專利名稱：用于全息攝影的光聚合物薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及折射率成像(全息攝影)，更確切地說，涉及一種光聚合物薄膜，該薄膜對用來記錄影像的輻射線有良好的響應(yīng)性能。
能夠記錄相位全息圖，尤其是反射全息圖的一些材料，因其各種各樣的應(yīng)用而在最近得到了重視，這些應(yīng)用如圖表技術(shù)，光學(xué)偶合裝置，平視顯示裝置，陷波濾波器，等等。由于其高的折射率調(diào)制值(即高的衍射效率)和寬的帶寬響應(yīng)，重鉻酸化的明膠一直是制備全息圖所選擇的材料。然而，重鉻酸化的明膠具有較短的貯存壽命，以及在該材料被成像而含有全息圖后，需要用濕法加工。由于重鉻酸化的明膠較差的貯存壽命，它須在成像前的短時間內(nèi)制備，或使用預(yù)堅(jiān)膜的明膠，但這又會降低影像效率。
光聚合物薄膜已被建議用作重鉻酸化的明膠的替代物，例如，Haugh的美國專利3，658，526公開了由可光聚合的薄膜通過對相干光源曝光而制備穩(wěn)定的，具有高解像力的全息圖。然而，Haugh公開的材料僅提供了對可見光輻射有限的影像響應(yīng)，并且其應(yīng)用僅限于透過全息圖，即只有通過使光線透過該材料才能看到全息圖。這種材料具有很小或根本沒有反射效率，因此，在需要利用反射全息圖的一些重要用途上，它不適用。
可以用來用記錄透過和反射全息圖的優(yōu)良的光聚合物薄膜，最近在已出版的歐洲專利局專利申請89100495.4和89100498.8中已有公開。這些光聚合物薄膜可用通常的方式通過對相干光源曝光而成像，隨后用加熱或光泛射的方法使全息影像定影。用前述專利申請公開的各種技術(shù)可提高成像薄膜的效率。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，特定的光聚合物薄膜的膜速度，可以通過向該膜組合物中加入丙烯酸酐而增大。這里應(yīng)用的“膜速度”這個術(shù)語的意思是指，在熱加工后，能夠得到記錄全息圖的反射效率大于90%所需要的能量。較高的膜速度不僅可以使生產(chǎn)速度提高，而且還能減少影像加工中，由于儀器的振動而產(chǎn)生帶有缺陷的全息圖的趨勢。因此，本發(fā)明提供了一種用于折射率成像的光聚合物薄膜，它的基本組成如下(a)大約25%到90%的聚乙酸乙烯酯粘合劑;
(b)具有能夠有效地提高膜速度需要量的丙烯酸酐;
(c)大約5%到60%的烯基不飽和單體;
(d)大約0到25%的增塑劑;和(e)大約0.1%到10%的光引發(fā)劑;
其中所述的百分比是以膜的總重量而計(jì)算的重量百分比。
光聚合物薄膜通常是固態(tài)的，透明的，同時還需要有足夠的柔軟性，以便它能夠緊密地與表面相接觸(例如，風(fēng)擋玻璃，頭盔上的觀望器或玻璃層)，而這些表面最終要被粘上一層這種光聚合物薄膜。該膜的組份包括，聚乙酸乙烯酯粘合劑，烯基不飽和單體，丙烯酸酐，任意的增塑劑和其它通常用于光聚合物薄膜物體系中的組份，以及光引發(fā)體系。在如下所描述的對相干光曝光之后，單體聚合形成較高分子量的聚合物，與膜的未曝光區(qū)域相比，曝光部分具有不同的折射率和流變學(xué)特性。雖然膜通常是固態(tài)的，但在對相干光源曝光之前，之中，之后其組分都可擴(kuò)散轉(zhuǎn)移，直到最后用均一地對光化輻射曝光或用升高溫度進(jìn)行熱處理的方法來使其定影為止。這種膜通常代表性的具有大約1-100微米的厚度。較薄的膜一般不能獲得有用的反射效率。
