JP2022506003A - 光ファイバーをコーティングするための放射線硬化性組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
[関連出願との相互参照]
この出願は、ここに完全に記載されているかのようにその全体が出典明示によりここに援用される、2018年8月30日にそれぞれ出願された米国仮出願第62/724729号、第62/724735号、及び第62/724738号の優先権を主張する。
本発明の第一の態様は、
イソシアネート、ポリオール、及び(メタ)アクリレートモノマーの反応生成物であるウレタンアクリレートオリゴマー;
反応性希釈モノマー;
場合によっては、一又は複数種の添加剤;及び
ノリッシュI型光開始剤であって、
(a)3.0電子ボルト(eV)から3.90eV、又は3.1eVから3.88eV、又は3.1eVから3.87eV、又は3.1eVから3.86eV、又は3.15eVから3.80eV、又は3.15eVから3.50eV、又は3.2eVから3.75eVのイオン化ポテンシャルを持つポテンシャル励起三重項状態で、ここで、イオン化ポテンシャルは、クープマンズの定理(IP=-εHOMO)と組み合わせた分子モデリングB3LYP/6-31G(d)に従って計算されるもの;及び/又は
(b)0.5を超え1.0まで、又は0.6を超え、又は0.7を超え、又は0.35と0.9の間、又は0.35と0.8の間、又は0.35から0.75、又は0.4から0.8、又は0.4から0.75、又は0.5から0.8、又は0.5から0.75、又は0.6から0.8、又は0.6から0.75の摂氏150度(℃)での正規化された重合速度で、ここで、150℃での正規化された重合速度は、150℃での混合物の最大重合速度(mmol/kg秒)を25℃での混合物の最大重合速度で割ったものであり、混合物は、1重量部のノリッシュI型光開始剤と99重量部のエトキシル化ノニル-フェノールアクリレートを含み、かつ重合速度はRT-FTIR法によって決定され、RT-FTIR法は、60ミクロン膜を有するATRクリスタルと、20mW/cm2の放射照度を持つDr.Honle D-電球を用いて実施されるもの
を含む、光ファイバーをコーティングするための放射線硬化性組成物である。
一般に、光ファイバーコーティング材料は、アクリレート基、ウレタン基及び骨格を含む、ウレタンアクリレートオリゴマーをオリゴマーとして含む。骨格は、イソシアネート、例えばジイソシアネート、ポリイソシアネート、及びヒドロキシアルキルアクリレートと反応させられうるポリオールから誘導される。
本発明に係る組成物はまた一又は複数の反応性希釈モノマーを含みうる。ここで使用される場合、「希釈剤」は、それが添加されるか又はそれが関連付けられるより大きな組成物の粘度を低下させる物質を意味する。様々な希釈剤が、それらが関連付けられる光ファイバーコーティング組成物の流動性、ひいては加工性を最大化するために使用される。
本発明の組成物はまた光開始剤を含む。好ましい実施態様では、光開始剤はフリーラジカル光開始剤である。光開始剤は、光の作用又は光の作用と増感色素の電子励起との間の相乗効果によって化学的に変化して、ラジカル、酸、及び塩基のうちの少なくとも一つを生成する化合物である。好ましい実施態様では、光開始剤は、ウレタンアクリレートオリゴマー及び/又は反応性希釈モノマーの間の重合反応の開始を開始又は促進することができるフリーラジカル光開始剤である。
(上式中、R50は、非置換であるか、1から4のハロゲン又はC1-C8アルキルで置換されている、C1-C12アルキル、シクロヘキシル又はフェニルであり;R51及びR52は、それぞれ独立して他のC1-C8アルキル又はC1-C8アルコキシであり;R53は水素又はC1-C8アルキルであり;かつR54は水素又はメチルである)
のものである。
(上式中、R1及びR2は、互いに独立して、非置換であるか、又はハロゲン、C1-C8アルキル及び/又はC1-C8アルコキシで1から4回置換されている、C1-C12アルキル、ベンジル、フェニルであり、又はシクロヘキシル又は基-COR3であり、あるいはR1は-OR4であり;R3は、非置換であるか、又はC1-C8アルキル、C1-C8アルコキシ、C1-C8アルキルチオ及び/又はハロゲンによって1から4回置換されているフェニルであり;かつR4はC1-C8アルキル、フェニル又はベンジルである)のものである。例えば、R1は-OR4である。例えば、R2は、非置換であるか、又はハロゲン、C1-C8アルキル及び/又はC1-C8アルコキシによって1から4回置換されているフェニルである。例えば、R3は、非置換であるか、又はC1-C8アルキルによって1から4回置換されているフェニルである。例えば、本発明のモノアシルホスフィンオキシドは、2,4,6-トリメチルベンゾイルエトキシフェニルホスフィンオキシド又は2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドである。
