Фотополимеризующаяся композиция

 

Союз Соаетскик

Социалистических

Республик

ОПИ АНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 230877(21) 2522621/23-04 (51)М с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

С 03 С 1/68

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 0505.80.бюллетень № 17

Дата опубликования описания 050580 (53) УДК 771.5 (088. 8) В.Т.Гвоэдовский, С.И.Передереева, В.М.Козенков, П.П.Кисилица, Г.Л.Михайлова, Л.В.Бетанелли, С.С.1 удзера, Ю.Л.Спирин и В.В.Магдинец (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ФОТОПОЛИМЕРИЗУ10ЩАЯСЯ КОМПОЗИЦИЯ

Фотоп олимериэуюшая с я композици я на основе олигоуретанкрилата используется при изготовлении рельефных печатных форм для высокого и типоофсетного способов печати. Это применение основано на потере растворимости системы в облученных местах 25 в результате образования твердой пленки сшитых макромолекул, Образование тяерпой полимерной пленки в облученных местах сопровождается повышением плотности вещества, и, Зт) Изобретение относится к области светочувствительных регистрирующих сред, а именно к фотополимеризующимся композициям для голографии, которые могут быть использованы для создания элементов голограммной оптики, в системах голографического микрофильмирования, постоянной памяти, оптической обработки информации интерферометрии.

Известна фотополимеризующаяся композиция, включающая фотополимеризационноспособное соединение олигоуретанакрилат ОуА-2000Т, полиэфиракрилат ТГМ вЂ” 3 в соотношении 10:3, 15

6 вес.% метакриловой кислоты и фотоинициатор. следовательно, увеличением показателя преломления. Этот эффект может быть использован для формирvвания объемных фазовых голограмм в таких системах, минуя стадию проявления в органическом растворителе (1) .

Недостатком известной композиции для получения объемных голограмм является то, что при достаточно высокой дифракционной эффективности и при удовлетворительной светочувствительности она малопригодна, так как чувствительна в УФ-области спектра, а стабильные источники когерентного излучения в даннОй области спектра отсутствуют.

Цель изобретения — создание фотополимеризующейся композиции для голографии с повышенной светочувствительностью в видимой области спектра и дифракционной эффективностью голографической записи.

Поставленная цель достигается тем, что фотополимеризующаяся композиция, включающая фотополимернэационноспособное соединение и фотоннициатор, в качестве фотополимеризационноспософного соединения содержит d.,uo -метакрил732785

-бис- (пропиленгликоль) 2,4-толуилендиуретан общей формулы

Р0 С 0

t, и

ll

СН = С -С -О - СН - СИ - 0 - C -- NH t R.

2 2 12 где R — остаток 2, 4-толуилендиизо- 5 цианата;

R — Н в случае nl ия -акрил-бис1 — (пропилеи гли кол ь ) 2, 4-т олуилендиуретана (АПГТ) или СН в случае d,со -метакрил-бис- 1(1 — (пропилен гли коль ) 2, 4- толуилендиуретана (МПГТ) при следующем соотношении компонентов, нес.Ъ: оз -Метакрил-бис/

15 †(пропиленгликоль)2,4-толуилендиуретан 80- 96

Фотоинициатор 4 — 20

Низкомолекуляриые .злигоуретанакрилаты представляют собой продукты взаимодействия 2, 4-тогу> лендиизсцианата с монометакрилогым или моноакриловым эфирами г роп%ленгликоля.

Динамическая вязкость АПГТ и МПГТ состанляет соответcTEепнс 125 П и 115 П при 25 С. 25

В качестве инициаторо отополимеризации низкомолеку:ярпых олигоуретанакрилатон используют дикетоны, поглощающие в видимой области сгектра

-400 нм и обладактче достаточной ЗО совместимостью (растворимостью) с олигоуретанакрилатом, например диацетил и камфорхинон . Весьма эффективны в качестве фо. .оинициаторов комбинации vt -дикетонов с сенсибилизаторами, например камфорхинон с триэтаноламином, камфорхинон дурамином О.

Фотополимеризующаяся композиция помещается между двумя силикатными ,стеклами с прокладкой из лансана 4О или тефлона, обеспечивающей требуемую толщину светочуаствительногo слоя. Толщина светочувствительного слоя варьируется от 50 до 180 мкм.

