = polarisationsempfindlicher Strahlteiler, D = Detektor, I = Irisblende, α0 = -21.8°, β0 = 41.8° sind die Einfallswinkel der kohärenten Strahlen außerhalb der Probe (des Mediums) gemessen, RD = Referenzrichtung des Drehtisches) dargestellt ist. Figure 1 shows the holographic test setup with which the diffraction efficiency (DE) of the media was measured, Figure 1 showing the geometry of a holographic media tester (HMT) at λ = 850 nm (NIR laser) (M = mirror, S = shutter, SF = spatial filter, CL = collimator lens, λ/2 = λ/2 plate, PBS = polarization-sensitive beamsplitter, D = detector, I = iris, α 0 = -21.8°, β 0 = 41.8° are the angles of incidence of the coherent rays measured outside the sample (the medium), RD = reference direction of the turntable) is shown.
Es wurden auf folgende Weise Hologramme in das Medium geschrieben: Holograms were written into the medium in the following way:
• Beide Shutter (S) sind für die Belichtungszeit t geöffnet. • Both shutters (S) are open for the exposure time t.
• Danach wurde bei geschlossenen Shuttern (S) dem Medium 5 Minuten Zeit für die Diffusion der noch nicht polymerisierten Schreibmonomere gelassen. • Then, with the shutters (S) closed, the medium was allowed 5 minutes for the diffusion of the writing monomers that had not yet polymerized.
Die geschriebenen Hologramme wurden nun auf folgende Weise ausgelesen. Der Shutter des Sig- nalstrahls blieb geschlossen. Der Shutter des Referenzstrahls war geöffnet. Die Irisblende des Refe- renzstrahls wurde auf einen Durchmesser < 1 mm geschlossen. Damit erreichte man, dass für alle Drehwinkel (Ω) des Mediums der Strahl immer vollständig im zuvor geschriebenen Hologramm lag. Der Drehtisch überstrich nun computergesteuert den Winkelbereich von Ωmin bis Ωmax mit einer Win- kelschrittweite von 0.05°. Ω wird von der Probennormale zur Referenzrichtung des Drehtisches ge- messen. Die Referenzrichtung des Drehtisches ergibt sich dann wenn beim Schreiben des Holo- gramms der Einfallswinkel des Referenz- und des Signalstrahls betragsmäßig gleich sind also α0 = - 31.8° und β0 = 31.8° gilt. Dann beträgt Ωrecording = 0°. Für α0 = -21.8° und β0 = 41.8° beträgt Ωrecording daher 10°. Allgemein gilt für das Interferenzfeld beim Schreiben („recording“) des Hologramms: α0 = θ0 + Ωrecording . (3) θ0 ist der Halbwinkel im Laborsystem außerhalb des Mediums und es gilt beim Schreiben des Hologramms: The written holograms were now read out in the following way. The shutter of the signal beam remained closed. The reference beam shutter was open. The iris diaphragm of the reference beam was closed to a diameter < 1 mm. This meant that for all angles of rotation (Ω) of the medium, the beam was always completely within the previously written hologram. Computer-controlled, the rotary table now covered the angular range from Ω min to Ω max with an angular increment of 0.05°. Ω is measured from the sample normal to the turntable reference direction. The reference direction of the rotary table results when the angles of incidence of the reference and signal beams are the same when writing the hologram, ie α 0 =−31.8° and β 0 =31.8° applies. Then Ω recording = 0°. For α 0 = -21.8° and β 0 = 41.8°, Ω recording is therefore 10°. In general, the following applies to the interference field when writing (“recording”) the hologram: α 0 = θ 0 + Ω recording . (3) θ 0 is the semi-angle in the laboratory frame outside the medium and when writing the hologram:
In diesem Fall gilt also θ0 = -31.8°. An jedem angefahrenen Drehwinkel Ω wurden die Leistungen des in der nullten Ordnung transmittierten Strahls mittels des entsprechenden Detektors D und die Leistungen des in die erste Ordnung abgebeugten Strahls mittels des Detektors D gemessen. Die Beugungseffizienz ergab sich bei jedem angefahrenen Winkel Ω als der Quotient aus: In this case, θ 0 = -31.8°. At each rotation angle Ω approached, the powers of the beam transmitted in the zeroth order were measured by means of the corresponding detector D and the powers of the beam diffracted to the first order by means of the detector D. The diffraction efficiency resulted at each approached angle Ω as the quotient of:
PD ist die Leistung im Detektor des abgebeugten Strahls und PT ist die Leistung im Detektor des transmittierten Strahls. P D is the power in the diffracted beam detector and P T is the power in the transmitted beam detector.
Mittels des oben beschriebenen Verfahrens wurde die Braggkurve, sie beschreibt den Beugungswir- kungsgrad η in Abhängigkeit des Drehwinkels Ω, des geschriebenen Hologramms gemessen und in einem Computer gespeichert. Zusätzlich wurde auch die in die nullte Ordnung transmittierte Inten- sität gegen den Drehwinkel Ω. aufgezeichnet und in einem Computer gespeichert. Die maximale Beugungseffizienz (DE = ηmax) des Hologramms, also sein Spitzenwert, wurde bei Ωreconstruction ermittelt. Eventuell musste dazu die Position des Detektors des abgebeugten Strahls ver- ändert werden, um diesen maximalen Wert zu bestimmen. Using the method described above, the Bragg curve, which describes the degree of diffraction η as a function of the angle of rotation Ω, of the written hologram was measured and stored in a computer. In addition, the intensity transmitted to the zeroth order was plotted against the rotation angle Ω. recorded and stored in a computer. The maximum diffraction efficiency (DE = η max ) of the hologram, i.e. its peak value, was determined at Ω reconstruction . It may have been necessary to change the position of the deflected beam detector in order to determine this maximum value.
Der Brechungsindexkontrast Δn und die Dicke d der Photopolymerschicht wurde nun mittels der Coupled Wave Theorie (siehe; H. Kogelnik, The Bell System Technical Journal, Volume 48, No- vember 1969, Number 9 Seite 2909 - Seite 2947) an die gemessene Braggkurve und den Winkelver- lauf der transmittierten Intensität ermittelt. Dabei ist zu beachten, dass wegen der durch die Photo- polymerisation auftretenden Dickenschwindung der Streifenabstand Λ ’ des Hologramms und die Orientierung der Streifen (slant) vom Streifenabstand A des Interferenzmusters und dessen Orientie- rung abweichen kann. Demnach wird auch der Winkel α0 ’ bzw. der entsprechende Winkel des Dreh- tisches Ωreconstruction , bei dem maximale Beugungseffizienz erreicht wird von α0 bzw. vom entspre- chenden Ωrecording abweichen. Dadurch verändert sich die Bragg-Bedingung. Diese Veränderung wird im Auswerteverfahren berücksichtigt. Das Auswerteverfahren wird im Folgenden beschrieben:The refractive index contrast Δn and the thickness d of the photopolymer layer was now using the coupled wave theory (see; H. Kogelnik, The Bell System Technical Journal, Volume 48, November 1969, Number 9 page 2909 - page 2947) to the measured Bragg curve and determines the angular progression of the transmitted intensity. It should be noted that because of the shrinkage in thickness that occurs as a result of the photopolymerization, the stripe spacing Λ ' of the hologram and the orientation of the strips (slant) can deviate from the stripe spacing A of the interference pattern and its orientation. Accordingly, the angle α 0 ' or the corresponding angle of the turntable Ω reconstruction at which maximum diffraction efficiency is achieved will also deviate from α 0 or from the corresponding Ω recording . This changes the Bragg condition. This change is taken into account in the evaluation process. The evaluation procedure is described below:
Alle geometrischen Größen, die sich auf das geschriebene Hologramm beziehen und nicht auf das Interferenzmuster werden als gestrichene Größen dargestellt. All geometric quantities related to the written hologram and not to the fringe pattern are represented as dashed quantities.
Für die Braggkurve η (Ω) eines Reflexionshologramms gilt nach Kogelnik: According to Kogelnik, the following applies to the Bragg curve η (Ω) of a reflection hologram:
Beim Auslesen des Hologramms („reconstruction“) gilt wie analog oben dargestellt: When reading out the hologram (“reconstruction”), the same applies as shown above:
An der Bragg-Bedingung ist das „Dephasing“ DP = 0. Und es folgt entsprechend: α ' 0 = θ 0 + Ω r ec on s t ruction At the Bragg condition, the “dephasing” is DP = 0. And it follows accordingly: α ' 0 = θ 0 + Ω rec on structure
(16) sin(α '0 ) = n • sin(α ') (17)(16) sin(α ' 0 ) = n • sin(α ') (17)
Der noch unbekannt Winkel β’ kann aus dem Vergleich der Bragg-Bedingung des Interferenzfeldes beim Schreiben des Hologramms und der Bragg-Bedingung beim Auslesen des Hologramms ermit- telt werden unter der Annahme, dass nur Dickenschwindung stattfindet. Dann folgt: v ist die Gitterstärke, ξ, ist der Detuning Parameter und die Orientierung (Slant) des Brechungsin- dexgitters das geschrieben wurde, α ' und β’ entsprechen den Winkeln α0 und β0 des Interferenzfeldes beim Schreiben des Hologramms, aber im Medium gemessen und für das Gitter des Hologramms gültig (nach Dickenschwindung), n ist der mittlere Brechungsindex des Photopolymers und wurde zu 1.51 gesetzt. λ ist die Wellenlänge des Laserlichts im Vakuum. The angle β', which is still unknown, can be determined by comparing the Bragg condition of the interference field when writing the hologram and the Bragg condition when reading the hologram, assuming that only thickness shrinkage takes place. Then follows: v is the grid strength, ξ, is the detuning parameter and the orientation (slant) of the refractive index grating that was written, α ' and β' correspond to the angles α 0 and β 0 of the interference field when writing the hologram, but measured in the medium and valid for the grating of the hologram (after thickness shrinkage), n is the average refractive index of the photopolymer and was set at 1.51. λ is the wavelength of the laser light in a vacuum.
Die maximale Beugungseffizienz (DE = ηmax) ergibt sich dann für ξ = 0 zu: The maximum diffraction efficiency (DE = η max ) then results for ξ = 0:
Die Messdaten der Beugungseffizienz, die theoretische Braggkurve und die transmittierte Intensität werden wie in Figur 2 gezeigt gegen den zentrierten Drehwinkel ΔΩ = Ωreconstruction - Ω = α '0 -ϑ'0 , auch Winkeidetuning genannt, aufgetragen. Figur 2 zeigt die gemessene transmittierte Leistung PT (rechte y- Achse) als durchgezogene Linie (hier des Beispiels 3a) gegen das Winkeidetuning ΔΩ auf- getragen, die gemessene Beugungseffizienz η (linke y- Achse) als ausgefüllte Kreise gegen das Win- keidetuning ΔΩ aufgetragen (soweit die endliche Größe des Detektors es erlaubte) und die Anpas- sung der Kogelnik Theorie als gestrichelte Linie (linke y- Achse). As shown in FIG. 2, the measurement data of the diffraction efficiency, the theoretical Bragg curve and the transmitted intensity are plotted against the centered angle of rotation ΔΩ=Ω reconstruction −Ω=α′ 0 −ϑ′ 0 , also known as angle tuning. FIG. 2 shows the measured transmitted power P T (right y-axis) as a solid line (here of example 3a) plotted against the angle tuning ΔΩ, the measured diffraction efficiency η (left y-axis) as filled circles against the angle tuning ΔΩ plotted (as far as the finite size of the detector allowed) and the fitting of the Kogelnik theory as a dashed line (left y-axis).