(上式中、Ar1は、非置換かあるいは一又は複数のアルキル基、エーテル、硫化物、シリル基、ハロゲン、カルボキシル基、ビニル基、追加の芳香族又は複素環式基、アルキル基、あるいは一又は複数のエーテル、硫化物、シリル、カルボキシル、もしくはビニル基によって中断された芳香族又は複素環式基によって任意の位置で更に置換された、芳香族基であり、かつR1、R2、及びR3は、独立して、非置換かあるいは一又は複数のアルキル基、エーテル、硫化物、シリル基、ハロゲン、カルボキシル基、ビニル基、追加の芳香族又は複素環式基、アルキル基、あるいは一又は複数のエーテル、硫化物、シリル、カルボキシル、もしくはビニル基によって中断された芳香族又は複素環式基によって更に置換された、アシル、アリール、アルキル、又はカルボニル基でありうる)に従う構造を有するゲルマニウム系化合物である。アシルゲルマニウム化合物を含む重合性組成物は、とりわけ、Ivoclar Vivadent AGに譲渡された米国特許第7605190号に記載されている。
添加剤は、典型的には、改善された保存期間、ガラス接着、改善されたコーティングの酸化的及び加水分解的安定性などのような所定の望ましい特性を達成するために光ファイバーコーティングにまた添加される。多くの異なるタイプの望ましい添加剤があり、ここで検討される本発明は、これらによって限定されることは意図されないが、それらは望ましい効果を有するので、想定される実施態様に含められる。
光重合を加速するために、例えば、欧州特許出願公開第438123号及び英国特許出願公開第2180358号に記載されているように、チオール、チオエーテル、ジスルフィド及びホスフィンなどの促進剤、共開始剤及び自動酸化剤を添加することが可能である。
(a)線引タワーを通してガラス光ファイバーを線引する工程;
(b)ガラス光ファイバーの表面に一次コーティング組成物を塗布する工程;
(c)場合によっては、所定線量のUV光を与えて、前記一次コーティング組成物を少なくとも部分的に硬化させる工程;
(d)二次コーティング組成物を一次コーティング組成物に塗布する工程;
(e)一次コーティング組成物と二次コーティング組成物を、紫外線を放射することができる少なくとも一の放射線源に曝露して、前記一次コーティング組成物と前記二次コーティング組成物の硬化に影響を与え、光ファイバーの表面に硬化した一次コーティングを、そして硬化した一次コーティングの表面に硬化した二次コーティングを形成する工程
を含む、コーティングされた光ファイバーを製造するための方法であって、
一次コーティング組成物又は二次コーティング組成物の少なくとも一方が、平均で少なくとも一の重合性基を含む反応性オリゴマー;
平均で少なくとも一の重合性基を含むモノマー;及び
光開始剤
を含み;
光開始剤が、
(i)0.5を超えるか、又は0.6を超えるか、又は0.7を超えるか、又は0.35と0.9の間、又は0.35と0.8の間、又は0.35から0.75、又は0.4から0.8、又は0.4から0.75、0.5から0.8、又は0.5から0.75、又は0.6から0.8、又は0.6から0.75の150℃での正規化された重合速度を有し、ここで、150℃での正規化された重合速度は、150℃での混合物の最大重合速度(mmol/kg秒)を25℃での混合物の最大重合速度で割ったものであり、混合物は、1重量部の光開始剤と99重量部のエトキシル化ノニル-フェノールアクリレートを含み、かつ重合速度はRT-FTIR法によって決定され、RT-FTIR法は、60ミクロン膜を有するATRクリスタルと、20mW/cm2の放射照度を持つDr.Honle D-電球を用いて実施され;又は
(ii)3.0電子ボルト(eV)から3.90eV、又は3.1eVから3.88eV、又は3.1eVから3.87eV、又は3.1eVから3.86eV、又は3.15eVから3.80eV、又は3.15eVから3.50eV、又は3.2eVから3.75eVのイオン化ポテンシャルを持つポテンシャル励起三重項状態を有し、ここで、イオン化ポテンシャルは、クープマンズの定理(IP=-εHOMO)と組み合わせた分子モデリングB3LYP/6-31G(d)に従って計算される、方法である。