這種薄膜反射的輻射線(例如光)具有一個光譜的和角度的帶寬，這種帶寬是由該膜的厚度和折射率調(diào)制值決定的。因此，膜的厚度必須與實(shí)際應(yīng)用以及光學(xué)體系的光學(xué)要求相匹配，光學(xué)要求就是在實(shí)際應(yīng)用中(“顯示源”)用來照射全息圖的光的帶寬。一般地，相對較厚的薄膜將被選用在窄帶寬的應(yīng)用場合，相對較薄的薄膜將被選用在寬帶寬的應(yīng)用場合。聚乙酸乙烯酯粘合劑可以是均聚物，或含有共聚單體，例如乙基乙烯醚，它可調(diào)變薄膜的化學(xué)及機(jī)械性能，例如溶解性，混溶性，粘附性，柔軟性，或堅(jiān)硬性。
從結(jié)果來看，丙烯酸酐在一些組合物中可用來增加膜速度，但其原因還不得了解。采用丙酸酐或不飽和酸酐如甲基丙烯酸酐和肉桂酸酐還沒有取得過相似的結(jié)果。同樣，當(dāng)用聚乙烯醇縮丁醛作為粘合劑而向組合物中加入丙烯酸酐時，也沒有觀察到膜速度有任何改善。
這種薄膜含有至少一種烯基不飽和單體。此單體能夠進(jìn)行自由基引發(fā)的加成聚合反應(yīng)，具有高于100℃的沸點(diǎn)，能夠與涂覆溶劑以及選擇的粘合劑混溶。該單體通常將在末端位置上含有不飽和基團(tuán)。一般是選擇液態(tài)單體，但固態(tài)單體也可被選擇以增加其優(yōu)越性，通常是與一種或多種液態(tài)單體結(jié)合使用，只要固態(tài)單體在通常的固體膜組合物中能夠擴(kuò)散轉(zhuǎn)移。
用于本發(fā)明的組合物的一類優(yōu)選的單體是液態(tài)的，能夠進(jìn)行加成聚合反應(yīng)的且具有高于100℃的沸點(diǎn)的烯基不飽和化合物，它含有選自組成下列基團(tuán)的一個或多個部分取代的或未取代的苯基，二苯基，苯氧基，萘基，萘氧基，含有至多3個芳香環(huán)的雜環(huán)芳香基團(tuán);氯;和溴。這種單體可以含有至少一個這種部分，并可含有二個或多個相同的或不同的這種基團(tuán)部分。只要該單體能夠保持液態(tài)。可以存在下述取代基團(tuán)，如低級烷基，烷氧基，苯基，苯氧基，羧基，羰基，氰基，氯，溴，或它們的結(jié)合，只要單體能夠保持液態(tài)并且在可光聚合的層中可擴(kuò)散。代表性的液態(tài)單體包括丙烯酸-2-苯氧基乙酯，甲基丙烯酸-2-苯氧乙酯，苯酚乙氧基化合物單丙烯酸酯，丙烯酸-2-(對氯苯氧基)乙酯，丙烯酸對氯苯酯，丙烯酸苯酯，丙烯酸2-苯基乙酯，丙烯酸-2-(1-萘氧基)乙酯，甲基丙烯酸鄰二苯酯，丙烯酸鄰二苯酯、及其混合物。
