DE60223021T2

DE60223021T2 - Farbige, durch strahlung härtbare zusammensetzungen

Info

Publication number: DE60223021T2
Application number: DE60223021T
Authority: DE
Inventors: Robert W. Lexington GREER; Todd Warren Catawba GANTT; Michael B. Hickory Purvis; Bob J. Lenoir Overton
Original assignee: Draka Comteq BV
Current assignee: Draka Comteq BV
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2002-05-21
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2022-05-22
Also published as: CN1293403C; WO2002098945A1; EP1397408B1; CN1513010A; ATE376014T1; DE60223021D1; EP1397408A1; DK1397408T3; CN1962709A; CN1962709B

Description

QUERVERWEISE ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung ist eine teilweise Fortsetzung der gleichzeitig anhängigen Anmeldung der Seriennummer 09/870,482, die wiederum eine teilweise Fortsetzung der gleichzeitig anhängigen Anmeldung der Seriennummer 09/360,951 ist.
Diese Anmeldung offenbart und beansprucht den Gegenstand der folgenden Anmeldungen:

1) Gleichzeitig anhängige Anmeldung der Seriennummer 09/870,482, eingereicht am 1. Juni 2001,
2) gleichzeitig anhängige Anmeldung der Seriennummer 09/360,951, eingereicht am 27. Juli 1999,
3) gleichzeitig anhängige PCT-Anmeldung Nr. PCT/US 01/05814, eingereicht am 16. März 2001 und
4) gleichzeitig anhängige provisorische Anmeldung der Seriennummer 60/356,160, eingereicht am 14. Februar 2002.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf farbige, durch Strahlung härtbare Zusammensetzungen zur Verwendung bei einer großen Vielzahl von Anwendungszwecken, z. B. farbige, durch Strahlung härtbare Überzugszusammensetzungen für Telekommunikationselemente wie Lichtleiter und Lichtleiterbänder, sowie farbige, durch Strahlung härtbare Tintenzusammensetzungen für andere Anwendungszwecke wie Textil-, Elektronik- und Druckanwendungen.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf farbige, durch Strahlung härtbare Zusammensetzungen zur Herstellung eines gehärteten, farbigen Überzugs auf einem Substrat, z. B. einem Telekommunikationselement, wobei die Identifikationsfarbe der gehärteten Zusammensetzungen durch chromophorhaltige Verbindungen verliehen wird, die kovalent an andere Komponenten in der gehärteten Zusammensetzung gebunden sind.
Beschreibung des Standes der Technik
Lichtleiter werden seit vielen Jahren als zuverlässiges Übertragungsmedium in Telekommunikationskabeln eingesetzt. Typischerweise umfasst ein Lichtleiter einen Kern, eine Hülle und einen oder mehrere Überzüge auf der Hülle.
Ein Zweck der Überzüge ist der Schutz der Lichtleiteroberfläche vor mechanischen Kratzern und Abrieb, die typischerweise durch die nachfolgende Handhabung und Verwendung entstehen. Ein weiterer Zweck der Überzüge ist der Schutz des Glases vor Einwirkung von Feuchtigkeit. Die EP 0 432 031 offenbart einen Artikel mit einem Farbidentifikationssystem, wobei der Artikel z. B. einen Lichtleiter und ein auf den Lichtleiter aufgetragenes Farbidentifikationssystem umfasst, das Farbidentifikationssystem eine gehärtete Überzugszusammensetzung umfasst und das Farb-identifikationssystem einen Polymerfarbstoff enthält.
Die Überzüge können auch Einfluss auf die optischen Eigenschaften des Lichtleiters haben, da sie physikalisch auf äußere mechanische Kräfte und Temperatur reagieren. Die auf den Lichtleiter aufgetragenen Überzugszusammensetzungen sind typischerweise flüssige, durch Strahlung härtbare Zusammensetzungen. Typischerweise werden die Überzugszusammensetzungen auf dem Lichtleiter durch Einwirkung von ultravioletter Strahlung, Elektronenstrahl-Strahlung oder Ionisierungsstrahlung auf die Überzugszusammensetzung über einen zuvor bestimmten, für ein wirksames Härten als geeignet angesehenen Zeitraum gehärtet.
Telekommunikationskabel aus Lichtleitern gibt es in einer Vielzahl von Konfigurationen. Bei manchen Kabeln liegen die Lichtleiter lose in einem Pufferrohr.
Bei anderen Kabeln sind die Lichtleiter in einer Ebene angeordnet, so dass ein Lichtleiterband entsteht. Die plane Anordnung ist typischerweise von einer oder mehreren Schichten aus einem durch Strahlung härtbaren Matrixmaterial eingekapselt. Die durch Strahlung härtbaren Matrixschichten werden durch Einwirkung von ultravioletter Strahlung, Elektronenstrahl-Strahlung, Ionisierungsstrahlung oder Infrarotstrahlung auf das Matrixmaterial über einen zuvor bestimmten, für ein wirksames Härten als geeignet angesehenen Zeitraum gehärtet.
Bei einem Telekommunikationskabel aus mehreren Lichtleitern können die Lichtleiter anhand einer auf den beschichteten Lichtleiter aufgetragenen farbigen Überzugsschicht voneinander unterschieden werden. Die Farbe der farbigen Überzugsschichten erhält man für gewöhnlich durch Dispersion von Farbpigmentteilchen in einem geeigneten flüssigen Träger und Auftragen des flüssigen Trägers auf den Überzug. Alternativ können die Lichtleiter durch Verwendung eines sogenannten primären Farbüberzuges, bei dem es sich um einen direkt auf den Lichtleiter aufgetragenen farbigen Überzug handelt, voneinander unterschieden werden.
Leider führt die Verwendung von Pigmentteilchen zur Verleihung von Farbe an Farbüberzüge für Lichtleiter zu Problemen bei der Herstellung und Leistungsfähigkeit. Die Pigmentteilchen und der flüssige Träger neigen beispielsweise dazu, sich allmählich in zwei einzelne Phasen zu trennen. Als Ergebnis haben Farbpigmentüberzüge eine relativ kurze Lagerbeständigkeit.
Darüber hinaus wird die Phasentrennung in einem Farbpigmentsystem durch die gleichzeitige Agglomeration von Pigmentteilchen weiter verkompliziert. Unerwünschterweise kann das Vorliegen von Pigmentteilchenagglomeraten in einem Farbüberzug eines beschichteten Lichtleiters eine Mikroverbiegung induzieren, die zu Übertragungsverlusten führt.
Typischerweise ist für einen undurchsichtigen oder durchsichtigen, durch ultraviolette Strahlung härtbaren Farbüberzug eine relativ hohe Konzentration des Pigmentmaterials erforderlich. Leider inhibiert die erforderliche hohe Konzentration die Übertragung der einfallenden ultravioletten Strahlung, die für die Härtung des farbigen Überzugsmaterials notwendig ist, da die Pigmente die einfallende Strahlung brechen, reflektieren und streuen. Die Inhibition der ultravioletten Strahlung führt zu einer Verringerung der Bearbeitungsgeschwindigkeit des Lichtleiters auf dem Fertigungsband und erhöht damit die Produktionskosten. Die langsame Härtgeschwindigkeit von Farbpigmentüberzügen führt außerdem dazu, dass Bearbeitung und Härtung dieser Materialien auf kleine Veränderungen der Farbüberzugdicke empfindlich reagieren.
Die Verwendung von Farbstoffen zur Verleihung von Farbe an Farbüberzüge gilt als Alternative zu Farbüberzügen auf Pigmentbasis. Farbstoffe haben gegenüber Pigmenten den Vorteil, dass sie schneller härten, da Farbstoffe die Härtstrahlung nicht streuen, auch wenn einige Farbstoffe Licht absorbieren können, was die Härtung unter Umständen verlangsamt. Farbstoffe sind jedoch im Allgemeinen nicht bevorzugt, da sie in die üblichen Kabelfüllverbindungen diffundieren (durchschlagen), was zu einem Farbverlust führt. In dem Bemühen das Durchschlagen zu reduzieren, lehrt das US-Patent Nr. 5,074,643 die Verwendung eines Polymerfarbstoffes in einem Farbüberzug. Polymerfarbstoffe sind makromolekulare, chromophorhaltige Moleküle, die sich in dem vernetzten Überzugsnetz verfangen. Dies führt zwar zu einer Verlangsamung des Durchschlagprozesses, es kommt aber dennoch zu einem Durchschlagen der Farbstoffe. Im Laufe der Zeit geht die den Lichtleitern verliehene Farbe auch bei den Polymerfarbstoffen, die sich verfangen haben, wahrscheinlich verloren; haben die Lichtleiter ihre Farbe verloren, wird die Identifikation der einzelnen Lichtleiter vor Ort während des Faserspleißens außerordentlich schwierig und zeitaufwendig.
Die den Lichtleitern verliehene Farbe geht im Laufe der Zeit verloren, wenn die Farbstoffe selbst nicht stabil sind. Insbesondere sollten die Farbstoffe ausreichend wärmebeständig und lichtecht sein, um die gewünschte Farbe über einen längeren Zeitraum zu verleihen.
Besteht ein Telekommunikationskabel aus vielen Lichtleiterbändern, ist es im Allgemeinen wünschenswert, ein Lichtleiterband von dem anderen anhand der Farbe der einzelnen Lichtleiterbänder zu unterscheiden. Typischerweise erhält man die Farbe in einem farbigen Lichtleiterband auf dieselbe Weise wie die Farbe in einem farbbeschichteten Lichtleiter. Die Zusammensetzung der Lichtleiterbandmatrix wird entweder mit Pigmenten oder einem Polymerfarbstoff versehen. Die zuvor genannten Probleme bei farbigen Lichtleitern gelten auch für farbige Lichtleiterbänder.
Es ist wünschenswert, eine Zusammensetzung bereitzustellen, die einen haltbaren, gehärteten Farbüberzug liefern kann, der für die Farbcodierung eines Telekommunikationselementes wie z. B. eines Lichtleiters verwendet werden kann und den Bedingungen einer typischen Betriebsumgebung für solche Elemente widerstehen kann. Es wäre außerdem wünschenswert, eine Zusammensetzung bereitzustellen, die haltbare, gehärtete Tinten, Farbstoffe, Überzüge, Farbmittel, usw. liefern kann, die für Substrate in anderen Bereichen, z. B. Textil, Elektronik oder Druck, verwendet werden und den Bedingungen einer typischen Betriebsumgebung für solche Substrate widerstehen können. Die vorliegende Erfindung stellte solch eine Zusammensetzung bereit.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine chromophorhaltige Verbindung bereitgestellt, wobei die chromophorhaltige Verbindung eine oder mehrere funktionelle Gruppen umfasst, die bei Umsetzung die chromophorhaltige Verbindung kovalent an ein anderes Molekül oder eine Gruppe von Molekülen in einer durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung binden können, so dass die chromophorhaltige Verbindung mittels kovalenter Bindung in die durch Strahlung härtbare Zusammensetzung eingebaut wird.
In einer Ausführungsform des ersten Aspektes der Erfindung schließt die chromophorhaltige Verbindung eine oder mehrere durch Strahlung härtbare Gruppen als funktionelle Gruppe(n) ein. Die eine oder mehrere durch Strahlung härtbare Gruppen umfassende chromophorhaltige Verbindung wird in dem Härtungsschritt durch eine oder mehrere kovalente Bindungen an andere Bestandteile einer durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung kovalent gebunden.
In einer zweiten Ausführungsform des ersten Aspektes der Erfindung ist die chromophorhaltige Verbindung ein farbiges Oligomer. Es kann z. B. eine chromophorhaltige Verbindung bereitgestellt werden, die einen an ein Oligomergrundgerüst kovalent gebundenen oder darin befindlichen Chromophor umfasst, so dass der Chromophor der chromophorhaltigen Verbindung über eine oder mehrere kovalente Bindungen an das restliche Oligomer gebunden ist. Das farbige Oligomer kann durch Strahlung härtbare Gruppen einschließen, die während der Härtschrittes kovalent an andere Bestandteile der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung gebunden werden.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine durch Strahlung härtbare Zusammensetzung mit einer chromophorhaltigen Verbindung bereitgestellt, wobei die chromophorhaltige Verbindung eine oder mehrere funktionelle Gruppen umfasst, die bei Umsetzung die chromophorhaltige Verbindung kovalent an ein anderes Molekül oder eine Gruppe von Molekülen in der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung binden können. Bei Einwirkung einer geeigneten Strahlungsmenge liefert die durch Strahlung härtbare Zusammensetzung eine durch Strahlung härtbare Zusammensetzung mit einer chromophorhaltigen Verbindung, die kovalent an ein anderes Molekül oder eine Gruppe von Molekülen in der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung gebunden ist.
In wieder einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Farbkonzentrat bzw. eine Vormischung aus der chromophorhaltigen Verbindung bereitgestellt, wobei das Farbkonzen-trat bzw. die Vormischung ein Bindemittel für den Transport der chromophorhaltigen Verbindung in der besonders erwünschten Anwendungs- oder Ausführungsform ist. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Farbkonzentrats bzw. einer solchen Vormischung bereitgestellt.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Telekommunikationselement mit einem darauf befindlichen Farbidentifikationsüberzug bereitgestellt, wobei das Telekommunikationselement ein längliches Kommunikationsübertragungsmedium und einen Überzug umfasst, wobei zumindest ein Teil des Übertragungsmediums mit einer Identifikationsfarbe überzogen ist, der Überzug ein durch Strahlung gehärtetes, vernetztes Polymernetz umfasst und die Identifikationsfarbe in dem Überzug durch mindestens ein Chromophormolekül verliehen wird, das über mindestens eine kovalente Bindung kovalent an das Polymernetz gebunden ist. Die Farbe eines erfindungsgemäß auf diese Weise hergestellten Telekommunikationselementes schlägt in Gegenwart von Kabelfüllkomponenten nicht durch. Das Telekommunikationselement kann z. B. ein Lichtleiterband sein; das Band besitzt eine farbige Matrix oder einen farbigen Überzug auf einer farblosen Matrix, wobei die Farbe der farbigen Matrix oder des farbigen Überzuges in Gegenwart von Kabelfüllverbindungen nicht durchschlägt.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer farbigen, durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung mit mindestens einer chromophorhaltigen Verbindung, wobei die chromophorhaltige Verbindung eine oder mehrere funktionelle Gruppen umfasst, die bei Umsetzung die chromophorhaltige Verbindung kovalent an ein anderes Molekül oder eine Gruppe von Molekülen in einer durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung binden können, sowie eines Verfahrens zur Behandlung von mindestens einem Teil eines Substrats mit einer durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung mit mindestens einer chromophorhaltigen Verbindung, wobei die chromophorhaltige Verbindung kovalent an ein anderes Molekül oder eine Gruppe von Molekülen in der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung gebunden ist.
Das Verfahren kann folgende Schritte umfassen: Bereitstellen eines Substrates, z. B. eines Übertragungsmediums, Bereitstellen einer farbigen, durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung mit einer chromophorhaltigen Verbindung, Auftragen der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung auf zumindest einen Teil des Substrates und Bestrahlen der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung über einen geeigneten Zeitraum mit einer geeigneten Wellenlänge und Intensität zur Härtung der Zusammensetzung, so dass ein durch Strahlung gehärtetes, vernetztes Polymernetz entsteht, wobei die Identifikationsfarbe in dem Überzug von mindestens einem Chromophormolekül verliehen wird, das über mindestens eine kovalente Bindung kovalent an das Polymernetz gebunden ist.
Die Erfindung ist mit Bezug auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen besser zu verstehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den (nicht maßstabsgetreuen) Zeichnungen ist
1A ein Querschnitt eines mit primären und sekundären Überzügen beschichteten Lichtleiters;
1B ein Querschnitt eines mit primären, sekundären und tertiären Überzügen beschichteten Lichtleiters; und
2 ein Querschnitt eines aufsplitbaren Lichtleiterbandes mit mindestens einer farbigen Matrix.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Typische Telekommunikationselemente schließen ein längliches Übertragungsmedium wie z. B. einen Metalldraht oder einen Lichtleiter ein. Mit Bezug auf 1A wird ein typisches Lichtleiter-Übertragungsmedium 10 dargestellt. Der typische Lichtleiter 10 besteht aus einem Glaskern 12, der von einer Glashülle 14 umschlossen ist. Die Glashülle 14 des Lichtleiters 10 ist für gewöhnlich von einem oder mehreren Polymerschutzüberzügen, z. B. primären und sekundären Polymerüberzügen oder primären, sekundären und tertiären Polymerüberzügen umschlossen.
Wie in 1A dargestellt, bedeckt z. B. ein innerer Polymerschutzüberzug 16 zumindest einen Teil der Hülle 14 und ein äußerer Polymerschutzüberzug 18 typischerweise zumindest einen Teil des inneren Überzugs 16. Der innere Schutzüberzug 16 und der äußere Schutzüberzug 18 können als innerer bzw. äußerer Primärüberzug oder als primärer bzw. sekundärer Überzug bezeichnet werden. Den inneren Überzug 16 erhält man für gewöhnlich durch Auftragen einer durch Strahlung härtbaren (polymerisierbaren) Zusammensetzung, die beim Härten einen Polymerüberzug auf der Hülle 14 bilden kann.
Die durch Strahlung härtbare Zusammensetzung wird normalerweise durch Hindurchleiten des Lichtleiters durch ein erstes Gesenk oder eine Beschichtungsvorrichtung mittels im Stand der Technik bekannter und deswegen hierin nicht beschriebener Techniken aufgetragen. Sobald die durch Strahlung härtbare Zusammensetzung auf die Hülle 14 aufgetragen worden ist, kann die Zusammensetzung durch Bestrahlen mit z. B. ultravioletter Strahlung, Elektronenstrahl-Strahlung oder Ionisierungsstrahlung gehärtet (polymerisiert) werden. Ultraviolette Strahlung wird am häufigsten verwendet.
Dem Auftragen und Härten der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung zur Bildung des inneren Überzugs 16 kann das Auftragen und Härten einer weiteren durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung folgen, wodurch ein Polymerüberzug entsteht, der den äußeren Überzug 18 bildet. Diese Reihenfolge ist als „wet-on-dry"-Auftragen des äußeren Überzugs 18 bekannt. Alternativ kann dem Auftragen der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung, die den inneren Überzug 16 bildet, das Auftragen einer durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung, die den äußeren Überzug 18 bildet, direkt vor der Härtungsbestrahlung folgen. Dies ist im Stand der Technik als „wet-on-wet"-Auftragen bekannt. Die Auftragtechniken sind im Stand der Technik bekannt.
Der Begriff „primärer Überzug", wie er hierin verwendet wird, ist definitionsgemäß derjenige Überzug, der direkt mit dem Glasabschnitt des Lichtleiters in Kontakt steht. Der ungehärtete primäre Überzug sollte bei Raumtemperatur flüssig sein, seine Viskosität sollte für eine Hochgeschwindigkeitsbearbeitung geeignet sein und er sollte eine hohe Hartgeschwindigkeit aufweisen. Der gehärtete primäre Überzug sollte eine gute Haftung an Glas aufweisen, um die vorzeitige Delaminierung des Überzugs von dem Glasabschnitt des Lichtleiters zu verhindern, und bei niedrigeren Temperaturen einen geringen Modul besitzen, um die Auswirkungen der Abschwächung durch Mikroverbiegungen infolge kleiner Spannungen auf dem Lichtleiter selbst zu minimieren.
Der Begriff „sekundärer Überzug", wie er hierin verwendet wird, ist definitionsgemäß derjenige Überzug, der den primären Überzug auf dem Lichtleiter bedeckt. Der gehärtete sekundäre Überzug sollte über einen ausreichenden Modul zur Verleihung von Stoßfestigkeit und zur Bereitstellung einer Schutzbarriere sowie zur Verleihung von Zugfestigkeit an den Lichtleiter verfügen. Der gehärtete sekundäre Überzug sollte sich über einen breiten Temperaturbereich physikalisch nur wenig verändern sowie eine gute Wasserfestigkeit und Lösungsmittelabsorption aufweisen. In Fällen, in denen der sekundäre Überzug ein farbiger sekundärer Überzug ist, sollte er eine gute Farbbeständigkeit aufweisen.
