JP2008152170A - Composition for holographic recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光の干渉縞、光の振幅、又はその振幅と位相とを記録するホログラフィ記録媒体を作製するのに用いられる組成物、及びそれを用いて作製したホログラフィ記録媒体に関するものである。 The present invention relates to a composition used for producing a holographic recording medium for recording light interference fringes, light amplitude, or the amplitude and phase thereof, and a holographic recording medium produced using the composition.
被反射物体からの反射波動や透過波動と参照波動とを重ね合わせて得られる干渉縞を露光させて記録・再生したり、面上の波の乱れの振幅と位相との分布を記録・再生したりするホログラフィは、大容量を記憶させることができるものである。 Records and reproduces the interference fringes obtained by overlaying the reflected and transmitted waves from the reflected object and the reference wave, and records and reproduces the distribution of the amplitude and phase of the wave disturbance on the surface. Holography can store a large capacity.
このホログラフィに用いられる記録媒体として、量産可能な乾式の体積ホログラフィ記録媒体が用いられている。 As a recording medium used for this holography, a dry volume holographic recording medium capable of mass production is used.
この体積ホログラフィ記録媒体の原材料として、フォトポリマーや、アゾベンゼン系又はジアリールエテン系のフォトクロミック材料や、LiNbO3又は液晶のようなフォトリフラクティブ材料が知られている。 As raw materials for this volume holographic recording medium, photopolymers, azobenzene-based or diarylethene-based photochromic materials, and photorefractive materials such as LiNbO 3 or liquid crystals are known.
中でもフォトポリマーで作製された体積ホログラフィ記録媒体は、工業的量産性に優れ、ホログラム光ディスクやカードに用いることができる追記可能型メモリー(WORM)である。例えば、特許文献1に、3次元架橋構造を有するポリマーマトリックス、重合性モノマー及び3級アミン化合物を構成成分とし、ポリマーマトリックスが重合性モノマーの重合反応と異なる重合反応により、重合性モノマーの存在で形成されている体積ホログラム記録材料が記載されている。
Among them, a volume holographic recording medium made of a photopolymer is a recordable memory (WORM) that is excellent in industrial mass productivity and can be used for a hologram optical disk and a card. For example, in
体積ホログラフィ記録媒体の記録容量を一層増大させることができ、プリフォーマット加工可能でエラーレイトが小さく、高感度かつ高品質で高性能のディスク状記録媒体を得るために、均一な厚膜を形成でき、露光させたときのフォトポリマーの体積収縮率が極めて小さなホログラフィ記録媒体用組成物が望まれていた。 The recording capacity of the volume holographic recording medium can be further increased, a uniform thick film can be formed to obtain a high-sensitivity, high-quality, high-performance disk-shaped recording medium that can be preformatted, has a low error rate Therefore, there has been a demand for a composition for a holographic recording medium in which the volume shrinkage of the photopolymer when exposed is extremely small.
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、均一膜厚に塗工でき、露光させても体積収縮がない高感度のホログラフィ記録媒体を簡便に製造できるホログラフィ記録媒体用組成物、及びそれを用いて製造でき、エラーレイトが小さく、大容量を記憶可能な高性能の高密度ホログラフィ記録媒体を提供することを目的とする。 The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and can be applied to a uniform film thickness, and a composition for a holographic recording medium that can easily produce a high-sensitivity holographic recording medium having no volume shrinkage even when exposed, Another object of the present invention is to provide a high-performance high-density holographic recording medium that can be manufactured using the same, has a small error rate, and can store a large capacity.
前記の目的を達成するためになされた特許請求の範囲の請求項1に記載のホログラフィ記録媒体用組成物は、(メタ)アクリル酸エステル基を有する含フッ素重合性物質と、それに光で共重合する(メタ)アクリル酸エステル基を有するフッ素不含有重合性物質と、熱で開環重合する脂環式エポキシ基含有カチオン重合性物質と、溶解パラメータが前記フッ素不含有重合性物質よりも小さく前記含フッ素重合性物質よりも大きいフッ素不含有の非重合性物質とが、含まれていることを特徴とする。
The composition for a holographic recording medium according to
請求項2に記載のホログラフィ記録媒体用組成物は、請求項1に記載されたもので、前記含フッ素重合性物質の0.5〜10重量部、前記フッ素不含有重合性物質の7〜30重量部、前記脂環式エポキシ基含有カチオン重合性物質の30〜70重量部、前記非重合性物質の5〜40重量部が含まれていることを特徴とする。
The composition for a holographic recording medium according to
請求項3に記載のホログラフィ記録媒体用組成物は、請求項1に記載されたもので、前記含フッ素重合性物質中のフッ素置換基が、炭素数を6〜10とすることを特徴とする。
The composition for a holographic recording medium according to claim 3 is the composition according to
請求項4に記載のホログラフィ記録媒体用組成物は、請求項1に記載されたもので、前記含フッ素重合性物質が、下記化学式(1)
CH2=CR1-CO-O-CH2-(CF2)b-CH2-O-CO-CR2=CH2 ・・・(1)
(化学式(1)中、bは6〜10の数、R1及びR2は同一又は異なり水素原子又はメチル基)で表わされることを特徴とする。
The composition for a holographic recording medium according to
CH 2 = CR 1 -CO-O -CH 2 - (CF 2) b -CH 2 -O-
(In the chemical formula (1), b is a number of 6 to 10, and R 1 and R 2 are the same or different and are represented by a hydrogen atom or a methyl group).
