JPH0220504A - ポリ(n−ビニルカルバゾール)の精製方法 - Google Patents

ポリ(n−ビニルカルバゾール)の精製方法

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JPH0220504A
JPH0220504A JP16905488A JP16905488A JPH0220504A JP H0220504 A JPH0220504 A JP H0220504A JP 16905488 A JP16905488 A JP 16905488A JP 16905488 A JP16905488 A JP 16905488A JP H0220504 A JPH0220504 A JP H0220504A
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信男 櫛引
Yoko Yoshinaga
吉永 曜子
Tetsuo Kuwayama
桑山 哲郎
Naosato Taniguchi
尚郷 谷口
Takeshi Otake
猛 大竹
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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)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イf用な高分子量
及び分子量分布の狭い高純度PVCz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、自動車用ヘッ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、f
fi量等の点から実用上の難点があった。
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に含む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54−101343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
積位相型ホロ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1&シたに過ぎ
ず、しかも常に安定した性能が得られる訳でもなく生産
性にも問題かある。
又、PVCz系の記録媒体の場合には、償クロム酸ゼラ
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かある。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、体積位相型ホログラムの記録は、レーザー光の如き
コヒーレント光による干渉波に記録層を露光し、次に記
録層の良溶媒にて記録層を膨潤させ、次いで同記録層を
貧又は非溶媒にて収縮させることによって行われている
。特に得られるホログラムの回折効率を高め膨潤度を大
きくするべく、良溶媒として溶解性の高い溶媒を用いる
と。
低分子量ポリマー、未架橋ポリマー及び分解ポリマー等
の溶出が著しくなり、その結果として次の貧溶媒による
収縮処理において、高分子科学で云ういわゆるボイドが
形成され、このボイドが光散乱の原因となってホログラ
ム中に見た目の白濁を生じる。
これらの問題は従来技術におけるPVCzがN−ビニル
カルバゾールのラジカル重合によって製造され、且つ一
般のラジカル重合では連鎖移動によって低分子量分か生
じ、工業的レベルでは狭い分子量分布のものが得られな
いことによる。
従って本発明の目的は高分子量且つ分子量分布の狭いP
VCz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、低分子量分を含むpvcZを良溶
媒と非又は貧溶媒との混合比率を調整した混合溶媒を用
いて、溶解−沈澱操作によって重量)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PVC
zとすることを特徴とするPVCzの特製方法である。
(作  用) 低分子量分を含むPVCzを精製することにより、種々
の問題点が解決されたホログラムを与える高分子量及び
分子量分布の狭いPVCzが提供される。
(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Vトゲラフ(Ge
l Permeation Chrromat。
graph)により求めた値である(用いたカラムは、
ショウデックスにF−807、KF80M 、排除限界
2×108、3XI07を連結し、 2XlO’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)。
市場で入手できるPVCzは、ポリスチレン換算の重量
平均分子量か高くても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
、更にPVCzは乳化重合等によって製造されるため、
その重合時に用いた界面活性剤や保護コロイド等をかな
りの量で不純物として含有している。
本発明は、このような原料から不純物や低分子量PVC
zを除去し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を得ることを特徴として
いる。
萌記分子量及び分子量分布を有する市販のpvCzから
所定の分子量及び分子量分布を有する本発明のPVCz
を得る好ましい方法は、例えば、C,11,Griff
is等の報告(J、 Polymer 5cience
 Plymer Physics Ed、、 Vol1
4. PI433.1976年)に記載された分子量分
割方法である。
上記公知の分子量分割方法はベンゼン−メタノール系の
良溶媒−非溶媒の混合系で行われているが、本発明では
これらの溶媒系の使用は溶解性、分割性能、使用温度、
溶媒の毒性等の点で好ましくなく、本発明では特にジオ
キサン又はピリジン/イソプロピルアルコール系の混合
溶媒系がPVCzの精製に特に適している。これらの混
合系は特にPVCzの精製において溶解性、分割性能、
使用温度等の点で適し、特にジオキサン/イソプロピル
アルコール系は臭気や毒性等の点でも問題ない。
上記混合溶媒は、その良溶媒と貧溶媒の混合比を調整す
ることによって、分割される分子量の範囲及び分子量分
布を決定することができる。
ジオキサン/イソプロピルアルコール系を例として更に
説明すると、本発明の目的にはジオキサン/イソプロピ
ルアルコル=100/20乃至5の容積比が適当であり
、又、溶解させるPVCzの量は溶剤の混合比によって
も変化するが、溶媒に対して10 w/ v%以下、好
ましくは5W/V%以下であり、10w/v%を越える
溶解量では沈澱の分離が困難で分割効率が劣る。一方、
溶解量が低すぎると不経済である。PVCzの溶解は溶
剤を50乃至沸点の温度に加熱させ、不溶分があれば濾
別し、これを適当な温度に冷却することにより高分子量
分が沈殿し、一方、低分子量分は溶液として残るので、
固液分離によって所望の分子量及び分子量分布のPVC
zを得ることができる。この際得られた沈澱を特製溶剤