Da DE bekannt ist, wird die Form der theoretischen Braggkurve nach Kogelnik nur noch durch die Dicke d' der Photopolymerschicht bestimmt. Δn wird über DE für gegebene Dicke d' so nachkorrigiert, dass Messung und Theorie von DE immer übereinstimmen. d' wird nun solange an- gepasst bis die Winkelpositionen der ersten Nebenminima der theoretischen Braggkurve mit den Winkelpositionen der ersten Nebenmaxima der transmittierten Intensität übereinstimmen und zudem die volle Breite bei halber Höhe (FWHM) für die theoretische Braggkurve und für die transmittierte Intensität übereinstimmen. Since DE is known, the shape of the theoretical Bragg curve according to Kogelnik is only determined by the thickness d' of the photopolymer layer. Δn will be about DE for a given thickness d' like this corrected that measurement and theory of DE always agree. d' is now adjusted until the angular positions of the first secondary minima of the theoretical Bragg curve match the angular positions of the first secondary maxima of the transmitted intensity and the full width at half height (FWHM) for the theoretical Bragg curve and for the transmitted intensity also match.
Da die Richtung in der ein Reflexionshologramm bei der Rekonstruktion mittels eines Ω-Scans mit- rotiert, der Detektor für das abgebeugte Licht aber nur einen endlichen Winkelbereich erfassen kann, wird die Braggkurve von breiten Holgrammen (kleines d') bei einem Ω-Scan nicht vollständig er- fasst, sondern nur der zentrale Bereich, bei geeigneter Detektorpositionierung. Daher wird die zur Braggkurve komplementäre Form der transmittierten Intensität zur Anpassung der Schichtdicke d' zusätzlich herangezogen. Since the direction in which a reflection hologram also rotates during reconstruction using an Ω scan, but the detector for the diffracted light can only detect a finite angle range, the Bragg curve of wide holograms (small d') does not appear with an Ω scan completely recorded, but only the central area, with suitable detector positioning. Therefore, the form of the transmitted intensity, which is complementary to the Bragg curve, is also used to adjust the layer thickness d′.
Figur 2 zeigt die Darstellung der Braggkurve η nach der Coupled Wave Theorie (gestrichelte Linie), des gemessenen Beugungswirkungsgrades (ausgefüllte Kreise) und der transmittierten Leistung (schwarz durchgezogene Linie) gegen das Winkeidetuning ΔΩ. FIG. 2 shows the Bragg curve η according to the coupled wave theory (dashed line), the measured diffraction efficiency (filled circles) and the transmitted power (solid black line) versus the angle tuning ΔΩ.
Für eine Formulierung wurde diese Prozedur eventuell mehrfach für verschiedene Belichtungszeiten t an verschiedenen Medien wiederholt, um festzustellen bei welcher mittleren Energiedosis des ein- fallenden Laserstrahls beim Schreiben des Hologramms DE in den Sättigungswert übergeht. Die mittlere Energiedosis E ergibt sich wie folgt aus den Leistungen der zwei den Winkeln α0 und β0 zugeordneten Teilstrahlen (Referenzstrahl mit Pr = 1,75 mW und Signalstrahl mit Ps = 2,25 mW), der Belichtungszeit t und dem Durchmesser der Irisblende (0.4 cm): For a formulation, this procedure may have been repeated several times for different exposure times t on different media in order to determine at which average energy dose of the incident laser beam DE reaches the saturation value when writing the hologram. The mean absorbed dose E is calculated as follows from the power of the two partial beams assigned to the angles α 0 and β 0 (reference beam with P r = 1.75 mW and signal beam with P s = 2.25 mW), the exposure time t and the diameter the iris diaphragm (0.4 cm):
Die Leistungen der Teilstrahlen wurden so angepasst, dass in dem Medium bei den verwendeten Winkeln α0 und β0, die gleiche Leistungsdichte erreicht wird. The powers of the partial beams were adjusted in such a way that the same power density is achieved in the medium at the angles α 0 and β 0 used.
Berechnung des Oxidationspotentials von Triarylalkylboraten: Calculation of the oxidation potential of triaryl alkyl borates:
Das absolute Oxidationspotential ), referenziert gegen die gesättigte Kalomelelektrode, wurde anhand folgender Formel (2) errechnet: The absolute oxidation potential ), referenced against the saturated calomel electrode, was calculated using the following formula (2):
Dabei ist ne die Anzahl an transferierten Elektronen (hier immer ne = 1), F die Faraday-Konstante der absolute Potentialwert der Standardwasserstoffelektrode (SHE) das Potential der gesättigten Kalomelelektrode (SCE) relativ zur SHE in Acetonitril und G298 und G298(oxidiert) jeweils die berechneten Gibbs-Energien bei 298 K des Grundzustandes und des oxidierten Zustandes des Triarylalkylborats. Here n e is the number of transferred electrons (here always n e = 1), F is the Faraday constant the absolute potential value of the standard hydrogen electrode (SHE) the potential of the saturated calomel electrode (SCE) relative to the SHE in Acetonitrile and G 298 and G 298 (oxidized) each the calculated Gibbs energies at 298 K of the ground state and the oxidized state of the triaryl alkyl borate.
Die Formel (2) kann nach einsetzen der oben genannten Konstanten auch folgendermaßen ausge- drückt werden (Formel (1)): After inserting the constants mentioned above, formula (2) can also be expressed as follows (formula (1)):
Die Berechnung der Gibbs-Energien bei 298 K des Grundzustandes und des oxidierten Zustandes erfolgte nach folgendem Ablauf: Zunächst wurde mit ChemDraw 3D die dreidimensionale Mole- külgeometrie des Triarylalkylborates erzeugt und diese einer Konformerenanalyse unterzogen. Die gefundenen Konformere wurden mittels des AMI -Kraftfeldes energetisch minimiert und die erhal- tenen Koordinaten der Molekülgeometrien (i.d.R. wurde nur ein Konformer erhalten) wurden zur Berechnung der elektronischen Energie herangezogen. Der elektronische Grundzustand wurde in ei- nem geeigneten Lösungsmittel (PCM Ansatz für Acetronitril) Geometrie-optimiert und die absoluten elektronischen Energien der optimierten Strukturen bestimmt und um den Einfluss des Lösungsmit- tel-Feldes korrigiert ( G298). Folgend wurde die so optimierte Molekülgeometrie um ein Elektron re- duziert und erneut die absolute elektronische Energie - ebenfalls gerechnet in Acetonitril (PCM- Methode) - des oxidierten Moleküls bestimmt ( G298(oxidiert)). The Gibbs energies at 298 K of the ground state and the oxidized state were calculated as follows: First, the three-dimensional molecular geometry of the triaryl alkyl borate was generated with ChemDraw 3D and subjected to a conformer analysis. The conformers found were energetically minimized using the AMI force field and the obtained coordinates of the molecular geometries (usually only one conformer was obtained) were used to calculate the electronic energy. The electronic ground state was geometry-optimized in a suitable solvent (PCM approach for acetonitrile) and the absolute electronic energies of the optimized structures were determined and corrected for the influence of the solvent field (G 298 ). The molecule geometry optimized in this way was then reduced by one electron and the absolute electronic energy - also calculated in acetonitrile (PCM method) - of the oxidized molecule was determined again (G 298 (oxidized)).
Substanzen: Substances:
Die verwendeten Lösungsmittel, Reagenzien sowie alle Bromaromaten wurden im Chemikalienhan- del bezogen. Die Bromaromaten wurden ggf. frisch destilliert. Wasserfreie Lösungsmittel enthalten < 50 ppm Wasser. The solvents, reagents and all bromine aromatics used were obtained from chemical dealers. The bromo aromatics may have been freshly distilled. Anhydrous solvents contain < 50 ppm water.
Polyol 1 wurde wie in WO2015091427 beschrieben hergestellt mit einer OH-Polyol 1 was prepared as described in WO2015091427 with an OH
Zahl von 56,8. number of 56.8.
Desmodur® N 3900 Produkt der Covestro AG, Leverkusen, DE, Hexandiisocyanat-ba- siertes Polyisocyanat, Anteil an Iminooxadiazindion mindestens 30 %, NCO Gehalt: 23.5 %. Desmodur® N 3900 Product from Covestro AG, Leverkusen, DE, hexanediisocyanate-based polyisocyanate, proportion of iminooxadiazinedione at least 30%, NCO content: 23.5%.
Eisen(lll)trifluoracetylacetonat [14526-22-8] ist bei der ABCR GmbH & Co. KG, Karlsruhe, Deutschland erhältlich. Ferric trifluoroacetylacetonate [14526-22-8] is available from ABCR GmbH & Co. KG, Karlsruhe, Germany.
Urethanacrylat 1 (Phosphorothioyltris(oxybenzol-4, 1 -diylcarbamoyloxyethan-2, 1 - diyl)trisacrylat, [1072454-85-3]) wurde wie in WO2015091427 be- schrieben hergestellt. Urethanacrylat 2 (2-( { [3-(Methylsulfanyl)phenyl]carbamoyl} oxy)-ethylprop-2- enoat, [1207339-61-4]) wurde wie in WO2015091427 beschrieben hergestellt. Urethane acrylate 1 (phosphorothioyltris(oxybenzene-4,1-diylcarbamoyloxyethane-2,1-diyl)trisacrylate, [1072454-85-3]) was prepared as described in WO2015091427. Urethane acrylate 2 (2-({[3-(methylsulfanyl)phenyl]carbamoyl}oxy)-ethylprop-2-enoate, [1207339-61-4]) was prepared as described in WO2015091427.
Additiv 1 Bis(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-dodecafluorheptyl)-(2,2,4-trimethylhe- xan-l,6-diyl)biscarbamat [1799437-41-4] wurde wie in WO2015091427 beschrieben hergestellt. Additive 1 Bis(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-dodecafluoroheptyl)-(2,2,4-trimethylhexane-1,6-diyl)biscarbamate [ 1799437-41-4] was prepared as described in WO2015091427.
Karenz™ 1R-T bezogen von der Showa Denko EUROPE GmbH, [96233-24-8].Karenz™ 1R-T obtained from Showa Denko EUROPE GmbH, [96233-24-8].
Karenz™ P3B bezogen von der Showa Denko EUROPE GmbH, [120307-06-4].Karenz™ P3B obtained from Showa Denko EUROPE GmbH, [120307-06-4].
