JPH03157684A - ホログラムの接着方法 - Google Patents

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】 〔概　要〕 カルバゾール環を有する重合体を記録担体とするホログ
ラム膜と透明部材とまたは前記ホログラム膜相互を接着
させる方法に関し、 ホログラムに損傷を与えることなく接着を行うことを目
的とし、 前記ホログラム膜と透明部材との間または前記ホログラ
ム膜相互の間に、多官能アクリレートおよび／または多
官能メタクリレートと重合開始剤とから本質的になる液
状接着剤を充填し、前記接着剤を重合させることにより
構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はホログラムの接着方法に関し、特に有機プラス
チックホログラム材料であるカルバゾール環を有する重
合体を含むホログラム材料を用いて作製したホログラム
膜の接着方法に関する。

〔従来の技術〕

ホログラムは、レーザ等の可干渉性光の干渉波面を写真
フィルム等に屈折率分布または吸光度分布として記録し
たものであって、デイスプレィとしてばかりでなく、そ
の波長分離機能や光収束機能、入射角選択機能などを利
用した光学素子としても検討されている。既に、バーコ
ード読み取り・用やレーザプリンタ用のビームスキャナ
等に適用されており、さらにヘッドアップデイスプレィ
用コンバイナなどへ適用されつつある。

ホログラムを光学素子として用いるためには、耐湿熱性
、耐光性、耐溶剤性、耐擦傷性などの耐久性が必要であ
る。従来より使用されているホログラム材料としては、
銀塩材料や重クロム酸ゼラチン材料があるが、これらの
材料は耐湿性および耐光性が低いという問題がある。こ
れらの問題を克服できる材料としては、カルバゾール環
を含む重合体を主体としたホログラム材料（特公昭５８
５４３７３　、特開昭６２−１２３４８９．特開昭６２
−２７５２８３＞がある。上記でホログラム材料により
形成されたホログラムは、優れた耐湿熱性を有する。し
かし、一方で、芳香族系、ケトン系およびハロゲン系な
どの溶剤に対する耐溶剤性が低い、有機プラスチック薄
膜であるため、耐擦傷性が低くホログラムに傷が着きゃ
ずいという問題がある。従って、上記材料により形成し
たホログラムは、耐溶剤性および耐擦傷性を向上させる
ため、ホログラムを保護する必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕 ホログラムを保護する方法としては、■ホログラム膜上
層に保護膜を形成する、■ホログラム膜にガラス等の板
を接着する、等の方法がある。これらのホログラム保護
処理ではホログラムの光学特性を低下させないことが重
要であり、以下の性能が要求される。

（１）ホログラムの回折効率や光透過率が変化しないこ
と。

（２）保護材とホログラムとの間に気泡が入らないこと
。

（３）ホログラムにクラック等の欠陥を生じさせないこ
と。

（４）保護膜が耐環境性に優れていること。

（５）ホログラム膜が接着性に優れていること。

前記方法■については、従来よりプラスチック眼鏡レン
ズの保護材料として使用されているシリコーン系のハー
ドコート剤（例えば、信越化学製のＸ−１２−１１００
）が使用できる。しかし、このハードコート剤はシリコ
ーン系の材料であるため、カルバゾール環を有する重合
体を含むホログラム材料により作製したホログラムに対
しては接着性に乏しく、加熱硬化後ホログラム膜から剥
離し易いという問題がある。この接着性を向上させるた
めに、アクリル樹脂等をプライマとして用いる方法があ
る。しかし、プライマ処理を行うにはアクリル樹脂等を
有機溶剤に溶解して使用する必要があるため、ホログラ
ム膜にクラックを発生せしめたり、ホログラムの回折効
率を低下させるという欠点がある。カルバゾール環を有
するホログラムは、ベンゼン、トルエン、キシレン、メ
シチレン、モノクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ス
チレン等の芳香族化合物、アセトン、メチルエチルケト
ン等のケトン系、酢酸エチル、酢酸エチル、酢酸プロピ
ル等の酢酸系、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラ
クロロエタン、トリクロロエタン等のハロゲン系、酢酸
メチルセロソルブ、酢酸エチルセロソルブ等のセロソル
ブアセテート系などの溶液が接触するとクラックが発生
したり、回折効率が低下するのである。