オリゴマーAを作製するためには、全ての成分を上の表1Bで特定された比率で使用する。500mLの4つ口乾燥フラスコに63.75gのTDS80/20を入れ0.30gの安定剤(BHT)を反応器に入れ、乾燥空気下で撹拌しながら周囲温度に維持した。次に、42.51gの2-ヒドロキシエトキシルアクリレート(HEA)を加えた。次に、反応性エンドキャッパー(HEA)を、反応温度を60℃未満に制限するような割合で計量し、1時間撹拌した。次に、193.29gのPluracol P1010を加え、最後にジブチル錫ジラウレート触媒0.15gを加えた。対応する発熱反応による初期の温度上昇を観察した後、溶液を80℃にし、その温度を約2時間維持した。次に、未反応イソシアネート基(NCO)の存在を、未反応イソシアネート基の量が0.10%未満になるまで1時間に一回測定した。
オリゴマー1を作製するためには、全ての成分を上の表1Bで特定された比率で使用する。500mLの4つ口乾燥フラスコに33.16gのTDSを入れ0.92gの安定剤(BHT)を反応器に入れ、乾燥空気下で撹拌しながら周囲温度に維持した。次に、14.75gの2-HEAを加えた。次に、反応性エンドキャッパー(2-HEA)を、反応温度を60℃未満に制限するような割合で計量した。次に、混合物を1時間撹拌した。次に、250.96gのLupranol 1000を加え、最後にDBTDL触媒0.18gを加えた。対応する発熱反応による初期の温度上昇を観察した後、溶液を60℃にし、その温度を約2時間維持した。次に、未反応イソシアネート基(NCO)の存在を、未反応イソシアネート基の量が0.05%未満になるまで1時間に一回測定した。
実施例1及び比較例1-2の配合物を、99%のSR504(エトキシル化ノニルフェノールアクリレート、Sartomer)と1%の光開始剤から調製した。硬化プロファイルを様々な温度においてFT-IRで記録し、最大速度と正規化された最大速度(Tでの速度/25℃での速度)を決定し、結果を以下の表3Aに示す。
実施例3及び比較例4の配合物を、上の表1A及び1Bの成分と、以下の表3Bに列挙した量を使用して、この発明が適用される技術分野で周知の標準的な方法に従って調製した。光開始剤成分の重量を様々に変えたが、これは両方の配合物で一貫したモルパーセントを確保するために行った。配合物を、二通りの異なる温度の不活性雰囲気下で、かつ二通りの異なるピーク波長の光源を介して、以下に記載されるLED-DSC法によって硬化させた。次に、膜上部と膜下部での転換を各試験設定の各サンプルについて測定し、結果を表3Bに、グラフを図2に示した。図2を見ると、4セットのグラフがある;一つは実施例3のもの、もう一つは比較例4のもので、395nm及び400nmの硬化条件下で試験したものである。左から右に、グラフの第一と第三のセットは比較例4に対応し、第二と第四のセットは実施例3に対応する。グラフの各セットについて、無地のバーは50℃で硬化させたときのそれぞれのサンプルの膜の表面での硬化性能を表す。横線のバーは、105℃で硬化させたときのサンプルの表面での硬化性能を表す。同様に、斜めの線のバーは、50℃での膜の底面の硬化性能を表す。最後に、菱形模様のバーは、105℃で硬化したときの各サンプルの上部での硬化性能を表す。
実施例4及び比較例5の配合物を、上の表1a及び1bの成分と、以下の表3Cに列挙した量を使用して、この発明が適用される技術分野で周知の標準的な方法に従って調製した。配合物を、二通りの異なる温度の不活性雰囲気下で、かつ二通りの異なるピーク波長の光源を介して、以下に記載されるLED-DSC法によって硬化させた。次に、膜上部と膜下部での転換を各試験設定の各サンプルについて測定し、結果を表3Cに、グラフを図3に示した。図3を見ると、4セットのグラフがある;一つは実施例4のもの、もう一つは比較例5のもので、395nm及び400nmの硬化条件下で試験したものである。左から右に、グラフの第一と第三のセットは比較例5に対応し、第二と第四のセットは実施例4に対応する。グラフの各セットについて、無地のバーは50℃で硬化させたときのそれぞれのサンプルの膜の表面での硬化性能を表す。横線のバーは、105℃で硬化させたときのサンプルの表面での硬化性能を表す。同様に、斜めの線のバーは、50℃での膜の底面の硬化性能を表す。最後に、菱形模様のバーは、105℃で硬化させたときの各サンプルの上部での硬化性能を表す。
サンプルを、高速スキャン装置、PIKEテクノロジーのGladiATR ATRアクセサリー、及び高感度MCT検出器を備えたBruker Vertex 70FT-IR分光計で測定した。サンプル硬化に必要なUV照射は、最初の試験の30分前にランプをつけてウォームアップさせたDr.Honle UVランプ(D-電球)を使用して行った。サンプルをUV光で照らすために、クォーツ光ガイド(i.d.3.0mm)をランプに結合させた。