Kation 2 N1, N22-Di hexadecyl- N1, N1, N22, N22, 10,10, 13-heptamethyl-7, 16-di- oxo-3, 6, 17,20-tetraoxa-8, 15-diazadocosan-l ,22-diaminium dibro- mid wurde wie in WO 2018087064 beschrieben hergestellt. cation 2 N 1 , N 22 -dihexadecyl- N 1 , N 1 , N 22 , N 22 , 10,10, 13-heptamethyl-7, 16-di-oxo-3,6, 17,20-tetraoxa-8 , 15-diazadocosan-l, 22-diaminium dibromide was prepared as described in WO 2018087064.
BYK-310 Silikonhaltiges Oberflächenadditiv, Produkt der BYK-ChemieBYK-310 Silicone surface additive, product of BYK-Chemie
GmbH, Wesel, Deutschland. GmbH, Wesel, Germany.
Synthesevorschriften: Synthesis Rules:
Herstellungsvorschrift von N-ethyl-N-[4-1 [ ,5,5-tris[4-(diethylamino)phenyl|-2,4-pentadienyli- dene]-2,5-cyclohexadien-l-ylidene]ethanaminium bis(2-ethylhexyl)sulfosuccinat (Farbstoff 1): 4,08 g Natriumbis(2-ethylhexyl)sulfosuccinat (1.0 Äq.) wurden in 80 mL entionisiertem Wasser ge- löst. Zu dieser Lösung wurden 7,44 g Karenz 1R-T (1.0 Äq.) in 100 mL Butylacetat gegeben und das Zweiphasengemisch wurde für 3 h bei RT gerührt. Anschließend wurde die wässrige Phase abge- trennt und die organische Phase fünf Mal mit jeweils 80 mL entionisiertem Wasser gewaschen. Zum Schluss wurde das Lösungsmittel am Rotationsverdampfer unter Vakuum entfernt und das Produkt als dunkelblaues Harz erhalten (9,50 g, 98% d. Theorie). Instructions for the preparation of N-ethyl-N-[4-1[,5,5-tris[4-(diethylamino)phenyl|-2,4-pentadienylidene]-2,5-cyclohexadien-1-ylidene]ethanaminium bis( 2-ethylhexyl)sulfosuccinate (Dye 1): 4.08 g sodium bis(2-ethylhexyl)sulfosuccinate (1.0 eq.) was dissolved in 80 mL deionized water. 7.44 g of Karenz 1R-T (1.0 eq.) in 100 mL of butyl acetate were added to this solution, and the two-phase mixture was stirred at RT for 3 h. The aqueous phase was then separated off and the organic phase was washed five times with 80 mL deionized water each time. Finally, the solvent was removed in vacuo on a rotary evaporator and the product was obtained as a dark blue resin (9.50 g, 98% of theory).
Herstellung von N, N-Dimethy l- N-(3-phenylpropy l)-hexadecylammoniumchlorid (Kation 1):Preparation of N,N-dimethyl-N-(3-phenylpropyl)hexadecylammonium chloride (cation 1):
1,28 mol Dimethylcetylamin wurden in einem 5 L-Planschlifftopf in 2,4 L tert-Butylmethylether (MTBE) bei 30 °C gelöst. Zu dieser Lösung wurden 1,28 mol 3 -Chlorphenylpropan so hinzugetropft, dass die Reaktionstemperatur 40 °C nicht überschreitet. Nach Ende der Dosierung wurde die Reak- tionslösung für 5 h bei 90 °C gerührt, dann über den Zeitraum von 1 h auf 40 °C abgekühlt und zum Auskristallisieren in geeignete Gefäße überführt. Die über Nacht entstandenen Kristalle wurden iso- liert, mit 500 mL kaltem MTBE gewaschen und getrocknet. Es wurde ein farbloser Feststoff erhalten (450 g, 83% d. Theorie) mit einem Schmelzpunkt bei 59 °C. 1.28 mol of dimethylcetylamine were dissolved in 2.4 L of tert-butyl methyl ether (MTBE) at 30° C. in a 5 L ground-glass pot. 1.28 mol of 3-chlorophenylpropane were added dropwise to this solution in such a way that the reaction temperature did not exceed 40.degree. After the end of the metering, the reaction solution was stirred at 90° C. for 5 h, then cooled to 40° C. over a period of 1 h and transferred to suitable vessels for crystallization. The crystals formed overnight were isolated, washed with 500 mL cold MTBE and dried. A colorless solid was obtained (450 g, 83% of theory) with a melting point of 59.degree.
Herstellungsvorschrift für Tetrabutylammoniumtriarylalkylborate mit R101=R102=R103: Preparation instructions for tetrabutylammonium triarylalkyl borates with R 101 =R 102 =R 103 :
In einem Vierhalskolben mit Thermometer, Rückflusskühler, Tropftrichter und Magnetrührer wer- den das entsprechende Diisopropylalkylborat (1.0 Äq.) und Magnesiumspäne (3 Äq.) in einem Lö- sungsmitte Igemisch bestehend aus trockenem Toluol und trockenem THF (5.8:1, 1.9 M) vorgelegt. Diese Mischung wird für 30 min bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wird der entsprechende Bromaromat (3 Äq.) zunächst unverdünnt zur Mischung hinzugetropft bis einsetzende Exothermie den Reaktionsstart signalisiert, jedoch werden hierzu maximal 10% des unverdünnten Bromaroma- ten verwendet. Der Rest des Bromaromaten wird in einem Lösungsmittelgemisch bestehend aus tro- ckenem Toluol und trockenem THF (1 :1, Verdünnung der Gesamtmolarität auf 0.4 M) so zur Reak- tionslösung hinzugetropft, dass die Reaktionstemperatur 45 °C nicht überschreitet. Nach beendeter Zugabe wird die Reaktionslösung bis zur vollständigen Auflösung des Magnesiums oder 1 h unter Rückfluss erhitzt. Die Reaktionslösung wird auf Raumtemperatur abgekühlt und auf ein Gemisch bestehend aus Eiswasser und Tetrabutylammoniumbromid (1 Äq.) ausgetragen. Die Mischung wird 1 h gerührt und danach die organische Phase abgetrennt. Die organische Phase wird so lange mit Wasser gewaschen, bis ein Halogenidtest (HNO3 (aq., 10%ig) + AgNOfl negativ ausfällt. Die Lö- sungsmittel werden am Rotationsverdampfer in vacuo entfernt und das Rohprodukt aus Methanol umkristallisiert. In a four-necked flask equipped with a thermometer, reflux condenser, addition funnel, and magnetic stirrer, the appropriate diisopropyl alkyl borate (1.0 eq.) and magnesium turnings (3 eq.) are dissolved in a solvent mixture consisting of dry toluene and dry THF (5.8:1, 1.9 M) submitted. This mixture is stirred at room temperature for 30 min. The corresponding bromoaromatic (3 eq.) is then added dropwise to the mixture, initially undiluted, until the onset of exothermicity signals the start of the reaction, but a maximum of 10% of the undiluted bromoaromatic is used for this purpose. The remainder of the bromoaromatic is added dropwise to the reaction solution in a solvent mixture consisting of dry toluene and dry THF (1:1, dilution of the total molarity to 0.4 M) in such a way that the reaction temperature does not exceed 45.degree. After the addition is complete, the reaction solution is refluxed until the magnesium has completely dissolved or for 1 hour. The reaction solution is cooled to room temperature and poured onto a mixture consisting of ice water and tetrabutylammonium bromide (1 eq.). The mixture is stirred for 1 hour and then the organic phase is separated off. The organic phase is washed with water until a halide test (HNO 3 (aq., 10%)+AgNOfl is negative. The solvents are removed in vacuo on a rotary evaporator and the crude product is recrystallized from methanol.
Herstellungsvorschrift für Tetrabutylammoniumtriarylalkylborate mit R101=R102≠R103: Preparation instructions for tetrabutylammonium triarylalkyl borates with R 101 =R 102 ≠R 103 :
In einem Vierhalskolben mit Thermometer, Rückflusskühler, Tropftrichter und Magnetrührer wer- den das entsprechende Diisopropylalkylborat (1.0 Äq.) und Magnesiumspäne (3 Äq.) in einem Lö- sungsmittelgemisch bestehend aus trockenem Toluol und trockenem THF (4:1, 1.9 M) vorgelegt. Diese Mischung wird für 30 min bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wird der erste Broma- romat (1 Äq.) wird zunächst unverdünnt zur Mischung getropft bis einsetzende Exothermic den Re- aktionsstart signalisiert, jedoch werden hierzu maximal 10% des unverdünnten Bromaromaten ver- wendet. Der Rest des Bromaromaten wird in einem Lösungsmittelgemisch bestehend aus trockenem Toluol und trockenem THF (1.1 :1, Verdünnung der Gesamtmolarität auf 0.7 M) so zur Reaktionslö- sung hinzugetropft, dass die Reaktionstemperatur 45 °C nicht überschreitet. Nach vollständiger Zu- gabe wird die Reaktionslösung 1 h bei RT gerührt. Dann wird der entsprechende zweite Bromaromat zunächst unverdünnt zur Mischung getropft bis einsetzende Exothermic den Reaktionsstart signali- siert, jedoch werden hierzu maximal 10% des unverdünnten Bromaromaten verwendet. Der Rest des Bromaromaten wird im restlichen Lösungsmittelgemisch bestehend aus trockenem Toluol und tro- ckenem THF (1.1 :1, Verdünnung der Gesamtmolarität auf 0.4 M) erneut so zur Reaktionslösung hinzugetropft, dass die Reaktionstemperatur 45 °C nicht überschreitet. Nach beendeter Zugabe wird die Reaktionslösung bis zur vollständigen Auflösung des Magnesiums oder 1 h unter Rückfluss er- hitzt. Die Reaktionslösung wird auf Raumtemperatur abgekühlt und auf ein Gemisch bestehend aus Eiswasser und Tetrabutylammoniumbromid (1 Äq.) ausgetragen. Die Mischung wird 1 h gerührt und die organische Phase abgetrennt. Die organische Phase wird so lange mit Wasser gewaschen, bis ein Halogenidtest (HNO3 (aq., 10%ig) + AgNO3) negativ ausfällt. Die Lösungsmittel werden am Rota- tionsverdampfer in vacuo entfernt und das Rohprodukt aus Methanol umkristallisiert. The appropriate diisopropyl alkyl borate (1.0 eq.) and magnesium turnings (3 eq.) in a solvent mixture consisting of dry toluene and dry THF (4:1, 1.9 M) are placed in a four-necked flask equipped with a thermometer, reflux condenser, dropping funnel and magnetic stirrer . This mixture is stirred at room temperature for 30 min. The first bromoaromatic (1 eq.) is then added undiluted to the mixture dropwise until the onset of exothermic signals the start of the reaction, but a maximum of 10% of the undiluted bromoaromatic is used for this. The remainder of the bromoaromatic is added dropwise to the reaction solution in a solvent mixture consisting of dry toluene and dry THF (1.1:1, dilution of the total molarity to 0.7 M) in such a way that the reaction temperature does not exceed 45.degree. After the addition is complete, the reaction solution is stirred at RT for 1 h. Then the corresponding second aromatic bromine is first added dropwise undiluted to the mixture until the onset of exothermic signals the start of the reaction, however, a maximum of 10% of the undiluted aromatic bromine is used for this. The remainder of the bromoaromatic is again added dropwise to the reaction solution in the remaining solvent mixture consisting of dry toluene and dry THF (1.1:1, dilution of the total molarity to 0.4 M) in such a way that the reaction temperature does not exceed 45.degree. After the addition is complete the reaction solution is heated under reflux until the magnesium has completely dissolved or for 1 hour. The reaction solution is cooled to room temperature and poured onto a mixture consisting of ice water and tetrabutylammonium bromide (1 eq.). The mixture is stirred for 1 hour and the organic phase is separated off. The organic phase is washed with water until a halide test (HNO 3 (aq., 10%)+AgNO 3 ) is negative. The solvents are removed in vacuo on a rotary evaporator and the crude product is recrystallized from methanol.