雖然在本發(fā)明中使用的大多數(shù)單體是液態(tài)的，但它們可以與一種或多種烯基不飽和固態(tài)單體一起混合使用，例如在H.Kamogawa等著的Journal of Polymer SciencePolymer Chemistry Edition，第18卷(1979)，9-18頁中公開的烯基不飽和咔唑單體;丙烯酸-2-萘酯，丙烯酸五氯苯酯，丙烯酸-2-，4，6-三溴苯酯;丙烯酸-2-(2-萘氧基)乙酯;N-苯基馬來酰亞胺，甲基丙烯酸對二苯酯，2-乙烯基萘，甲基丙烯酸-2-萘酯，N-苯基甲基丙烯酰胺，甲基丙烯酸叔丁苯酯。
含有接到咔唑部分的氮原子上的乙烯基的烯基不飽和咔唑單體一般為固體。這類合適的單體包括，N-乙烯基咔唑和3，6-二溴-9-乙烯基咔唑。特別優(yōu)選的烯基不飽和單體的混合物含有N-乙烯基咔唑與一種或多種上述液態(tài)單體的結(jié)合，特別是與丙烯酸-2-苯氧乙酯，苯酚乙氧基化物單丙烯酸酯，乙氧基化的雙酚A的二丙烯酸酯，或其混合物。
如果希望光聚合物交聯(lián)，高至約5%的重量百分比的至少一種多官能團(tuán)單體可被結(jié)合到組合物中，這種多官能團(tuán)單體含有2個或多個終端烯基不飽和基團(tuán)。多官能團(tuán)的單體必須能與組合物的其它組份相混溶，且優(yōu)選的是液體的。適合的多官能團(tuán)單體包括雙酚A的二-(2-丙烯酰氧乙基)醚，乙氧基化的雙酚A的二丙烯酸酯，二丙烯酸三甘醇酯，三羥甲基丙烷的三丙酸酯，等等。本發(fā)明的組合物中使用的一種優(yōu)選的交聯(lián)是乙氧基化的雙酚A的二丙烯酸酯。
引發(fā)劑體系含有一種或多種化合物，它們在光化輻射激化時，可直接提供自由基。光化輻射的意思是指這樣一種輻射，它能夠產(chǎn)生引發(fā)單體材料聚合反應(yīng)所需要的自由基。它也可含有多種化合物，其中的一種化合物在被另一種化合物作用后能夠產(chǎn)生自由基，這另一種化合物也可稱作為敏化劑，它能被光化輻射激活。在實(shí)施本發(fā)明的過程中使用的光引發(fā)劑體系將典型地含有一種光引發(fā)劑和一種敏化劑，這種敏化劑可將光譜響應(yīng)擴(kuò)展到近紫外，可見光，和/或近紅外光譜區(qū)域。
優(yōu)選的引發(fā)劑體系是2，4，5-三苯基咪唑基雙聚體，和鏈轉(zhuǎn)移劑或氫授體，及其混合物，由可見光敏化劑敏化。優(yōu)選的2，4，5-三苯基咪唑基二聚體包括CDM-HABI，即2-(鄰-氯苯基)-4，5-雙(間-甲氧苯基)-咪唑二聚體;鄰-氯HABI，即1，1'-二咪唑，2，2'-雙(鄰-氯苯基)-4，4'5，5'-四苯基-;和TCTM-HABI，即1H-咪唑，2，5-雙(鄰-氯苯基)-4-[3，4-二甲氧苯基]-，二聚體，每種通常都與氫授體共用。
一組優(yōu)選的敏化劑包括在Baum和Henry的美國專利3，652，275中公開的雙(對-二烷基氨基苯亞甲基)酮，和Dueber的美國專利4，162，162中公開的亞芳基芳基酮。特別優(yōu)選的敏化劑包括下列一些DEAW，即環(huán)戊酮，2，5-雙[4-(二乙基氨基)苯基-亞甲基]-;和JAW，即環(huán)戊酮2，5-雙[(2，3，6，7-四氫-1H，5H-苯并[i，j]喹嗪-1-基)亞甲基]-。其它特別有用的敏化劑是環(huán)戊酮，2，5-雙[2-(1，3-二氫-1，3，3-三甲基-2H-吲哚-2-亞基)亞乙基]，CAS27713-85-5;和環(huán)戊酮，2，5-雙-(-2-乙基萘并[1，2-d]噻唑-2(1H)-亞基)亞乙基]，CAS27714-25-6。