請求項5に記載のホログラフィ記録媒体用組成物は、請求項1に記載されたもので、前記フッ素不含有重合性物質が、屈折率を最小でも1.55とするものであることを特徴とする。
The composition for a holographic recording medium according to
請求項6に記載のホログラフィ記録媒体用組成物は、請求項1に記載されたもので、前記脂環式エポキシ基含有カチオン重合性物質が、屈折率を最大でも1.53とするものであることを特徴とする。
The composition for a holographic recording medium according to claim 6 is the composition according to
請求項7に記載のホログラフィ記録媒体用組成物は、請求項1に記載されたもので、前記非重合性物質が、屈折率を最大でも1.52とするものであることを特徴とする。 The composition for a holographic recording medium according to a seventh aspect is the composition according to the first aspect, wherein the non-polymerizable material has a refractive index of at most 1.52.
請求項8に記載のホログラフィ記録媒体は、請求項1〜7の何れかの組成物が基材上に付され、それの前記脂環式エポキシ基含有カチオン重合性物質が重合して、ホログラフィ記録層を形成していることを特徴とする。
The holographic recording medium according to
請求項9に記載のホログラフィ記録方法は、請求項8に記載のホログラフィ記録媒体に、光を照射して前記含フッ素重合性物質と前記フッ素不含有重合性物質とを共重合させることを特徴とする。
The holographic recording method according to claim 9 is characterized in that the holographic recording medium according to
請求項10に記載のホログラフィ記録方法は、請求項9に記載されたもので、前記光が、レーザー光であることを特徴とする。 A holographic recording method according to a tenth aspect is the holographic recording method according to the ninth aspect, wherein the light is laser light.
本発明のホログラフィ記録媒体用組成物は、簡便に調製でき、しかも基材へ均一膜厚で塗工できるものである。この組成物を基材に塗工し熱硬化して得たホログラフィ記録媒体は、コーヒレントなレーザー光等で感度よく露光でき、しかもそれによる体積収縮が極めて小さい。そのため、このホログラフィ記録媒体は、高感度であって、エラーレイトが小さく、高密度で、大容量を記録できる。さらにその構造を簡便にすることができるので、生産性が高い。 The composition for a holographic recording medium of the present invention can be easily prepared and can be applied to a substrate with a uniform film thickness. A holographic recording medium obtained by applying this composition to a substrate and thermosetting it can be exposed with high sensitivity with a coherent laser beam or the like, and the volumetric shrinkage caused thereby is extremely small. Therefore, this holographic recording medium has high sensitivity, a small error rate, a high density, and a large capacity. Furthermore, since the structure can be simplified, productivity is high.
このホログラフィ記録媒体を用いた記憶方法によれば、大容量をほとんどエラーなく記録再生できる。 According to the storage method using this holographic recording medium, a large capacity can be recorded and reproduced with almost no error.
以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described in detail below, but the scope of the present invention is not limited to these examples.
ホログラフィ記録媒体用組成物の好ましい実施の一例は、(メタ)アクリル酸エステル基を有する含フッ素重合性物質、(メタ)アクリル酸エステル基を有するフッ素不含有重合性物質、脂環式エポキシ基含有カチオン重合性物質、溶解パラメータがフッ素不含有重合性物質よりも小さく含フッ素重合性物質よりも大きいフッ素不含有の非重合性物質である可塑剤、及び必要に応じ溶媒、重合触媒を、混合して調製するというものである。 Examples of preferred embodiments of the holographic recording medium composition include a fluorine-containing polymerizable material having a (meth) acrylate group, a fluorine-free polymerizable material having a (meth) acrylate group, and an alicyclic epoxy group-containing material. Mix the cationically polymerizable substance, the plasticizer that is a fluorine-free non-polymerizable substance whose solubility parameter is smaller than that of the fluorine-free polymerizable substance and larger than that of the fluorine-containing polymerizable substance, and, if necessary, a solvent and a polymerization catalyst. To be prepared.
