JP2721725B2 - フォトクロミック材料とこれを用いた光学記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はフォトクロミック材料とこれを記録層に用い
た光学記録媒体に関する。

従来の技術 光に対し可逆的な色の変化を生ずる材料としてフォト
クロミック材料が知られている。フォトクロミック材料
のうちで最もよく検討されているものにスピロピランが
あり、現在までに数多くのスピロピランが発表されてい
る。

例えば下記に示す従来のスピロピラン（ａ）に紫外光
を照射するとメロシアニン（ｂ）に変化し、赤色を呈す
る。このメロシアニン（ｂ）に可視光を照射すると元の
スピロピラン（ａ）に戻る。

フォトクロミック材料のこの性質は例えば光学記録媒
体への応用が考えられるが、デバイスの小型化を考えた
場合、記録光源にはコンパクトな半導体レーザを用いる
ことが望まれる。そのためにはフォトクロミック材料の
吸収波長の長波長化が必要である。

発明が解決しようとする課題 しかし従来のフォトクロミック材料は着色体の吸収極
大波長が600nm程度で、半導体レーザ発振領域に高い感
度をもっていないという問題がある。

課題を解決するための手段 本発明のフォトクロミック材料は、下記一般式で示さ
れるものである。

ただし、Ｒは炭素数１から30のアルキル基を表す。

本発明の光学記録媒体は、記録層が上記フォトクロミ
ック材料と炭化水素との混合物からなるラングミュアー
ブロジェット膜で形成されたものであることを特徴とす
る。この場合、炭化水素の炭素数が10から30で、かつフ
ォトクロミック材料の前記炭化水素に対する混合比が1/
0.1から1/10であると好適である。

作用 上記構成のフォトクロミック材料はスピロピラン骨格
の５′位と６位にニトロ基、１′位にアルキル基、８位
にメトキシ基を有する特別の化合物であり、半導体レー
ザ発振領域に感度を有する。

上記フォトクロミック材料と炭化水素との混合物から
なるラングミュアーブロジェット膜で記録層を形成する
ことにより、記録層の層厚を薄くすることができ、半導
体レーザの記録可能出力を下げることができる。この場
合、炭化水素を上記構成の範囲内で調整することによ
り、記録状態の保存安定性を向上させることができる。

実施例 第１実施例 本実施例では、本発明のフォトクロミック材料を示す
一般式中のＲが、次式（Ａ）に示すように、オクタデシ
ル基であるフォトクロミック材料（以下、NSP1801と称
する）を用いる。

まず、NSP1801の合成法を説明する。

2,3,3−トリメチルインドレニン（１）42.3g（266mmo
l）とヨードオクタデカン（２）101.1g（266mmol）を２
−ブタノン200mlに溶解し、40時間加熱還流した。２−
ブタノンを留去後、残った固体を1000mlのエタノールか
ら再結晶し、赤白色の固体の１−オクタデシル−2,3,3
−トリメチルインドレニウムのヨウ素塩（３）91.5g（1
97mmol、収率63.9％）を得た。

（ステップ２） 上記１−オクタデシル−2,3,3−トリメチルインドレ
ニウムのヨウ素塩（３）91.5g（197mmol）を100mlのジ
エチルエーテルに分散し、これを3.8N水酸化ナトリウム
水溶液400mlに分散した。

3.5時間撹拌した後、油層をジエチルエーテルで抽出
した。水酸化ナトリウムで１昼夜乾燥した後ジエチルエ
ーテルを留去して、黄色液体の１−オクタデシル−２−
メチレン−3,3−ジメチルインドリン（４）65.5g（159m
mol、収率80.7％）を得た。

（ステップ３） ５−メトキシサリチルアルデヒド（５）8.0g（52.6mm
ol）を酢酸50mlに溶解し、氷水で溶液を15℃付近に保ち
強く攪拌しつつ、発煙硝酸（ｄ＝1.52、99％）2.5ml（5
9.7mmol）の酢酸8ml溶液を１時間かけて滴下した。その
後更に７時間攪拌を続けた。析出した沈澱物をろ過した
後、エタノール500mlから再結晶して３−ニトロ−５−
メトキシサリチルアルデヒド（６）の黄色針状結晶4.2g
（21.3mmol、収率40.5％）を得た。

（ステップ４） ステップ１〜２で合成した１−オクタデシル−２−メ
チレン−3,3−ジメチルインドリン（４）2g（4.9mmol）
と、ステップ３で合成した３−ニトロ−５−メトキシサ
リチルアルデヒド（６）0.81g（4.1mmol）を20mlのエタ
ノール中で１時間加熱還流した。濃緑色の反応溶液を冷
却し析出した沈澱物を80mlのエタノールから３回再結晶
して、黄褐色結晶のスピロピラン（７）1.6g（2.7mmo
l、収率65.9％）を得た。

