JP2023520782A - 自己修復型光ファイバとその製造に使用される組成物 - Google Patents
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Abstract
ここに開示されるのは、任意選択の反応性モノマー及び/又はオリゴマー、自己修復部分を有する自己修復成分、開始剤成分、並びに任意選択的に添加剤成分を含む光ファイバをコーティングするための組成物である。自己修復成分は、好ましくは重合性部分を含む。このような組成物は、組成物100g当たり30重量%を超える自己修復成分、及び/又は0.015当量を超える自己修復部分を含む。自己修復特性及び/又は応力緩和挙動を有するように構成された、ガラスファイバ、少なくとも1つのコーティング層、及び任意選択のインク層を有するコーティングされた光ファイバもここに開示される。さらに開示されるのは、自己修復光ファイバをコーティングする方法、及び1つ又は複数の自己修復型コーティングされた光ファイバを含む光ファイバケーブルである。【選択図】図1
Description
[001]本発明は、自己修復特性及び/又は応力緩和挙動を有する光ファイバ、そのような光ファイバをコーティングする方法、そのような光ファイバを作製するために使用される組成物、及びそれから製造される硬化生成物に関する。
関連する出願への相互参照
[002]本出願は、2020年4月3日に出願された米国仮出願第63/004553号に対する優先権を主張し、本明細書に完全に記載されているかのようにその全体が参照として援用される。
[002]本出願は、2020年4月3日に出願された米国仮出願第63/004553号に対する優先権を主張し、本明細書に完全に記載されているかのようにその全体が参照として援用される。
[003]光ファイバは、電気通信とコンピュータネットワーキングを促進する信頼性の高い効率的な手段を提供する。光ベースの技術を使用することで、光ファイバケーブルは信号損失を最小限に抑えながら、膨大な距離にわたって大量のブロードバンドデータを運ぶことができる。この点で、有線や同軸ケーブルなどの他の手段よりも好ましい通信媒体になっている。
[004]光ファイバは、ガラスのホットメルト紡糸によって得られるガラス繊維と、保護強化のためにガラス繊維上に配置された1つ又は複数のコーティング層で構成されている。光ファイバは、例えば、最初にガラスファイバの表面に柔軟な一次コーティング層を形成し、次に、一次コーティングの上に二次コーティングと呼ばれるより硬い二次コーティング層を形成する。また、接着剤又は「マトリックス」材料で結合されたコーティング層を有する複数の光ファイバを有するテープ状の光ファイバ又は光ファイバケーブルも知られている。
[005]比較的柔らかい一次コーティングは、マイクロベンディングに対する耐性を提供する。マイクロベンディングは、光ファイバの信号伝送の減少又は損失に寄与する望ましくない現象であり、減衰としても知られている。マイクロベンディングは、数マイクロメートルの局所的な軸方向変位と数ミリメートルの空間波長を含む、光ファイバの微視的な曲率である。マイクロベンディングは、熱応力及び/又は機械的な横力によって引き起こされる可能性がある。コーティングは、光ファイバをマイクロベンディングから保護する横方向の力に対する保護を提供できるが、コーティングの厚さが減少するにつれて、提供される保護の量も減少する傾向がある。
[006]一次コーティングは、光ファイバのコアから誤った光信号を取り除くことができるように、関連する光ファイバのクラッドよりも高い屈折率を持っていることが望ましい。一次コーティングは、熱及び加水分解エージング中にガラスファイバへの適切な接着を維持し、接合目的でそこから剥がすことができる必要がある。一次コーティングは通常、20~50μmの範囲(例えば、約25又は32.5μm)、あるいは200μm繊維の場合は15~25μmの範囲の厚さを有する。
[007]より硬い二次コーティングは、コーティングされた光ファイバがリボンで結ばれたり、ケーブルで結ばれたりするときに遭遇するような取り扱い力に対する耐性を提供する。一次コーティングと二次コーティングの両方が、主に放射線硬化性組成物から形成される。このような組成物は、一般に、液体エチレン系不飽和希釈剤及び光開始剤に溶解又は分散した1つ又は複数のアクリレート官能性オリゴマーを含む、エチレン系不飽和化合物の混合物を含む。コーティング組成物は、通常、液状で光ファイバに適用され、次いで化学線に暴露されて硬化する。
[008]コーティング、特に一次コンピューティングが適用される光ファイバ0のマイクロベンディングによる減衰量を最小限に抑える能力を有するコンピューティング、特に一次コーティングを提供することが長い間望まれてきた。歴史的には、剛性が高すぎて、関連するガラスファイバに到達するほとんどの応力を消散できないという事実のために、信号損失を十分に制限できないことが多いため、光ファイバの一次コーティングの設計に関して改善の余地があることが判明した。さらに、それらが特定の応力を吸収する程度まで、そのような一次コーティングは、応力緩和に関与して、局所的な応力を時間とともに平衡化する顕著な能力がなかった。
[009]マイクロベンディングによる減衰を適切に最小限に抑えるために、一次コーティング層は、より低いモジュラス値を有するように設計され始めた。このようにして、より柔軟な一次コーティングがマイクロ応力を吸収し、光ファイバをよりよく緩衝できることが知られるようになった。しかし、より柔軟なコーティングは構造的完全性が低くなる傾向があり、そのため、加工及び/又は取り扱い中に損傷を受けやすくなる。これは、キャビテーションとして知られる望ましくない空隙又は欠陥の増加につながる傾向があり、これは光ファイバの性能の低下にも寄与する可能性がある。柔らかい一次コーティングにキャビテーションが発生するリスクは、ファイバのコーティング、巻き取り、又はケーブル配線のプロセス中に特に深刻であるが、ファイバの設置中に発生することもあれば、設置後の温度サイクルによって引き起こされる熱応力によって自然に発生することもある。
[010]柔軟な光ファイバコーティングがキャビテーションを形成する傾向を緩和する努力がなされてきた。このようなアプローチは、歴史的に、靭性、構造剛性を高めること、又は柔軟な一次コーティングの熱膨張係数を最小限に抑えることに焦点を当てている。
[011]しかしながら、これまで、コーティングが光ファイバ上で適用及び硬化した後にその内部ポリマー構造をその場で十分に再配置することを可能にする既知の解決策は存在しないと考えられている。したがって、特定の欠陥の形成を最小限に抑えるか、様々な周囲条件下で元に戻すことさえできるように、それから製造されたコーティングされた光ファイバに自己修復特性を与えることができる組成物を提供することが望ましいであろう。代替的あるいは追加的に、これにより、マイクロベンディング性能を向上させるために、過度に柔軟なキャビテーションを起こしやすいコーティングに頼る必要性が軽減される可能性があるために、それから製造されたコーティングされた光ファイバに優れた応力緩和挙動を与えることができる組成物を提供することが望ましいであろう。
[012]ここに記載されるのは、本発明のいくつかの態様及び実施形態である。第1の態様は、任意の反応性モノマー及び/又は任意の反応性オリゴマー成分と;1つ又は複数の自己修復部分及び任意選択的に1つ又は複数の重合可能部分を有する分子からなる自己修復部分と;開始剤成分と;オプションの添加剤成分とを含む光ファイバをコーティングするための組成物であって、(a)自己修復構成成分が、組成物全体の重量に対して、30重量%を超える量で存在する、及び/又は(b)組成物は、組成物100g当たり0.015当量を超える自己修復部分を有する。
[013]第1の態様の他の実施形態によれば、組成物は、(メタ)アクリレート部分などの重合性部分を有する、及び/又は自己修復部分は、多重水素結合基又はジスルフィド基を含むことができる。いくつかの実施形態では、自己修復部分は、結合した2つの自己修復部分の間に特定の特定の結合エネルギーを有する。第1の態様のさらに別の実施形態では、自己修復部分は、2-ウレイド-4-ピリミジノン(UPy)基及び/又は少なくとも3つのウレタン連結基を含む。さらに別の実施形態では、組成物全体及び/又は自己修復成分は、組成物100g当たり特定の値のUPy基若しくは(メタ)アクリレート基の当量を特異的に有する。
[014]第1の態様の別の実施形態では、自己修復構成成分は、本書の他の場所で参照される構造(VI)などの特定の特定の構造による分子を含む。第1の態様の選択された実施形態では、自己修復成分及び/又は特定の特定の構造による分子-本書の他の場所で参照されている構造(VI)など、は、指定されたガラス転移温度、分子量値、及び/又は特定の反応物を有する。さらに他の実施形態では、組成物は、特定の粘度値及び/又はモノマー、オリゴマー、自己修復成分、(光)開始剤、及び/又は添加剤の量を有する。
[015]第1の態様のさらに別の実施形態では、硬化製品に切断又は裂け目が適用される前と後の両方で測定された特定の機械的特性の比較によって証明されるため、組成物は、フィルムなどの硬化製品として提供される場合、特定の自己修復特性を有するように構成される。
[016]本発明の第2の態様は、以下の構造(VII)による自己修復オリゴマーである:
[UPy-(Dm-U-Dm)(2+q)]-[A(G)(n-1)-Dm]k-Z (VII);
式中、
UPyは、UPy基を表し、UPy基は2-ウレイド-4-ピリミジノンであり;
Uは、-NHC(O)E-又は-EC(O)NH-(式中、Eは、O、NH、N(アルキル)、若しくはSである。)を表し;
qは、0以上かつ10以下の数値であり;
Kは、0は、0~20の数値であり;
Aは、炭素及び窒素から選択され;
nは、2又は3であり、ここで、Aが、sp3炭素である場合、n=3であり、Aが、sp2炭素若しくは窒素である場合、n=2であり;
mは、0~500の整数であり;
Dは、mの出現ごとに、-O-、
-C(O)-、-Aryl-、-C≡C-、-N=N-、-S-、-S(O)-、-S(O)(O)-、-(CT2)i-、-N(T)-、-Si(T)2(CH2)i-、-(Si(T)2O)i-、-C(T)=C(T)-、-C(T)=N-、-C(T)=、-N=、又はそれらの組み合わせから独立して選択される二価のスペーサであり、
単結合のD中の各例に対して、単結合がそれに結合され、二重結合のD中の各例に対して、二重結合がそれに結合され;
各Tは、水素、F、Cl、Br、I、C1-C8アルキル、C1-C8アルコキシ、置換アミノ、又は置換アリールを含む一価単位から出現ごとに選択され;
各Tはまた、二価のDmから選択することができ、同じくDmから選択される別の二価のTに結合し、環構造を形成し;及び
iは、1~40の整数であり;
Zは、水素、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、ヒドロキシ、アミノ、ビニル、アルキニル、アジド、シリル、シロキシ、シリルヒドリド、チオ、イソシアナト、保護されたイソシアナト、エポキシ、アジリジノ、カルボキシレート、F、Cl、Br、I、又はマレイミド基から選択され;及び
Gは、nの出現ごとに、水素、-Dm-Z、又は以下の構造(VII-b)による自己修復部分から独立して選択され、
(Z-Dm)jX-Dm- (VII-b);
(式中、
Xは、多重水素結合基又はジスルフィド基であり;
Xが2価の場合はj=1、Xが1価の場合はj=0である)である。
[UPy-(Dm-U-Dm)(2+q)]-[A(G)(n-1)-Dm]k-Z (VII);
式中、
UPyは、UPy基を表し、UPy基は2-ウレイド-4-ピリミジノンであり;
Uは、-NHC(O)E-又は-EC(O)NH-(式中、Eは、O、NH、N(アルキル)、若しくはSである。)を表し;
qは、0以上かつ10以下の数値であり;
Kは、0は、0~20の数値であり;
Aは、炭素及び窒素から選択され;
nは、2又は3であり、ここで、Aが、sp3炭素である場合、n=3であり、Aが、sp2炭素若しくは窒素である場合、n=2であり;
mは、0~500の整数であり;
Dは、mの出現ごとに、-O-、
-C(O)-、-Aryl-、-C≡C-、-N=N-、-S-、-S(O)-、-S(O)(O)-、-(CT2)i-、-N(T)-、-Si(T)2(CH2)i-、-(Si(T)2O)i-、-C(T)=C(T)-、-C(T)=N-、-C(T)=、-N=、又はそれらの組み合わせから独立して選択される二価のスペーサであり、
単結合のD中の各例に対して、単結合がそれに結合され、二重結合のD中の各例に対して、二重結合がそれに結合され;
各Tは、水素、F、Cl、Br、I、C1-C8アルキル、C1-C8アルコキシ、置換アミノ、又は置換アリールを含む一価単位から出現ごとに選択され;
各Tはまた、二価のDmから選択することができ、同じくDmから選択される別の二価のTに結合し、環構造を形成し;及び
iは、1~40の整数であり;
Zは、水素、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、ヒドロキシ、アミノ、ビニル、アルキニル、アジド、シリル、シロキシ、シリルヒドリド、チオ、イソシアナト、保護されたイソシアナト、エポキシ、アジリジノ、カルボキシレート、F、Cl、Br、I、又はマレイミド基から選択され;及び
Gは、nの出現ごとに、水素、-Dm-Z、又は以下の構造(VII-b)による自己修復部分から独立して選択され、
(Z-Dm)jX-Dm- (VII-b);
(式中、
Xは、多重水素結合基又はジスルフィド基であり;
Xが2価の場合はj=1、Xが1価の場合はj=0である)である。
[017]第2の態様の他の実施形態によれば、構造(VII)によるオリゴマーは、一次コーティング組成物などの光ファイバをコーティングするための組成物、好ましくは液体放射線硬化性組成物中に存在する。
[018]本発明の第3の態様は、本発明の第1の態様に記載の組成物及び/又は第2の態様に記載のオリゴマーのいずれかによる硬化生成物であるコーティング層を含む自己修復するコーティングされた光ファイバである。
[019]第3の態様の様々な潜在的実施形態によれば、コーティング層は一次コーティング層であり、自己修復するコーティングされた光ファイバはまた、一次コーティング層の周りに配置され、一次コーティング層と接触する二次コーティング層を有する。
[020]本発明の第4の態様は、グラスファイバを一次コーティング組成物でコーティングすることを含む、光ファイバをコーティングする方法であり、第1の態様による実施形態のいずれかに記載の組成物のいずれかの硬化生成物であり、及び/又は第2の態様の実施形態のいずれかによる任意の自己修復オリゴマーを含む。
本発明の第5の態様は、複数の光ファイバが内部に配置された光ファイバケーブルであり、少なくとも1つの光ファイバは、第3の態様の実施形態のいずれかによる自己修復光ファイバであり、第4の態様の実施形態のいずれかによって任意に処理され、第1の態様の実施形態のいずれかによる組成物の硬化生成物であり、及び/又は第2の態様に記載の自己修復オリゴマーのいずれかを含む。
[025]本発明の第1の態様は、光ファイバをコーティングするための組成物であって:
任意選択的に、反応性モノマー及び/又はオリゴマー成分と;
1つ又は複数の自己修復部分と任意選択的に1つ又は複数の重合性部分とを有する分子からなる自己修復成分;
開始剤成分と;
任意選択的に、添加剤成分と
を含み;
(a)自己修復成分は、組成物全体の重量に対して、30重量%を超える、又は40重量%を超える、又は50重量%を超える、又は60重量%を超える、又は70重量%を超える、又は80重量%を超える量で存在する;及び/又は
(b)組成物は、組成物100g当たり0.015当量を超える自己修復部分を有する。
任意選択的に、反応性モノマー及び/又はオリゴマー成分と;
1つ又は複数の自己修復部分と任意選択的に1つ又は複数の重合性部分とを有する分子からなる自己修復成分;
開始剤成分と;
任意選択的に、添加剤成分と
を含み;
(a)自己修復成分は、組成物全体の重量に対して、30重量%を超える、又は40重量%を超える、又は50重量%を超える、又は60重量%を超える、又は70重量%を超える、又は80重量%を超える量で存在する;及び/又は
(b)組成物は、組成物100g当たり0.015当量を超える自己修復部分を有する。
[026]第1の態様による組成物は硬化可能である、すなわち、化学反応、好ましくは重合反応を形成して、十分な刺激に十分に曝されると組成物の固化又は硬化を行うことができる。そのような刺激は、熱の適用(それにより組成物を熱硬化性にする)又は十分な線量及び適切な波長の化学線(それにより組成物を放射線硬化性にする)によるものであってよい。様々な実施形態によれば、そのような組成物は、任意の反応性モノマー成分、任意のオリゴマー成分、自己修復成分、開始剤成分、及び任意選択の添加剤成分を含み得る。以下でより詳細に説明されるそのような成分は、第2の態様に係る光ファイバコーティング用組成物、第3の態様に記載の自己修復するコーティングされた光ファイバ、第4の態様に記載の光ファイバのコーティング方法、又は第5の態様に記載の光ファイバケーブルなどの、本発明の他の態様において適切に等しく採用することができる。
モノマー成分
[027]本発明の第1の態様による組成物は、任意選択的に、モノマー成分;すなわち、1つ又は複数の特定の構造又はタイプを有する1つ又は複数の個々のモノマーの集合を含む。モノマーは、相対分子量が小さい分子であり、その構造は重合することができ、それによって構成単位が高分子の本質的な構造に寄与する。一実施形態では、モノマー成分は、約86g/molから約800g/mol、又は100g/molから350g/molの理論分子量(MWtheo)を有する1つ又は複数のモノマーからなり、MWtheoは、使用されるモノマーの理想的な構造(対応するCAS番号で表されることが多い)の理論分子量を計算することによって決定される。本書の目的のために、個々のモノマーは、本書の他の箇所に記載されている自己修復部分を有していない限り、モノマー成分の一部であると解釈されるべきである;そのような場合、それは自己修復成分の一部であると解釈されるものとする。
[027]本発明の第1の態様による組成物は、任意選択的に、モノマー成分;すなわち、1つ又は複数の特定の構造又はタイプを有する1つ又は複数の個々のモノマーの集合を含む。モノマーは、相対分子量が小さい分子であり、その構造は重合することができ、それによって構成単位が高分子の本質的な構造に寄与する。一実施形態では、モノマー成分は、約86g/molから約800g/mol、又は100g/molから350g/molの理論分子量(MWtheo)を有する1つ又は複数のモノマーからなり、MWtheoは、使用されるモノマーの理想的な構造(対応するCAS番号で表されることが多い)の理論分子量を計算することによって決定される。本書の目的のために、個々のモノマーは、本書の他の箇所に記載されている自己修復部分を有していない限り、モノマー成分の一部であると解釈されるべきである;そのような場合、それは自己修復成分の一部であると解釈されるものとする。
[028]モノマーは、通常、光ファイバコーティング組成物において希釈剤として利用される。すなわち、それらは、追加されるより大きな組成物の粘度を変更-より具体的には、通常は削減する-のに採用することができる。種々の希釈剤が、関連する光ファイバコーティング組成物の流動性を最大化し、ひいては加工性を最大化するために使用される。
[029]液体組成物の粘度を単に変化させることに加えて、そのようなモノマーは、それから製造されるコーティングの硬化速度及び/又は物理的性質に寄与するためにも利用されることが好ましい。したがって、モノマーは典型的には反応性モノマーである。本書で使用される場合、「反応性」は、別の分子との化学反応、好ましくは重合反応を形成する能力を意味する。したがって、反応性化合物は、少なくとも1つの反応性基又は官能基を有すると言われる。そのような目的で使用される場合、モノマーは、少なくとも1つの反応性又は官能基を有すると言われる。このような反応性基又は官能基は、重合性基であることが好ましい。使用される場合、モノマー成分は、好ましくは、反応性モノマー又は反応性希釈モノマーを含むか、それらからなるか、あるいはそれらから本質的になる。
[030]一実施形態では、本発明によるモノマー成分は、少なくとも1つの重合性基を有する反応性モノマーを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。好ましい実施形態では、モノマー成分は、平均して1つの重合性基を有する反応性モノマーからなる。反応性モノマーの重合性基(複数可)は、好ましくは、自己修復成分及び/又は任意のオリゴマー成分に存在するものなど、組成物に存在する他の重合性基と(共)重合できる。
[031]反応性希釈剤の重合可能な基は、任意の既知のタイプのものであり得る。しかしながら、一実施形態では、重合性基は、例えば、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、若しくはN-ビニルアミド基、又はそれらの任意の組み合わせを含むか、それらから本質的になるか、あるいはそれらからなることができる。反応性希釈剤は、好ましくは、少なくとも1つの反応性オレフィン二重結合を含むエチレン性不飽和重合性化合物である。
[032]重合性基(複数可)は、モノマーの長さに沿った任意の実現可能な点で生じ得る。しかし、好ましい実施形態では、重合性基は、重合性末端基を含むか、それから本質的になるか、又はそれからなる。
[033]本発明によるモノマー成分は、本書の他の箇所で指定された定義と一致する任意の既知のタイプの化合物又は物質を含むことができる。しかし、好ましい実施形態では、モノマーは、1つの二重結合を含む1つ又複数の反応性希釈モノマーを含むか、それらから本質的になるか、あるいはそれらからなる。
[034]1つの二重結合を含むそのようなモノマーの典型的な例は、アルキル又はヒドロキシアルキルアクリレート、例えばメチル、エチル、ブチル、2-フェノキシエチル、2-エチルヘキシル、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート(EOEOEA)、及び2-ヒドロキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、メチルアクリレートとエチルアクリレート、ラウリルアクリレート、エトキシル化ノニルフェノールアクリレート、及びジエチレングリコールエチルヘキシルアシレート(DEGEHA)である。このようなモノマーのメタクリル化バージョンも、必要に応じて入手できる。モノマーのさらなる例は、アクリロニトリル、アクリルアミド、N-置換アクリルアミド、酢酸ビニルなどのビニルエステル、スチレン、アルキルスチレン、ハロスチレン、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、塩化ビニル及び塩化ビニリデンである。
[035]二重結合を複数含むモノマーの例は、エチレングリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ヘキサメチレングリコールジアクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、4,4’-ビス(2-アクリロイルオキシエトキシ)ジフェニルプロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート及びテトラアクリレート、及びビニルアクリレートである。
[036]一実施形態では、モノマー成分は、1つ又は複数の単官能性モノマーを含むか、それらから本質的になるか、あるいはそれらからなる。本書で使用される場合、「一官能性」とは、NMR法によって決定される場合、1分子当たり平均0.5~1.4個の重合性基を有することを意味する。好ましい実施形態では、モノマー成分は、(メタ)アクリルモノマーなどの官能性モノマーを含むか、それらからなるか、又はそれらから本質的になる。
[037]前述のモノマーの1つ又は複数を、本発明による組成物において、例えば、本発明が適用される当技術分野でよく知られている方法に従って、光ファイバコーティングプロセスに適したものとなるように、それらが関連する配合物の硬化速度又は粘度を調整し、本書に列挙されたタイプの1つ又は複数のうちの単独で、又はそれらを組み合わせて選択することができる。一実施形態では、モノマー成分は、単一のモノマータイプからなる。別の実施形態では、モノマー成分は、1つを超えるモノマータイプからなる。1つ又は複数の異なるモノマーが使用されるかどうかにかかわらず、一実施形態では、モノマー成分は、放射線硬化性組成物の全重量に対して、10重量%~65重量%、又は10重量%~55重量%、10重量%~50重量%、又は10重量%~40重量%、10重量%~30重量%;又は20重量%~65重量%、又は20重量%~55重量%、又は20重量%~50重量%、又は20重量%~40重量%の量で存在する。
オリゴマー成分
[038]本発明による組成物は、任意選択的に、オリゴマー成分;すなわち、1つ又は複数の特定の構造又はタイプを有する1つ又は複数の個々のオリゴマーの集合も含む。オリゴマーは、中間の相対分子量の分子を意味するために本書で使用され、その構造は、より低い相対分子量の分子から実際に、あるいは概念的に誘導された複数の単位を含む。本書で使用される場合、成分は、約1000g/mol~約100,000g/molのMWtheo値をさらに有する場合、オリゴマーと見なされ、MWtheoは、使用される理想構造オリゴマーの理論分子量を計算することによって決定される。本書の目的のために、個々のオリゴマーは、本書の他の箇所に記載されている自己修復部分を有していない限り、オリゴマー成分の一部であると解釈されるべきである;そのような場合、それは自己修復成分の一部であると解釈されるものとする。
[038]本発明による組成物は、任意選択的に、オリゴマー成分;すなわち、1つ又は複数の特定の構造又はタイプを有する1つ又は複数の個々のオリゴマーの集合も含む。オリゴマーは、中間の相対分子量の分子を意味するために本書で使用され、その構造は、より低い相対分子量の分子から実際に、あるいは概念的に誘導された複数の単位を含む。本書で使用される場合、成分は、約1000g/mol~約100,000g/molのMWtheo値をさらに有する場合、オリゴマーと見なされ、MWtheoは、使用される理想構造オリゴマーの理論分子量を計算することによって決定される。本書の目的のために、個々のオリゴマーは、本書の他の箇所に記載されている自己修復部分を有していない限り、オリゴマー成分の一部であると解釈されるべきである;そのような場合、それは自己修復成分の一部であると解釈されるものとする。
[039]一実施形態において、使用される場合、オリゴマー成分は、少なくとも1モル当たり2000グラム(g/mol)、又は少なくとも3000g/mol、又は少なくとも4000g/mol、又は2000~15000g/mol、又は2000から13000g/mol、又は2000~10000g/mol、又は3000~8000g/mol、又は3500~5500g/molの理論分子量、あるいは、別の実施形態では、少なくとも1000(g/mol)、より好ましくは1200g/molを超え、より好ましくは1500g/mol超、より好ましくは1700g/mol超、及び/又は15000g/mol未満、より好ましくは14000g/mol未満、より好ましくは13000g/mol未満、より好ましくは12000g/mol未満、又は1500~12000g/mol、又は2000~12000g/mol、又は2500~12000g/mol、又2500~11000g/mol、又は2500~10000g/molの理論分子量を有する1つ又は複数のオリゴマーを含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる。
[040]使用される場合、オリゴマー成分は、好ましくは、少なくとも1つの反応性基又は官能基を有する1つ又は複数の反応性オリゴマーを含むか、それらからなるか、あるいは本質的にそれらからなる。このような反応性基又は官能基は、重合性基であることが好ましい。一部の非反応性オリゴマーを本発明で使用することが考えられるが、大部分の反応性オリゴマーが好ましい。一実施形態では、オリゴマー成分は、反応性オリゴマーからなるか、又は本質的にそれらからなる。
[041]一実施形態では、本発明による反応性オリゴマー成分は、少なくとも1つの重合性基を有する反応性オリゴマーを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。好ましい実施形態では、反応性オリゴマー成分は、少なくとも1つの重合性基を有する反応性オリゴマーからなる。重合可能な基は、任意の既知のタイプのものであってよい。しかし、一実施形態では、重合性基は、アクリレート若しくはメタクリレート基、又はそれらの任意の組み合わせを含むか、それらから本質的になるか、あるいはそれらからなることができる。反応性オリゴマーは、好ましくは、1つ又は複数の反応性オレフィン二重結合を含むエチレン性不飽和重合性化合物である。
[042]重合性基は、重合性主鎖基又は重合性末端基を含む、反応性オリゴマーの長さに沿った任意の実現可能な点で生じ得る。重合性主鎖基は、オリゴマーの長さに沿って直鎖に沿って存在するか、又は直鎖から分枝しているが、重合性末端基は、オリゴマーの末端に存在する重合性基である。重合性基は、例えば、オリゴマーの末端(本書では同義的に「終端点」と呼ばれる)での分岐パターン又は分岐パターンなど、他の重合性基から孤立して、又は他の重合性基に直接的又は間接的に隣接して存在し得る。好ましい実施形態では、重合性基は、重合性末端基を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。
[043]本発明による反応性オリゴマーは、本書の他の箇所で指定された定義と一致する任意の既知のタイプであってよい。光ファイバコーティング組成物は、それから硬化された関連物品に付与できる望ましい特性のために、典型的には反応性ウレタンオリゴマーを利用する。一実施形態では、オリゴマー成分は、1つ又は複数のウレタンオリゴマー、好ましくは反応性ウレタンオリゴマーを含むか、それらからなるか、あるいは本質的にそれらからなる。反応性ウレタンオリゴマーは、少なくとも1つのウレタン基若しくは部分を含み、好ましくは、主鎖、重合性基、及び主鎖を重合性基に連結するウレタン基を少なくとも含む。第1の態様によれば、反応性ウレタンオリゴマーは、ポリオール、ポリイソシアネート、及びイソシアネート反応性(メタ)アクリレートの反応生成物を含む。