Die Viskosität der ungehärteten, flüssigen primären oder sekundären Überzugszusammensetzung sollte so gering sein, dass die Zusammensetzung leicht aufgetragen werden kann und einen durchgehenden Schutzüberzug auf den Glasfasern bildet. Eine solche Viskosität liegt z. B. in einer Größenordnung von etwa 10³ cP bei 45–50°C, z. B. bei etwa 2 × 10³ bis etwa 8 × 10³ cP bei Raumtemperatur. Die Viskosität ist zwar nicht speziell begrenzt, sie kann jedoch nach bekannten Verfahren für den jeweiligen Anwendungszweck eingestellt werden. Die Viskosität kann z. B. je nach der Art des formulierten Lichtleitermaterials und des Auftragverfahrens, z. B. der eingesetzten Bearbeitungstemperatur, eingestellt werden.
Zwar hängt die Dicke des gehärteten primären oder sekundären Überzugs im Allgemeinen vom Verwendungszweck des Lichtleiters ab, doch eine Dicke von etwa 20 bis 35 Mikrometer und insbesondere eine Dicke von etwa 25 bis 30 Mikrometer ist geeignet.
Bei Verwendung als primäre Überzüge können die erfindungsgemäßen gehärteten Überzüge eine Glasübergangstemperatur (T_g) von etwa –60°C bis etwa 0°C, beispielsweise von etwa –50°C bis etwa –30°C und z. B. von etwa –40°C sowie einen geringen Elastizitätsmodul von etwa 0,5 bis etwa 3,0 MPa bei Raumtemperatur (20°C) und 50% relativer Luftfeuchtigkeit, z. B. von etwa 1,0 bis etwa 2,5 MPa aufweisen.
Bei Verwendung als sekundäre Überzüge können die erfindungsgemäßen gehärteten Überzüge eine Glasübergangstemperatur (T_g) von etwa 25°C bis etwa 100°C aufweisen. Die gehärteten sekundären Überzüge können eine T_g von etwa 50°C bis etwa 80°C, beispielsweise von etwa 75°C aufweisen. Die gehärteten sekundären Überzüge können einen geringen Elastizitätsmodul von etwa 5,0 bis etwa 60 MPa bei etwa 80°C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit, beispielsweise von etwa 20 bis etwa 40 MPa, z. B. von etwa 30 MPa aufweisen.
Eine typische durch Strahlung härtbare Zusammensetzung, die einen Polymerüberzug für den inneren (16) und äußeren (18) Überzug bilden kann, schließt für gewöhnlich ein Acrylatoligomer ein, z. B. ein Urethanacrylatoligomer, das ein Reaktionsprodukt aus (1) einem Polyol wie z. B. einem Polyetherdiol, einem Polyesterdiol oder einem Kohlenwasserstoffdiol, (2) einem Polyisocyanat wie z. B. einem aliphatischen Diisocyanat und (3) einem Endkappen-Monomer wie z. B. einem Hydroxyalkylacrylat oder einem Hydroxyalkylmethacrylat ist. Diese Oligomere besitzen typischerweise eine Monofunktionalität, Difunktionalität oder Trifunktionalität. In der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung können auch andere Materialien wie z. B. Photoinitiatoren, reaktive Verdünnungsmittel und Haftvermittler, z. B. organofunktionelle Silanhaftvermittler, enthalten sein, um die physikalischen Eigenschaften der Zusammensetzung auf die Vorgaben der speziellen Endverwendungszwecke, z. B. gute Wärme-, Oxidations- und Hydrolysebeständigkeit für einen weichen, nachgiebigen Überzug mit niedriger Glasübergangstemperatur zuzuschneiden. Eine Diskussion der durch Strahlung härtbaren primären und sekundären Überzugszusammensetzungen findet sich in dem US-Patent Nr. 5,146,531 .
Zwar wurde speziell Bezug genommen auf den Fall eines mit primären und sekundären Überzügen beschichteten Telekommunikationselementes, doch der Fachmann weiß, dass solche Elemente auch mit weiteren Überzügen, z. B. einem tertiären Überzug, oder mit nur einem Überzug beschichtet sein können. Ein tertiärer Überzug ist im Allgemeinen dünner als ein sekundärer Überzug, z. B. nur 10% so dick wie ein sekundärer Überzug. Daher kann ein tertiärer Überzug in einer Dicke von 2 bis 5 Mikrometer aufgetragen werden.
Erfindungsgemäß kann eine farblose, durch Strahlung härtbare Zusammensetzung, die z. B. auf die Hülle aufgetragen und gehärtet wird, so dass ein innerer Überzug 16 entsteht, durch Zusatz einer chromophorhaltigen Verbindung aus einer oder mehreren funktionellen Gruppen, die bei Umsetzung das Chromophor der chromophorhaltigen Verbindung kovalent an ein anderes Molekül oder eine andere Gruppe von Molekülen in der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung binden können, zu der Zusammensetzung gefärbt werden.
Die Chromophoreinheit der chromophorhaltigen Verbindung kann z. B. aus chemischen Farbstoff-Familien wie den folgenden, nicht-erschöpfenden chemischen Substanzen ausgewählt sein: Anthrachinon, Methin und Azo. Ungeachtet dessen, ob die Chromophoreinheit der chromophorhaltigen Verbindung ein Anthrachinon, Methin, Azo, ein Gemisch davon oder von einem anderen Typ ist, weist die ausgewählte Chromophoreinheit der chromophorhaltigen Verbindung vorzugsweise eine gute Wärmebeständigkeit und Lichtechtheit auf. Weiterhin ist die Chromophoreinheit der chromophorhaltigen Verbindung nicht durch das Molekulargewicht beschränkt. Sie kann eine Monomereinheit aus einem Chromophor oder eine Oligomereinheit aus einem Chromophor mit dem Grundgerüst einer Oligomerkette oder aus einem Chromophor als End- oder Seitengruppe einer Oligomerkette sein.
Allgemein kann die funktionelle Gruppe einer erfindungsgemäßen chromophorhaltigen Verbindung jede Gruppe sein, die bei Umsetzung das Chromophor der chromophorhaltigen Verbindung kovalent an eine andere Verbindung oder Gruppe von Verbindungen in einer durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung binden kann, so dass das Chromophormolekül selbst in die durch Strahlung härtbare Zusammensetzung eingebaut wird. Die chromophorhaltige Verbindung kann z. B. eine durch Strahlung härtbare funktionelle Gruppe, z. B. eine ethylenisch ungesättigte Gruppe wie z. B. eine Acrylatgruppe umfassen, die sich bei Bestrahlung kovalent an andere ähnliche Gruppen in einer durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung bindet.
In einer speziellen Ausführungsform kann die funktionelle Gruppe einer erfindungsgemäßen chromophorhaltigen Verbindung mit einem Monomer oder Oligomer, das durch Strahlung härtbare Gruppen enthält, reagieren, so dass ein durch Strahlung härtbares Monomer oder Oligomer mit einem Chromophor, das über mindestens eine kovalente Bindung kovalent an das Monomer oder Oligomer gebunden ist, entsteht. Das durch Strahlung härtbare Monomer oder Oligomer mit dem kovalent daran gebundenen Chromophor kann selbst kovalent an eine andere Verbindung oder Gruppe von Verbindungen, z. B. ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Monomer oder Oligomer, in einer durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung gebunden werden.
Das durch Strahlung härtbare Monomer oder Oligomer mit einem kovalent daran gebundenen Chromophor kann z. B. auch durch Strahlung härtbare Endgruppen oder Seitengruppen aufweisen. Bei Bestrahlung binden sich diese Endgruppen oder Seitengruppen kovalent an Verbindungen mit ähnlichen Gruppen in der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung. Als spezielles Beispiel kann eine durch Strahlung härtbare Zusammensetzung Verbindungen mit Acrylatgruppen, Vinylgruppen oder Epoxygruppen aufweisen, an die sich ein durch Strahlung härtbares Monomer oder Oligomer mit einem kovalent daran gebundenen Chromophormolekül kovalent binden kann.
Ein noch spezielleres Beispiel für die Ausführungsform, bei der eine funktionelle Gruppe einer chromophorhaltigen Verbindung mit einem Monomer oder Polymer, das durch Strahlung härtbare Gruppen enthält, reagiert, ist ein chromophorhaltiges Polyol mit einer Hydroxyfunktionalität und einem kovalent daran gebundenen Chromophormolekül. Das chromophorhaltige Polyol kann neben der Hydroxyfunktionalität eine Ester- oder Carboxyfunktionalität aufweisen. Durch Umsetzung des Polyols mit einer kovalent daran gebundenen Chromophoreinheit mit z. B. einem Oligomer einer durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung wird das Chomophor nicht nur über mindestens eine kovalente Bindung in das durch Strahlung härtbare Oligomer, sondern letztendlich auch in die gehärtete Zusammensetzung eingebaut.
Als allgemeines Beispiel für die Bildung einer farbigen Monomer- oder Oligomerkomponente einer farbigen, durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung wird zusätzlich zu oder anstelle des gesamten typischen Polyols oder eines Teils davon ein Polyol mit einem kovalent daran gebundenen Chromophormolekül und Hydroxyendgruppen oder -seiten-gruppen, z. B. ein Kohlenwasserstoffdiol, bereitgestellt, das mit einem Isocyanat, z. B. einem aliphatischen Diisocyanat, und einem durch Strahlung härtbaren Monomer umgesetzt wird, so dass ein typisches Acrylatoligomer-Reaktionsprodukt zur Verwendung in einer durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung für beispielsweise Lichtleiterüberzüge entsteht. Beispiele für geeignete Polyole mit einem kovalent daran gebundenen Chromophormolekül sind Farbstoffe, die unter der Handelsbezeichnung REACTINT^TM von der Milliken Chemical Company vertrieben werden. Der Fachmann erkennt, dass bei Umsetzung einer ausreichenden Menge eines Polyols mit einem kovalent daran gebundenen Chromophormolekül mit einem Isocyanat und einem durch Strahlung härtbaren Monomer das entstandene Acrylatmonomer oder -oligomer entsprechend der Farbe des Chromophormoleküls (oder des Chromophormolekülgemisches für bestimmte Farben im Farbspektrum), das kovalent an das Monomer oder Oligomer gebunden ist, gefärbt ist.
Eine durch Strahlung härtbare Zusammensetzung mit einer erfindungsgemäßen chromophorhaltigen Verbindung, z. B. einem farbigen Acrylatmonomer oder -oligomer, kann z. B. als farbige, durch Strahlung härtbare Zusammenfassung direkt auf die Hüllte des Lichtleiters aufgetragen werden, so dass ein innerer Überzug 16 entsteht, oder als äußerer Überzug 18 direkt auf einen zuvor aufgetragenen inneren Überzug aufgetragen werden. Der Fachmann erkennt, dass die durch Strahlung härtbare Zusammensetzung mit einer erfindungsgemäßen chromophorhaltigen Verbindung, z. B. einem farbigen Monomer oder Oligomer, wie in 1B dargestellt, auch als tertiärer Überzug 20 auf einen zuvor aufgetragenen äußeren Überzug aufgetragen werden kann. Alternativ kann die durch Strahlung härtbare Zusammensetzung mit einer erfindungsgemäßen chromophorhaltigen Verbindung, z. B. einem farbigen Acrylatmonomer oder -oligomer, auf oder in eine Bandmatrix aufgetragen werden, so dass ein farbiges Lichtleiterband entsteht.
Bei einer kommerziell vorteilhaften Alternative werden erfindungsgemäße chromophorhaltige Verbindung, z. B. farbige Acrylatmonomere oder -oligomere, mit nicht chromophorhaltigen Analogen, die in einer im Handel erhältlichen farblosen, durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung enthalten sind, z. B. denjenigen Zusammensetzungen, die typischerweise als Schutzüberzug auf einem Lichtleiter formuliert sind, gemischt oder verdünnt, so dass die Kombination der erfindungsgemäßen chromophorhaltigen Verbindungen und der nicht chromophorhaltigen Analoge eine farbige, durch Strahlung härtbare Zusammensetzung bildet, die z. B. auf die Hülle 14, den inneren Überzug 16 oder den äußeren Überzug 18 des Lichtleiters (oder auf oder in eine Bandmatrix) aufgetragen werden kann. Solche durch Strahlung härtbaren Zusammensetzungen können zusätzlich ein oder mehrere farblose Acrylatoligomere, ein reaktives Verdünnungsmittel, einen oder mehrere Photoinitiatoren, organofunktionelle Silanhaftvermittler, Pigmente, z. B. TiO₂, Stabilisatoren, usw. enthalten. Mit anderen Worten können die hierin beschriebenen chromophorhaltigen Verbindungen in einer Menge zugesetzt werden, die ausreicht, einer kommerziell bekannten, farblosen, durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung wie den als Schutzüberzug auf einem Lichtleiter verwendeten Zusammensetzungen Farbe zu verleihen.
Nach Härtung, d. h. Polymerisation der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung mit den chromophorhaltigen Verbindungen, z. B. den farbigen Monomeren und/oder Oligomeren, durch Bestrahlung mit einer geeigneten Wellenlänge und Intensität über einen geeigneten Zeitraum enthält die entstandene gehärtete Zusammensetzung kovalent daran gebundene Chromophormoleküle. Da die Chromophormoleküle kovalent an andere Komponenten in der gehärteten Zusammensetzung gebunden sind, ist das Risiko eines Farbverlustes infolge von Durchschlagen vernachlässigbar. Daher lassen sich die Herstellungsvorteile eines Farbstoffes gegenüber Pigmenten, z. B. Auftrag- und Härtgeschwindigkeit, erzielen und gleichzeitig die Durchschlagnachteile eines nicht kovalent gebundenen Farbstoffes bei Verwendung in einer Lichtleiterumgebung oder einer anderen Arbeitsumgebung vermeiden.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine chromophorhaltige Verbindung bereitgestellt, die sich neben anderen Anwendungszwecken dazu eignen könnte, einem Telekommunikationselement, z. B. einem beschichteten Lichtleiter oder Lichtleiterband, Farbe zu verleihen. Die chromophorhaltige Verbindung kann z. B. mittels Isocyanatchemie gebildet werden. Eine chromophorhaltige Verbindung mit einer isocyanat-reaktiven funktionellen Gruppe, z. B. -OH, -NH₂ und -SH, kann z. B. mit einem Isocyanat mit einer durch Strahlung härtbaren Gruppe, z. B. einer ethylenisch ungesättigten Gruppe, umgesetzt werden. Ein Beispiel für ein Isocyanat mit einer durch Strahlung härtbaren Gruppe ist Meta-Isopropenyl-α,α-dimethylisocyanat, es können aber auch Monoisocyanate oder Polyisocyanate, z. B. Diisocyanate, eingesetzt werden, vorausgesetzt sie umfassen eine durch Strahlung härtbare Gruppe.
Gemäß einer anderen Ausführungsform wird ein bestimmter Typ einer chromophorhaltigen Verbindung, d. h. ein chromophorhaltiges Oligomer, bereitgestellt, das sich neben anderen Anwendungszwecken dazu eignen könnte, einem Kommunikationselement, z. B. einem beschichteten Lichtleiter, Farbe zu verleihen. Dieses chromophorhaltige Oligomer lässt sich auf verschiedene Weise herstellen. Die Chromophoreinheit des chromophorhaltigen Oligomers kann z. B. über eine kovalente Bindung an das restliche Oligomer gebunden sein, so dass die Chromophoreinheit als Endgruppe oder Seitengruppe des Oligomers vorliegt. Alternativ kann die Chromophoreinheit des chromophorhaltigen Oligomers über ein kovalentes Bindungspaar an das restliche Oligomer gebunden sein, so dass die Chromophoreinheit als Teil des Oligomergrundgerüstes vorliegt.
Ein Beispiel für die Bereitstellung eines chromophorhaltigen Oligomers, bei dem die Chromophoreinheit als Teil des Oligomergrundgerüstes vorliegt, schließt den Schritt der Bildung einer Oligomervorstufe mit mindestens zwei Isocyanatendgruppen ein. Diese Oligomervorstufe kann an ihren Enden Isocyanatgruppen aufweisen.
Das Oligomer mit Isocyanatendgruppen kann in ein Oligomer mit durch Strahlung härtbaren Gruppen als Endgruppen umgewandelt werden. Die Oligomervorstufe mit Isocyanatendgruppen kann z. B. mit einem durch Strahlung härtbaren Monomer umgesetzt werden, das sowohl (i) eine reaktive Funktionalität, die mit den Isocyanatgruppen der Oligomervorstufe mit Isocyanatendgruppen reaktiv ist, als auch (ii) eine durch Strahlung härtbare Funktionalität wie z. B. eine ethylenisch ungesättigte Gruppe einschließt. Mit den Isocyanatgruppen reaktive Gruppen sind z. B. -OH, -NH₂ und -SH. Durch die Umsetzung mit den Isocyanatgruppen entstehen kovalente Bindungen. Die Umsetzung einer -OH-Gruppe mit einer Isocyanatgruppe erzeugt z. B. eine Urethanbindung und die Umsetzung einer -NH₂-Gruppe mit einer Isocyanatgruppe erzeugt eine Harnstoffbindung.
Die Oligomervorstufe mit Isocyanatendgruppen wird durch Umsetzung mindestens eines Isocyanats, beispielsweise eines Polyisocyanats, z. B. eines Diisocyanats, mit mindestens einer polyfunktionellen Verbindung mit mindestens zwei isocyanatreaktiven Gruppen, z. B. -OH, -NH₂ und -SH hergestellt. Eine spezielle polyfunktionelle Verbindung dieses Typs ist ein Diol.
Zumindest ein Teil der polyfunktionellen Komponente, z. B. Diol, schließt ein Chromophor wie z. B. ein Anthrachinon-, Methin- oder Azochromophor ein. Geeignete Beispiele für Anthrachinonchromophore finden sich in einem Artikel mit dem Titel „Dyes, Anthraquinone" auf den Seiten 212–279 in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, dritte Ausgabe, Band 8, 1979.
Ein spezielles Beispiel für eine polyfunktionelle Verbindung mit einem Chromophor ist ein Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel:
worin die R-Gruppen R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ jeweils unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Amino, Hydroxy, Halogen, Nitro, carboxyliertem Alkalimetall, sulfatiertem Alkalimetall und einer Hydrocarbylgruppe mit wahlweise einem oder mehreren Heteroatomen, vorausgesetzt mindestens zwei der R-Gruppen R¹ bis R⁸ besitzen zumindest eine aus der Gruppe bestehend aus -OH, -NH₂ und -SH ausgewählte isocyanat-reaktive Funktionalität, und worin angrenzende R-Gruppen R¹ bis R⁸ einen Ring bilden können.
Ein Beispiel für eine Verbindung, bei der angrenzende R-Gruppen R¹ bis R⁸ einen Ring bilden, ist eine Verbindung, in der R¹ und R² in Kombination einen Benzolring bilden.
Ist eine der R-Gruppen R¹ bis R⁸ eine Hydrocarbylgruppe mit einem Heteroatom, kann das Heteroatom überall in der Gruppe auftreten, z. B. kann das Heteroatom (1) als direkt am Anthrachinonkern hängende Verbindungsgruppe, (2) als Seitengruppe oder (3) als Verbindungsgruppe, die zwei oder mehrere Hydrocarbylgruppen miteinander verbindet, auftreten.
1 bis 3 der R-Gruppen R¹ bis R⁸ können z. B. folgende Formel besitzen:
worin R⁹ Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis etwa 12 Kohlenstoffatomen ist, X -CH₂ ist, a eine ganze Zahl von 1 bis etwa 6 ist, Y Polymereinheiten von Hydroxyalkylen- oder Alkylen-oxidmonomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Cyclohexanoxid und Glycidol darstellt, b entweder 0 oder 1 ist und Z eine reaktive -OH, -NH₂ oder -SH-Gruppe ist.
Spezielle Beispiele für solche Anthrachinonfarbstoffe sind in dem US-Patent Nr. 4,846,846 beschrieben und können folgende Formel besitzen:
worin R⁹ und R¹⁰ unabhängig ausgewählt sind aus Wasserstoff oder einer Alkylgruppe mit 1 bis etwa 12 Kohlenstoffatomen, X -CH₂ ist, a und a' unabhängig ausgewählt sind aus ganzen Zahlen von 1 bis etwa 6, Y und Y' unabhängig ausgewählt sind aus Polymereinheiten von Hydroxyalkylen- oder Alkylenoxidmonomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Cyclohexanoxid und Glycidol, b und b' unabhängig entweder 0 oder 1 sind und Z und Z' unabhängig ausgewählt sind aus reaktiven -OH, -NH₂ oder -SH-Gruppen.