又はそれに近い組成の溶剤で洗浄することにより、更に
分子量分布を狭くすることだできる。尚、ピリビンも量
溶媒として有効であり、臭気の点で問題があるが、蹟製
後別の溶剤で十分洗浄すれば問題は無くなる。
以上好ましい態様により説明したが本発明で使用する特
製溶剤は上記例に限定されない。
本発明者の詳細な研究によれば、上記の如く精製したp
VCz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より、前述の如き
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2
0万以下のPVCz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。
(効  果) 以りの如き本発明の特定の重量平均分子量及び分子量分
布を有するPVCzを用いて得られた体積位相型ホログ
ラムは、従来のPVCzを用いた体積位相型ホログラム
の最大回折効率が98%であるのに対して99.9%に
まで向上しており、透過率は600na+において80
%であったものが92%に、ヘイズは10μmの厚みで
12%であったものが2%以下に夫々改善され、更に得
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、更に本発明の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。
(実施例) 次に実施例、使用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! PVCZ (ルビカンM−170、BASF社製)をテ
トラヒドロフランを溶媒として、ゲルパーミェーション
クロマトグラフ(GPC)を用いて重量平均分子量及び
分子量分布を求めた。カラムはショウデックス(5ho
dex、昭和電工(11) KF−807、KF80M
を2本接続して用い、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、重量平均分子
量は92万で分子量分布は5.4であった。
に記のPVCz30gをジオキサン/イソプロピルアル
コール混合i(容積比100/45)600m12に加
え、80℃に加温して溶解し、均になった後、25℃に
冷却した。
沈澱したPVCzをデカンテーシヨンで分離し、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(容積比100/40)200+nJZに加え攪拌し
てポリマーを洗浄して本発明のPVCzを得た。このP
VCzを上記と同様に測定したところ、爪h1平均分子
量は124万でその分子量分布は2.51であった。
実施例2 実施例1における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(容積比100/40)を使用し
、沈澱を30℃で析出させ且つ洗浄を3回行い、他は実
施例1と同様にして重量平均分子量は149万で分子量
分布が1.73であるPVCzを得た。
実施例3 実施例1における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(容積比100/35)を使用し
、沈澱を25℃で析出させ且つ洗浄を3回行い、他は実
施例1と同様にして重量平均分子r11は157万で分
子量分布が1,62であるPVCzを得た。
実施例4 実施例1における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(容積比100/30)を使用し
、沈澱を25℃で析出させ、他は実施例1と同様にして
重量平均分子量は162万て分子14分布が1.38で
あるPVCzを得た。
実Mi例5 実施例4で得られた沈澱をFIG度同−溶媒500m1
で同様に精製し、重量平均分子量は169万で分子量分
布か1.27であるPVCzを得た。
実施例6 実施例1における精製溶剤としてピリジン/イソプロピ
ルアルコール混合液(容積比100/70)を使用し、
他は実施例1と同様にして重量平均分子量は138万で
分子11分ノ1が2.40であるPVCzを得た。
使用例1 上記実施例3で得たPVCz2.5g及び四沃素炭素を
クロルベンゼンに暗所で溶解し、洗浄したガラス板上に
スピナー(協和セミコンダクター製)を用いて塗工及び
乾燥して7.2μmの記録層を形成した。この記録層を
Arレーザー(488万m)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分間段711シ、更に20℃のへブタンに2分間浸
71′l処理後乾燥させて体積位相型ホログラムをII
た。
上記ホログラムの反射回折効率を反射装置を有する分光
光度計(日立u−3400)で測定したところ、518
万mの光で最大反射回折効率99%を示し、又、600
万mの光での透過率は87%を示し、更にへ1′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。
比較例1 実施例1における精!8J面のPVCz (ルビカンM
−170)2. 5gを用いて、他は実施例1と同様に
して記録層の形成、露光及び現像を行って比較例の体積
位相型ホログラムを得た。このホログラムを実施例1と
同様に測定したところ、回折効率は僅か4%であり、透
過率は68%と悪く明らかに白濁しており、ヘイズ偵は
測定する必要が無かった。又、実施例1と同様な加熱試
験後は回折が全く失われていた。
又、上記において現像条件を20℃のトルエン中に2分
間、25℃のキシレン中に2分間浸漬し1次いで20℃
のへブタン中に2分間浸漬し、現像を低温で行ったとこ
ろ、回折効率は12%で透過率は77%であった。
比較例2 実施例1における精製PVCzに代えて未結製のPVC
z (ツビコール210 SP、亜南香料■製)2.5
gを使用し、他は実施例1と同様にして記録層の形成、
露光及び現像を行って比較例の体積位相型ホログラムを
得た。このホログラムも最大回折効率は23%(520
nm)、透過率73%及びヘイズ21%であり、又、1
40℃5時間の加熱試験後はピーク波長が501nmに
シフトし、最大回折効率は6%に低下した。
上記のM%前のPVCzを実施例1と同一条件で測定し
たところ、重量平均分子量は78万であり、分子量分布
は4.6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。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)低分子量分を含むポリ(N−ビニルカルバゾール
    )を良溶媒と非又は貧溶媒との混合比率を調製した混合
    溶媒を用いて、溶解−沈澱操作によって重量平均分子量
    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)とすることを特徴と
    するポリ(N−ビニルカルバゾール)の精製方法。
  2. (2)良溶媒がジオキサンであり、且つ非又は貧溶媒が
    イソプロピルアルコールである請求項1に記載のポリ(
    N−ビニルカルバゾール)の精製方法。
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