JPH11133841A - Hydrophilic hologram recording composition - Google Patents

Hydrophilic hologram recording composition

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JPH11133841A
JPH11133841A JP31118297A JP31118297A JPH11133841A JP H11133841 A JPH11133841 A JP H11133841A JP 31118297 A JP31118297 A JP 31118297A JP 31118297 A JP31118297 A JP 31118297A JP H11133841 A JPH11133841 A JP H11133841A
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JP
Japan
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hologram
hydrophilic
refractive index
meth
component
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JP31118297A
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Japanese (ja)
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Taichi Ichihashi
太一 市橋
Hideo Tanigawa
英夫 谷川
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel hydrophilic hologram recording material having an excellent adhesion property to a hydrophilic surface, holding stability of a hologram and excellent handling quality. SOLUTION: This recording medium compsn. contains (A) polyethylene glycol of a mol.wt. of 5,000 to 30,000, (B) at least one of an oligomer and monomer having a refractive index of >=1.50 and having a (meth)acryloyl group as a photopolymerizable group and (C) a photoinitiator, in which the weight ratio of the component (A) and the component (B) is 1:9 to 3:7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新規なホログラム
記録材料組成物、特にリアルタイム記録が可能なホログ
ラム記録材料組成物に関する。
The present invention relates to a novel hologram recording material composition, and more particularly to a hologram recording material composition capable of real-time recording.

【0002】[0002]

【従来の技術】ホログラムは、レーザーの可干渉性光の
干渉パターンを感光材料等に記録したものである。これ
らは三次元画像作成や光学素子等として使用されてい
る。ホログラム記録用材料として要求される特性は、He
-Ne(波長633nm)、Ar(波長515,488nm)、He-Cd(波長
442nm)等のレーザー光に感光性があること、ホログラ
ムの回折効率が高いこと、解像力が高いこと、現像処理
が簡単なこと等である。
2. Description of the Related Art A hologram is obtained by recording an interference pattern of coherent light of a laser on a photosensitive material or the like. These are used as three-dimensional image creation and optical elements. The characteristics required for hologram recording materials are He
-Ne (wavelength 633 nm), Ar (wavelength 515,488 nm), He-Cd (wavelength
442 nm), the hologram has high diffraction efficiency, high resolution, and easy development processing.

【0003】従来の代表的な感光材料として、重クロム
酸ゼラチンや通常の写真材料に用いられる銀塩乾板に漂
白処理を施したものが知られている(例えば、中島真
人、花野和生著「ディスプレーホログラムハンドブッ
ク」p.66-67、暁印書館(1985)、小瀬輝次、斎藤弘
義、田中俊一、辻内順平、波岡武編集「光工学ハンドブ
ック」p.351-353,朝倉書店(1986))。しかし、重クロ
ム酸ゼラチンは高い回折効率を持ち、又銀塩乾板に漂白
処理を施したものは高い感度を持つものの、これらはい
ずれもホログラム作製時の処理が複雑で、特に湿式現像
処理が要求されるという欠点があった。
[0003] As typical conventional light-sensitive materials, there have been known those obtained by subjecting dichromated gelatin and silver salt dry plates used for ordinary photographic materials to bleaching treatment (for example, Masato Nakajima and Kazuo Hanano). Display Hologram Handbook, p.66-67, Akatsuki Shokan (1985), edited by Teruyuki Kose, Hiroyoshi Saito, Shunichi Tanaka, Junpei Tsujiuchi, Takeshi Haoka, "Optical Engineering Handbook" p.351-353, Asakura Shoten (1986) . However, although dichromated gelatin has high diffraction efficiency, and silver salt dried plate that has been subjected to bleaching treatment has high sensitivity, all of these are complicated in the process of hologram production, and particularly require wet development processing. There was a disadvantage that it was done.

【0004】かかる欠点を克服する方法として、光重合
性モノマーとしてのシクロヘキシルメタクリレート及び
N−ビニルカルバゾールと光開始剤を主成分とした光重
合型記録材料、又は重合に関与しない不活性成分として
の1−フェニルナフタレンと、光重合性モノマーとして
のブチルメタクリレート及びエチレングリコールジメタ
クリレートと光開始剤を主成分とした光重合型記録材料
を用いる方法が公知であり(W.J.Tomlinson等, Appl.Op
t.,vol15, 534(1976))、今日では液状及び固体状フォ
トポリマーとして一般に知られている。しかし、かかる
フォトポリマーには、親水性ではないためガラス板の如
き親水性表面への密着性に劣るという欠点があり、特に
固体状フォトポリマーでは、ジクロロエタン、トリクロ
ロメタン、2−ブタノン等の有害な有機溶剤を使用する
ために取扱性に劣るという欠点がある。
[0004] As a method for overcoming this drawback, a photopolymerizable recording material containing cyclohexyl methacrylate and N-vinylcarbazole as photopolymerizable monomers and a photoinitiator as main components or 1 as an inert component not involved in polymerization is used. A method using a phenylnaphthalene, a photopolymerizable recording material containing butyl methacrylate and ethylene glycol dimethacrylate as photopolymerizable monomers and a photoinitiator as main components is known (WJ Tomlinson et al., Appl. Op.
t., vol 15, 534 (1976)) and are nowadays commonly known as liquid and solid photopolymers. However, such a photopolymer has a drawback that it is not hydrophilic, and thus has poor adhesion to a hydrophilic surface such as a glass plate. The use of an organic solvent has the disadvantage of poor handling.