[044]オリゴマーの主鎖を形成するために好ましく使用される適切なポリオール化合物の例には、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、アクリルポリオール、及び他のポリオールが含まれる。これらのポリオールは、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。好ましい実施形態では、ウレタンオリゴマーの主鎖は、ポリエーテルポリオールの反応生成物を含む。一実施形態では、主鎖は、ポリプロピレングリコール(PPG)の反応生成物を含む。本書で使用される場合、ポリプロピレングリコールから誘導される化合物は、EOでエンドキャップされたPPGなどのエンドキャップされたPPGを含む。これらのポリオールにおける構造単位の重合様式に特定の制限はない。ランダム重合、ブロック重合、グラフト重合のそれぞれが許容可能である。本書で使用する場合、ポリオールは、1分子当たり2個以上のヒドロキシル官能基を含む有機化合物を含むことが企図されている。
[045]本書で使用される場合、ブロック共重合体は、オリゴマー又はポリマーの一部を意味し、多くの構成単位を含み、少なくとも1つの構成単位は、隣接部分には存在しない特徴を含む。本書で使用される場合、モノ-、ジ-、及びトリ-ブロックコポリマーは、オリゴマー中に存在する特定のブロックの平均量を指す。好ましい実施形態では、特定のブロックは、本書の他の箇所に記載されている1つ又は複数のポリオール、好ましくはポリエーテルポリオールから誘導されるポリエーテルブロックを指す。一実施形態では、モノ-、ジ-、及び/又はトリ-ブロック共重合体が指すブロックは、本書の他の箇所に記載のポリオールの1つ又は複数から誘導されるポリエーテルブロックである。一実施形態では、モノブロック共重合体は、ポリエーテルブロックなどの特定のブロックを平均で約1単位、又は約0.9~1.5未満の単位しか有さない共重合体として説明され得る。一実施形態では、ジブロック共重合体は、ポリエーテルブロックなどの特定のブロックの平均約2単位、又は少なくとも1.5~2.5未満の単位を有する共重合体として説明され得る。一実施形態において、トリブロック共重合体は、ポリエーテルブロックなどの特定のブロックの平均約3単位、又は少なくとも2.5~3.5未満の単位を有する共重合体として記載され得る。所与のオリゴマー中のポリエーテル単位の数は、単一のオリゴマーの合成に利用されるポリエーテルポリオール分子の数によって決定され得る。
[046]ポリエーテルポリオールの例として挙げられるのは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール-エチレングリコール共重合体、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール、2種以上のイオン重合性環状化合物を開環共重合させたポリヘプタメチレングリコール、ポリデカメチレングリコール、ポリエーテルジオールである。ここで、イオン重合性環状化合物の例を挙げられるのは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、イソブテンオキシド、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフランなどの環状エーテル、3-メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、トリオキサン、テトラオキサン、シクロヘキセンオキシド、スチレンオキシド、エピクロロヒドリン、イソプレンモノオキシド、ビニルオキセタン、ビニルテトラヒドロフラン、ビニルシクロヘキセンオキシド、フェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、安息香酸グリシジルである。
2種以上のイオン重合性環状化合物の組み合わせの具体例は、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフランなどの二元共重合体を製造するための組み合わせ;及びテトラヒドロフランと2-メチルテトラヒドロフランとエチレンオキサイドの組み合わせ、テトラヒドロフランとブテン-1-オキサイドとエチレンオキサイドの組み合わせなどの三元共重合体を製造するための組み合わせを含む。これらのイオン重合性環状化合物の開環共重合体は、ランダム共重合体であってもブロック共重合体であってもよい。
2種以上のイオン重合性環状化合物の組み合わせの具体例は、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフランなどの二元共重合体を製造するための組み合わせ;及びテトラヒドロフランと2-メチルテトラヒドロフランとエチレンオキサイドの組み合わせ、テトラヒドロフランとブテン-1-オキサイドとエチレンオキサイドの組み合わせなどの三元共重合体を製造するための組み合わせを含む。これらのイオン重合性環状化合物の開環共重合体は、ランダム共重合体であってもブロック共重合体であってもよい。
[047]これらのポリエーテルポリオールには、例えば、PTMG1000、PTMG2000(Mitsubishi Chemical Corp.製)、PEG#1000(Nippon Oil and Fats Co., Ltd.製)、PTG650(SN)、PTG1000(SN)、PTG2000(SN)、PTG3000、PTGL1000、及びPEG6000(Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.製)、P710R、P1010、P2010、1044 Pluracol(登録商標)Pシリーズ(BASFによる)、PPG725、PPG1000、PPG2000、PPG3000、PPG4000、及びPPG8000を含むAcrol(登録商標)及びAcclaim(登録商標)シリーズ、2800又は40000のMwを有するPO/EOポリエーテルジオールを含むMultranol(登録商標)シリーズ(Covestroによる)が包含される。さらに、AGC Chemicalsは、Preminol S 4013F(Mw12,000)、Preminol 4318F(Mw18,000)、及びPreminol 5001F(Mw4,000)などの商品名Preminol(登録商標)でジオールを提供している。
[048]多価アルコールと多塩基酸を反応させて得られるポリエステルジオールが、ポリエステルポリオールの例として挙げられる。多価アルコールの例は、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、テトラメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,9-ノナンジオール、2-メチル-1,8-オクタンジオール等を含む。多塩基酸の例は、フタル酸、二量体脂肪酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、セバシン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸/無水物等を含む。好ましくは、得られるポリエステルポリオールが不飽和であるように多塩基酸が選択される。
[049]これらのポリエステルポリオール化合物は、MPD/IPA500、MPD/IPA1000、MPD/IPA2000、MPD/TPA500、MPD/TPA1000、MPD/TPA2000、クラポール(登録商標)A-1010、A-2010、PNA-2000、PNOA-1010、PNOA-2010(Kuraray Co., Ltd.製)のような商品名で市場から入手可能である。
[050]ポリエステル又はポリエーテルトリオールなどのトリオールも知られている。次の一般式を有するオリゴトリオールが特に好ましい:A(-----OH)3(式中、Aは、脂肪族、脂環式、芳香族、又は複素環式構造などの化学的有機構造であり、「-----」は、いくつか例を挙げると、ポリエーテル鎖、ポリエステル鎖、ポリ炭化水素鎖、又はポリシロキサン鎖などのオリゴマー鎖であり、及び「OH」末端水酸基である。)。一実施形態では、トリオールは、ポリエーテルトリオール、POホモポリマー、PEホモポリマー、PO-EOブロックコポリマー、ランダムコポリマー又はハイブリッドブロック-ランダムコポリマーを含む、それらからなる、あるいはそれらから本質的になる。実際には、ポリエーテルトリオールは、グリセリン又はトリメチロールプロパン、末端ブロック又は内部ブロックにEOを有し、MWtheo約500~15,000g/molのPO、EO又はPOとEOの共重合体に基づくことができる。別のタイプのポリエーテルトリオールは、THF-PO、THF-EO、THF-PO-EO又はTHF-EO-POなどのグリセロール又はトリメチロールプロパンに基づく共重合体であり、約500~15,000の間の分子量を有する。好ましい実施形態では、トリオールは、特定の植物油及び脂肪などのバイオベース又は天然の反応物に由来する。
[051]適切なトリオールの市販例は、GP-1000、GP-1500、GP-1500-60、GP-3000、GP-4000、GP-5017、GP-5017-60、GP-5171、GP-6015、GP-6015-60、GP-6037-60、及びGP-700のような、Carpol(登録商標)GP指定の下でCarpenterから入手可能な、関連するプロピレンオキシドベースのポリエーテルトリオールを含む。さらなるトリオールは、Arcol LHT-240(分子量「Mw」は約700の製造業者によって記載されている)、Arcol LHT-112(Mw 1500)、Arcol LHT LG-56(Mw 3000)、及びArcol LHT-42(Mw 4200)などのArcol(登録商標)ブランド下で、Multranol 9199(Mw 4525)、Multranol 3900(Mw 4800)、Multranol 3901(Mw 6000)、及びMultranol 9139(Mw 6000)のようなMultranol(登録商標)の商品名、並びに、Acclaim 703(Mw 700)、Acclaim 3300N(Mw 3000)、Acclaim 6300(Mw 6000)、及びAcclaim 6320(Mw 6000)のようなAcclaim(登録商標)の商品名で販売されているものといった、Covestroから市販されているものである。さらに、AGC Chemicalsは、Preminol S 3011(Mw 10,000)、Preminol 7001K(Mw 7,000)、及びPreminol 7012(Mw 10,000)のような商品名プレミノール(登録商標)の下のトリオールを提供している。
[052]これらのポリオールのヒドロキシル価から導かれる理論上の分子量は、通常、約50~約15,000、好ましくは約500~12,000、又は約1,000~約8,000である。
[053](ポリ)イソシアネート化合物、好ましくはジイソシアネート化合物の反応生成物を利用して、本発明の第1の態様による反応性ウレタンオリゴマー中のウレタン基又は部分を生成することができる。本書で使用する場合、イソシアネート化合物は、分子当たり少なくとも1つのイソシアネート基を有する任意の有機化合物として定義される。適切なイソシアネートの例は、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、(水素化)キシリレンジイソシアネート、1,3-キシリレンジイソシアネート、1,4-キシリレンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’-ジメチルフェニレンジイソシアネート、4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、1,6-ヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4-及び/又は4,4’-メチレンジシクロヘキシルジイソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、1,5-ペンタンジイソシアネート、ビス(2-イソシアナトエチル)フマレート、6-イソプロピル-1,3-フェニルジイソシアネート、4-ジフェニルプロパンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、リジンイソシアネート等のようなジイソシアネートを含む。
[054]これらのジイソシアネート化合物は、単独で又は2つ以上を組み合わせて使用することができる。様々な実施形態において、ジイソシアネートは、イソホロンジイソシアネート、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート及びヘキサメチレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、及び/又は2,6-トリレンジイソシアネートを含む(前述の2つのジイソシアネートの混合物は、一般名「TDI」で市販により提供されている。)。特に好ましいジイソシアネートは、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)化合物及びイソホロンジイソシアネート(IPDI)化合物を含む。
[055]本書において「ポリイソシアネート」とは、イソシアネート化合物が1分子当たり2つ以上のイソシアネート部分を有することを示す。一実施形態では、オリゴマー成分は、1つ又は複数のポリイソシアネートの反応生成物であるウレタンオリゴマーを含むか、それから本質的になるか、あるいはそれからなる。上記のジイソシアネートに加えて、分子当たり3個のイソシアネート基を有するポリイソシアネート、すなわちトリイソシアネートも使用することができる。既知のトリイソシアネートは、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)又はHDI三量体から作られたビウレットを含み、これらは、Desmodur(登録商標)の商品名でCovestroから市場から入手可能であり、Desmodur N 3200、Desmodur N 3300、Desmodur N 3390、Desmodur N 3600、Desmodur N 3800、Desmodur N 3900、 Desmodur N XP 2580、Desmodur XP 2599、Desmodur XP 2675、Desmodur XP 2731、Desmodur XP 2714及びDesmodur XP 2803を含むが、それらに限定されない、
[056]さらなる市販のトリイソシアネートは、Evonikから入手可能な、2k系用のポリイソシアネート架橋剤のVestanat(登録商標)T(IPDI三量体)及びHT(HDI三量体)系列を含む。
[057]一実施形態では、反応性ウレタンオリゴマーは、イソシアネート反応性(メタ)アクリレートの反応生成物も含む。モノマー及びオリゴマーを含む任意の適切な(メタ)アクリレートを使用することができるが、(メタ)アクリレートモノマーが好ましい。このようなイソシアネート反応性(メタ)アクリレートは、好ましくはヒドロキシル基含有(メタ)アクリレート化合物を含み、そのような化合物はポリイソシアネートを含むイソシアネートと反応することが知られている。水酸基含有(メタ)アクリレートは、(メタ)アクリレートから誘導される(メタ)アクリレート及びアルキレンオキシドを含むエポキシ及び(メタ)アクリレート、より具体的には、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、及びヒドロキシエチルカプロラクトンアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパンジアクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、及びグリセリンアクリレートメタクリレート(すなわち、3-(アクリロイルオキシ)-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート)を含む。
[058]一実施形態では、ウレタンオリゴマーは、非官能性エンドキャッパーの反応生成物も含む。そのような化合物は、(ポリ)イソシアネート化合物及び/又はイソシアネート反応性(メタ)アクリレートを介してオリゴマーに反応すると、それ以外の場合は重合性基を生ずる、ウレタンオリゴマーの少なくとも1つのアーム又は鎖に沿って遠位終結点を形成する。非官能性エンドキャッパーは、メルカプト基含有(-SH)化合物、アミノ基含有(-NH2)化合物、及びヒドロキシル基含有(-OH)化合物などの活性水素基を有する非UV硬化性化合物を含むことができる。
[059]好ましい実施形態では、ウレタンオリゴマーは、(メタ)アクリル部分を有さない一価アルコールの反応生成物を含む。そのような化合物は、好ましくは、前述の(ポリ)イソシアネートと反応性である。(メタ)アクリル部分を有さない一価アルコールは、ヒドロキシル基でオリゴマーをエンドキャップし、そのアーム又は鎖を非重合性にすることができる。
[060]一実施形態において、(メタ)アクリル部分を有さない一価アルコール化合物は、(メタ)アクリル部分を有さない、C1-C18、又C2-C12、又C4-C10の線状又は分岐状の一価アルコールなどの脂肪族化合物である。
[061](メタ)アクリル部分を有さない任意の適切な一価アルコールを使用することができるが、好ましい実施形態では、(メタ)アクリル部分を有さない一価アルコールは、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、ペンタノール、2-エチルヘキサノール、セチルアルコール、アリルアルコール、ゲラニオール、プロパルギルアルコール、イノシトール、メントール、又はそれらの任意の組み合わせを含むか、それらからなるか、あるいはそれらから本質的にからなる。
[062]ウレタンオリゴマーを作るために使用される成分の反応において、1つ又は複数のウレタン化触媒も好ましく使用される。このような触媒は、例として、ナフテン酸銅、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸亜鉛、ジラウリン酸ジ-n-ブチルスズ、トリエチルアミン、及びトリエチレンジアミン-2-メチルトリエチレンアミンを含む。触媒は、任意の適切な量で、又は、例えば、反応物の全量の約0.01~約1重量%で使用することができる。反応は、10~150℃の間、又は約10~約90℃、又は約30~約80℃などの任意の適切な温度で行うことができる。
[063]一実施形態では、ウレタンオリゴマーは、二官能性の反応性ウレタンオリゴマーを含む。本書で使用される場合、二官能性は、核磁気共鳴分光法(NMR)法によって決定される場合、分子当たり平均1.5~2.5の間の重合性基を有することを意味する。しかし、他の実施形態では、オリゴマー成分は、三官能性反応性ウレタンオリゴマー、又は分子当たり平均2.5超~3.5個の重合性基を有するオリゴマーを含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる。別の実施形態では、オリゴマー成分は、四官能性オリゴマー、又は1分子当たり平均3.5個超~4.5個の重合性基を有するオリゴマーを含む。好ましい実施形態では、オリゴマー成分は、1.5と4.2との間、又は1.8~3.8、又は1.8~3.2、又は1.8~2.8の平均(メタ)アクリレート官能価を有する1つ又は複数の反応性ウレタンオリゴマーを含むか、それらから本質的になるか、あるいはそれらからなる。一実施形態では、オリゴマー成分の平均(メタ)アクリレート官能性は、1.5と4.2との間、又は1.8~3.8、又は1.8~3.2、又は1.8~2.8である。
[064]前述の反応性ウレタンオリゴマーの1つ又は複数を、本発明による組成物に任意の適切な量で使用することができ、本書に列挙したタイプの単独、又は1つ又は複数を組み合わせて選択することができる。したがって、一実施形態では、オリゴマー成分又は反応性ウレタンオリゴマーは、組成物の全重量に対して、65重量%未満、又は10~65重量%、又は10~55重量%、又は10~50重量%、又は10~40重量%;あるいは15~65重量%、又は15~55重量%、又は15~50重量%、又は15~40重量%;あるいは20~65重量%、又は20~55重量%、又は20~50重量%、又は20~40重量%;あるいは25~65重量%、又は25~55重量%、又は25~50重量%、又は25~40重量%;あるいは30~65重量%、又は30~55重量%、又は30~50重量%、又は30~40重量%の量で存在する。
[065]一実施形態では、モノマー成分及びオリゴマー成分の少なくとも1つが組成物中に存在する。別の実施形態では、モノマー成分とオリゴマー成分の両方が存在する。しかし、別の実施形態では、モノマー成分もオリゴマー成分も存在しない。そのような場合、本書に記載のモノマー及びオリゴマーによって一般的に付与される光ファイバコーティングに望ましい特性及び機能性は、以下にさらに説明する自己修復成分を介して主に満たされることが好ましい。
自己修復成分
[066]第1の態様によれば、組成物は自己修復成分を含む、つまり、自己修復部分を有する1つ又は複数の個々の成分の集合である。自己修復成分は、少なくとも1つの自己修復部分又は基を有するモノマー及び/又はオリゴマーを含む、それらからなる、あるいは本質的にそれらからなってもよい。本書で使用される場合、「部分」及び「基」は交換可能に使用される。自己修復部分は、UV、又熱などの放射エネルギーの適用などの外部刺激を明示的に必要とせずに、特定の組成物内の他の自己修復部分との可逆的相互作用又は共有結合反応を一緒に促進する原子の集団である。もちろん、そのような可逆的相互作用又は共有結合反応が、外部刺激によって達成又は加速される可能性が依然としてあることは理解されるであろう。自己組織化としても知られるこのプロセスを介して、自己修復部分は、ポリマー材料が自己修復及び/又は改善された応力緩和特性を示すことを可能にすることに寄与する。本発明の自己修復部分が含まれる組成物の硬化生成物が、特定の最小程度の自己修復及び/又は応力緩和を示す必要はなく、当然のことながら、自己修復及び/又は応力緩和の程度は、特定の関連する処方及び最終用途の要件と環境条件によって変化する。
[066]第1の態様によれば、組成物は自己修復成分を含む、つまり、自己修復部分を有する1つ又は複数の個々の成分の集合である。自己修復成分は、少なくとも1つの自己修復部分又は基を有するモノマー及び/又はオリゴマーを含む、それらからなる、あるいは本質的にそれらからなってもよい。本書で使用される場合、「部分」及び「基」は交換可能に使用される。自己修復部分は、UV、又熱などの放射エネルギーの適用などの外部刺激を明示的に必要とせずに、特定の組成物内の他の自己修復部分との可逆的相互作用又は共有結合反応を一緒に促進する原子の集団である。もちろん、そのような可逆的相互作用又は共有結合反応が、外部刺激によって達成又は加速される可能性が依然としてあることは理解されるであろう。自己組織化としても知られるこのプロセスを介して、自己修復部分は、ポリマー材料が自己修復及び/又は改善された応力緩和特性を示すことを可能にすることに寄与する。本発明の自己修復部分が含まれる組成物の硬化生成物が、特定の最小程度の自己修復及び/又は応力緩和を示す必要はなく、当然のことながら、自己修復及び/又は応力緩和の程度は、特定の関連する処方及び最終用途の要件と環境条件によって変化する。
[067]しかし、好ましい実施形態では、光ファイバ用途に必要な温度と時間スケールで所望の量の応力緩和又は自己修復を生成するために、光ファイバコーティングが生成又は硬化される組成物には、十分な量の自己修復材料が存在する必要がある。発明者等は、組成物が十分な量の自己修復成分を有する場合及び/又は組成物が適切な最小量より多い自己修復部分を有する場合に、自己修復及び/又は応力緩和が最適化される可能性があることを見出した。
[068]したがって、本発明の第1の態様によれば、自己修復成分は、組成物全体の重量に対して30重量%超の量で存在する、及び/又は、組成物は、組成物100g当たり0.015当量超の自己修復部分を有する。本書で使用される場合、所与の組成物についての自己修復部分の「当量」は、以下の式に従って、自己修復成分(Z)中の自己修復部分のモル量を合計することによって決定される:
式中、
=全関連組成物100gに対するそれぞれの成分Zの重量による量;
=成分Zの1分子中に存在する自己修復部分の数;及び
成分Zの理論上の分子量である。
式中、
=全関連組成物100gに対するそれぞれの成分Zの重量による量;
=成分Zの1分子中に存在する自己修復部分の数;及び
成分Zの理論上の分子量である。
[069]組成物の完全な処方が不明な場合、自己修復部分の当量は、サイズ排除クロマトグラフィ(SEC)又は核磁気共鳴(NMR)法など、本発明が適用される当業者によって理解される任意の適切な方法によって分析的に決定され得る。
[070]他の実施形態では、使用される自己修復部分の性質及び種類に応じて、組成物は、0.015~0.5当量、あるいは0.015~0.2、又は0.015~0.15、又は0.015~0.1、又は0.015~0.08、又は0.015~0.05、又は0.015~0.045;あるいは0.02~0.2、又は0.02~0.15、又は0.02~0.1、又は0.02~0.08、又は0.02~0.05;あるいは0.022~0.15、又は0.022~0.1、又は0.022~0.08、又は0.022~0.05、又は0.022~0.045;あるいは0.025~0.20;あるいは0.037~0.15、又は0.037~0.1、又は0.037~0.08、又は0.037~0.05当量を含む。疑義を避けるために、別段の指定がない限り、本書で表されるすべての「当量」の値は、組成物全体の100g当たりの目的の部分(UPy、自己修復、(メタ)アクリレートなど)の当量に関する。
[071]様々な種類の自己修復部分が知られている。自己修復部分の1つのクラスは、水素結合基を含む。水素結合基は、重合中又は組成物が未硬化の液体状態のままである間に水素結合を形成する基である。一実施形態では、水素結合基は多重水素結合基である。本書で使用される場合、「多重水素結合基」は、同じ又は異なる自己修復部分を含む2つの分子から形成される二量体に、少なくとも3つの水素結合を提供するように構成されたものである。多重水素結合基の好ましい種類は、2-ウレイド-4-ピリミジノン(UPy)基を含む。UPy基、又は部分(そのような用語は、本書では交換可能に使用される)は、それらは自己補完的であり、二次相互作用効果を考慮せず、水素結合エネルギーの直接加算に基づいて計算される際に約14kcal/mol程度の強力な多重水素結合効果を生み出すことが知られているために望ましい。これは、単一の共有結合(約100kcal/mol程度の炭素-炭素結合など)間の結合解離エネルギーよりもはるかに小さいが、N-H---:O及びN-H---:Nなど(2~8kcal/molと推定される)のような他の水素結合基の結合解離エネルギーを超えている。そのため、UPy部分は、いわゆる「超」水素結合効果を生み出すことができる。UPy基の非限定的な例は、以下の化学構造による6-メチル-2-ウレイド-4-ピリミジノンである:
[072]UPy基は、多重水素結合基前駆体の反応生成物として形成され得る。そのような多重水素結合基前駆体の非限定的な例は、2-アミノ-4-ヒドロキシ-6-メチル-ピリミジンであり、次の化学構造を有する:
[073]UPy基は、2-アミノ-4-ヒドロキシ-ピリミジン、2-アミノ-4-ヒドロキシ-6-エチル-ピリミジン、2-アミノ-4-ヒドロキシ-6-プロピル-ピリミジン、2-アミノ-4-ヒドロキシ-6-ブチル-ピリミジン、2-アミノ-4-ヒドロキシ-6-ヘキシル-ピリミジン、2-アミノ-4-ヒドロキシ-6-オクチル-ピリミジン及び2-アミノ-4-ヒドロキシ-6-(2-ヒドロキシルエチル)-ピリミジンのような他の多重水素結合基前駆体の反応生成物として形成することができる。
[074]一実施形態では、自己修復部分は、多重水素結合基を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる。一実施形態では、自己修復部分は、UPy基を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる。一実施形態では、組成物の自己修復部分の当量の少なくとも50%、又は少なくとも60%、又は少なくとも75%、又は少なくとも90%、又は少なくとも99%、又は100%がUPy基からなる。
[075]UPy基に加えて、他の自己修復部分が知られている。自己修復部分の1つのクラスは、いくつかの水素結合の使用を含むが、上記で定義及び説明した「多重水素結合」と解釈する必要があるほどではない。そのような一例は、尿素基を含む。適切な自己修復部分として尿素基を使用することは知られており、以下に記載されている。Applied Materials Today 19(2020年)100542。2つの尿素基の間に形成された2つの水素結合は、自己修復特性によるものである。尿素基間の水素結合は、UPy部分の多重水素結合よりも弱く、したがって、本書の目的のための自己修復部分としての使用には望ましくない。さらに、より大きなUPy基を伴わない尿素基を含有するモノマー及び/又はオリゴマーは、光ファイバコーティング組成物中で相溶化することが困難であるため、好ましい実施形態では、自己修復成分は、UPy部分の置換基である任意の尿素基は別として自己修復成分は尿素基を実質的に含まない。
[076]水素結合を含まない可逆化学を使用する他の自己修復部分も知られている。Diels Alder chemistryなどの例では、通常、自己修復又は応力緩和の挙動を実現するために高温が必要なため、光学コーティング用途での使用にはあまり実用的ではない。しかしながら、Macromolecules 2011年、44、2536-2541に記載されているように、ジスルフィド基に固有の弱い共有結合は、低温でのコーティングの自己修復及び/又は応力緩和挙動を促進すると考えられている。実際、自己修復及び/又は応力緩和は、さらに適度な温度でのジスルフィド基の交換反応の結果である。
[077]したがって、一実施形態では、自己修復部分はジスルフィド基を含む。適切に制御されれば、関連組成物の放射線硬化性を著しく阻害したり、それらから製造されたコーティングの物理的特性に実質的且つ有害な影響を与えたりしてはならないため、そのような基は、光ファイバコーティング用途での使用に適している場合がある。