適宜的氫授體包括2-巰基苯并惡唑，2-巰基苯并噻唑，4-甲基-4H-1，2，4-三唑-3-硫醇，等等。對于含有N-乙烯基咔唑單體的組合物特別優(yōu)選的其它適宜的氫授體化合物，是5-氯-2-巰基苯并噻唑，2-巰基苯并噻唑;1H-1，2，4-三唑-3-硫醇;6-乙氧基-2-巰基苯并噻唑;4-甲基-4H-1，2，4，-三唑-3硫醇;1-十二烷硫醇，及其混合物。
也可以存在其它的通常加入到光聚合物組合物中的組份，以便調(diào)整膜的物理性質(zhì)。這樣的組份包括增塑劑，熱穩(wěn)定劑，光學(xué)增白(亮)劑，紫外輻射穩(wěn)定劑，粘附調(diào)節(jié)劑，涂覆助劑，剝離劑。
可以存在一種增塑劑，用通常的方式來調(diào)節(jié)膜的粘附性能，柔軟性，堅(jiān)硬性，以及其它機(jī)械性能。待選的增塑劑包括三甘醇二辛酸酯，三甘醇-二(2-乙基己酸酯)，四甘醇二庚酸酯，癸二酸二乙酯，辛二酸二丁酯，其它的能產(chǎn)生相同結(jié)果的增塑劑對于本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員是很明顯的。如果增塑劑和固體單體的混合物可以采用，那將更好，只要增塑劑和單體的混合物保持液態(tài)即可。
通常要存在一種熱聚合反應(yīng)抑制劑，以便改善組合物的存貯穩(wěn)定性，使用的熱穩(wěn)定劑包括氫醌，苯醌，對-甲氧基苯酚，烷基和芳基取代的氫醌和醌，叔丁基兒茶酚，焦培酚，β-萘酚，2，6-二叔丁基-對-甲苯酚，吩噻嗪和氯醌。因?yàn)閱误w中通常由其制造者加入了熱聚合反應(yīng)抑制劑，所以沒有必要再加額外的抑制劑。
非離子型表面活性劑可以作為涂覆助劑而被加入到可光聚合的組合物中。優(yōu)選的涂覆助劑是氟代的非離子型表面活性劑，如下Fluorad FC-430和Fluord FC-431。
有用的光學(xué)增白(亮)劑包括那些在Held的美國專利3，854，950中公開的。一種代表性的光學(xué)增白(亮)劑是7-(4'-氯-6'-二乙基氨基-1'，3'，5'-三嗪-4'-基)氨基 3-苯基香豆素。在本發(fā)明中使用的紫外輻射吸收材料也在Held的美國專利3，854，950中公開。
光聚合物組合物中各組份的比例一般地將落在下列的百分比范圍之內(nèi)，百分?jǐn)?shù)依據(jù)整個組合物的重量計(jì)算聚乙酸乙烯酯粘合劑，25%到90%，優(yōu)選的是45%到75%;丙烯酸酐，0.5%到5%，優(yōu)選的是2%到4%;單體，5%到60%，優(yōu)選的是15%到50%;增塑劑0到25%，優(yōu)選的是0到15%;光引發(fā)劑體系，0.1%到10%，優(yōu)選的是1%到7%;以及任選的組份，0到5%，典型的是1%到4%。如果粘合劑的量低于大約25%，或單體的量超過大約60%，那么組合物將沒有足夠的粘度以形成固體膜。粘合劑的存在量應(yīng)限制在大約90%以內(nèi)，因?yàn)樵诩尤脒^多量時，其作用喪失很大。導(dǎo)致膜具有很小的折射率調(diào)制值。同樣，所用的單體的量應(yīng)至少大約5%，因?yàn)檩^低的量將不會產(chǎn)生具有實(shí)用的折射率調(diào)制值的膜。