Wie in dem US-Patent Nr. 4,846,846 beschrieben, kann eine spezielle Unterklasse solcher Anthrachinonfarbstoffe folgende Formel besitzen:
worin n, n', m, m', p und p' unabhängig einen Wert von 0 bis etwa 40 besitzen können.
Ein spezielles Beispiel für einen in dem US-Patent Nr. 4,846,846 beschriebenen Anthrachinonfarbstoff besitzt folgende Formel:
Andere Beispiele für Anthrachinonfarbstoffe sind 1,5-Bis-((3-hydroxy-2,2-dimethylpropyl)amino)-9,10-Anthracendion (ein roter Farbstoff), 2,2'-((9,10-Dihydro-9,10-dioxo-1,5-anthracendiyl)-bis-(thio))-bis-benzoesäure, 2-Hydroxyethylester (ein gelber Farbstoff) und 1,5-Bis-((2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl)amino)-4,8-bis-((4-methylphenyl)thio)anthrachinon (ein blauer Farbstoff). Andere Farben wie Rosa, Grün, Schwarz, Braun und Lila können durch Mischen dieser Farbstoffe oder durch Mischen diese Farbstoffe enthaltender Oligomere hergestellt werden.
Es gibt noch weitere Arten chromophorhaltiger Verbindungen mit funktionellen Gruppen, die zur kovalenten Verbindung von Chromophoren mit der Polymermatrix von Überzugszusammensetzungen, Tinten, Farbmitteln, usw. verwendet werden können. Es kann beispielsweise ein durch Strahlung härtbarer Anthrachinonfarbstoff mit einer Anthrachinonkerngruppe mit mindestens einem Substituenten aus einer durch Strahlung härtbaren Gruppe bereitgestellt werden. Die durch Strahlung härtbare Gruppe kann eine ethylenisch ungesättigte Gruppe, z. B. eine (Meth)acrylsäuregruppe oder eine Epoxygruppe sein.
Ein durch Strahlung härtbarer Anthrachinonfarbstoff mit einer Anthrachinonkerngruppe mit mindestens einem Substituenten aus einer durch Strahlung härtbaren Gruppe kann folgende Formel besitzen:
worin die R-Gruppen R¹¹, R¹², R¹³, R¹⁴, R¹⁵, R¹⁶, R¹⁷ und R¹⁸ jeweils unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Amino, Hydroxy, Halogen, Nitro, carboxyliertem Alkalimetall, sulfatiertem Alkalimetall und einer Hydrocarbylgruppe mit wahlweise einem oder mehreren Heteroatomen, vorausgesetzt mindestens eine der Gruppen R¹¹ bis R¹⁸ besitzt zumindest eine ethylenisch ungesättigte, durch Strahlung härtbare Funktionalität.
Eine oder zwei der R-Gruppen R¹¹ bis R¹⁸ können z. B. eine (Meth)acrylsäurefunktionalität aufweisen und mindestens vier der R-Gruppen R¹¹ bis R¹⁸ können Wasserstoff sein.
Durch Strahlung härtbare Anthrachinonfarbstoffe mit einer Anthrachinonkerngruppe mit mindestens einem Substituenten aus einer durch Strahlung härtbaren Gruppe lassen sich durch Veresterungsreaktionen hydroxyfunktioneller Anthrachinonfarbstoffe mit Monomeren vom Acrylsäuretyp herstellen. Die zuvor erwähnten dihydroxyfunktionellen Anthrachinonfarbstoffe, d. h. 1,5-Bis-((3-hydroxy-2,2-dimethylpropyl)amino)-9,10-Anthracendion, 2,2'-((9,10-Dihydro-9,10-dioxo-1,5-anthracendiyl)-bis-(thio))-bis-benzoesäure, 2-Hydroxyethylester und 1,5-Bis-((2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl)amino)-4,8-bis-((4-methylphenyl)thio)anthrachinon, könnten z. B. solchen Veresterungsreaktionen unterzogen werden, so dass jeweils die folgenden Verbindungen entstehen:

worin R²⁹, R³⁰, R³¹, R³², R³³ und R³⁴ gleich oder verschieden und unabhängig Wasserstoff oder ein wahlweise mit einem oder mehreren Substituenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -OH, -NH₂, -SH, -NO₂, -CN und Halogen substituiertes C₁- bis C₆-Alkyl sind.
Eine erfindungsgemäße durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung kann mit Standardkomponenten einer durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung, z. B. Standardkomponenten durch Strahlung härtbarer Zusammensetzungen zur Beschichtung eines Kommunikationselementes, z. B. eines Lichtleiters, eines Lichtleiterbandes oder einer Vielzahl in Gruppen angeordneter Lichtleiter, oder Standardkomponenten durch Strahlung härtbarer Zusammensetzungen zur Bildung von Tinten oder Farbmittelgebinden gemischt werden. Solche Komponenten können (1) mindestens eine nicht chromophorhaltige, durch Strahlung härtbare Verbindung, (2) mindestens einen Photoinitiator und/oder (3) mindestens ein reaktives Verdünnungsmittel einschließen.
Ein spezielles Beispiel für eine nicht chromophorhaltige, durch Strahlung härtbare Verbindung ist ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Oligomer wie z. B. ein Urethanoligomer mit (Meth)acrylatenden, z. B. eines der im Handel von UCB Chemicals Corp. erhältlichen aliphatischen Urethanacrylatverbindungen auf Polyetherbasis. Sie werden unter der Bezeichnung EBECRYL vertrieben und schließen EBECRYL 230 ein. EBECRYL 230 ist ein difunktionelles aliphatisches Urethanacrylatoligomer mit einem Polyethergrundgerüst.
Ein weiteres Beispiel für ein Urethanoligomer mit (Meth)acrylatenden sind die von Sartomer erhältlichen aliphatischen Urethanacrylatoligomere auf Polyesterbasis. Sie werden unter der Bezeichnung CN966xxx vertrieben und schließen CN966J75, ein difunktionelles aliphatisches Urethanacrylatoligomer mit einem Polyestergrundgerüst, ein. Diese Oligomere sind auch von der Henkel Corp. erhältlich, die PHOTOMER-Produkte einschließlich PHOTOMER 6010 herstellt. Ein Polyesterpolyol, das zur Herstellung eines Urethanacrylatoligomers auf Polyesterbasis verwendet werden kann, ist das von der Bayer Corp. erhältliche DESMOPHEN 2001 KS. Dieses Produkt ist ein Ethylenbutylenadipatdiol.
Alternativ können herkömmliche Urethanacrylatoligomere durch Umsetzung eines Polyols, z. B. eines Diols, mit einem multifunktionellen Isocyanat, z. B. einem Diisocyanat, und anschließendes Versehen der Enden mit einem hydroxyfunktionellen (Meth)acrylat hergestellt werden.
Das Polyol kann ein Polyol mit einem zahlengemittelten Molekulargewicht von etwa 200–10.000 sein, z. B. ein Polyetherpolyol, Polyesterpolyol, Polycarbonatpolyol und Kohlenwasserstoffpolyol.
Polyetherpolyole können Homopolymere oder Copolymere von Alkylenoxiden, z. B. C₂-C₅-Alkylenoxiden, z. B. Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Tetrahydrofuran und 3-Methyltetrahydrofuran, Homopolymere oder Copolymere der obigen Alkylenoxide, die man durch Verwendung von C₁₄-C₄₀-Polyolen als Initiator erhält, z. B. 12-Hydroxystearylalkohol und hydriertes Dimerdiol, und Addukte der obigen Alkylenoxide mit Bisphenol-A oder hydriertem Bisphenol-A sein. Diese Polyetherpolyole können alleine oder in Kombination aus zwei oder mehreren verwendet werden.
Polyesterpolyole können z. B. Additionsreaktionsprodukte einer Diolkomponente und eines Lactons, Reaktionsprodukte der Diolkomponente und einer mehrwertigen Carbonsäure und Additionsreaktionsprodukte von drei Komponenten – der Diolkomponente, einer zweibasigen Säure und des Lactons – sein. Die Diolkomponente kann ein aliphatisches C₂-C₄₀-Diol mit niedrigem Molekulargewicht wie z. B. Ethylenglycol, Propylenglycol, Diethylenglycol, Dipropylenglycol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 3-Methyl-1,5-pentandiol, 2,4-Diethyl-1,5-pentandiol, 1,6-Hexanglycol, Neopentylglycol, 1,9-Nonandiol, 1,10-Decandiol, 12-Hydroxystearylalkohol und hydriertes Dimerdiol und ein Alkylenoxid-addukt von Bisphenol-A sein. Das Lacton kann z. B. ε-Caprolacton, δ-Valerolacton und β-Methyl-δ-valerolacton sein. Die mehrwertige Carbonsäure kann z. B. eine aliphatische Dicarbonsäure wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure und Dodecan-1,10-dicarboxylsäure und eine aromatische Dicarbonsäure wie Hexahydrophthalsäure, Tetrahydrophthalsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure sein.
Polycarbonatpolyole können z. B. Polycarbonatdiole sein, die durch Umsetzung eines kurzkettigen Dialkylcarbonats und einer aus den zuvor erwähnten Polyetherpolyolen, Polyesterpolyolen und Diolkomponenten ausgewählten Komponente wie 2-Methylpropandiol, Dipropylenglycol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, 3-Methyl-1,5-pentandiol, Neopentylglycol, 1,5-Octandiol und 1,4-Bis-(hydroxymethyl)cyclohexan gewonnen werden. Das kurzkettige Dialkylcarbonat kann ein C₁-C₄-Alkylcarbonat wie z. B. Dimethylcarbonat und Diethylcarbonat sein.
Es können Polyole mit geringem Molekulargewicht verwendet werden. Beispiele für Polyole mit geringem Molekulargewicht sind Ethylenglycol, Propylenglycol, Tripropylen-glycol, 1,3- oder 1,4-Butandiol, Neopentylglycol, 1,6-Hexandiol, 1,9-Nonandiol, 1,10-Dexandiol, höhere Fettsäurepolyole und höhere Kohlenwasserstoffpolyole wie Rizinusöl, Kokosnussöl, Monomyristine (1-Monomyristin und 2-Monomyristin), Monopalmitine (1-Monopalmitin und 2-Monopalmitin), Monostearine (1-Monostearin und 2-Monostearin), Monooleine (1-Monoolein und 2-Monoolein), 9,10-Dioxystearinsäure, 12-Hydroxyricinoleylalkohol, 12-Hydroxystearylalkohol, 1,16-Hexadecandiol (Juniperinsäure oder ein Reduktionsprodukt von Thapsiasäure), 1,21-Henicosandiol, Chimylalkohol, Batylalkohol, Selachylalkohol und Dimersäurediol.
Wie zuvor erläutert, können die oben erwähnten, zur Herstellung herkömmlicher Oligomere mit (Meth)acrylatenden verwendeten Polyole mit chromophore Gruppen enthaltenden Polyolen gemsicht und mit Isocyanaten zu farbigen Oligomeren umgesetzt werden.
Ein zur Bildung eines farbigen oder farblosen Monomers oder Oligomers verwendetes Isocyanat kann z. B. ein aromatisches Polyisocyanat, ein aromatisches aliphatisches Polyisocyanat, ein alicyclisches Polyisocyanat oder ein aliphatisches Polyisocyanat sein. Das jeweils ausgewählte Isocyanat ist nicht durch das Molekulargewicht beschränkt. Es kann ein sogenanntes Monomerisocyanat oder ein Oligomerisocyanat sein.
Beispiele für die aromatischen Polyisocyanate sind Diisocyanate wie m-Phenylendiisocyanat, p-Phenylendiisocyanat, 4,4'-Diphenyldiisocyanat, 1,5-Naphthalindiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 2,4- oder 2,6-Tolylendiisocyanat, 4,4'-Toluidindiisocyanat und 4,4'-Diphenyletherdiisocyanat sowie Polyisocyanate wie Triphenylmethan-4,4',4''-triisocyanat, 1,3,5-Triisocyanatbenzol, 2,4,6-Triisocyanattoluol und 4,4'-Diphenylmethan-2,2',5,5'-tetraisocyanat.
Beispiele für die aromatischen aliphatischen Polyisocyanate sind Diisocyanate wie 1,3-oder 1,4-Xyloldiisocyanat oder Mischungen davon und 1,3- oder 1,4-Bis-(1-isocyanat-1-methylethyl)benzol oder Mischungen davon sowie Polyisocyanate wie 1,3,5-Triisocyanatmethylbenzol.
Beispiele für die alicyclischen Polyisocyanate sind Diisocyanate wie 1,3-Cyclopentendiisocyanat, 1,4-Cyclohexandiisocyanat, 1,3-Cyclohexandiisocyanat, 3-Isocyanatmethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanat (Isophorondiisocyanat oder IPDI), 4,4'-Methylen-bis-(cyclohexylisocyanat) (H₁₂MDI oder DESMODUR W, erhältlich von Bayer), Methyl-2,4-cyclohexandiisocyanat, Methyl-2,6-cyclohexandiisocyanat und 1,3-oder 1,4-Bis-(isocyanatmethyl)cyclohexan sowie Polyisocyanate wie 1,3,5-Triisocyanatcyclohexan, 1,3,5-Trimethylisocyanatcyclohexan, 2-(3-Isocyanatpropyl)-2,5-di(isocyanatmethyl)bicyclo(2.2.1)heptan, 2-(3-Isocyanatpropyl)-2,6-di(isocyanatmethyl)bicyclo(2.2.1)heptan, 3-(3-Isocyanatpropyl)-2,5-di(isocyanatmethyl)bicyclo(2.2.1)heptan, 5-(2-Isocyanatethyl)-2-isocyanatmethyl-3-(3-isocyanatpropyl)bicyclo(2.2.1)heptan, 6-(2-Isocyanatethyl)-2-isocyanatmethyl-3-(3-isocyanatpropyl)bicyclo(2.2.1)heptan, 5-(2-Isocyanatethyl)-2-isocyanatmethyl-2-(3-isocyanatpropyl)bicyclo(2.2.1)heptan und 6-(2-Isocyanatethyl)-2-isocyanatmethyl-2-(3-isocyanatpropyl)bicyclo(2.2.1)heptan.
Beispiele für die aliphatischen Polyisocyanate sind Diisocyanate wie Trimethylendiisocyanat, Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Pentamethylendiisocyanat, 1,2-Propylendiisocyanat, 1,2-Butylendiisocyanat, 2,3-Butylendiisocyanat, 1,3-Butylendiisocyanat, 2,4,4- oder 2,2,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat und 2,6-Diisocyanatmethylcaproat sowie Polyisocyanate wie Lysinestertriisocyanat, 1,4,8-Triisocyanatoctan, 1,6,11-Triisocyanatundecan, 1,8-Diisocyanat-4-isocyanatmethyloctan, 1,3,6-Triisocyanathexan und 2,5,7-Trimethyl-1,8-isocyanat-5-isocyanatmethyloctan.
Darüber hinaus können Derivate der obigen Polyisocyanate verwendet werden. Beispiele für die Derivate sind ein Dimer, ein Trimer, Biuret, Allophanat, Carbodiimid, Polymethylenpolyphenylpolyisocyanat (als rohes MDI oder polymeres MDI bezeichnet), rohes TDI und ein Addukt aus einer Isocyanatverbindung und einem Polyol mit niedrigem Molekulargewicht.
Zwar wurden verschiedene Polyisocyanate wie z. B. Diisocyanate offenbart, doch es ist zu beachten, dass auch Monoisocyanate eingesetzt werden können, vorausgesetzt sie enthalten eine durch Strahlung härtbare funktionelle Gruppe. Ein Beispiel für ein Monoisocyanat mit einer durch Strahlung härtbaren Gruppe ist Meta-Isopropenyl-α,α-dimethylisocyanat.
„(Meth)acrylat" bedeutet Acrylat, Methacrylat oder ein Gemisch davon.
Das Reaktionsprodukt von Polyol und Polyisocyanat kann mit einem oder mehreren hydroxyfuntkionellen (Meth)acrylaten umgesetzt werden. Beispiele für die hydroxyfunktionellen (Meth)acrylate sind 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 2-Hydroxybutyl(meth)acrylat, 4-Hydroxybutyl(meth)acrylat, Pentandiolmono(meth)acrylat, 2-Hydroxy-3-phenyloxypropyl(meth)acrylat, 2-Hydroxyalkyl(meth)acryloylphosphat, 4-Hydroxycyclohexyl(meth)acrylat, Cyclohexandimethanolmono(meth)acrylat, Neopentylglycolmono(meth)acrylat, Trimethylolpropandi(meth)acrylat und Pentaerythritoltri(meth)acrylat. Weitere Beispiele sind Verbindungen, die durch Additionsreaktion einer glycidylgruppenhaltigen Verbindung und einer (Meth)acrylsäure gewonnen werden können, z. B. Alkylglycidylether und Glycidyl(meth)acrylat. Die obigen hydroxylgruppenhaltigen (Meth)acrylate können alleine oder in Kombination aus zwei oder mehreren eingesetzt werden.
Der Molekulargewichtsbereich durch Strahlung härtbarer Oligomere ist nicht speziell beschränkt, variiert aber vorzugsweise zwischen 5000 und 25.000 MW, bezogen auf die speziellen Vorgaben für die Eigenschaften des erfindungsgemäßen primären, sekundären oder tertiären Überzugs.
In der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung können alle geeigneten freien Radikal-Photoinitiatoren verwendet werden. Geeignete Photoinitiatoren vom freien Radikaltyp sind z. B. ein Acylphosphinoxid-Photoinitiator, insbesondere ein Benzoyldiarylphosphinoxid-Photoinitiator. Ein Beispiel für geeignete Benzoyldiarylphosphinoxid-Photoinitiatoren ist 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphinoxid (LUCERIN TPO, erhältlich von BASF). Weitere Beispiele für Photoinitiatoren vom freien Radikaltyp sind Hydroxycyclohexylphenylketon, Hydroxymethylphenylpropanon, Dimethoxyphenylacetophenon, 2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropanon-1, 1-(4-Isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-on, 1-(4-Dodecylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-on, 4-(2-Hydroxyethoxy)phenyl-2-(2-hydroxy-2-propyl)keton, Diethoxyphenyl-acetophenon, 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphon, eine Mischung aus (2,6-Dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphinoxid und 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on sowie Mischungen davon. Viele davon werden unter den Bezeichnungen IRGACURE^® und DAROCUR^® von Ciba Additives vertrieben.
Der freie Radikal-Photoinitiator kann eine Mischung aus Phosphinoxid-Photoinitiatoren sein, z. B. DAROCUR 4265 von Ciba Additives. Dieser spezielle Photoinitiator ist eine Mischung aus 50 Gew.-% Diphenyl-2,4,6-trimethylbenzoylphosphinoxid und 50 Gew.-% 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on. Ein weiterer ist IRGACURE 1700 (ebenfalls von Ciba Additives), eine Mischung aus Bis-(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphinoxid und 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on.
Der Photoinitiator vom freien Radikaltyp kann in einer Menge von 10 Gew.-% oder weniger, z. B. von etwa 0,25 bis etwa 6 Gew.-%, z. B. etwa 4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eingesetzt werden.
Eine adäquate Härtung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen wird durch das Vorliegen eines oder mehrerer reaktiver Verdünnungsmittel begünstigt. Das reaktive Verdünnungsmittel kann auch als Lösungsmittel, z. B. als Lösungsmittel für das Urethan-acrylatoligomer fungieren. Die Verwendung des reaktiven Verdünnungsmittels erlaubt die Einstellung der Viskosität und damit eine Verbesserung der Bearbeitbarkeit. Mit anderen Worten verhindert das reaktive Verdünnungsmittel, dass die Zusammensetzung zu viskos oder unflexibel wird, um sicherzustellen, dass die Zusammensetzung für ihre Anwendungszwecke, z. B. als primärer oder sekundärer Lichtleiterüberzug geeignet bleibt.