[078]第1の態様の様々な実施形態において、自己修復成分は、少なくとも、第1の分子は第1の自己修復部分を有し、第2の分子は第2の自己修復部分を有し、第1の分子の第1の自己修復部分は、第2の分子の第2の自己修復部分に結合するように構成されている。一実施形態では、第1の自己修復部分と第2の自己修復部分との間に形成される結合解離エネルギーは、9kcal/mol~100kcal/molの間、又は9kcal/mol~80kcal/mol、又は10kcal/mol~50kcal/mol、12kcal/mol~50kcal/mol、又は12kcal/mol~90kcal/mol、又は9kcal/mol~30kcal/mol、9kcal/mol~20 kcal/molである。結合解離エネルギーは、様々な適切な方法によって決定することができ、その非限定的な例は、The Scientific World JOURNAL(2004)4、1074-082の表1;及びNature 2002、volume 3、836-847にしたがって、自己修復部分のすべての結合の直接付加の要約を介して見つけることができる。しかし、実際には、結合解離エネルギーは、相乗効果により、直接添加により得られる値よりも高くなる場合がある。
[079]第1の自己修復部分と第2の自己修復部分は異なっていてもよいが、好ましい実施形態では、それらは同じである。一実施形態では、第1と第2の自己修復部分は同じであり、二量体化するように構成されている。二量体化は、同じ化合物の2つの分子が互いに反応して付加物を生成する付加反応である。二量体を形成すると、2つの分子が整列して、好ましくは複数の水素結合を形成する。好ましい実施形態では、二量体は、少なくとも3つ、又は少なくとも4つ、又は3~4つの水素結合を有する。一実施形態では、形成された二量体はまた、第1の自己修復部分の側の水素結合のそれぞれに連結された第1の直鎖を含み、第2の自己修復部分の側の3つ又は4つの水素結合のそれぞれに連結された第2の直鎖を含み、第1の直鎖及び第2の直鎖のそれぞれは、7つ未満の共有結合を含む。4つの水素結合と、水素結合の両側に6つの隣接する共有結合を有するUPy部分のそのような二量体構成のいくつかの非限定的な例は、以下の構造(I)~(IV)に示される:
[081]上記の構造(I)~(V)に見られるように、二量体は環構造又は縮合環構造を有するものであってもよい。様々な実施形態において、構造(I)~(V)のそれぞれに関して、Rは、それに結合した反応性基を任意選択的に含む有機置換基から選択さすることができる。一実施形態では、反応性基は、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、ヒドロキシ、アミノ、ビニル、アルキニル、アジド、アジリジノ、シリル、シロキシ、シリルヒドリド、チオ、イソシアナト、保護イソシアネート、エポキシ、アジリジノ、カルボキシレート、水素、F、Cl、Br、I、又はマレイミド基を含む。
[082]一実施形態では、自己修復成分は、上記の構造(I)、(II)、(III)、(IV)、及び/又は(V)のいずれかに従って二量体化するように構成されている自己修復部分を含む、それらからなる、あるいは本質的にそれらからなる。
[083]自己修復部分が組み込まれる完全な分子構造は、任意の適切なタイプのものであってよい。しかしながら、一実施形態では、自己修復部分は、上記の本明細書の他の場所に列挙されたタイプを含むモノマー又はオリゴマーに組み込まれる。好ましい実施形態において、自己修復部分は、反応性ウレタンオリゴマーに組み込まれる。上記の本明細書の他の場所にも具体的に記載されている、そのようなオリゴマーは、自己修復成分に組み込まれる構造を生成するように、既知の反応メカニズムを介して自己修復部分が付加されるさらなる追加により、前述と同様の方法で利用及び構築することができる。UPy基が本明細書の他の箇所に記載されているようにウレタンオリゴマーに組み込まれている実施形態では、使用されるジイソシアネートは、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)化合物及び/又はイソホロンジイソシアネート(IPDI)化合物を含む、それらからなる、あるいはそれらから本質的になることができる。これは、本発明者等が、化学量論及び使用される他の反応物に応じて、UPy基及びいくつかの他のジイソシアネート化合物(ヘキサメチレンジイソシアネートなど)への前駆体の反応が室温で固体生成物を生成し得ることを見出したことによる。これは、特に商業規模では、全体的なオリゴマー合成をより高価及び/又は困難にする傾向を有する。
[084]自己修復部分が自己集合及び/又は二量体化する自然な傾向に起因して、自己修復部分を含む従来の小分子又はオリゴマーは、コーティング中に通常存在する他のモノマー及び/又はオリゴマーとの溶解性及び/又は混和性が低いことを示す。溶解度を高めるために、Progress in Organic Coatings 113 (2017) 160-167に開示されているように、オリゴマーの分子量を増大させることができる。しかしながら、この場合、自己修復部分の濃度も必然的に、自己修復及び/又は応力緩和効果が、光ファイバのコーティングを含む様々な用途で経験する要求及び条件に対して不十分になる可能性がある点まで悪影響を及ぼすようなレベルまで低下する。さらに、従来の自己修復成分は、通常、合成するために大量の溶媒を必要とし、いずれにせよ、高い融点又はガラス転移温度(Tg)を有する結晶性又は固体の材料になる場合が非常に多くある。したがって、自己修復成分の従来の選択は、溶解度が低く、自己修復部分の含有量が少ないもの、及び/又は合成に大量の溶媒を必要とするものに限定される。
[085]本発明者等は、驚くべきことに、本明細書に記載の多くの自己修復オリゴマー、例えば、少なくとも3つのウレタン結合を含むものなどは、より低い粘度値を有するオリゴマーを生成する傾向がある、及び/又は光ファイバコーティング用途でより容易に加工可能であり、これにより、プロセスを妨げる溶媒の必要性がなくなり、関連する光ファイバコーティング組成物中の自己修復成分の使用量を増やすことができる。大量の自己修復成分の追加は、コーティングされた光ファイバの製造においてすぐに加工可能な、自己修復及び/又は応力緩和光ファイバの製造に使用するのに適した調合物の作製を容易にするのに重要である。
[086]述べたように、様々な実施形態において、溶媒の利用を最小限に抑えることが望ましい。溶媒を含めることは、そのような試薬が、光ファイバコーティング用途に処理上の困難さ及び/又は安全性の問題をもたらす傾向があるため、望ましくない。一般的な溶媒のいくつかの非限定的な例は、いくつか挙げると、2-プロパノール、アセトン、アセトニトリル、クロロホルム(CHCl3)、ジクロロメタン、ジメチルスルホキシド((CH3)2SO),、酢酸エチル、ヘキサン、メタノール、テトラヒドロフラン、トルエン、プロピレングリコール、メチルエチルケトン、及び水を含む。UV硬化性組成物で一般的に使用される反応性希釈剤と区別するために、本明細書の目的のために、試薬が1つ又は複数のアクリレート若しくはメタクリレート官能基を有する場合、試薬は溶媒とは見なされない。これらの化合物の存在は、サイズ排除クロマトグラフィ(SEC)及びHPLCのような任意の適切な方法によって決定することができ;水もカールフィッシャー滴定法で簡単に定量できる。本発明の態様による自己修復成分は、多くの光ファイバに必要とされる硬化、自己修復性能、又は物理的特性の形成を促進するのにさらに役立たないそのような試薬の最小化又は排除を促進する。したがって、一実施形態では、組成物は、5重量%未満の溶媒、又は1重量%未満の溶媒、又は0.1重量%未満の溶媒を含有するか、あるいは実質的に溶媒をまったく含まない。
[087]上記に関係なく、一実施形態では、自己修復成分は、以下の構造(VI)による1つ又は複数の化合物を含む、それらからなる、あるいは本質的にそれらからなる:
[A(G)n-Dm]-[A(G)n-1-Dm]k-Z (VI);
[式中、
Aは、炭素又は窒素であり;
ここで、Aがsp3炭素の場合、n=3であり、Aがsp2炭素又は窒素の場合、n=2であり;
mは、0~500の整数であり;
kは、0~20の数であり;
Dは、mの出現ごとに、
-O-;-C(O)-;-Aryl-;-C≡C-;-N=N-;-S-;-S(O)-;-S(O)(O)-;
-(CT2)i-;-N(T)-;-Si(T)2(CH2)i-;-(Si(T)2O)i-;-C(T)=C(T)-;
-C(T)=N-;-C(T)=;-N=;又はそれらの組み合わせから独立して選択される二価のスペーサであり;
(式中、
単結合のD中の各例に対して、単結合がそれに結合され、二重結合のD中の各例に対して、二重結合がそれに結合され;
各Tは、水素、F、Cl、Br、I、C1-C8アルキル、C1-C8アルコキシ、置換アミノ、又は置換アリールを含む1価の単位から、出現ごとに選択され;
ここで、各Tはまた、2価のDmから選択することができ、同じくDmから選択される別の2価のTに結合し、環構造を形成し;
iは、1~40の整数である。)
m、n、及びkの各ユニットの各基は、同じでも異なっていてもよく;
Zは、水素、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、ヒドロキシ、アミノ、ビニル、アルキニル、アジド、シリル、シロキシ、シリルヒドリド、チオ、イソシアネート、保護されたイソシアネート、エポキシ、アジリジノ、カルボキシレート、F、Cl、Br、I、又はマレイミド基から選択され;
Gは、nの出現ごとに、水素、-Dm-Z、又は以下の構造(VI-b)による自己修復部分から独立して選択され、
(Z-Dm)jX-Dm- (VI-b);
(式中、
Xは、多重水素結合基又はジスルフィド基であり;
Xが2価の場合、j=1であり、Xが1価の場合、j=0であり;
ここで、nの少なくとも1つの出現について、Gは構造(VI-b)による自己修復部分である。)。]
[A(G)n-Dm]-[A(G)n-1-Dm]k-Z (VI);
[式中、
Aは、炭素又は窒素であり;
ここで、Aがsp3炭素の場合、n=3であり、Aがsp2炭素又は窒素の場合、n=2であり;
mは、0~500の整数であり;
kは、0~20の数であり;
Dは、mの出現ごとに、
-O-;-C(O)-;-Aryl-;-C≡C-;-N=N-;-S-;-S(O)-;-S(O)(O)-;
-(CT2)i-;-N(T)-;-Si(T)2(CH2)i-;-(Si(T)2O)i-;-C(T)=C(T)-;
-C(T)=N-;-C(T)=;-N=;又はそれらの組み合わせから独立して選択される二価のスペーサであり;
(式中、
単結合のD中の各例に対して、単結合がそれに結合され、二重結合のD中の各例に対して、二重結合がそれに結合され;
各Tは、水素、F、Cl、Br、I、C1-C8アルキル、C1-C8アルコキシ、置換アミノ、又は置換アリールを含む1価の単位から、出現ごとに選択され;
ここで、各Tはまた、2価のDmから選択することができ、同じくDmから選択される別の2価のTに結合し、環構造を形成し;
iは、1~40の整数である。)
m、n、及びkの各ユニットの各基は、同じでも異なっていてもよく;
Zは、水素、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、ヒドロキシ、アミノ、ビニル、アルキニル、アジド、シリル、シロキシ、シリルヒドリド、チオ、イソシアネート、保護されたイソシアネート、エポキシ、アジリジノ、カルボキシレート、F、Cl、Br、I、又はマレイミド基から選択され;
Gは、nの出現ごとに、水素、-Dm-Z、又は以下の構造(VI-b)による自己修復部分から独立して選択され、
(Z-Dm)jX-Dm- (VI-b);
(式中、
Xは、多重水素結合基又はジスルフィド基であり;
Xが2価の場合、j=1であり、Xが1価の場合、j=0であり;
ここで、nの少なくとも1つの出現について、Gは構造(VI-b)による自己修復部分である。)。]
[088]一実施形態では、Xは、ジスルフィド基を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる。好ましい実施形態では、Xは、2-ウレイド-4-ピリミジノン基(UPy)であり、j=0である。UPy基は、任意の適切な化合物の反応であり得るが、一実施形態では、2-アミノ-4-ヒドロキシ-6-メチル-ピリミジンの反応生成物を含む。一実施形態では、Xは、以下の構造(VI-c)を含む、それからなる、又は本質的にそれからなる:
式中、D、m、及びZは、構造(VI)に関して上で定義した通りであり、Rは、構造(VI)の残りの部分を表す。
式中、D、m、及びZは、構造(VI)に関して上で定義した通りであり、Rは、構造(VI)の残りの部分を表す。
[089]特定の実施形態では、Dはウレタン基を含み、ウレタン基はジイソシアネート化合物の反応生成物である。特定の実施形態において、Dは、ポリオール成分をさらに、又は代替的に含む。ポリオール成分は、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、アクリルポリオール、他のポリオール、及び/又はそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない、任意の適切なタイプのものであってよい。適切なジイソシアネート化合物及びポリオールは、上記の本明細書の他の場所に記載されている。
[090]特定の実施形態では、Zは、(メタ)アクリレート基を含む。そのような機能性は、構造(VI)による分子を、現在の多くの従来の光ファイバコーティングと一致する方法で重合可能にする。
[091]一実施形態では、自己修復成分は、500~100,000g/molの理論分子量(MWtheo)を有する分子を含む、それらからなる、あるいは本質的にそれらからなる。好ましい実施形態では、自己修復成分は、構造(VI)による分子を含む、それらからなる、あるいは本質的にそれらからなり、構造(VI)はまた、500と8000との間;500と5000との間;500と4000との間;500と3000との間;又は500と2000との間;又は500と1500との間;又は500と1000との間;又は500と900との間;又は500と700との間;又は700と4000との間;又は700と3000との間;又は700と2000の間との間;又は700と1500との間;又は700と1000との間;又は900と4000との間;又は900と3000との間;又は900と2000との間;又は900と1500との間;又は1000と4000との間;又は1000と3000との間;又は1000と2000との間;又は1000と1500との間の理論分子量(MWtheo)(g/molで)を有する。
[092]用途のニーズに応じて、自己修復成分を調整して、特定の温度での自己修復特性及び/又は応力緩和挙動を促進する効果を最大化することが重要であり得る。組成物が室温で最も効果的に自己修復特性及び/又は応力緩和挙動を付与するために、例えば、自己修復成分のガラス転移温度(Tg)が室温よりも低くなるように組成を調整することが好ましい場合がある。実際、必ずしも必要ではないが、自己修復構成は、自己修復及び/又は応力緩和能力が望まれる温度よりも低いTg値を有する分子を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる。このように、例えば、自己修復部分を有するオリゴマーは、動作温度で結晶化せず(あるいは、非晶質材料の場合はガラス状態にならず)、それにより、自己組織化する、二量体化する、結合する、あるいはそうでなければ、自己修復及び/又は応力緩和を達成するために必要な方法で相互作用する自己修復部分の能力を最大化できる。
[093]したがって、一実施形態では、上記の構造(VI)による自己修復成分及び/又は分子は、150℃未満、又は25℃未満、又は0℃未満、又は-10℃未満、又は-20℃未満、又は-30℃未満、又は-30~20℃、又は-25~20℃、又は-20~10℃であるガラス転移温度(Tg)を有する。他のすべてが等しい場合、理論的には、より広い範囲の動作温度で自己修復及び/又は応力緩和機能を促進するためガラス転移温度が低いほど好ましい傾向がある。
[094]自己修復部分の性質又はそれが関連する全体構造に関係なく、自己修復成分は、任意選択的に、同様に重合性部分を有する分子を含むか、それらからなるか、あるいは本質的にそれらからなる。そのような重合可能な部分が存在する場合、自己修復成分中の分子は、それ故、自己修復成分中の他の分子、並びに任意選択のモノマー及び/又はオリゴマー成分中の分子との重合及び/又は架橋反応に着手することができる。このように、自己修復成分は、光ファイバコーティングに必要な物理的特性を付与するために、架橋ポリマー鎖の「永続的な」セットを構築すること、並びにその自己修復及び/又は応力緩和を促進する「可逆的な」相互作用若しくは共有結合という目的の両方で結合を可能にすることになる。重合可能な部分は、放射線硬化性部分、熱硬化性部分、又は放射線硬化性部分と熱硬化性部分の両方、例えば、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、ヒドロキシ、アミノ、ビニル、アルキニル、アジド、アジリジノ、シリル、シロキシ、シリルヒドリド、チオ、イソシアネート、保護イソシアネート、エポキシ、アジリジノ、カルボキシレート、水素、F、Cl、Br、I、又はマレイミド基を含むことができるが、それらに限定されない。
[095]好ましくは、自己修復成分の重合性部分は、アクリレート又はメタクリレート基のような放射線硬化性部分を含む。
[096]本発明者等はまた、自己修復成分中の重合性基の量が特定の値内に維持される場合、光ファイバ用の自己修復コーティングの有効性及び有用性が向上する可能性があることを見出した。したがって、一実施形態では、自己修復成分は、組成物100g当たり0.015~0.1当量、又は0.03~0.1当量、又は0.037~0.1当量、又は0.03~0.08当量、又は0.03~0.05当量、又は0.037~0.08当量、又は0.037~0.05当量の重合性部分及び/又は(メタ)アクリレート基を有する。
[097]より広い文脈では、そのような重合性部分がすべて自己修復成分に含まれるかどうかに関係なく、発明者等は、組成物全体の重合性部分の数を制御するのにも役立ち得ることを見出した。したがって、一実施形態では、組成物は、組成物100g当たり0.1~0.4当量、又は0.1~0.3当量、又は0.1~0.25当量、又は0.15~0.4当量、又は0.15~0.3当量、又は0.15~0.25当量、又は0.15~0.2当量の重合性部分及び/又は(メタ)アクリレート基を有する。
[098]さらに、本発明者等は、自己修復部分及び重合可能部分の量を互いに対して調整することも役立つ可能性があることを見出した。いかなる理論にも束縛されることを望むものではないが、自己修復部分に対して過剰な数の重合可能部分が、高度に架橋された硬化生成物を生成する可能性があると考えられており、自己組織化又は相互に到達して修復を与えるために、自己修復基の相対的な不足の十分な内部再配向を促進しない。逆に、重合性基の数が不十分な場合、組成物は十分に硬化せず(又は十分に速く硬化せず)、それにより、そのような組成物を光ファイバコーティング操作での処理に適さなくなるか、及び/又はそれらから作成される硬化コーティングが不適切な機械的性能特性を有する可能性が高まる。
[099]したがって、一実施形態では、組成物は、自己修復基の当量に対する重合性基の、好ましくは、組成物中にUPy基を含むか、それらからなるか、あるいは本質的にそれらからなる、14未満、又は10未満、又は8未満、又は6未満、又は5未満、又は1~14、又は1~10、又は1~8、又は1~6、又は1~5、又は3~10、又は3~8、又は3~5の当量比を有する。好ましい実施形態では、前述の比率は、重合性基が(メタ)アクリレート基を含むか、それらからなるか、あるいは本質的にそれらからなり、自己修復部分がUPy基を含むか、それらからなるか、あるいは本質的にそれらからなるシナリオに適用可能である。
[0100]自己修復成分は、任意の適切な量で存在することができるが、様々な実施形態では、それは、組成物全体の重量に対して、30重量%超~100重量%、又は30重量%超~75重量%、又は30重量%超~70重量%、又は30重量%超~60重量%;又は40重量%~80重量%、又は40重量%~75重量%、又は40重量%~70重量%、又は40重量%~60重量%の量で存在する。
開始剤成分
[0101]第1の態様によれば、組成物は開始剤成分を含む、すなわち、1つ又は2つ以上の特定の構造又はタイプを有する1つ又は2つ以上の個々の開始剤の一群である。開始剤は、熱や光などの外部刺激の作用によって化学的に変化し、ラジカル、酸、又は塩基の少なくとも1つを生成する化合物である。開始剤は、フリーラジカル重合及びカチオン重合など、いくつかの機構によって重合反応を促進するために使用できる。好ましい実施形態では、開始剤成分は、フリーラジカル重合を促進する開始剤を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる;すなわち、それはフリーラジカル開始剤を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる。
[0101]第1の態様によれば、組成物は開始剤成分を含む、すなわち、1つ又は2つ以上の特定の構造又はタイプを有する1つ又は2つ以上の個々の開始剤の一群である。開始剤は、熱や光などの外部刺激の作用によって化学的に変化し、ラジカル、酸、又は塩基の少なくとも1つを生成する化合物である。開始剤は、フリーラジカル重合及びカチオン重合など、いくつかの機構によって重合反応を促進するために使用できる。好ましい実施形態では、開始剤成分は、フリーラジカル重合を促進する開始剤を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる;すなわち、それはフリーラジカル開始剤を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる。
[0102]一実施形態では、組成物は、1つ又は複数の光開始剤を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる。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作用により化学的に変化し、好ましくはそれが関連する組成物における重合反応を促進する化合物である。周知のタイプの光開始剤は、カチオン光開始剤及びフリーラジカル光開始剤を含む。本発明の一実施形態によれば、光開始剤は、フリーラジカル光開始剤を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる。
[0103]一実施形態では、光開始剤成分は、1つ又は複数のアシルホスフィンオキシド光開始剤を含むか、それらからなるか、あるいは本質的にそれらからなる。アシルホスフィンオキシド光開始剤は既知であり、例えば、米国特許第4324744号、第4737593号、第5942290号、第5534559号、第6020529号、第6486228号、及び第6486226号に開示されている。光開始剤成分に使用するための好ましいタイプのアシルホスフィンオキシド光開始剤は、ビスアシルホスフィンオキシド(BAPO)又はモノアシルホスフィンオキシド(MAPO)を含む。より具体的には、例は、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(CAS#84434-11-7)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(CAS#127090-72-6)を含む。
[0104]光開始剤成分はまた、任意選択的に、α-ヒドロキシケトン光開始剤を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなってもよい。例えば、適切なα-ヒドロキシケトン光開始剤は、α-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-(4-イソプロピルフェニル)プロパノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-(4-ドデシルフェニル)プロパノン、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]-フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン及び2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパノンである。
[0105]別の実施形態では、光開始剤成分は、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-(4-モルホリニル)-1-プロパノンなどのα-アミノケトン、2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン、2-(4-メチルベンジル-2-(ジメチルアミノ)-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン又2-ベンジル-2-(ジメチルアミノ)-1-[3,4-ジメトキシフェニル]-1-ブタノン;ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、4-メチルベンゾフェノン、2-メチルベンゾフェノン、2-メトキシカルボニルベンゾフェノン、4,4’-ビス(クロロメチル)-ベンゾフェノン、4-クロロベンゾフェノン、4-フェニルベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)-ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、2-ベンゾイル安息香酸メチル、3,3’-ジメチル-4-メトキシベンゾフェノン、4-(4-メチルフェニルチオ)ベンゾフェノン、2,4,6-トリメチル-4’-フェニル-ベンゾフェノン又は3-メチル-4’-フェニル-ベンゾフェノンのようなベンゾフェノン;ケタール化合物、例えば2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニル-エタノン;及びメチルフェニルグリオキシル酸エステル、5,5’-オキソ-ジ(エチレンオキシジカルボニルフェニル)又は1,2-(ベンゾイルカルボキシ)エタンのような単量体又は二量体のフェニルグリオキシル酸エステルを含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる。
[0106]光開始剤成分に使用するためのさらに別の適切な光開始剤は、米国特許第6,596,445号に開示されているもののようなオキシムエステルを含む。光開始剤成分に使用するためのさらに別のクラスの適切な光開始剤は、例えば、米国特許第6,048,660号に開示されているもののようなフェニルグリオキサレートを含む。
[0107]別の実施形態では、光開始剤成分は、本明細書で上に言及されていない1つ又複数のアルキル-、アリール-、又はアシル置換化合物を含むか、それらからなるか、あるいは本質的にそれらからなることができる。
[0108]別の実施形態によれば、組成物は、アルキル-、アリール-、又はアシル置換化合物である光開始剤を含むことができる。一実施形態では、アルキル-、アリール-、又はアシル置換光開始剤は、炭素(第14)族の原子を有するか、又は該原子の周りに集中している。そのような例では、(放射線の吸収による)励起により、光開始剤化合物に存在する第14族原子がラジカルを形成する。したがって、そのような化合物は、ケイ素、ゲルマニウム、スズ、及び鉛からなる群から選択される原子を有するか、又は該原子上に集中したラジカルを生成し得る。一実施形態では、アルキル-、アリール-、又はアシル置換光開始剤は、アシルゲルマニウム化合物である。このような光開始剤は、DSM IP Assets B.V.に譲渡されたUS9708442に記載されており、その全体が本明細書に参照により援用される。既知の特定のアシルゲルマニウム光開始剤は、ベンゾイル トリメチル ゲルマン(BTG)、テトラシルゲルマニウム、又はビスアシルゲルマノイル(Ivoclar Vivadent AG, 9494 Schaan/LiechtensteiからIvocerin(登録商標)として市販されている)を含む。
[0109]本発明による光開始剤は、単独で、又はブレンドとして1つ又は複数を組み合わせて使用することができる。適切な光開始剤ブレンドは、例えば、米国特許第6,020,528号及び米国特許出願第60/498,848号に開示されている。一実施形態によれば、光開始剤成分は、例えば、約1:11、1:10、1:9、1:8又は1:7の重量比で、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド(CAS#162881-26-7)と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(CAS#84434-11-7)の光開始剤ブレンドを含む。
[0110]別の特に適切な光開始剤ブレンドは、例えば、約3:1:15又は3:1:16又は4:1:15又は4:1:16の重量比で、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、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及び2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-1-プロパノン(CAS#7473-98-5)の混合物である。別の適切な光開始剤ブレンドは、例えば約1:3、1:4又は1:5の重量比で、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド及び2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-1-プロパノンの混合物である。
[0111]一実施形態では、組成物は熱開始剤を含むことができる。好ましい実施形態では、熱開始剤は、熱フリーラジカル重合開始剤を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる。熱フリーラジカル重合開始剤の例は、アゾ化合物、例えば、アゾイソブチロニトリル(AIBN)、1,1’-アゾビス(シクロヘキサンニトリル)、1,1’-アゾビス(2,4,4-トリメチルペンタン)など、C-C不安定化合物、例えば、ベンゾピナコールなど、過酸化物、及びそれらの混合物を含むが、それらに限定されない。
[0112]一実施形態では、熱開始剤は過酸化物を含む。おそらく適切な過酸化物には、有機及び無機過酸化物が含まれる。一実施形態では、熱開始剤は組成物に可溶性である。