在實(shí)施本發(fā)明的過程中，光敏組合物首先被涂布，分層，或更優(yōu)選的是，旋轉(zhuǎn)涂布到一個透明的支撐體上，該支撐體(在這里指一層膜)在加工過程中為組合物提供了結(jié)構(gòu)完整性。因?yàn)楣饷裟ひ话愕刂挥?-100微米厚，所以必須有一個支撐體以防止在加工過程中膜的破裂或任何拉伸，否則將會影響到在膜中產(chǎn)生的用來形成全息圖的干涉條紋的空間間隔。透明支撐體必須具有足夠的光學(xué)質(zhì)量，使其在形成全息圖時不過多地吸附或散射經(jīng)過它的相干光。同樣，支撐體一般地將具有足夠的柔軟性，以便在它與將要被膜永久地裱貼的表面接觸時不致從膜上脫離下來。如一個彎曲的基層(例如風(fēng)擋玻璃或頭盔觀望鏡)，如果永久裱貼的表面是平面的如玻璃板，那么便需要很小的柔軟性則可。具有一定優(yōu)點(diǎn)的可選擇的代表性透明支撐體包括聚對苯二酸乙烯酯膜，聚甲基丙烯酸甲酯膜，聚碳酸酯，和三乙酸纖維素酯。
在一些應(yīng)用場合，可能希望保持支撐體為光聚合物膜的永久性覆蓋層或保護(hù)層，在這種情況下，支撐體和光聚合物膜可以永久地結(jié)合在一起。被支撐起的光聚合物膜的另一側(cè)可以有一個暫時性的保護(hù)層，如聚乙烯或聚丙烯膜，可剝離地粘附其上。通常的中間層或涂層可以用于使粘附和/或剝離容易的特性，這些特性在一些特殊用途的場合是所希望的。
在光聚合物薄膜成像含有反射全息圖之后，采用本領(lǐng)域熟知技術(shù)，一般地要將該薄膜加熱到高于50℃的溫度，優(yōu)選的是在80到160℃之間，以提高其效果。可很容易地使折射率調(diào)制值得到2倍到3倍的改善?？梢栽谟跋穸ㄓ爸盎蛑笸瓿蔁嵩鰪?qiáng)處理過程，影像的定影是如前面描述的那樣，用光化輻射泛射薄膜來完成，但一般情況下是在定影步驟之后完成的。熱處理過程可同時用硬化的方法或聚合全息圖中的可光聚合材料的方法來定影增強(qiáng)的全息圖。熱增強(qiáng)的速度和熱硬化的速度都隨溫度的增加而增加，大多數(shù)的效益是在早期的處理階段中獲取的。例如，當(dāng)使用100℃的增強(qiáng)溫度時，大多數(shù)的增強(qiáng)作用是在前5到10分鐘內(nèi)發(fā)生的，而在隨后的一個小時內(nèi)只有很小的改善。
同時也發(fā)現(xiàn)了，全息圖的光學(xué)性質(zhì)，如衍射和反射效率，在降解了一段時間后趨于穩(wěn)定，但前提是在反射全息圖形成之后，用-含有液態(tài)單體的溶液來處理該膜。在這處理過程中，通過浸泡，噴霧，或其它相似的技術(shù)，使該薄膜的表面暴露于液體單體溶液之中，從而使單體被吸收到膜之中。單體可以是與薄膜組合物中所含有的單體相同的，或是不同的液體單體。然后將膜干燥，被吸收的單體通過將膜對光化輻射如紫外或可見光曝光而聚合。這一處理過程不僅具有對光學(xué)性質(zhì)的穩(wěn)定作用，而且還影響干涉條紋平面之間的空間間隔，進(jìn)而使全息鏡能夠反射較長波長的光。同時，反射效率也受到影響。因此，通過選擇特定的液體單體，負(fù)載溶劑，聚合反應(yīng)前的浸濕時間，可以永久地調(diào)變薄膜的光學(xué)性質(zhì)。