【0005】一方、親水性のホログラム記録材料として
は、例えばポリ−N−ビニルピロリドンにリチウムアク
リラート等の光重合性モノマーと光開始剤を配合した記
録材料が公知である。しかし、このフォトポリマーに
は、湿気による活性化工程を必要とするという欠点があ
る。
On the other hand, as a hydrophilic hologram recording material, for example, a recording material in which a photopolymerizable monomer such as lithium acrylate and a photoinitiator are mixed with poly-N-vinylpyrrolidone is known. However, this photopolymer has the disadvantage that it requires a moisture activation step.

【0006】従って、親水性ホログラム記録材料とし
て、上記活性化工程が不要で、しかもガラス板の如き親
水性表面への密着性が良好なものは従来知られていな
い。
Therefore, there has not been known a hydrophilic hologram recording material which does not require the above-mentioned activation step and has good adhesion to a hydrophilic surface such as a glass plate.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、親水
性表面への密着性に優れ、ホログラムの保存安定性に優
れ、しかも取扱性に優れた新規な親水性ホログラム記録
材料を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a novel hydrophilic hologram recording material having excellent adhesion to a hydrophilic surface, excellent storage stability of a hologram, and excellent handleability. It is in.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記従来技
術の現状に鑑み、ポリエチレングリコールが低屈折率で
あり、組み合わせる光重合性のオリゴマー・モノマーの
選択の面からも都合がよいことから、不活性成分として
のポリエチレングリコールに着目し、更に、重合後に透
明な膜になること、現像、定着等の処理が簡単なこと、
レーザー感光性、回折効率、解像度等の実用性能に優れ
たホログラム記録が可能なこと等の諸条件を満たすべ
く、上記の不活性成分、オリゴマー・モノマー及び光開
始剤の組成等について、鋭意研究した。その結果、特定
分子量のポリエチレングリコール、特定の光重合性基を
有し特定屈折率のオリゴマー・モノマー、並びに光開始
剤を構成成分とする光重合性材料によれば、前記目的を
達成しうることを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned state of the art, the present inventors have considered that polyethylene glycol has a low refractive index and is advantageous from the viewpoint of selecting a photopolymerizable oligomer / monomer to be combined. Focusing on polyethylene glycol as an inert component, furthermore, it should be a transparent film after polymerization, and processing such as development and fixing should be simple,
In order to satisfy various conditions such as being able to perform hologram recording with excellent practical performance such as laser sensitivity, diffraction efficiency, and resolution, the above-mentioned inactive components, oligomer / monomer and photoinitiator composition were studied diligently. . As a result, the above object can be achieved by a polyethylene glycol having a specific molecular weight, an oligomer / monomer having a specific refractive index having a specific photopolymerizable group, and a photopolymerizable material having a photoinitiator as a constituent. And completed the present invention.

【0009】即ち、本発明は、(A)分子量が5,00
0〜30,000のポリエチレングリコール、(B)屈
折率が1.50以上であって、光重合性基として(メ
タ)アクリロイル基を有するオリゴマー及びモノマーの
少なくとも一種、並びに(C)光開始剤を含有し、且つ
(A)成分:(B)成分の重量比が1:9〜3:7であ
ることを特徴とする親水性ホログラム記録材料組成物に
係る。
That is, the present invention relates to (A) a polymer having a molecular weight of 5,000
0 to 30,000 polyethylene glycol; (B) at least one of oligomers and monomers having a refractive index of 1.50 or more and having a (meth) acryloyl group as a photopolymerizable group; and (C) a photoinitiator. The present invention relates to a hydrophilic hologram recording material composition, wherein the composition has a weight ratio of the component (A) to the component (B) of 1: 9 to 3: 7.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下に、本発明親水性ホログラム
記録材料組成物の各成分等について詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, each component of the hydrophilic hologram recording material composition of the present invention will be described in detail.

【0011】本発明材料組成物において、主剤たる不活
性成分として使用する(A)ポリエチレングリコール
は、-CH2-CH2-O-の繰り返し単位の直鎖状骨格からなる
分子量が5,000〜30,000程度の固体状の物質
である。特に好ましい分子量は、約20,000前後程
度である。分子量が5,000未満ではホログラムの保
存安定性が低下し、一方30,000を超えると(B)
オリゴマー・モノマーとの相溶性が低下するという傾向
にあるので好ましくない。また、このポリエチレングリ
コールは、通常、1.45〜1.48程度という低屈折
率であるので、ホログラムの回折効率が高いという利点
を有する。
[0011] In the present invention the material composition, for use as an inert ingredient serving base resin (A) polyethylene glycol has a molecular weight consisting of -CH 2 -CH 2 -O- repeat units of linear backbone is 5,000 It is a solid substance of about 30,000. A particularly preferred molecular weight is around about 20,000. If the molecular weight is less than 5,000, the storage stability of the hologram decreases, while if it exceeds 30,000, (B)
It is not preferable because the compatibility with the oligomer / monomer tends to decrease. Further, since this polyethylene glycol usually has a low refractive index of about 1.45 to 1.48, it has an advantage that the diffraction efficiency of the hologram is high.