[0113]過酸化物の例は、例えば、過炭酸塩(式-OC(O)O-)、ペルオキシエステル(式-C(O)OO-)、ペル無水物としても知られるジアシルペルオキシド(式-C(O)OOC(O)-)、ジアルキルペルオキシド又はペルエーテル(式-OO-)、ヒドロペルオキシド(式-OOHの)などを含む。過酸化物はまた、本質的にオリゴマー又はポリマーであってもよい。
[0114]熱フリーラジカル重合開始剤は、例えば、過炭酸塩、過エステル又は過無水物を含むことができる。過無水物は、例えば、過酸化ベンゾイル(BPO)及び過酸化ラウロイル(Laurox(商標)として市販されている。)である。ペルエステルは、例えば、t-ブチルペルベンゾエート及び2-エチルヘキシルペルラウレートである。過炭酸塩は、例えば、ジ-t-ブチルペルカーボネート及びジ-2-エチルヘキシルペルカーボネート又はモノペルカーボネートである。
[0115]1つ又は複数の前述の開始剤は、本発明の第1の態様による組成物中の開始剤成分で使用するために、任意の適切な量で使用することができ、単独で、又は本明細書に列挙されたタイプの1つ又は複数の組み合わせで選択することができる。好ましい実施形態では、開始剤成分は、フリーラジカル光開始剤を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる。一実施形態では、開始剤成分は、組成物の全重量に対して、0.01重量%~10重量%、又は約0.01重量%~約5重量%、又は約0.1重量%~約3重量%、又は0.1重量%~約10重量%まで、又は約0.1重量%~約5重量%まで、又は約1重量%~約5重量%の量で存在する。
添加剤
[0116]本発明による組成物は、任意に添加剤成分を含む;すなわち、1つ又は複数の特定の構造又はタイプを有する1つ又は複数の個々の添加剤の一群である。添加剤は通常、例えば、ガラス光ファイバへの改善された接着、改善された貯蔵寿命、改善されたコーティングの酸化及び加水分解安定性など、特定の望ましい特性を達成するために光ファイバコーティングにも添加される。望ましい添加剤には多くの異なる種類があり、本明細書で論じる本発明はこれらによって限定されることを意図されないが、それらは望ましい効果を有することから、想定される実施形態に含まれる。
[0116]本発明による組成物は、任意に添加剤成分を含む;すなわち、1つ又は複数の特定の構造又はタイプを有する1つ又は複数の個々の添加剤の一群である。添加剤は通常、例えば、ガラス光ファイバへの改善された接着、改善された貯蔵寿命、改善されたコーティングの酸化及び加水分解安定性など、特定の望ましい特性を達成するために光ファイバコーティングにも添加される。望ましい添加剤には多くの異なる種類があり、本明細書で論じる本発明はこれらによって限定されることを意図されないが、それらは望ましい効果を有することから、想定される実施形態に含まれる。
[0117]添加剤成分で使用するための添加剤の例は、時期尚早の重合を防止することを意図した熱抑制剤を含み、例は、ハイドロキノン、ハイドロキノン誘導体、p-メトキシフェノール、ベータナフトール又は2,6-ジ(tert-ブチル)-p-クレゾールのような立体障害フェノールである。暗所での貯蔵寿命は、例えば、ナフテン酸銅、ステアリン酸銅、オクタン酸銅のような銅化合物、リン化合物、例えばトリフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリエチルホスファイト、トリフェニルホスファイト又はトリベンジルホスファイト、塩化テトラメチルアンモニウム又は塩化トリメチルベンジルアンモニウムのような第四級アンモニウム化合物を使用することで増加させることができる。
[0118]重合中に大気中の酸素を遮断するために、パラフィン又は同様のワックス状物質のような添加剤を追加できる;これらは、ポリマーへの溶解度が低いため、重合の開始時に表面に移動し、空気の侵入を防ぐ透明な表面層を形成する。同様に、酸素遮断層を適用することも可能である。
[0119]さらに潜在的に適切な添加剤は、光安定剤を含む。光安定剤は、ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール、ヒドロキシフェニルベンゾフェノン、オキサラミド又はヒドロキシフェニル-s-トリアジン型のようなよく知られた市販の紫外線吸収剤のような紫外線吸収剤を含む。立体障害のある比較的非塩基性のアミン光安定剤(HALS)を使用して、又は使用せずに、個々のそのような化合物又はそれらの混合物を使用することが可能である。立体障害アミンは、例えば、2,2,6,6-テトラメチルピペリジンに基づく。紫外線吸収剤及び立体障害アミンには、例えば、次のものを含む:
[0120]2-(2-ヒドロキシフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、例えば、既知の市販のヒドロキシフェニル-2H-ベンゾトリアゾール及びベンゾトリアゾールであって、米国特許第3,004,896号;第3,055,896号;第3,072,585号;第3,074,910号;第3,189,615号;第3,218,332号;第3,230,194号;第4,127,586号;第4,226,763号;第4,275,004号;第4,278,589号;第4,315,848号;第4,347,180号;第4,383,863号;第4,675,352号;第4,681,905号;第4,853,471号;第5,268,450号;第5,278,314号;第5,280,124号;第5,319,091号;第5,410,071号;第5,436,349号;第5,516,914号;第5,554,760号;第5,563,242号;第5,574,166号;第5,607,987号;第5,977,219号;及び第6,166,218号に開示されている、例えば、2-(2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3,5-ジ-t-ブチル-2-ヒドロキシフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-5-t-オクチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、5-クロロ-2-(3,5-ジ-t-ブチル-2-ヒドロキシフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、 5-クロロ-2-(3-t-ブチル-2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3-sec-ブチル-5-t-ブチル-2-ヒドロキシフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-4-オクチルオキシフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3,5-ジ-t-アミル-2-ヒドロキシフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3,5-ビス-α-クミル-2-ヒドロキシフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3-t-ブチル-2-ヒドロキシ-5-(2-(ω-ヒドロキシ-オクタ-(エチレンオキシ))カルボニル-エチル)-、フェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3-ドデシル-2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3-t-ブチル-2-ヒドロキシ-5-(2-オクチルオキシカルボニル)エチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、ドデシル化2-(2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3-t-ブチル-2-ヒドロキシ-5-(2-オクチルオキシカルボニルエチル)フェニル)-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3-tert-ブチル-5-(2-(2-エチルヘキシルオキシ)-カルボニルエチル)-2-ヒドロキシフェニル)-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3-t-ブチル-2-ヒドロキシ-5-(2-メトキシカルボニルエチル)フェニル)-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3-t-ブチル-2-ヒドロキシ-5-(2-メトキシカルボニルエチル)フェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3-t-ブチル-5-(2-(2-エチルヘキシルオキシ)カルボニルエチル)-2-ヒドロキシフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3-t-ブチル-2-ヒドロキシ-5-(2-イソオクチルオキシカルボニルエチル)フェニル-2H-ベンゾトリアゾール、2,2’-メチレン-ビス(4-t-オクチル-(6-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)フェノール)、2-(2-ヒドロキシ-3-α-クミル-5-t-オクチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(2-ヒドロキシ-3-t-オクチル-5-α-クミルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、5-フルオロ-2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-α-クミルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、5-クロロ-2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-α-クミルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、5-クロロ-2-(2-ヒドロキシ-3-α-クミル-5-t-オクチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、2-(3-t-ブチル-2-ヒドロキシ-5-(2-イソオクチルオキシカルボニルエチル)フェニル)-5-クロロ-2H-ベンゾトリアゾール、5-トリフルオロメチル-2-(2-ヒドロキシ-3-α-クミル-5-t-オクチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、5-トリフルオロメチル-2-(2-ヒドロキシ-5-t-オクチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、5-トリフルオロメチル-2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-オクチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、メチル3-(5-トリフルオロメチル-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル)-5-t-ブチル-4-ヒドロキシヒドロシンナメート、5-ブチルスルホニル-2-(2-ヒドロキシ-3-α-クミル-5-t-オクチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、5-トリフルオロメチル-2-(2-ヒドロキシ-3-α-クミル-5-t-ブチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、5-トリフルオロメチル-2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-ブチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、5-トリフルオロメチル-2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-α-クミルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール、5-ブチルスルホニル-2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-ブチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾール及び5-フェニルスルホニル-2-(2-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-ブチルフェニル)-2H-ベンゾトリアゾールなどである。
[0121]別のクラスの例は、2-ヒドロキシベンゾフェノン、例えば、4-ヒドロキシ、4-メトキシ、4-オクチルオキシ、4-デシルオキシ、4-ドデシルオキシ、4-ベンジルオキシ、4,2’,4’-トリヒドロキシ及び
2’-ヒドロキシ-4,4’-ジメトキシ誘導体を含む。
2’-ヒドロキシ-4,4’-ジメトキシ誘導体を含む。
[0122]さらに別のクラスの例は、例えば、置換及び非置換安息香酸のエステル、例えば、4-tert-ブチルフェニルサリチレート、サリチル酸フェニル、オクチルフェニルサリチレート、ジベンゾイルレゾルシノール、ビス(4-tert-ブチルベンゾイル)レゾルシノール、ベンゾイルレゾルシノール、2,4-ジ-tert-ブチルフェニル3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンゾエート、3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシ安息香酸ヘキサデシル、オクタデシル3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンゾエート、2-メチル-4,6-ジ-tert-ブチルフェニル3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンゾエートを含む。
[0123]添加剤成分での使用に適した追加の添加剤は、組み込まれる組成物の分光感度をシフト又は広げる、いわゆる光増感剤などの光重合を促進する化合物を含む。光増感剤は、特に、芳香族カルボニル化合物、例えば、ベンゾフェノン誘導体、チオキサントン誘導体、アントラキノン誘導体、3-アシルクマリン誘導体、及びまた3-(アロイルメチレン)チアゾリン、及びまたエオシン、ローダミン染料及びエリスロシン染料を含む。あるいはまた、非芳香族カルボニル化合物を使用することができる。非芳香族カルボニルの例はジメトキシアントラセンである。
[0124]硬化手順は、特に着色組成物の生成又は生成を容易にする添加剤を使用することによって補助することができる。このような添加剤は、例えば、米国特許第4,753,817号に記載されているような、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、トリアゼン、ジアゾスルフィド、ペンタアザジエンのようなアゾ化合物、又はヒドロペルオキシド又はペルオキシカーボネートなどのペルオキシ化合物、例えば、t-ブチルヒドロペルオキシドなどの、二酸化チタンなどの顔料を含み、また、熱条件下でフリーラジカルを形成する添加剤も含む。この目的のためのさらなる適切な物質には、ベンゾピナコール化合物が含まれる。
[0125]添加剤成分は、光還元性染料、例えば、キサンテン、ベンゾキサンテン、ベンゾチオキサンテン、チアジン、ピロニン、ポルフィリン又はアクリジン染料、及び/又は放射線によって開裂できるトリハロメチル化合物を含んでよい。そのような添加剤は、例えば、米国特許第5,229,253号に記載されている。
[0126]意図する用途に応じて、他の従来の添加剤を使用することができる。例としては、蛍光増白剤、充填剤、顔料、染料、湿潤剤、レベリング助剤などがある。例えば、米国特許第5,013,768号に記載されているように、厚い着色コーティングには、ガラス マイクロビーズ又は粉末ガラス繊維を含めることもできる。
[0127]一実施形態では、添加剤成分は、一次コーティングの1つ又は複数の特性を向上させるために使用される様々な添加剤の1つ又は複数を含む。そのような添加物は、酸化防止剤(Irganox 1035、チオジエチレンビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、又はtert-ブチルヒドロキノンのような)、接着促進剤、阻害剤(アクリル酸など)、光増感剤、担体界面活性剤、粘着剤、触媒、安定剤、表面剤、及び蛍光増白剤を含む。
[0128]好ましい実施形態では、添加剤成分は、1つ又は複数の接着促進剤化合物を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる。接着促進剤は、ポリマーの一次コーティングと光ガラスファイバの表面との間の結合を提供する。加水分解可能なシランカップリング剤は、ガラス接着促進剤として一般的に使用されてきた。シランカップリング剤は、例えば、米国特許第4,932,750号に記載されている。一実施形態では、接着促進剤は、メルカプト基及び/又は複数のアルコキシ基を含む加水分解性シラン化合物である。このような接着促進剤は既知であり、米国特許出願第20020013383号に記載されており、その関連部分は参照により本明細書において援用される。
[0129]一実施形態では、接着促進剤は、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリルプロピルアクリレート、又3-トリメトキシシリルプロパン-1-チオールを含む。
[0130]添加剤成分のスタンドアロン化合物として使用されるのではなく、シランカップリング基-又はその他の接着促進基-は、オリゴマー、モノマー、さらには自己修復成分などの他の組成成分と反応させることもできる。本明細書における理解の目的のために、そのような場合、それらは添加剤としてではなく、それらが反応したそれぞれの成分の一部とみなされる。したがって、一実施形態では、組成物は、オリゴマー成分、モノマー成分、又は自己修復成分の一部として接着促進官能基を含む。
[0131]前述の添加剤の1つ又は複数を、本発明による組成物に任意の適切な量で使用することができ、単独で、又は本明細書に列挙したタイプの1つ又は複数を組み合わせて選択することができる。好ましい実施形態では、添加剤成分は、組成物の全重量に対して、0重量%~59.99重量%、又は約0重量%~40重量%、又は0重量%~30重量、又は0重量%~20重量%、又は0重量%~10重量%、又は0重量%~5重量%;又は0.01重量%~40重量%まで;又は0.01重量%~30重量%、又は0.01重量%~20重量%、又は0.01重量%~10重量%、又は0.01重量%~5重量%、又は0.1重量%~2重量%の量で存在する。
[0132]本発明の第1の態様による組成物は、重合及び/又は自己組織化反応を阻害する傾向がある添加剤若しくは成分を含まないことが望ましい。具体的には、フリーラジカル重合又水素結合を阻害する傾向のある試薬を実質的に含まない組成物を維持することが望ましい。そのような成分は、当業者によって理解されるであろうが、いわゆる超酸及び/又は超塩基を含み得る。
[0133]本発明の第1の態様による組成物は、様々な量の前述の成分が互いに対して様々な量で含まれ得るように調整することができる。一実施形態では、モノマー及び/又はオリゴマー成分は、10重量%~65重量%、又は10重量%~55重量%、又は10重量%~50重量%、又は10重量%~40重量%、又は10重量%~30重量%;又は20重量%~65重量%、又は20重量%~55重量%、又は20重量%~50重量%、又は20重量%~40重量%存在し;自己修復成分は、30重量%超~100重量%、又は30超~75重量%、又は30超~70重量%、又は30超~60重量%存在し;開始剤は、0.01重量%~10重量%、又は0.05重量%~5重量%、又は0.1重量%~3重量%存在し;及び添加剤は、0重量%~59.99重量%存在し、各成分は、100重量%になるように添加される。
[0134]典型的な光ファイバコーティング用途での使用に適するように、組成物は特定の粘度値を有するべきである。粘度は、とりわけ、様々なタイプの反応性希釈モノマー又はオリゴマーを組み込むことによって、所望に応じて適用される当技術分野で周知の方法に従って調整することができる。さらに、本明細書の他の場所で説明されているように、3つ以上、又は4つ以上のウレタン結合を有するもの、及び/又は構造(VI)によるものなどの特定の自己修復成分は、驚くべきことに、粘度及び/又は溶解特性を促進して、それらが関連する配合物を光ファイバコーティング用途での使用に適したものにすることができる一方で、硬化したコーティングに所望の自己修復特性及び/又は応力緩和挙動を付与するのに十分な数の自己修復部分を依然として保有している。したがって、一実施形態では、組成物は、50s-1のせん断速度及び25℃の温度で測定された、40パスカル秒(Pa・s)未満、又は30Pa・s未満、又は15Pa・s未満、又は10Pa・s未満、又は1Pa・s未満、又は1Pa・s~20Pa・s、又は1Pa・s~15Pa・s、又は1Pa・s~10Pa・s、又は0.05~5Pa・s、又は0.05~1Pa・sの粘度を有する。
[0135]論じたように、本発明による組成物は、自己修復特性及び/又は応力緩和挙動を有し得る。様々な実施形態において、測定可能な自己修復特性を示す組成物を処方することが望ましい。硬化前の液体状態のコーティングの自己修復効果の大きさを直接測定することは、多くの場合実行不可能である。したがって、組成物から作成された硬化生成物の特定の物理的特性を測定することによって、組成物の自己修復効果を決定することが好ましい。具体的には、一定量の未硬化組成物を、事前に定義された一定の一連の硬化条件に従って処理した場合の自己修復能力を評価することが可能であり、次いで、最初の硬化後と、制御された方法で硬化製品に損傷を与え、硬化製品が自己修復するまでの期間を置いた後の両方で、特定の物理的特性を測定する。
[0136]一実施形態では、経時的なキャビテーションの消失の定性的評価などによって、自己修復を視覚的に観察することができる。キャビテーションの視覚的検出は、DSM IP Assets B.V.に譲渡された米国特許第7067564号に記載されている。
[0137]自己修復挙動の有効性は、この第1の態様の実施形態のいずれかによる組成物のいずれかを、前記組成物を、360nm~400nmのピークスペクトル出力を放出する放射線源からの1J/cm2の線量のエネルギーに曝すことによって、3ミルのフィルムに硬化させることによって観察することもでき、フィルムに少なくとも1箇所のカット傷が形成されるとすぐに、前記フィルムは、フィルムは、55℃、好ましくは25℃の温度に維持されながら、8時間以下、又は好ましくは1時間以下、又は好ましくは5分以下、又は好ましくは1分以下の期間内に視覚的に検出可能な程度まで修復し、フィルムの修復は、40倍又は100倍の倍率での顕微鏡イメージングによって視覚的に決定されるように構成されている。他の実施形態では、前述の試験は、代替的に、自己修復成分を有する組成物を繊維又はワイヤに適用し、硬化して、形状及び荷重をより綿密にシミュレートすることによって構築することができ、結果として得られる自己修復コーティングは、コーティングされた光ファイバで機能する。
[0138]他の実施形態では、組成物の自己修復特性は、硬化生成物が制御された破壊事象に曝される前後で、コーティングの硬化生成物の物理的特性を比較することなどによって、他の方法で決定されてもよい。制御された破壊事象は、制御された特定の手順に従って、フィルムなどの硬化製品中への、誘導されたキャビテーション、引き裂き、又は切断であり得る。一実施形態では、その制御された破壊事象は切断手順であり、それにより、図1に示される配向に従って、基板に向かう方向に45°で、コーティングから形成された実質的に長方形の断面及び実質的に平坦な表面を有する実質的に平坦なフィルムを通して切断が行われる。図1に示すように、切断1は、45°の角度2で行われ;そのような切断は、十分に鋭利なカミソリ、X-acto(登録商標)Knife、又は硬化フィルム4の上面3から始まり、基材5まで下向きに延びる約0.018インチ以下の刃の厚さを有する同様の装置を使用して行うことができる。基材5は、任意の適切な材料で構成することができるが、好ましい実施形態ではガラスである。切断3は、角度6が約90°に維持されるように、硬化フィルム4の側面に対して実質的に垂直になるように作られる。
[0139]一実施形態では、組成物は、本明細書の他の箇所に記載された試料調製方法に従って第1のフィルム及び第2のフィルムに硬化されると、第1のフィルムのプレカット引張強度及び第2のフィルムのポストカット引張強度を有し、切断前引張強度及び切断後引張強度は、第2のフィルムが本明細書の他の場所に記載されている切断手順にかけられた後に決定され、その後、約25℃又は約55℃の温度で12~14時間維持され;切断後の引張強度は、切断前の引張強度の50%超、又は60%超、又は85%超、又は90%超、又は95%超である。
[0140]上記のプレカット引張強度及びポストカット引張強度は、好ましくはASTM D638に従って測定され、本発明が適用される当業者によって理解されるように、適用可能な場合により柔軟な材料の測定を可能にするいくつかの修正を伴う。具体的には、このような変更には、タルクで3ミルの厚さのコーティングを適用し、それらを0.5インチ幅のストリップに切断してから、相対湿度50±5%、23.0±1.0℃で一晩調整することが含まれる。次いで、該ストリップを、2ポンドのロードセル、クロスヘッド速度25.4mm/分、及びゲージ長2.00インチの機械試験機に装填し、破断するまで延ばすことができる。
[0141]本発明の第2の態様は、以下の構造(VII)による自己修復オリゴマーである:
[UPy-(Dm-U-Dm)(2+q)]-[A(G)(n-1)-Dm]k-Z (VII);
式中、
UPyは、UPy基を表し、UPy基は2-ウレイド-4-ピリミジノンであり;
Uは、-NHC(O)E-又は-EC(O)NH-(式中、Eは、O、NH、N(アルキル)、若しくはSである。)を表し;
qは、0以上及び10以下の数であり;好ましくは、qは、0より大きいか、又は2+qは、2より大きく4以下の数、又は4より大きく10以下の数である。
Kは、0は、0~20の数であり;
Aは、炭素及び窒素から選択され;
nは、2又は3であり、ここで、Aが、sp3炭素である場合、n=3であり、Aが、sp2炭素若しくは窒素である場合、n=2であり;
mは、0~500の整数であり;
Dは、mの出現ごとに、-O-、-C(O)-、-Aryl-、-C≡C-、-N=N-、-S-、-S(O)-、-S(O)(O)-、-(CT2)i-、-N(T)-、-Si(T)2(CH2)i-、-(Si(T)2O)i-、-C(T)=C(T)-、-C(T)=N-、-C(T)=、-N=、又はそれらの組み合わせから独立して選択される二価のスペーサであり、
単結合のD中の各例に対して、単結合がそれに結合され、二重結合のD中の各例に対して、二重結合がそれに結合され;
各Tは、水素、F、Cl、Br、I、C1-C8アルキル、C1-C8アルコキシ、置換アミノ、又は置換アリールを含む1価の単位から、出現ごとに選択され;
ここで、各Tはまた、2価のDmから選択することができ、同じくDmから選択される別の2価のTに結合し、環構造を形成し;
iは、1~40の整数であり;
Zは、水素、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、ヒドロキシ、アミノ、ビニル、アルキニル、アジド、シリル、シロキシ、シリルヒドリド、チオ、イソシアネート、保護されたイソシアネート、エポキシ、アジリジノ、カルボキシレート、F、Cl、Br、I、又はマレイミド基から選択され;及び
Gは、nの出現ごとに、水素、-Dm-Z、又は以下の構造(VII-b)による自己修復部分から独立して選択され、
(Z-Dm)jX-Dm- (VII-b);
(式中、
Xは、多重水素結合基又はジスルフィド基であり;
Xが2価の場合はj=1、Xが1価の場合はj=0である。)である。
[UPy-(Dm-U-Dm)(2+q)]-[A(G)(n-1)-Dm]k-Z (VII);
式中、
UPyは、UPy基を表し、UPy基は2-ウレイド-4-ピリミジノンであり;
Uは、-NHC(O)E-又は-EC(O)NH-(式中、Eは、O、NH、N(アルキル)、若しくはSである。)を表し;
qは、0以上及び10以下の数であり;好ましくは、qは、0より大きいか、又は2+qは、2より大きく4以下の数、又は4より大きく10以下の数である。
Kは、0は、0~20の数であり;
Aは、炭素及び窒素から選択され;
nは、2又は3であり、ここで、Aが、sp3炭素である場合、n=3であり、Aが、sp2炭素若しくは窒素である場合、n=2であり;
mは、0~500の整数であり;
Dは、mの出現ごとに、-O-、-C(O)-、-Aryl-、-C≡C-、-N=N-、-S-、-S(O)-、-S(O)(O)-、-(CT2)i-、-N(T)-、-Si(T)2(CH2)i-、-(Si(T)2O)i-、-C(T)=C(T)-、-C(T)=N-、-C(T)=、-N=、又はそれらの組み合わせから独立して選択される二価のスペーサであり、
単結合のD中の各例に対して、単結合がそれに結合され、二重結合のD中の各例に対して、二重結合がそれに結合され;
各Tは、水素、F、Cl、Br、I、C1-C8アルキル、C1-C8アルコキシ、置換アミノ、又は置換アリールを含む1価の単位から、出現ごとに選択され;
ここで、各Tはまた、2価のDmから選択することができ、同じくDmから選択される別の2価のTに結合し、環構造を形成し;
iは、1~40の整数であり;
Zは、水素、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、ヒドロキシ、アミノ、ビニル、アルキニル、アジド、シリル、シロキシ、シリルヒドリド、チオ、イソシアネート、保護されたイソシアネート、エポキシ、アジリジノ、カルボキシレート、F、Cl、Br、I、又はマレイミド基から選択され;及び
Gは、nの出現ごとに、水素、-Dm-Z、又は以下の構造(VII-b)による自己修復部分から独立して選択され、
(Z-Dm)jX-Dm- (VII-b);
(式中、
Xは、多重水素結合基又はジスルフィド基であり;
Xが2価の場合はj=1、Xが1価の場合はj=0である。)である。