如需要，在成像步驟中，薄膜中還可含有一種相對揮發(fā)性的溶劑，它可在成像之后被除去。在這樣的實(shí)例中，當(dāng)該試劑被去除之后，全息鏡的條紋間隔會減小，從而使膜反射波長比用來形成全息鏡的波長更短的輻射。這一效果可通過選擇能和所選擇的膜組合物混溶的溶劑或增塑劑來完成，而這些溶劑或增塑劑又可用蒸發(fā)或在膜的熱加工過程中除去。
響應(yīng)的波長可以通過擴(kuò)散一種非揮發(fā)性的增塑劑或單體到已成像和加工的全息圖中而改變。這一過程可以很方便地通過層壓一擴(kuò)散組份到含有已成像和加工過的全息圖的膜上的方法來完成，擴(kuò)散組份中含有粘合劑和單體和/或增塑劑，并使其發(fā)生擴(kuò)散作用。該擴(kuò)散組份可以是一片未曝光的膜或它可以含有單體和/或增塑劑，被層壓的膜和擴(kuò)散組份在擴(kuò)散過程中可被加熱，或者擴(kuò)散作用在室溫下完成。為了停止擴(kuò)散，可以在擴(kuò)散后將擴(kuò)散組份移去，或者，如需要，擴(kuò)散可以一直進(jìn)行到平衡，在適當(dāng)?shù)臅r候移去。如果擴(kuò)散組份中含有單體，那么可以用加熱層壓層和/或?qū)⑵鋵饣椛淦毓舛箶U(kuò)散作用停止。
本發(fā)明的光聚合物薄膜可被用于多種應(yīng)用全息圖可被用于顯示，如在廣告和包裝上，在保密應(yīng)用場合，如在信用卡，銀行匯票，彩票等等;亦可用于信息貯存，平視顯示器等。
本發(fā)明將用下面的實(shí)施例作參考來進(jìn)一步說明，其中共聚物組合物將以重量百分比給出。
AA 丙烯酸酐DEAW 環(huán)戊酮，2，5-雙｛[4-(二乙基胺基)-2-甲苯基]亞甲基｝-;CAS11114-17-3FC-430 Fluorad FC-430，液態(tài)非離子表面活性劑;
氟代脂肪族的聚合物酯;CAS11114-17-3;3M公司
FC-431 Fluorad FC-431，液態(tài)非離子表面活性劑;
50%的氟代脂肪族的聚合物酯的乙酸乙酯溶液;3M公司JAW 環(huán)戊酮，2，5-雙｛[2，3，6，7]-四氫-1H，5H-苯并[i，j]喹嗪-1-基)亞甲基｝-MMT 4-甲基-4H-1，2，4-三唑-3-硫醇;CAS24854-43-1NVC N-乙烯基咔唑;9-乙烯基咔唑;CAS1484-13-510-Cl-HABI 1，1'-二咪唑，2，2'-雙[鄰-氯苯基]-4，4'，5，5'-四苯基-;CAS1707-68-2Photomer 4039 單丙烯酸苯酚乙氧基化物酯;CAS 56641-05-5;Henkel Process化學(xué)公司Sartomer 349 乙氧基化的雙酚A的二丙烯酸酯;CAS24447-78-7;Sartomer公司，West Chester，PA.