Прочность и герметичность таких 45 збразцов обеспечивается облучением края полученного триплекса в течение 2-10 мин, в зависимости от толщины слоя, полным спектром излучения ртутной лампы СВД-120А, 50

Запись голографической интерференционной картины осуществляется по обычной симметричной двчхлучевой схеме. В качестве источника и лучения используется Не-Cd лазер ЛГ-31 (-441,6 нм), Соотношение интенсйнности пучков 1:l Измерение дифракционной эффективности проводят на длине нолны Л -632,8 нм.

Дифракционная эффективность опрецеляется как отношение интенсивности 60 пучка, дифрагированного в первый порядок, к интенсивности пучка, падающего на голограмму.

Пример 1. 9,4 г низкомалекулярного олигоуретанакрилата сс,ы—

-акрил-бис- (пропиленгликоль) 2,4-тс илендиуретана тщательно перемешивают с 0,6 г диацетила в течение

12 ч с помощью механической мешалки для обеспечения однородности среды и, следовательно, воспроизводимости результатон записи от образца к образцу. На стеклянную пластину из силикатного стекла толщиной 2 мм размером

50х50 мм накладынают лавсановую или тефлоновую пленку толщиной 100 мкм с отверстием в виде круга диаметром

40 мм. На поверхность пластинки в центре круга наносят дозированное количество композиции 0,2 мл, вторая такая же стеклянная пластинка прижимает каплю и распределяет ее в виде слоя по поверхности круга; полученный триплекс зажимают струбцинами так, чтобы композиция не вытекала, а заполнила точно объем цилиндра, высота которого равна толщине прокладки, а диаметр основания равен диаметру круга. Поверхность об1азца закрывают черной бумагой так, чтобы открытыми оставались края светочувствительного слоя шириной 1 мм. После облучения закрытого таким образом триплекса полным спектром излучения ртутной лампы

СВД-120А и течение 5 мин струбцины снимают. Полученный образец представляет собой герметичную плоскую кювету, которая может храниться н любом .положении, Чувствительность образца к лазерному излучению с А 441 6 нм состав2

I ляет 1,2 Дж/см, дифоакционная эффективность — 52t.

Пример 2,, 8,5 г низкомолекулярного олигомераЫ,ur -акрил-бисвЂ(пропиленгликоль)2,4-толуилендиуретана смешивают таким же образом, как в примере 1, с 1,5 г диацетила.

Толщина слоя 100 мкм. Чувствительность фотополимеризующегося слоя составляет 1,2 Дж/см, дифракционная эффективность - 23%.

Пример 3. То же, что в примере 2, но толщина прокладки. равна

50 мкм. Чувстнительность образца составляет i 4 Дж/см, дифракционная эффективность — 431.

Пример 4. 8 r низкомолекулярпого олигомера N,цз-акрил-бис-(пропи ленгликоль)2,4-толуилендиуретана смеШивают с 1 г камфорхинона и с 1 г триэтаноламина. Толщина слоя 100 мкм.

Чувстнительность фотополимеризующего слоя составляет 12 Дж/см, дифракционная эффективность — 34%.

Пример 5. 8,4 г низкомолекулярного олигомера с,u) -метакрил-бис-(пропиленгликоль)2,4-толуилендиуретана смешивают с 0,6 г камфорхинона и с 1 г метакрилоной кислоты, н которой растворен аурамин 0 в количестве 0,02 г. Толщина слоя 90 мкм.

Чувствительность фотополимеризующе732785.Т а б л и ц а

Состав композ

Известная

ОУА-2000Т

ТГМ вЂ” 3

100

40

100

Метакриловая кислота

Метиловый эфир бензоила

100

ОУА — 2000Т

ТГМ-3

10

100

Метакриловая кислота

Диацетил

100 1,2

Диацетил

100 1,2

Диацетил соса слоя составляет 10 Дж/см», ди. фракционная эффективность — 413,.

Пример 6. 9,6 г низкомолекулярнога олигоуретанакрилата с,ц —

-метакрил-бис-(пропиленгликоль)2,4-толуилендиуретана смешивают с 3,4 r диацетила. Толщина слоя 100 мкм.

Чувствительность фотополимеризующегося слоя составляет 3,0. Дж/см, дифракционная эффективность - 45%.

Пример 7. 9,4 r ниэкомолекулярного олигоуретанакрилата et ur—

-метакрил-бис- (пропиленгликоль) 2, 4-толуилендиуретана смешивают с 0,6 диацетила ° Толщина слоя 100 мкм.