LEDランプを備えたフォトDSCを使用して、硬化度測定のためにコーティングサンプルを硬化させるLED-DSCの方法を以下に説明する。単色光源(LEDなど)を利用するコーティング方法は酸素阻害を受けやすいため、表面硬化度は、硬化中のN2パージ空気状態中のO2含有量に特に敏感である。通常の膜サンプルを準備するために一般的に使用されるコンベヤーベルト装置は、関連する開放環境でO2含有量を正確に制御することが難しいため、表面硬化に大きな変動がある。フォトDSC装置を利用する以下に説明されるLED-DSC法は、サンプルチャンバー内の大気条件に関して遙かに優れた制御をもたらすという点でこれに関して優れている。これにより、コーティング表面硬化度データの精度、繰り返し性及び再現性のレベルが低下する。
%RAU=[(RL-RF)×100]/RL
ここで、RLは液体サンプルの面積比、RFは硬化膜の面積比である。
ここでの手順を、全てのイオン化ポテンシャル値を導出するために使用した。先ず、対象の系の分子構造を、Spartan14ソフトウェア(Spartan’14 Version 1.1.2 Oct 24, 2013, Copyright(c)1991-2013, Wavefunction Inc)によって構築した。同じプログラムを使用して、メルク分子力場(MMFF)を用いる立体配座解析を行った。その後、全てのMMFF配座を、半経験的パラメーター化法6(PM6)を使用して最小化した。
上の表は、本発明に係る組成物が用いられる場合、幾つかの得られる硬化特性が、多くの異なる硬化温度、所与のコーティングに沿った位置(すなわち、表面又は底面)、及び曝露波長にわたって優れていることを証明している。これは、表3Aにおいて配合された一次コーティング組成物から明らかであり、実施例1が、室温においてその対応する比較例と同様の最大転換速度を示すという事実にもかかわらず、高温でより良い効率を維持している。これは、実施例1が、比較例のものの2倍より大きい150℃での正規化された最大速度を示しているという事実によって示されている。この効果は、膜表面の硬化比全体で同様に示されており、実施例2は、395nmと400nmの両方で比較例3よりも優れている。
ここに開示されるのは更なる代替の例示的実施態様である。第一の追加の例示的実施態様の第一の態様は、
イソシアネート、ポリオール、及び(メタ)アクリレートモノマーの反応生成物であるウレタンアクリレートオリゴマー;
反応性希釈モノマー;
場合によっては、一又は複数種の添加剤;及び
ノリッシュI型光開始剤を含む、光ファイバーをコーティングするための放射線硬化性組成物であり;ここで、ノリッシュI型光開始剤は、3.0電子ボルト(eV)から3.90eV、又は3.1eVから3.88eV、又は3.1eVから3.87eV、又は3.1eVから3.86eV、又は3.15eVから3.80eV、又は3.15eVから3.50eV、又は3.2eVから3.75eVのイオン化ポテンシャルを持つポテンシャル励起三重項状態を有し、ここで、イオン化ポテンシャルは、クープマンズの定理(IP=-εHOMO)と組み合わせた分子モデリングB3LYP/6-31G(d)に従って計算される。
イソシアネート、ポリオール、及び(メタ)アクリレートモノマーの反応生成物であるウレタンアクリレートオリゴマー;
反応性希釈モノマー;
場合によっては、一又は複数種の添加剤;及び
ノリッシュI型光開始剤を含む、光ファイバーをコーティングするための放射線硬化性組成物であり;ここで、ノリッシュI型光開始剤は、0.5を超え1.0まで、又は0.6を超え、又は0.7を超え、又は0.35と0.9の間、又は0.35と0.8の間、又は0.35から0.75、又は0.4から0.8、又は0.4から0.75、又は0.5から0.8、又は0.5から0.75、又は0.6から0.8、又は0.6から0.75の摂氏150度(℃)での正規化された重合速度を有し、ここで、150℃での正規化された重合速度は、150℃での混合物の最大重合速度(mmol/kg秒)を25℃での混合物の最大重合速度で割ったものであり、混合物は、1重量部のノリッシュI型光開始剤と99重量部のエトキシル化ノニル-フェノールアクリレートを含み、かつ重合速度はRT-FTIR法によって決定され、RT-FTIR法は、60ミクロン膜を有するATRクリスタルと、20mW/cm2の放射照度を持つDr.Honle D-電球を用いて実施される。
イソシアネート、ポリオール、及び(メタ)アクリレートモノマーの反応生成物であるウレタンアクリレートオリゴマー;
反応性希釈モノマー;
場合によっては、一又は複数種の添加剤;及び
ノリッシュI型光開始剤を含む、光ファイバーをコーティングするための放射線硬化性組成物であり;ノリッシュI型光開始剤はアシルゲルマニウム化合物を含む。