【0012】また、本発明組成物において、副剤として
使用する(B)オリゴマー及びモノマーは、ラジカル的
に光重合してポリエチレングリコール鎖を絡めて高分子
化する役割を担うものであり、これらの少なくとも一種
を使用する。かかる(B)成分は、重合前の屈折率が
1.50以上であって、光重合性基として(メタ)アク
リロイル基を有するオリゴマー及びモノマーの少なくと
も一種である。ここで、光重合性基の(メタ)アクリロ
イル基とは、アクリロイル基、メタクリロイル基又はこ
れら両者を意味し、通常、分子末端に少なくとも1個有
している。そして、このものは屈折率が1.50以上で
あることが必要である。二種以上の混合物として使用す
る場合は、混合物としてこの屈折率であることが必要で
ある。屈折率がこの値未満では、高回折効率のホログラ
ムが得られ難いので、好ましくない。好ましい屈折率
は、1.51〜1.59程度である。屈折率が1.60
以上のものは、(A)成分との相溶性が不十分となる場
合が多いので好ましくない。
In the composition of the present invention, the oligomer and monomer (B) used as an auxiliary agent have a role of radically photopolymerizing and entanglement of a polyethylene glycol chain to form a polymer. Use at least one. The component (B) is at least one of an oligomer and a monomer having a refractive index before polymerization of 1.50 or more and having a (meth) acryloyl group as a photopolymerizable group. Here, the (meth) acryloyl group of the photopolymerizable group means an acryloyl group, a methacryloyl group or both, and usually has at least one at the molecular terminal. It is necessary that this has a refractive index of 1.50 or more. When used as a mixture of two or more, it is necessary that the mixture has this refractive index. If the refractive index is less than this value, it is difficult to obtain a hologram with high diffraction efficiency, which is not preferable. A preferred refractive index is about 1.51 to 1.59. Refractive index is 1.60
The above are not preferred because the compatibility with the component (A) often becomes insufficient.

【0013】このようなオリゴマーの具体例としては、
例えばポリエステル(メタ)アクリレート、エポキシ
(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート
等を挙げることができる。
Specific examples of such oligomers include:
For example, polyester (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate and the like can be mentioned.

【0014】これらオリゴマーの内、ポリエステル(メ
タ)アクリレートは、例えば、テレフタル酸、イソフタ
ル酸等の多塩基酸とエチレングリコール、プロピレング
リコール等のポリオールとのエステル化物の末端に少な
くとも1個の(メタ)アクリロイル基を有するものであ
る。また、エポキシ(メタ)アクリレートは、例えば、
ビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラッ
ク型エポキシ樹脂等に(メタ)アクリル酸を反応させた
ものである。また、ウレタン(メタ)アクリレートは、
例えば、ジイソシアネートとポリオールとの反応によっ
て得られたポリイソシアネートに水酸基含有(メタ)ア
クリル酸エステルを反応させたものである。
Among these oligomers, polyester (meth) acrylates include, for example, at least one (meth) acrylate at the end of an esterified product of a polybasic acid such as terephthalic acid or isophthalic acid and a polyol such as ethylene glycol or propylene glycol. It has an acryloyl group. Also, epoxy (meth) acrylate, for example,
It is obtained by reacting (meth) acrylic acid with a bisphenol A type epoxy resin, a phenol novolak type epoxy resin or the like. In addition, urethane (meth) acrylate,
For example, a polyisocyanate obtained by a reaction between a diisocyanate and a polyol is reacted with a hydroxyl group-containing (meth) acrylate.

【0015】これらのポリエステル(メタ)アクリレー
ト、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)
アクリレート等のオリゴマーとして好ましいものは、分
子中に1〜6個程度のフェニル基を有し、分子量が40
0〜5,000程度のものである。分子中にフェニル基
を有する場合には、光重合の進行と共に、(A)ポリエ
チレングリコールとの間で相分離が起こり易くなり回折
効率がより向上するという利点が得られる。
These polyester (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, urethane (meth)
Preferred oligomers such as acrylates have about 1 to 6 phenyl groups in the molecule and have a molecular weight of 40.
It is about 0 to 5,000. When the molecule has a phenyl group, there is obtained an advantage that, with the progress of photopolymerization, phase separation easily occurs with (A) polyethylene glycol, and the diffraction efficiency is further improved.