Herstellungsvorschrift für Triarylalkylborate mit Kationen der Wertigkeit n=l: Preparation instructions for triaryl alkyl borates with cations of valency n=l:
Das entsprechende Tetrabutylammoniumtriarylalkylborat (1 Äq.) wird in Butylacetat (0.04 M) gelöst und mit einer wässrigen Lösung des entsprechenden Kations (Halogenidsalz, 1.05 Äq, 0.05 M) und Natriumbis(2-ethylhexyl)sulfosuccinat (0.05 Äq.) versetzt und 1 h bei RT gerührt. Nach Phasense- paration wird die organische Phase so häufig mit Wasser gewaschen, bis ein Halogenidtest (HNO3 (aq., 10%ig) + AgNO3) negativ ausfällt. Das Lösungsmittel wird am Rotationsverdampfer in vacuo entfernt und das Produkt unter Vakuum getrocknet. The appropriate tetrabutylammonium triarylalkylborate (1 eq.) is dissolved in butyl acetate (0.04 M) and treated with an aqueous solution of the appropriate cation (halide salt, 1.05 eq, 0.05 M) and sodium bis(2-ethylhexyl)sulfosuccinate (0.05 eq.) and stirred for 1 h stirred at RT. After phase separation, the organic phase is washed with water until a halide test (HNO 3 (aq., 10%) + AgNO 3 ) is negative. The solvent is removed in vacuo on a rotary evaporator and the product is dried under vacuum.
Herstellungsvorschrift für Triarylalkylborate mit Kationen der Wertigkeit n=2: Preparation instructions for triaryl alkyl borates with cations with a valence of n=2:
Das entsprechende Tetrabutylammoniumtriarylalkylborat (1 Äq.) wird in Butylacetat (0.04 M) gelöst und mit einer wässrigen Lösung des entsprechenden Kations (Halogenidsalz, 0.525 Äq., 0.05 M) und Natriumbis(2-ethylhexyl)sulfosuccinat (0.05 Äq.) versetzt und 1 h bei RT gerührt. Nach Phasense- paration wird die organische Phase so häufig mit Wasser gewaschen, bis ein Halogenidtest (HNO3 (aq., 10%ig) + AgNO3) negativ ausfällt. Das Lösungsmittel wird am Rotationsverdampfer in vacuo entfernt und das Produkt unter Vakuum getrocknet. The appropriate tetrabutylammonium triarylalkylborate (1 eq.) is dissolved in butyl acetate (0.04 M) and an aqueous solution of the appropriate cation (halide salt, 0.525 eq., 0.05 M) and sodium bis(2-ethylhexyl)sulfosuccinate (0.05 eq.) are added and 1 h stirred at RT. After phase separation, the organic phase is washed with water until a halide test (HNO 3 (aq., 10%) + AgNO 3 ) is negative. The solvent is removed in vacuo on a rotary evaporator and the product is dried under vacuum.
Herstellungsvorschrift für Photopolymerfolie / holografische Medien: Manufacturing instructions for photopolymer film / holographic media:
14,9 g der oben beschriebenen Polyol-Komponente 1 werden aufgeschmolzen und im Dunkeln mit 6,6 g des Urethanacylats 1, 6,6 g des oben beschriebenen Urethanacrylats 2, 9,2 g des oben beschrie- benen fluorierten Urethans (Additiv 1), 0,45 g des jeweiligen oben beschriebenen Boratsalzes, 0,10 g des Larbstoffs 1, 0,12 g BYK-310, 0,01 g Eisen(lll)trifluoracetylacetonat, 10,5 g Ethylacetat, 1,1 g Butylacetat und 7,7 g 1 -Methoxy-2-propylacetat gemischt, so dass eine homogene Lösung erhalten wird. Anschließend werden 2,8 g Desmodur® N 3900 zugegeben und erneut gemischt. Diese Lösung wird im Dunkeln in einer Rolle zu Rolle Beschichtungsanlage auf eine 60 μm dicke TAC Folie ge- geben und mittels eines Rakels so appliziert, dass ein Nassschichtdickenbereich von 14-17 μm er- reicht wird. Bei einer Trocknungstemperatur von 80 °C und einer Trocknungszeit von ca. 4 Minuten wird die beschichtete Folie getrocknet und anschließend mit einer 40 μm dicken Polyethylenfolie geschützt. Anschließend wird dieser Film lichtdicht verpackt. 14.9 g of the polyol component 1 described above are melted and mixed in the dark with 6.6 g of the urethane acylate 1, 6.6 g of the urethane acrylate 2 described above, 9.2 g of the fluorinated urethane described above (additive 1) , 0.45 g of the respective borate salt described above, 0.10 g of colorant 1, 0.12 g BYK-310, 0.01 g ferric trifluoroacetylacetonate, 10.5 g ethyl acetate, 1.1 g butyl acetate and 7 .7 g of 1-methoxy-2-propyl acetate mixed so that a homogeneous solution is obtained. Then 2.8 g of Desmodur® N 3900 are added and mixed again. This solution is applied to a 60 μm thick TAC film in a roll-to-roll coating system in the dark and applied using a squeegee in such a way that a wet layer thickness of 14-17 μm is achieved. The coated film is dried at a drying temperature of 80° C. and a drying time of approx. 4 minutes and then protected with a 40 μm thick polyethylene film. This film is then packed in a light-tight manner.
Herstellung von N-Benzyl- N, N-dimethylhexa decylammoniumdi-(3-chlor -4-methylphenyl )-(4-me- thylphenylhexhlborat: Gemäß der allgemeinen Herste llungsvorschrift für Tetrabutylammoniumtriarylalkylborate mit R101=R102≠R103 wurden 3-Chlor-4-methylbrombenzol (2 Äq.) und 4-Methylbrombenzol (1 Äq.) mit Diisopropylhexylborat umgesetzt. Anschließend wurde gemäß der allgemeinen Herstellungsvor- schrift für Triarylhexylborate mit Kationen der Wertigkeit n=l das erhaltene Tetrabutylammonium- triarylhexylborat mit N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecyl-ammoniumchloridhydrat umgesetzt. Es wurde ein farbloses Öl (18,92 g, 42% d. Theorie über zwei Stufen) mit einem Signal im 11B-NMR- Spektrum bei δ (ppm) (CDCl3) = -10,6 ppm erhalten. Das berechnete Reduktionspotential betrug Eox = 1,02 V vs. SCE in Acetonitril. Preparation of N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumdi-(3-chloro-4-methylphenyl)-(4-methylphenylhexylborate: 3-Chloro-4-methylbromobenzene (2 eq.) and 4-methylbromobenzene (1 eq.) were reacted with diisopropylhexyl borate according to the general preparation instructions for tetrabutylammonium triarylalkyl borates with R 101 ═R 102 ≠ R 103 . The tetrabutylammonium triarylhexylborate obtained was then reacted with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium chloride hydrate in accordance with the general preparation instructions for triarylhexylborates with cations of valence n=1. A colorless oil (18.92 g, 42% of theory over two stages) with a signal in the 11 B NMR spectrum at δ (ppm) (CDCl 3 )=−10.6 ppm was obtained. The calculated reduction potential was E ox = 1.02 V vs. SCE in acetonitrile.
Herstellung eines Photopolymers mit N-Benzyl-N, N-dimeth yl hexadecylammoniumdi-(3-chlor- 4- methylphenyl)(4-methylphenyl)hexylborat (Beispiel 3a in Tabelle 2): Preparation of a photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium di-(3-chloro-4-methylphenyl)(4-methylphenyl)hexylborate (Example 3a in Table 2):
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Photopolymerfolien wurde ein Photopolymer mit N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumdi-(3-chlor-4-methylphenyl)(4-methylphenyl)he- xylborat als Coinitiator hergestellt. A photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium di-(3-chloro-4-methylphenyl)(4-methylphenyl)hexylborate as coinitiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
Herstellung von N-(3-phenylpropyl)-N,N-dimethylhexadecylammoniumdi-(3-chlor-4-methylphe- nyl)(4-methylphenyl)hexylborat: Preparation of N-(3-phenylpropyl)-N,N-dimethylhexadecylammonium di-(3-chloro-4-methylphenyl)(4-methylphenyl)hexylborate:
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Tetrabutylammoniumtriarylalkylborate mit R101=R102≠R103 wurden 3-Chlor-4-methylbrombenzol (2 Äq.) und 4-Methylbrombenzol (1 Äq.) mit Diisopropylhexylborat umgesetzt. Anschließend wurde die allgemeine Herstellungsvorschrift für Triarylalkylborate mit Kationen der Wertigkeit n=l verfolgt unter Einsatz von Kation 1. Es wurde ein farbloses Öl (2,5 g, 42% d. Theorie über zwei Stufen) mit einem Signal im 11B-NMR-Spektrum bei δ (ppm) (CDCl3) = -10,6 ppm erhalten. Das berechnete Reduktionspotential betrug Eox = 1,02 V vs. SCE in Acetonitril. 3-Chloro-4-methylbromobenzene (2 eq.) and 4-methylbromobenzene (1 eq.) were reacted with diisopropylhexyl borate according to the general preparation instructions for tetrabutylammonium triarylalkyl borates with R 101 =R 102 ≠R 103 . The general instructions for the preparation of triarylalkyl borates with cations of valence n=1 were then followed using cation 1. A colorless oil (2.5 g, 42% of theory over two stages) with a signal in the 11 B-NMR Spectrum obtained at δ (ppm) (CDCl 3 ) = -10.6 ppm. The calculated reduction potential was E ox = 1.02 V vs. SCE in acetonitrile.
Herstellung eines Photopolymers mit N-(3-phenylpropyl)-N,N-dimethylhexadecyl-ammoniumdi-(3- chlor-4-methylphenyl)(4-methylphenyl)hexylborat (Beispiel 3b in Tabelle 2): Production of a photopolymer with N-(3-phenylpropyl)-N,N-dimethylhexadecyl-ammonium di-(3-chloro-4-methylphenyl)(4-methylphenyl)hexylborate (Example 3b in Table 2):
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Photopolymerfolien wurde ein Photopolymer mit N-(3-phenylpropyl)-N,N-dimethylhexadecylammoniumdi-(3-chlor-4-methyl-phenyl)(4-methylphe- nyl)hexylborat als Coinitiator hergestellt. A photopolymer with N-(3-phenylpropyl)-N,N-dimethylhexadecylammonium di-(3-chloro-4-methylphenyl)(4-methylphenyl)hexylborate as a coinitiator was prepared in accordance with the general manufacturing instructions for photopolymer films.