あるいは組成物全体の重量に対して、顔料が0.05重量%未満、又は0.01重量%未満、又は0.005重量%未満の量で存在する、先の態様の何れかに係る組成物である。
ウレタンアクリレートオリゴマーが、40重量%から90重量%まで存在し;
反応性希釈モノマーが、5重量%から60重量%まで存在し;
添加剤が、0重量%から40重量%まで存在し;かつ
ノリッシュI型光開始剤が、0.005重量%から5重量%まで存在する、先の態様の何れかに係る組成物である。
ウレタンジアクリレートが、10重量%から85重量%まで存在し;
反応性希釈モノマーが、
0重量%から20重量%まで存在する単官能性エチレン性不飽和化合物、及び
10重量%から75重量%まで存在する多官能性エチレン性不飽和化合物を更に含み;
添加剤が、0重量%から40重量%まで存在し;かつ
ノリッシュI型光開始剤が、0.005重量%から5重量%まで存在する、先の態様の何れかに係る組成物である。
(上式中、Ar1は、非置換かあるいは一又は複数のアルキル基、エーテル、硫化物、シリル基、ハロゲン、カルボキシル基、ビニル基、追加の芳香族又は複素環式基、アルキル基、あるいは一又は複数のエーテル、硫化物、シリル、カルボキシル、もしくはビニル基によって中断された芳香族又は複素環式基によって任意の位置で更に置換された、芳香族基であり、かつR1、R2、及びR3は、独立して、非置換かあるいは一又は複数のアルキル基、エーテル、硫化物、シリル基、ハロゲン、カルボキシル基、ビニル基、追加の芳香族又は複素環式基、アルキル基、あるいは一又は複数のエーテル、硫化物、シリル、カルボキシル、もしくはビニル基によって中断された芳香族又は複素環式基によって更に置換された、アシル、アリール、アルキル、又はカルボニル基であり得;
更に次の条件:
(a)R1-R3のそれぞれが、アリール置換又は芳香族アシル基であり;又は
(b)R1-R3の正確に二つがアリール置換又は芳香族アシル基である場合、残りの置換基がC1-C10アルキルであり;又は
(c)R1-R3の正確に一つがアリール置換又は芳香族アシル基である場合、残りの二つの置換基がC1-C10アルキルであり;又は
(d)R1-R3のそれぞれがC1-C10アルキルである
の一つが満たされる)に従う構造を有するアシルゲルマニウム化合物を含む、先の態様の何れかに係る組成物である。
の一方又は両方を含む、先の態様の何れかに係る組成物である。
(a)線引タワーを通してガラス光ファイバーを線引する工程;
(b)ガラス光ファイバーの表面に一次コーティング組成物を塗布する工程;
(c)場合によっては、所定線量のUV光を与えて、前記一次コーティング組成物を少なくとも部分的に硬化させる工程;
(d)二次コーティング組成物を一次コーティング組成物に塗布する工程;
(e)一次コーティング組成物と二次コーティング組成物を、紫外線を放射することができる少なくとも一の放射線源に曝露して、前記一次コーティング組成物と前記二次コーティング組成物の硬化に影響を与え、光ファイバーの表面に硬化した一次コーティングを、そして硬化した一次コーティングの表面に硬化した二次コーティングを形成する工程
を含む、コーティングされた光ファイバーを製造するための方法であって、
一次コーティング組成物又は二次コーティング組成物の少なくとも一方が、平均で少なくとも一の重合性基を含む反応性オリゴマー;
平均で少なくとも一の重合性基を含むモノマー;及び
光開始剤
を含み;
光開始剤が、
(i)0.5を超えるか、又は0.6を超えるか、又は0.7を超えるか、又は0.35と0.9の間、又は0.35と0.8の間、又は0.35から0.75、又は0.4から0.8、又は0.4から0.75、0.5から0.8、又は0.5から0.75、又は0.6から0.8、又は0.6から0.75の150℃での正規化された重合速度を有し、ここで、150℃での正規化された重合速度は、150℃での混合物の最大重合速度(mmol/kg秒)を25℃での混合物の最大重合速度で割ったものであり、混合物は、1重量部の光開始剤と99重量部のエトキシル化ノニル-フェノールアクリレートを含み、かつ重合速度はRT-FTIR法によって決定され、RT-FTIR法は、60ミクロン膜を有するATRクリスタルと、20mW/cm2の放射照度を持つDr.Honle D-電球を用いて実施される、方法である。
(a)線引タワーを通してガラス光ファイバーを線引する工程;
(b)ガラス光ファイバーの表面に一次コーティング組成物を塗布する工程;
(c)場合によっては、所定線量のUV光を与えて、前記一次コーティング組成物を少なくとも部分的に硬化させる工程;