含フッ素重合性物質は、例えば-(CH2)a1-(CF2)b-(CH2)a2-
(但し、a1及びa2は同一又は異なり1〜2、b=6〜10の数)、
-(CH2)d1-(CF2)e-C[-(CF2)f-F][-(CF2)g-F]-(CH2)d2-
(但し、d1及びd2は同一又は異なり1〜2、e=1〜9、f=0〜8、g=1〜9であって、e+f+g=6〜10となる数)、
-(CH2)h1-(CF2)i-(-O-CjF2j)k-O-(CF2)m-(CH2)h2-
(但し、h1及びh2は同一又は異なり1〜2、i=1〜3、j=1〜4、k=1〜9、m=0〜3であって、i+j×k+m=6〜10となる数)、
及び下記化学式(2)
(However, a1 and a2 are the same or different and are numbers 1-2, b = 6-10),
- (CH 2) d1 - ( CF 2) e -C [- (CF 2) f -F] [- (CF 2) g -F] - (CH 2) d2 -
(However, d1 and d2 are the same or different and are 1-2, e = 1 to 9, f = 0 to 8, g = 1 to 9, and e + f + g = 6 to 10),
-(CH 2 ) h 1- (CF 2 ) i -(-O-C j F 2j ) k -O- (CF 2 ) m- (CH 2 ) h 2-
(However, h1 and h2 are the same or different and are 1-2, i = 1-3, j = 1-4, k = 1-9, m = 0-3, and i + j × k + m = 6-10. number),
And the following chemical formula (2)
例えば含フッ素重合性物質は、(メタ)アクリル酸と炭素数6〜10のフッ素置換基を含有するジオールとのエステル基を有する化合物で、具体的には、HO-(CH2)a1-(CF2)b-(CH2)a1-OH(但し、a1、a2、bは前記に同じ)と(メタ)アクリル酸とのエステル、より具体的には、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-デカフルオロヘプタンジオール、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-ドデカフルオロオクタンジオール、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8-テトラデカフルオロノナンジオール、または2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-ヘプタデカフルオロデカンジオールと、(メタ)アクリル酸とのエステルが挙げられる。 For example, the fluorine-containing polymerizable substance is a compound having an ester group of (meth) acrylic acid and a diol containing a fluorine substituent having 6 to 10 carbon atoms, specifically, HO— (CH 2 ) a1 — ( CF 2 ) b — (CH 2 ) a1 —OH (where a1, a2 and b are the same as above) and (meth) acrylic acid, more specifically 2,2,3,3,4 , 4,5,5,6,6-decafluoroheptanediol, 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-dodecafluorooctanediol, 2,2,3 , 3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8-tetradecafluorononanediol, or 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6, Examples include esters of 7,7,8,8,9,9-heptadecafluorodecanediol and (meth) acrylic acid.
含フッ素重合性物質は、HO-(CH2)d1-(CF2)e-C[-(CF2)f-F][-(CF2)g-F]-(CH2)d2-OH(但し、d1、d2、e、f、gは前記に同じ)と(メタ)アクリル酸とのエステル、例えば2-フルオロ-2-パーフルオロオクチル-1,3-プロパンジオール、2-フルオロ-2-パーフルオロイソオクチル-1,3-プロパンジオール、または2-フルオロ-2-パーフルオロ(4-エチル-ヘキシル)-2-ヒドロキシメチル-1-メタノールと、(メタ)アクリル酸とのエステルも挙げられる。 Fluorine-containing polymerizable substance, HO- (CH 2) d1 - (CF 2) e -C [- (CF 2) f -F] [- (CF 2) g -F] - (CH 2) d2 -OH (Where d1, d2, e, f and g are the same as above) and an ester of (meth) acrylic acid, such as 2-fluoro-2-perfluorooctyl-1,3-propanediol, 2-fluoro-2 Examples include esters of -perfluoroisooctyl-1,3-propanediol or 2-fluoro-2-perfluoro (4-ethyl-hexyl) -2-hydroxymethyl-1-methanol with (meth) acrylic acid It is done.
含フッ素重合性物質は、HO-(CH2)h1-(CF2)i-(-O-CjF2j)k-O-(CF2)m-(CH2)h2-OH(但し、h1、h2、i、j、k、mは前記に同じ)と(メタ)アクリル酸とのエステル、例えば2,2,4,4,5,5,7,7-オクタフルオロトリエチレングリコール、2,2,4,4,5,5,7,7,8,8,10,10-ドデカフルオロテトラエチレングリコール、2,4,4,5,7,7-ヘキサフルオロ-2,5,8-トリ(トリフルオロメチル)トリエチレングリコールと、(メタ)アクリル酸とのエステルも挙げられる。 Fluorine-containing polymerizable substance, HO- (CH 2) h1 - (CF 2) i - (- O-C j F 2j) k -O- (CF 2) m - (CH 2) h2 -OH ( provided that h1, h2, i, j, k and m are the same as above) and an ester of (meth) acrylic acid, for example, 2,2,4,4,5,5,7,7-octafluorotriethylene glycol, 2 , 2,4,4,5,5,7,7,8,8,10,10-dodecafluorotetraethylene glycol, 2,4,4,5,7,7-hexafluoro-2,5,8- Also included are esters of tri (trifluoromethyl) triethylene glycol and (meth) acrylic acid.
含フッ素重合性物質は、下記化学式(3)
中でも、前記含フッ素重合性物質が、下記化学式(1)
CH2=CR1-CO-O-CH2-(CF2)b-CH2-O-CO-CR2=CH2 ・・・(1)
(化学式(1)中、bは6〜10の数、R1及びR2は同一又は異なり水素原子又はメチル基)で表わされるものであることが好ましい。
Among these, the fluorine-containing polymerizable substance has the following chemical formula (1)
CH 2 = CR 1 -CO-O -CH 2 - (CF 2) b -CH 2 -O-
(In the chemical formula (1), b is preferably a number of 6 to 10, and R 1 and R 2 are the same or different and are each a hydrogen atom or a methyl group).