Vinac B-100 聚(乙酸乙烯酯);M.W.350，000;
CAS9003-20-7;Air Produets;
膜的制備在琥珀瓶中，在黃燈或紅燈下，加入各種組份到溶劑中，同時用機(jī)械攪拌器混合，直到完全溶解，制得沒有敏化染料的涂布溶液。所有的組份都不需進(jìn)一步純化，直接由供應(yīng)商處獲得使用。敏化染料，DEAW和JAW，在紅燈下加入，所有隨后的溶液操作和其膜的形成都僅在紅燈下完成?？梢岳斫狻罢麄€固體”指的是組合物中的所有非揮發(fā)組份，雖然它們中的某些組份可能是非揮發(fā)性液體，而不是固體。
在Talboy涂布機(jī)上裝上一把250微米的手術(shù)刀，3.7M的干燥機(jī)裝置，在40-50℃，用層壓機(jī)將溶液涂布到100微米厚的透明的聚對苯二酸乙烯酯支撐體上(Mylar 聚對苯二酸乙烯酯膜)。當(dāng)涂層物從干燥機(jī)中出來時，用一張23微米厚的聚對苯二酸乙烯酯覆蓋層層壓到涂層上。使用之前，涂層樣品都在室溫下貯存于黑色的聚乙烯袋中。
樣品評價涂布好的膜連同膜支撐體和覆蓋層一起被切成10×13cm的部分，然后將其夾在-透明玻璃板和鋁鏡的正面之間。用-薄層二甲苯來光學(xué)偶合玻璃板和鋁鏡到膜上。通過用-垂直于膜表面的平行的488nm氬離子激光束曝光而將全息鏡記錄在膜之中，這樣激光束穿過玻璃板，二甲苯，聚對苯二酸乙烯酯覆蓋層，涂層，和聚對苯二酸乙烯酯支撐體，二甲苯，然后被鋁鏡反射回來，再經(jīng)過二甲苯，聚對苯二酸乙烯酯支撐體，涂層，聚對苯二酸乙烯酯覆蓋層。二甲苯和玻璃板。在所有情況下，激光束的強(qiáng)度都是10mw/cm2，直徑為2-3cm。改變曝光時間，每一層形成16個影像。
在激光曝光后，將玻璃板和鋁鏡拿掉，用Theimer-Strahler＃5027汞弧光聚合物燈的輸出光(Exposure System公司，Bridgeport CT)，該燈安置在Douthitt DCOP-x曝光器上(Douthitt公司，Detroit，MI)，將膜對紫外和可見光進(jìn)行全部曝光。在一吹風(fēng)通風(fēng)爐中將涂層在100℃下熱加工30分鐘。
用Perkin Elmer Lambda-9型光度計(jì)，于400-700nm的范圍內(nèi)記錄每一種全息影像的透射光譜，從透射光譜上確定最大反射效率。膜速度的定義為在熱加工后，獲得大于90%的反射效率所需要的能量。
實(shí)施例1-5這些實(shí)施例給出了丙烯酸酐對膜速度的影響。
表1和2中給出的組合物被涂布到聚對苯二酸乙烯酯上，然后曝光，加工，再用在一般步驟中描述的方法來評價。加工后的反射效率，作為曝光量的函數(shù)列于表3和表4中。
FC-430 0.056(0.2) 0.057(0.2) 0.056(0.2)DEAW 0.0077(0.03) 0.0078(0.03) 0.0077(0.03)溶劑(mL)二氯甲烷 114 116 114甲醇 3.5 3.6 3.5厚度(微米) 28.5 30.1 29.8a%以組合物中整個固體的重量計(jì)算表2組份(gm) 實(shí)施例(%以重量計(jì))a 4 5AA 0.82 (3.1) 0.99 (3.8)Vinac
B-100 16.8 (64.2) 16.6 (63.6)Photomer
4039 4.26 (16.3) 4.26 (16.3)NVC 1.99 (7.6) 1.98 (7.6)Sartomer 349 0.76 (2.9) 0.76 (2.9)MMT 0.54 (0.21) 0.53 (2.0)o-Cl HABI 0.93 (3.6) 0.93 (3.6)FC-430 0.056 (0.22) 0.055 (0.2)DEAW 0.0078 (0.03) 0.0074 (0.03)