Чувствительность 3,6 Дж/см, дифракционная эффективность — 44%. 15

Пример 8. 9 r низкомолекулярного олигомера д,ur -метакрил-бисвЂ(пропиленгликоль)2,4-толуилендиуретана смешивают с 1 г диацетила.

Чувствительность слоя толщиной 20

100 мкм составляет 2 Рж/см, дифракционная эффективност. > — 47%.

Предлагаемая:

-Акрил-бис(пропиленгликоль)2,4-толуилендиуретан

Ф ю

-Акрил-бис— (пропиленгликоль) 2,4-толуилендиуретан

Пример 9. 8,5 г низкомоле кулярного олигомера d,и -метакрил-бис-(пропиленгликоль)2,4-толуилендиуретана смешивают с 1,5 г диацетила. Чувствительность слоя толщиной

100 мкм составляет 4,0 Дж/см, дие фракционная эффективность — 64%.

Пример 10. То же, что в примере 9, с той лишь разницей, что толщина слоя 180 мкм. Чувствительность такого слоя составляет

5,5 Дж/см, дифракционная эффективФ ность — 55Ъ.

Пример 11. 8 r низкомолекулярного олигомера 4,<> -метакрил-бисвЂ(пропиленгликоль)2,4-толуиленди уретана смешивают с 2,0 r диацетила

При толщине слоя 100 мкм чувствительность составляет ?,2 Дж/см, дифракционная эффективность — 54%.

Голографические и сенсиометрические характеристики фотополимер зующейся композиции приведены в таблице.

732785

85 15

1,4

Диацетил

34

100

4l

90

Камфорхинон

96

l00

Диацетил

100 3,6

Диацетил

100

47

Диацетил

64

100 4,0

15

66

200 4,4

Диацетил

100 2,2

Диацетил

-Акрил-бисвЂ(пропиленгликоль) 2,4-толуилендиуретан

-Акрил-бис-(пропиленгликоль) 2,4-толуилендиуретан

Камфорхин он

Триэтаноламин

-Метакрил-бис-(пропиленгликоль)—

-2,4-толуилендиуретан

2%-ный раствор ауралина в метакриловой кислоте с,Ю -Метакрил-бис- (пропиленгликоль)—

-2,4-толуилендиуретан

-Метакрил-бис- (пропиленгликоль)—

-2,4-толуилендиуретан

-Метакрил-бис-(пропиленгликоль) °

-2,4-толуилендиуретан

-Метакрил-бис-(пропиленгликоль)—

-2,4-толуилендиуретан

Диацетил

Ю,Ш-Метакрил-бис— (пропиленгликоль)—

-2,4-толуолендиуретан

-Метакрил-бис- {пропиленгликоль)-2,4 толуилендиуретан

Продолпение таблицы

732785

10 и, > -Метакрил-бис— (пропиленгликоль) 2,4. — толу ил енди урет ан

Фотоинициатор

Формула изобретения

80-96

4-20

Составитель A.Èàðòûíåíêo

Техред Ж.Кастелевич

Корректор В.Бутяга

Редактор И.Михеева

Тираж 5 26

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5,Заказ 1551/9

Подписное

Филиал IIIIII Патент, г. Ужгород ул. Проектная, 4

Как видно из приведенных данных голографические и сенситометрические параметры чувствительной в видимой области спектра предлагаемой фотополнмеризующейся композиции значительно превышают те же величины известной композиции на основе олигоуретанакри5 лата ОУА-2000Т, Более высокая величина дифракционной эффективности голограмм, записанных на предлагаемых фотополимериэующихся композициях, повышает КПЛ использования светового потока прн считывании голограмм, а большая светочувствительность композиции уменьшает энергетические затраты на формирование голографического изобракения. Это позволяет использовать на стадиях записи и считывания голограмм менее мощные источники лазерного излучения.

Фотополимериэующаяся композиция для голографии, включающая фотополимеризационноспособное соединение и фотоинициатор, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения светочувствительности в видимой области спектра и дифракционной эффективности голографической эапис1 в качестве фотополимеризационноспо- . собного соединения она содержит

Ф,ю -MeTaapsn-бнс-(пропиленгликоль)-2,4-толуилендиуретан общей формулы где R — остаток 2, 4-толуилендииэоцианата;

В(-Н, СНВ, прн следующем соотношении компонентов, вес.%:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гаева Г.Л. Сб. Способы записи информации на бессеребряных . носителях, Киев, вып.6, 10, 1975 (прототип).