(d)二次コーティング組成物を一次コーティング組成物に塗布する工程;
(e)一次コーティング組成物と二次コーティング組成物を、紫外線を放射することができる少なくとも一の放射線源に曝露して、前記一次コーティング組成物と前記二次コーティング組成物の硬化に影響を与え、光ファイバーの表面に硬化した一次コーティングを、そして硬化した一次コーティングの表面に硬化した二次コーティングを形成する工程
を含む、コーティングされた光ファイバーを製造するための方法であって、
一次コーティング組成物又は二次コーティング組成物の少なくとも一方が、平均で少なくとも一の重合性基を含む反応性オリゴマー;
平均で少なくとも一の重合性基を含むモノマー;及び
光開始剤
を含み;
光開始剤が、3.0電子ボルト(eV)から3.90eV、又は3.1eVから3.88eV、又は3.1eVから3.87eV、又は3.1eVから3.86eV、又は3.15eVから3.80eV、又は3.15eVから3.50eV、又は3.2eVから3.75eVのイオン化ポテンシャルを持つポテンシャル励起三重項状態を有し、ここで、イオン化ポテンシャルは、クープマンズの定理(IP=-εHOMO)と組み合わせた分子モデリングB3LYP/6-31G(d)に従って計算される、方法である。
(上式中、Ar1は、非置換かあるいは一又は複数のアルキル基、エーテル、硫化物、シリル基、ハロゲン、カルボキシル基、ビニル基、追加の芳香族又は複素環式基、アルキル基、あるいは一又は複数のエーテル、硫化物、シリル、カルボキシル、もしくはビニル基によって中断された芳香族又は複素環式基によって任意の位置で更に置換された、芳香族基であり、かつR1、R2、及びR3は、独立して、非置換かあるいは一又は複数のアルキル基、エーテル、硫化物、シリル基、ハロゲン、カルボキシル基、ビニル基、追加の芳香族又は複素環式基、アルキル基、あるいは一又は複数のエーテル、硫化物、シリル、カルボキシル、もしくはビニル基によって中断された芳香族又は複素環式基によって更に置換された、アシル、アリール、アルキル、又はカルボニル基でありうる)に従う構造を有するアシルゲルマニウム化合物を含む、先の態様の何れかに係る方法である。
平均で少なくとも一の重合性基を含む反応性オリゴマーが、40重量%から80重量%まで存在し;
平均で少なくとも一の重合性基を含むモノマーが、10重量%から60重量%まで存在し;
添加剤成分が、0重量%から40重量%まで存在し、ガラス接着促進剤を更に含み;かつ
光開始剤が、0.005重量%から5重量%まで存在する、先の態様の何れかに係る方法である。
二次コーティング組成物が、組成物全体の重量に対して、
平均で少なくとも一の重合性基を含む反応性オリゴマーが、10重量%から80重量%まで存在し;
平均で少なくとも一の重合性基を含むモノマーが、10重量%から60重量%まで存在し、モノマーは単官能性エチレン性不飽和化合物と多官能性エチレン性不飽和化合物を更に含み;
添加剤成分が、0重量%超から40重量%まで存在し;かつ
光開始剤が、0.005重量%から5重量%まで存在する、先の態様の何れかに係る方法である。
二次コーティング組成物の添加剤成分が顔料を更に含み;及び/又は
多官能性エチレン性不飽和化合物がビスフェノールAジアクリレートを含む、先の態様の何れかに係る方法である。
1500m/分を超え、又は1700m/分を超え、又は2000m/分を超え、又は2500m/分を超え、又は3000m/分を超え、かつ5000m/分未満、又は4000m/分未満、又は3100m/分未満の線引速度;あるいは
ヘリウム非適用、又は20標準リットル/分(SLM)未満、又は10SLM未満、又は5SLM未満、又は1から20SLM、又は1から10SLM、又は1から5SLM、又は5から20SLM、又は5から10SLMの流量でのヘリウム適用下
の一つの下で行われる、先の態様の何れかに係る方法である。
Claims (18)
- (a)線引タワーを通してガラス光ファイバーを線引する工程;
(b)ガラス光ファイバーの表面に一次コーティング組成物を塗布する工程;
(c)場合によっては、所定線量のUV光を与えて、前記一次コーティング組成物を少なくとも部分的に硬化させる工程;
(d)二次コーティング組成物を一次コーティング組成物に塗布する工程;
(e)一次コーティング組成物と二次コーティング組成物を、紫外線を放射することができる少なくとも一の放射線源に曝露して、前記一次コーティング組成物と前記二次コーティング組成物の硬化に影響を与え、光ファイバーの表面に硬化した一次コーティングを、そして硬化した一次コーティングの表面に硬化した二次コーティングを形成する工程
を含む、コーティングされた光ファイバーを製造するための方法であって、