また、フッ素不含有重合性物質は、例えば(メタ)アクリル酸とジオールとのエステル基を有する化合物で、具体的には、下記化学式(4)
(化学式(4)中、q及びpは同一又は異なり0〜6であってq+p=2〜6となる数、R3及びR4は同一又は異なり水素原子又はメチル基)が挙げられる。q+pが5であると一層好ましい。これを単独、もしくは一般的な単官能(メタ)アクリレート、単官能ビニル化合物、多官能(メタ)アクリレートとの併用により用いることができる。単官能(メタ)アクリレートとしては、フェノキシ(メタ)アクリレート、フェニルフェノキシ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。単官能ビニル化合物としては、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルホルムアミドなどが挙げられる。更に、多官能(メタ)アクリレートとしては、トリメチロールプロパンやそのアルキレンオキサイド付加物と(メタ)アクリル酸付加物、ネオペンチルグリコールをはじめとしたアルキレングリコールのジ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 (In the chemical formula (4), q and p are the same or different and are 0 to 6 and q + p = 2 to 6, and R 3 and R 4 are the same or different and are a hydrogen atom or a methyl group). It is more preferable that q + p is 5. This can be used alone or in combination with a general monofunctional (meth) acrylate, monofunctional vinyl compound, or polyfunctional (meth) acrylate. Examples of the monofunctional (meth) acrylate include phenoxy (meth) acrylate, phenylphenoxy (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, and phenylphenoxyethyl (meth) acrylate. Examples of the monofunctional vinyl compound include N-vinylacetamide and N-vinylformamide. Furthermore, examples of the polyfunctional (meth) acrylate include trimethylolpropane, its alkylene oxide adduct and (meth) acrylic acid adduct, and di (meth) acrylate of alkylene glycol including neopentyl glycol.
また、脂環式エポキシ基含有カチオン重合性物質は、例えばエポキシ基含有シクロアルキル基を含有した化合物で、複数のエポキシ基を有する多官能エポキシ化合物であっても、一つのエポキシ基を有する単官能エポキシ化合物であってもよい。 In addition, the alicyclic epoxy group-containing cationic polymerizable material is a compound containing an epoxy group-containing cycloalkyl group, for example, even if it is a polyfunctional epoxy compound having a plurality of epoxy groups, a monofunctional compound having one epoxy group. Epoxy compounds may be used.
脂環式エポキシ基含有カチオン重合性物質は、多官能エポキシ化合物として、具体的には、下記化学式(5)
別な脂環式エポキシ基含有カチオン重合性物質は、例えば Another alicyclic epoxy group-containing cationic polymerizable material is, for example,
が挙げられる。より具体的には、UVR−6110,同6199(何れもダウ・ケミカル社製:商品名)、セロキサイド2083,同2085、エポリードGT−302,同GT−303,同GT−401,同GT−402(何れもダイセル化学社製:商品名)が挙げられる。 Is mentioned. More specifically, UVR-6110, 6199 (both manufactured by Dow Chemical Co., Ltd .: trade name), Celoxide 2083, 2085, Eporide GT-302, GT-303, GT-401, GT-402. (Both manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd .: trade name).
又、脂環式エポキシ基含有カチオン重合性物質は、単官能エポキシ化合物として、具体的には、 In addition, the alicyclic epoxy group-containing cationic polymerizable material is a monofunctional epoxy compound, specifically,
が挙げられる。
Is mentioned.
また、非重合性物質は例えば、下記化学式(23)
H-(CH2)w1-O-CO-(CH2)x-CO-O-(CH2)w2-H ・・・(23)
(化学式(23)中、w1及びw2は同一又は異なり1〜8の数、xは2〜18の数)で表わされる前記飽和エステルであることが好ましく、ジメチルアジペート、ジブチルアジペート、ジメチルセバケート、ジエチルセバケート、ジブチルセバケートやジノニルフタレートなどが例示されるが、ジブチルセバケートが一層好ましい。
Further, the non-polymerizable substance is, for example, the following chemical formula (23)
H- (CH 2) w1 -O- CO- (CH 2) x -CO-O- (CH 2) w2 -H ··· (23)
(In the chemical formula (23), w1 and w2 are the same or different and are preferably 1 to 8 and x is a number of 2 to 18), preferably dimethyl adipate, dibutyl adipate, dimethyl sebacate, Examples include diethyl sebacate, dibutyl sebacate, and dinonyl phthalate, but dibutyl sebacate is more preferable.
溶解パラメータは、液体である非重合性物質等のモル蒸発熱をΔH、モル体積をVとするとき、正則溶液の理論から導き出されδ=(ΔH/V)1/2により定義される量δである。 The solubility parameter is an amount δ derived from the theory of a regular solution and defined by δ = (ΔH / V) 1/2 where ΔH is the heat of molar evaporation and V is the molar volume of a non-polymerizable substance that is a liquid. It is.
なお、前記の式中のa〜xは前記の範囲であれば整数であってもよい。 In the above formula, a to x may be integers within the above range.