【0016】また、上記モノマーの具体例としては、例
えばペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、
3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アク
リレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレ
ート、ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート、
(メタ)アクリロイルモルホリン等を挙げることができ
る。これらのモノマーは、屈折率が1.50以上のもの
をそれ自体単独で、(B)成分として使用できるが、上
記オリゴマーの希釈剤としてオリゴマーと混合して使用
するのが好ましい。
Specific examples of the above-mentioned monomer include, for example, pentaerythritol tri (meth) acrylate,
3-phenoxy-2-hydroxypropyl (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, hexanediol mono (meth) acrylate,
(Meth) acryloylmorpholine and the like can be mentioned. These monomers having a refractive index of 1.50 or more can be used alone as the component (B), but are preferably used in combination with the oligomer as a diluent for the oligomer.

【0017】本発明組成物における主剤と副剤の配合量
は、(A)成分:(B)成分の重量比が1:9〜3:7
であることが必要である。この範囲外であると、得られ
たホログラムの回折効率が低くなったり、主剤が溶解し
難くなったりして、実用に耐え難いので、好ましくな
い。
The weight ratio of the component (A) to the component (B) is 1: 9 to 3: 7 in the composition of the present invention.
It is necessary to be. Outside this range, the diffraction efficiency of the obtained hologram becomes low, and the base material becomes difficult to dissolve, making it difficult to withstand practical use.

【0018】本発明組成物における(C)光開始剤とし
ては、He-Ne(波長633nm)、Ar(波長515,488nm)、He-
Cd(波長442nm)等のレーザー光を吸収してラジカルを
発生するものが用いられる。このような光開始剤として
は、例えば、カルボニル化合物単独、カルボニル化合物
と色素の組み合わせ等が、好ましいものとして挙げられ
る。また、アミン化合物と色素の組み合わせ、ボレート
化合物と色素の組み合わせ等も光開始剤として有効であ
る。
As the photoinitiator (C) in the composition of the present invention, He-Ne (wavelength 633 nm), Ar (wavelength 515,488 nm), He-Ne
What absorbs laser light, such as Cd (wavelength 442 nm), and generates a radical is used. Preferred examples of such a photoinitiator include a carbonyl compound alone and a combination of a carbonyl compound and a dye. Further, a combination of an amine compound and a dye, a combination of a borate compound and a dye, and the like are also effective as a photoinitiator.

【0019】カルボニル化合物としては、ベンジル、ベ
ンゾインエチルエーテル、ベンゾフェノン、ジエトキシ
アセトフェノン等を例示でき、色素としては、ミヒラー
ケトン、アクリジンイエロー、メロシアニン、メチレン
ブルー、カンファーキノン、エオシン、脱カルボキシル
化ローズベンガル等を例示できる。また、アミン化合物
としては、トリエタノールアミン、トリイソプロパノー
ルアミン、2−ジメチルアミノ安息香酸等を例示でき、
ボレート化合物としては、トリフェニル−n−ブチルボ
レート等を例示できる。
Examples of the carbonyl compound include benzyl, benzoin ethyl ether, benzophenone, and diethoxyacetophenone. Examples of the dye include Michler's ketone, acridine yellow, merocyanine, methylene blue, camphorquinone, eosin, and decarboxylated rose bengal. it can. Examples of the amine compound include triethanolamine, triisopropanolamine, and 2-dimethylaminobenzoic acid.
Examples of the borate compound include triphenyl-n-butyl borate and the like.

【0020】カルボニル化合物−色素の具体的な組み合
わせとしては、例えば、ベンジル−ミヒラーケトン、ベ
ンジル−アクリジンイエロー等が挙げられる。また、ア
ミン化合物と組み合わせる色素としては、エオシン、メ
チレンブルー等が好ましく、ボレート化合物と組み合わ
せる色素としては、脱カルボキシル化ローズベンガル等
が好ましい。
Specific examples of the carbonyl compound-dye combination include benzyl-Michler's ketone and benzyl-acridine yellow. Further, as the dye to be combined with the amine compound, eosin, methylene blue or the like is preferable, and as the dye to be combined with the borate compound, decarboxylated rose bengal or the like is preferable.

【0021】本発明組成物における(C)光開始剤の添
加量は、カルボニル化合物を使用する場合は、(B)成
分のオリゴマー・モノマーに対して、通常0.3〜5重
量%程度である。また、カルボニル化合物、アミン化合
物又はボレート化合物に色素を組み合わせる場合は、前
者化合物及び色素を、(B)成分に対してそれぞれ0.
3〜5重量%程度使用される。
The amount of the photoinitiator (C) in the composition of the present invention, when a carbonyl compound is used, is usually about 0.3 to 5% by weight based on the oligomer monomer of the component (B). . When a dye is combined with a carbonyl compound, an amine compound or a borate compound, the former compound and the dye are each added to the component (B) in an amount of 0.1%.
About 3 to 5% by weight is used.

【0022】本発明組成物は、前記の(A)成分、
(B)成分及び(C)成分を必須成分とするが、必要に
応じて、熱重合禁止剤、水、親水性有機溶剤等の添加物
を配合することができる。
The composition of the present invention comprises the above-mentioned component (A),
The components (B) and (C) are essential components, but additives such as a thermal polymerization inhibitor, water, and a hydrophilic organic solvent can be added as necessary.

