JPH0216106A - ポリ(n−ビニルカルバゾール)溶液 - Google Patents

ポリ(n−ビニルカルバゾール)溶液

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JPH0216106A
JPH0216106A JP16508788A JP16508788A JPH0216106A JP H0216106 A JPH0216106 A JP H0216106A JP 16508788 A JP16508788 A JP 16508788A JP 16508788 A JP16508788 A JP 16508788A JP H0216106 A JPH0216106 A JP H0216106A
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JP
Japan
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molecular weight
pvcz
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hologram
vinylcarbazole
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JP16508788A
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Nobuo Kushibiki
信男 櫛引
Yoko Yoshinaga
吉永 曜子
Tetsuo Kuwayama
桑山 哲郎
Naosato Taniguchi
尚郷 谷口
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野) 本発明は高分子量ポリ(N−ビニルカルバゾール)(以
下PVCzと略称する)溶液に関し、更に詳しくは体積
位相型ホログラム記録媒体用の材料として有用な高分子
量及び分子量分布の狭いPVCz溶液に関する。
(従来の技術) 従来、体積位相型ホログラムが新しい光学素子と云われ
て久しく、近年、例えば、ヘッドアップデイスプレィの
結合素子としての有用性が注目され、その地位を確立し
つつある。
従来、高性能の体積位相型ホログラムを記録し得る記録
媒体としては、重クロム酸で増感したゼラチンが広く知
られ且つ用いられている。
この重クロム酸ゼラチン系記録媒体は、確かに高性能ホ
ログラムを記録し得るという点では優れた記録媒体であ
るが、耐熱性や耐環境性、特に耐湿性に劣り、吸湿によ
って容易に記録が失われるという問題がある。そのため
、ホログラムを防湿性にするために十分な対策が要求さ
れ、例えば、レーザーから眼を保護するためのレーザー
保護眼鏡、自動車用ベツドアップデイスプレィ装置等に
応用する場合には、ホログラムをガラス板や各種シーラ
ントで密封することが必要となり、加工性、安全性、重
量等の点から実用上の難点があっ上記の如き重クロム酸
ゼラチン系記録媒体の欠点を解決するために、新たな記
録媒体としてPVCz等の如く芳香族化合物を分子鎖構
成単位とするポリマーに沃素化合物を増感剤として用い
るホログラム作成技術が提案されている(例えば、特公
昭62−14831号公報参照)。更にこれらを改良し
て高性能ホログラムを得る技術も提案されている(例え
ば、特開昭54−10・1343号公報参照)。
(発明が解決しようとしている問題点)上記のPVCz
系記録媒体は耐湿性、耐光性等に著しく優れた体積位相
型ホログラムを与えることができる。しかしながら、前
記重クロム酸ゼラチン系記録媒体においては99.9%
の回折効率を有し、且つ90%以上の透過率を有する体
積位相型ホウグラムが作成されているのに対して、上記
PVCz系記録媒体の場合には通常90%、改良された
としても98%程度の最大回折効率を達成したに過ぎず
、しかも常に安定した性能が得られる訳でもなく生産性
にも問題がある。
又、PVCz系の記録媒体の場合には、重クロム酸ゼラ
チン系記録媒体に比較して、このPvCZの性質に由来
してホログラム現像時に細かいヒビ割れがホログラムに
全体的に発生し易く、透過率が低下する傾向がある。特
に回折ピーク幅が狭いタイプのブラック格子像を形成さ
せる時は、記録媒体の厚さも理論的に示唆される如く必
然的に厚くなるため、上記のヒビ割れの問題が一層顕著
になり、全体の透過率が低下するという問題がある。