[0142]構造(VII)によるオリゴマーは、それが組み込まれるコーティング又は組成物に自己修復特性及び/又は応力緩和挙動を付与するために使用することができる。これは、コーティング、接着剤、3D印刷用途の構築材料、又は多層光学デバイスなど、様々な最終用途でそのような特性を付与するために使用でる。このような多層光学デバイスには、光学フィルム、偏光子、電子機器ディスプレイ、照明デバイス、眼科用レンズ、顕微鏡レンズ、レーザミラー、イメージングレンズ、又は光ファイバ用途が含まれるが、これらに限定されない。好ましい実施形態において、構造(VII)によるオリゴマーは、光ファイバをコーティングするための組成物において使用される。好ましい実施形態では、光ファイバコーティング組成物は、任意選択の反応性モノマー及び/又はオリゴマー成分、光開始剤成分、並びに構造(VII)によるオリゴマーを含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる自己修復成分を含む。
[0143]本発明の第2の態様の様々な実施形態によれば、第1の態様の組成物に関して前述したように、構造(VII)による自己修復オリゴマーは、関連組成物、好ましくは光ファイバコーティング組成物を伴っており、十分な量の自己修復成分が存在するべきである。したがって、一実施形態では、構造(VII)による自己修復オリゴマーを含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる自己修復成分は、関連する組成物全体の重量に対して、30重量%超、又は40重量%を超える、又は50重量%を超える、又は60重量%を超、又は70重量%超、又は80重量%超、又は30重量%超~100重量%まで、又は30重量%超~90重量%、又は70重量%超、又は80重量%超、又は30重量%超~100重量%まで、又は30重量%超~90重量%、又は40重量%~80重量%、又は40重量%~70重量%、又は50重量%~100重量%、又は50重量%~80重量%、又は50重量%~75重量%の量で存在する。
[0144]第2の態様による他の実施形態では、構造(VII)による自己修復オリゴマーが会合する組成物は、特定の最小量より多い自己修復部分を有する。構造(VII)による自己修復オリゴマーは、自己修復部分としてUPy基を有するため、一実施形態では、組成物は、組成物100g当たり0.015当量超の、又は0.015~0.5当量、又は0.015~0.2、又は0.015~0.15、又は0.015~0.1、又は又は0.015~0.5当量、又は0.015~0.2、又は0.015~0.15、又は0.015~0.1、又は0.02~0.2、又は0.02~0.15、又は0.02~0.1、又は0.02~0.08、又は0.02~0.05;又は0.022~0.15、又は0.022~0.1、又は0.022~0.08、又は0.022~0.05、又は0.022~0.045;又は0.025~0.20;又は0.037~0.15、又は0.037~0.1、又は0.037~0.08、又は0.037~0.05当量でUPy基を有する。
[0145]構造(VII)による自己修復オリゴマーが会合する製剤に使用される様々な成分の量は、特定の意図された用途の要件に適合するように様々な量に調整することができる。しかし、一実施形態では、反応性モノマー及び/又はオリゴマー成分は、10重量%~65重量%、又は10重量%~55重量%、又は10重量%~50重量%、又はしかし、一実施形態では、反応性モノマー及び/又はオリゴマー成分は、10重量%~65重量%、又は10重量%~55重量%、又は10重量%~50重量%、又は20重量%~40重量%存在し;自己修復成分は、30重量%~100重量%、又は30重量%~80重量%、又は30~75重量%存在し、
又は30~70重量%、又は30~60重量%;又は40重量%~80重量%、又は40重量%~75重量%、又は40重量%~70重量%、又は40重量%~60重量%で存在し;光開始剤は、0.01重量%~5重量%まで、又は0.1重量%~3重量%まで存在し;及び添加剤は0重量%~59.99重量%存在し;各成分は、100重量%まで添加される。
又は30~70重量%、又は30~60重量%;又は40重量%~80重量%、又は40重量%~75重量%、又は40重量%~70重量%、又は40重量%~60重量%で存在し;光開始剤は、0.01重量%~5重量%まで、又は0.1重量%~3重量%まで存在し;及び添加剤は0重量%~59.99重量%存在し;各成分は、100重量%まで添加される。
[0146]同様に、構造(VII)の自己修復オリゴマーが会合する特定の用途の要件に応じて、付随する組成物の粘度は著しく変化し得る。しかしながら、構造(VII)の自己修復オリゴマーが組み込まれる実施形態などの実施形態、すなわち、光ファイバコーティング組成物では、組成物は、50s-1のせん断速度及び25℃の温度で測定される、40パスカル秒(Pa・s)未満、又は30Pa・s未満、又は15Pa・s未満、又は10Pa・s未満、又は1Pa・s未満、又は1Pa・sから~20Pa・s、又は1Pa・s~15Pa・s、又は1Pa・s~10Pa・s、又は0.05~5Pa・s、又は0.05~1Pa・sの全体的な粘度を有するように構成されるべきである。粘度が低すぎると、コーティングプロセス中に光ファイバコーティング組成物がガラスファイバに適切に接着しない場合があり;逆に、粘度が高すぎると、従来の光ファイバコーティングプロセスの線引き速度ではコーティング組成物をガラスファイバに十分に速く適用できない場合がある。
[0147]組成物の粘度を適切に調整する方法の1つは、構造(VII)による自己修復オリゴマーの分子量を制御することである。本発明者等は、特定の数の連結ウレタン基を有する構造(VII)による自己修復オリゴマーを処方することにより、構造(VII)による自己修復オリゴマーの粘度及び/又は溶解度の両方を所望のレベルに維持することが可能である。したがって、一実施形態では、構造(VII)による自己修復オリゴマーは、少なくとも3つのウレタン連結基、又は少なくとも4個のウレタン結合基、又は3個~6個のウレタン結合基、又は3個~5個のウレタン結合基、又は4個~5個のウレタン結合基を有する。構造(VII)による自己修復オリゴマーが3~4個のウレタン連結基を有するように構成されている場合、オリゴマーは理想的には500~4500、又は1000~4500g/molのMWtheoを有する。一方、構造(VII)による自己修復オリゴマーが4~5個のウレタン連結基を有する場合、オリゴマーは、500~8000、又は1000~8000g/molのMWtheoを有する。
[0148]ウレタン結合基の有無や数に関係なく、様々な実施形態において、構造(VII)による自己修復オリゴマーは、500と8000との間;又は500と5000との間、又は500と4500との間;又は500と4000との間;又は500と3000との間;又は500と2000との間;又は500と1500との間;又は500と1000との間;又は500と900との間;又は500と700との間;又は700と4000との間;又は700と3000との間;又は700と2000との間;又は700と1500との間;又は700と1000との間;又は900と4000との間;又は900と3000との間;又は900と2000との間;又は900と1500との間;又は1000と4000との間;又は1000と3000との間;又は1000と2000との間;又は1000と1500との間の理論分子量(MWtheo)(g/mol)を有する。構造(VII)による自己修復オリゴマーの分子量が高すぎる場合、自己修復オリゴマーの関連組成物への溶解を阻害する効果を有する可能性があり、及び/又は自己修復部分の含有量が、組成物に関連する硬化物品の自己修復及び/又は応力緩和効果が損なわれる可能性がある程度まで希釈される。一方、分子量が低すぎると、関連組成物の硬化性及び/又は機械的特性が悪影響を受ける可能性がある。
[0149]好ましい実施形態では、構造(VII)による自己修復オリゴマーのUPyは、以下の構造(VIII-a)又は(VIII-b)のいずれかによって表される:
式中、Rは、構造(VII)の残りの部分を表し、D、m、及びZは、上記の構造(VII)に関して定義した通りである。
式中、Rは、構造(VII)の残りの部分を表し、D、m、及びZは、上記の構造(VII)に関して定義した通りである。
[0150]特定のUPy基に加えて、構造(VII)による自己修復オリゴマーは、追加の自己修復基を有することができる。これらの基は、追加のUPy基、他の水素結合基、又は上記の本明細書の他の箇所に記載のジスルフィド基などの他の自己修復部分をまとめて含み得る。一実施形態では、Xは、多水素結合基又はジスルフィド基である。上記の水素結合基はUPy基であってもよい。
[0151]構造(VII)による自己修復オリゴマーのいくつかの特定の例が考えられる。それらの中には、線状又は分岐状構造、様々な結合基及び/又は3つ以上のウレタン結合基を有するもの、及びアクリレート、ヒドロキシル、アミン、シアネート、及び/又はUPy基で末端化されたものを含む。構造(VII)によるそのような特定の潜在的なオリゴマー構造の2つの非限定的な例は、以下を含むが、これらに限定されない:
式中、nは、構造のMWtheoが500~8000g/mol間、好ましくは500~4500g/molに維持されるような整数である。
式中、nは、構造のMWtheoが500~8000g/mol間、好ましくは500~4500g/molに維持されるような整数である。
[0152]上に見られるように、構造(IX)による自己修復オリゴマーは線状であり、3つの連結ウレタン基を有し(本明細書の目的のために、UPy基に隣接するウレタン基がそれと会合していると推定される)、UPy基の反対側の鎖末端のアクリレート基で終了する。これの他のバリエーションは、構造(VII)による自己修復オリゴマーと一致するガイドラインに従って本発明が適用される当業者によって企図され得る。
[0153]構造(VII)による、及び本発明の第2の態様による特定の自己修復オリゴマーのさらなる例は、次の通りである:
式中、nは、構造のMWtheoが500~4500g/mol間に維持されるような整数である。
式中、nは、構造のMWtheoが500~4500g/mol間に維持されるような整数である。
[0154]構造(VII)による自己修復オリゴマーのまたさらなる特定の例は、分岐状構造、例えば以下の1つ又は複数を含む:
式中、nは、構造のMWtheoが500~18000g/mol間、又は500~4500g/molに維持されるような整数である。
式中、nは、構造のMWtheoが500~18000g/mol間、又は500~4500g/molに維持されるような整数である。
[0155]前述の構造例(IX)~構造例(XXI)は、限定的な例であることを企図されるものではない。当業者によって上記の構造(IX)から(XXI)の他の変形は、本発明が、本明細書の他の箇所に記載されている構造(VII)による自己修復オリゴマーのより広いガイダンスに従って適用されるものである。
[0156]様々な実施形態において、構造(VII)による自己修復オリゴマーは、重合可能な部分も同様に含む。存在する場合、重合性部分は好ましくは、ビニル基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、マレイミド基などの放射線硬化性部分を含むが、ヒドロキシ、アミノ、アルキニル、アジド、アジリジノ、シリル、シロキシ、シリルヒドリド、チオ、イソシアネート、保護イソシアネートネート、エポキシ、アジリジノ、カルボキシレート、F、Cl、Br、I、又は同様の基などの他の反応基を、これらに限定されないが、使用することもできる。
[0157]一実施形態では、構造(VII)による自己修復オリゴマーは、(メタ)アクリレート基を含む。構造(VII)による自己修復オリゴマーが、自己修復成分の一部又は全体を形成する組成物の一部として存在する場合、前記自己修復成分は、任意の適切な量の(メタ)アクリレート基、例えば、組成物100g当たり0.015~0.1当量の(メタ)アクリレート基、又は0.03~0.1当量、又は0.037~0.1当量、又は0.03~0.08当量、又は0.03~0.05当量、又は0.037~0.08当量、又は0.037~0.05当量の(メタ)アクリレート基を有することができ
[0158]他の実施形態では、重合性基は、配合物全体の他の成分にも、又は代替的に存在することができる。一実施形態では、構造(VII)による自己修復オリゴマーが組み込まれる組成物は、(メタ)アクリレート基を有し、このような(メタ)アクリレート基は、自己修復成分、モノマー成分、及びオリゴマー成分に;又は自己修復成分とモノマー成分に;又は自己修復成分とオリゴマー成分に;又はモノマー成分とオリゴマー成分に;又は単にモノマー成分に;又は単にオリゴマー成分に存在する。そのような実施形態では、組成物は、任意の適切な量の(メタ)アクリレート官能基、例えば、組成物100g当たり0.1~0.4当量、又は0.1~0.3当量、又は0.1~0.25当量、又は0.15~0.4当量、又は0.15~0.3当量、又は0.15~0.25当量、又は0.15~0.2当量の(メタ)アクリレート基を有し得る。
[0159]本発明者等は、自己修復部分に対する組成物中の重合性基の量が、互いに対して特定の比率内に維持される場合、構造(VII)による自己修復オリゴマーを含むコーティング(光ファイバコーティングなど)の有効性と有用性が向上し得ることを発見した。したがって、一実施形態では、組成物は、14未満、又は10未満、又は8未満、又は6未満、又は5未満、又は1~14、又は1~10、又は1~8、又は1~6、又は1~5、又は3~10、又は3~8、又は3~5の組成物における自己修復基の当量に対する重合性基の当量の比を有する。
[0160]任意の自己修復オリゴマー又は構造(VII)によるオリゴマーの特定の有効性を効果的に定量化するために、前記自己修復オリゴマー又は構造(VII)によるオリゴマーが組み込まれた組成物の硬化生成物の自己修復及び/又は応力緩和特性を測定することが好ましい場合がある。
[0161]具体的には、所定の硬化条件セットに従って一定量の未硬化組成物を処理し、所定の硬化条件セットに従って、一定量の未硬化組成物を処理し、その後、初期硬化後の特定の物理特性を測定する場合、次に、後続の時間において、何らかの制御された方法で硬化製品に損傷を与え、上記の本明細書の他の箇所で説明したように、硬化製品が自己修復するための期間を置いた後、自己修復力及び/又は応力緩和能力を評価することが可能である。
[0162]本発明の第3の態様は、コア層及びクラッド層を任意に含むガラスファイバを含む自己修復コーティングされたファイバであり;第1のコーティング層はガラス繊維の周りに配置され、ガラス繊維と接触し;インク層は、第1のコーティング層又は第2のコーティング層の周りに配置され、それらと接触することができ;第1のコーティング層は:(a)第1の態様の実施形態のいずれかによる、及び/又は(b)第2の態様の実施形態のいずれかによるオリゴマーを含む。
[0163]一実施形態では、自己修復光ファイバは、40倍又は100倍の倍率で顕微鏡イメージングを介して視覚的に決定されるように、20%超、又50%超、又は75%超、又は90%超のコーティング層に形成されたキャビテーションを、48時間以内、又は好ましくは8時間以内、又は好ましくは1時間以内、又は好ましくは5分以内、又は好ましくは1分以内に修復するように構成される一方で、自己修復コーティングされた光ファイバは、80℃未満、又は好ましくは60℃未満、又は好ましくは50℃、又は好ましくは25℃未満の温度に維持される。
[0164]自己修復コーティングされた光ファイバは、ガラス光ファイバを取り囲む任意の数のコーティング層を含むことができるが、好ましい実施形態では、自己修復コーティングされた光ファイバは少なくとも2つの層を含む。そのような実施形態では、繊維の周りに配置され、繊維と接触する層は一次コーティングであり、一方、一次コーティング層の周囲に配置され、一次コーティング層と接触する層は二次コーティングと呼ばれる。そのような実施形態では、繊維の周りに配置され繊維と接触する層は一次コーティングであり、一方、一次コーティング層の周囲に配置され、一次コーティング層と接触する層は、二次コーティングと呼ばれる。インク層が存在する場合、それは自己修復コーティングされた光ファイバの最外層であることが好ましい。他の多層コーティングシステムが知られており、例えば、本明細書中で参照により援用されるWO2017173296に開示されている。
[0165]この第3の態様によれば、コーティング層又は一次コーティング層は、好ましくは、本発明の第1の態様のいずれか及び/又は本発明の第2の態様の自己修復オリゴマーを組み込む放射線硬化性組成物の硬化生成物である。
[0166]本発明の第3の態様の実施形態では、任意のタイプの光ファイバを使用することができる。しかしながら、好ましい実施形態では、コーティングされた光ファイバは、波長1310nmで8~10μmのモードフィールド径、又は波長1550nmで9~13μmのモードフィールド径、及び/又は20~200μm2の有効面積を有する。そのようなファイバは、より高いライン速度又は処理速度を利用するこれらのファイバのコーティングプロセスの予想される需要を考えると、シングルモード及び/又は大有効面積ファイバであり得る。しかしながら、マルチモードファイバなどの他のファイバタイプも同様に使用することができる。
[0167]現場での適用において、本発明の第3の態様による自己修復光ファイバは、初期ファイバ処理中に従来の光ファイバよりも少ないキャビテーションを示すことができる。さらに、ケーブルの設置及び現場での使用後、時間の経過とともに減少された数のキャビテーションを示す場合もある。これは、追加の応力又はキャビテーションが、コーティングされた光ファイバに加えられる物理的及び/又は熱力によって誘発されるためであり、本発明によるコーティングの自己修復特性及び/又は応力緩和挙動により、構造の再配置が可能になり、これにより、コーティングの内部応力が減少及び/又は平衡化される。時間が経つにつれて、自己修復被コーティングされた光ファイバが配置される環境の温度に部分的に依存して、関連するキャビテーションの少なくとも一部又はすべてを低減又は排除することさえ可能になり得る。一実施形態では、本発明の第3の態様による自己修復被コーティングされた光ファイバの一次コーティング中のキャビテーションは、ファイバが50℃又は25℃に維持される一方で、数日以内、又は1日以内、又は10分以内、又は5分以内、又は1分以内に視覚的に減少及び/又は排除される。好ましい実施形態では、一次コーティングのキャビティは、繊維が30℃又は25℃に維持される一方で、1時間以内、又は数日以内、又は1日以内、又は30分以内、又は10分以内、又は5分以内、又は1分以内に減少及び/又は消失する。
[0168]本発明による自己修復一次コーティング組成物でコーティングされたシミュレートされた光ファイバにおけるキャビテーションの除去は、図2A~図2Eに示される写真(倍率100倍で撮影)によって表される。このような図では、ワイヤは不透明で暗い色の層として表示される。本発明によるコーティング組成物は、ステンレス鋼ワイヤに適用され、その上で硬化されて、一次コーティングを形成した。このような一次コーティングは、図2A~図2Eでステンレス鋼ワイヤと接触する最初の半透明層として目に見える。次に、一次コーティングを、最も外側の半透明層として現れる二次コーティングでさらにコーティングして、コーティングされた光ファイバの形状をシミュレートする方法で自己修復コーティングされたワイヤを作成した。図2Aに示す写真の直前に、示されている自己修復コーティングされたワイヤのセクションをハンマーで叩いて、一次コーティングに深刻なキャビテーションイベントを誘発している。このようなキャビテーションは(通常)透明なコアの周りに影付きのリングがあるリング状の泡としてて目に見える。自己修復コーティングされたワイヤの同じ部分を室温で2時間放置した後、図2Bの写真を撮影した。見えるように、キャビテーションの量はこの時点ですでにかなり減少しており、自己修復挙動を示している。次に、自己修復コーティングされたワイヤの同じ部分を30℃に加熱し、その温度で30分間放置した後、図2Cの写真を撮影した。この時点で、一次コーティングに存在するキャビテーションの量は大幅に減少し、少なくとも40%超減少した。次に、自己修復コーティングワイヤの同じ部分を60℃に加熱し、その温度で60分間維持した後、図2Dの写真を撮影した。この時点までに、目視検査ですべてのキャビテーションが除去されていた。最後に、従来のコーティングされた光ファイバで発生することが知られているように、キャビテーションが冷却時に再形成されないようにするために、自己修復コーティングワイヤの同じ部分を-30℃に冷却し、この温度で10分間維持した後、図2Eの写真を撮影した。見てわかるように、キャビテーションは再発生せず、これは、ポリマーネットワークが再編成され、単純に拡大したのではないことを示唆している。
[0169]必須ではないが、通常、自己修復光ファイバは、修復が望まれる温度よりも低いガラス転移温度を自己修復コーティング層が有するように構成されることが望ましい。いかなる理論にも拘束されることを望むものではないが、コーティングの自己修復能力は、本質的にポリマー鎖のセグメント運動に結びついていると考えられている。したがって、結晶構造又はガラス状態の構造は、コーティングに存在する自己修復部分の移動及び/又は再配置の能力を最小限に抑えると考えられているため、コーティングが結晶状態又はガラス状態にならないようにすることが好ましい(非結晶性、アモルファス樹脂の場合)。
したがって、一実施形態では、コーティング層及び/又は一次コーティング層のガラス転移温度は、25℃未満、又は20℃未満、又は10℃未満、又は0℃未満、又は-10℃未満、又は-20℃未満、又は-30℃未満である。
したがって、一実施形態では、コーティング層及び/又は一次コーティング層のガラス転移温度は、25℃未満、又は20℃未満、又は10℃未満、又は0℃未満、又は-10℃未満、又は-20℃未満、又は-30℃未満である。
[0170]本発明の第4の態様は、ガラスファイバをコーティング組成物、場合によっては一次コーティング組成物でコーティングすることを含む、光ファイバをコーティングする方法であって、これは、第1の態様の実施形態のいずれかに従って記載された組成物のいずれかの硬化生成物であり、及び/又は第2の態様による自己修復オリゴマーのいずれかを使用する。
[0171]光ファイバをコーティングする方法はよく知られている。一実施形態では、本方法は:好ましくは線引き塔を通してガラス光ファイバを線引きすることによって、ガラス光ファイバを提供することと;ガラス光ファイバの表面上に一次コーティング組成物を適用することと;任意選択的に、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のに十分なUV光を含む放射線エネルギーの線量を与えることと;二次コーティング組成物を一次コーティング組成物に適用することと;前記一次コーティング組成物及び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出することができる少なくとも1つの放射線源に前記一次コーティング組成物及び前記二次コーティング組成物を暴露して、光ファイバの表面上に硬化した一次コーティングを形成し、硬化した一次コーティングの表面上に硬化した二次コーティングを形成することとを含む。
[0172]本発明の第5の態様は、光ファイバケーブルであり、光ファイバは、本発明の第3の態様の実施形態のいずれかによる少なくとも1つの光ファイバを含む、及び/又は光ファイバは、本発明の第1の態様の実施形態のいずれかによる組成物の硬化生成物である、及び/又は第2の態様の自己修復オリゴマーのいずれかを利用する、及び/又は光ファイバは、本発明の第4の態様の実施形態のいずれかに従ってコーティングされたものである。
[0173]本発明の改善された自己修復コーティングされた光ファイバは、本明細書で上記に特定された成分の選択を介して配合することができ、さらに、本明細書の調合ガイドラインに従うことによって、及び以下の実施例に示される実施形態で採用される一般的なアプローチから外挿することによって、本発明が適用される当業者によって容易に調整される。以下のそのような実施例は、本発明をさらに説明するが、当然ながら、その範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
[0174]これらの例は、本発明の実施形態を例示する。表1は、本実施例で使用される組成物の様々な成分を記載する。表2は、表1の試薬から作製されたオリゴマーの様々なさらなる態様を示しており、その合成については、以下でさらに説明する。表3A~表3Dは、表1に記載された成分及び表2に特徴付けられたオリゴマーから作製された全調合物についての試験結果を示す。
オリゴマーの合成
[0175]本明細書で使用されるオリゴマーは、当業者によって容易に認識され得る分子量の統計的分布を有する混合物をもたらすように作製された。このセクション及び本明細書の他の箇所の構造は、特に断りのない限り、設計された平均又は「理想的な」構造のみを示している。
[0175]本明細書で使用されるオリゴマーは、当業者によって容易に認識され得る分子量の統計的分布を有する混合物をもたらすように作製された。このセクション及び本明細書の他の箇所の構造は、特に断りのない限り、設計された平均又は「理想的な」構造のみを示している。
[0176]具体的には、オリゴマー1を作製するために、AHMP(2-アミノ-4-ヒドロキシ-6-メチル-ピリミジン、12.5g、0.1mol)とTMDI(42g、0.2mol)の混合物を、4つ口フラスコ(500ml)に置き、窒素でパージした。次いで、PPG-1000(100g、0.1mol)と0.03gのジブチルスズジラウレート(DBTDL、0.03g、0.0475mmol)の添加する前に、混合物を窒素下、145℃で3.5時間撹拌した。得られた混合物をさらに90℃で3時間撹拌し、その後80℃に冷却した。次に、得られた反応混合物を、体積比1:3の空気/窒素からなるガスでパージした。次に、DBTDL(0.05g、0.079mmol)、BHT(0.24g、1.1mmol)、及び2-ヒドロキシエチルアクリレート(HEA、11.6g、0.1mol)を順次添加した。1:3の空気/窒素気体混合物のパージ下にある間に、反応混合物をさらに80℃でさらに2時間撹拌して、粘性液体として以下に示す平均構造(XXII)を有する最終生成物混合物を得た。生成物はその後、さらに精製することなく次の調合物に使用することができた。設計された構造(XXII)を以下に示す。
[0177]オリゴマー2を作製するために、HEAの代わりに2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)を使用したことを除いて、上記のオリゴマー1の合成を得る手順に従った。粘性液体生成物は、平均構造(XXIII)を有するオリゴマーの混合物であった。生成物はその後、さらに精製することなく次の調合物に使用することができた。設計された構造(XXIII)を以下に示:
[0178]オリゴマー3を作製するために、AHMPの代わりに2-エチル-1-ヘキシルアミンを使用したことを除いて、上記のオリゴマー1の合成を得る手順に従った。得られた粘性液体生成物は、さらに精製することなくオリゴマーの混合物として提供され、以下に示すような平均構造(XXIV)を有する。
[0179]オリゴマー4を作製するために、AHMP(12.5g、0.1mol)とIPDI(44.4g、0.2mol)の混合物を4つ口フラスコ(500ml)に置き、窒素でパージした。次いで、得られた混合物を、窒素下、155℃で3時間撹拌した後、PPG-1000(100g、0.1mol)及び0.03gのジブチルスズジラウレート(DBTDL、0.03g、0.0475mmol)を添加した。次いで、得られた混合物を115℃で3時間撹拌し、その後90℃に冷却した。次いで、反応混合物を、体積比1:3の空気と窒素からなる気体混合物でパージした。次いで、DBTDL(0.05g、0.079mmol)、BHT(0.24g、1.1mmol)、及びHEA(11.6g、0.1mol)をそれぞれ順次添加した。1:3空気/窒素混合物のパージ下にある間に、反応混合物を90℃でさらに2時間さらに撹拌して、平均構造(XXV)を有する最終生成物混合物を粘性液体として得た。生成物はその後、さらに精製することなく次の調合物に使用することができた。設計された構造 (XXV) を以下に示す:
[0180]オリゴマー5を作製するために、HEAの代わりにHEMAを使用したことを除いて、上記のオリゴマー4の合成を得る手順に従った。粘性液体生成物は、平均構造(XXVI)を有するオリゴマーの混合物であった。生成物はその後、さらに精製することなく次の調合物に使用することができた。設計された構造(XXVI)を以下に示す:
[0181]オリゴマー6を作製するために、AHMP(8.75g、0.07mol)とIPDI(44.4g、0.2mol)の混合物を4つ口フラスコ(250ml)に置き、窒素でパージした。次いで、混合物を窒素下、155℃で3時間撹拌し、その後、PPG-1000(100g、0.1mol)及び0.03gのDBTDL(0.03g、0.0475mmol)を添加した。得られた混合物を115℃で3時間撹拌し、その後90℃に冷却した。次いで、反応混合物を、体積比1:3の空気と窒素の気体混合物でパージした。次に、DBTDL(0.05g、0.079mmol)、BHT(0.24g、1.1mmol)、及びHEA(15.08g、0.13mol)を順次添加した。依然として、1:3空気/窒素混合物のパージ下にある間に、反応混合物を引き続き90℃でさらに2時間撹拌して、以下に示すような平均構造(XXVII)を有する最終オリゴマー混合物を粘性液体として得た。その後、生成物は、さらに精製することなく、次の調合物に使用できるようになった:
[0182]オリゴマー7を作製するために、AHMPの代わりに2-エチル-1-ヘキシルアミンを使用したことを除いて、上記のオリゴマー6の合成に使用した手順に従った。得られた粘性液体生成物は、さらに精製することなく、以下に示す平均構造(XXVIII)を有するオリゴマーの混合物として提供された:
[0183]オリゴマー8を作製するために、PPG-1000の代わりにPPG-600を使用したことを除いて、上記のオリゴマー1の合成を得る手順に従った。粘性液体生成物は、平均構造(XXIX)を有するオリゴマーの混合物であった。生成物はその後、さらに精製することなく次の調合物に使用することができた。設計された構造(XXIX)を以下に示す:
[0184]オリゴマー9を作製するために、PPG-1000の代わりにPPG-2000を使用したことを除いて、上記のオリゴマー1の合成を得る手順に従った。粘性液体生成物は、平均構造(XXX)を有するオリゴマーの混合物であった。生成物はその後、さらに精製することなく次の調合物に使用することができた。設計された構造(XXX)を以下に示す:
[0185]オリゴマー10を生成するために、AHMP(15.2g、0.12mol)とTMDI(51.58g、0.24mol)の混合物を4口フラスコ(250ml)に置き、窒素でパージした。次いで、混合物を窒素下、145℃で3.5時間攪拌した後、ジスルフィドジオール(2-ヒドロキシエチルジスルフィド、18.82g、0.12mol)、DBTDL(0.02g、0.0317mmol)及び酢酸ブチル(40g)を添加した。得られた混合物をさらに100℃で3時間撹拌し、その後90℃に冷却した。次に、得られた反応混合物を、体積比1:3の空気/窒素からなるガスでパージした。次いで、DBTDL(0.03g、0.0475mmol)、BHT(0.15g、0.68mmol)、及びHEA(14.2g、0.12mol)を順次添加した。1:3の空気/窒素気体混合物のパージ下にある間に、反応混合物をさらに90℃でさらに2時間撹拌して、粘性液体として以下に示す平均構造(XXXI)を有する最終生成物混合物を得た。生成物はその後、さらに精製することなく次の調合物に使用することができた。設計された構造(XXXI)を以下に示す。
[0186]オリゴマー11を作製するために、HEAの代わりに3-(アクリロイルオキシ)-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート(AMG)を使用したことを除いて、上記のオリゴマー1の合成を得る手順に従った。粘性液体生成物は、平均構造(XXXII)を有するオリゴマーの混合物であった。生成物はその後、さらに精製することなく次の調合物に使用することができた。設計された構造(XXXII)を以下に示す:
[0187]オリゴマー12を作製するために、AHMP(7.42g、0.059mol)とTMDI(25.19g、0.12mol)の混合物を4口フラスコ(250ml)に入れ、窒素でパージした。次いで、混合物を窒素下、145℃で3.5時間撹拌した後、PPG-1000(59.8g、0.0598mol)とDBTDL(0.02g、0.0317mmol)を添加した。得られた混合物をさらに100℃で3時間撹拌し、その後90℃に冷却した。次に、得られた反応混合物を、体積比1:3の空気/窒素からなるガスでパージした。次いで、DBTDL(0.03g、0.0475mmol)、BHT(0.15g、0.68mmol)、IEA(2-イソシアネートエチルアクリレート、4.64g、0.03mol)及びグリセリン(2.75g、0.03mol)を順次添加した。1:3の空気/窒素気体混合物のパージ下にある間に、反応混合物をさらに90℃でさらに2時間撹拌して、粘性液体として以下に示す平均構造(XXXIII)を有する最終生成物混合物を得た。生成物はその後、さらに精製することなく次の調合物に使用することができた。設計された構造(XXXIII)を以下に示す。
[0188]オリゴマー13を作製するために、AHMP(7.71g、0.062mol)とTMDI(26.16g、0.124mol)の混合物を4つ口フラスコ(250ml)に入れ、窒素でパージした。次いで、混合物を窒素下、145℃で3.5時間撹拌した後、PPG-1000(62.1g、0.062mol)とDBTDL(0.02g、0.0317mmol)を添加した。得られた混合物をさらに100℃で3時間撹拌し、その後90℃に冷却した。次に、得られた反応混合物を、体積比1:3の空気/窒素からなるガスでパージした。次いで、DBTDL(0.03g、0.0475mmol)、BHT(0.15g、0.68mmol)、及びエチレングリコール(3.83g、0.062mol)を順次添加した。1:3の空気/窒素気体混合物のパージ下にある間に、反応混合物をさらに90℃でさらに2時間撹拌して、粘性液体として以下に示す平均構造(XXXIV)を有する最終生成物混合物を得た。生成物はその後、さらに精製することなく次の調合物に使用することができた。設計された構造(XXXIV)を以下に示す:
[0189]オリゴマー14を作製するために、AHMP(7.58g、0.06mol)とTMDI(25.68g、0.12mol)の混合物を4つ口フラスコ(250ml)に入れ、窒素でパージした。次いで、混合物を窒素下、145℃で3.5時間撹拌した後、PPG-1000(57.8g、0.0578mol)、PDMS-ジオール550(ヒドロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン)、Mn=550、1.67g、0.003mol)及びDBTDL(0.02g、0.0317mmol)を添加した。得られた混合物をさらに100℃で3時間撹拌し、その後90℃に冷却した。次に、得られた反応混合物を、体積比1:3の空気/窒素からなるガスでパージした。次いで、DBTDL(0.03g、0.0475mmol)、BHT(0.15g、0.68mmol)、及びHEA(7.07g、0.06mol)を順次添加した。依然として1:3空気/窒素ガス混合物のパージ下にある間に、反応混合物を90℃でさらに2時間さらに撹拌して、以下に示す平均構造(XXXV)を有する最終オリゴマー混合物を粘性液体として得た。生成物はその後、さらに精製することなく次の調合物に使用することができた。設計された構造(XXXV)を以下に示す:
[0190]オリゴマー15を作製するために、PDMS-ジオール2500(ビス(3-アミノプロピル)末端ポリ(ジメチルシロキサン)、Mn=2500)をPDMS-ジオール550の代わりに使用したことを除いて、上記のオリゴマー14合成を得る手順に従った。粘性液体生成物は、平均構造(XXXVI)を有するオリゴマーの混合物であった。生成物はその後、さらに精製することなく次の調合物に使用することができた。設計された構造(XXXVI)を以下に示す:
[0191]オリゴマー16を作製するために、AHMP(5.89g、0.047mol)とTMDI(19.95g、0.094mol)の混合物を4つ口フラスコ(250ml)に入れ、窒素でパージした。次いで、混合物を窒素下、145℃で3.5時間撹拌した後、PPG-1000(33.05g、0.033mol)、PDMS-ジオール2500(35.43g、0.014mol)DBTDL(0.02g、0.0317mmol)を添加した。得られた混合物をさらに100 ℃で3時間撹拌し、その後90℃に冷却した。次に、得られた反応混合物を、体積比1:3の空気/窒素からなるガスでパージした。次いで、DBTDL(0.03g、0.0475mmol)、BHT(0.15g、0.68mmol)、及びHEA(5.48g、0.047mol)を順次添加した。依然として1:3空気/窒素ガス混合物のパージ下にある間に、反応混合物を90℃でさらに2時間さらに撹拌して、以下に示す平均構造(XXXVII)を有する最終オリゴマー混合物を粘性液体として得た。生成物はその後、さらに精製することなく次の調合物に使用することができた。設計された構造(XXXVII)を以下に示す:
[0192]オリゴマー17を作製するために、2-エチル-1-ヘキシルアミン(15.66g、0.121mol)とTMDI(51.29g、0.243mol)の混合物を4つ口フラスコ(250ml)に入れ、窒素でパージした。次いで、混合物を窒素下、125~145℃で3.5時間撹拌した後、ジスルフィドジオール(18.77g、0.121mol)とDBTDL(0.02g、0.0317mmol)を添加した。得られた混合物をさらに100℃で3時間撹拌し、その後90℃に冷却した。次に、得られた反応混合物を、体積比1:3の空気/窒素からなるガスでパージした。次いで、DBTDL(0.03g、0.0475mmol)、BHT(0.15g、0.68mmol)、及びHEA(14.08g、0.121mol)を順次添加した。依然として1:3の空気/窒素気体混合物のパージ下にある間に、反応混合物をさらに90℃でさらに2時間撹拌して、粘性液体として以下に示す平均構造(XXXVIII)を有する最終生成物混合物を得た。生成物はその後、さらに精製することなく次の調合物に使用することができた。設計された構造(XXXVIII)を以下に示す:
[0194]本明細書の目的のために、自己修復基を有するオリゴマー(オリゴマー1~2、4~6、及び8~17などであるが、これらに限定されない)は、自己修復成分の一部と見なされ得るが、自己修復基を有さないオリゴマー(オリゴマー3及び7などであるが、これらに限定されない)は、そのように特徴付けられない。
[0195]自己修復成分の一部と見なすことができる上記のオリゴマーの合成は、光ファイバをコーティングするための一次コーティング組成物など、光ファイバをコーティングするための組成物において有用であると期待される。これをさらに実証するために、これらのオリゴマーのサブセットを使用して様々な組成物を作製し、以下に説明するように調合及び評価した。以下のそのような組成物は、自己修復基を含まない上記の選択されたオリゴマーを利用する適切な対照と共に処方される。
調合物1~22
[0196]表3A~表Dに記載された処方の各々は、SpeedMixer(商標)での使用に適した100mlの混合カップ内で100gのサンプルを混合することによって調製された。具体的には、以下の表3A~表3Dに特定されるように、他の成分に加えて、オリゴマー及びモノマー成分を混合した。次に、混合物を手で予備混合して、オリゴマーが使用するモノマーに十分に混合されるようにし、その後、カップを閉じ、SpeedMixer(商標)DAC150FVZで3500rpmで3分間混合した。この後、混合操作を停止し、得られた混合物を適切な容器に移し、オーブンで75℃に加熱し、この温度で約1時間維持して、すべての成分を完全に溶解した。次に、試料をオーブンから取り出し、再度同じ方法でSpeedMixerでさらに3分間混合し、その後、シリルアクリレートを加えて、合計100gを得た。最後に、この混合物を同じ方法で再びSpeedMixerでさらに3分間混合した。
[0196]表3A~表Dに記載された処方の各々は、SpeedMixer(商標)での使用に適した100mlの混合カップ内で100gのサンプルを混合することによって調製された。具体的には、以下の表3A~表3Dに特定されるように、他の成分に加えて、オリゴマー及びモノマー成分を混合した。次に、混合物を手で予備混合して、オリゴマーが使用するモノマーに十分に混合されるようにし、その後、カップを閉じ、SpeedMixer(商標)DAC150FVZで3500rpmで3分間混合した。この後、混合操作を停止し、得られた混合物を適切な容器に移し、オーブンで75℃に加熱し、この温度で約1時間維持して、すべての成分を完全に溶解した。次に、試料をオーブンから取り出し、再度同じ方法でSpeedMixerでさらに3分間混合し、その後、シリルアクリレートを加えて、合計100gを得た。最後に、この混合物を同じ方法で再びSpeedMixerでさらに3分間混合した。
[0197]次に、これらの調合物を、以下に説明する方法に従って、UPy及び(メタ)アクリレート基のそれぞれの含有量に従って特徴付けた。次に、以下に説明する方法に従ってすべての調合物を試験し、それらの引張強度、伸び率、セグメントモジュラス、靭性、粘度、複数の温度でのフィルムの自己修復能力、及び応力緩和%のそれぞれを測定した。別途に示さない限り、UPy当量、(メタ)アクリレート当量、及びジスルフィド当量の値は、本明細書では小数点第3位に四捨五入して示されている。一方、セグメントのモジュラスとタフネスの値は小数点以下第2位を四捨五入し、引張強度は小数点以下第1位を四捨五入して表示している。粘度は、最も近い1センチポアズ単位で表示される。フィルムの修復の結果は、定性的な「はい」又は「いいえ」の2値で報告される。最後に、応力緩和とフィルムの機械的回復の値は、最も近い1%に四捨五入して表示される。これらの測定された特性のそれぞれの値は、以下の表3A~表3Dに報告されている。
UPy当量
[0198]所与の組成物についての「UPy当量」は、最初に、以下の式に従って、各UPy含有成分(Z)中のUPy基のモル量を計算することによって決定された:
式中、
=関連組成物全体の100gに対するそれぞれの成分Zの重量による量であり;
=Z成分1分子中に存在する2-ウレイド-4-ピリミジノン基の数;及び
は、成分Zの理論分子量(g/mol)である。本明細書の製剤のオリゴマー(UPy含有オリゴマーを含む)を作製する際に使用される反応物の理論分子量値を表2に報告する。
[0198]所与の組成物についての「UPy当量」は、最初に、以下の式に従って、各UPy含有成分(Z)中のUPy基のモル量を計算することによって決定された:
式中、
=関連組成物全体の100gに対するそれぞれの成分Zの重量による量であり;
=Z成分1分子中に存在する2-ウレイド-4-ピリミジノン基の数;及び
は、成分Zの理論分子量(g/mol)である。本明細書の製剤のオリゴマー(UPy含有オリゴマーを含む)を作製する際に使用される反応物の理論分子量値を表2に報告する。
[0200]UPy当量の値は、合計値に1000を乗じて「UPyミリ当量」として任意に表すことができるが、特に断りのない限り、本明細書の値はこのようには報告されない。明確にするために、「当量」又は「ミリ当量」が本明細書で特定される場合、特に明記しない限り、その値は、それが関連する組成物100gに関するものと解釈されるべきである。各調合物のUPy当量値を以下の表3Aに示す。
[0201]組成物の完全な処方が事前に知られていない場合、自己修復部分の当量は、本発明が適用される当業者によって理解されるように、サイズ排除クロマトグラフィ(SEC)、赤外線分光法、HPLC、MALDI-TOF質量分析法、又は核磁気共鳴(NMR)法のような任意の適切な方法を介して分析的に決定することがでる。
(メタ)アクリレート当量とジスルフィド当量
[0202](メタ)アクリレート当量とジスルフィド当量の値は、UPy基又はUPyを含む成分を評価する代わりという事実を除いて、上記の「UPy当量」と同じ方法で決定され、今や、(メタ)アクリレート基(又は該当する場合はジスルフィド基)がカウントされる。所与の組成物がアクリレート基とメタクリレート基の両方を有する場合、値は本明細書の目的のために合計されると考えられる。
[0202](メタ)アクリレート当量とジスルフィド当量の値は、UPy基又はUPyを含む成分を評価する代わりという事実を除いて、上記の「UPy当量」と同じ方法で決定され、今や、(メタ)アクリレート基(又は該当する場合はジスルフィド基)がカウントされる。所与の組成物がアクリレート基とメタクリレート基の両方を有する場合、値は本明細書の目的のために合計されると考えられる。
粘度
[0203]粘度は、Anton Paar Rheolab QCを使用して測定した。装置は、使用されていた従来のZ3システム用にセットアップした。測定ごとに、14.7±0.2gのサンプルを使い捨てのアルミニウムカップに入れた。カップ内の試料を検査し、目視検査で気泡が含まれていると判断された場合、試料とカップを遠心分離にかけるか、あるいは泡が液体の大部分から逃げるのに十分な時間放置した。液体の上面に現れる泡は、許容できると見なされた。
[0203]粘度は、Anton Paar Rheolab QCを使用して測定した。装置は、使用されていた従来のZ3システム用にセットアップした。測定ごとに、14.7±0.2gのサンプルを使い捨てのアルミニウムカップに入れた。カップ内の試料を検査し、目視検査で気泡が含まれていると判断された場合、試料とカップを遠心分離にかけるか、あるいは泡が液体の大部分から逃げるのに十分な時間放置した。液体の上面に現れる泡は、許容できると見なされた。
[0204]次に、計量カップ内の液体にボブを静かに入れ、その後、カップとボブを器具に取り付けた。5分間待つことによって、試料温度を循環液体の温度(それ自体は摂氏25度に維持された)と平衡させた。次に、50s-1の所望のせん断速度を生成するために、回転速度を特定の値に設定した。
[0205]この後、測定値が取得された。器具パネルは粘度値を表示し、粘度値が15秒間わずかに変化した場合(相対変化2%未満)、測定を中止した。2%を超える相対変動が観察された場合、試料をさらに5分間平衡化させ、その後すぐに試験を再開した。追加の平衡期間において、試料の変動性が残っている場合、せん断速度は、試料の粘性特性をより正確に捕捉するために本発明が適用される当技術分野で周知の方法に従って変更される。報告された結果は、3つの別々の試験サンプルの平均粘度値を表している。別途の指定がない限り、ミリパスカル秒(mPa・s)及び50s-1のせん断速度で表される値を記録した。各実施例の結果は、必要に応じて以下の表3A~表3Dに報告されている。
フィルム試料の調製
[0206]様々な物理特性を試験できるフィルムを作製するために、各試料は、1J/cm2UV-線量の、R500リフレクタに装着された、1つはHバルブ、もう1つはDバルブのUVランプである、ランプとして1600Mラジエータ(240W/cmに等しい600W/インチ、それ故合計600W)を有する600WのUV-ランプシステムであるConveyor Fusion Unit Model DRS-10/12 QNを用いて、窒素ガスの一定流下で硬化させた。次いで、UV線量をInternational Light IL390放射計で測定した。
[0206]様々な物理特性を試験できるフィルムを作製するために、各試料は、1J/cm2UV-線量の、R500リフレクタに装着された、1つはHバルブ、もう1つはDバルブのUVランプである、ランプとして1600Mラジエータ(240W/cmに等しい600W/インチ、それ故合計600W)を有する600WのUV-ランプシステムであるConveyor Fusion Unit Model DRS-10/12 QNを用いて、窒素ガスの一定流下で硬化させた。次いで、UV線量をInternational Light IL390放射計で測定した。
[0207]次に、幅約1.27cm(0.5インチ±1/32インチ)、長さ約12.7cm(5インチ±1/8インチ)の個々の試験片をフィルムから切り取った。各試験片の正確な厚さは、校正されたマイクロメータで測定された。
引張強さ、伸び、セグメントモジュラス、靭性試験方法
[0208]本明細書で使用されるセグメントモジュラスを決定する方法は、DSM IP Assets B.V.に譲渡されたEP2089333B1に見出され、その関連部分はその全体を参照として本明細書で援用される。引張特性(引張強度、破断点伸び率、及びセグメントモジュラス)は、上記の「フィルムサンプルの準備」手順に従って準備された、厚さ3ミルの各試料の硬化フィルムの試験片に関して、MTS Criterion(商標)モデル43.104で決定された。
[0208]本明細書で使用されるセグメントモジュラスを決定する方法は、DSM IP Assets B.V.に譲渡されたEP2089333B1に見出され、その関連部分はその全体を参照として本明細書で援用される。引張特性(引張強度、破断点伸び率、及びセグメントモジュラス)は、上記の「フィルムサンプルの準備」手順に従って準備された、厚さ3ミルの各試料の硬化フィルムの試験片に関して、MTS Criterion(商標)モデル43.104で決定された。
[0209]これらの比較的柔らかいコーティング(例えば、約10MPa未満のモジュラスを有するもの)に起因して、コーティングをガラス板上に引き、硬化させ、タルクの薄層を塗布した後、個々の試験片をメスでガラス板から切り出した。Instron 4442 Tensile Testerで0.9kg(2ポンド)のロードセルを使用し、応力-ひずみプロットの最小二乗フィットを使用して2.5%の伸びでモジュラスを計算した。硬化したフィルムは、試験前に23.0±0.1℃、相対湿度50.0±0.5%で16~24時間調整された。
[0210]試験片のゲージ長は5.1cm(2インチ)で、クロスヘッド速度は25.4mm/分であった。すべての試験は、温度23.0±0.1℃、相対湿度50.0±0.5%で実施された。すべての測定値は、少なくとも6個の試験片の平均から決定された。
[0211]引張強度の値は、破断前に試料が受ける最大応力として決定された。靭性の値は、応力-ひずみ曲線の下の総面積として決定された。
フィルム修正試験
[0212]最初に、以下の表に示す各調合物に関して、上記の「フィルム試料調製」手順に従って、厚さ3ミルの硬化フィルムの試験片を調製した。次に、図1に示した概略図に従って、0.018インチ以下の刃の厚さを有する、適切に研いだ(つまり、新品のような)メスを使用して、顕微鏡対物レンズ(倍率40倍)で各試験片を切断し、切断片の自己修復をリアルタイムで表示した。次に、各試料を室温(25℃)で5分間維持した後、修復を視覚的に評価した。この方法での修復の質的評価は、「フィルム修復、25℃」という語句が先頭にある行全体で報告され;これらの条件下で観察可能な量の修復が発生した場合、試料は「はい」と評価され;観察可能な修復が起こらなかった場合、以下の表3A~表3Dに報告されているように「NO」と評価された。
[0212]最初に、以下の表に示す各調合物に関して、上記の「フィルム試料調製」手順に従って、厚さ3ミルの硬化フィルムの試験片を調製した。次に、図1に示した概略図に従って、0.018インチ以下の刃の厚さを有する、適切に研いだ(つまり、新品のような)メスを使用して、顕微鏡対物レンズ(倍率40倍)で各試験片を切断し、切断片の自己修復をリアルタイムで表示した。次に、各試料を室温(25℃)で5分間維持した後、修復を視覚的に評価した。この方法での修復の質的評価は、「フィルム修復、25℃」という語句が先頭にある行全体で報告され;これらの条件下で観察可能な量の修復が発生した場合、試料は「はい」と評価され;観察可能な修復が起こらなかった場合、以下の表3A~表3Dに報告されているように「NO」と評価された。
[0213]次に、「はい」と評価されていない各試料をさらに55℃に加熱し、Linkham LTS120温度ステージを使用して顕微鏡対物レンズ(倍率40倍)でさらに視覚的に評価した。各試料を55℃の温度で5分間維持した後、修復を視覚的に定性的に決定した。この例では、室温修復試験に関して、「はい」と「いいえ」を決定するための同じ基準が試料に適用された。結果は、表3A、3B、及び3Dの「フィルム修復、55℃」という語句が先頭にある行の下で、室温で自己修復を示した試料は、55℃条件テスト(測定なし)で自動的に「はい」の指定で等級付けされたというさらなる理解により、適切に報告されており、55℃での修復挙動は室温での修復挙動を超えることが理解されている。
応力緩和試験
[0214]最初に、以下の表に示す各調合物に関して、上記の「フィルム試料調製」手順に従って、厚さ3ミルの硬化フィルムの試験片を調製した。この後、切片を相対湿度50%、23℃で一晩調整した。正確な厚さは校正されたマイクロメータで測定され、正確な幅は光学顕微鏡で4倍の倍率で測定された。試料は、Dynamic Mechanical Analyzer (DMA)で、試験する長さが0.79インチの「幅広い切片」形状で、1グラムの予張力をねじで保持し、トルクドライバーで20cN.mに固定することによって試験された。試料は室温で等温的に試験され、指定されたひずみ(表3Aと表3Dでは2%、表3Bと表3Cでは1.5%)で100秒間保持され、8ポイント/秒のサンプリング速度で応力が測定された。試料は重複して実行され、平均化された。1秒~10秒の応力減少の合計パーセンテージの値は、以下の表3A~表3Dに報告されている。
[0214]最初に、以下の表に示す各調合物に関して、上記の「フィルム試料調製」手順に従って、厚さ3ミルの硬化フィルムの試験片を調製した。この後、切片を相対湿度50%、23℃で一晩調整した。正確な厚さは校正されたマイクロメータで測定され、正確な幅は光学顕微鏡で4倍の倍率で測定された。試料は、Dynamic Mechanical Analyzer (DMA)で、試験する長さが0.79インチの「幅広い切片」形状で、1グラムの予張力をねじで保持し、トルクドライバーで20cN.mに固定することによって試験された。試料は室温で等温的に試験され、指定されたひずみ(表3Aと表3Dでは2%、表3Bと表3Cでは1.5%)で100秒間保持され、8ポイント/秒のサンプリング速度で応力が測定された。試料は重複して実行され、平均化された。1秒~10秒の応力減少の合計パーセンテージの値は、以下の表3A~表3Dに報告されている。
フィルムの機械的回復試験
[0215]まず、以下の表3Dに示される各調合物に関して、上記の「フィルム試料調製」手順に従って、厚さ3ミルの硬化フィルムを2つ調製したが、ただし、試験片はフィルムからすぐには切断しなかった。疑いを避けるために、各試験で、両方のフィルムは同じ処方からだけでなく、調製された出発材料の同じ実際のバッチからも調製された。次に、上記の「フィルム修復試験」で概説した手順に従って、一方のフィルムを切断した。他のフィルムは切断されなかった。
[0215]まず、以下の表3Dに示される各調合物に関して、上記の「フィルム試料調製」手順に従って、厚さ3ミルの硬化フィルムを2つ調製したが、ただし、試験片はフィルムからすぐには切断しなかった。疑いを避けるために、各試験で、両方のフィルムは同じ処方からだけでなく、調製された出発材料の同じ実際のバッチからも調製された。次に、上記の「フィルム修復試験」で概説した手順に従って、一方のフィルムを切断した。他のフィルムは切断されなかった。
[0216]両方のフィルムを、相対湿度50%及び23℃で一晩(12~14時間)放置するか、又は55℃のオーブン(表3Dに指定)で修復させた。切断されたフィルムは、切断片が作製された後、他の方法で処理又は変更されなかった。
[0217]12~14時間の修復期間の完了後、上記の「フィルム試料調製」手順に従ってフィルムを試験片に切断した。次いで、切断されていないフィルムから得られた切片の引張強度を、上記の方法に従って測定し、値を記録した(本明細書では「プレカット引張強度」と呼ぶ)。次いで、本明細書の他の箇所で概説した上記の手順に従って、切断された試験片の引張強度を測定した。試料が55で修復するまで放置されていた場合は、引張強度の測定を行う前に、まず(約30分かけて)室温に平衡化させる。次いで、得られた値を記録した(本明細書では「切断後引張強度」と呼ぶ)。
[0218]以下の表3Dに報告されるフィルムの機械的回復値は、各組成物について測定された切断前の引張強度値で除算された、測定された切断後の引張強度値を表し、最も近い整数1パーセントまでのパーセンテージとして表される。試料が修復を示さず、切断後の引張強度が測定できなかった場合、その値は単に0%として報告された。
結果の考察
[0219]理解できるように、本発明の様々な態様による組成物は、光ファイバコーティング用途での使用、特に自己修復光ファイバの一次コーティングとしての使用に特に適したものにする特性を有する傾向があり、望ましい粘度、引張強度、伸び、モジュラス、靭性、自己修復、及び/又は応力緩和試験の結果が与えられる。
[0219]理解できるように、本発明の様々な態様による組成物は、光ファイバコーティング用途での使用、特に自己修復光ファイバの一次コーティングとしての使用に特に適したものにする特性を有する傾向があり、望ましい粘度、引張強度、伸び、モジュラス、靭性、自己修復、及び/又は応力緩和試験の結果が与えられる。
[0220]具体的には、表3Aによれば、実施例1、3、7、及び9の組成物を含むがこれらに限定されない、本発明の様々な態様による様々な組成物は、摂氏25度及び/又は55度で自己修復特性を示す。これは、そのような組成物が粘度及びモジュラスなどの広範囲の物理的及び/又はレオロジー特性を有するにもかかわらず示される。実施例7は、ほぼ4メガパスカルの測定セグメントモジュラス値にもかかわらず、自己修復挙動を示した。
[0221]さらに、自己修復部分を含む2つの組成物の応力緩和性能を示すプロット(例3及び50)-自己修復部分を有さない類似体(例4及び例6)-は、それぞれ図3Aと図3Bで提供される。図3Aに目を向けると、例3は、例4と比較して顕著な応力緩和挙動を示している。同様に、図3Bに目を向けると、例5は、その制御類似体である例6よりも同様の性能上の利点を有することが示されている。実施例5は、本明細書で参照され、上記の表3Aに報告された条件下では、顕著な自己修復挙動を示さなかったが、自己修復部分を全く有さない組成物と比較した場合、応力緩和挙動に関して有意な性能上の利点を依然として示した。多くの粘弾性ポリマー材料は、何らかの形の応力緩和挙動を示す場合があるが、図3A、図3B、及び表3Cに示す例は、自己修復部分、特にUPy基に起因する1秒と100秒との間の大幅な応力の減少を示している。応力緩和挙動は、光ファイバのマイクロベンドによる減衰を最小限に抑える傾向がある、より高いモジュラス、キャビテーション耐性のコーティングを利用できることを示唆している。
[0222]表3B~表3Cは、自己修復成分を形成するオリゴマーのさらなる配列を含有するさらなる組成物が依然としてそのような有益な特性を示すことを示している。具体的には、官能基としてジスルフィド基を有する自己修復オリゴマーを含む組成物は、依然としてある程度の有益な応力緩和挙動を示した。UPy基とジスルフィド基の両方を含む自己修復オリゴマー(オリゴマー10)を含む調合物16は、25℃でフィルム修復を示し、シリーズの中で最高の応力緩和結果を示した。表3Cはまた、自己修復オリゴマー及び自己修復成分の一部ではないオリゴマーの両方を含有する組成物の有益な効果を示す(例えば、調合物19~21)。
[0223]最後に、表3Dは、自己修復オリゴマー(オリゴマー1及びオリゴマー6など)を含む特定の組成物も、対照調合物4及び対照調合物10とは対照的に、フィルムの機械的回復試験法を介して自己修復を示す可能性があることを示している。
[0224]調合物3及び調合物18は同一の化学処方によるものであることが認められる。それにもかかわらず、それらは異なるロットの原材料を含んでいたため、別々に報告されている(しかし、オリゴマー1の同じバッチが使用された。)。測定された特性の変動は、使用される原材料のバッチ変動によって説明されると考えられている。
追加の例示的な実施形態
[0225]第1の追加の例示的な態様は、以下の実施形態を含む。
[0226]1.光ファイバをコーティングするための組成物であって、
任意選択的に、反応性モノマー及び/又はオリゴマー成分と;
1つ又は複数の自己修復部分と任意選択的に1つ又は複数の重合性部分とをさらに有する分子からなる自己修復成分;
開始剤成分と;
任意選択的に、添加剤成分と
を含み;
(a)自己修復成分が、組成物全体の重量に対して、30重量%超、又は40重量%超、又は50重量%超、又は60重量%超、又は70重量%超、又は80重量%超;又は30~80重量%、又は30~70重量%、又は40~80重量%、又は40~70重量%、又は50~80重量%、又は50~70重量%;及び/又は