【0023】本発明組成物は、(A)成分、(B)成分
及び(C)成分の必須成分と、必要に応じて、その他の
任意成分を、例えば、ガラス容器等に入れて攪拌するこ
とにより、好適に調製できる。この際、溶解を促進する
ために、例えば、40〜60℃程度に加温したり、水や
エチルアルコールを少量添加しても良い。
In the composition of the present invention, the essential components of the components (A), (B) and (C) and, if necessary, other optional components are stirred in a glass container or the like. Can be suitably prepared. At this time, in order to promote the dissolution, for example, the mixture may be heated to about 40 to 60 ° C., or a small amount of water or ethyl alcohol may be added.

【0024】本発明の記録材料組成物を用いてホログラ
ムを作成する場合は、例えば、次の様にして行うことが
できる。一例を述べれば、記録材料組成物を、ガラスや
プラスチック等の表面材上に塗布し、その上にカバー用
の表面材をあてがって3層構造にし、これを、レーザー
光を照射し参照光と物体光の干渉でできた縞模様の所
に、置く。この状態で、通常、数秒から数分経過すると
ホログラムとなる干渉縞が記録できる。
When a hologram is formed using the recording material composition of the present invention, for example, it can be performed as follows. As an example, the recording material composition is applied on a surface material such as glass or plastic, and a surface material for a cover is applied thereon to form a three-layer structure. Place it on the striped pattern created by the interference of object light. In this state, an interference fringe that normally becomes a hologram after several seconds to several minutes can be recorded.

【0025】ここで、光量としては、光強度と照射時間
との積で、100〜1,000mJ/cm2程度とするのが好
ましい。この範囲よりも少ない場合は記録が困難であ
り、又この範囲より多いとホログラムの回折効率が低下
する傾向にあるので好ましくない。また、干渉縞を記録
した後の、現像、定着等の後処理は、特に必要としない
が、念のために全面光照射や加熱処理をしても良い。
Here, the light amount is preferably about 100 to 1,000 mJ / cm 2 as a product of the light intensity and the irradiation time. If it is less than this range, recording is difficult, and if it is more than this range, the diffraction efficiency of the hologram tends to decrease, which is not preferable. Further, post-processing such as development and fixing after recording the interference fringes is not particularly required, but the entire surface may be irradiated with light or subjected to heat treatment just in case.

【0026】また、本発明の材料組成物を用いてホログ
ラムを好適に複写できる。即ち、一例を述べれば、原画
となるホログラム板の上に厚さ10μm程度の薄いポリ
エチレンテレフタレートフィルムを介して本発明材料を
置き、その上から100Wの高圧水銀灯を10μm位の
距離で照射する。これにより、材料層に回折せずに入る
参照光と原画の回折光(つまり物体光)との間で干渉し
て複写され、原画にかなり忠実な複写されたホログラム
が得られる。尚、回折効率は、ホログラムに入射する再
生用の照明光強度に対する1次回折光強度の比で定義さ
れ、又複写されたホログラムの回折効率は複写元のそれ
によって影響される。
Further, a hologram can be suitably copied using the material composition of the present invention. That is, as an example, the material of the present invention is placed on a hologram plate serving as an original through a thin polyethylene terephthalate film having a thickness of about 10 μm, and a 100 W high-pressure mercury lamp is irradiated from above on the hologram plate at a distance of about 10 μm. As a result, interference occurs between the reference light that enters the material layer without diffracting and the diffracted light of the original image (that is, the object light), and the copied hologram is obtained, which is fairly faithful to the original image. The diffraction efficiency is defined by the ratio of the intensity of the first-order diffracted light to the intensity of the illumination light for reproduction incident on the hologram, and the diffraction efficiency of the copied hologram is affected by that of the original.

【0027】本発明の記録材料組成物は、露光前は主剤
の(A)成分と副剤の(B)成分等が完全に溶解し合っ
ているが、レーザー光照射とともに副剤が光重合して高
分子化し、ついにはホログラム記録膜となる。
In the recording material composition of the present invention, the component (A) of the main component and the component (B) of the sub-agent are completely dissolved before exposure, but the photo-polymerization of the sub-agent occurs upon irradiation with laser light. It becomes a polymer, and finally becomes a hologram recording film.