又、PVCz系記録媒体に記録した体積位相型ホログラ
ムを長時間高温(ガラス転移点以下の温度であっても)
にさらされると、回折光ピークが非可逆的に短波長側に
シフトする傾向が認られ、特定光に対して回折光の波長
を合致させるべく、熱履歴に伴うピークのシフトを設計
上予め考慮しなければならないという困難もある。
本発明者等は上記問題を解決する手段として高分子量且
つ分子量分布の狭いPVCzを以前に提案した。
この様な高分子量PVCzを用いて記録媒体を作成する
に当っては、フィルム化の為にPVCzを有機溶剤に溶
解する必要があるが、PVCzが高分子量であるために
溶液の粘度が高くなり、溶液中のゴミ等不溶分の除去や
脱泡処理等の取扱が困難となり、又、フィルムの形成に
おいて流動性不足の為に流れにむらが生じて膜厚に不均
一が生じるという問題が生じた。ホログラムにおいては
、膜の均一性が10%以下であることが要求され、膜の
不均一性は単に回折効率の差異のみならず、回折ピーク
の半値幅にも影響するため、ホログラムの質的低下も生
じる。
従って本発明の目的は、フィルム化に当り取扱い可能で
且つ均一な膜厚のフィルムを提供できるPVCz溶液を
提供することである。
(問題点を解決するための手段) 上記目的は以下の本発明によって達成される。
すなわち、本発明は、重量平均分子量が100万以上で
あり、且つその分子量分布が3以下であるポリ(N−ビ
ニルカルバゾール)を有機溶剤中に含み、20℃におけ
る粘度が50乃至5.000cpsの範囲にあることを
特徴とするポリ(N−ビニルカルバゾール)溶液である
(作  用) 重量平均分子量が100万以上であり、且つその分子量
分布が3以下であるポリ(N−ビニルカルバゾール)を
ホログラム記録媒体の形成材料として使用することによ
って、高回折効率、高透明性、低ヘイズ、回折ピーク波
長のシフトが抑制された体積位相型ホログラムが高い生
産性で提供され、従来技術の問題が解決される。
これに対して従来ホログラム記録媒体として使用されて
いたPVCzは、ポリスチレン換算の重量平均分子量が
高くても70乃至95万であり、その分子量分布は4.
5乃至5.5の広がりを有するものであり、このような
重量平均分子量及び分子量分布を有するが故に前記様々
の問題を生じるものであった。
又、上記PVCzのフィルム化に当っては溶液粘度を特
定の範囲とすることによって、3乃至20μmの厚みの
ホログラムの作成に適した均一な膜厚のフィルムが容易
に形成できる。
(好ましい実施態様) 次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳しく説明
する。
本発明におけるPVCzはN−ビニルカルバゾールの重
合によって得られるものであり、通常の方法によって得
られるPVCz或いは市場から入手できるPVCzは前
述の如き重量平均分子量及び分子量分布を有しているの
で、これらの従来のPVCzを精製、例えば、溶媒によ
る分子量分別によって精製し、低分子量分を除去するこ
とによって本発明の目的たる特定の重量平均分子量と分
子量分布とを有するPVCzを得ることができる。
尚、本発明で云う重量平均分子量とは、ポリスチレン換
算分子量であり、テトラヒドロフランを溶媒とし、カラ
ム温度27℃でゲルパーミェーションクロマトグラフ(
Gel Permeation Chrromatog
raph)により求めた値である(用いたカラムは、シ
ョウデックスKF−807、KF80M 、排除限界2
×108、3X 10’を連結し、 2X 10’乃至
1,2×103までのポリスチレンを標準として較正し
である)。
分子量の分別は、PVCzに対して溶解性の異なる種々
の溶媒を用いる方法や濃度を変える方法等従来公知のい
ずれの分別方法を用いてもよい。
1例としてPVCzに対する良溶媒と貧又は非溶媒の混
合比を変化させ、PVCzに対する混合溶媒の溶解性を
変化させて分別を行い低分子量を除去した。
分子量分別において、PVCzに対する良溶媒としては
、例えば、ピリジン、キノリン及びこれらの誘導体、ジ
オキサン、テトラヒドロフラン等の環状エーテル、ベン
ゼン、トルエン、キシレン(オルト体、メタ体、バラ体
及びそれらの混合物)、エチルベンゼン、n−プロピル
ベンゼン、クメン、フェノール、クレゾール、クロルベ
ンゼン、ジクロルベンゼン、ニトロベンゼン、ベンジル
アルコール、ベンジルクロライド、ベンジルブロマイド
、α−メチルナフタリン、α−クロルナフタリン等のベ