Das mono- oder difunktionelle reaktive Verdünnungsmittel kann z. B. eine flüssige, (meth)acrylatfunktionelle Verbindung mit niedrigem Molekulargewicht sein, z. B. die folgenden Di(meth)acrylate und monofunktionellen (Meth)acrylate: Tridecylacrylat, 1,6-Hexandioldiacrylat, 1,4-Butandioldiacrylat, Ethylenglycoldiacrylat, Diethylenglycoldiacrylat, Tetraethylenglycoldiacrylat, Tripropylengycoldiacrylat, Neopentylglycoldiacrylat, 1,4-Butandioldimethacrylat, Poly(butandiol)diacrylat, Tetraethylenglycoldimethacrylat, 1,3-Butylenglycoldiacrylat, Tetraethylenglycoldiacrylat, Triisopropylenglycoldiacrylat, Triiso-propylenglycoldiacrylat, ethoxyliertes Bisphenol-A-diacrylat und Tetrahydrofurfurylacrylat (THFA). Ein weiteres Beispiel für ein reaktives Verdünnungsmittel ist N-Vinylcaprolactam. Weitere Beispiele sind die im Handel erhältlichen Produkte von Sartomer, nämlich SR 489 (ein Tridecylacrylat) und SR 506 (ein Isobornylacrylat).
Die erfindungsgemäßen durch Strahlung härtbaren Zusammensetzungen können frei sein von nicht-reaktiven Verdünnungsmitteln wie Wasser oder organischen Lösungsmitteln, die nicht ethylenisch ungesättigt sind.
Wird die durch Strahlung härtbare Zusammensetzung als primäre Überzugszusammensetzung für Lichtleiter eingesetzt, kann die durch Strahlung härtbare Zusammensetzung einen Haftvermittler enthalten. Beispiele für Haftvermittler sind säurefunktionelle Materialien und organofunktionelle Silane. Das organofunktionelle Silan kann z. B. ein aminofunktionelles Silan, ein acrylamidofunktionelles Silan, ein mercaptofunktionelles Silan, ein allylfunktionelles Silan, ein vinylfunktionelles Silan, ein methacrylatfunktionelles Silan und ein acrylatfunktionelles Silan sein. Das organofunktionelle Silan kann ein Mercaptoalkyltrialkoxylsilan, ein Methacryloxyalkyltrialkoxylsilan, ein Aminoalkyltrialkoxylsilan, ein Vinyltrialkoxylsilan, 3-Aminopropyltriethoxysilan, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan, γ-Mercaptopropyl-(γ-mercaptopropyl)triethoxysilan, β-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, 3-Vinylthiopropyltrimethoxysilan, Vinyl-tris-(β-methoxyethoxy)silan, Vinyltriacetoxysilan sowie eine Mischung davon sein. Ein spezieller Trialkoxylsilan-Haftvermittler ist UCT 7840 KG von United Chemical Technologies. Ein weiterer Haftvermittler ist KBM 803, ein 3-(Trimethoxysilyl)propylthiol von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
Der Haftvermittler, sofern vorliegend, kann in der primären Überzugszusammensetzung in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.-%, beispielsweise von etwa 0,1 bis etwa 3 Gew.-% und z. B. von etwa 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorliegen.
Andere Komponenten, die in der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung verwendet werden können, sind z. B. Pigmente wie TiO₂, Antioxidationsmittel wie IONOL, ein 2,4,6-Tri-tert-butyl-4-methylphenol, erhältlich von Aldrich, Verlaufmittel wie z. B. BYK331, ein Polysiloxan, erhältlich von BYK-Chemie USA, Sensibilisierungsmittel wie z. B. Thioxanthon oder Isopropylthioxanthon (ITX) und deren Derivate, Stabilisatoren und Benetzungsmittel. Geeignete Mengen sind dem Fachmann bekannt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein durch Strahlung härtbares Monomer oder Oligomer mit einer Chromophoreinheit nach einem Verfahren hergestellt, das den Schritt der Herstellung eines Farbstoffkonzentrats bzw. einer Vormischung umfasst. Das Farbstoffkonzentrat kann ein Lösungsmittel und eine erfindungsgemäße chromophorhaltige Verbindung umfassen, z. B. ein durch Strahlung härtbares Monomer oder Oligomer mit einem erfindungsgemäßen Chromophormolekül.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform dient das Lösungsmittel sowohl als Lösungsmittel als auch als reaktives Verdünnungsmittel. In der bevorzugtesten Ausführungsform ist das als Lösungsmittel und reaktives Verdünnungsmittel dienende Lösungsmittel Tetrahydrofurfurylacrylat (THFA).
Insbesondere lassen sich die chromophorhaltigen Verbindungen mit einer durch Strahlung härtbaren Gruppe bzw. die chromophorhaltigen Verbindungen mit funktionellen Gruppen, die bei Umsetzung durch Strahlung härtbare Monomere oder Oligomere mit erfindungsgemäßen Chromophoreinheiten erzeugen, als Flüssigkeit oder Pulver herstellen. Eine sogenannte „direkt acrylierte" chromophorhaltige Verbindung kann z. B. in flüssiger Form vorliegen. Diese Art Verbindung kann ohne weitere Einflussnahme in Verbindung mit den anderen Komponenten, z. B. den nicht chromophorhaltigen Monomeren und Oligomeren, dem Photoinitiator, dem reaktiven Verdünnungsmittel, usw. verwendet werden, so dass die erfindungsgemäßen farbigen, durch Strahlung härtbaren Überzüge, Farbmittel, Tinten oder Druckzusammensetzungen entstehen.
Liegt die chromophorhaltige Verbindung jedoch in Pulverform vor, muss sie vor Verwendung zur Bildung einer erfindungsgemäßen farbigen, durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung in Lösung gelöst werden, und zwar ungeachtet dessen, ob die Verbindung bereits eine durch Strahlung härtbare Funktionalität besitzt oder noch damit versehen werden muss. Bevor (oder wenn) ein Pulver eines chromophorhaltigen Farbstoffes ohne eine durch Strahlung härtbare Funktionalität mit z. B. einem Polyisocyanat umgesetzt und an seinen Enden mit einer oder mehreren durch Strahlung härtbaren Gruppen, z. B. ethylenisch ungesättigten Gruppen, versehen wird, muss die Verbindung in Lösung gelöst werden.
Nach ausführlicher Forschungsarbeit haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass eine pulverförmige chromophorhaltige Verbindung am geeignetsten durch Einsatz von THFA als kombiniertes Lösungsmittel und reaktives Verdünnungsmittel in Lösung gelöst werden kann. Der Einsatz von THFA hat mehrere Vorteile. THFA ist beispielsweise durch Lichteinwirkung härtbar. Daher muss THFA vor Zugabe der Lösung zu der Überzugszusammensetzung nicht aus der Lösung entfernt werden. Werden zum Lösen der chromophorhaltigen Verbindung in Lösung andere Lösungsmittel wie Tetrahydrofuran (THF) verwendet, muss überschüssiges Lösungsmittel aus der Lösung entfernt werden, bevor die Lösung der Überzugszusammensetzung zugegeben werden kann. Ansonsten können unerwünschte Eigenschaften in dem Überzug auftreten, z. B. Blasenbildung. Als weiteres Beispiel für die vorteilhafte Verwendung von THFA ist anzumerken, dass die Löslichkeit chromophorhaltiger Verbindungen in THFA im Vergleich zur Löslichkeit in anderen acrylathaltigen Verbindungen höher ist.
Dementsprechend wird in einem Verfahren zur Bereitstellung eines Farbstoffkonzentrats ein Isocyanat, z. B. ein Diisocyanat, in THFA mit mindestens einer Verbindung mit mindestens einer isocyanat-reaktiven Gruppe wie -OH, -NH₂ und -SH umgesetzt, wobei zumindest ein Teil der Verbindung ein Chromophor, z. B. ein Anthrachinon-, Methin- oder Azochromophor enthält.
Die chromophorhaltige Verbindung kann in einen Reaktor gefüllt werden, der ein Isocyanat, einen Katalysator und THFA in einer Menge, die ausreicht, eine Sättigung der Lösung mit der chromophorhaltigen Verbindung zu verhindern, enthält. Die chromophorhaltige Verbindung kann z. B. über einen Zeitraum von etwa 30 bis 75 Minuten, vorzugsweise 60 Minuten in den Reaktor gefüllt werden, wobei die Temperatur bei etwa 40°C bis etwa 60°C, vorzugsweise bei etwa 50°C gehalten wird. Das Isocyanat kann in einer stöchiometrischen Menge, z. B. in einer Menge von 2 Äquivalenten Diisocyanat pro Äquivalent der chromophorhaltigen Verbindung vorliegen. Der Katalysator kann jeder geeignete Katalysator, z. B. Dibutylzinndilaurat sein. Sobald die chromophorhaltige Verbindung in den Reaktor gefüllt worden ist, lässt man die Reaktion z. B. über einen Zeitraum von 120 bis 240 Minuten, vorzugsweise etwa 180 Minuten bei einer konstanten Temperatur von 50°C ablaufen.
Während eine durch Strahlung härtbare Verbindung mit (i) einer isocyanat-reaktiven Funktionalität und (ii) einer durch Strahlung härtbaren Funktionalität wie beispielsweise einer ethylenisch ungesättigten Gruppe, z. B. einem Acrylatmonomer, in den Reaktor gefüllt wird, wird die chromophorhaltige Verbindung mit den Isocyanatenden durch Senkung der Temperatur auf etwa 30°C bis etwa 50°C, vorzugsweise etwa 40°C und Halten dieser Temperatur mit einer oder mehreren durch Strahlung härtbaren Gruppen versehen. Vorzugsweise wird der Reaktionslösung außerdem ein Inhibitor zugesetzt. Die Reaktion wird durch Messung des Isocyanat-Peaks bei 2270 cm^–1 mittels FTIR, einem im Stand der Technik bekannten Verfahren, bis zum Abschluss überwacht.
Nach Abschluss der Reaktion wird ein Farbstoffkonzentrat bzw. eine Vormischung aus dem Lösungsmittel und den durch Strahlung härtbaren chromophorhaltigen Monomeren und/oder Oligomeren bereitgestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform liegen die durch Strahlung härtbaren chromophorhaltigen Monomere und/oder Oligomere in dem Farbstoffkonzentrat in einer Menge vor, die eine Chromophoreinheitenmenge von mehr als 5 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 10 Gew.-%, z. B. etwa 10 bis etwa 35 Gew.-% liefert, wobei der jeweilige Gewichtsprozentsatz der Chromophoreinheit durch Teilen des Gesamtgewichts der Gesamtmenge der Chromophoreinheiten in den durch Strahlung härtbaren chromophorhaltigen Monomeren und/oder Oligomeren durch das Gesamtgewicht des Farbstoffkonzentrats berechnet wird (d. h. die Menge von z. B. 15 Gew.-% Chromophoreinheit schließt das Gewicht eines möglicherweise vorliegenden Urethans oder Acrylats nicht ein).
Die Herstellung eines Farbstoffkonzentrates bzw. einer Vormischung verleiht eine erhöhte Vielseitigkeit, wodurch die durch Strahlung härtbaren chromophorhaltigen Monomere und/oder Oligomere in dem Farbstoffkonzentrat leichter für eine breite Palette von Anwendungsmöglichkeiten eingesetzt werden können.
Die verschiedenen erfindungsgemäßen Komponenten wie beispielsweise das Farbstoffkonzentrat bzw. die Vormischung können z. B. unter Verwendung aller bekannten Gerätschaften zu einer farbigen, durch Strahlung härtbaren Überzugszusammensetzung gemischt werden; ein Lichtleiter kann nach jeder bekannten Lichtleiterherstellungstechnik mit der Überzugszusammensetzung beschichtet werden. In einer Ausführungsform umfasst eine durch Strahlung härtbare Überzugszusammensetzung zur Bildung eines sekundären Überzugs auf einem Lichtleiter weniger als 20 Gew.-%, beispielsweise weniger als 15 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 10 Gew.-%, noch bevorzugter weniger als 5 Gew.-%, z. B. 0,1 bis 10 Gew.-% des Farbstoffkonzentrates, bezogen auf das Gesamtgewicht der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung. Natürlich können auch durch Strahlung härtbare Überzugszusammensetzungen zur Bildung eines primären, tertiären oder sogar einzelnen Überzugs auf einem Lichtleiter hergestellt werden; die Menge des Farbstoffkonzentrates kann speziell auf den jeweiligen Endverwendungszweck zugeschnitten sein. Es kann auch eine durch Strahlung härtbare Zusammensetzung bereitgestellt werden, die einen Überzug auf einer Vielzahl in Gruppen angeordneter Lichtleiter oder einem Lichtleiterband bildet; die Menge des Farbstoffkonzentrates kann auch hier speziell auf den jeweiligen Endverwendungszweck zugeschnitten sein.
Zu den Techniken kann ein Ziehturm gehören, in dem eine vorgeformte Glasstange zur Erzeugung einer dünnen Glasfaser erwärmt wird. Die Faser wird vertikal durch den Ziehturm gezogen und läuft dabei durch eine oder mehrere Beschichtungsstationen, in denen die verschiedenen Überzüge aufgetragen und in-line auf der soeben gezogenen Faser gehärtet werden. Die Beschichtungsstationen können jeweils ein Gesenk enthalten, dessen Austrittsöffnung so groß ist, dass der jeweilige Überzug in einer gewünschten Dicke auf die Faser aufgetragen wird. In der Nähe der Stationen können jeweils Überwachungs- und Messgeräte vorgesehen sein, um sicherzustellen, dass der in der Station aufgetragene Überzug konzentrisch und mit dem gewünschten Durchmesser aufgetragen worden ist. Beispiele für Lichtleiterbeschichtungstechniken sind die in den US-Patenten Nr. 4,351,657 , 4,512,281 , 4,531,959 , 4,539,219 , 4,792,347 und 4,867,775 offenbarten Verfahren.
Alternativ können die Zusammensetzungen mit dem Farbstoffkonzentrat bzw. der Vormischung als farbiger Überzug oder Farbmittelgebinde für eine breite Palette anderer Substrate, z. B. Glas, Kunststoff, Keramik, Metall, Textilien, Elektronik und Holz formuliert sein. Zusammensetzungen mit dem Farbstoffkonzentrat bzw. der Vormischung können als Überzug oder Farbmittelgebinde in der Druck- und Tintenindustrie eingesetzt werden, wenn herkömmliche Pigmente in einem durch Strahlung härtbaren, z. B. UV-härtbaren Bindemittel durch Farbstoffmaterialien ersetzt werden sollen. Wie aus den Anwendungszwecken von Lichtleitern ersichtlich, können weitere Komponenten der Tinten oder Farbmittelgebinde andere durch Strahlung härtbare Monomere oder multifunktionelle, durch Strahlung härtbare Materialien, Photoinitiatoren, Stabilisatoren, Tenside, usw. einschließen, um die Viskosität und Durchflusscharakteristiken für den gewünschten Anwendungszweck einzustellen.
Die Tinten, Überzüge oder Farbmittelgebinde können nach einer Reihe von Verfahren wie z. B. Druckverfahren wie Tiefdruck, Tintenstrahldrucken, usw. auch auf andere Substrate als Lichtleiter aufgetragen werden. In einer Ausführungsform umfasst die durch Strahlung härtbare Tinte oder das Farbmittelgebinde weniger als 60 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 40 Gew.-%, z. B. 0,1 bis 35 Gew.-% des Farbstoffkonzentrates, bezogen auf das Gesamtgewicht der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung. Nach Beschichtung des Substrates mit der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung kann die Zusammensetzung durch Bestrahlung mit einer ausreichenden Menge UV-Strahlung gehärtet werden. Die beschichtete Faser kann z. B. mit UV-Strahlung in einer Menge von etwa 5 bis 1000 mJ/cm² bestrahlt werden.
Für eine weitere detaillierte Beschreibung der Erfindung werden mehrere Beispiele aufgeführt. Insbesondere werden nachfolgend verschiedene Synthesebeispiele zur Bildung farbiger, durch Strahlung härtbarer Verbindungen aufgeführt, die sich zur Verwendung in einer durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung zur Beschichtung von Lichtleitern und zur Bildung von Lichtleiterbandmatrizen eignen. Es werden außerdem Beispiele für durch Strahlung härtbare Zusammensetzungen, die die farbigen Verbindungen enthalten, aufgeführt. Schließlich wird die beispielhafte Herstellung von Farbstoffkonzentraten aufgeführt, wobei die Farbstoffkonzentrate dann auf die breite Palette der hierin zuvor genannten Anwendungszwecke angewandt werden können.
Beispiel 1 – Gelbes Oligomer
202,89 g des gelben Farbstoffes REACTINT^TM X15 von Milliken wurden tropfenweise einem Gemisch aus 67,44 g Isophorondiisocyanat (IPDI) und Dibutylzinndilaurat zugegeben, das auf 40°C erwärmt worden war. Durch Steuerung der Zugabegeschwindigkeit wurde dafür Sorge getragen, dass die exotherme Reaktion 45°C nicht überstieg. Die Gesamtzugabezeit betrug zwei Stunden. Nach der letzten Zugabe von IPDI wurden zur Senkung der Viskosität 200 g 1,6-Hexandioldiacrylat (HDODA) als reaktives Verdünnungsmittel zugegeben sowie 4,4 g des Inhibitors 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol. Dieses Gemisch wurde zwei Stunden lang bei 40°C gehalten und anschließend tropfenweise mit 35,24 g 2-Hydroxyethylacrylat (HEA) versetzt, wobei die Temperatur durch Steuerung der HEA-Zugabegeschwindigkeit unter 50°C gehalten wurde. Eine Stunde nach der Zugabe war gemäß Beobachtung mittels FTIR kein Isocyanat-Peak bei 2270 cm^–1 nachweisbar. Das entstandene Urethanacrylatoligomer-Reaktionsprodukt besitzt eine gelbe Farbe.
Beispiel 2 – Blaues Oligomer
152,09 g des blauen Farbstoffes REACTINT^TM X3LV von Milliken wurden tropfenweise einem Gemisch aus 101,13 g Isophorondiisocyanat (IPDI) und 2,98 g Dibutylzinndilaurat zugegeben, das auf 40°C erwärmt worden war. Durch Steuerung der Zugabegeschwindigkeit wurde dafür Sorge getragen, dass die exotherme Reaktion 45°C nicht überstieg. Die Gesamtzugabezeit betrug zwei Stunden. Nach der letzten Zugabe von IPDI wurden zur Senkung der Viskosität 200 g 1,6-Hexandioldiacrylat (HDODA) als reaktives Verdünnungsmittel zugegeben sowie 2,03 g des Inhibitors 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol. Dieses Gemisch wurde zwei Stunden lang bei 40°C gehalten und anschließend tropfenweise mit 52,96 g 2-Hydroxyethylacrylat (HEA) versetzt, wobei die Temperatur durch Steuerung der HEA-Zugabegeschwindigkeit unter 50°C gehalten wurde. Zwei Stunden nach der Zugabe war gemäß Beobachtung mittels FTIR kein Isocyanat-Peak bei 2270 cm^–1 nachweisbar. Das entstandene Urethanacrylatoligomer-Reaktionsprodukt besitzt eine blaue Farbe.
Beispiel 3 – Schwarzes Oligomer
226,67 g des schwarzen Farbstoffes REACTINT^TM X95AB von Milliken wurden tropfenweise einem Gemisch aus 93,30 g Isophorondiisocyanat (IPDI) und 2,74 g Dibutylzinndilaurat zugegeben, das auf 40°C erwärmt worden war. Durch Steuerung der Zugabegeschwindigkeit wurde dafür Sorge getragen, dass die exotherme Reaktion 45°C nicht überstieg. Die Gesamtzugabezeit betrug etwa zwei Stunden. Nach der letzten Zugabe von IPDI wurden zur Senkung der Viskosität 200 g 1,6- Hexandioldiacrylat (HDODA) als reaktives Verdünnungsmittel zugegeben sowie 2,38 g des Inhibitors 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol. Dieses Gemisch wurde zwei Stunden lang bei 40°C gehalten und anschließend tropfenweise mit 48,78 g 2-Hydroxyethylacrylat (HEA) versetzt, wobei die Temperatur durch Steuerung der HEA-Zugabegeschwindigkeit unter 50°C gehalten wurde. Zwei Stunden nach der Zugabe war gemäß Beobachtung mittels FTIR kein Isocyanat-Peak bei 2270 cm^–1 nachweisbar. Anschließend wurde das Lösungsmittel THF mittels Rotovap-Vakuumtechnik bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von 10 Stunden entfernt, bis ein Gewicht erreicht wurde, das dem der ursprünglichen Einsatzmenge (minus dem Lösungsmittel) entsprach. Das entstandene Urethanacrylatoligomer-Reaktionsprodukt besitzt eine schwarze Farbe.