【0028】即ち、本発明記録材料組成物に干渉パター
ンを露光すると、まず、光量の多い部分でオリゴマー・
モノマーが重合し、その部分の体積収縮をきたす。その
凹みへ光量の少ない部分から未重合物が流れ込むと共
に、(A)成分と(B)成分の相分離によって、ポリエ
チレングリコールは光量の少ない部分へ拡散し、オリゴ
マー・モノマーは光量の多い部分へと拡散移動し、重合
がさらに進む。一方、光量の少ない部分では、光量の多
い部分に比べて少しの遅れを生じるが重合は進行する。
これらの結果、光量の多い部分は屈折率の高い重合物が
集積し、逆に光量の少ない部分は屈折率の低いポリエチ
レングリコールを多く含む重合物が集積する。従って、
光量に応じた組成分布、即ちポリエチレングリコールが
多い部分とオリゴマー・モノマー重合物が多い部分との
屈折率の差に基づいた干渉パターンが、リアルタイム
で、且つ、安定して記録できる。本発明の記録材料組成
物は、親水性である上に有害な有機溶剤を使用しないた
め取扱いやすく、(A)成分も(B)成分も共に十分に
高分子量化しているため保存安定性に優れ、記録後に両
成分が再拡散して記録が不鮮明になる欠点もない。
That is, when an interference pattern is exposed on the recording material composition of the present invention, first, oligomers and
The monomer polymerizes, causing volume shrinkage of that portion. The unpolymerized material flows into the dent from the portion where the amount of light is small, and due to the phase separation of the components (A) and (B), the polyethylene glycol is diffused to the portion where the amount of light is small, and the oligomer / monomer is changed to the portion where the amount of light is large. Diffusion moves, and polymerization proceeds further. On the other hand, the polymerization progresses in the portion where the light amount is small, although a little delay occurs compared to the portion where the light amount is large.
As a result, a polymer having a high refractive index accumulates in a portion having a large amount of light, and a polymer containing a large amount of polyethylene glycol having a low refractive index accumulates in a portion having a small amount of light. Therefore,
An interference pattern based on the composition distribution according to the amount of light, that is, the difference in the refractive index between the portion having a large amount of polyethylene glycol and the portion having a large amount of the oligomer / monomer polymer can be stably recorded in real time. The recording material composition of the present invention is hydrophilic and does not use a harmful organic solvent, so that it is easy to handle. Since both the component (A) and the component (B) have a sufficiently high molecular weight, they have excellent storage stability. Also, there is no disadvantage that both components are re-diffused after recording and the recording becomes unclear.

【0029】[0029]

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を
より一層具体的に説明する。
The present invention will now be described more specifically with reference to examples and comparative examples.

【0030】実施例1 分子量が20,000のポリエチレングリコール(屈折
率1.47、以下「PEG20000」という)20g
に、エポキシアクリレート(大阪有機化学工業(株)
製、「ビスコート540」、分子量480、粘度20,
000cps/25℃)20g、3−フェノキシ−2−ヒドロ
キシプロピルアクリレート60g及びペンタエリスリト
ールトリアクリレート20gの混合物(屈折率1.5
2)と、ベンゾインエチルエーテル(上記混合物に対し
て2重量%)とを加え、これを50×60×1.5mmのガラス
板と厚さ10μmのポリエチレンテレフタレートフィル
ムの間に樹脂層が厚みが約10μmになるように挟んで
3層構造にした。その上に70本/mmの線を記録した別
のホログラム板(回折効率約60%、分解能約2000
本/mm)を密着させ、さらにその上から約10cmの距
離で100Wの高圧水銀ランプ(365nm、410n
m、430nm付近に、ピーク波長を有する)を照射し
た。2〜3分で着色が無く透明性に優れた、回折効率が
約30%の明るいホログラムが複製できた。このように
複写方式で良好なホログラムが得られるということは、
レーザーの干渉でホログラム作製ができることの確証と
なる。得られたホログラムは、カバーフィルムを剥がし
ても3ヶ月以上という長期間、安定な像が保たれた。
Example 1 20 g of polyethylene glycol having a molecular weight of 20,000 (refractive index: 1.47; hereinafter, referred to as "PEG 20000")
And epoxy acrylate (Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)
"Viscort 540", molecular weight 480, viscosity 20,
2,000 cps / 25 ° C.), a mixture of 20 g of 3-phenoxy-2-hydroxypropyl acrylate and 20 g of pentaerythritol triacrylate (refractive index 1.5
2) and benzoin ethyl ether (2% by weight based on the above mixture) were added, and a resin layer having a thickness of about 10 μm was placed between a 50 × 60 × 1.5 mm glass plate and a 10 μm thick polyethylene terephthalate film. To form a three-layer structure. Another hologram plate on which 70 lines / mm lines were recorded (diffraction efficiency about 60%, resolution about 2000
Book / mm) and a 100 W high-pressure mercury lamp (365 nm, 410 n) at a distance of about 10 cm from above
m having a peak wavelength around 430 nm). In 2-3 minutes, a bright hologram with no coloring and excellent transparency and a diffraction efficiency of about 30% could be reproduced. The fact that a good hologram can be obtained by the copying method in this way means that
This proves that holograms can be produced by laser interference. The obtained hologram maintained a stable image for a long period of 3 months or more even when the cover film was peeled off.