一次コーティング組成物又は二次コーティング組成物の少なくとも一方が、平均で少なくとも一の重合性基を含む反応性オリゴマー;
平均で少なくとも一の重合性基を含むモノマー;及び
光開始剤
を含み;
光開始剤が、
(i)0.5を超えるか、又は0.35と0.9の間、又は0.5から0.9の150℃での正規化された重合速度を有し、ここで、150℃での正規化された重合速度は、150℃での混合物の最大重合速度(mmol/kg秒)を25℃での混合物の最大重合速度で割ったものであり、混合物は、1重量部の光開始剤と99重量部のエトキシル化ノニル-フェノールアクリレートを含み、かつ重合速度はRT-FTIR法によって決定され、RT-FTIR法は、60ミクロン膜を有するATRクリスタルと、20mW/cm2の放射照度を持つDr.Honle D-電球を用いて実施され;又は
(ii)3.0電子ボルト(eV)から3.90eVのイオン化ポテンシャルを持つポテンシャル励起三重項状態を有し、ここで、イオン化ポテンシャルは、クープマンズの定理(IP=-εHOMO)と組み合わせた分子モデリングB3LYP/6-31G(d)に従って計算される、方法。 - 前記一次コーティング組成物と前記二次コーティング組成物の硬化に影響を与えるために紫外線を放射することができる放射線源が、一又は複数のLEDを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなり;ここで、一又は複数のLEDが、375nmから450nmのピークスペクトル出力を持つ化学線を放射する、請求項1に記載の方法。
- 光開始剤が、アルキル置換、アリール置換、又はアシル置換された化合物を含み、アルキル置換、アリール置換、又はアシル置換化合物が、ケイ素、ゲルマニウム、錫、及び鉛からなる群から選択される原子をまた有する、請求項1又は2に記載の方法。
- 光開始剤がアシルゲルマニウム化合物を含む、請求項1から3の何れか一項に記載の方法。
- 光開始剤が、次の式(I)
(上式中、Ar1は、非置換かあるいは一又は複数のアルキル基、エーテル、硫化物、シリル基、ハロゲン、カルボキシル基、ビニル基、追加の芳香族又は複素環式基、アルキル基、あるいは一又は複数のエーテル、硫化物、シリル、カルボキシル、もしくはビニル基によって中断された芳香族又は複素環式基によって任意の位置で更に置換された、芳香族基であり、かつR1、R2、及びR3は、独立して、非置換かあるいは一又は複数のアルキル基、エーテル、硫化物、シリル基、ハロゲン、カルボキシル基、ビニル基、追加の芳香族又は複素環式基、アルキル基、あるいは一又は複数のエーテル、硫化物、シリル、カルボキシル、もしくはビニル基によって中断された芳香族又は複素環式基によって更に置換された、アシル、アリール、アルキル、又はカルボニル基でありうる)に従う構造を有するアシルゲルマニウム化合物を含む、請求項1から4の何れか一項に記載の方法。 - 一次コーティング組成物が、組成物全体の重量に対して、
平均で少なくとも一の重合性基を含む、40重量%から80重量%の反応性オリゴマー;
平均で少なくとも一の重合性基を含む、10重量%から60重量%のモノマー;
0重量%から40重量%の添加剤成分;
0.005重量%から5重量%の光開始剤
を含み;ここで、組成物がガラス接着促進剤を更に含む、請求項1から5の何れか一項に記載の方法。 - 二次コーティング組成物が、組成物全体の重量に対して、
平均で少なくとも一の重合性基を含む、10重量%から80重量%の反応性オリゴマー;
平均で少なくとも一の重合性基を含む、10重量%から60重量%のモノマーであって、単官能性エチレン性不飽和化合物と多官能性エチレン性不飽和化合物を更に含むモノマー;
0重量%超から40重量%の添加剤成分;及び
0.005重量%から5重量%の光開始剤
を含む、請求項1から6の何れか一項に記載の方法。 - 二次コーティング組成物の添加剤成分が顔料を更に含み;及び/又は
多官能性エチレン性不飽和化合物がビスフェノールAジアクリレートを含む、請求項7に記載の方法。 - 光開始剤が、4.8重量mmolの光開始剤を含む二次コーティング組成物の1.5mg混合物に取り込まれ、かつ硬化され、400nmのLED光源を利用して105℃においてLED-DSC法に従って測定した場合、反応したアクリレート不飽和パーセント(%RAU)として表して、少なくとも60%、又は少なくとも80%、又は60から91%の膜表面硬化度を示す、請求項1から8の何れか一項に記載の方法。
- 線引が次の条件:
1500m/分を超え、又は1700m/分を超え、又は2000m/分を超え、又は2500m/分を超え、又は3000m/分を超え、かつ5000m/分未満、又は4000m/分未満、又は3100m/分未満の線引速度;あるいは