(b)組成物は、組成物100g当たり0.015当量超、又は0.015~0.5当量、又は0.015~0.2、又は0.015~0.15、又は0.015~0.1、又は0.015~0.08、又は0.015~0.05、又は0.015~0.045;又は0.02~0.2、又は0.02~0.15、又は0.02~0.1、又は0.02~0.08、又は0.02~0.05;又は0.022~0.15;又は0.022~0.1、又は0.022~0.08、又は0.022~0.05、又は0.022~0.045;又は0.025~0.20;又は0.037~0.15、又は0.037~0.1、又は0.037~0.08、又は0.037~0.05当量の自己修復部分を有する。
[0225]第1の追加の例示的な態様は、以下の実施形態を含む。
[0226]1.光ファイバをコーティングするための組成物であって、
任意選択的に、反応性モノマー及び/又はオリゴマー成分と;
1つ又は複数の自己修復部分と任意選択的に1つ又は複数の重合性部分とをさらに有する分子からなる自己修復成分;
開始剤成分と;
任意選択的に、添加剤成分と
を含み;
(a)自己修復成分が、組成物全体の重量に対して、30重量%超、又は40重量%超、又は50重量%超、又は60重量%超、又は70重量%超、又は80重量%超;又は30~80重量%、又は30~70重量%、又は40~80重量%、又は40~70重量%、又は50~80重量%、又は50~70重量%;及び/又は
(b)組成物は、組成物100g当たり0.015当量超、又は0.015~0.5当量、又は0.015~0.2、又は0.015~0.15、又は0.015~0.1、又は0.015~0.08、又は0.015~0.05、又は0.015~0.045;又は0.02~0.2、又は0.02~0.15、又は0.02~0.1、又は0.02~0.08、又は0.02~0.05;又は0.022~0.15;又は0.022~0.1、又は0.022~0.08、又は0.022~0.05、又は0.022~0.045;又は0.025~0.20;又は0.037~0.15、又は0.037~0.1、又は0.037~0.08、又は0.037~0.05当量の自己修復部分を有する。
[0227]2.光ファイバをコーティングするための組成物であって、
任意選択的に、反応性モノマー及び/又はオリゴマー成分と;
1つ又は複数の自己修復部分と任意選択的に1つ又は複数の重合性部分とをさらに有する分子からなる自己修復成分;
開始剤成分と;
任意選択的に、添加剤成分と
を含み;
自己修復成分は、少なくとも1つの重合可能な基と、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリ(ジメチルシロキサン)、ジスルフィドポリオール、又はそれらの混合物から誘導された骨格とを有する化合物を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなり;
(a)自己修復成分が、組成物全体の重量に対して、30重量%超、又は40重量%超、又は50重量%超、又は60重量%超、又は70重量%超、又は80重量%超;又は30~80重量%、又は30~70重量%、又は40~80重量%、又は40~70重量%、又は50~80重量%、又は50~70重量%;及び/又は
(b)組成物は、組成物100g当たり0.015当量超、又は0.015~0.5当量、又は0.015~0.2、又は0.015~0.15、又は0.015~0.1、又は0.015~0.08、又は0.015~0.05、又は0.015~0.045;又は0.02~0.2、又は0.02~0.15、又は0.02~0.1、又は0.02~0.08、又は0.02~0.05;又は0.022~0.15;又は0.022~0.1、又は0.022~0.08、又は0.022~0.05、又は0.022~0.045;又は0.025~0.20;又は0.037~0.15、又は0.037~0.1、又は0.037~0.08、又は0.037~0.05当量の自己修復部分を有する。
任意選択的に、反応性モノマー及び/又はオリゴマー成分と;
1つ又は複数の自己修復部分と任意選択的に1つ又は複数の重合性部分とをさらに有する分子からなる自己修復成分;
開始剤成分と;
任意選択的に、添加剤成分と
を含み;
自己修復成分は、少なくとも1つの重合可能な基と、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリ(ジメチルシロキサン)、ジスルフィドポリオール、又はそれらの混合物から誘導された骨格とを有する化合物を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなり;
(a)自己修復成分が、組成物全体の重量に対して、30重量%超、又は40重量%超、又は50重量%超、又は60重量%超、又は70重量%超、又は80重量%超;又は30~80重量%、又は30~70重量%、又は40~80重量%、又は40~70重量%、又は50~80重量%、又は50~70重量%;及び/又は
(b)組成物は、組成物100g当たり0.015当量超、又は0.015~0.5当量、又は0.015~0.2、又は0.015~0.15、又は0.015~0.1、又は0.015~0.08、又は0.015~0.05、又は0.015~0.045;又は0.02~0.2、又は0.02~0.15、又は0.02~0.1、又は0.02~0.08、又は0.02~0.05;又は0.022~0.15;又は0.022~0.1、又は0.022~0.08、又は0.022~0.05、又は0.022~0.045;又は0.025~0.20;又は0.037~0.15、又は0.037~0.1、又は0.037~0.08、又は0.037~0.05当量の自己修復部分を有する。
[0228]3.光ファイバをコーティングするための組成物であって、
任意選択的に、反応性モノマー及び/又はオリゴマー成分と;
1つ又は複数の自己修復部分と任意選択的に1つ又は複数の重合性部分とをさらに有する分子からなる自己修復成分;
開始剤成分と;
任意選択的に、添加剤成分と
を含み;
組成物は、5重量%未満、又は3重量%未満、又は1重量%未満、又は0.5重量%未満、又は0.1重量%未満の溶媒を含み、溶媒含有量の決定は、(メタ)アクリレート官能性化合物を除外する。
(a)自己修復成分が、組成物全体の重量に対して、30重量%超、又は40重量%超、又は50重量%超、又は60重量%超、又は70重量%超、又は80重量%超;又は30~80重量%、又は30~70重量%、又は40~80重量%、又は40~70重量%、又は50~80重量%、又は50~70重量%;及び/又は
(b)組成物は、組成物100g当たり0.015当量超、又は0.015~0.5当量、又は0.015~0.2、又は0.015~0.15、又は0.015~0.1、又は0.015~0.08、又は0.015~0.05、又は0.015~0.045;又は0.02~0.2、又は0.02~0.15、又は0.02~0.1、又は0.02~0.08、又は0.02~0.05;又は0.022~0.15;又は0.022~0.1、又は0.022~0.08、又は0.022~0.05、又は0.022~0.045;又は0.025~0.20;又は0.037~0.15、又は0.037~0.1、又は0.037~0.08、又は0.037~0.05当量の自己修復部分を有する。
任意選択的に、反応性モノマー及び/又はオリゴマー成分と;
1つ又は複数の自己修復部分と任意選択的に1つ又は複数の重合性部分とをさらに有する分子からなる自己修復成分;
開始剤成分と;
任意選択的に、添加剤成分と
を含み;
組成物は、5重量%未満、又は3重量%未満、又は1重量%未満、又は0.5重量%未満、又は0.1重量%未満の溶媒を含み、溶媒含有量の決定は、(メタ)アクリレート官能性化合物を除外する。
(a)自己修復成分が、組成物全体の重量に対して、30重量%超、又は40重量%超、又は50重量%超、又は60重量%超、又は70重量%超、又は80重量%超;又は30~80重量%、又は30~70重量%、又は40~80重量%、又は40~70重量%、又は50~80重量%、又は50~70重量%;及び/又は
(b)組成物は、組成物100g当たり0.015当量超、又は0.015~0.5当量、又は0.015~0.2、又は0.015~0.15、又は0.015~0.1、又は0.015~0.08、又は0.015~0.05、又は0.015~0.045;又は0.02~0.2、又は0.02~0.15、又は0.02~0.1、又は0.02~0.08、又は0.02~0.05;又は0.022~0.15;又は0.022~0.1、又は0.022~0.08、又は0.022~0.05、又は0.022~0.045;又は0.025~0.20;又は0.037~0.15、又は0.037~0.1、又は0.037~0.08、又は0.037~0.05当量の自己修復部分を有する。
[0229]4.光ファイバをコーティングするための組成物であって、
任意選択的に、反応性モノマー及び/又はオリゴマー成分と;
1つ又は複数の自己修復部分と任意選択的に1つ又は複数の重合性部分とをさらに有する分子からなる自己修復成分;
開始剤成分と;
任意選択的に、添加剤成分と
を含み;
(a)自己修復成分が、組成物全体の重量に対して、30重量%超、又は40重量%超、又は50重量%超、又は60重量%超、又は70重量%超、又は80重量%超;又は30~80重量%、又は30~70重量%、又は40~80重量%、又は40~70重量%、又は50~80重量%、又は50~70重量%;及び/又は
(b)組成物は、組成物100g当たり0.015当量超、又は0.015~0.5当量、又は0.015~0.2、又は0.015~0.15、又は0.015~0.1、又は0.015~0.08、又は0.015~0.05、又は0.015~0.045;又は0.02~0.2、又は0.02~0.15、又は0.02~0.1、又は0.02~0.08、又は0.02~0.05;又は0.022~0.15;又は0.022~0.1、又は0.022~0.08、又は0.022~0.05、又は0.022~0.045;又は0.025~0.20;又は0.037~0.15、又は0.037~0.1、又は0.037~0.08、又は0.037~0.05当量の自己修復部分を有する。
組成物は、以下の1つ又は複数を含む:
a.添加剤成分の一部としての接着促進剤化合物;
b.オリゴマー成分、モノマー成分、又は自己修復成分の一部としての接着促進官能基;及び/又は
c.添加剤成分の一部として酸化防止剤。
任意選択的に、反応性モノマー及び/又はオリゴマー成分と;
1つ又は複数の自己修復部分と任意選択的に1つ又は複数の重合性部分とをさらに有する分子からなる自己修復成分;
開始剤成分と;
任意選択的に、添加剤成分と
を含み;
(a)自己修復成分が、組成物全体の重量に対して、30重量%超、又は40重量%超、又は50重量%超、又は60重量%超、又は70重量%超、又は80重量%超;又は30~80重量%、又は30~70重量%、又は40~80重量%、又は40~70重量%、又は50~80重量%、又は50~70重量%;及び/又は
(b)組成物は、組成物100g当たり0.015当量超、又は0.015~0.5当量、又は0.015~0.2、又は0.015~0.15、又は0.015~0.1、又は0.015~0.08、又は0.015~0.05、又は0.015~0.045;又は0.02~0.2、又は0.02~0.15、又は0.02~0.1、又は0.02~0.08、又は0.02~0.05;又は0.022~0.15;又は0.022~0.1、又は0.022~0.08、又は0.022~0.05、又は0.022~0.045;又は0.025~0.20;又は0.037~0.15、又は0.037~0.1、又は0.037~0.08、又は0.037~0.05当量の自己修復部分を有する。
組成物は、以下の1つ又は複数を含む:
a.添加剤成分の一部としての接着促進剤化合物;
b.オリゴマー成分、モノマー成分、又は自己修復成分の一部としての接着促進官能基;及び/又は
c.添加剤成分の一部として酸化防止剤。
[0230]5.光ファイバをコーティングするための組成物であって、
任意選択的に、反応性モノマー及び/又はオリゴマー成分と;
1つ又は複数の自己修復部分と任意選択的に1つ又は複数の重合性部分とをさらに有する分子からなる自己修復成分;
開始剤成分と;
任意選択的に、添加剤成分と
を含み;
自己修復成分は、少なくとも1つのジスルフィド基を含むオリゴマーを含む。
任意選択的に、反応性モノマー及び/又はオリゴマー成分と;
1つ又は複数の自己修復部分と任意選択的に1つ又は複数の重合性部分とをさらに有する分子からなる自己修復成分;
開始剤成分と;
任意選択的に、添加剤成分と
を含み;
自己修復成分は、少なくとも1つのジスルフィド基を含むオリゴマーを含む。
[0231]6.少なくとも1個のジスルフィド基を含むオリゴマーが、少なくとも1個の2-ウレイド-4-ピリミジノン(UPy)基をさらに含む、上記の実施形態5に記載の光ファイバをコーティングするための組成物。
[0232]7.自己修復成分が、組成物全体の重量に対して、30重量%超、又は30~80重量%の量で存在する;及び
組成物が、組成物100g当たり0.015当量超、又は0.015~0.10当量の自己修復部分を有する、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~6のいずれか一つに記載の組成物。
組成物が、組成物100g当たり0.015当量超、又は0.015~0.10当量の自己修復部分を有する、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~6のいずれか一つに記載の組成物。
[0233]8.自己修復成分が、反応性モノマー成分、反応性オリゴマー成分、及び/又は自己修復成分中の分子に結合するように構成された複数の分子を含む、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~7のいずれか一つに記載の組成物。
[0234]9.反応性モノマー成分、反応性オリゴマー成分、及び/又は自己修復成分が、1つ又は複数の重合性部分を含む分子を含むか、それらから本質的になるか、又はそれらからなる、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~8のいずれか一つに記載の組成物。
[0235]10.重合可能な部分が、
(i)放射線硬化性部分、又は
(ii)熱硬化性部分、又は
(iii)放射線硬化性部分と熱硬化性部分の両方
を含む、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~9のいずれか一つに記載の組成物。
(i)放射線硬化性部分、又は
(ii)熱硬化性部分、又は
(iii)放射線硬化性部分と熱硬化性部分の両方
を含む、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~9のいずれか一つに記載の組成物。
[0236]11.自己修復部分が、多水素結合基又はジスルフィド基、又はその両方を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~10のいずれか一つに記載の組成物。
[0237]12.自己修復部分が、UPy基を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなるか、あるいは、自己修復基の組成物100g当たり少なくとも50%、又は少なくとも60%、又は少なくとも75%、又は少なくとも90%、又は100%の、組成物の100g当たり自己修復基の当量がUPy基からなる、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~11のいずれか一つに記載の組成物。
[0238]13.自己修復成分が、
第1の自己修復部分を有する第1の分子;及び
第2の自己修復部分を有する第2の分子
を含み、
第1の分子の第1の自己修復部分は、第2の分子の第2の自己修復部分に結合するように構成されており、
第1の自己修復部分と第2の自己修復部分との間の結合解離エネルギーは、9kcal/mol~100kcal/molの間、又は10kcal/mol~50kcal/molの間、又は12kcal/mol~50kcal/mol、又は12kcal/mol~90kcal/mol;又は9kcal/molから20kcal/molであり、結合解離エネルギーは、自己修復部分間のすべての結合の直接加算の要約として、The Scientific World JOURNAL (2004) 4, 1074-1082の表1、及びそこに引用されている参考文献;及びNature 2002、第3巻、836~847、及びその中の引用文献従って計算される、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~12のいずれか一つに記載の組成物。
第1の自己修復部分を有する第1の分子;及び
第2の自己修復部分を有する第2の分子
を含み、
第1の分子の第1の自己修復部分は、第2の分子の第2の自己修復部分に結合するように構成されており、
第1の自己修復部分と第2の自己修復部分との間の結合解離エネルギーは、9kcal/mol~100kcal/molの間、又は10kcal/mol~50kcal/molの間、又は12kcal/mol~50kcal/mol、又は12kcal/mol~90kcal/mol;又は9kcal/molから20kcal/molであり、結合解離エネルギーは、自己修復部分間のすべての結合の直接加算の要約として、The Scientific World JOURNAL (2004) 4, 1074-1082の表1、及びそこに引用されている参考文献;及びNature 2002、第3巻、836~847、及びその中の引用文献従って計算される、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~12のいずれか一つに記載の組成物。
[0239]14.第1の自己修復部分及び第2の自己修復部分が同一である、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~13のいずれか一つに記載の組成物。
[0240]15.第1の自己修復部分及び第2の自己修復部分が異なる、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~14のいずれか一つに記載の組成物。
[0241]16.第1の自己修復部分及び第2の自己修復部分が、多水素結合基を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~15のいずれか一つに記載の組成物。
[0242]17.第1の自己修復部分及び第2の自己修復部分が二量体を形成するように構成され、二量体は3つ又は4つの水素結合を有する、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~16のいずれか一つに記載の組成物。
[0243]18.二量体が、第1の自己修復部分の側の水素結合のそれぞれに連結された第1の直鎖を含み、第2の自己修復部分の側の3つ又は4つの水素結合のそれぞれに連結された第2の直鎖を含み、第1の直鎖及び第2の直鎖のそれぞれは、7つ未満の共有結合を含む、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態17に記載の組成物。
[0244]19.二量体が、環構造又は縮合環構造を含む、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態17に記載の組成物。
[0245]20.二量体が、以下の構造、
(式中、Rは、置換基に結合した反応性基を任意に有する有機置換基から選択され、
反応性基は、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、ヒドロキシ、アミノ、ビニル、アルキニル、アジド、アジリジノ、シリル、シロキシ、シリルヒドリド、チオ、イソシアナト、保護されたイソシアナト、エポキシ、アジリジノ、カルボキシレート、水素、F、Cl、Br、I、又はマレイミド基を含む。)のいずれか1つに従う、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態17~19のいずれか一つに記載の組成物。
(式中、Rは、置換基に結合した反応性基を任意に有する有機置換基から選択され、
反応性基は、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、ヒドロキシ、アミノ、ビニル、アルキニル、アジド、アジリジノ、シリル、シロキシ、シリルヒドリド、チオ、イソシアナト、保護されたイソシアナト、エポキシ、アジリジノ、カルボキシレート、水素、F、Cl、Br、I、又はマレイミド基を含む。)のいずれか1つに従う、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態17~19のいずれか一つに記載の組成物。
[0246]21.二量体が、以下の構造、
(式中、Rは、置換基に結合した反応性基を任意に有する有機置換基から選択され、
反応性基は、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、ヒドロキシ、アミノ、ビニル、アルキニル、アジド、アジリジノ、シリル、シロキシ、シリルヒドリド、チオ、イソシアナト、保護されたイソシアナト、エポキシ、アジリジノ、カルボキシレート、水素、F、Cl、Br、I、又はマレイミド基を含む。)に従う、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態17~20のいずれか一つに記載の組成物。
(式中、Rは、置換基に結合した反応性基を任意に有する有機置換基から選択され、
反応性基は、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、ヒドロキシ、アミノ、ビニル、アルキニル、アジド、アジリジノ、シリル、シロキシ、シリルヒドリド、チオ、イソシアナト、保護されたイソシアナト、エポキシ、アジリジノ、カルボキシレート、水素、F、Cl、Br、I、又はマレイミド基を含む。)に従う、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態17~20のいずれか一つに記載の組成物。
[0247]22.自己修復成分が、少なくとも1つの2-ウレイド-4-ピリミジノン(UPy)基及び少なくとも3つのウレタン連結基を含む複数の分子を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~21のいずれか一つに記載の組成物。
[0248]23.組成物が、組成物100g当たり0.015当量超、又は0.015~0.2当量、又は0.015~0.1当量、又は0.015~0.08当量、又は0.015~0.05当量、又は0.015~0.045当量;又は0.02~0.2当量、又は0.02~0.1当量、又は0.02~0.08当量、又は0.02~0.05当量;又は0.025~0.20当量;又は0.037~0.2当量、又は0.037~0.1当量、又は0.037~0.08当量、又は0.037~0.05当量のUPy基を有する、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態22に記載の組成物。
[0249]24.反応性モノマー成分、反応性オリゴマー成分、及び/又は自己修復成分の重合性部分が、(メタ)アクリレート基を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~22のいずれか一つに記載の組成物。
[0250]25.組成物が、組成物100g当たり0.1~0.4当量、又は0.1~0.3当量、又は0.1~0.25当量、又は0.15~0.4当量、又は0.15~0.3当量、又は0.15~0.25当量、又は0.15~0.2当量の(メタ)アクリレート基を有し得る、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~24のいずれか一つに記載の組成物。
[0251]26.自己修復成分が、組成物100g当たり0.015~0.1当量、又は0.03~0.1当量、又は0.037~0.1当量、又は0.03~0.08当量、又は0.03~0.05当量、又は0.037~0.08当量、又は0.037~0.05当量の、重合性部分又は(メタ)アクリレート基を有する、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~25に記載の組成物。
[0252]27.組成物中のUPy基の当量に対する(メタ)アクリレート基の当量の比率が、14未満、又は10未満、又は8未満、又は6未満、又は5未満、又は1~14、又は1~10、又は1~8、又は1~6、又は1~5、又は3~10、又は3~8、又は3~5である、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~26のいずれか一つに記載の組成物。
[0253]28.自己修復成分が、以下の構造(VI):
[A(G)n-Dm]-[A(G)n-1-Dm]k-Z (VI);式中、
Aは、炭素又は窒素であり;
ここで、Aがsp3炭素の場合、n=3であり、Aがsp2炭素又は窒素の場合、n=2であり;
mは、0~500の整数であり;
kは、0~20の数であり;
Dは、mの出現ごとに、
-O-;-C(O)-;-Aryl-;-C≡C-;-N=N-;-S-;-S(O)-;-S(O)(O)-;-(CT2)i-;-N(T)-;-Si(T)2(CH2)i-;-(Si(T)2O)i-;-C(T)=C(T)-;-C(T)=N-;-C(T)=;-N=;又はそれらの組み合わせから独立して選択される二価のスペーサであり;
単結合のD中の各例に対して、単結合がそれに結合され、二重結合のD中の各例に対して、二重結合がそれに結合され;
各Tは、水素、F、Cl、Br、I、C1-C8アルキル、C1-C8アルコキシ、置換アミノ、又は置換アリールを含む1価の単位から、出現ごとに選択され;
各Tはまた、2価のDmから選択することができ、同じくDmから選択される別の2価のTに結合し、環構造を形成し;
iは、1~40の整数であり、
m、n、及びkの各ユニットの各基は、同じでも異なっていてもよく;
Zは、水素、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、ヒドロキシ、アミノ、ビニル、アルキニル、アジド、シリル、シロキシ、シリルヒドリド、チオ、イソシアネート、保護されたイソシアネート、エポキシ、アジリジノ、カルボキシレート、F、Cl、Br、I、又はマレイミド基から選択され;
Gは、nの出現ごとに、水素、Z、又は以下の構造(VI-b)による自己修復部分から独立して選択され、
(Z-Dm)jX-Dm― (VI-b);(式中、
Xは、多重水素結合基又はジスルフィド基であり;
Xが2価の場合、j=1であり、Xが1価の場合、j=0であり;
ここで、nの少なくとも1つの出現について、Gは構造(VI-b)による自己修復部分である。)
による化合物を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~27のいずれか一つに記載の組成物。
[A(G)n-Dm]-[A(G)n-1-Dm]k-Z (VI);式中、
Aは、炭素又は窒素であり;
ここで、Aがsp3炭素の場合、n=3であり、Aがsp2炭素又は窒素の場合、n=2であり;
mは、0~500の整数であり;
kは、0~20の数であり;
Dは、mの出現ごとに、
-O-;-C(O)-;-Aryl-;-C≡C-;-N=N-;-S-;-S(O)-;-S(O)(O)-;-(CT2)i-;-N(T)-;-Si(T)2(CH2)i-;-(Si(T)2O)i-;-C(T)=C(T)-;-C(T)=N-;-C(T)=;-N=;又はそれらの組み合わせから独立して選択される二価のスペーサであり;
単結合のD中の各例に対して、単結合がそれに結合され、二重結合のD中の各例に対して、二重結合がそれに結合され;
各Tは、水素、F、Cl、Br、I、C1-C8アルキル、C1-C8アルコキシ、置換アミノ、又は置換アリールを含む1価の単位から、出現ごとに選択され;
各Tはまた、2価のDmから選択することができ、同じくDmから選択される別の2価のTに結合し、環構造を形成し;
iは、1~40の整数であり、
m、n、及びkの各ユニットの各基は、同じでも異なっていてもよく;
Zは、水素、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、ヒドロキシ、アミノ、ビニル、アルキニル、アジド、シリル、シロキシ、シリルヒドリド、チオ、イソシアネート、保護されたイソシアネート、エポキシ、アジリジノ、カルボキシレート、F、Cl、Br、I、又はマレイミド基から選択され;
Gは、nの出現ごとに、水素、Z、又は以下の構造(VI-b)による自己修復部分から独立して選択され、
(Z-Dm)jX-Dm― (VI-b);(式中、
Xは、多重水素結合基又はジスルフィド基であり;
Xが2価の場合、j=1であり、Xが1価の場合、j=0であり;
ここで、nの少なくとも1つの出現について、Gは構造(VI-b)による自己修復部分である。)
による化合物を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~27のいずれか一つに記載の組成物。
[0254]29.Xが、ジスルフィド基を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなり、j=1であり、構造(VI)による化合物は、500と100,000g/molとの間の理論分子量MWtheoを有する、上記の実施形態28に記載の組成物。
[0255]30.Xが、2-ウレイド-4-ピリミジノン(UPy)基であり、j=0である、第1の追加の例示的態様の上記の2つの実施形態28又は29に記載の組成物。
[0256]31.UPy基が、2-アミノ-4-ヒドロキシ-6-メチル-ピリミジンの反応生成物である、第1の追加の例示的態様の上記の3つの実施形態28~30のいずれか一つに記載の組成物。
[0257]32.Dがウレタン基を含み、ウレタン基はジイソシアネート化合物の反応生成物である、第1の追加の例示的態様の上記の4つの実施形態28~31のいずれか一つに記載の組成物。