ホログラフィ記録媒体は、この組成物を基材上に塗工して付し、加熱によって脂環式エポキシ基含有カチオン重合性物質をカチオン重合させて硬化させ、ホログラフィ記録層が形成されたものである。この際、熱硬化剤としては芳香族オニウム塩、例えばサンエイドSI−60L、同80L、同110L(何れも三新化学工業社製:商品名)などが挙げられる。 The holographic recording medium is obtained by applying this composition on a substrate and applying it to cationic polymerization of an alicyclic epoxy group-containing cationic polymerizable substance to cure, thereby forming a holographic recording layer. . In this case, examples of the thermosetting agent include aromatic onium salts such as Sun-Aid SI-60L, 80L, and 110L (all manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd .: trade name).
また、記録時の光重合開始剤としてはベンゾフェノン類、ベンゾインアルキルケタール類や一般名チタノセンとして知られるCGI−784(チバガイギー社製:商品名)などが挙げられ、これらを単独、もしくは増感色素と併用して用いることができる。 Examples of the photopolymerization initiator at the time of recording include benzophenones, benzoin alkyl ketals, and CGI-784 (trade name, manufactured by Ciba Geigy) known as a general name titanocene. These are used alone or as sensitizing dyes. It can be used in combination.
ホログラフィ記録媒体は、透過方式のディスク形状メディア、例えば底面に反射防止膜が付されたガラス基材層上にホログラフィ記録層が形成され、その上にガラス層、サーボ基板層、反射防止膜層の順で積層されたものが挙げられる。ホログラフィ記録媒体は、反射方式のディスク形状メディア、例えばポリカーボネート基材層上に、アルミニウム層、透明樹脂膜層、波長選択膜層、ガラス層、ホログラフィ記録層、ガラス層、反射防止膜層の順で積層されたものも挙げられる。ホログラフィ記録媒体はクーポン形状であってもよい。 The holographic recording medium is a transmissive disc-shaped medium, for example, a holographic recording layer formed on a glass base layer having an antireflection film on the bottom, and a glass layer, a servo substrate layer, an antireflection film layer on the glass substrate layer. The thing laminated | stacked in order is mentioned. The holographic recording medium is a reflective disk-shaped medium, for example, a polycarbonate base layer, an aluminum layer, a transparent resin film layer, a wavelength selective film layer, a glass layer, a holographic recording layer, a glass layer, and an antireflection film layer in this order. The thing laminated | stacked is also mentioned. The holographic recording medium may be in the form of a coupon.
このホログラフィ記録媒体に、コーヒレント光であるレーザー光を照射すると、含フッ素重合性物質とフッ素不含有重合性物質とが重合する結果、そこで屈折率が変化して、ホログラフィ記録をすることができる。その時の収縮率は殆ど0である。 When this holographic recording medium is irradiated with laser light, which is coherent light, the fluorine-containing polymerizable substance and the fluorine-free polymerizable substance are polymerized. As a result, the refractive index is changed and holographic recording can be performed. The shrinkage at that time is almost zero.
このようにホログラフィ記録媒体が収縮しないメカニズムについて、ホログラフィ記録媒体用組成物の成分を模式的に示した図1を参照しながら説明する。 The mechanism by which the holographic recording medium does not shrink will be described with reference to FIG. 1 schematically showing the components of the composition for the holographic recording medium.
基材上に塗工されたホログラフィ記録媒体用組成物は、同図(A)に示すように、含フッ素重合性物質1、フッ素不含有重合性物質2、脂環式エポキシ基含有カチオン重合性物質3、及び非重合性物質4が、ランダムに混合された状態にある。
The composition for a holographic recording medium coated on a substrate is composed of a fluorine-containing
それを基材(不図示)上に塗工して加熱すると、同図(B)に示すように、脂環式エポキシ基含有カチオン重合性物質3が開環重合し、ゲルであるマトリックス5を形成する。このマトリックス5の溶解パラメータ(sp値)に近いsp値を有しているフッ素不含有重合性物質2が、ゲル中でマトリックス5の分子に包含されて、未記録状態のホログラフィ記録媒体となる。
When it is coated on a substrate (not shown) and heated, the alicyclic epoxy group-containing cationic polymerizable substance 3 undergoes ring-opening polymerization as shown in FIG. Form. The fluorine-free
それにレーザー光が照射されると、照射部位の微小空間では、同図(C)に示すように、マトリックス5の分子からフッ素不含有重合性物質2が引き抜かれ、含フッ素重合性物質1と共重合し、共重合体6を形成する。その結果、含フッ素重合性物質1とフッ素不含有重合性物質2との体積よりも、その共重合体6の体積の方が、若干収縮する。
When it is irradiated with laser light, the fluorine-free
一方、フッ素不含有重合性物質2が引き抜かれて形成されたマトリックス5の分子内の間隙に、非重合性物質4がトリガーとなってすぐに入り込んで、包含される。非重合性物質4は、フッ素不含有重合性物質2よりも僅かに大きなsp値を有しているから、マトリックス5の分子と非重合性物質4の分子との間で立体反発を惹き起こし、非重合性物質4が包含されているマトリックス5を押し広げる。さらに、共重合体6の分子同士や、共重合体6と非重合性物質4との分子同士が、共重合体6内のフッ素原子によって静電反発する。その結果、同図(B)のようなフッ素不含有重合性物質2を包含したマトリックス5の体積よりも、同図(C)のような非重合性物質4を包含したマトリックス5の体積の方が、僅かに大きくなる。その結果、ゲルが若干膨張する。すると、共重合体6の生成による収縮と、ゲルの生成による膨張とが、相殺する結果、その系全体の収縮率が、殆ど0となる。
On the other hand, the
以下に、ホログラフィ記録媒体用組成物を調製し、それを用いてホログラフィ記録媒体を試作し、その物性及び機能性を評価した本発明の実施例を示す。 Examples of the present invention in which a composition for a holographic recording medium is prepared, a holographic recording medium is produced using the composition, and its physical properties and functionality are evaluated are shown below.