Herstellung von Tributyltetradecylphosphoniumdi-(3-chlor-4-methylphenyl)(4-methyl-phenyl)he- xylborat: Preparation of tributyltetradecylphosphonium di-(3-chloro-4-methylphenyl)(4-methyl-phenyl)hexylborate:
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Tetrabutylammoniumtriarylalkylborate mit R101=R102≠R103 wurden 3-Chlor-4-methylbrombenzol (2 Äq.) und 4-Methylbrombenzol (1 Äq.) mit Diisopropylhexylborat umgesetzt. Anschließend wurde die allgemeine Herstellungsvorschrift für Triarylalkylborate mit Kationen der Wertigkeit n=l verfolgt unter Einsatz von Tributyltetradecylp- hosphoniumbromids. Es wurde ein farbloses Öl (1,2 g, 42% d. Theorie über zwei Stufen) mit einem Signal im 11B-NMR-Spektrum bei δ (ppm) (CDCl3) = -10,6 ppm erhalten. Das berechnete Redukti- onspotential betrug Eox = 1,02 V vs. SCE in Acetonitril. 3-Chloro-4-methylbromobenzene (2 eq.) and 4-methylbromobenzene (1 eq.) were reacted with diisopropylhexyl borate according to the general preparation instructions for tetrabutylammonium triarylalkyl borates with R 101 =R 102 ≠R 103 . Then the general instructions for the preparation of triaryl alkyl borates with cations of valence n=1 were followed using tributyltetradecylphosphonium bromide. It was a colorless oil (1.2 g, 42% d. Theory over two stages) with a Signal obtained in 11 B NMR spectrum at δ (ppm) (CDCl 3 ) = -10.6 ppm. The calculated reduction potential was E ox = 1.02 V vs. SCE in acetonitrile.
Herstellung eines Photopolymers mit Tributyltetradecylphosphoniumdi-(3-chlor-4-methyl-phe- nyl)(4-methylphenyl)hexylborat (Beispiel 3c in Tabelle 2): Production of a photopolymer with tributyltetradecylphosphonium di-(3-chloro-4-methylphenyl)(4-methylphenyl)hexyl borate (example 3c in Table 2):
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Photopolymerfolien wurde ein Photopolymer mit Tributyltetradecylphosphoniumdi-(3-chlor-4-methylphenyl)(4-methylphenyl)hexylborat als Coiniti- ator hergestellt. A photopolymer with tributyltetradecylphosphonium di-(3-chloro-4-methylphenyl)(4-methylphenyl)hexylborate as co-initiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
Herstellung von N1,N22-Dihexadecyl- N1,N1,N22,N22,10,10,13-heptamethyl-7,16-dioxo-3,6,17,20-tet- raoxa-8,15-diazadocosan-l,22-diaminium-bis-di-(3-chlor-4-methylphenyl)(4-methylphenyl)he- xylborat: Preparation of N 1 ,N 22 -dihexadecyl- N 1 ,N 1 ,N 22 ,N 22 ,10,10,13-heptamethyl-7,16-dioxo-3,6,17,20-tetraoxa-8, 15-diazadocosan-1,22-diaminium bis-di-(3-chloro-4-methylphenyl)(4-methylphenyl)hexylborate:
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Tetrabutylammoniumtriarylalkylborate mit R101=R102≠R103 wurden 3-Chlor-4-methylbrombenzol (2 Äq.) und 4-Methylbrombenzol (1 Äq.) mit Diisopropylhexylborat umgesetzt. Anschließend wurde die allgemeine Herstellungsvorschrift für Triarylalkylborate mit Kationen der Wertigkeit n=l verfolgt unter Einsatz von unter Einsatz von Ka- tion 2. Es wurde ein farbloses Öl (2,7 g, 42% d. Theorie über zwei Stufen) mit einem Signal im 11B- NMR-Spektrum bei δ (ppm) (CDCl3) = -10,6 ppm erhalten. Das berechnete Reduktionspotential betrug Eox = 1,02 V vs. SCE in Acetonitril. 3-Chloro-4-methylbromobenzene (2 eq.) and 4-methylbromobenzene (1 eq.) were reacted with diisopropylhexyl borate according to the general preparation instructions for tetrabutylammonium triarylalkyl borates with R 101 =R 102 ≠R 103 . Subsequently, the general instructions for the preparation of triaryl alkyl borates with cations of valence n=1 were followed using cation 2. A colorless oil (2.7 g, 42% of theory over two stages) with a signal im 11 B NMR spectrum obtained at δ (ppm) (CDCl 3 ) = -10.6 ppm. The calculated reduction potential was E ox = 1.02 V vs. SCE in acetonitrile.
Herstellung eines Photopolymers mit N1,N22-Dihexadecyl- N1, N1,N22,N2 2,10, 10, 13- heptame thyl-7, l 6- dioxo-3,6, 17,20-tetraoxa-8, 15-diazadocosan-l ,22-diaminium-bis-di-(3-chlor-4-methylphenyl)(4- methylphenyl)hexylborat (Beispiel 3d in Tabelle 2): Preparation of a photopolymer with N 1 ,N 22 -dihexadecyl-N 1 ,N 1 ,N 22 ,N 2 2,10,10,13-heptamethyl-7,1,6-dioxo-3,6,17,20-tetraoxa -8, 15-diazadocosan-1,22-diaminium-bis-di-(3-chloro-4-methylphenyl)(4-methylphenyl)hexylborate (Example 3d in Table 2):
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Photopolymerfolien wurde ein Photopolymer mit N1,N22-Dihexadecyl- N1,N1,N22,N22,10,10,13-heptamethyl-7,16-dioxo-3, 6,17, 20-tetraoxa-8,l 5-diaz- adocosan-l,22-diaminium-bis-di-(3-chlor-4-methylphenyl)(4-methylphenyl)hexylborat als Coiniti- ator hergestellt. According to the general manufacturing instructions for photopolymer films, a photopolymer with N 1 ,N 22 -dihexadecyl-N 1 ,N 1 ,N 22 ,N 22 ,10,10,13-heptamethyl-7,16-dioxo-3,6,17, 20-tetraoxa-8,15-diazadocosan-1,22-diaminium-bis-di-(3-chloro-4-methylphenyl)(4-methylphenyl)hexylborate as a co-initiator.
Herstellung von N-Benzyl-N, N-dimethylhe xadccylammoniumdi-(4-chlorphenyl )(4-methyl -phe- nyl)hexylborat: Preparation of N-Benzyl-N,N-dimethylhexylammonium di-(4-chlorophenyl)(4-methyl-phenyl)hexylborate:
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Tetrabutylammoniumtriarylalkylborate mit R 101=R102≠R103 wurden 4-Chlorbrombenzol (2 Äq.) und 4-Methylbrombenzol (1 Äq.) mit Diisopro- pylhexylborat umgesetzt. Anschließend wurde gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Triarylhexylborate mit Kationen der Wertigkeit n=l das erhaltene Tetrabutylammoniumtriarylhe- xylborat mit N-Benzyl-N, N-dimethyl hexadecylammoniumchloridhydrat umgesetzt. Es wurde ein farbloses Öl (2,4 g, 60% d. Theorie über zwei Stufen) mit einem Signal im 11B-NMR-Spektrum bei δ (ppm) (CDCl3) = -10,7 ppm erhalten. Das berechnete Reduktionspotential betrug Eox = 1,03 V vs. SCE in Acetonitril. Herstellung eines Photopolymers mit N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumdi-(4-chlorphe- nyl)(4-methylphenyl)hexylborat (Beispiel 8 in Tabelle 2): 4-Chlorobromobenzene (2 eq.) and 4-methylbromobenzene (1 eq.) were reacted with diisopropylhexyl borate according to the general preparation instructions for tetrabutylammonium triarylalkyl borates with R 101 =R 102 ≠R 103 . The resulting tetrabutylammonium triarylhexylborate was then reacted with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium chloride hydrate in accordance with the general preparation instructions for triarylhexylborates with cations of n=1 valence. A colorless oil (2.4 g, 60% of theory over two stages) with a signal in the 11 B NMR spectrum at δ (ppm) (CDCl 3 )=−10.7 ppm was obtained. The calculated reduction potential was E ox = 1.03 V vs. SCE in acetonitrile. Preparation of a photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium di-(4-chlorophenyl)(4-methylphenyl)hexyl borate (Example 8 in Table 2):
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Photopolymerfolien wurde ein Photopolymer mit N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumdi-(4-chlorphenyl)(4-methyl-phenyl)hexylborat als Coinitiator hergestellt. A photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium di-(4-chlorophenyl)(4-methylphenyl)hexylborate as a coinitiator was prepared in accordance with the general manufacturing instructions for photopolymer films.
Herstellung von N-(3-phenylpropyl)-N,N-dimethylhexadecylammoniumtri-(3-chlor-4-methylphe- nyl)cvclohexylborat: Preparation of N-(3-phenylpropyl)-N,N-dimethylhexadecylammonium tri-(3-chloro-4-methylphenyl)cyclohexylborate:
Es wurde die Herstellungsvorschrift, publiziert in WO2018/087064, zur Herstellung des Tetrabuty- lammoniumtri-(3-chlor-4-methylphenyl)cyclohexylborats verfolgt. Anschließend wurde die allge- meine Herstellungsvorschrift für Triarylalkylborate mit Kationen der Wertigkeit n=l verfolgt unter Einsatz von Kation 1. Es wurde ein leicht gelbliches Öl (5,0 g, 99% d. Theorie) mit einem Signal im 11B-NMR-Spektrum bei δ (ppm) (CDCl3) = -8,7 ppm erhalten. Das berechnete Reduktionspotential betrug Eox = 1,03 V vs. SCE in Acetonitril. The preparation instructions published in WO2018/087064 for the preparation of tetrabutylammonium tri-(3-chloro-4-methylphenyl)cyclohexylborate were followed. The general instructions for the preparation of triaryl alkyl borates with cations of valence n=1 were then followed using cation 1. A slightly yellowish oil (5.0 g, 99% of theory) with a signal in the 11 B NMR Spectrum obtained at δ (ppm) (CDCl 3 ) = -8.7 ppm. The calculated reduction potential was E ox = 1.03 V vs. SCE in acetonitrile.