Nachfolgend werden verschiedene flüssige Überzugszusammensetzungen mit den farbigen, durch Strahlung härtbaren Oligomeren beschrieben.
Beispiel 4 – Gelbe äußere Lichtleiter-Überzugszusammensetzung
Durch Kombination von 60 Gew.-% EBECRYL^TM 4827, einem aromatischen Urethandi-acrylatoligomer mit einem Molekulargewicht von etwa 1500 von UCB Chemicals, 30 Gew.-% Trimethylolpropantrimethacrylat (TMPTA) von UCB Chemicals, einem reaktiven Verdünnungsmittel, 6 Gew.-% des gelben Urethanacrylatoligomer-Reaktionsproduktes der in Beispiel 1 beschriebenen Synthese und etwa 4 Gew.-% DAROCUR^TM 4268, einem Photoinitiator, wurde eine gelbe, durch ultraviolette Strahlung härtbare Überzugszusammensetzung zur Bildung eines farbigen äußeren Überzugs hergestellt. Die Überzugszusammensetzung wurde auf eine innere Überzugsschicht aufgetragen und durch Bestrahlung der Zusammensetzung mit ultravioletter Strahlung eines geeigneten Wellenlängenbereiches und einer geeigneten Intensität gehärtet, so dass ein gelber äußerer Polymer-schutzüberzug entstand.
Beispiel 5 – Blaue innere Lichtleiter-Überzugszusammensetzung
Durch Kombination von 60 Gew.-% EBECRYL^TM 230, einem aliphatischen Urethandiacrylatoligomer (Blockoligomer) mit einem hohen Molekulargewicht von UCB Chemicals, 29 Gew.-% β-Carboxyethylacrylat (13-CEA) von UCB Chemicals, einem monofunktionellen reaktiven Verdünnungsmittel, 6 Gew.-% des blauen Urethanacrylatoligomer-Reaktionsproduktes der in Beispiel 2 beschriebenen Synthese und etwa 5 Gew.-% DARO-CUR^TM 4265, einem Photoinitiator, wurde eine blaue, durch ultraviolette Strahlung härtbare Überzugszusammensetzung zur Bildung eines farbigen inneren Überzugs hergestellt. Die Überzugszusammensetzung wurde auf die Hülle eines Lichtleiters aufgetragen und durch Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung eines geeigneten Wellenlängenbereiches und einer geeigneten Intensität gehärtet, so dass ein blauer innerer Polymerschutz-überzug entstand.
Beispiel 6 – Blaue äußere Lichtleiter-Überzugszusammensetzung
Durch Kombination von 60 Gew.-% EBECRYL^TM 4827 (Blockoligomer), 30 Gew.-% TMPTA (einem reaktiven Verdünnungsmittel), 6 Gew.-% des blauen Urethanacrylatoligomer-Reaktionsproduktes der in Beispiel 2 beschriebenen Synthese und etwa 4 Gew.-% DAROCUR^TM 4268 wurde eine blaue, durch ultraviolette Strahlung härtbare Überzugszusammensetzung zur Bildung eines farbigen äußeren Überzugs hergestellt. Die Überzugszusammensetzung wurde auf den inneren Überzug eines Lichtleiters aufgetragen, so dass nach dem Härten durch Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung eines geeigneten Wellenlängenbereiches ein blauer äußerer Polymerschutzüberzug entstand.
Beispiel 7 – Blaue (tertiäre) Tintenüberzugszusammensetzung
Durch Kombination von 25 Gew.-% EBECRYL^TM 4866, einem mit 30 Gew.-% Tripropylenglycoldiacrylat verdünnten aliphatischen Urethantriacrylat (TRPGDA) von UCB Chemicals, 25 Gew.-% TMPTA (einem reaktiven Verdünnungsmittel), 35 Gew.-% des blauen Urethanacrylatoligomer-Reaktionsproduktes der in Beispiel 2 beschriebenen Synthese, 10 Gew.-% Hexandioldiacrylat (HDODA) (einem reaktiven Verdünnungsmittel) und etwa 5 Gew.-% DAROCUR^TM 4268 wurde eine blaue, durch ultraviolette Strahlung härtbare Überzugszusammensetzung zur Bildung eines farbigen tertiären Überzugs hergestellt. Die Überzugszusammensetzung wurde auf den äußeren Überzug eines Lichtleiters aufgetragen und durch Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung eines geeigneten Wellenlängenbereiches gehärtet, so dass ein blauer tertiärer Polymerschutzüberzug entstand.
Beispiel 8 – Blaues Urethanacrylat
11,16 g Isophorondiisocyanat und 0,35 g Dibutylzinndilaurat wurden auf 50°C erwärmt. Zur Lösung des Anthracendions wurden 16,34 g 1,5-Bis-((2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl)amino)-4,8-bis-((4-methylphenyl)thio)anthrachinon mit THF gemischt und der Reaktion langsam zugegeben. Die Reaktionstemperatur wurde über drei Stunden bei 50°C gehalten. Die Temperatur wurde auf 40°C gesenkt und der Reaktion wurden 0,25 g 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol und 30 g 1,6-Hexandioldiacrylat zugegeben. Anschließend wurden tropfenweise 5,819 g 2-Hydroxyethylacrylat zugegeben. Durch Messung des Isocyanat-Peaks bei 2270 cm^–1 mittels FTIR wurde die Reaktion abgeschlossen. Das THF wurde aus dem Gemisch verdampft. Die entstandene Urethanacrylatverbindung besaß eine blaue Farbe.
Beispiel 9 – Blauer äußerer Lichtleiterüberzug
Durch Kombination von 65 Gew.-% EBECRYL^TM 4827, einem Urethanacrylatoligomer (Blockoligomer), 30 Gew.-% Tripropylenglycoldiacrylat (TPGDA), einem reaktiven Verdünnungsmittel, 1 Gew.-% des blauen Urethanacrylatoligomer-Reaktionsproduktes der in Beispiel 8 beschriebenen Synthese und etwa 4 Gew.-% DAROCUR^TM 4268, einem Photoinitiator, wurde eine blaue, durch ultraviolette Strahlung härtbare Überzugszusammensetzung zur Bildung eines farbigen äußeren Überzugs hergestellt. Die Überzugszusammensetzung wurde auf eine innere Überzugsschicht aufgetragen und durch Bestrahlung der Zusammensetzung mit ultravioletter Strahlung eines geeigneten Wellenlängenbereiches gehärtet, so dass ein blauer äußerer Polymerschutzüberzug entstand.
Beispiel 10 – Blauer innerer Lichtleiterüberzug
Durch Kombination von 65 Gew.-% EBECRYL^TM 230, einem Urethanacrylatoligomer, 29 Gew.-% β-CEA, einem monofunktionellen reaktiven Verdünnungsmittel, 1 Gew.-% des blauen Urethanacrylat-Reaktionsproduktes der in Beispiel 8 beschriebenen Synthese und etwa 5 Gew.-% DAROCUR^TM 4265, einem Photoinitiator, wurde eine blaue, durch ultraviolette Strahlung härtbare Überzugszusammensetzung zur Bildung eines farbigen inneren Überzugs hergestellt. Die Überzugszusammensetzung wurde auf die Hülle eines Lichtleiters aufgetragen und durch Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung eines geeigneten Wellenlängenbereiches gehärtet, so dass ein blauer innerer Lichtleiterschutzüberzug entstand.
Farbiges Lichtleiterband
Mit Bezug auf 2 wird ein typisches aufsplitbares Lichtleiterband 22, bestehend aus zwei in einer Ebene liegenden Gruppen 24a, 24b von Lichtleitern 21 dargestellt. Beide Lichtleitergruppen sind jeweils von einer primären Matrix 26a, 26b umgeben, die die Fasergruppen zusammenhalten. Die primären Matrizen 26a, 26b sind jeweils von einer sekundären Matrix 28 umschlossen. Die primären Matrizen 26a, 26b und/oder die sekundäre Matrix 28 können gemäß der vorliegenden Erfindung farbig sein. Ein Beispiel für eine farbige Matrix ist nachfolgend beschrieben.
Beispiel 11 – Blaue Bandmatrix
Durch Kombination von 6 Gew.-% des in Beispiel 2 beschriebenen blauen Oligomerreaktionsproduktes, 60 Gew.-% EBECRYL^TM 4866, einem trifunktionellen Oligomer (Block-oligomer), 30 Gew.-% TMPTA (einem reaktiven Verdünnungsmittel) und 4 Gew.-% DAROCUR^TM 4268, einem Photoinitiator, wurde eine Zusammensetzung zur Bildung einer blauen Lichtleiterbandmatrix hergestellt. Die entstandene Zusammensetzung wurde nach üblichen Auftragverfahren mittels eines Gesenks oder einer Auftragvorrichtung auf in einer Ebene angeordnete Lichtleitergruppen aufgetragen. Die Zusammensetzung wurde durch Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung eines geeigneten Wellenlängenbereiches gehärtet, so dass eine blaue Matrix auf den in einer Ebene angeordneten Lichtleitergruppen entstand.
Beispiel 12 – Gelbes reaktives Farbstoffkonzentrat
Gemäß dem nachfolgenden Verfahren wurde ein reaktives Farbstoffkonzentrat mit einer funktionalisierten gelben Farbstoffverbindung hergestellt:
2 Äquivalente Isophorondiisocyanat (IPDI), 0,01 Mol Dibutylzinndilaurat und Tetrahydrofurfurylacrylat (Menge ausreichend für eine ultimative Konzentration der Chromophoreinheit von 15 Gew.-% in dem Farbkonzentrat) wurden in einen Reaktor gefüllt, mit 650 UpM gerührt und auf 50°C erwärmt. Dann wurde der Reaktor über einen Zeitraum von einer Stunde langsam mit einem (1) Äquivalent 2,2'-((9,10-Dihydro-9,10-dioxo-1,5-anthracendiyl)-bis-(thio))-bis-benzoesäure, 2-Hydroxyethylesteranthrachinon (gelber Farbstoff) versetzt. Das Tetrahydrofurfurylacrylatmonomer diente als Lösungsmittel und erlaubte das Lösen des Farbstoffes in der Lösung und die Umsetzung mit dem Diisocyanat zur Bildung einer isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung. Der Farbstoff wurde dem Reaktor langsam zugesetzt, um die Lösung nicht zu sättigen, was die Urethanisierungsreaktion im Wesentlichen stoppen würde.
Nach Abschluss der Farbstoffzugabe ließ man die Reaktion über einen Zeitraum von 3 Stunden ablaufen, wobei die Temperatur bei 50°C gehalten wurde. Nach dem 3-stündigen Reaktionszeitraum wurde die Temperatur auf 40°C gesenkt und der Reaktionslösung wurden 0,02 Mol 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol (Inhibitor) zugesetzt. Anschließend wurde langsam ein (1) Äquivalent 2-Hydroxyethylacrylat zugegeben und mit dem Isocyanat der isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung umgesetzt. Die Temperatur wurde bei 40°C gehalten und das Gemisch 2 Stunden lang gerührt. Die Reaktion wurde durch Messung des Isocyanat-Peaks bei 2270 cm^–1 mittels FTIR bis zum Abschluss überwacht. Am Ende des 2-stündigen Reaktionszeitraumes lag gemäß Messung mittels FTIR kein freies Isocyanat mehr in dem Gemisch vor.
Das entstandene gelbe Farbkonzentrat, das 15 Gew.-% der Chromophoreinheit, bezogen auf das Gesamtgewicht des Farbkonzentrates, enthielt (d. h. die Menge von 15 Gew.-% Chromophoreinheit schließt das Urethan- bzw. Acrylatgewicht nicht ein), wurde durch einen Filter (1 Mikrometer absolut) filtriert. Aus dem Filter wurden keine Feststoffe rückgewonnen.
Beispiel 13 – Oranges reaktives Farbstoffkonzentrat
Gemäß dem nachfolgenden Verfahren wurde ein reaktives Farbstoffkonzentrat mit einer funktionalisierten orangen Farbstoffverbindung hergestellt:
2 Äquivalente Isophorondiisocyanat (IPDI), 0,01 Mol Dibutylzinndilaurat und Tetrahydrofurfurylacrylat (Menge ausreichend für eine ultimative Konzentration der Chromo phoreinheit von 15 Gew.-% in dem Farbkonzentrat) wurden in einen Reaktor gefüllt, mit 650 UpM gerührt und auf 50°C erwärmt. Dann wurde der Reaktor über einen Zeitraum von einer Stunde langsam mit einem (1) Äquivalent 2,5-Bis-(phenylamino)terephthalsäure-bis-(2-hydroxyethyl)esteranthrachinon (oranger Farbstoff) versetzt. Das Tetrahydrofurfurylacrylatmonomer diente als Lösungsmittel und erlaubte das Lösen des Farbstoffes in der Lösung und die Umsetzung mit dem Diisocyanat zur Bildung einer isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung. Der Farbstoff wurde dem Reaktor langsam zugesetzt, um die Lösung nicht zu sättigen, was die Urethanisierungs-reaktion im Wesentlichen stoppen würde.
Nach Abschluss der Farbstoffzugabe ließ man die Reaktion über einen Zeitraum von 3 Stunden ablaufen, wobei die Temperatur bei 50°C gehalten wurde. Nach dem 3-stündigen Reaktionszeitraum wurde die Temperatur auf 40°C gesenkt und der Reaktionslösung wurden 0,02 Mol 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol (Inhibitor) zugesetzt. Anschließend wurde langsam ein (1) Äquivalent 2-Hydroxyethylacrylat zugegeben und mit dem Isocyanat der isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung umgesetzt. Die Temperatur wurde bei 40°C gehalten und das Gemisch 2 Stunden lang gerührt. Die Reaktion wurde durch Messung des Isocyanat-Peaks bei 2270 cm^–1 mittels FTIR bis zum Abschluss überwacht. Am Ende des 2-ständigen Reaktionszeitraumes lag gemäß Messung mittels FTIR kein freies Isocyanat mehr in dem Gemisch vor.
Das entstandene orange Farbkonzentrat, das 15 Gew.-% der Chromophoreinheit, bezogen auf das Gesamtgewicht des Farbkonzentrates, enthielt (d. h. die Menge von 15 Gew.-% Chromophoreinheit schließt das Urethan- bzw. Acrylatgewicht nicht ein), wurde durch einen Filter (1 Mikrometer absolut) filtriert. Aus dem Filter wurden keine Feststoffe rückgewonnen.
Beispiel 14 – Rotes reaktives Farbstoffkonzentrat
Gemäß dem nachfolgenden Verfahren wurde ein reaktives Farbstoffkonzentrat mit einer funktionalisierten roten Farbstoffverbindung hergestellt:
2 Äquivalente Isophorondiisocyanat (IPDI), 0,01 Mol Dibutylzinndilaurat und Tetrahydrofurfurylacrylat (Menge ausreichend für eine ultimative Konzentration der Chromophoreinheit von 15 Gew.-% in dem Farbkonzentrat) wurden in einen Reaktor gefüllt, mit 650 UpM gerührt und auf 50°C erwärmt. Dann wurde der Reaktor über einen Zeitraum von einer Stunde langsam mit einem (1) Äquivalent 1,5-Bis-{(3-hydroxypropyl)amino}-9,10-anthracendion (toter Anthrachinonfarbstoff) versetzt. Das Tetrahydrofurfurylacrylatmonomer diente als Lösungsmittel und erlaubte das Lösen des Farbstoffes in der Lösung und die Umsetzung mit dem Diisocyanat zur Bildung einer isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung. Der Farbstoff wurde dem Reaktor langsam zugesetzt, um die Lösung nicht zu sättigen, was die Urethanisierungsreaktion im Wesentlichen stoppen würde.
Nach Abschluss der Farbstoffzugabe ließ man die Reaktion über einen Zeitraum von 3 Stunden ablaufen, wobei die Temperatur bei 50°C gehalten wurde. Nach dem 3-stündigen Reaktionszeitraum wurde die Temperatur auf 40°C gesenkt und der Reaktionslösung wurden 0,02 Mol 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol (Inhibitor) zugesetzt. Anschließend wurde langsam ein (1) Äquivalent 2-Hydroxyethylacrylat zugegeben und mit dem Isocyanat der isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung umgesetzt. Die Temperatur wurde bei 40°C gehalten und das Gemisch 2 Stunden lang gerührt. Die Reaktion wurde durch Messung des Isocyanat-Peaks bei 2270 cm^–1 mittels FTIR bis zum Abschluss überwacht. Am Ende des 2-ständigen Reaktionszeitraumes lag gemäß Messung mittels FTIR kein freies Isocyanat mehr in dem Gemisch vor.
Das entstandene rote Farbkonzentrat, das 15 Gew.-% der Chromophoreinheit, bezogen auf das Gesamtgewicht des Farbkonzentrates, enthielt (d. h. die Menge von 15 Gew.-% Chromophoreinheit schließt das Urethan- bzw. Acrylatgewicht nicht ein), wurde durch einen Filter (1 Mikrometer absolut) filtriert. Aus dem Filter wurden keine Feststoffe rückgewonnen.
Vergleichsbeispiel 1 – Gelbes reaktives Farbstoffkonzentrat
Gemäß dem nachfolgenden Verfahren wurde ein reaktives Farbstoffkonzentrat mit einer funktionalisierten gelben Farbstoffverbindung hergestellt:
Zwei (2) Äquivalente Isophorondiisocyanat (IPDI), 0,01 Mol Dibutylzinndilaurat und Tripropylenglycoldiacrylat (TPGDA) (Menge ausreichend für eine ultimative Konzentration der Chromophoreinheit von 15 Gew.-% in dem Farbkonzentrat) wurden in einen Reaktor gefüllt, mit 650 UpM gerührt und auf 50°C erwärmt. Dann wurde der Reaktor über einen Zeitraum von einer Stunde langsam mit einem (1) Äquivalent 2,2'-((9,10-Dihydro-9,10-dioxo-1,5-anthracendiyl)-bis-(thio))-bis-benzoesäure, 2-Hydroxyethylesteranthrachinon (gelber Farbstoff) versetzt. Das Tripropylenglycoldiacrylatmonomer diente als Lösungsmittel und erlaubte das Lösen des Farbstoffes in der Lösung und die Umsetzung mit dem Diisocyanat zur Bildung einer isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung. Der Farbstoff wurde dem Reaktor langsam zugesetzt, um die Lösung nicht zu sättigen, was die Urethanisierungsreaktion im Wesentlichen stoppen würde.
Nach Abschluss der Farbstoffzugabe ließ man die Reaktion über einen Zeitraum von 3 Stunden ablaufen, wobei die Temperatur bei 50°C gehalten wurde. Nach dem 3-stündigen Reaktionszeitraum wurde die Temperatur auf 40°C gesenkt und der Reaktionslösung wurden 0,02 Mol 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol (Inhibitor) zugesetzt. Anschließend wurde langsam ein (1) Äquivalent 2-Hydroxyethylacrylat zugegeben und mit dem Isocyanat der isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung umgesetzt. Die Temperatur wurde bei 40°C gehalten und das Gemisch 2 Stunden lang gerührt. Die Reaktion wurde durch Messung des Isocyanat-Peaks bei 2270 cm^–1 mittels FTIR bis zum Abschluss überwacht. Am Ende des 2-ständigen Reaktionszeitraumes lagen etwa 0,5 Äquivalente freies Isocyanat vor.
Das entstandene gelbe Farbkonzentrat wurde durch einen Filter (1,2 Mikrometer absolut) filtriert. Aus dem Filter wurden etwa 0,6 Äquivalente des festen Diolfarbstoffes (nicht umgesetzt) rückgewonnen. Die Reaktion war aufgrund der fehlenden Löslichkeit des gelben Anthrachinonfarbstoffes in dem Reaktionsgemisch bei Verwendung des TPGDA-Monomers nicht erfolgreich.