(実施例1)
下記化学式(24)
CH2=CH-CO-O-CH2-(CF2)8-(CH2)-O-CO-CH=CH2・・・(24)
で表わされ、屈折率が1.3703でsp値が8.31である含フッ素重合性物質の0.85重量部と、
下記化学式(25)
下記化学式(5)
下記化学式(26)
n-C4H9-O-CO-(CH2)8-CO-O-n-C4H9 ・・・(26)
で表わされ、屈折率が1.4393で溶解パラメータが9.12である非重合性物質の30重量部と、さらに、熱硬化剤としてサンエイドSI−60L(三新化学工業社製:商品名)の5重量部、及び光重合開始剤としてIrgacure#784(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製:商品名)の3重量部とを、均一に溶解させてホログラフィ記録媒体用組成物を調製した。
(Example 1)
The following chemical formula (24)
CH 2 = CH-CO-O -CH 2 - (CF 2) 8 - (CH 2) -O-CO-CH =
0.85 parts by weight of a fluorine-containing polymerizable material represented by the following formula: refractive index 1.3703 and sp value 8.31;
The following chemical formula (25)
The following chemical formula (5)
The following chemical formula (26)
n-C 4 H 9 -O- CO- (CH 2) 8 -CO-O-n-C 4 H 9 ··· (26)
And 30 parts by weight of a non-polymerizable material having a refractive index of 1.4393 and a solubility parameter of 9.12, and a sun-aid SI-60L (manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd .: trade name) as a thermosetting agent ) And 3 parts by weight of Irgacure # 784 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals: trade name) as a photopolymerization initiator were uniformly dissolved to prepare a composition for a holographic recording medium.
その組成物を硬化させた時の収縮率を測定するのに使用するガス密度計であるガスピクノメータ(島津製作所社製:商品名)の測定方法に適合させるため、ホログラフィ記録媒体をクーポン形状にするのに代えて、組成物をスクリュー管に入れ、密栓で密封した。 In order to adapt to the measurement method of the gas pycnometer (made by Shimadzu Corporation: trade name) which is a gas density meter used to measure the shrinkage when the composition is cured, the holographic recording medium is made into a coupon shape. Instead, the composition was placed in a screw tube and sealed with a cap.
それを90℃で2時間加熱して、前記脂環式エポキシ基含有カチオン重合性物質の熱硬化を行った。このときの密度をガス密度計で測定した。 It was heated at 90 ° C. for 2 hours to heat cure the alicyclic epoxy group-containing cationic polymerizable substance. The density at this time was measured with a gas density meter.
次いで、収縮率差が判り難い局所的な照射となるレーザー光照射に代えて、屈折率差が判り易い全面的な照射となるエネルギー効率が良い高圧水銀灯による照射を行った。1kW高圧水銀灯により2000mJ/cm2の紫外線で照射して、含フッ素重合性物質とフッ素不含有重合性物質とを共重合させた。このときの密度をガス密度計で測定した。 Next, instead of laser light irradiation, which is a local irradiation in which the difference in shrinkage rate is difficult to understand, irradiation was performed with a high-energy mercury lamp with good energy efficiency, which is an overall irradiation in which the difference in refractive index is easy to understand. The fluorine-containing polymerizable substance and the fluorine-free polymerizable substance were copolymerized by irradiation with ultraviolet rays of 2000 mJ / cm 2 from a 1 kW high-pressure mercury lamp. The density at this time was measured with a gas density meter.
照射前後の密度から、下記数式
収縮率(%)=100×(照射後の密度-照射前の密度)/照射前の密度
により、レーザー光のような光の照射に対応するホログラフィ記録に相当する前記含フッ素重合性物質と前記フッ素不含有重合性物質との共重合の際の収縮率を算出した。その結果を表1に示す。
From the density before and after irradiation, the following formula shrinkage rate (%) = 100 × (density after irradiation−density before irradiation) / density before irradiation corresponds to holographic recording corresponding to light irradiation such as laser light. The shrinkage rate during the copolymerization of the fluorine-containing polymerizable substance and the fluorine-free polymerizable substance was calculated. The results are shown in Table 1.