Herstellung eines Photopolymers mit N-(3-phenylpropyl )-N, N-dimethyl hexadecylammoniumtri -(3- chlor-4-methylphenyl)cyclohexylborat (Beispiel 11 in Tabelle 2): Production of a photopolymer with N-(3-phenylpropyl)-N,N-dimethylhexadecylammoniumtri-(3-chloro-4-methylphenyl)cyclohexylborate (Example 11 in Table 2):
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Photopolymerfolien wurde ein Photopolymer mit N-(3-phenylpropyl)-N,N-dimethylhexadecylammoniumtri-(3-chlor-4-methylphenylcyclohexylborat als Coinitiator hergestellt. A photopolymer containing N-(3-phenylpropyl)-N,N-dimethylhexadecylammonium tri-(3-chloro-4-methylphenylcyclohexylborate) as a coinitiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
Herstellung von N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumdiphenyl-(3-chlor-4-methyl-phe- nyl)hexylborat: Preparation of N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumdiphenyl-(3-chloro-4-methyl-phenyl)hexylborate:
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Tetrabutylammoniumtriarylalkylborate mit R101=R102≠R103 wurden Brombenzol (2 Äq.) und 3-Chlor-4-methylbrombenzol (1 Äq.) mit Diisopro- pylhexylborat umgesetzt. Das Produkt der Reaktion wurde nach einer Silicagel-Säulenchromatogra- phie (Dichlormethan/Toluol 70:30) erhalten. Anschließend wurde gemäß der allgemeinen Herstel- lungsvorschrift für Triarylhexylborate mit Kationen der Wertigkeit n=l das erhaltene Tetrabutylam- moniumtriarylhexylborat mit N-Benzyl-N,N-dimethyl hexadecylammoniumch loridhydrat umgesetzt. Es wurde ein farbloses Öl (0,68 g, 76% d. Theorie über zwei Stufen) mit einem Signal im 11B-NMR- Spektrum bei δ (ppm) (CDCl3) = -10,4 ppm erhalten. Das errechnete Reduktionspotential betrug Eox = 1,04 V vs. SCE in Acetonitril. Bromobenzene (2 eq.) and 3-chloro-4- methylbromobenzene (1 eq.) were reacted with diisopropylhexyl borate according to the general preparation instructions for tetrabutylammonium triarylalkyl borates with R 101 =R 102 ≠R 103 . The product of the reaction was obtained after a silica gel column chromatography (dichloromethane/toluene 70:30). The tetrabutylammonium triarylhexylborate obtained was then reacted with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium chloride hydrate in accordance with the general preparation instructions for triarylhexylborates with cations of valence n=1. A colorless oil (0.68 g, 76% of theory over two stages) with a signal in the 11 B NMR spectrum at δ (ppm) (CDCl 3 )=−10.4 ppm was obtained. The calculated reduction potential was E ox = 1.04 V vs. SCE in acetonitrile.
Herstellung eines Photopolymers mit N-Benzyl-N, N-dimethyl hexadecylammonium-dipheny( l- (3- chlor-4-methylphenyl)hexylborat (Beispiel 12 in Tabelle 2): Gemäß der allgemeinen Herste llungsvorschrift für Photopolymerfolien wurde ein Photopolymer mit N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumdiphenyl-(3-chlor-4-methyl-phenyl)hexylborat als Co- initiator hergestellt. Preparation of a photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium-diphenyl(l-(3-chloro-4-methylphenyl)hexylborate (Example 12 in Table 2): A photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumdiphenyl-(3-chloro-4-methylphenyl)hexylborate as co-initiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
Herstellung von N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumdiphenyl-(4-fluorphenyl)-hexylborat:Preparation of N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium diphenyl-(4-fluorophenyl)hexylborate:
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Tetrabutylammoniumtriarylalkylborate mit R101=R102≠R103 wurden Brombenzol (2 Äq.) und 4-Fluorbrombenzol (1 Äq.) mit Diisopropylhexylbo- rat umgesetzt. Das Produkt der Reaktion wurde nach einer Silicagel-Säulenchromatographie (Dich- lormethan/Toluol 70:30) erhalten. Anschließend wurde gemäß der allgemeinen Herstellungsvor- schrift für Triarylalkylborate mit Kationen der Wertigkeit n=l das erhaltene Tetrabutylammonium- triarylhexylborat mit N-Benzyl-N, N-dimethyl hexadecylammoniumchloridhydrat umgesetzt. Es wurde ein farbloses Öl (0,74 g, 34% d. Theorie über zwei Stufen) mit einem Signal im 11B-NMR- Spektrum bei δ (ppm) (CDCl3) = -10,5 ppm erhalten. Das berechnete Reduktionspotential betrug Eox = 1,06 V vs. SCE in Acetonitril. Bromobenzene (2 eq.) and 4-fluorobromobenzene (1 eq.) were reacted with diisopropylhexyl borate according to the general preparation instructions for tetrabutylammonium triarylalkyl borates with R 101 =R 102 ≠R 103 . The product of the reaction was obtained after a silica gel column chromatography (dichloromethane/toluene 70:30). The tetrabutylammonium triarylhexylborate obtained was then reacted with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium chloride hydrate in accordance with the general preparation instructions for triarylalkyl borates with cations of valence n=1. A colorless oil (0.74 g, 34% of theory over two stages) with a signal in the 11 B NMR spectrum at δ (ppm) (CDCl 3 )=−10.5 ppm was obtained. The calculated reduction potential was E ox = 1.06 V vs. SCE in acetonitrile.
Herstellung eines Photopolymers mit N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium-diphenyl-(4-flu- orphenvl)hexylborat (Beispiel 15 in Tabelle 2): Preparation of a photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium diphenyl-(4-fluorophenyl)hexyl borate (Example 15 in Table 2):
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Photopolymerfolien wurde ein Photopolymer mit N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumdiphenyl-(4-fluorphenyl)hexylborat als Coinitiator hergestellt. A photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumdiphenyl-(4-fluorophenyl)hexylborate as a coinitiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
Herstellung von N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumtri-(3-chlor-4-methylphenyl)-3-phe- nylpropylborat: Preparation of N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium tri-(3-chloro-4-methylphenyl)-3-phenylpropyl borate:
Es wurde die Herstellungsvorschrift, publiziert in WO2018/087064, zur Herstellung des Tetrabuty- lammoniumtri-(3-chlor-4-methylphenyl)-3-phenylpropylborats verfolgt. Anschließend wurde ge- mäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Triarylalkylborate mit Kationen der Wertigkeit n=l das erhaltene Tetrabutylammoniumtriarylalkylborat mit N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoni- umchloridhydrat umgesetzt. Es wurde ein leicht gelbliches Öl (4,8 g, 99% d. Theorie) mit einem Signal im 11B-NMR-Spektrum bei δ (ppm) (CDCl3) = -10,3 ppm erhalten. Das berechnete Redukti- onspotential betrug Eox = 1,11 V vs. SCE in Acetonitril. The manufacturing instructions published in WO2018/087064 for the manufacture of tetrabutylammonium tri-(3-chloro-4-methylphenyl)-3-phenylpropylborate were followed. The tetrabutylammonium triarylalkyl borate obtained was then reacted with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium chloride hydrate in accordance with the general preparation instructions for triarylalkyl borates with cations of valence n=1. A slightly yellowish oil (4.8 g, 99% of theory) with a signal in the 11 B-NMR spectrum at δ (ppm) (CDCl 3 )=−10.3 ppm was obtained. The calculated reduction potential was E ox = 1.11 V vs. SCE in acetonitrile.
Herstellung eines Photopolymers mit N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumtri-(3-chlor-4- methylphenyl)-3-phenylpropylborat (Beispiel 38 in Tabelle 2): Preparation of a photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium tri-(3-chloro-4-methylphenyl)-3-phenylpropylborate (Example 38 in Table 2):
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Photopolymerfolien wurde ein Photopolymer mit N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumtri-(3-chlor-4-methylphenyl)-3-phenylpropyl-borat als Coinitiator hergestellt. A photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium tri-(3-chloro-4-methylphenyl)-3-phenylpropyl borate as a coinitiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
Herstellung von Tetrabutylammoniumtri-(4-fluorphenyl)dodecylborat: Es wurde die Herstellungsvorschrift, publiziert in WO2018/087064, zur Herstellung des Tetrabuty- lammoniumtri-(4-fluorphenyl)dodecylborats verfolgt. Es wurden farblose Öl (8,9 g, 12% d. Theorie) mit einem Signal im 11B-NMR-Spektrum bei δ (ppm) (CDCl3) = -10,4 ppm erhalten. Das berechnete Reduktionspotential betrug Eox = 1,13 V vs. SCE in Acetonitril. Preparation of Tetrabutylammonium tri-(4-fluorophenyl)dodecylborate: The manufacturing instructions published in WO2018/087064 for the manufacture of tetrabutylammonium tri-(4-fluorophenyl)dodecylborate were followed. Colorless oil (8.9 g, 12% of theory) with a signal in the 11 B-NMR spectrum at δ (ppm) (CDCl 3 )=−10.4 ppm was obtained. The calculated reduction potential was E ox = 1.13 V vs. SCE in acetonitrile.
Herstellung eines Photopolymers mit Tetrabutylammoniumtri-(4-fluorphenyl)dodecylborat (Bei- spiel 41 in Tabelle 2): Preparation of a photopolymer with tetrabutylammonium tri-(4-fluorophenyl)dodecylborate (Example 41 in Table 2):
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Photopolymerfolien wurde ein Photopolymer mit Tetrabutylammoniumtri-(4-fluorphenyl)dodecylborat als Coinitiator hergestellt. A photopolymer with tetrabutylammonium tri-(4-fluorophenyl)dodecylborate as coinitiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
Herstellung von N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumtri-(3-chlor-4-methyl-phenyl)hexyl- borat: Preparation of N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium tri-(3-chloro-4-methyl-phenyl)hexyl borate:
Es wurde die Herstellungsvorschrift, publiziert in WO 2018/099698, verfolgt. Das berechnete Re- duktionspotential betrug Eox = 1,15 V vs. SCE in Acetonitril. The manufacturing instructions published in WO 2018/099698 were followed. The calculated reduction potential was E ox = 1.15 V vs. SCE in acetonitrile.
Herstellung eines Photopolymers mit N-Benzyl-N, N-dimethyl hexadecylammoniumtri -(3-chlor -4- methylphenyl)hexylborat (Beispiel 48 in Tabelle 2): Preparation of a photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium tri-(3-chloro-4-methylphenyl)hexylborate (Example 48 in Table 2):
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Photopolymerfolien wurde ein Photopolymer mit N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumtri-(3-chlor-4-methylphenyl)-hexylborat als Coinitia- tor hergestellt. A photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium tri-(3-chloro-4-methylphenyl)hexylborate as co-initiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
Herstellung von N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumtri-(3-chlor-4-methyl-phenyl)butyl- borat: Preparation of N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium tri-(3-chloro-4-methyl-phenyl)butyl borate:
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Tetrabutylammoniumtriarylalkylborate mit R101=R102=R103 wurde 3-Chlor-4-methylbrombenzol mit Diisopropylbutylborat umgesetzt. Anschlie- ßend wurde gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Triarylalkylborate mit Kationen der Wertigkeit n=l das erhaltene Tetrabutylammoniumtriarylbutylborat mit N-Benzyl-N,N-dimethylhe- xadecylammoniumchloridhydrat umgesetzt. Es wurde ein farbloses Öl (2,4 g, 24% d. Theorie über zwei Stufen) mit einem Signal im 11B-NMR-Spektrum bei δ (ppm) (CDCl3) = -10.6 ppm erhalten. Das berechnete Reduktionspotential betrug Eox = 1,15 V vs. SCE in Acetonitril. 3-Chloro-4-methylbromobenzene was reacted with diisopropylbutyl borate according to the general preparation instructions for tetrabutylammonium triarylalkyl borates with R 101 ═R 102 ═R 103 . The tetrabutylammonium triarylbutylborate obtained was then reacted with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium chloride hydrate in accordance with the general preparation instructions for triarylalkyl borates with cations of valence n=1. A colorless oil (2.4 g, 24% of theory over two stages) with a signal in the 11 B NMR spectrum at δ (ppm) (CDCl 3 )=−10.6 ppm was obtained. The calculated reduction potential was E ox = 1.15 V vs. SCE in acetonitrile.