Vergleichsbeispiel 2 – Oranges reaktives Farbstoffkonzentrat
Gemäß dem nachfolgenden Verfahren wurde ein reaktives Farbstoffkonzentrat mit einer funktionalisierten orangen Farbstoffverbindung hergestellt:
2 Äquivalente Isophorondiisocyanat (IPDI), 0,01 Mol Dibutylzinndilaurat und Tripropylenglycoldiacrylat (TPGDA) (Menge ausreichend für eine ultimative Konzentration der Chromophoreinheit von 15 Gew.-% in dem Farbkonzentrat) wurden in einen Reaktor gefüllt, mit 650 UpM gerührt und auf 50°C erwärmt. Dann wurde der Reaktor über einen Zeitraum von einer Stunde langsam mit einem (1) Äquivalent 2,5-Bis-(phenylamino)terephthalsäure-bis-(2-hydroxyethyl)esteranthrachinon (oranger Farbstoff) versetzt. Das Tripropylenglycoldiacrylatmonomer diente als Lösungsmittel und erlaubte das Lösen des Farbstoffes in der Lösung und die Umsetzung mit dem Diisocyanat zur Bildung einer isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung. Der Farbstoff wurde dem Reaktor langsam zugesetzt, um die Lösung nicht zu sättigen, was die Urethanisierungs-reaktion im Wesentlichen stoppen würde.
Nach Abschluss der Farbstoffzugabe ließ man die Reaktion über einen Zeitraum von 3 Stunden ablaufen, wobei die Temperatur bei 50°C gehalten wurde. Nach dem 3-stündigen Reaktionszeitraum wurde die Temperatur auf 40°C gesenkt und der Reaktionslösung wurden 0,02 Mol 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol (Inhibitor) zugesetzt. Anschließend wurde langsam ein (1) Äquivalent 2-Hydroxyethylacrylat zugegeben und mit dem Isocyanat der isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung umgesetzt. Die Temperatur wurde bei 40°C gehalten und das Gemisch 2 Stunden lang gerührt. Die Reaktion wurde durch Messung des Isocyanat-Peaks bei 2270 cm^–1 mittels FTIR bis zum Abschluss überwacht. Am Ende des 2-ständigen Reaktionszeitraumes lagen gemäß Messung mit FTIR etwa 0,2 Äquivalente freies Isocyanat vor.
Das entstandene orange Farbkonzentrat wurde durch einen Filter (1,2 Mikrometer absolut) filtriert. Aus dem Filter wurden etwa 0,2 Äquivalente des nicht umgesetzten festen orangen Anthrachinonfarbstoffes rückgewonnen. Die Reaktion war aufgrund der begrenzten Löslichkeit des orangen Diolfarbstoffes in dem Reaktionsgemisch bei Verwendung des TPGDA-Monomers nicht erfolgreich.
Vergleichsbeispiel 3 – Rotes reaktives Farbstoffkonzentrat
Gemäß dem nachfolgenden Verfahren wurde ein reaktives Farbstoffkonzentrat mit einer funktionalisierten roten Farbstoffverbindung hergestellt:
Zwei (2) Äquivalente Isophorondiisocyanat (IPDI), 0,01 Mol Dibutylzinndilaurat und Tripropylenglycoldiacrylat (TPGDA) (Menge ausreichend für eine ultimative Konzentration der Chromophoreinheit von 15 Gew.-% in dem Farbkonzentrat) wurden in einen Reaktor gefüllt, mit 650 UpM gerührt und auf 50°C erwärmt. Dann wurde der Reaktor über einen Zeitraum von einer Stunde langsam mit einem (1) Äquivalent 1,5-Bis{(3-hydroxypropyl)amino}-9,10-anthracendion (roter Anthrachinonfarbstoff) versetzt. Das Tripropylenglycoldiacrylatmonomer diente als Lösungsmittel und erlaubte das Lösen des Farbstoffes in der Lösung und die Umsetzung mit dem Diisocyanat zur Bildung einer isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung. Der Farbstoff wurde dem Reaktor langsam zugesetzt, um die Lösung nicht zu sättigen, was die Urethanisierungsreaktion im Wesentlichen stoppen würde.
Nach Abschluss der Farbstoffzugabe ließ man die Reaktion über einen Zeitraum von 3 Stunden ablaufen, wobei die Temperatur bei 50°C gehalten wurde. Nach dem 3-stündigen Reaktionszeitraum wurde die Temperatur auf 40°C gesenkt und der Reaktionslösung wurden 0,02 Mol 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol (Inhibitor) zugesetzt. Anschließend wurde langsam ein (1) Äquivalent 2-Hydroxyethylacrylat zugegeben und mit dem Isocyanat der isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung umgesetzt. Die Temperatur wurde bei 40°C gehalten und das Gemisch 2 Stunden lang gerührt. Die Reaktion wurde durch Messung des Isocyanat-Peaks bei 2270 cm^–1 mittels FTIR bis zum Abschluss überwacht. Am Ende des 2-ständigen Reaktionszeitraumes lagen gemäß Messung mittels FTIR etwa 0,8 Äquivalente freies Isocyanat vor.
Das entstandene rote Farbkonzentrat wurde durch einen Filter (1 Mikrometer absolut) filtriert. Aus dem Filter wurden etwa 0,6 Äquivalente des nicht umgesetzten festen roten Diolfarbstoffes rückgewonnen. Die Reaktion war aufgrund der begrenzten Löslichkeit des roten Anthrachinonfarbstoffes in dem Reaktionsgemisch bei Verwendung des TPGDA-Monomers nicht erfolgreich.
Vergleichsbeispiel 4 – Gelbes reaktives Farbstoffkonzentrat
Gemäß dem nachfolgenden Verfahren wurde ein reaktives Farbstoffkonzentrat mit einer funktionalisierten gelben Farbstoffverbindung hergestellt:
Zwei (2) Äquivalente Isophorondiisocyanat (IPDI), 0,01 Mol Dibutylzinndilaurat und 2-Phenoxyethylacrylat (2-PEA) (Menge ausreichend für eine ultimative Konzentration der Chromophoreinheit von 15 Gew.-% in dem Farbkonzentrat) wurden in einen Reaktor gefüllt, mit 650 UpM gerührt und auf 50°C erwärmt. Dann wurde der Reaktor über einen Zeitraum von einer Stunde langsam mit einem (1) Äquivalent 2,2'-((9,10-Dihydro-9,10-dioxo-1,5-anthracendiyl)-bis-(thio))-bis-benzoesäure, 2-Hydroxyethylesteranthrachinon (gelber Farbstoff) versetzt. Das 2-Phenoxyethylacrylatmonomer diente als Lösungsmittel und erlaubte das Lösen des Farbstoffes in der Lösung und die Umsetzung mit dem Diisocyanat zur Bildung einer isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung. Der Farbstoff wurde dem Reaktor langsam zugesetzt, um die Lösung nicht zu sättigen, was die Urethanisierungsreaktion im Wesentlichen stoppen würde.
Nach Abschluss der Farbstoffzugabe ließ man die Reaktion über einen Zeitraum von 3 Stunden ablaufen, wobei die Temperatur bei 50°C gehalten wurde. Nach dem 3-stündigen Reaktionszeitraum wurde die Temperatur auf 40°C gesenkt und der Reaktionslösung wurden 0,02 Mol 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol (Inhibitor) zugesetzt. Anschließend wurde langsam ein (1) Äquivalent 2-Hydroxyethylacrylat zugegeben und mit dem Isocyanat der isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung umgesetzt. Die Temperatur wurde bei 40°C gehalten und das Gemisch 2 Stunden lang gerührt. Die Reaktion wurde durch Messung des Isocyanat-Peaks bei 2270 cm^–1 mittels FTIR bis zum Abschluss überwacht. Am Ende des 2-ständigen Reaktionszeitraumes lagen etwa 0,8 Äquivalente freies Isocyanat vor.
Das entstandene gelbe Farbkonzentrat wurde durch einen Filter (1,2 Mikrometer absolut) filtriert. Aus dem Filter wurden etwa 0,5 Äquivalente des festen Diolfarbstoffes (nicht umgesetzt) rückgewonnen. Die Reaktion war aufgrund der fehlenden Löslichkeit des gelben Anthrachinonfarbstoffes in dem Reaktionsgemisch bei Verwendung des 2-PEA-Monomers nicht erfolgreich.
Vergleichsbeispiel 5 – Oranges reaktives Farbstoffkonzentrat
Gemäß dem nachfolgenden Verfahren wurde ein reaktives Farbstoffkonzentrat mit einer funktionalisierten orangen Farbstoffverbindung hergestellt:
Zwei (2) Äquivalente Isophorondiisocyanat (IPDI), 0,01 Mol Dibutylzinndilaurat und 2-Phenoxyethylacrylat (2-PEA) (Menge ausreichend für eine ultimative Konzentration der Chromophoreinheit von 15 Gew.-% in dem Farbkonzentrat) wurden in einen Reaktor gefüllt, mit 650 UpM gerührt und auf 50°C erwärmt. Dann wurde der Reaktor über einen Zeitraum von einer Stunde langsam mit einem (1) Äquivalent 2,5-Bis-(phenylamino)terephthalsäure-bis-(2-hydroxyethyl)esteranthrachinon (oranger Farbstoff) versetzt. Das 2-Phenoxyethylacrylatmonomer diente als Lösungsmittel und erlaubte das Lösen des Farbstoffes in der Lösung und die Umsetzung mit dem Diisocyanat zur Bildung einer isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung. Der Farbstoff wurde dem Reaktor langsam zugesetzt, um die Lösung nicht zu sättigen, was die Urethanisierungs-reaktion im Wesentlichen stoppen wurde.
Nach Abschluss der Farbstoffzugabe ließ man die Reaktion über einen Zeitraum von 3 Stunden ablaufen, wobei die Temperatur bei 50°C gehalten wurde. Nach dem 3-stündigen Reaktionszeitraum wurde die Temperatur auf 40°C gesenkt und der Reaktionslösung wurden 0,02 Mol 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol (Inhibitor) zugesetzt. Anschließend wurde langsam ein (1) Äquivalent 2-Hydroxyethylacrylat zugegeben und mit dem Isocyanat der isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung umgesetzt. Die Temperatur wurde bei 40°C gehalten und das Gemisch 2 Stunden lang gerührt. Die Reaktion wurde durch Messung des Isocyanat-Peaks bei 2270 cm^–1 mittels FTIR bis zum Abschluss überwacht. Am Ende des 2-ständigen Reaktionszeitraumes lagen gemäß Messung mittels FTIR etwa 0,8 Äquivalente freies Isocyanat vor.
Das entstandene orange Farbkonzentrat wurde durch einen Filter (1,2 Mikrometer absolut) filtriert. Aus dem Filter wurden etwa 0,7 Äquivalente des nicht umgesetzten festen orangen Anthrachinonfarbstoffes rückgewonnen. Die Reaktion war aufgrund der begrenzten Löslichkeit des orangen Diolfarbstoffes in dem Reaktionsgemisch bei Verwendung des 2-PEA-Monomers nicht erfolgreich.
Vergleichsbeispiel 6 – Rotes reaktives Farbstoffkonzentrat
Gemäß dem nachfolgenden Verfahren wurde ein reaktives Farbstoffkonzentrat mit einer funktionalisierten roten Farbstoffverbindung hergestellt:
Zwei (2) Äquivalente Isophorondiisocyanat (IPDI), 0,01 Mol Dibutylzinndilaurat und 2-Phenoxyethylacrylat (2-PEA) (Menge ausreichend für eine ultimative Konzentration der Chromophoreinheit von 15 Gew.-% in dem Farbkonzentrat) wurden in einen Reaktor gefüllt, mit 650 UpM gerührt und auf 50°C erwärmt. Dann wurde der Reaktor über einen Zeitraum von einer Stunde langsam mit einem (1) Äquivalent 1,5-Bis-{(3-hydroxypropyl)amino}-9,10-anthracendion (roter Anthrachinonfarbstoff) versetzt. Das 2-Phenoxyethylacrylatmonomer diente als Lösungsmittel und erlaubte das Lösen des Farbstoffes in der Lösung und die Umsetzung mit dem Diisocyanat zur Bildung einer isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung. Der Farbstoff wurde dem Reaktor langsam zugesetzt, um die Lösung nicht zu sättigen, was die Urethanisierungsreaktion im Wesentlichen stoppen würde.
Nach Abschluss der Farbstoffzugabe ließ man die Reaktion über einen Zeitraum von 3 Stunden ablaufen, wobei die Temperatur bei 50°C gehalten wurde. Nach dem 3-stündigen Reaktionszeitraum wurde die Temperatur auf 40°C gesenkt und der Reaktionslösung wurden 0,02 Mol 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol (Inhibitor) zugesetzt. Anschließend wurde langsam ein (1) Äquivalent 2-Hydroxyethylacrylat zugegeben und mit dem Isocyanat der isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung umgesetzt. Die Temperatur wurde bei 40°C gehalten und das Gemisch 2 Stunden lang gerührt. Die Reaktion wurde durch Messung des Isocyanat-Peaks bei 2270 cm^–1 mittels FTIR bis zum Abschluss überwacht. Am Ende des 2-ständigen Reaktionszeitraumes lagen gemäß Messung mittels FTIR etwa 0,8 Äquivalente freies Isocyanat vor.
Das entstandene rote Farbkonzentrat wurde durch einen Filter (1 Mikrometer absolut) filtriert. Aus dem Filter wurden etwa 0,6 Äquivalente des nicht umgesetzten festen roten Diolfarbstoffes rückgewonnen. Die Reaktion war aufgrund der begrenzten Löslichkeit des roten Anthrachinonfarbstoffes in dem Reaktionsgemisch bei Verwendung des 2-PEA-Monomers nicht erfolgreich.
Vergleichsbeispiel 7 – Gelbes reaktives Farbstoffkonzentrat
Gemäß dem nachfolgenden Verfahren wurde ein reaktives Farbstoffkonzentrat mit einer funktionalisierten gelben Farbstoffverbindung hergestellt:
Zwei (2) Äquivalente Isophorondiisocyanat (IPDI), 0,01 Mol Dibutylzinndilaurat und Isobornylacrylat (IBOA) (Menge ausreichend für eine ultimative Konzentration der Chromophoreinheit von 15 Gew.-% in dem Farbkonzentrat) wurden in einen Reaktor gefüllt, mit 650 UpM gerührt und auf 50°C erwärmt. Dann wurde der Reaktor über einen Zeitraum von einer Stunde langsam mit einem (1) Äquivalent 2,2'-((9,10-Dihydro-9,10-dioxo-1,5-anthracendiyl)-bis-(thio))-bis-benzoesäure, 2-Hydroxyethylesteranthrachinon (gelber Farbstoff) versetzt. Das Isobornylacrylatmonomer diente als Lösungsmittel und erlaubte das Lösen des Farbstoffes in der Lösung und die Umsetzung mit dem Diisocyanat zur Bildung einer isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung. Der Farbstoff wurde dem Reaktor langsam zugesetzt, um die Lösung nicht zu sättigen, was die Urethanisierungsreaktion im Wesentlichen stoppen würde.
Nach Abschluss der Farbstoffzugabe ließ man die Reaktion über einen Zeitraum von 3 Stunden ablaufen, wobei die Temperatur bei 50°C gehalten wurde. Nach dem 3-stündigen Reaktionszeitraum wurde die Temperatur auf 40°C gesenkt und der Reaktionslösung wurden 0,02 Mol 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol (Inhibitor) zugesetzt. Anschließend wurde langsam ein (1) Äquivalent 2-Hydroxyethylacrylat zugegeben und mit dem Isocyanat der isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung umgesetzt. Die Temperatur wurde bei 40°C gehalten und das Gemisch 2 Stunden lang gerührt. Die Reaktion wurde durch Messung des Isocyanat-Peaks bei 2270 cm^–1 mittels FTIR bis zum Abschluss überwacht. Am Ende des 2-ständigen Reaktionszeitraumes lagen etwa 0,6 Äquivalente freies Isocyanat vor.
Das entstandene gelbe Farbkonzentrat wurde durch einen Filter (1,2 Mikrometer absolut) filtriert. Aus dem Filter wurden etwa 0,6 Äquivalente des festen Diolfarbstoffes (nicht umgesetzt) rückgewonnen. Die Reaktion war aufgrund der fehlenden Löslichkeit des gelben Anthrachinonfarbstoffes in dem Reaktionsgemisch bei Verwendung des IBOA-Monomers nicht erfolgreich.
Vergleichsbeispiel 8 – Oranges reaktives Farbstoffkonzentrat
Gemäß dem nachfolgenden Verfahren wurde ein reaktives Farbstoffkonzentrat mit einer funktionalisierten orangen Farbstoffverbindung hergestellt:
Zwei (2) Äquivalente Isophorondiisocyanat (IPDI), 0,01 Mol Dibutylzinndilaurat und Isobornylacrylat (IBOA) (Menge ausreichend für eine ultimative Konzentration der Chromophoreinheit von 15 Gew.-% in dem Farbkonzentrat) wurden in einen Reaktor gefüllt, mit 650 UpM gerührt und auf 50°C erwärmt. Dann wurde der Reaktor über einen Zeitraum von einer Stunde langsam mit einem (1) Äquivalent 2,5-Bis-(phenylamino)terephthalsäure-bis-(2-hydroxyethyl)esteranthrachinon (oranger Farbstoff) versetzt. Das Isobornylacrylatmonomer diente als Lösungsmittel und erlaubte das Lösen des Farbstoffes in der Lösung und die Umsetzung mit dem Diisocyanat zur Bildung einer isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung. Der Farbstoff wurde dem Reaktor langsam zugesetzt, um die Lösung nicht zu sättigen, was die Urethanisierungsreaktion im Wesentlichen stoppen würde.
Nach Abschluss der Farbstoffzugabe ließ man die Reaktion über einen Zeitraum von 3 Stunden ablaufen, wobei die Temperatur bei 50°C gehalten wurde. Nach dem 3-stündigen Reaktionszeitraum wurde die Temperatur auf 40°C gesenkt und der Reaktionslösung wurden 0,02 Mol 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol (Inhibitor) zugesetzt. Anschließend wurde langsam ein (1) Äquivalent 2-Hydroxyethylacrylat zugegeben und mit dem Isocyanat der isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung umgesetzt. Die Temperatur wurde bei 40°C gehalten und das Gemisch 2 Stunden lang gerührt. Die Reaktion wurde durch Messung des Isocyanat-Peaks bei 2270 cm^–1 mittels FTIR bis zum Abschluss überwacht. Am Ende des 2-ständigen Reaktionszeitraumes lagen gemäß Messung mittels FTIR etwa 0,4 Äquivalente freies Isocyanat vor.
Das entstandene orange Farbkonzentrat wurde durch einen Filter (1,2 Mikrometer absolut) filtriert. Aus dem Filter wurden etwa 0,4 Äquivalente des nicht umgesetzten festen orangen Anthrachinonfarbstoffes rückgewonnen. Die Reaktion war aufgrund der begrenzten Löslichkeit des orangen Diolfarbstoffes in dem Reaktionsgemisch bei Verwendung des IBOA-Monomers nicht erfolgreich.
Vergleichsbeispiel 9 – Rotes reaktives Farbstoffkonzentrat
Gemäß dem nachfolgenden Verfahren wurde ein reaktives Farbstoffkonzentrat mit einer funktionalisierten roten Farbstoffverbindung hergestellt:
Zwei (2) Äquivalente Isophorondiisocyanat (IPDI), 0,01 Mol Dibutylzinndilaurat und Isobornylacrylat (IBOA) (Menge ausreichend für eine ultimative Konzentration der Chromophoreinheit von 15 Gew.-% in dem Farbkonzentrat) wurden in einen Reaktor gefüllt, mit 650 UpM gerührt und auf 50°C erwärmt. Dann wurde der Reaktor über einen Zeitraum von einer Stunde langsam mit einem (1) Äquivalent 1,5-Bis-{(3-hydroxypropyl)amino}-9,10-anthracendion (roter Anthrachinonfarbstoff) versetzt. Das Isobornylacrylatmonomer diente als Lösungsmittel und erlaubte das Lösen des Farbstoffes in der Lösung und die Umsetzung mit dem Diisocyanat zur Bildung einer isocyanat-haltigen, farbstoffhaltigen Verbindung. Der Farbstoff wurde dem Reaktor langsam zugesetzt, um die Lösung nicht zu sättigen, was die Urethanisierungsreaktion im Wesentlichen stoppen würde.