溶劑(mL)二氯甲烷 115 115甲醇 3.6 3.6厚度(微米) 31.1 30.4a%以組合物中整個固體的重量計(jì)算表3反射效率(%)曝光量(mJ/cm2) 實(shí)施例1 實(shí)施例2 實(shí)施例3@488nm (0% AA) (1.0% AA) (2.0% AA)11 13 56 5215 41 72 7119 62 84 9025 76 92 9232 75 96 9642 88 -a -55 96 - -271 98.7 99.3 96.1a- 指示出該值沒有被測定表4反射效率(%)曝光量(mJ/cm2) 實(shí)施例4 實(shí)施例5@488nm (3.1% AA) (3.8% AA)11 81 7415 91 8719 96 9525 97 9732 97 96271 98.0 98.2實(shí)施例6-7這些實(shí)施例說明了采用JAW作為含有丙烯酸酐的組合物的敏化劑。制備表5中的溶液，然后按一般步驟中所描述的方法來涂布和曝光，但不同的是用200微米的手術(shù)刀來涂布膜，用來成像的激光的波長是514nm而不是488nm。除去覆蓋層，把膜層壓到一塊10×13cm的玻璃板上。用一薄層二甲苯來光學(xué)偶合膜到鏡上。將膜用垂直于其表面平行的514nm的氬離子激光束曝光，從而使全息鏡記錄在膜中，這樣光束便穿過了玻璃板，涂層，PET支撐體，二甲苯，然后被鏡子反射回來，再穿過二甲苯，PET支撐體，涂層，和玻璃板。作為曝光量的函數(shù)的反射效率列于表6中。
表5組份(gm) 實(shí)施例(%以重量計(jì))a 6 7AA 0 (0) 1.20 (2.91)JAW 0.032 (0.08) 0.032 (0.08)FC-431 0.16 (0.40) 0.16 (0.39)MMT 1.20 (2.99) 1.20 (2.91)o-CL HABI 1.20 (2.99) 1.20 (2.91)′Sartomer 349 1.20 (2.99) 1.20 (2.91)NVC 3.60 (8.98) 3.60 (8.72)Photomer 4039 6.80 (16.96) 6.80 (16.47)Vinac B-100 25.9 (64.60) 25.9 (62.72)溶劑(mL)甲醇 8.0 8.0二氯甲烷 152.0 152.0a%以組合物中整個固體的重量計(jì);用一把8密耳的刀(200微米)涂布組合物，得到一厚度為25±2微米的膜表6反射效率(%)a曝光量(mJ/cm2) 實(shí)施例6 實(shí)施例7@514nm (0% AA) (2.9% AA)4 46.6 87.45 79.1 90.56 90.8 97.58 92.0 96.411 95.3 99.414 98.8 99.218 99.5 99.324 99.9 97.341 98.7 98.5118 98.7 99.8a 成像前膜被層壓到玻璃上
權(quán)利要求
1.一種用于折射率成像的光聚合物膜，其基本組成為。(a)約25%到90%的聚乙酸乙烯酯粘合劑；(b)能有效地增加膜速度的量的丙烯酸酐；(c)約5%至60%的烯基不飽和單體。(d)約0到25%的增塑劑；和(e)約0.1%到10%的光引發(fā)劑；其中，所述的百分比是以整個膜的重量而計(jì)的重量百分比。
2.權(quán)利要求1所述的膜，其中含有約0.5%到5%重量的丙烯酸酐。
3.權(quán)利要求2所述的光聚合物膜，其中粘合劑是聚乙酸乙烯酯均聚物
4.權(quán)利要求2所述的光聚合物膜，其中所述的單體是選自構(gòu)成如下一組物質(zhì)丙烯酸-2-苯氧乙酯，甲基丙烯酸-2-苯氧乙酯，單丙烯酸苯酚乙氧基化物酯，丙烯酸-2-(對-氯苯氧基)乙酯，丙烯酸對-氯苯酯，丙烯酸苯酯，丙烯酸-2-苯基乙酯，丙烯酸-2-(1-萘氧基)乙酯，甲基丙烯酸鄰-二苯酯，丙烯酸鄰二苯酯，及其混合物。
全文摘要
通過在其中加入丙烯酸酐的方法，改善了含有聚乙酸乙烯酯粘合劑和烯基不飽和單體的全息光聚合物膜的膜速度。
文檔編號G03H1/02GK1051251SQ90108849
公開日1991年5月8日 申請日期1990年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月29日
發(fā)明者安德魯·邁克爾·韋伯 申請人:納幕爾杜邦公司