前記方法■の接着剤についても、上記（１）〜（５）の
要求を満たずものは無い。接着剤は、大別して、溶剤希
釈型、重合硬化型およびホットメルト型に分類できる。

溶剤希釈型は、天然および合成ゴムを有機溶剤に溶かし
て液状にし、溶剤の気化によって固めるものであるから
、溶剤によってホログラムが損傷を受けやすい。また、
板を張り合わせた場合、溶剤が気化しにくい。ホットメ
ルト型は、高温で接着するためホログラムが熱で変化し
やすく、また張り合わせ時に気泡が入ってしまうという
問題がある。光学部品の接着には、重合硬化型がよく使
用されている（近代編集社編　接着接合辞典）。代表的
な重合硬化型の材料としては、エポキシ系、シリコーン
系、ネオブレン系、ニトリル系およびポリエステル系接
着剤がある。エポキシ系接着剤の場合、カルバゾール系
ホログラムの耐熱限界である１２０℃以下で数分で硬化
させるためにはアミン硬化剤が必要であるが、アミン系
硬化剤はカルバゾール系ホログラム膜のミクロな空隙に
浸透するためホログラムの屈折率差を減少させてしまい
、回折効率を低下させるという問題がある。シリコーン
系接着剤は、前述したように接着性に乏しい。ポリエス
テル系接着剤の場合、そのままでは粘度が高く作業しに
くいことなどの理由により、通常スチレンで増量されて
いる。このため、スチレンによってホログラムが消失す
る。

ネオプレン系やニトリル系接着剤の場合も、同様に溶剤
を含んでおり、ホログラムが消失しまたはクラックが入
る。

上記の重合型接着剤は熱硬化型であるが、近年、透明材
料の接着用として光重合型の接着剤も販売されている。

例えば、感光性接着剤フォトボンド３００（明星チャー
チル）、スリーボンド３０６２Ｆ（スリーボンド）、ア
ロエクスＵＶ−３５１４（東亜合成）等が知られている
。しかし、これら市販の光硬化型接着剤は、カルバゾー
ル環を含む重合体を用いたホログラム膜にクラックを生
じせしめたり、回折効率を低下させるという問題がある
。

本発明は、このような従来方法の問題点を改善して、カ
ルバゾール環を有する重合体を含む感光性材料により作
製されたホログラムに対し、損傷を与えることなく接着
する接着剤を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記課題を解決するため、カルバゾール環を
有する重合体を記録担体とするホログラム膜と透明部材
との間または前記ホログラム膜相互の間に、多官能アク
リレートおよび／または多官能メタクリレートと重合開
始剤とから本質的になる液状接着剤を充填し、前記接着
剤を重合させることを特徴とする、ホログラムの接着方
法を提供する。

本発明では、接着剤として分子内に複数のアクリレート
、またはメタクリレート官能基を有する化合物と重合開
始剤からなる重合性組成物を用い、当該組成物を介して
、例えば、ホログラム膜とガラス板等の透明部材を重ね
合わせた後、当該組成物を重合させることによって硬化
し、ホログラムと保護板とを接着する。重合方法として
は、加熱や光が有効である。

多官能アクリレート、メタクリレートとしては、トリエ
チレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコ
ールジアクリレート、変性ビスフェノールＡジアクリレ
ート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペン
タエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリト
ールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールへキ
サアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート
、ジエチレングリコールジメタクリレート、ブタンジオ
ールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメ
タクリレート、グリセリンメタクリレート、トリシクロ
デカンジメタツールアクリレート、トリスアクリロイル
オキシエチルイソシアヌレート、ジアクリロイルオキシ
エチルイソシアヌレート、各種オリゴエステルアクリレ
ートなどが使用できる。これらの化合物は、単独でも使
用できるが、これらのなかには室温で固形のものや極め
て高粘度のものが多いため、低粘度のものと混合して作
業しやすい粘度に調合するのが望ましい。

重合開始剤としては、加熱硬化の場合にはベンゾインパ
ーオキサイドやジクミルパーオキサイドなどが使用でき
る。レドックス系常温硬化の場合にはジメチルアニリン
やクメンハイドロパーオキサイド、バナジウム系促進剤
などが使用でき、紫外線硬化の場合にはベンゾフェノン
やアセトフェノン、ベンゾインアルキルエーテルなどが
使用できる。ただし、熱硬化の場合には、温度が上昇す
るとアクリレート化合物でも、カルバゾール系ホログラ
ム膜に対する浸透性が増し、クラックや回折効率の低下
が見られるので、硬化温度が６０℃を越えないようにす
るのが望ましい。しかし、このような比較的低温で硬化
する接着剤は、ポットライフが短いので、使い勝手の点
では光硬化型接着剤が良い。勿論、光、熱硬化型を問わ
ず、ポットライフ延長のためにラジカル捕捉剤を添加す
ることができる。また、粘度調整などの目的で、低分子
量で単官能の（メタ）アクリレート化合物を添加するこ
とができるが、この場合、全体に対する添加量が５〜２
０％を越えないようにする必要がある。

ところで、多官能（メタ）アクリレート系接着剤は重合
開始剤や重合条件を選ぶことで重合後の硬度を高くでき
るので、前記方法■の接着剤としてだけでなく、前記方
法■の保護膜としての使用も可能である。