Nach Abschluss der Farbstoffzugabe ließ man die Reaktion über einen Zeitraum von 3 Stunden ablaufen, wobei die Temperatur bei 50°C gehalten wurde. Nach dem 3-stündigen Reaktionszeitraum wurde die Temperatur auf 40°C gesenkt und der Reaktionslösung wurden 0,02 Mol 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol (Inhibitor) zugesetzt. Anschließend wurde langsam ein (1) Äquivalent 2-Hydroxyethylacrylat zugegeben und mit dem Isocyanat der isocyanathaltigen, farbstoffhaltigen Verbindung umgesetzt. Die Temperatur wurde bei 40°C gehalten und das Gemisch 2 Stunden lang gerührt. Die Reaktion wurde durch Messung des Isocyanat-Peaks bei 2270 cm^–1 mittels FTIR bis zum Abschluss überwacht. Am Ende des 2-ständigen Reaktionszeitraumes lagen gemäß Messung mittels FTIR etwa 0,8 Äquivalente freies Isocyanat vor.
Das entstandene rote Farbkonzentrat wurde durch einen Filter (1 Mikrometer absolut) filtriert. Aus dem Filter wurden etwa 0,7 Äquivalente des nicht umgesetzten festen roten Diolfarbstoffes rückgewonnen. Die Reaktion war aufgrund der begrenzten Löslichkeit des roten Anthrachinonfarbstoffes in dem Reaktionsgemisch bei Verwendung des IBOA-Monomers nicht erfolgreich.

Claims

Telekommunikationselement mit einem darauf befindlichen farbigen Identifikationsüberzug, wobei das Telekommunikationselement Folgendes umfasst: ein längliches Kommunikationsübertragungsmedium; und einen Überzug, bei dem zumindest ein Teil des Übertragungsmediums mit einer Identifikationsfarbe überzogen ist, wobei der Überzug ein durch Strahlung gehärtetes, vernetztes Polymernetz umfasst und die Identifikationsfarbe in dem Überzug zumindest teilweise durch mindestens eine Chromophoreinheit bereitgestellt wird, die durch mindestens eine kovalente Bindung kovalent an das Polymernetz gebunden ist.
Telekommunikationselement nach Anspruch 1, bei dem (a) das längliche Übertragungsmedium aus der Gruppe bestehend aus (i) einem Lichtleiter mit einem Kern und einer den Kern umgebenden Hülle, (ii) einem Lichtleiter mit einem Kern, einer den Kern umgebenden Hülle sowie einem oder mehreren Polymerüberzügen auf der Hülle, (iii) einer Vielzahl in Gruppen angeordneter Lichtleiter und (iv) einem Lichtleiterband ausgewählt ist; und (b) die Identifikationsfarbe wärmebeständig und lichtecht ist.
Telekommunikationselement nach Anspruch 1, bei dem die Identifikationsfarbe in dem Überzug zumindest teilweise von mindestens einer Anthrachinoneinheit bereitgestellt wird, die durch mindestens eine kovalente Bindung kovalent an das Polymernetz gebunden ist.
Telekommunikationselement nach Anspruch 1, bei dem die Identifikationsfarbe in dem Überzug zumindest teilweise von mindestens einer Methineinheit bereitgestellt wird, die durch mindestens eine kovalente Bindung kovalent an das Polymernetz gebunden ist.
Telekommunikationselement nach Anspruch 1, bei dem die Identifikationsfarbe in dem Überzug zumindest teilweise von mindestens einer Azoeinheit bereitgestellt wird, die durch mindestens eine kovalente Bindung kovalent an das Polymernetz gebunden ist.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung aus mindestens einer durch Strahlung härtbaren Gruppe und mindestens einer Chromophoreinheit, wobei die durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung das Reaktionsprodukt folgender Verbindungen umfasst: (a) einer isocyanathaltigen Verbindung aus (i) mindestens einer Isocyanatgruppe und (ii) der mindestens einen Chromophoreinheit; und (b) einer durch Strahlung härtbaren Verbindung aus (i) mindestens einer isocyanat-reaktiven funktionellen Gruppe und (ii) der mindestens einen durch Strahlung härtbaren Gruppe, wobei die mindestens eine durch Strahlung härtbare Gruppe der durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindung durch mindestens eine kovalente Bindung, die durch Umsetzung einer isocyanat-reaktiven funktionellen Gruppe (i) der durch Strahlung härtbaren Verbindung (b) mit einer Isocyanatgruppe (i) der isocyanathaltigen Verbindung (a) gebildet wird, kovalent an die durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung gebunden ist und die isocyanathaltige Verbindung (a) das Reaktionsprodukt folgender Substanzen ist: (c) einer chromophorhaltigen Verbindung aus (i) einer Chromophoreinheit und (ii) mindestens einer isocyanat-reaktiven funktionellen Gruppe; und (d) eines Polyisocyanats.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 6, bei der die mindestens eine isocyanat-reaktive funktionelle Gruppe (i) der durch Strahlung härtbaren Verbindung (b) und die mindestens eine isocyanat-reaktive funktionelle Gruppe (ii) der chromophorhaltigen Verbindung (c) unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus -OH, -NH₂ und -SH.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 6, bei der die mindestens eine durch Strahlung härtbare Gruppe (ii) der durch Strahlung härtbaren Verbindung (b) eine ethylenisch ungesättigte Gruppe umfasst.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 8, bei der die ehtylenisch ungesättigte, durch Strahlung härtbare Gruppe (ii) der durch Strahlung härtbaren Verbindung (b) ein (Meth)acrylat umfasst.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 6, bei der die mindestens eine durch Strahlung härtbare Gruppe (ii) der durch Strahlung härtbaren Verbindung (b) eine Epoxygruppe umfasst.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 6, bei der das Polyisocyanat (d) ein Diisocyanat ist.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 6, bei der die mindestens eine Chromophoreinheit (i) der chromophorhaltigen Verbindung (c) ein Methinfarbstoff ist.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 6, bei der die mindestens eine Chromophoreinheit (i) der chromophorhaltigen Verbindung (c) ein Azofarbstoff ist.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 6, bei der die mindestens eine Chromophoreinheit (i) der chromophorhaltigen Verbindung (c) ein Anthrachinonfarbstoff ist.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 14, bei der der Anthrachinonfarbstoff folgende Formel besitzt:
worin die R-Gruppen R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ jeweils unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Amino, Hydroxy, Halogen, Nitro, carboxyliertem Alkalimetall, sulfatiertem Alkalimetall und einer Hydrocarbylgruppe mit wahlweise einem oder mehreren Heteroatomen, vorausgesetzt mindestens zwei der R-Gruppen R¹ bis R⁸ besitzen zumindest eine aus der Gruppe bestehend aus -OH, -NH₂ und -SH ausgewählte isocyanat-reaktive funktionelle Gruppe, und worin angrenzende R-Gruppen von R¹ bis R⁸ einen Ring bilden können.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 15, bei der 1 bis 3 der R-Gruppen R¹ bis R⁸ folgende Formel besitzen:
worin R⁹ Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, X -CH₂- ist, a eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist, Y Polymereinheiten von Hydroxyalkylenen oder Alkylenoxidmonomere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Cyclohexanoxid und Glycidol darstellt, b entweder 0 oder 1 ist und Z eine -OH-, -NH₂- oder -SH-Gruppe ist, und die restlichen R-Gruppen R¹ bis R⁸ ausgewählt sind aus der Gruppen bestehend aus Wasserstoff, Amino, Hydroxy, Halogen, Nitro, carboxyliertem Alkalimetall und sulfatiertem Alkalimetall.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 15, bei der der Anthrachinonfarbstoff folgende Formel besitzt:
worin R⁹ und R¹⁰ unabhängig ausgewählt sind aus Wasserstoff oder einer Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, X -CH₂- ist, a und a' unabhängig eine ganze Zahl von 1 bis 6 sind, Y und Y' unabhängig Polymereinheiten von Hydroxyalkylenen oder Alkylenoxidmonomere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Cyclohexanoxid und Glycidol darstellen, b und b' unabhängig entweder 0 oder 1 sind und Z und Z' unabhängig eine -OH-, -NH₂- oder -SH-Gruppe sind.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 17, bei der der Anthrachinonfarbstoff folgende Formel besitzt:
worin n, n', m, m', p und p' unabhängig einen Wert von 0 bis 40 besitzen.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 17, bei der der Anthrachinonfarbstoff folgende Formel besitzt:
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 14, bei der der Anthrachinonfarbstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 1,5-Bis((3- hydroxy-2,2-dimethylpropyl)amino)-9,10-Anthracendion, 2,2'-((9,10-Dihydro-9,10-dioxo-1,5-anthracendiyl)bis(thio))bis-benzoesäure, 2-Hydroxyethylester und 1,5-Bis((2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl)amino)-4,8-bis((4-methylphenyl)thio)anthrachinon.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 14, bei der der Anthrachinonfarbstoff 1,5-Bis((2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl)amino)-4,8-bis((4-methylphenyl)thio)anthrachinon ist.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung, die Folgendes umfasst: (a) ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Oligomer; und (b) eine durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 6.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung nach Anspruch 22, wobei die Zusammensetzung weiterhin TiO₂ umfasst.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung nach Anspruch 22, wobei die Zusammensetzung weiterhin einen oder mehrere Photoinitiatoren, ein reaktives Verdünnungsmittel, einen Stabilisator und ein Tensid umfasst.
Substrat, das zumindest teilweise mit der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 22 beschichtet ist.
Substrat nach Anspruch 25, wobei das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (i) einem Lichtleiter mit einem Kern und einer den Kern umgebenden Hülle, (ii) einem Lichtleiter mit einem Kern, einer den Kern umgebenden Hülle sowie einem oder mehreren Polymerüberzügen auf der Hülle, (iii) einer Vielzahl in Gruppen angeordneter Lichtleiter und (iv) einem Lichtleiterband.
Verfahren zur Herstellung einer durch Strahlung gehärteten farbigen Identifikationszusammensetzung auf zumindest einem Teil eines Substrates, wobei die durch Strahlung gehärtete farbige Identifikationszusammensetzung mindestens eine Chromophoreinheit besitzt, die an mindestens eine andere Komponente der durch Strahlung gehärteten farbigen Identifikationszusammensetzung kovalent gebunden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines Substrates; Bereitstellen einer durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 22; Auftragen der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 22 auf zumindest einen Teil des Substrates; und Bestrahlen der aufgetragenen Zusammensetzung über einen geeigneten Zeitraum mit einer geeigneten Wellenlänge und Intensität zur Härtung der Zusammensetzung zu einer durch Strahlung gehärteten farbigen Identifikationszusammensetzung.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (i) einem Lichtleiter mit einem Kern und einer den Kern umgebenden Hülle, (ii) einem Lichtleiter mit einem Kern, einer den Kern umgebenden Hülle sowie einem oder mehreren Polymerüberzügen auf der Hülle, (iii) einer Vielzahl in Gruppen angeordneter Lichtleiter und (iv) einem Lichtleiterband.
Farbstoffkonzentrat aus der durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindung nach Anspruch 6 und Tetrahydrofurfurylacrylat (THFA).
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung, die Folgendes umfasst: (a) ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Oligomer; und (b) ein Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 29.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung nach Anspruch 30, wobei die Zusammensetzung weiterhin TiO₂ umfasst.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung nach Anspruch 30, wobei die Zusammensetzung weiterhin einen oder mehrere Photoinitiatoren, ein reaktives Verdünnungsmittel, einen Stabilisator und ein Tensid umfasst.
Substrat, das zumindest teilweise mit der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 30 beschichtet ist.
Substrat nach Anspruch 33, wobei das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (i) einem Lichtleiter mit einem Kern und einer den Kern umgebenden Hülle, (ii) einem Lichtleiter mit einem Kern, einer den Kern umgebenden Hülle sowie einem oder mehreren Polymerüberzügen auf der Hülle, (iii) einer Vielzahl in Gruppen angeordneter Lichtleiter und (iv) einem Lichtleiterband.
Verfahren zur Herstellung einer durch Strahlung gehärteten farbigen Identifikationszusammensetzung auf zumindest einem Teil eines Substrates, wobei die durch Strahlung gehärtete farbige Identifikationszusammensetzung mindestens eine Chromophoreinheit besitzt, die an mindestens eine andere Komponente der durch Strahlung gehärteten farbigen Identifikationszusammensetzung kovalent gebunden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines Substrates; Bereitstellen einer durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 30; Auftragen der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 30 auf zumindest einen Teil des Substrates; und Bestrahlen der aufgetragenen Zusammensetzung über einen geeigneten Zeitraum mit einer geeigneten Wellenlänge und Intensität zur Härtung der Zusammensetzung zu einer durch Strahlung gehärteten farbigen Identifikationszusammensetzung.
Verfahren nach Anspruch 35, bei dem das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (i) einem Lichtleiter mit einem Kern und einer den Kern umgebenden Hülle, (ii) einem Lichtleiter mit einem Kern, einer den Kern umgebenden Hülle sowie einem oder mehreren Polymerüberzügen auf der Hülle, (iii) einer Vielzahl in Gruppen angeordneter Lichtleiter und (iv) einem Lichtleiterband.
Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 29, wobei, bezogen auf das Gesamtgewicht des Farbstoffkonzentrates, mehr als 5 Gew.-% des Farbstoffkonzentrates aus der Chromophoreinheit bestehen.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung, die Folgendes umfasst: (a) ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Oligomer; und (b) ein Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 37.
Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 29, wobei, bezogen auf das Gesamtgewicht des Farbstoffkonzentrates, 10 bis 35 Gew.-% des Farbstoffkonzentrates aus der Chromophoreinheit bestehen.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung, die Folgendes umfasst: (a) ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Oligomer; und (b) ein Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 39.
Farbstoffkonzentrat aus einer Mischung aus zwei oder mehr durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindungen nach Anspruch 6 und Tetrahydrofurfurylacrylat (THFA), wobei sich die mindestens eine Chromophoreinheit einer ersten durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindung nach Anspruch 6 von der Chromophoreinheit einer zweiten durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindung nach Anspruch 6 unterscheidet.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung, die Folgendes umfasst: (a) ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Oligomer; und (b) ein Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 41.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung aus mindestens einer durch Strahlung härtbaren Gruppe und mindestens einer Chromophoreinheit, wobei die durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung das Reaktionsprodukt folgender Verbindungen umfasst: (a) einer chromophorhaltigen Verbindung aus (i) mindestens einer isocyanat-reaktiven funktionellen Gruppe und (ii) der mindestens einen Chromophoreinheit; und (b) einer durch Strahlung härtbaren Verbindung aus (i) mindestens einer Isocyanatgruppe und (ii) der mindestens einen durch Strahlung härtbaren Gruppe, wobei die mindestens eine durch Strahlung härtbare Gruppe der durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindung durch mindestens eine kovalente Bindung, die durch Umsetzung einer Isocyanatgruppe (i) der durch Strahlung härtbaren Verbindung (b) mit einer isocyanatreaktiven funktionellen Gruppe (i) der chromophorhaltigen Verbindung (a) gebildet wird, kovalent an die durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung gebunden ist.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 43, bei der die mindestens eine isocyanatreaktive funktionelle Gruppe (i) der chromophorhaltigen Verbindung (a) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus -OH, -NH₂ und -SH.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 43, bei der die mindestens eine durch Strahlung härtbare Gruppe (ii) der durch Strahlung härtbaren Verbindung (b) eine ethylenisch ungesättigte Gruppe umfasst.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 45, bei der die ehtylenisch ungesättigte, durch Strahlung härtbare Gruppe (ii) der durch Strahlung härtbaren Verbindung (b) ein (Meth)acrylat umfasst.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 43, bei der die mindestens eine durch Strahlung härtbare Gruppe (ii) der durch Strahlung härtbaren Verbindung (b) eine Epoxygruppe umfasst.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 43, bei der die mindestens eine Chromophoreinheit (ii) der chromophorhaltigen Verbindung (a) ein Methinfarbstoff ist.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 43, bei der die mindestens eine Chromophoreinheit (ii) der chromophorhaltigen Verbindung (a) ein Azofarbstoff ist.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 43, bei der die mindestens eine Chromophoreinheit (ii) der chromophorhaltigen Verbindung (a) ein Anthrachinonfarbstoff ist.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 43, wobei die chromophorhaltige Verbindung (a) ein Anthrachinonfarbstoff der folgenden Formel ist:
worin die R-Gruppen R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ jeweils unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Amino, Hydroxy, Halogen, Nitro, carboxyliertem Alkalimetall, sulfatiertem Alkalimetall und einer Hydrocarbylgruppe mit wahlweise einem oder mehreren Heteroatomen, vorausgesetzt mindestens zwei der R-Gruppen R¹ bis R⁸ besitzen zumindest eine aus der Gruppe bestehend aus -OH, -NH₂ und -SH ausgewählte isocyanat-reaktive funktionelle Gruppe, und worin angrenzende R-Gruppen von R¹ bis R⁸ einen Ring bilden können.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 51, bei der 1 bis 3 der R-Gruppen R¹ bis R⁸ folgende Formel besitzen:
worin R⁹ Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, X -CH₂- ist, a eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist, Y Polymereinheiten von Hydroxyalkylenen oder Alkylenoxidmonomere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Cyclohexanoxid und Glycidol darstellt, b entweder 0 oder 1 ist und Z eine -OH-, -NH₂- oder -SH-Gruppe ist, und die restlichen R-Gruppen R¹ bis R⁸ ausgewählt sind aus der Gruppen bestehend aus Wasserstoff, Amino, Hydroxy, Halogen, Nitro, carboxyliertem Alkalimetall und sulfatiertem Alkalimetall.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 15, bei der der Anthrachinonfarbstoff folgende Formel besitzt:
worin R⁹ und R¹⁰ unabhängig ausgewählt sind aus Wasserstoff oder einer Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatoment, X -CH₂- ist, a und a' unabhängig eine ganze Zahl von 1 bis 6 sind, Y und Y' unabhängig Polymereinheiten von Hydroxyalkylenen oder Alkylenoxidmonomere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Cyclohexanoxid und Glycidol darstellen, b und b' unabhängig entweder 0 oder 1 sind und Z und Z' unabhängig eine -OH-, -NH₂- oder -SH-Gruppe sind.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 53, bei der der Anthrachinonfarbstoff folgende Formel besitzt:
worin n, n', m, m', p und p' unabhängig einen Wert von 0 bis etwa 40 besitzen.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 53, bei der der Anthrachinonfarbstoff folgende Formel besitzt:
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 43, wobei die chromophorhaltige Verbindung (a) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 1,5-Bis((3-hydroxy-2,2-dimethylpropyl)amino)-9,10-Anthracendion, 2,2'-((9,10-Dihydro-9,10-dioxo-1,5-anthracendiyl)bis(thio))bis-benzoesäure, 2-Hydroxyethylester und 1,5-Bis((2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl)amino)-4,8-bis((4-methylphenyl)thio)anthrachinon.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 56, wobei die chromophorhaltige Verbindung (a) 1,5-Bis((2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl)amino)-4,8-bis((4-methylphenyl)thio)anthrachinon ist.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung, die Folgendes umfasst: (a) ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Oligomer; und (b) eine durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 43.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung nach Anspruch 58, wobei die Zusammensetzung weiterhin TiO₂ umfasst.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung nach Anspruch 58, wobei die Zusammensetzung weiterhin einen oder mehrere Photoinitiatoren, ein reaktives Verdünnungsmittel, einen Stabilisator und ein Tensid umfasst.
Substrat, das zumindest teilweise mit der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 58 beschichtet ist.
Substrat nach Anspruch 61, wobei das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (i) einem Lichtleiter mit einem Kern und einer den Kern umgebenden Hülle, (ii) einem Lichtleiter mit einem Kern, einer den Kern umgebenden Hülle sowie einem oder mehreren Polymerüberzügen auf der Hülle, (iii) einer Vielzahl in Gruppen angeordneter Lichtleiter und (iv) einem Lichtleiterband.
Verfahren zur Herstellung einer durch Strahlung gehärteten farbigen Identifikationszusammensetzung auf zumindest einem Teil eines Substrates, wobei die durch Strahlung gehärtete farbige Identifikationszusammensetzung mindestens eine Chromophoreinheit besitzt, die an mindestens eine andere Komponente der durch Strahlung gehärteten farbigen Identifikationszusammensetzung kovalent gebunden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines Substrates; Bereitstellen einer durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 58; Auftragen der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 58 auf zumindest einen Teil des Substrates; und Bestrahlen der aufgetragenen Zusammensetzung über einen geeigneten Zeitraum mit einer geeigneten Wellenlänge und Intensität zur Härtung der Zusammensetzung zu einer durch Strahlung gehärteten farbigen Identifikationszusammensetzung.