ヘリウム非適用、又は20標準リットル/分(SLM)未満、又は10SLM未満の流量でのヘリウム適用下
の一つの下で行われる、請求項1から9の何れか一項に記載の方法。 - イソシアネート、ポリオール、及び(メタ)アクリレートモノマーの反応生成物であるウレタンアクリレートオリゴマー;
反応性希釈モノマー;
場合によっては、一又は複数種の添加剤;及び
ノリッシュI型光開始剤
を含む、光ファイバーをコーティングするための放射線硬化性組成物であって、
ノリッシュI型光開始剤が、
(a)3.0電子ボルト(eV)から3.90eV、又は3.15eVから3.50eVのイオン化ポテンシャルを持つポテンシャル励起三重項状態を有し、ここで、イオン化ポテンシャルは、クープマンズの定理(IP=-εHOMO)と組み合わせた分子モデリングB3LYP/6-31G(d)に従って計算され、
(b)0.35と0.9の間、又は0.4から0.8の摂氏150度(℃)での正規化された重合速度を有し、ここで、150℃での正規化された重合速度は、150℃での混合物の最大重合速度(mmol/kg秒)を25℃での混合物の最大重合速度で割ったものであり、混合物は、1重量部のノリッシュI型光開始剤と99重量部のエトキシル化ノニル-フェノールアクリレートを含み、かつ重合速度はRT-FTIR法によって決定され、RT-FTIR法は、60ミクロン膜を有するATRクリスタルと、20mW/cm2の放射照度を持つDr.Honle D-電球を用いて実施される、組成物。 - 放射線硬化性組成物が顔料を実質的に含まないか、あるいは組成物全体の重量に対して、顔料が0.05重量%未満、又は0.01重量%未満、又は0.005重量%未満の量で存在する、請求項11に記載の組成物。
- 組成物がアシルホスフィンオキシド光開始剤を実質的に含まない、請求項11から12の何れか一項に記載の組成物。
- 組成物が、接着促進剤を更に含む一次コーティング組成物であり、組成物全体の重量に対して、
ウレタンアクリレートオリゴマーが、40重量%から90重量%まで存在し;
反応性希釈モノマーが、5重量%から60重量%まで存在し;
添加剤が、0重量%から40重量%まで存在し;かつ
ノリッシュI型光開始剤が、0.005重量%から5重量%まで存在する、請求項11から13の何れか一項に記載の組成物。 - 組成物が二次コーティング組成物であり、組成物全体の重量に対して、
ウレタンアクリレートオリゴマーが、10重量%か85重量%まで存在し;
反応性希釈モノマーが、
0重量%から20重量%まで存在する単官能性エチレン性不飽和化合物と
10重量%から75重量%まで存在する多官能性エチレン性不飽和化合物
を更に含み;
添加剤が、0重量%から40重量%まで存在し;かつ
ノリッシュI型光開始剤が、0.005重量%から5重量%まで存在する、請求項11から14の何れか一項に記載の組成物。 - ウレタンアクリレートオリゴマーが平均で0.8から2.2の重合性基、又は平均で1.8から2.2の重合性基を有し、かつポリオールがポリプロピレングリコールを含む、請求項11から15の何れか一項に記載の組成物。
- ノリッシュI型光開始剤が、次の式(I)
(上式中、Ar1は、非置換かあるいは一又は複数のアルキル基、エーテル、硫化物、シリル基、ハロゲン、カルボキシル基、ビニル基、追加の芳香族又は複素環式基、アルキル基、あるいは一又は複数のエーテル、硫化物、シリル、カルボキシル、もしくはビニル基によって中断された芳香族又は複素環式基によって任意の位置で更に置換された、芳香族基であり、かつR1、R2、及びR3は、独立して、非置換かあるいは一又は複数のアルキル基、エーテル、硫化物、シリル基、ハロゲン、カルボキシル基、ビニル基、追加の芳香族又は複素環式基、アルキル基、あるいは一又は複数のエーテル、硫化物、シリル、カルボキシル、もしくはビニル基によって中断された芳香族又は複素環式基によって更に置換された、アシル、アリール、アルキル、又はカルボニル基であり得;
更に次の条件:
(a)R1-R3のそれぞれが、アリール置換又は芳香族アシル基であり;又は
(b)R1-R3の正確に二つがアリール置換又は芳香族アシル基である場合、残りの置換基がC1-C10アルキルであり;又は
(c)R1-R3の正確に一つがアリール置換又は芳香族アシル基である場合、残りの二つの置換基がC1-C10アルキルであり;又は
(d)R1-R3のそれぞれがC1-C10アルキルである
の一つが満たされる)に従う構造を有するアシルゲルマニウム化合物を含む、請求項11から16の何れか一項に記載の組成物。
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