(比較例1〜4)
比較例1は、含フッ素重合性物質を用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、また比較例2は、含フッ素重合性物質と非重合性物質とを用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、調製及び収縮率の算出を行った。比較例3は、含フッ素重合性物質又はフッ素不含有重合性物質と、脂環式エポキシ基含有カチオン重合性物質と、非重合性物質と、熱硬化剤とを用いず、光重合開始剤としてIrgacure#784を3重量部用いたこと以外は、実施例1と同様にして、調製及び収縮率の算出を行った。その結果を表1に示す。
(Comparative Examples 1-4)
Comparative Example 1 was carried out in the same manner as Example 1 except that no fluorine-containing polymerizable substance was used, and Comparative Example 2 was carried out except that a fluorine-containing polymerizable substance and a non-polymerizable substance were not used. In the same manner as in Example 1, preparation and shrinkage ratio were calculated. Comparative Example 3 uses a fluorine-containing polymerizable substance or a fluorine-free polymerizable substance, an alicyclic epoxy group-containing cationic polymerizable substance, a non-polymerizable substance, and a thermosetting agent as a photopolymerization initiator. Preparation and shrinkage ratio were calculated in the same manner as in Example 1 except that 3 parts by weight of Irgacure # 784 was used. The results are shown in Table 1.
実施例1のホログラフィ記録媒体用組成物は、含フッ素重合性物質とフッ素不含有重合性物質との共重合体、脂環式エポキシ基含有カチオン重合性物質、非重合性物質を適切に選択したもので、光を照射したときの収縮率が0%であるという高性能のものであった。一方、比較例1〜4のようにそれらの何れかを欠く組成物は、光を照射したときの収縮率が0.2〜10.1%もあった。 The composition for the holographic recording medium of Example 1 was appropriately selected from a copolymer of a fluorine-containing polymerizable substance and a fluorine-free polymerizable substance, an alicyclic epoxy group-containing cationic polymerizable substance, and a non-polymerizable substance. Therefore, the shrinkage rate when irradiated with light was 0%. On the other hand, the compositions lacking any of them as in Comparative Examples 1 to 4 had a shrinkage rate of 0.2 to 10.1% when irradiated with light.
次に、実施例1の組成物を用いてホログラフィ記録媒体を試作した例について説明する。 Next, an example in which a holographic recording medium is prototyped using the composition of Example 1 will be described.
実施例1の組成物を2枚の反射防止膜を有する1.2mm厚のガラス基板を用い、反射防止膜を施していない面に挟みこみ、400μmの間隙を維持し温度管理された加熱装置の中で90℃、2時間の条件で熱硬化することにより、クーポン形状のホログラフィ記録媒体を試作した。 A heating apparatus in which the composition of Example 1 is sandwiched between non-reflective coatings using a 1.2 mm thick glass substrate having two antireflective coatings and the temperature is controlled while maintaining a 400 μm gap. A coupon-shaped holographic recording medium was prototyped by thermosetting at 90 ° C. for 2 hours.
また、この組成物を透明なフォーマット信号面を有する基板と反射防止膜を有するガラス円盤を用い反射防止膜を施していない面に挟みこみ、400μmの間隙を維持し温度管理された加熱装置の中で90℃、2時間の条件で熱硬化することにより、透過方式のディスク形状のホログラフィ記録媒体を試作した。なお、記録媒体は直径120mm、内径15mmである。 Further, this composition is sandwiched between a substrate having a transparent format signal surface and a glass disk having an antireflection film, and a surface not provided with the antireflection film, and maintaining a 400 μm gap in a temperature-controlled heating apparatus. A transmission type disk-shaped holographic recording medium was manufactured by thermosetting at 90 ° C. for 2 hours. The recording medium has a diameter of 120 mm and an inner diameter of 15 mm.
さらにこの組成物を、フォーマット信号面にアルミ反射膜とその上部の透明層に波長選択膜を有する基板と反射防止膜を有するガラス円盤を用い反射防止膜を施していない面に挟みこみ、400μmの間隙を維持し温度管理された加熱装置の中で90℃、2時間の条件で熱硬化することにより、反射方式のディスク形状のホログラフィ記録媒体を試作した。なお、記録媒体は直径120mm、内径15mmである。 Further, this composition is sandwiched between a surface having no antireflection film using a glass disk having an aluminum reflection film on the format signal surface and a wavelength selective film on the transparent layer and a glass disk having an antireflection film, and has a thickness of 400 μm. A reflective disk-shaped holographic recording medium was prototyped by thermosetting at 90 ° C. for 2 hours in a heating apparatus in which the gap was maintained and the temperature was controlled. The recording medium has a diameter of 120 mm and an inner diameter of 15 mm.
このホログラフィ記録媒体について、物性・性能についてさらに評価した。 This holographic recording medium was further evaluated for physical properties and performance.