Verfahren nach Anspruch 63, bei dem das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (i) einem Lichtleiter mit einem Kern und einer den Kern umgebenden Hülle, (ii) einem Lichtleiter mit einem Kern, einer den Kern umgebenden Hülle sowie einem oder mehreren Polymerüberzügen auf der Hülle, (iii) einer Vielzahl in Gruppen angeordneter Lichtleiter und (iv) einem Lichtleiterband.
Farbstoffkonzentrat aus der durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindung nach Anspruch 43 und Tetrahydrofurfurylacrylat (THFA).
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung, die Folgendes umfasst: (a) ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Oligomer; und (b) ein Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 65.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung nach Anspruch 66, wobei die Zusammensetzung weiterhin TiO₂ umfasst.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung nach Anspruch 66, wobei die Zusammensetzung weiterhin einen oder mehrere Photoinitiatoren, ein reaktives Verdünnungsmittel, einen Stabilisator und ein Tensid umfasst.
Substrat, das zumindest teilweise mit der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 66 beschichtet ist.
Substrat nach Anspruch 69, wobei das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (i) einem Lichtleiter mit einem Kern und einer den Kern umgebenden Hülle, (ii) einem Lichtleiter mit einem Kern, einer den Kern umgebenden Hülle sowie einem oder mehreren Polymerüberzügen auf der Hülle, (iii) einer Vielzahl in Gruppen angeordneter Lichtleiter und (iv) einem Lichtleiterband.
Verfahren zur Herstellung einer durch Strahlung gehärteten farbigen Identifikationszusammensetzung auf zumindest einem Teil eines Substrates, wobei die durch Strahlung gehärtete farbige Identifikationszusammensetzung mindestens eine Chromophoreinheit besitzt, die an mindestens eine andere Komponente der durch Strahlung gehärteten farbigen Identifikationszusammensetzung kovalent gebunden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines Substrates; Bereitstellen einer durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 66; Auftragen der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 66 auf zumindest einen Teil des Substrates; und Bestrahlen der aufgetragenen Zusammensetzung über einen geeigneten Zeitraum mit einer geeigneten Wellenlänge und Intensität zur Härtung der Zusammensetzung zu einer durch Strahlung gehärteten farbigen Identifikationszusammensetzung.
Verfahren nach Anspruch 71, bei dem das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (i) einem Lichtleiter mit einem Kern und einer den Kern umgebenden Hülle, (ii) einem Lichtleiter mit einem Kern, einer den Kern umgebenden Hülle sowie einem oder mehreren Polymerüberzügen auf der Hülle, (iii) einer Vielzahl in Gruppen angeordneter Lichtleiter und (iv) einem Lichtleiterband.
Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 65, wobei, bezogen auf das Gesamtgewicht des Farbstoffkonzentrates, mehr als 5 Gew.-% des Farbstoffkonzentrates aus der Chromophoreinheit bestehen.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung, die Folgendes umfasst: (a) ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Oligomer; und (b) ein Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 73.
Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 65, wobei, bezogen auf das Gesamtgewicht des Farbstoffkonzentrates, 10 bis 35 Gew.-% des Farbstoffkonzentrates aus der Chromophoreinheit bestehen.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung, die Folgendes umfasst: (a) ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Oligomer; und (b) ein Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 75.
Farbstoffkonzentrat aus einer Mischung aus zwei oder mehr durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindungen nach Anspruch 43 und Tetrahydrofurfurylacrylat (THFA), wobei sich die mindestens eine Chromophoreinheit einer ersten durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindung nach Anspruch 43 von der Chromophoreinheit einer zweiten durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindung nach Anspruch 43 unterscheidet.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung, die Folgendes umfasst: (a) ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Oligomer; und (b) ein Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 77.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung mit mindestens einer durch Strahlung härtbaren Gruppe und mindestens einer Chromophoreinheit, wobei die Chromophoreinheit ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Methinfarbstoff, wobei der Methinfarbstoff eine Methin-Kerngruppe mit mindestens einem Substituenten aus mindestens einer durch Strahlung härtbaren Gruppe umfasst, einem Azofarbstoff, wobei der Azofarbstoff eine Azo-Kerngruppe mit mindestens einem Substituenten aus mindestens einer durch Strahlung härtbaren Gruppe umfasst, und einem Anthrachinonfarbstoff, wobei der Anthrachinonfarbstoff eine Anthrachinon-Kerngruppe mit mindestens einem Substituenten aus mindestens einer durch Strahlung härtbaren Gruppe umfasst.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 79, bei der die mindestens eine durch Strahlung härtbare Gruppe eine ethylenisch ungesättigte Gruppe umfasst.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 80, bei der die ethylenisch ungesättigte, durch Strahlung härtbare Gruppe ein (Meth)acrylat umfasst.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 79, bei der die mindestens eine durch Strahlung härtbare Gruppe eine Epoxygruppe umfasst.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 79, bei der der Anthrachinonfarbstoff folgende Formel besitzt:
worin die R-Gruppen R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ jeweils unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Amino, Hydroxy, Halogen, Nitro, carboxyliertem Alkalimetall, sulfatiertem Alkalimetall und einer Hydrocarbylgruppe mit wahlweise einem oder mehreren Heteroatomen, vorausgesetzt mindestens eine der R-Gruppen R¹¹ bis R¹⁸ besitzt zumindest eine ethylenisch ungesättigte, durch Strahlung härtbare Gruppe.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 79, bei der eine oder zwei der R-Gruppen R¹¹ bis R¹⁸ eine (Meth)acrylsäure-Funktionalität besitzen und mindestens vier der R-Gruppen R¹¹ bis R¹⁸ Wasserstoff sind.
Durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 79, bei der der Anthrachinonfarbstoff eine der folgenden Formeln besitzt:

worin R²⁹, R³⁰, R³¹, R³², R³³ und R³⁴ gleich oder verschieden und unabhängig Wasserstoff oder ein wahlweise mit einem oder mehreren Substituenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -OH, -NH₂, -SH, -NO₂, -CN und Halogen substituiertes C₁- bis C₆-Alkyl sind.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung, die Folgendes umfasst: (a) ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Oligomer; und (b) eine durch Strahlung härtbare, chromophorhaltige Verbindung nach Anspruch 79.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung nach Anspruch 86, wobei die Zusammensetzung weiterhin TiO₂ umfasst.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung nach Anspruch 86, wobei die Zusammensetzung weiterhin einen oder mehrere Photoinitiatoren, ein reaktives Verdünnungsmittel, einen Stabilisator und ein Tensid umfasst.
Substrat, das zumindest teilweise mit der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 86 beschichtet ist.
Substrat nach Anspruch 89, wobei das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (i) einem Lichtleiter mit einem Kern und einer den Kern umgebenden Hülle, (ii) einem Lichtleiter mit einem Kern, einer den Kern umgebenden Hülle sowie einem oder mehreren Polymerüberzügen auf der Hülle, (iii) einer Vielzahl in Gruppen angeordneter Lichtleiter und (iv) einem Lichtleiterband.
Verfahren zur Herstellung einer durch Strahlung gehärteten farbigen Identifikationszusammensetzung auf zumindest einem Teil eines Substrates, wobei die durch Strahlung gehärtete farbige Identifikationszusammensetzung mindestens eine Chromophoreinheit besitzt, die an mindestens eine andere Komponente der durch Strahlung gehärteten farbigen Identifikationszusammensetzung kovalent gebunden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines Substrates; Bereitstellen einer durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 86; Auftragen der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 86 auf zumindest einen Teil des Substrates; und Bestrahlen der aufgetragenen Zusammensetzung über einen geeigneten Zeitraum mit einer geeigneten Wellenlänge und Intensität zur Härtung der Zusammensetzung zu einer durch Strahlung gehärteten farbigen Identifikationszusammensetzung.
Verfahren nach Anspruch 91, bei dem das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (i) einem Lichtleiter mit einem Kern und einer den Kern umgebenden Hülle, (ii) einem Lichtleiter mit einem Kern, einer den Kern umgebenden Hülle sowie einem oder mehreren Polymerüberzügen auf der Hülle, (iii) einer Vielzahl in Gruppen angeordneter Lichtleiter und (iv) einem Lichtleiterband.
Farbstoffkonzentrat aus der durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindung nach Anspruch 79 und Tetrahydrofurfurylacrylat (THFA).
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung, die Folgendes umfasst: (a) ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Oligomer; und (b) ein Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 93.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung nach Anspruch 94, wobei die Zusammensetzung weiterhin TiO₂ umfasst.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung nach Anspruch 94, wobei die Zusammensetzung weiterhin einen oder mehrere Photoinitiatoren, ein reaktives Verdünnungsmittel, einen Stabilisator und ein Tensid umfasst.
Substrat, das zumindest teilweise mit der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 94 beschichtet ist.
Substrat nach Anspruch 97, wobei das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (i) einem Lichtleiter mit einem Kern und einer den Kern umgebenden Hülle, (ii) einem Lichtleiter mit einem Kern, einer den Kern umgebenden Hülle sowie einem oder mehreren Polymerüberzügen auf der Hülle, (iii) einer Vielzahl in Gruppen angeordneter Lichtleiter und (iv) einem Lichtleiterband.
Verfahren zur Herstellung einer durch Strahlung gehärteten farbigen Identifikationszusammensetzung auf zumindest einem Teil eines Substrates, wobei die durch Strahlung gehärtete farbige Identifikationszusammensetzung mindestens eine Chromophoreinheit besitzt, die an mindestens eine andere Komponente der durch Strahlung gehärteten farbigen Identifikationszusammensetzung kovalent gebunden ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines Substrates; Bereitstellen einer durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 94; Auftragen der durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung nach Anspruch 94 auf zumindest einen Teil des Substrates; und Bestrahlen der aufgetragenen Zusammensetzung über einen geeigneten Zeitraum mit einer geeigneten Wellenlänge und Intensität zur Härtung der Zusammensetzung zu einer durch Strahlung gehärteten farbigen Identifikationszusammensetzung.
Verfahren nach Anspruch 99, bei dem das Substrat ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus (i) einem Lichtleiter mit einem Kern und einer den Kern umgebenden Hülle, (ii) einem Lichtleiter mit einem Kern, einer den Kern umgebenden Hülle sowie einem oder mehreren Polymerüberzügen auf der Hülle, (iii) einer Vielzahl in Gruppen angeordneter Lichtleiter und (iv) einem Lichtleiterband.
Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 93, wobei, bezogen auf das Gesamtgewicht des Farbstoffkonzentrates, mehr als 5 Gew.-% des Farbstoffkonzentrates aus der Chromophoreinheit bestehen.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung, die Folgendes umfasst: (a) ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Oligomer; und (b) ein Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 101.
Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 93, wobei, bezogen auf das Gesamtgewicht des Farbstoffkonzentrates, 10 bis 35 Gew.-% des Farbstoffkonzentrates aus der Chromophoreinheit bestehen.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung, die Folgendes umfasst: (a) ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Oligomer; und (b) ein Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 103.
Farbstoffkonzentrat aus einer Mischung aus zwei oder mehr durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindungen nach Anspruch 79 und Tetrahydrofurfurylacrylat (THFA), wobei sich die mindestens eine Chromophoreinheit einer ersten durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindung nach Anspruch 79 von der Chromophoreinheit einer zweiten durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindung nach Anspruch 79 unterscheidet.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung, die Folgendes umfasst: (a) ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Oligomer; und (b) ein Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 105.
Durch Strahlung härtbare Verbindung, die Folgendes umfasst: (a) ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Oligomer; und zwei oder mehr (b) einer durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindung nach Anspruch 6; (c) einer durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindung nach Anspruch 43; und (d) einer durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindung nach Anspruch 79.
Farbstoffkonzentratat aus Tetrahydrofurfurylacrylat (THFA) und zwei oder mehr einer durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindung nach Anspruch 6, einer durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindung nach Anspruch 43 und einer durch Strahlung härtbaren, chromophorhaltigen Verbindung nach Anspruch 79.
Durch Strahlung härtbare Zusammensetzung, die Folgendes umfasst: (a) ein nicht chromophorhaltiges, durch Strahlung härtbares Oligomer; und (b) ein Farbstoffkonzentrat nach Anspruch 108.
Farbiges Oligomer zur Bereitstellung von Farbe für einen Überzug auf einem Kommunikationselement, wobei das farbige Oligomer das Reaktionsprodukt folgender Substanzen umfasst: (a) eines Oligomers mit Isocyanatenden; und (b) eines durch Strahlung härtbaren Monomers mit (i) einer isocyanat-reaktiven Funktionalität und (ii) einer ethylenisch ungesättigten Gruppe, wobei das farbige Oligomer mittels kovalenter Bindungen, die durch Umsetzung der reaktiven Funktionalität (i) des durch Strahlung härtbaren Monomers (b) mit einer Isocyanateinheit des Oligomers mit Isocyanatenden (a) gebildet wird, an seinen Enden mit durch Strahlung härtbaren Gruppen versehen ist und das Oligomer mit Isocyanatenden (a) das Reaktionsprodukt folgender Substanzen ist: (c) mindestens einer polyfunktionellen Verbindung mit mindestens zwei isocyanat-reaktiven Gruppen; und (d) mindestens eines Polyisocyanats, wobei die polyfunktionelle Verbindung (c) mindestens einen Farbstoff mit mindestens zwei isocyanatreaktiven Funktionalitäten umfasst.
Farbiges Oligomer nach Anspruch 110, bei dem der Farbstoff ein Anthrachinonfarbstoff ist und der Anthrachinonfarbstoff folgende Formel besitzt:
worin die R-Gruppen R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ jeweils unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Amino, Hydroxy, Halogen, Nitro, carboxyliertem Alkalimetall, sulfatiertem Alkalimetall und einer Hydrocarbylgruppe mit wahlweise einem oder mehreren Heteroatomen, vorausgesetzt mindestens zwei der R-Gruppen R¹ bis R⁸ besitzen zumindest eine aus der Gruppe bestehend aus -OH, -NH₂ und -SH ausgewählte isocyanat-reaktive Funktionalität, und worin angrenzende R-Gruppen von R¹ bis R⁸ einen Ring bilden können.
Farbiges Oligomer nach Anspruch 111, bei dem 1 bis 3 der R-Gruppen R¹ bis R⁸ folgende Formel besitzen:
worin R⁹ Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, X -CH₂- ist, a eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist, Y Polymereinheiten von Hydroxyalkylenen oder Alkylenoxidmonomere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Cyclohexanoxid und Glycidol darstellt, b entweder 0 oder 1 ist und Z eine -OH-, -NH₂- oder -SH-Gruppe ist, und die restlichen R-Gruppen R¹ bis R⁸ ausgewählt sind aus der Gruppen bestehend aus Wasserstoff, Amino, Hydroxy, Halogen, Nitro, carboxyliertem Alkalimetall und sulfatiertem Alkalimetall.
Farbiges Oligomer nach Anspruch 111, bei dem der Anthrachinonfarbstoff folgende Formel besitzt:
worin R⁹ und R¹⁰ unabhängig ausgewählt sind aus Wasserstoff oder einer Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, X -CH₂- ist, a und a' unabhängig eine ganze Zahl von 1 bis 6 sind, Y und Y' unabhängig Polymereinheiten von Hydroxyalkylenen oder Alkylenoxidmonomere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid, Cyclohexanoxid und Glycidol darstellen, b und b' unabhängig entweder 0 oder 1 sind und Z und Z' unabhängig eine reaktive -OH-, -NH₂- oder -SH-Gruppe sind.
Farbiges Oligomer nach Anspruch 113, bei dem das Oligomer mit Isocyanatenden (a) ein Urethanoligomer ist und der Anthrachinonfarbstoff folgende Formel besitzt:
worin n, n', m, m', p und p' unabhängig einen Wert von 0 bis 40 besitzen.
Farbiges Oligomer nach Anspruch 113, bei dem der Anthrachinonfarbstoff folgende Formel besitzt:
Farbiges Oligomer nach Anspruch 111, bei dem der Anthrachinonfarbstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 1,5-Bis((3-hydroxy-2,2-dimethylpropyl)amino)-9,10-Anthracendion, 2,2'-((9,10-Dihydro-9,10-dioxo-1,5-anthracendiyl)bis(thio))bis-benzoesäure, 2-Hydroxyethylester und 1,5-Bis((2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl)amino)-4,8-bis((4-methylphenyl)thio)anthrachinon.
Farbiges Oligomer nach Anspruch 111, bei dem der Anthrachinonfarbstoff 1,5-Bis((2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl)amino)-4,8-bis((4-methylphenyl)thio)anthrachinon ist.
Farbiges Oligomer nach Anspruch 110, bei dem eine (Meth)acrylsäuregruppe die ethylenisch ungesättigte Gruppe (ii) in dem durch Strahlung härtbaren Monomer (b) darstellt.
Durch Lichteinwirkung härtbare Harzzusammensetzung zur Bildung eines farbigen, gehärteten Überzugs auf einem Lichtleiter, wobei die Harzzusammensetzung Folgendes umfasst: (e) mindestens ein Urethanoligomer mit (Meth)acrylatenden; (f) mindestens einen Photoinitiator; (g) mindestens ein reaktives Verdünnungsmittel; und (h) mindestens ein farbiges Oligomer nach Anspruch 110.
Lichtleiter aus einem farbigen, gehärteten Überzug, wobei der farbige, gehärtete Überzug aus der durch Lichteinwirkung härtbaren Harzzusammensetzung nach Anspruch 119 gebildet ist.
Reaktiver Anthrachinonfarbstoff zur Bereitstellung von Farbe für einen Überzug auf einem Lichtleiter, wobei der reaktive Anthrachinonfarbstoff eine Anthrachinon-Kerngruppe mit mindestens einem Substituenten aus einer durch Strahlung härtbaren Gruppe umfasst.
Reaktiver Anthrachinonfarbstoff nach Anspruch 121, bei dem die durch Strahlung härtbare Gruppe eine ethylenisch ungesättigte Gruppe oder eine Epoxygruppe ist.
Reaktiver Anthrachinonfarbstoff nach Anspruch 121, bei dem die durch Strahlung härtbare Gruppe eine (Meth)acrylsäuregruppe ist.
Reaktiver Anthrachinonfarbstoff nach Anspruch 121, wobei der reaktive Anthrachinonfarbstoff folgende Formel besitzt:
worin die R-Gruppen R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ jeweils unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Amino, Hydroxy, Halogen, Nitro, carboxyliertem Alkalimetall, sulfatiertem Alkalimetall und einer Hydrocarbylgruppe mit wahlweise einem oder mehreren Heteroatomen, vorausgesetzt mindestens eine der R-Gruppen R¹¹ bis R¹⁸ besitzt zumindest eine ethylenisch ungesättigte, durch Strahlung härtbare Funktionalität.
Reaktiver Anthrachinonfarbstoff nach Anspruch 124, bei dem eine oder zwei der R-Gruppen R¹¹ bis R¹⁸ eine (Meth)acrylsäure-Funktionalität besitzen und mindestens vier der R-Gruppen R¹¹ bis R¹⁸ Wasserstoff sind.
Reaktiver Anthrachinonfarbstoff nach Anspruch 124, wobei der reaktive Anthrachinonfarbstoff eine der folgenden Formeln besitzt:

worin R²⁹, R³⁰, R³¹, R³², R³³ und R³⁴ gleich oder verschieden und unabhängig Wasserstoff oder ein wahlweise mit einem oder mehreren Substituenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -OH, -NH₂, -SH, -NO₂, -CN und Halogen substituiertes C₁- bis C₆-Alkyl sind.
Durch Lichteinwirkung härtbare Harzzusammensetzung zur Bildung eines farbigen, gehärteten Überzugs auf einem Lichtleiter, wobei die Harzzusammensetzung Folgendes umfasst: (a) mindestens ein Urethanoligomer mit (Meth)acrylatenden; (b) mindestens einen Photoinitiator; (c) mindestens ein reaktives Verdünnungsmittel; und (d) mindestens einen reaktiven Anthrachinonfarbstoff nach Anspruch 124.
Lichtleiter aus einem farbigen, gehärteten Überzug, wobei der farbige, gehärtete Überzug aus der durch Lichteinwirkung härtbaren Harzzusammensetzung nach Anspruch 127 gebildet ist.