Herstellung eines Photopolymers mit N-Benzyl-N, N-dimethyl hexadecylammoniumtri -(3-chlor -4- methylphenyl)butylborat (Beispiel 49 in Tabelle 2): Preparation of a photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium tri-(3-chloro-4-methylphenyl)butylborate (Example 49 in Table 2):
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Photopolymerfolien wurde ein Photopolymer mit N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumtri-(3-chlor-4-methylphenyl)-butylborat als Coinitia- tor hergestellt. A photopolymer containing N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium tri-(3-chloro-4-methylphenyl)butylborate as co-initiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
Herstellung von Tetrabutylammoniumtri-(4-chlorphenyl)hexylborat: Gemäß der allgemeinen Herste llungsvorschrift für Tetrabutylammoniumtriarylalkylborate mit R101=R102=R103 wurde 4-Chlorbrombenzol mit Diisopropylhexylborat umgesetzt. Es wurden farblose Kristalle (56 g, 50% d. Theorie) mit einem Signal im 11B-NMR-Spektrum bei δ (ppm) (CDCl3) = -9.9 ppm erhalten. Das berechnete Reduktionspotential betrug Eox = 1,17 V vs. SCE in Acetonitril.Preparation of Tetrabutylammonium tri-(4-chlorophenyl)hexylborate: 4-Chlorobromobenzene was reacted with diisopropylhexyl borate according to the general preparation instructions for tetrabutylammonium triarylalkyl borates with R 101 ═R 102 ═R 103 . Colorless crystals (56 g, 50% of theory) with a signal in the 11 B-NMR spectrum at δ (ppm) (CDCl 3 )=−9.9 ppm were obtained. The calculated reduction potential was E ox = 1.17 V vs. SCE in acetonitrile.
Herstellung eines Photopolymers mit Tetrabutylammoniumtri-(4-chlorphenyl)hexylborat (Beispiel 56 in Tabelle 2): Preparation of a photopolymer with tetrabutylammonium tri-(4-chlorophenyl)hexyl borate (Example 56 in Table 2):
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Photopolymerfolien wurde ein Photopolymer mit Tetrabutylammoniumtri-(4-chlorphenyl)hexylborat als Coinitiator hergestellt. A photopolymer with tetrabutylammonium tri-(4-chlorophenyl)hexylborate as a coinitiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
Herstellung von N,N-Dimethyl-N-(3-phenylpropyl)hexadecyl-ammoniumtriphenylbutylborat:Preparation of N,N-dimethyl-N-(3-phenylpropyl)hexadecyl-ammonium triphenylbutylborate:
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Triarylalkylborate mit Kationen der Wertigkeit n=l wurde Tetrabutylammoniumtriphenylbutylborat (Karenz P3B) mit N-Benzyl-N,N-dimethylhexa- decylammonium-chloridhydrat zu N,N-Dimethyl-N-(3-phenylpropyl)-hexadecyl-ammoniumtriphe- nylbutyl-borat umgesetzt. Es wurde ein farbloser amorpher Feststoff erhalten (54 g, >99% d. Theo- rie) mit einem Signal 11B-NMR-Spektrum bei δ (ppm) (CDCl3) = -10,3 ppm erhalten. Das berechnete Reduktionspotential betrug Eox = 1,00 V vs. SCE in Acetonitril.. Tetrabutylammonium triphenylbutylborate (Karenz P3B) was treated with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium chloride hydrate to form N,N-dimethyl-N-(3-phenylpropyl)-hexadecyl- ammonium triphenylbutyl borate implemented. A colorless amorphous solid was obtained (54 g, >99% of theory) with a signal 11 B-NMR spectrum at δ (ppm) (CDCl 3 ) = -10.3 ppm. The calculated reduction potential was E ox = 1.00 V vs. SCE in acetonitrile..
Herstellung eines Photopolymers mit N,N-Dimethyl-N-(3-phenylpropyl)-hexadecyl-ammonium- triphenylbutylborat (Beispiel NEB1 in Tabelle 2): Preparation of a photopolymer with N,N-dimethyl-N-(3-phenylpropyl)hexadecylammonium triphenylbutylborate (example NEB1 in Table 2):
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Photopolymerfolien wurde ein Photopolymer mit N,N-Dimethyl-N-(3-phenylpropyl)-hexadecylammoniumtriphenylbutylborat als Coinitiator herge- stellt. A photopolymer with N,N-dimethyl-N-(3-phenylpropyl)hexadecylammonium triphenylbutylborate as coinitiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films.
Herstellung von N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniurntri-(3-chlorphenyl)hexyl-borat: Preparation of N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium tri-(3-chlorophenyl)hexyl borate:
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Tetrabutylammoniumtriarylalkylborate mit R101=R102=R103 wurde 3 -Chlorbrombenzol mit Diisopropylhexylborat umgesetzt. Anschließend wurde die allgemeine Herstellungsvorschrift für Triarylalkylborate mit Kationen der Wertigkeit n=l verfolgt unter Einsatz von N-Benzyl-N,N-dimethyl hexadecyl-ammoniumch loridhydrat. Es wurde ein farbloses Öl (2,5 g, 50% d. Theorie über zwei Stufen) mit einem Signal im 11B-NMR-Spektrum bei δ (ppm) (CDCl3) = -10.1 ppm erhalten. Das berechnete Reduktionspotential betrug Eox = 1,32 V vs. SCE in Acetonitril. 3-Chlorobromobenzene was reacted with diisopropylhexyl borate in accordance with the general preparation instructions for tetrabutylammonium triarylalkyl borates with R 101 ═R 102 ═R 103 . The general instructions for preparing triaryl alkyl borates with cations of valence n=1 were then followed using N-benzyl-N,N-dimethylhexadecyl-ammonium chloride hydrate. A colorless oil (2.5 g, 50% of theory over two stages) with a signal in the 11 B NMR spectrum at δ (ppm) (CDCl 3 )=−10.1 ppm was obtained. The calculated reduction potential was E ox = 1.32 V vs. SCE in acetonitrile.
Herstellung eines Photopolymers mit N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumtri-(3-chlorphe- nyl)hexylborat (Beispiel NEB2 in Tabelle 2): Preparation of a photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium tri-(3-chlorophenyl)hexyl borate (example NEB2 in Table 2):
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Photopolymerfolien wurde ein Photopolymer mit N-Benzyl-N,N-dimethylhexadecylammoniumtri-(3-chlorphenyl)hexylborat als Coinitiator herge- stellt. Herstellung von N,N-Dimethyl-N-(3-phenylpropyl)-hexadecylammoniumtri-(4-trifluormethylphe- nyl)hexylborat: A photopolymer with N-benzyl-N,N-dimethylhexadecylammonium tri-(3-chlorophenyl)hexylborate as coinitiator was produced in accordance with the general production instructions for photopolymer films. Preparation of N,N-dimethyl-N-(3-phenylpropyl)hexadecylammonium tri-(4-trifluoromethylphenyl)hexyl borate:
Gemäß der allgemeinen Herste llungsvorschrift für Tetrabutylammoniumtriarylalkylborate mit R101=R102=R103 wurde 4-Brombenzoltrifluorid mit Diisopropylhexylborat umgesetzt. Anschließend wurde die allgemeine Herstellungsvorschrift für Triarylalkylborate mit Kationen der Wertigkeit n=l verfolgt unter Einsatz von Kation 1. Es wurde ein farbloses Öl (2,5 g, 22% d. Theorie über zwei Stufen) mit einem Signal im 11B-NMR-Spektrum bei δ (ppm) (CDCl3) = -10.0 ppm erhalten. Das berechnete Reduktionspotential betrug Eox = 1,45 V vs. SCE in Acetonitril. 4-Bromobenzene trifluoride was reacted with diisopropylhexyl borate according to the general preparation instructions for tetrabutylammonium triarylalkyl borates with R 101 ═R 102 ═R 103 . The general instructions for the preparation of triarylalkyl borates with cations of valence n=1 were then followed using cation 1. A colorless oil (2.5 g, 22% of theory over two stages) with a signal in the 11 B-NMR Spectrum obtained at δ (ppm) (CDCl 3 ) = -10.0 ppm. The calculated reduction potential was E ox = 1.45 V vs. SCE in acetonitrile.
Herstellung eines Photopolymers mit N,N-Dimethyl-N-(3-phenylpropyl)-hexadecyl-ammoniumtri- (4-trifluormethylphenyl)hexylborat (Beispiel NEB3 in Tabelle 2): Preparation of a photopolymer with N,N-dimethyl-N-(3-phenylpropyl)-hexadecyl-ammonium tri-(4-trifluoromethylphenyl)hexylborate (example NEB3 in Table 2):
Gemäß der allgemeinen Herstellungsvorschrift für Photopolymerfolien wurde ein Photopolymer mit N,N-Dimethyl-N-(3-phenylpropyl)-hexadecylammoniumtri-(4-trifluormethyl-phenyl)hexylborat als Coinitiator hergestellt. A photopolymer with N,N-dimethyl-N-(3-phenylpropyl)hexadecylammonium tri-(4-trifluoromethylphenyl)hexylborate as a coinitiator was prepared in accordance with the general manufacturing instructions for photopolymer films.