[0258]33.ジイソシアネート化合物が、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、(水素化)キシリレンジイソシアネート、1,3-キシリレンジイソシアネート、1,4-キシリレンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’-ジメチルフェニレンジイソシアネート、4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、1,6-ヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート)、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4-及び/又は4,4’-メチレンジシクロヘキシルジイソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、1,5-ペンタンジイソシアネート、ビス(2-イソシアナトエチル)フマレート、6-イソプロピル-1,3-フェニルジイソシアネート、4-ジフェニルプロパンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート又はリジンイソシアネートを含む、上記の実施形態32に記載の組成物。
[0259]34.ジイソシアネート化合物が、1つ又は複数のトリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMDI)及び/又はイソホロンジイソシアネート(IPDI)を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる、第1の追加の例示的態様の上記の2つの実施形態32又は33に記載の組成物。
[0260]35.Dがポリオール成分を含み、ポリオール成分は、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、アクリルポリオール、及び/又はそれらの組み合わせを含む、、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態28~34のいずれか一つに記載の組成物。
[0261]36.Zが(メタ)アクリレート基を含む、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態28~35のいずれか一つに記載の組成物。
[0262]37.モノマー成分が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2-フェノキシエチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ラウリルアクリレート、エトキシル化ノニル-フェノールアクリレート、又はジエチレン-グリコール-エチル-ヘキシルアシレートを含む、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~36のいずれか一つに記載の組成物。
[0263]38.構造(VI)による自己修復成分及び/又は分子が、150度未満、又は25℃未満、又は0℃未満、又は-10℃未満、又は-20℃未満、又は-30℃未満、又は-30~-20℃、又は-25~20℃、又は-20~10℃のガラス転移温度(Tg)を有する、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~37のいずれか一つに記載の組成物。
[0264]39.構造(VI)による自己修復成分及び/又は分子が、500と8000との間;500と5000との間;500と4000との間;500と3000との間;又は500と2000との間;又は500と1500との間;又は500と1000との間;又は500と900との間;又は500と700との間;又は700と4000との間;又は700と3000との間;又は700と2000の間との間;又は700と1500との間;又は700と1000との間;又は900と4000との間;又は900と3000との間;又は900と2000との間;又は900と1500との間;又は1000と4000との間;又は1000と3000との間;又は1000と2000との間;又は1000と1500との間の理論分子量(MWtheo)(g/molで)を有する、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~39のいずれか一つに記載の組成物。
[0265]40.開始剤成分が、1つ又は複数の光開始剤を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなり、1つ又は複数の光開始剤は、アシルホスフィンオキシド光開始剤、α-ヒドロキシケトン光開始剤、及び/又はノリッシュII型光開始剤を含む、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~39のいずれか一つに記載の組成物。
[0266]41.添加剤が、1つ又は複数の接着促進剤、酸化防止剤、阻害剤、光増感剤、担体界面活性剤、粘着付与剤、触媒、安定剤、表面剤、及び/又は蛍光増白剤を含む、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~40のいずれか一つに記載の組成物。
[0267]42.組成物が、0.01MPa~100MPa、又は0.05~50MPa、又は0.05~20MPa、又は0.05~10MPa、又は0.05~5MPa、又は0.1~3MPa、又は2~20MPa、又は2~10MPa、又は2~5MPaのセグメントモジュラスを有し、セグメントモジュラスは、本明細書の他の場所に記載された方法によって調製されたフィルムについて、本明細書の他の場所に記載された方法に従って測定される、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~41のいずれか一つに記載の組成物。
[0268]43.組成物が、50s-1のせん断速度及び25℃の温度で測定された、40パスカル秒(Pa・s)未満、又は30Pa・s未満、又は15Pa・s未満、又は10Pa・s未満、又は1Pa・s未満、又は1Pa・s~20Pa・s、又は1Pa・s~15Pa・s、又は1Pa・s~10Pa・s、又は0.05~5Pa・s、又は0.05~1Pa・sの粘度を有する、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~42のいずれか一つに記載の組成物。
[0269]44.組成物全体の重量に対して、モノマー及び/又はオリゴマー成分が、10重量%~65重量%、又は10重量%~55重量%、又は10重量%~50重量%、又は10重量%~40重量%、又は10重量%~30重量%;又は20重量%~65重量%、又は20重量%~55重量%、又は20重量%~50重量%、又は20重量%~40重量%;で存在する第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~43のいずれか一つに記載の組成物;及び/又は、
[0270]45.組成物全体の重量に対して、自己修復成分は、30重量%超~100重量%、又は30超~75重量%、又は30超~70重量%、又は30超~60重量%、又は40重量%~80重量%、又は40重量%~75重量%、又は40重量%~70重量%、又は40重量%~60重量%存在する、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~44のいずれか一つに記載の組成物。
[0271]46.組成物全体の重量に対して、開始剤は、0.01重量%~10重量%、又は0.05重量%~5重量%、又は0.1重量%~3重量%存在し;
及び、添加剤は0重量%~59.99重量%存在する、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~45のいずれか一つに記載の組成物。
及び、添加剤は0重量%~59.99重量%存在する、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~45のいずれか一つに記載の組成物。
[0272]47.組成物が、超酸及び超塩基を実質的に含まない、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~46のいずれか一つに記載の組成物。
[0273]48.組成物が、2-プロパノール、アセトン、アセトニトリル、クロロホルム(CHCl3)、ジクロロメタン、ジメチルスルホキシド((CH3)2SO)、酢酸エチル、ヘキサン、メタノール、テトラヒドロフラン、トルエン、プロピレングリコール、メチルエチルケトン、及び水を含む溶媒を実質的に含まず、溶媒の含有量は決定される、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~47のいずれか一つに記載の組成物。
[0274]49.組成物が、組成物が溶媒を実質的に含まない、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~48のいずれか一つに記載の組成物。
[0275]50.組成物を、360nm~400nmのピークスペクトル出力を放出する放射線源からの1J/cm2の線量のエネルギーに曝すことによって、3ミルのフィルムに硬化させると、フィルムに少なくとも1箇所のカット傷が形成され、前記フィルムは、フィルムは、55℃、好ましくは23℃の温度に維持されながら、8時間以下、又は好ましくは1時間以下、又は好ましくは5分以下、又は好ましくは1分以下の期間内に視覚的に検出可能な程度まで修復し、フィルムの修復は、40倍又は100倍の倍率での顕微鏡イメージングによって視覚的に決定されるように構成されている、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~49のいずれか一つに記載の組成物。
[0276]51.組成物が本明細書の他の場所に記載されている試料調製方法に従って第1のフィルム及び第2のフィルムに硬化されるとき、第1のフィルムのプレカット引張強度及び第2のフィルムのポストカット引張強度を有し、切断前引張強度及び切断後引張強度は、第2のフィルムが本明細書の他の場所に記載されている切断手順に供された後に決定され、その後約25℃又は約55℃の温度で12~14時間維持され;
切断後の引張強度は、切断前の引張強度の50%超、又は60%超、又は85%超、又は90%超、又は95%超であり、プレカット引張強度及びポストカット引張強度はそれぞれ、ASTM D638に従って測定され、本明細書の他の場所でさらに説明される、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~50のいずれか一つに記載の組成物。
切断後の引張強度は、切断前の引張強度の50%超、又は60%超、又は85%超、又は90%超、又は95%超であり、プレカット引張強度及びポストカット引張強度はそれぞれ、ASTM D638に従って測定され、本明細書の他の場所でさらに説明される、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~50のいずれか一つに記載の組成物。
[0277]52.組成物は、前記組成物を、360nm~400nmのピークスペクトル出力を放出する放射線源からの1J/cm2の線量のエネルギーに曝すことによって3ミルフィルムに硬化させたときに、1秒~10秒の応力緩和を有し、及び本明細書に記載の方法に従って測定した場合、20%超、又は30%超、は50%超、又は30~90%、又は30~65%、又は45~90%、又は45~75%、又は45~65%を有する、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~51のいずれか一つに記載の組成物。
[0278]53.組成物が、フィルムに硬化されたとき、0.01MPa~100MPa、又は0.05~50MPa、又は0.05~20MPa、又は0.05~10MPa、又は0.05~5MPa、又は0.1~3MPa、又は2~20MPa、又は2~10MPa、又は2~5MPaのセグメントモジュラスを有し、セグメントモジュラスは、本明細書の他の場所に記載された方法によって調製されたフィルムについて、本明細書の他の場所に記載された方法に従って測定される、第1の追加の例示的態様の上記の実施形態1~52のいずれか一つに記載の組成物。
[0279]第2の追加の例示的な態様は、以下の実施形態を含む。
[0280]54.以下の構造(VII)による光ファイバコーティングで使用するためのオリゴマー。
[UPy-(Dm-U-Dm)(2+q)]-[A(G)(n-1)-Dm]k-Z (VII);式中、
UPyは、UPy基を表し、UPy基は2-ウレイド-4-ピリミジノンであり;
Uは、-NHC(O)E-又は-EC(O)NH-(式中、Eは、O、NH、N(アルキル)、若しくはSである。)を表し;
qは、0以上かつ10以下の数値であり;
Kは、0は、0~20の数であり;
Aは、炭素及び窒素から選択され;
nは、2又は3であり、ここで、Aが、sp3炭素である場合、n=3であり、Aが、sp2炭素若しくは窒素である場合、n=2であり;
mは、0~500の整数であり;
Dは、mの出現ごとに、-O-、-C(O)-、-Aryl-、-C≡C-、-N=N-、-S-、-S(O)-、-S(O)(O)-、-(CT2)i-、-N(T)-、-Si(T)2(CH2)i-、-(Si(T)2O)i-、-C(T)=C(T)-、-C(T)=N-、-C(T)=、-N=、又はそれらの組み合わせから独立して選択される二価のスペーサであり、
単結合のD中の各例に対して、単結合がそれに結合され、二重結合のD中の各例に対して、二重結合がそれに結合され;
各Tは、水素、F、Cl、Br、I、C1-C8アルキル、C1-C8アルコキシ、置換アミノ、又は置換アリールを含む1価の単位から、出現ごとに選択され;
各Tはまた、2価のDmから選択することができ、同じくDmから選択される別の2価のTに結合し、環構造を形成し;
iは、1~40の整数であり、
Zは、水素、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、ヒドロキシ、アミノ、ビニル、アルキニル、アジド、シリル、シロキシ、シリルヒドリド、チオ、イソシアネート、保護されたイソシアネート、エポキシ、アジリジノ、カルボキシレート、F、Cl、Br、I、又はマレイミド基から選択され;及び
Gは、nの出現ごとに、水素、-Dm-Z、又は以下の構造(VII-b)による自己修復部分から独立して選択され、
(Z-Dm)jX-Dm- (VII-b);(式中、
Xは、多重水素結合基又はジスルフィド基であり;
Xが2価の場合はj=1、Xが1価の場合はj=0である)である。
[UPy-(Dm-U-Dm)(2+q)]-[A(G)(n-1)-Dm]k-Z (VII);式中、
UPyは、UPy基を表し、UPy基は2-ウレイド-4-ピリミジノンであり;
Uは、-NHC(O)E-又は-EC(O)NH-(式中、Eは、O、NH、N(アルキル)、若しくはSである。)を表し;
qは、0以上かつ10以下の数値であり;
Kは、0は、0~20の数であり;
Aは、炭素及び窒素から選択され;
nは、2又は3であり、ここで、Aが、sp3炭素である場合、n=3であり、Aが、sp2炭素若しくは窒素である場合、n=2であり;
mは、0~500の整数であり;
Dは、mの出現ごとに、-O-、-C(O)-、-Aryl-、-C≡C-、-N=N-、-S-、-S(O)-、-S(O)(O)-、-(CT2)i-、-N(T)-、-Si(T)2(CH2)i-、-(Si(T)2O)i-、-C(T)=C(T)-、-C(T)=N-、-C(T)=、-N=、又はそれらの組み合わせから独立して選択される二価のスペーサであり、
単結合のD中の各例に対して、単結合がそれに結合され、二重結合のD中の各例に対して、二重結合がそれに結合され;
各Tは、水素、F、Cl、Br、I、C1-C8アルキル、C1-C8アルコキシ、置換アミノ、又は置換アリールを含む1価の単位から、出現ごとに選択され;
各Tはまた、2価のDmから選択することができ、同じくDmから選択される別の2価のTに結合し、環構造を形成し;
iは、1~40の整数であり、
Zは、水素、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、ヒドロキシ、アミノ、ビニル、アルキニル、アジド、シリル、シロキシ、シリルヒドリド、チオ、イソシアネート、保護されたイソシアネート、エポキシ、アジリジノ、カルボキシレート、F、Cl、Br、I、又はマレイミド基から選択され;及び
Gは、nの出現ごとに、水素、-Dm-Z、又は以下の構造(VII-b)による自己修復部分から独立して選択され、
(Z-Dm)jX-Dm- (VII-b);(式中、
Xは、多重水素結合基又はジスルフィド基であり;
Xが2価の場合はj=1、Xが1価の場合はj=0である)である。
[0281]55.第2の追加の例示的態様の実施形態54によるオリゴマーをさらに含む、第1の追加の例示的態様の実施形態1~53のいずれか一つに記載の組成物。
[0282]第3の追加の例示的な態様は、以下の実施形態を含む。
[0283]56.光ファイバをコーティングするための組成物であって
任意選択的にコア層とクラッド層とを含むガラス繊維と;
ガラス繊維の周りに配置され、ガラス繊維と接触する第1のコーティング層と;
任意選択的に、第1のコーティング層又は第2のコーティング層の周囲に配置され、それらと接触するインク層と
を含み、
第1のコーティング層は、(a)第1の追加の例示的態様の実施形態1~50のいずれか一つに記載のものであり、及び/又は(b)第2のさらなる例示的態様の実施形態51によるオリゴマーを含む、光ファイバをコーティングするための組成物。
任意選択的にコア層とクラッド層とを含むガラス繊維と;
ガラス繊維の周りに配置され、ガラス繊維と接触する第1のコーティング層と;
任意選択的に、第1のコーティング層又は第2のコーティング層の周囲に配置され、それらと接触するインク層と
を含み、
第1のコーティング層は、(a)第1の追加の例示的態様の実施形態1~50のいずれか一つに記載のものであり、及び/又は(b)第2のさらなる例示的態様の実施形態51によるオリゴマーを含む、光ファイバをコーティングするための組成物。
[0284]57.自己修復光コーティングされたファイバが、40倍又は100倍の倍率で顕微鏡イメージングを介して視覚的に決定されるように、20%超、又50%超、又は75%超、又は90%超のコーティング層に形成されたキャビテーションを、48時間以内、又は好ましくは8時間以内、又は好ましくは1時間以内、又は好ましくは5分以内、又は好ましくは1分以内に修復するように構成される一方で、自己修復コーティングされた光ファイバは、80℃未満、又は好ましくは60℃未満、又は好ましくは50℃、又は好ましくは25℃未満の温度に維持される、第3の追加の例示的態様の上記の実施形態56に記載の自己修復コーティングされた光ファイバ。
[0285]58.第1のコーティング層が、ガラス繊維の周囲に配置され、ガラス繊維と接触して配置され、一次コーティング層であり、
自己修復コーティングされた光ファイバは、一次コーティング層の周りに配置され、一次コーティング層と接触する二次コーティング層をさらに含む、第3の追加の例示的態様の上記の実施形態56~57のいずれか一つに記載の自己修復被覆光ファイバ。
自己修復コーティングされた光ファイバは、一次コーティング層の周りに配置され、一次コーティング層と接触する二次コーティング層をさらに含む、第3の追加の例示的態様の上記の実施形態56~57のいずれか一つに記載の自己修復被覆光ファイバ。
[0286]59.第1のコーティング層が、自己修復コーティング光ファイバ上の唯一のコーティング層である、実施形態56~57のいずれか一つに記載の自己修復コーティングされた光ファイバ。
[0287]60.第1のコーティング層又は一次コーティング層のガラス転移温度が、25℃未満、又は20℃未満、又は10℃未満、又は0℃未満、又は-10℃未満、又は-20℃未満、又は-30℃未満である、第3の追加の例示的態様の上記の実施形態56~59のいずれか一つに記載の自己修復コーティングされた光ファイバ。
[0288]特に明記しない限り、重量%は、特定の成分が組み込まれる液体放射線硬化性組成物全体に対する質量による量を意味する。
[0289]本発明を説明する文脈での(特に以下の特許請求の範囲の文脈で)「a」及び「an」及び「the」という用語並びに同様の指示対象の使用は、ここに別段の記載がない限り、又は文脈によって明確に矛盾しない限り、単数形及び複数形の両方をカバーすると解釈されるべきである。「含む(comprising)」、「有する(having)」、「含む(including)」、及び「含有する(containing)」という用語は、特に断りのない限り、制限のない用語(すなわち、「含むが、これに限定されない」を意味する。)として解釈される。ここでの値の範囲の列挙は、ここに別段の記載がない限り、範囲内にある各個別の値を個別に参照する略記法として役立つことを単に意図し、各個別の値は、ここに個別に記載されているかのように仕様に組み込まれる。ここに記載されているすべての方法は、ここに別段の指示がない限り、又は文脈によって明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実行することができる。ここで提供されるありとあらゆる例、又は例示的な言語(例えば、「など」)の使用は、単に本発明をより良好に明らかにすることを意図しており、別途、特許請求の範囲で規定しない限り、本発明の範囲に制限を課さない。明細書の文言は、特許請求されていない要素が本発明の実施に不可欠であることを示していると解釈されるべきではない。
[0290]本発明の好ましい実施形態は、本発明を実施するための発明者に知られている最良のモードを含めて、本明細書に記載されている。前述の説明を読めば、これらの好ましい実施形態の変形が当業者に明らかになるであろう。発明者は、当業者がそのような変形を適切に採用することを期待し、発明者は、本明細書に具体的に記載されている以外の方法で本発明が実施されることを意図している。したがって、本発明は、適用法によって認められるように、本明細書に添付された特許請求の範囲に記載された主題のすべての修正及び等価物を含む。さらに、本明細書に別段の指示がない限り、又は文脈と明らかに矛盾しない限り、上記の要素のすべての可能な変形における任意の組み合わせが本発明に包含される。
本発明をその特定の実施形態を参照して詳細に説明してきたが、請求された本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更及び修正を行うことができることは当業者には明らかであろう。
Claims (23)
- 光ファイバをコーティングするための組成物であって、
任意選択的に、反応性モノマー及び/又はオリゴマー成分と;
1つ又は複数の自己修復部分と任意選択的に1つ又は複数の重合性部分とを有する分子を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる自己修復成分と;
開始剤成分と;
任意選択的に、添加剤成分と
を含み;
(a)自己修復成分は、組成物全体の重量に対して、30重量%を超える量で存在するか;又は
(b)組成物は、組成物100g当たり0.015当量超の自己修復部分を有する、
組成物。 - 自己修復成分が、組成物全体の重量に対して、30~80重量%の量で存在し;及び
組成物が、組成物100g当たり0.015~0.10当量の自己修復部分を有する、請求項1に記載の組成物。 - 組成物が、5重量%未満の溶媒、又は1重量%未満の溶媒、又は0.1重量%未満の溶媒を含み、溶媒の重量含有量は、サイズ排除クロマトグラフィ(SEC)法などの適切な方法によって決定することができる、請求項1又は2に記載の組成物。
- 自己修復成分が、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリ(ジメチルシロキサン)、ジスルフィドポリオール、又はそれらの組み合わせに由来する主鎖を有する1つ又は複数の化合物を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の組成物。
- (1)添加剤成分の一部としての接着促進剤化合物;
(2)オリゴマー成分、モノマー成分、又は自己修復成分の一部としての接着促進官能基;及び/又は
(3)添加剤成分の一部としての酸化防止剤
のうちの1つ又は複数を含有する、請求項1から4のいずれか一項に記載の組成物。 - 反応性モノマー成分、反応性オリゴマー成分、及び自己修復成分それぞれが、1つ又は複数の重合性部分を含み、重合性部分は;
(i)放射線硬化性部分;
(ii)熱硬化性部分;又は
(iii)放射線硬化性部分と熱硬化性部分の両方
を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の組成物。 - 自己修復部分が、2-ウレイド-4-ピリミジノン(UPy)基若しくはジスルフィド基若しくはその両方を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる、請求項1から6のいずれか一項に記載の組成物。
- 組成物中の自己修復部分の当量の少なくとも50%、又は少なくとも60%、又は少なくとも75%、又は少なくとも90%、又は少なくとも99%、又は100%がUPy基からなる、請求項7に記載の組成物。
- 自己修復成分が、
第1の自己修復部分を有する第1の分子;及び
第2の自己修復部分を有する第2の分子
を含み、
第1の分子の第1の自己修復部分は、第2の分子の第2の自己修復部分に結合するように構成されており、
第1の自己修復部分及び第2の自己修復部分は、独立して、多重水素結合基である、請求項1から8のいずれか一項に記載の組成物。 - 第1の自己修復部分と第2の自己修復部分との間の結合解離エネルギーが、9~100kcal/molの間、又は30~60kcal/molの間である、請求項1から9のいずれか一項に記載の組成物。
- 第1の自己修復部分及び第2の自己修復部分が二量体を形成するように構成されており、二量体は3つ又は4つの水素結合を有し、二量体は、第1の自己修復部分の側の3つ又は4つの水素結合のそれぞれに連結された第1の直鎖、及び第2の自己修復部分の側の3つ又は4つの水素結合のそれぞれに連結された第2の直鎖を含み、第1の直鎖と第2の直鎖のそれぞれは、7つ未満の共有結合を含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の組成物。
- 自己修復成分が、少なくとも1つのUPy基と少なくとも3つのウレタン連結基とを含む複数の分子を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる、請求項1~12のいずれか一項に記載の組成物。
- 組成物100g当たり0.015当量を超えるUPy基、又は0.015~0.10のUPy基、又は0.015~0.05のUPy基を有する、請求項13に記載の組成物。
- 反応性モノマー成分、反応性オリゴマー成分、及び/又は自己修復成分の重合性部分が、(メタ)アクリレート基を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなる;
組成物が、組成物100g当たり0.1~0.4当量の(メタ)アクリレート基を有する;及び/又は
組成物中の(メタ)アクリレート基の当量対UPy基の当量の比が、14未満、又は3~10である、請求項1から14のいずれか一項に記載の組成物。 - 自己修復成分がウレタン基を有する化合物を含み、ウレタン基がジイソシアネート化合物の反応生成物であり;
モノマー成分が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2-フェノキシエチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ラウリルアクリレート、エトキシル化ノニルフェノールアクリレート、又はジエチレングリコールエチルヘキシルアシレートを含み;
開始剤成分が、1つ又は複数の光開始剤を含むか、それらからなるか、又は本質的にそれらからなり、1つ又は複数の光開始剤は、アシルホスフィンオキシド光開始剤、α-ヒドロキシケトン光開始剤、及び/又はノリッシュII型光開始剤を含む、
請求項1から15のいずれか一項に記載の組成物。 - 自己修復成分が、-30~20℃のガラス転移温度(Tg)を有する、請求項1から16のいずれか一項に記載の組成物。
- 自己修復成分が、500と8000との間、又は1000と4000との間の理論分子量(MWtheo)(g/molで)を有する化合物を含む、請求項1から17のいずれか一項に記載の組成物。
- 組成物が、0.1~5MPa、又は0.1~0.8MPaのセグメントモジュラスであって、ここの他の場所に記載された方法によって調製されたフィルムについて、本明細書の他の場所に記載された方法によって決定されるセグメントモジュラス;及び/又は
50s-1の剪断速度及び25℃の温度で測定された、15パスカル秒(Pa・s)未満、又は0.05Pa・s~5Pa・sの粘度
を有する、請求項1から18のいずれか一項に記載の組成物。 - 組成物全体の重量に対して、
モノマー及び/又はオリゴマー成分は、10重量%~65重量%存在し;
自己修復成分は、30重量%超~80重量%存在し、
開始剤は0.01重量%~10重量%存在し、
及び、添加剤は、0重量%~59.99重量%存在し、
成分のそれぞれは、100重量%まで添加される、請求項1から19のいずれか一項に記載の組成物。 - 好ましくは線引きタワーによってガラス光ファイバを線引きすることによって、ガラス光ファイバを提供することと;
ガラス光ファイバの表面上に一次コーティング組成物を適用することと;
任意選択的に、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のに十分なUVを含む放射線エネルギーの線量を付与することと;
二次コーティング組成物を一次コーティング組成物に適用することと;前記一次コーティング組成物及び前記二次コーティング組成物の硬化に影響を及ぼすように一次コーティング組成物及び二次コーティング組成物を、紫外線を放出することができる少なくとも1つの放射線源に曝露し、光ファイバの表面上に硬化した一次コーティングを形成し、硬化した一次コーティングの表面上に硬化した二次コーティングを形成することと
を含み、
一次コーティング組成物が、請求項1から20のいずれか一項に記載の組成物のいずれかの組成物である、コーティングされた光ファイバの作製方法。 - 請求項21に記載の方法によって作製され、及び/又は請求項1から20のいずれか一項に記載の組成物の硬化生成物であるコーティングを含むコーティングされた光ファイバ。
- 内部に配置された複数の光ファイバを含む光ファイバケーブルであって、少なくとも1つの光ファイバが請求項22に記載の光ファイバである、光ファイバケーブル。
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