このようにして得たスピロピラン（７）に次のステッ
プに示す方法でニトロ化を行った。

（ステップ５） 酢酸／発煙硝酸＝100ml/10ml溶液にスピロピラン
（７）1.6g（2.7mmol）の酢酸溶液を滴下した。15分
後、これをヘキサンと水の混合物にあけヘキサンで抽出
した。有機層を炭酸水素ナトリウムで洗浄した後乾燥濃
縮し、カラムクロマトグラフィーで精製して、さらにヘ
キサンから２回再結晶し、本実施例のフォトクロミック
材料（Ａ）であるスピロピラン（NSP1801） 1.07g（1.69mmol、収率62.5％）を得た。

最終生成物（NSP1801）の構造は核磁気共鳴分析（NM
R）により確認した。各スペクトルの帰属を次表に示
す。

表中、ケミカルシフトの単位はPPMである。また、ケ
ミカルシフト欄の（ ）内はピークの形状でｓは一重
線、ｄは二重線、ｔは三重線、ｍは多重線をそれぞれ表
し、帰属欄のＪはカップリング定数を表す。

以上のようにして得たNSP1801とPMMAとを1/10の重量
比で塩化メチレン中に溶解させ、直径3.5インチのディ
スク状ガラス基板に1000rpmでスピンコート（膜厚0.9μ
ｍ）して本実施例の光学記録媒体を得た。

この光学記録媒体の記録層に紫外線（366nm）を照射
すると、前記記録層は無色体から速やかに着色体に変化
し、図に示すように、その吸収極大は622nmであった。
この記録層は、波長700nm、出力50mWの半導体レーザに
よって記録することができた。また、記録スポットは、
紫外線照射によって再び初期状態に回復することができ
た。

なお、本発明のフォトクロミック材料を示す一般式中
のＲに、上記オクタデシル基以外で炭素数１から30（好
適には６から30）のアルキル基を有するフォトクロミッ
ク材料も、本実施例とほぼ同様に合成することが可能
で、それらの材料を用いた記録層も同様の特性を有する
ことを確認した。

第２実施例 NSP1801をベンゼン溶液にし、ラングミュアーブロジ
ェット法を用い、以下の条件で光学記録媒体を作製し
た。

基板：直径3.5インチのディスク状石英ガラス 表面処理：トリメチルクロロシランの10％トエン溶液に
10分間浸漬した後、トリクロロエタンで洗浄 サブフェーズ:PH7.0,リン酸バッファ 温度18.0℃ 累積圧:15mN/m 膜数:6層 得られた光学記録媒体における記録層の総膜厚9.0nm
で均一であった。この記録層は第１実施例と同様に紫外
線と半導体レーザを用いて記録、消去を行うことができ
た。しかも本記録媒体は、第１実施例と比較して膜厚が
薄く、出力を10mWに下げても記録を行うことができた。

また本記録媒体が、本発明のフォトクロミック材料を
示す一般式中のＲがオクタデシル基以外で炭素数１から
30の炭化水素鎖を有するアルキル基の場合も、本実施例
とほぼ同様の特性を有するものであることを確認した。

第３実施例 NSP1801/オクタデカン（炭素数18）の混合比が1/4で
あるベンゼン溶液を調整し、第２実施例と同様の方法で
記録層を形成した。この記録層も第２実施例と同様に均
一超薄膜で、半導体レーザと紫外線によって可逆的な記
録、消去を行うことができた。さらにこの場合、記録状
態の保存安定性は、第２実施例と比較して100倍向上し
た。

なお、炭素数が10から30の炭化水素であっても、混合
比が1/0.1から1/10であれば、本実施例とほぼ同様の特
性が得られることを確認した。

発明の効果 本発明によれば、従来例と比較して長波長域に感度を
有するフォトクロミック材料を得ることができ、これを
薄膜化して記録層に用いた光学記録媒体は半導体レーザ
による記録を行うことできる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例における光学記録媒体の記録前
（Ａ）及び記録後（Ｂ）の可視吸収スペクトルを示すグ
ラフである。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記一般式で示されるフォトクロミック材
   料。 （ただし、Ｒは炭素数１から30のアルキル基を表す。）
2. 【請求項２】記録層が、請求項１記載のフォトクロミッ
   ク材料と炭化水素との混合物からなるラングミュアーブ
   ロジェット膜で形成されたものであることを特徴とする
   光学記録媒体。
3. 【請求項３】炭化水素の炭素数が10から30で、かつフォ
   トクロミック材料の前記炭化水素に対する混合比が1/0.
   1から1/10であることを特徴とする請求項２記載の光学
   記録媒体。