Beispiele examples
Das Oxidationspotential verschiedener erfindungsgemäßen und nicht erfindungsgemäßen Trialkyla- rylborate wurde anhand der oben genannten Methode zur Berechnung des Oxidationspotentials von Triarylalkylboraten mit dem Software-Paket GAMESS (G. MJ. Barca, C. Bertoni, L. Carrington, D. Datta, N. De Silva, J. E. Deustua, D. G. Fedorov, J. R. Gour, A. O. Gunina, E. Guidez, T. Harville, S. Irle, J. Ivanic, K. Kowalski, S. S. Leang, H. Li, W. L., J. J. Lutz, 1. Magoulas, J. Mato, V. Mironov, H. Nakata, B. Q. Pham, P. Piecuch, D. Poole, S. R. Pruitt, A. P. Rendell, L. B. Roskop, K. Rueden- berg, T. Sattasathuchana, M. W. Schmidt, J. Shen, L. Slipchenko, M. Sosonkina, V. Sundriyal, A. Tiwari, J. L. Galvez Vallejo, B. Westheimer, M. Wloch, P. Xu, F. Zahariev, M. S. Gordon; J. Chem. Phys. 152; 154102 (2020).) berechnet. Die Ergebnisse dieser Berechnungen sind in der folgenden Tabelle aufgelistet. Für die Berechnung des Oxidationspotentials ist das Kation des entsprechenden Trialkylarylborates unerheblich, sodass die unten aufgelisteten Werte für Salze der folgenden allge- meinen Struktur gelten: (24), wobei K+ oder K2+ für ein beliebiges Ammonium- oder Phosphoniumkation stehen. The oxidation potential of various trialkyl aryl borates according to the invention and not according to the invention was calculated using the above-mentioned method for calculating the oxidation potential of triaryl alkyl borates using the GAMESS software package (G. MJ. Barca, C. Bertoni, L. Carrington, D. Datta, N. De Silva, JE Deustua, DG Fedorov, JR Gour, AO Gunina, E Guidez, T Harville, S Irle, J Ivanic, K Kowalski, SS Leang, H Li, WL, JJ Lutz, I Magoulas, Mato J, Mironov V, Nakata H, Pham BQ, Piecuch P, Poole D, Pruitt SR, Rendell AP, Roskop LB, Ruedenberg K, Sattasathuchana T, Schmidt MW, Shen J, L Slipchenko, M. Sosonkina, V. Sundriyal, A. Tiwari, JL Galvez Vallejo, JL Westheimer, B. Wloch, M., P. Xu, F. Zahariev, MS Gordon J Chem Phys 152 154102 (2020) .) calculated. The results of these calculations are listed in the table below. For the calculation of the oxidation potential, the cation of the corresponding trialkylaryl borate is irrelevant, so the values listed below apply to salts of the following general structure: (24), where K + or K 2+ stand for any ammonium or phosphonium cation.
Tabelle 1. Nach Formel (1) berechnete Oxidationspotentiale verschiedener Triarylalkylborat-Anionen, wobei sich die angegebenen Reste auf die obige allgemeine Struktur der Formel (24) beziehen und das Oxidations- potential in V im Vergleich zur gesättigten Kalomelelektrode im Lösungsmittel Acetonitril angegeben wird. Table 1. Oxidation potentials of various triarylalkylborate anions calculated according to formula (1), where the given radicals refer to the above general structure of formula (24) and the oxidation potential is given in V compared to the saturated calomel electrode in the solvent acetonitrile.
Tabelle la.: Nach Formel (III) berechnete Oxidationspotentiale verschiedener Triarylalkylborat-Anionen, wobei sich die angegebenen Reste auf Formel (III) aus Anspruch 6 beziehen und das Oxidationspotential in [V] im Vergleich zur gesät- tigten Kalomelelektrode im Lösungsmittel Acetonitril angegeben wird. Table la .: According to formula (III) calculated oxidation potentials of various triaryl alkyl borate anions, where the specified radicals relate to formula (III) from claim 6 and the oxidation potential in [V] compared to the saturated calomel electrode in the solvent acetonitrile is given.
Bewertung der Thermostabilität der Photopolymerfolien mit erfindungsgemäßen Coinitiato- ren: Evaluation of the thermal stability of the photopolymer films with co-initiators according to the invention:
Die Anforderung an die hier erstellten Photopolymerfilme sind ein geringer Leistungsverlust derThe requirement for the photopolymer films created here is a low loss of performance
Photoaktivität nach einem Temperierungsschritt, d.h. dass sowohl die Transmission des Photopolymers nach dem Temperierungsschritt nicht kritisch zunehmen und die Beugungseffizienz nach der Hologrammbelichtung nicht kritisch abnehmen darf. Photoactivity after a tempering step, ie that both the transmission of the Photopolymers after the tempering step must not increase critically and the diffraction efficiency must not decrease critically after the hologram exposure.
Zunächst wurden jeweils pro Beispiel zwei Proben auf identisch Art vorbereitet. Die Vorbereitung beinhaltet zuerst die Entfernung der Kaschierfolie des Photopolymerschichtaufbaus und folglich die Lamination der resultierenden ungeschützten Seite des Photopolymers auf eine Glasscheibe, sodass jeweils ein Glas-Photopolymer-Substratfolienschichtaufbau vorliegt. Von einer dieser Proben, später als Raumtemperaturprobe (RT) bezeichnet, wurde direkt ohne Temperierung ein Transmissions- spektrum (T1,RT) aufgenommen. Die zweite Probe, später als Temperierungsprobe (Temp) bezeich- net, wurde jeweils für 10 min bei 110 °C in einem Trockenschrank temperiert. Nach dem Tempe- rierungsschritt wurde von der Probe ebenfalls ein Transmissionsspektrum (Tijemp) aufgenommen. Folglich wurde mit Hilfe eines Laseraufbaus, wie oben beschrieben, in die Photopolymerschicht bei- der Proben mit einem 850 nm Laser ein Testhologramm eingeschrieben. Die Qualität dieses Holo- gramms wurde anhand der aus der ausgelesenen Beugungseffizienz hergeleiteten Brechungsin- dexdifferenz zwischen belichteter und unbelichteter Flächen (Δn) in der Probe bewertet. Die Ther- mostabilität eines NIR-Licht sensitiven Photopolymers wurde anhand von zwei Kriterien bewertet, die zwingend erfüllt sein müssen. Die zwei Erfüllungskriterien sind folglich detailliert beschrieben: First, two samples were prepared identically for each example. The preparation involves first removing the liner of the photopolymer laminate and consequently laminating the resulting unprotected side of the photopolymer to a sheet of glass such that there is a glass-photopolymer substrate-lamina respectively. A transmission spectrum (T 1,RT ) was recorded directly from one of these samples, later referred to as the room temperature sample (RT), without temperature control. The second sample, later referred to as the tempering sample (Temp), was tempered in a drying cabinet at 110 °C for 10 min. After the tempering step, a transmission spectrum (Tijemp) was also recorded from the sample. Consequently, a test hologram was written into the photopolymer layer of both samples with an 850 nm laser using a laser setup as described above. The quality of this hologram was evaluated using the difference in refractive index between exposed and unexposed areas (Δn) in the sample, which was derived from the diffraction efficiency read out. The thermal stability of a NIR light-sensitive photopolymer was evaluated based on two criteria that must be met. The two fulfillment criteria are therefore described in detail:
1. Thermostabilität bewertet nach Transmissionsverlust TS(T): Das Verhältnis aus der Trans- mission am Absorptionsmaximums des eingesetzten Farbstoffs (hier 830 nm) nach dem Temperierungsschritt der Temp-Probe Tl,Temp,830 zur Transmission der RT-Probe bei der glei- chen Wellenlänge Tl,RT,830 muss größer sein als 50%. Dabei müssen die Transmissionswerte um die durch Trübung o.ä. verursachte Hintergrundabsorption (hier wird als Referenzwert die Transmission bei 1000 nm genutzt) korrigiert werden (T2, Temp, 1000): 1. Thermostability evaluated according to transmission loss TS(T): The ratio of the transmission at the absorption maximum of the dye used (here 830 nm) after the tempering step of the temp sample T l,Temp,830 to the transmission of the RT sample at the same - chen wavelength T l,RT,830 must be greater than 50%. The transmission values must be corrected for the background absorption caused by turbidity or similar (here the transmission at 1000 nm is used as a reference value) (T 2, Temp, 1000 ):
2. Thermostabilität bewertet nach Δn: TS(Δn): Die Brechungsindexdifferenz Δn der Temp- Probe muss größer sein als 0,015: 2. Thermostability evaluated according to Δn: TS(Δn): The refractive index difference Δn of the Temp sample must be greater than 0.015:
TS (Δn) = ΔnTemp > 0, 0150 (22)TS(Δn) = Δn Temp > 0.0150 (22)
Folgende Transmissions- und Δn-Werte einiger erfindungsgemäßen und nicht erfindungsgemäßen Beispiele wurden ermittelt: The following transmission and Δn values of some examples according to the invention and not according to the invention were determined:
Tabelle 2. Gemessene Transmissions- und Δn-Werte der erfindungsgemäßen und nicht erfindungs- gemäßen Beispiele, sowie die daraus berechneten Bewertungen. Tl,RT,830 : Transmission der RT- Probe bei 830 nm; Tl,Temp,830- Transmission der Temp-Probe bei 830 nm, T2, Temp, 1000- Hintergrund- transmission bestimmt bei 1000 nm; TS(T): Bewertung der Thermostabilität nach Transmissionsver- lust; TS(Δn): Bewertung der Thermostabilität nach Δn. Table 2. Measured transmission and Δn values of the inventive and non-inventive examples, and the ratings calculated therefrom. Tl ,RT,830 : transmission of the RT sample at 830 nm; T 1,Temp,830 - transmission of the Temp sample at 830 nm, T 2,Temp, 1000 - background transmission determined at 1000 nm; TS(T): evaluation of thermal stability after transmission loss; TS(Δn): Evaluation of thermal stability according to Δn.
* vs. SCE in Acetonitril; berechnet; bezogen auf das eingesetzte Triarylalkylborat. * vs. SCE in acetonitrile; calculated; based on the triaryl alkyl borate used.
Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass die geforderte Thermostabilität eines Photopolymers mit den erfindungsgemäßen Triarylalkylboratsalzen erreicht werden. Ein Photopolymer kann daher nur dann als hinreichend thermostabil angenommen werden, wenn das errechnete Oxidationspotentials des verwendeten Boratsalzes größer als 1,00 V und kleiner als 1,32 V vs. SCE in Acetonitril ist. DerThe results clearly show that the required thermal stability of a photopolymer can be achieved with the triarylalkyl borate salts according to the invention. A photopolymer can therefore only be assumed to be sufficiently thermally stable if the calculated oxidation potential of the borate salt used is greater than 1.00 V and less than 1.32 V vs. SCE in acetonitrile. The
Einsatz aller in der Tabelle 1 aufgelisteten Borate als Coinitiatoren in Photopolymeren führt daher zu thermostabilen Photopolymeren entsprechend der Zielsetzung dieser Erfindung. Auffallend ist weiterhin, dass die Thermostabilität des Photopolymers nicht vom eingesetzten Gegenkation des Bo- ratsalzes abhängt, wie ein Vergleich der Beispiele 3a bis 3d zeigt. Auch eine Variation des Alkylrest des Triarylalkylboratsalzes ist möglich ohne Verlust der Thermostabilität des Photopolymers, wie die Beispiele 11, 38, 48 und 49 verdeutlichen. The use of all the borates listed in Table 1 as coinitiators in photopolymers therefore leads to heat-stable photopolymers in accordance with the objectives of this invention. It is also striking that the thermal stability of the photopolymer does not depend on the counter cation of the borate salt used, as a comparison of Examples 3a to 3d shows. A variation of the alkyl radical of the triarylalkyl borate salt is also possible without loss of the thermal stability of the photopolymer, as Examples 11, 38, 48 and 49 illustrate.
Die nicht erfindungsgemäßen Beispiele NEB1, NEB2 und NEB3 versagen in mindestens einer ge- forderten Eigenschaft und sind somit ungeeignet zur Bereitstellung einer Photopolymerzusammen- setzung mit den benötigten Eigenschaften. The non-inventive examples NEB1, NEB2 and NEB3 fail in at least one required property and are therefore unsuitable for providing a photopolymer composition with the required properties.
Claims
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