ンゼン及びナフタリンの誘導体、ビラン、ジクロルメタ
ン、クロロホルム、トリクロルエチレン、トリクロルエ
タン、ジクロルエタン、ブロモホルム等のハロゲン置換
の飽和又は不飽和の炭化水素、アセトン、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等
のケトン類、酢酸エチル、蟻酸エチル等のエステル類、
その他のアミン類、アミド類等が挙げられ、これらの中
から適当なものを選択又は組合せて使用する。
又、分子量分別に使用する非又は貧溶媒としては、例え
ば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−へブタン、n−
オクタン、イソオクタン、シクロヘキサン等のアルカン
、シクロアルカン類、メチルアルコール、エチルアルコ
ール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコー
ル、n−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコー
ル、n−アミルアルコール、イソアミルアルコール等の
アルコール類、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテ
ル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類等が挙げら
れ、これらから適当なものを選択又は組合せて使用する
以上の如き良溶媒と貧溶媒とを、その混合物を昇温した
時にPVCzを十分に溶解し、これを冷却した時に高分
子量範囲のPVCzが析出する比率に混合して精製溶媒
とし、この中にPVCzを加熱溶解し、次いで冷却する
。この時高分子量分のPVCzは析出し、低分子量分は
溶解状態にあるので溶液相を分離することにより、重量
平均分子量か100万以上のPVCzに富んだものが得
られ、これらの操作を、必要に応じて溶媒の種類、混合
比等を変化させて行うことにより、低分子Fi P V
 Czの含有量が少なく且つ分子量分布の狭いPVCz
が得られる。
本発明者の詳細な研究によれば、精製PVCzの重量平
均分子量が100万以上であり、且つその分子量分布が
3以下である時に、これを体積位相型ホログラム記録媒
体として用いることにょリ、萌述の如き種々の問題が有
利に解決されることを見い出した。特に、分子量分布が
2以下であるもの、重量平均分子量が20万以下のPV
Czの含有量が1重量%以下であるもの、更に100万
以上の重量平均分子量のPVCzが全ポリマーの50重
量%以上を占めるものが更に本発明の目的を有利に達成
することができる。
以上本発明のPVCzを得るための分別方法の1例を説
明したが、本発明のPVCzは上記分別方法以外の任意
の精製方法でも容易に得られることは自明である。
上記特定の重量平均分子量及び分子量分布のPVCzの
溶液は、該PVCzを前記PVCzの良溶媒に溶解する
ことによって得られるが、得られる溶液粘度を20℃で
50乃至5,000cps、好ましくは300乃至2,
000cpsの範囲にするには、使用する有機溶剤の種
類によって異なるが、例えば、有機溶剤に加えるPVC
zの量を有機溶剤100mIL当り約2乃至14g程度
の割合とすることが好ましい。この濃度が低すぎるとフ
ィルム形成の効率が悪く、又、濃度が高すぎると粘度が
高くなりすぎて塗工性が低下し、均一膜厚のフィルム形
成が困難となる。
又、有機溶剤として高沸点のものを用いるとフィルム形
成時の溶剤の蒸発が遅く、蒸発に高温を要し、膜中に気
泡が生じたりして好ましくない。
従って、有機溶剤としては沸点の比較的低いもの、例え
ば、50乃至150℃程度のものを選択するのか好まし
い。
PVCzに対する溶解性及び沸点等を考慮すると、好ま
しい有機溶剤は、前記良溶媒の中で、ベンゼン、キシレ
ン、クロルベンゼン、クロロホルム、ジクロルエタン、
ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、ピリジン、ジ
オキサン、テトラヒロロフラン或いはこれらの混合物が
挙げられる。
PVCzの溶解はPVCzを有機溶剤中に入れて必要に
応じて加熱し、濾過して不溶分を除き放置して気泡を除
去する等の通常の溶解操作でよく特に限定されない。
PVCzは400nmより長波長側には光吸収帯を有し
ていないので、上記PVCz溶液をホログラム記録媒体
の形成に用いる時には、増感剤を添加して好ましくは輻