【0031】比較例1及び2 PEG20000に代えて、分子量が400又は2,0
00の2種類のポリエチレングリコール(屈折率1.4
6又は1.47、以下「PEG400」又は「PEG2
000」という)20gを使用する以外はすべて実施例
1と同様の成分からなる記録材料組成物について、実施
例1と同様にして実施すると、明るいホログラムが複製
できた。ところがカバーフィルムを剥がして放置する
と、PEG400を使用した場合は数分で、PEG20
00を使用した場合は1日後に、ホログラムは消滅し
た。
Comparative Examples 1 and 2 Instead of PEG 20000, the molecular weight was 400 or 2,0.
00 and two types of polyethylene glycol (refractive index 1.4)
6 or 1.47, hereinafter “PEG400” or “PEG2”
000 "), the same procedure as in Example 1 was carried out on a recording material composition comprising the same components as in Example 1 except that 20 g of the recording material composition was used. However, when the cover film was peeled off and left to stand, it took several minutes when PEG 400 was used.
One day after using 00, the hologram disappeared.

【0032】実施例1、比較例1及び2で得たホログラ
ムについて、ポリエチレングリコールの種類を変えた場
合のホログラム形成性及びホログラム安定性を、表1に
示す。ホログラム形成性は、回折効率が20%以上のも
のを良好とした。また、ホログラム安定性は、ホログラ
ムを電灯にかざしたときに干渉色が全く生じなくなる迄
の時間(hr)により、評価した。
With respect to the holograms obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the hologram forming properties and hologram stability when the kind of polyethylene glycol was changed are shown in Table 1. The hologram-forming property was good when the diffraction efficiency was 20% or more. The hologram stability was evaluated based on the time (hr) until no interference color was generated when the hologram was held over an electric lamp.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】実施例2 実施例1と同じ成分配合の樹脂(PEG20000を2
0g及び実施例1のオリゴマー・モノマー混合物を20
g)に、該混合物に対して2重量%のベンゾインエチル
エーテルと、該混合物に対してそれぞれ2重量%のベン
ジル及びミヒラーケトンとを加え、これを50×60×1.5m
mの2枚のガラス板間に厚みが10μmになるように挟
んで3層構造にし、ホログラム記録用感光板を作成し
た。次に、He-Cdレーザー光を使用して干渉パターンを
作り、上記感光板を露光(150mJ/cm2)したところ、こ
の操作のみで数分で干渉パターンが記録できた。現像や
定着の操作は不要である。記録層は2枚のガラス板には
さまれているため露光後も樹脂膜の厚さは均一であり、
膜表面に光が強く当たった部位と弱く当たった部位の間
で凹凸の無いことから、記録は屈折率変調によって行わ
れていることが判る。可視部にほとんど吸収のない透明
で明るいホログラム(回折効率60%、分解能2000
本/mm以上)ができた。ガラス板を剥がしても安定な像
が保たれた。
Example 2 A resin having the same composition as in Example 1 (PEG 20000
0 g and the oligomer-monomer mixture of Example 1
g), 2% by weight of benzoin ethyl ether, based on the mixture, and 2% by weight of benzyl and Michler's ketone, respectively, based on the mixture are added.
A two-layer glass plate having a three-layer structure was sandwiched between two glass plates having a thickness of 10 μm to prepare a photosensitive plate for hologram recording. Next, an interference pattern was formed using a He-Cd laser beam, and the photosensitive plate was exposed (150 mJ / cm 2 ). With this operation alone, the interference pattern could be recorded in a few minutes. No development or fixing operation is required. Since the recording layer is sandwiched between two glass plates, the thickness of the resin film is uniform even after exposure,
Since there is no unevenness between the portion where the light hits the film surface strongly and the portion where the light hits the film surface weakly, it is understood that the recording is performed by the refractive index modulation. Transparent and bright hologram with little absorption in the visible part (diffraction efficiency 60%, resolution 2000)
Book / mm or more). A stable image was maintained even when the glass plate was peeled off.

【0035】実施例3 PEG20000の30gに、エポキシアクリレート
(大阪有機化学工業(株)製、「ビスコート540」、
分子量480、粘度20,000cps/25℃)40g及び
3−フェノキシ−2−ヒドロキシプロピルアクリレート
30gの混合物(屈折率1.53)と、該混合物に対し
てそれぞれ2重量%のベンジル及びミヒラーケトンとを
加えて、記録材料組成物を調製した。これを実施例1と
同様にして50×60×1.5mmのガラス板と厚さ10μmの
ポリエチレンテレフタレートフィルムの間に厚み約8μ
mになるように挟んで、感光板を作製した。次に、He-C
dレーザー光を使用して干渉パターン(200mJ/cm2)を作
り、感光板に当てたところ、この操作のみで、数秒〜数
分で干渉パターンが光重合により再現性よく記録でき
た。現像や定着の操作は不要であり、安定なホログラム
(回折効率60%以上、分解能3000本/mm以上)が
できた。
Example 3 Epoxy acrylate ("Biscoat 540", manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.) was added to 30 g of PEG 20000,
A mixture (40 g of molecular weight 480, viscosity 20,000 cps / 25 ° C.) and 30 g of 3-phenoxy-2-hydroxypropyl acrylate (refractive index 1.53), and 2% by weight of benzyl and Michler's ketone were added to the mixture. Thus, a recording material composition was prepared. This was carried out in the same manner as in Example 1 to a thickness of about 8 μm between a glass plate of 50 × 60 × 1.5 mm and a polyethylene terephthalate film having a thickness of 10 μm.
m, to produce a photosensitive plate. Next, He-C
An interference pattern (200 mJ / cm 2 ) was created using d-laser light and applied to a photosensitive plate. With this operation alone, the interference pattern could be recorded with good reproducibility in a few seconds to several minutes by photopolymerization. No development or fixing operation was required, and a stable hologram (diffraction efficiency 60% or more, resolution 3000 or more / mm) was obtained.