〔実施例〕

以下に実施例を挙げて、本発明をさらに説明する。

Ａ、ホログラムの作製 ポリビニルカルバゾール（Ｍｗ　＝　７０００００）　
ｌｏ　ｇ、ポリカーボネート０．２ｇ、ヨードホルム１
ｇ、およびルブレン０．２ｇをテトラフドロフランに溶
解し、２−の濾紙で濾過してホログラム作製用感光液を
作製した。この感光液を口１６０ｍｎ＋のガラス基板上
に乾燥後の膜厚が１０μになるようにスピンコードし、
ホログラム記録用乾板とした。次いで、アルゴンレーザ
光（５１５ｎｍ）を乾板の両側から照射して干渉露光し
、反射型のホログラムを記録した。

露光後、キシレンとイソプロピルアルコールの混合液中
に６分間浸漬し色素を除去した後、ジクロロメタン７Ｑ
ｗｔ％、オクタン２Ｑｗｔ％、イソプロピルアルコール
ｌＱｗｔ％の混合液に１分間浸漬し引き上げてホログラ
ムを現像した。このホログラムの反射回折効率は、ブラ
ッグ条件において９０〜９８％であった。

Ｂ、接着剤 へのホログラム膜上に下記の接着剤を滴下し、さらに上
から口１６０ｍｍのガラス基板を押しあてクリップによ
り固定した。接着作業では未硬化状態で暫く手番待ちす
ることがあるので、この状態で１時間放置してから紫外
線または加熱により接着剤を硬化させクラックの発生状
態や回折効率の変化を調べた。接着剤としては、（１）
市販の接着剤、（２）多官能（メタ）アクリレートから
なる接着剤、（３）多官能（メタ）アクリレート以外の
重合性化合物を含む接着剤、の３系統のものを評価した
。

以下に、主なものを示す。

（１）市販品（比較例） ａ、スリーボンド３０６２Ｆ　（アクリレート系接着剤
） ｂ、東亜合成ＵＶ−３５１４（アクリレート系接着剤） Ｃ０明星チャーデル　フォトボンド３００（アクリレー
ト系接着剤） ｄ１日本火薬ｌＮＣ−９２（アクリレート系接着剤）Ｃ
，チバガイギ　アラルダイトＣＹ２３０＋ＨＹ９５１（
熱硬化型エポキシ接着剤） （２）本発明実施例 ｆ、ジペンタエリスリトールへキサアクリレート１００
ｇ、）リメチロールブロバントリアクリレート５０ｇ１
ベンゾフェノン１．５ｇｇ、ジアクリロイルオキシエチ
ルイソシアヌレート１００ｇ、　　）リメチロールブロ
バントリメタクリレート５０ｇ１ベンゾフェノン１．５
ｇｈ、）ジエチレングリコールジアクリレート５０ｇ、
）リシクロデカンジメタノールアクリレート５０ｇ、ヒ
ドロキシメチルベンゾフェノン１．０　ｇｌ、ジエチレ
ングリコールジメタクリレート１００ｇ、）リメチロー
ルプロパントリアクリレー）５０ｇ、アセトフェノン１
．５ｇ （３）比較例 Ｊ、ジアクリロイルオキシエチルイソシアヌレ−）　１
００ｇ、メチルメタクリレート５０ｇ、過酸化ベンゾイ
ル２．０ｇ Ｋ、ジペンタエリスリトールへキサアクリレート１００
ｇ、チオグリコールオクチルエステル５０ｇ１アセトフ
エノン１．５ｇ Ｌ、トリメチロールプロパントリアクリレ−）５０ｇ、
、Ｎ−ビニルピロリドン５０ｇ、ベンゾインパーオキサ
イド１．Ｏｇ 表１に接着による回折効率の低下やクラックの有無を示
す。

表１゜ 接着材料とホログラムの変化 本 本草 接着後の回折効率／接着前の回折効率が９５％以上・・
・０　９５〜３０・・・△　３０％以下・・・×６０℃
、３０分で熱硬化、他は全て紫外線硬化表１に示すよう
に、 市販の光硬化型接着剤やエ ポキシ系熱硬化接着剤、多官能（メタ）アクリレート以
外の重合性化合物を２０％以上含む接着剤ではホログラ
ムが消失したり、消失しないまでも効率低下やクラック
の発生が見られた。しかし、本発明による多官能（メタ
）アクリレートを主体に構成された接着剤を用いた場合
は、回折効率の低下やクラックの発生は見られなかった
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、カルバゾール環を有する重合体を記録
担体とするホログラムを、回折効率の低下やクラックの
発生を生じせしめることなく、ガラス、プラスチックま
たは他のホログラムと接着することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、カルバゾール環を有する重合体を記録担体とするホ
   ログラム膜と透明部材との間または前記ホログラム膜相
   互の間に、多官能アクリレートおよび／または多官能メ
   タクリレートと重合開始剤とから本質的になる液状接着
   剤を充填し、前記接着剤を重合させることを特徴とする
   、ホログラムの接着方法。