射線に対して活性にされている必要がある。増感剤の添
加は増感剤をPVCz溶液に直接添加して行フてもよい
し、或いは増感剤を溶解した溶液と混合して行ってもよ
い。
以上の如くして形成した記録媒体に56Or+n+迄の
コヒーレントな可視光である物体光と参照光の2光束の
可干渉性レーザーを用いて第1図示の如き光学系で露光
を行う。
露光工程に続いて、記録層を構成しているPvCzは勿
論のこと、光反応により生成するPVCzの架橋物を殆
ど溶出させることのない溶媒中に浸漬して、記録層中か
ら増感剤をぼぼ完全に溶出除去して着色を除く。
次いで行う現像工程は膨潤工程及び収縮工程の2ステツ
プからなり、特公昭62−14831号公報に記載され
た方法が適用できる。
尚、以上の如くして得られるホログラムフィルムは基板
に接着したままで使用できることは当然であり、更に本
発明において使用したPVCzは高分子量であることか
ら、基板から剥離した状態でも十分な強度を有するので
、基板から剥離したホログラムフィルムとしても十分に
各種用途で使用可能である。
(効 果) 以上の如き特定の重量平均分子量及び分子量分布を有し
、特定範囲の粘度を有する本発明のpvCz溶液を用い
ることによって、3乃至20μmの厚みで均一膜厚のホ
ログラム記録層が形成され、更にゴミ等が除かれた高品
質の回折効率の均一なホログラムが得られた。
(実施例) 次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。
実施例I PVCz (ルビカンM−170、BASF社製)30
gをジオキサン/イソプロピルアルコール混合液(重量
比100/40)600mlに加え、80℃に加温して
溶解し、均一になった後、25℃に冷却した。
沈澱したPVCzをデカンテーションで分離し、分離し
たPVCzをジオキサン/イソプロピルアルコール混合
液(@量比100/40)200mλに加え攪拌してポ
リマーを洗浄して精製PVCzを得た。
上記サンプルの一部をテトラヒドロフランに溶解し、カ
ラム温度27℃でゲルパーミェーションクロマトグラフ
を用い、カラムはショウデックス(shodex、昭和
電工■)KF−807、KF80Mを接続し、ポリスチ
レンを基準にして重量平均分子量及び分子量分布を求め
たところ、下記の通りであった。
重量平均分子量          143万分子量分
布            1,73分子量20万以下
のPVCzの含有量 0.3重量% 分子量100万以上のPVCzの含有量52重量% このサンプル10gをクロルベンゼン200m2に加え
攪拌溶解して完全に溶解して本発明のPVCz溶液を得
た。この溶液を20℃でE型精度系(VISCONIC
ED 、東京計器■製)で3°コーンを使用して測定し
たところ1,300cpsの粘度を示した。
実施例2 実施例1において精製溶剤として、ジオキサン/イソプ
ロピルアルコール混合液(重量比100/30)を使用
し、他は実施例1と同様にして下記の結果を得た。
重量平均分子量          159万分子四分
布            1.89分子量20万以下
のPVCzの含有量 52重量% 分子量100万以上のPVCzの含有−10,1重量% このサンプル10gをクロルベンゼン280m1に加え
攪拌溶解して完全に溶解して本発明のPVCz溶液を得
た。この溶液を20℃でE型精度系(VISCONLC
ED 、東京計器■製)で3′コーン。
を使用して測定したところ930cpsの粘度をボした
実施例3 実施例1において精製溶剤として、ピリジン/メチルア
ルコール混合液(重量比100/70)を使用し、他は
実施例1と同様にして下記の結果を得た。
重量平均分子量          141万分子量分
布            2.40分子量20万以下
のPVCzの含有量 0.9重量% 分子1100万以上のPVCzの含有量58重量% このサンプル10gをクロルベンザ2200m見に加え
攪拌溶解して完全に溶解して本発明のPVCz溶液を得
た。この溶液を20℃でE型精度系(VISCONIC
ED 、東京計器■製)で3°コーンを使用して測定し
たところ1,250cpsの粘度を示した。
実施例4 実施例1において特製溶剤としてトルエンを使用し、還
流冷却機付容器内で窒素雰囲気下で100℃で溶解し、
25℃に冷却し、析出物を200mjZのトルエンで洗
浄し、他は実施例1と同様にして下記の結果を得た。
重量平均分子量          120万分子1分