【0036】実施例4 PEG20000の25gに、ウレタンアクリレート
(大阪有機化学工業(株)製、「ビスコート823」、
分子量1,350)30g、アクリロイルモルホリン2
5g及びペンタエリスリトールトリアクリレート20g
の混合物(屈折率1.51)と、該混合物に対して2重
量%のベンゾインエチルエーテルとを加えて、記録材料
組成物を調製した。これを50×60×1.5mmのガラス板と
厚さ10μmのポリエチレンテレフタレートフィルムの
間に樹脂層が厚み約10μmになるように挟んで3層構
造にした。その上に100本/mmの線を記録した屈折率
変化型ホログラム板を密着して、さらにその上から実施
例1と同じ100Wの高圧水銀ランプを使用して、約1
0μmの距離から照射した。約2分で着色が無く透明性
に優れた、回折効率が約30%の明るいホログラムが複
製できた。これはカバーフィルムを剥がしても3ヶ月以
上という長期間、安定な像が保たれた。
Example 4 To 25 g of PEG 20000 was added urethane acrylate (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd., "Biscoat 823").
Molecular weight 1,350) 30 g, acryloyl morpholine 2
5 g and pentaerythritol triacrylate 20 g
(With a refractive index of 1.51) and 2% by weight of benzoin ethyl ether based on the mixture to prepare a recording material composition. This was sandwiched between a glass plate of 50 × 60 × 1.5 mm and a polyethylene terephthalate film having a thickness of 10 μm so that the resin layer had a thickness of about 10 μm to form a three-layer structure. A refractive index change type hologram plate on which 100 lines / mm were recorded was closely adhered thereon, and the same high-pressure mercury lamp of 100 W as in Example 1 was used thereon.
Irradiation was performed from a distance of 0 μm. In about 2 minutes, a bright hologram with no coloring and excellent transparency and a diffraction efficiency of about 30% could be reproduced. As a result, a stable image was maintained for a long period of 3 months or more even when the cover film was peeled off.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明のホログラム記録材料組成物によ
れば、単にレーザー光に基づく干渉縞を露光するだけ
で、ポリエチレングリコールを多く含む部分とオリゴマ
ー・モノマー重合物を多く含む部分とに拡散して分離し
た屈折率変調のあるホログラムが記録でき、ホログラム
の複製も容易である。また、親水性であるため親水性表
面への密着性に優れ、しかも有害な有機溶剤も使用せ
ず、現像等の後処理を省略でき、種々の操作が容易であ
り、取扱性に優れる。また、ポリエチレングリコールが
低屈折率なので選択対象のオリゴマー・モノマーも豊富
であり、応用分野が広く産業上有利である。更に、特定
範囲の分子量のポリエチレングリコールを使っているこ
と等から像自体の安定性に優れる。
According to the hologram recording material composition of the present invention, by simply exposing the interference fringes based on the laser beam, the hologram recording material composition diffuses into the portion containing a large amount of polyethylene glycol and the portion containing a large amount of the oligomer / monomer polymer. A hologram having a refractive index modulation that has been separated can be recorded, and the hologram can be easily copied. Further, since it is hydrophilic, it has excellent adhesion to a hydrophilic surface, and does not use a harmful organic solvent, can omit post-processing such as development, is easy to perform various operations, and is excellent in handleability. In addition, since polyethylene glycol has a low refractive index, there are abundant oligomers and monomers to be selected, and it is widely applied and industrially advantageous. Further, since polyethylene glycol having a specific range of molecular weight is used, the stability of the image itself is excellent.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(A)分子量が5,000〜30,000
のポリエチレングリコール、(B)屈折率が1.50以
上であって、光重合性基として(メタ)アクリロイル基
を有するオリゴマー及びモノマーの少なくとも一種、並
びに(C)光開始剤を含有し、且つ(A)成分:(B)
成分の重量比が1:9〜3:7であることを特徴とする
親水性ホログラム記録材料組成物。
(A) a molecular weight of 5,000 to 30,000
And (B) at least one of oligomers and monomers having a (meth) acryloyl group as a photopolymerizable group having a refractive index of 1.50 or more, and (C) a photoinitiator, and ( A) Component: (B)
A hydrophilic hologram recording material composition, wherein the weight ratio of the components is 1: 9 to 3: 7.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009067788A1 (en) 2007-11-27 2009-06-04 Southbourne Investments Ltd. Holographic recording medium
JP2010270186A (en) * 2009-05-20 2010-12-02 National Printing Bureau Ink composition

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