(1.ホログラフィ記録媒体の感度及び累積干渉縞強度測定)
累積露光量に対する、ホログラフィ記録媒体の感度と、累積干渉縞強度(Mナンバー:#M)と呼ばれるダイナミックレンジとを、平面波テスターにより測定した。その結果を図2に示す。図2から明らかな通り、最大感度が8cm/mJで、M#が13であった。
(1. Measurement of sensitivity and cumulative interference fringe intensity of holographic recording medium)
The sensitivity of the holographic recording medium with respect to the cumulative exposure and the dynamic range called cumulative interference fringe intensity (M number: #M) were measured with a plane wave tester. The result is shown in FIG. As is clear from FIG. 2, the maximum sensitivity was 8 cm / mJ, and M # was 13.
(2.コリニア光学系によるホログラフィ記録媒体の記録性能評価)
パルスレーザ光源を用いたコリニアホログラム評価系(反射型)を用いて、ホログラフィ記録媒体(クーポン形状:記録層厚400μm)のページデータ記録再生を行った。
(2. Evaluation of recording performance of holographic recording media by collinear optical system)
Page data recording / reproduction of a holographic recording medium (coupon shape: recording layer thickness 400 μm) was performed using a collinear hologram evaluation system (reflection type) using a pulsed laser light source.
130個のホログラムをコリニアシフト多重により記録再生した。クーポン形状のホログラフィ記録媒体を使用し、シフト間隔10μmで、横列に130個のホログラムのページデータ記録再生時のエラーレイトの変化を、図3に示す。図3から明らかな通り、130ホログラム記録再生の全域において、エラーレイトが5%以下であり、良好な記録再生が行われていた。 130 holograms were recorded and reproduced by collinear shift multiplexing. FIG. 3 shows a change in error rate at the time of page data recording / reproduction of 130 holograms in a row at a shift interval of 10 μm using a coupon-shaped holographic recording medium. As is apparent from FIG. 3, the error rate was 5% or less over the entire area of 130 hologram recording / reproduction, and good recording / reproduction was performed.
(3.ディスク形状のホログラフィ記録媒体の記録性能評価)
透過方式ホログラフィ記録媒体と反射方式ホログラフィ記録媒体の評価を行った。透過方式ホログラフィ記録媒体について1トラック全周に32ホログラムを記録再生した。そのエラーレイトを図4に示す。
(3. Evaluation of recording performance of disc-shaped holographic recording medium)
The transmission type holographic recording medium and the reflection type holographic recording medium were evaluated. With respect to the transmission type holographic recording medium, 32 holograms were recorded and reproduced on the entire circumference of one track. The error rate is shown in FIG.
反射方式ホログラフィ記録媒体について、120セクター/回転の各セクターに1ホログラム、すなわち1トラック全周に120個のホログラムの記録再生を行った。そのエラーレイトを図5に示す。 With respect to the reflection type holographic recording medium, one hologram was recorded in each sector of 120 sectors / rotation, that is, 120 holograms were recorded and reproduced on the entire circumference of one track. The error rate is shown in FIG.
次に、平面波テスターによりホログラフィ記録媒体の多重測定を行った。その結果を図6に示す。図6から明らかなように、ブラッグ角ディチューニングが殆ど0°である。この値が0°であることは、収縮率が0であることを示している。 Next, multiple measurements of the holographic recording medium were performed using a plane wave tester. The result is shown in FIG. As is apparent from FIG. 6, the Bragg angle detuning is almost 0 °. A value of 0 ° indicates that the shrinkage rate is 0.
本発明のホログラフィ記録媒体用組成物は、ホログラムメモリや光学部品の原材料として、またホログラム素材として有用である。この組成物を熱で硬化させて得た記録層を有するホログラフィ記録媒体は、大容量の高密度光記録メディアとして有用である。この記録媒体を用いた記録方法は、パーソナルコンピュータのデータを外部記憶させたり、大容量のプログラムや画像データを記憶・複製させたりするのに有用である。 The composition for a holographic recording medium of the present invention is useful as a raw material for hologram memory and optical components, and as a hologram material. A holographic recording medium having a recording layer obtained by curing this composition with heat is useful as a large-capacity high-density optical recording medium. This recording method using a recording medium is useful for storing personal computer data externally and for storing and copying large-capacity programs and image data.
1は含フッ素重合性物質、2はフッ素不含有重合性物質、3は脂環式エポキシ基含有カチオン重合性物質、4は非重合性物質、5はマトリックス、6は共重合体である。 1 is a fluorine-containing polymerizable material, 2 is a fluorine-free polymerizable material, 3 is an alicyclic epoxy group-containing cationic polymerizable material, 4 is a non-polymerizable material, 5 is a matrix, and 6 is a copolymer.
Claims (10)
CH2=CR1-CO-O-CH2-(CF2)b-CH2-O-CO-CR2=CH2 ・・・(1)
(化学式(1)中、bは6〜10の数、R1及びR2は同一又は異なり水素原子又はメチル基)で表わされることを特徴とする請求項1に記載のホログラフィ記録媒体用組成物。 The fluorine-containing polymerizable substance has the following chemical formula (1)
CH 2 = CR 1 -CO-O -CH 2 - (CF 2) b -CH 2 -O-CO-CR 2 = CH 2 ··· (1)
2. The composition for a holographic recording medium according to claim 1, wherein b is a number of 6 to 10, and R 1 and R 2 are the same or different and are a hydrogen atom or a methyl group in the chemical formula (1). .
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