布            2.80分子[20万以下
のPVCzの含有量 52重量% 分子量100万以上のPVCzの含有量0.6重量% このサンプル10gをクロルベンゼン200m2に加え
攪拌溶解して完全に溶解して本発明のPVCz溶液を得
た。この溶液を20℃でE型精度系(VIS(:0NI
CED 、東京計器■製)で3°コーンを使用して測定
したところ1.080cpsの粘度を示した。
使用例1 上記実施例1のPVCz溶液1溶液100m匹2素炭素
1.0gを暗所で溶解し、洗浄した12゜5X12.5
cmのガラス板上にスピナー(ミカサIM)を用いて塗
工及び乾燥して10.7μmの記録層を形成した。この
記録層の厚みの均一性を、分光光度計でモニター波長3
50nmを用い5ma+φの穴をあけたマスクを用いて
測定したところ、厚み変化が0.5μm以内であった。
この記録層をArレーザー(488rv)を用いる第1
図に示した光学系で露光してホログラムを記録した。
露光後、35℃のトルエンに2分間、35℃のキシレン
に2分間浸漬し、更に20℃のへブタンに2分間浸漬処
理後乾燥させて体積位相型ホログラムを得た。
上記ホログラムの反射回折効率を測定したところ、51
8nmの光で最大反射回折効率99%を示し、又、60
0nmの光での透過率は87%を示し、更にヘイズ(全
ヘイズ値)はJISK7105に基づきヘイズメーター
(日本重色■製)で測定したところ1.7%であった。
次に窒素雰囲気中140℃に約5時間保持後、ホログラ
ムの特性を前記光学系で測定したところ、最大回折効率
のピークシフトは認められず、且つ最大回折効率及びヘ
イズ値の変化は全く認められなかった。
使用例2 上記実施例2のPVCz溶液100mItに四沃素炭素
1.0gを暗所で溶解し、膜厚を10.2μmにしたこ
とを除き、実施例1と同様にして記録層を形成し同様に
露光及び現像を行って得た体積位相型ホログラムの反射
回折効率は99.9%、透過率は92%、ヘイズは1.
6%であり、特に記録層の膜厚を50%増加させたにも
拘らずヘイズは同等であった。又、加熱保存試験におい
ても実施例1と同様の結果が得られた。
比較例1 実施例1の特製PVCzlO,4gをクロルベンゼン1
00mJ2に溶解して比較例のPVCz溶液とした。こ
の溶液を実施例1と同様にして粘度を測定したところ、
20℃において、5,200cpsであった。又、使用
例1と同様にして記録層を形成したところ、24μmの
厚みとなり、厚さの均一性は中心部分が約40φで1.
9μm以内となったが、周辺部分は盛り上がって30乃
至40μmの厚さとなった。この膜は肉眼でもポリマー
の流れむらが認められた。又、使用例1と同様にして記
録したホログラムの回折効率は最大で37%であり、最
小で4%であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例で用いたホログラム記録光学系を示す。 第1図 特許出願人   キャノン株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量平均分子量が100万以上であり、且つその
    分子量分布が3以下であるポリ(N−ビニルカルバゾー
    ル)を有機溶剤中に含み、20℃における粘度が50乃
    至5,000cpsの範囲にあることを特徴とするポリ
    (N−ビニルカルバゾール)溶液。
  2. (2)濃度が溶剤100ml当り2乃至14gの範囲で
    ある請求項1に記載のポリ(N−ビニルカルバゾール)
    溶液。
JP16508788A 1988-07-04 1988-07-04 ポリ(n−ビニルカルバゾール)溶液 Pending JPH0216106A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009057528A (ja) * 2007-09-04 2009-03-19 Nippon Shokubai Co Ltd 高分子量カルバゾール基含有ポリマー

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009057528A (ja) * 2007-09-04 2009-03-19 Nippon Shokubai Co Ltd 高分子量カルバゾール基含有ポリマー

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