JP7111432B2 - 光ファイバー用耐熱放射線硬化性コーティング - Google Patents
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Description
[001]本発明は、一般的には、光ファイバーの被覆方法と、ハイスピード、低ヘリウム、及び/又は高温の延伸を用いて製造される光ファイバーに使用するのに好適な放射線硬化性コーティングと、それから製造された光ファイバーと、に関する。
[002]本出願は、2017年6月2日出願の米国仮特許出願第62/514504号(その全体があたかも本明細書に完全に明記されたがごとく本出願をもって参照により組み込まれる)に基づく優先権を主張する。
[003]光ファイバーは、さまざまな用途で使用されてきており、他の媒体よりも優れたいくつかの利点を有する。たとえば、光ファイバーを介してワイヤーよりも高データ速度でデータを伝送可能である。また、光ファイバーは、ワイヤーよりも軽量且つ可撓性である。そのため、光ファイバーとりわけガラス製のものは、テレコミュニケーション産業でデータ伝送に使用されることが多い。しかしながら、光学信号を伝送する細いガラスストランドの脆弱性が原因で、光ファイバーは、非保護のままでは現場使用に適さない。物理的損傷の影響を受けやすいことに加えて、非被覆光ファイバーは、湿分接触により悪影響を受けるおそれもある。結果として、保護のために及び高レベルの性能を確保するために、かなり前から光ファイバーに表面コーティングが施されてきた。
[025]本明細書には、本発明のいくつかの実施形態が記載されている。第1の態様は、光ファイバー部分であって、光ファイバー部分自体が、ガラスコアと前記ガラスコアに接触してそれを取り囲むクラッド層とをさらに含む、光ファイバー部分と、コーティング部分であって、前記コーティング部分が、前記クラッド層に接触してそれを取り囲む一次コーティング層と前記一次コーティング層に接触してそれを取り囲む二次コーティング層とをさらに含む、コーティング部分と、を含む被覆光ファイバーである。この第1の態様によれば、一次コーティング層は、反応剤の生成物であるウレタンアクリレートオリゴマーと反応性希釈モノマーとフリーラジカル光開始剤とを含む放射線硬化性組成物の硬化物であり、前記反応剤は、イソシアネートモノマーとポリオールモノマーとアクリレートモノマーとを含み、放射線硬化性組成物は、摂氏25°(C)における第1の粘度と55℃における第2の粘度と85℃における第3の粘度とを有し、放射線硬化性組成物は、第1の粘度、第2の粘度、及び第3の粘度の各々で液体であり、且つ第1の粘度と第3の粘度との比は、約15未満又は約14.4未満又は約13.9未満又は約13未満又は約12未満又は約11未満又は約10未満又は約9未満又は約7未満である。
(1)放射線硬化性組成物のTg,rheoは、-81.5℃未満若しくは-120~-80℃若しくは-115~-80℃若しくは-110~-80℃若しくは-100~-80℃若しくは-120~-82℃若しくは-115~-82℃若しくは-110~-82℃若しくは-100~-82℃若しくは-120~-85℃若しくは-115~-85℃若しくは-110~-85℃若しくは-100~-85℃若しくは-120~-90℃若しくは-115~-90℃若しくは-110~-90℃若しくは-100~-90℃であるか、又は
(2)第1の粘度と第3の粘度との比は、約15未満若しくは約14.4未満若しくは約13.9未満若しくは約13未満若しくは12未満若しくは約11未満若しくは約10未満若しくは約9未満若しくは約7未満である。
(式中、η(T)は温度T(摂氏度単位)における組成物の粘度(パスカル秒単位)であり、且つη25は第1の粘度である)を放射線硬化性組成物の粘度対温度の実験データに当てはめることにより決定される。
[033]本発明の第1の実施形態は、光ファイバー部分であって、光ファイバー部分自体が、ガラスコアと前記ガラスコアに接触してそれを取り囲むクラッド層とをさらに含む、光ファイバー部分と、コーティング部分であって、前記コーティング部分が、前記クラッド層に接触してそれを取り囲む一次コーティング層と前記一次コーティング層に接触してそれを取り囲む二次コーティング層とをさらに含む、コーティング部分と、を含む被覆光ファイバーである。この第1の態様によれば、一次コーティング層は、反応剤の生成物であるウレタンアクリレートオリゴマーと反応性希釈モノマーとフリーラジカル光開始剤とを含む放射線硬化性組成物の硬化物であり、前記反応剤は、イソシアネートモノマーとポリオールモノマーとアクリレートモノマーとを含み、放射線硬化性組成物は、摂氏25°(C)における第1の粘度と55℃における第2の粘度と85℃における第3の粘度とを有し、放射線硬化性組成物は、第1の粘度、第2の粘度、及び第3の粘度の各々で液体であり、且つ第1の粘度と第3の粘度との比は、約15未満又は約14.4未満又は約13.9未満又は約13未満又は約12未満又は約11未満又は約10未満又は約9未満又は約7未満である。
(1)放射線硬化性組成物のTg,rheoは、-81.5℃未満若しくは-120~-80℃若しくは-115~-80℃若しくは-110~-80℃若しくは-100~-80℃若しくは-120~-82℃若しくは-115~-82℃若しくは-110~-82℃若しくは-100~-82℃若しくは-120~-90℃若しくは-115~-90℃若しくは-110~-90℃若しくは-100~-90℃であり、又は
(2)第1の粘度と第3の粘度との比は、約15未満若しくは約14.4未満若しくは約13.9未満若しくは約13未満若しくは12未満若しくは約11未満若しくは約10未満若しくは約9未満若しくは約7未満である。
[048]エチレン性不飽和重合性化合物は、1つ又は2つ以上のオレフィン性二重結合を含有しうる。それらは、低分子量(モノマー)又は高分子量(オリゴマー)の化合物でありうる。
[049]1つの二重結合を含有するより低分子量の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のアクリレート又はメタクリレート、たとえば、メチル、エチル、ブチル、2-エチルヘキシル及び2-ヒドロキシエチルのアクリレート、イソボルニルアクリレート、メチル及びエチルのメタクリレート、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、並びにジエチレングリコールエチルヘキシルアクリレート(DEGEHA)である。これらの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、メタクリルアミド、N-置換(メタ)アクリルアミド、ビニルエステルたとえばビニルアセテート、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、ビニルクロライド、及びビニリデンクロライドである。2つ以上の二重結合を含有するモノマーの例は、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、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、ペンタエリトリトールのトリアクリレート及びテトラアクリレート、ビニルアクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルスクシネート、ジアリルフタレート、トリアリルホスフェート、トリアリルイソシアヌレート、又はトリス(2-アクリロイルエチル)イソシアヌレートである。
[051]一般的には、光ファイバーコーティング材料は、オリゴマーとして、アクリレート基とウレタン基と骨格とを含むウレタンアクリレートオリゴマーを含む。骨格は、ジイソシアネート、ポリイソシアネートなどのイソシアネートと反応させたポリオールと、ヒドロキシアルキルアクリレートと、から誘導される。
[076]好ましい実施形態では、本発明の光ファイバーを被覆するための液状放射線硬化性樹脂は、フリーラジカル光開始剤成分を含む。光開始剤は、光の作用により又は光の作用と増感色素の電子励起との相乗作用により化学変化してラジカル、酸、及び塩基の少なくとも1つを生成する化合物である。
(式中、
R50は、C1~C12アルキル、シクロヘキシル、或いは置換されていない又は1~4個のハロゲン若しくはC1~C8アルキルにより置換されたフェニルであり、
R51及びR52は、それぞれ互いに独立して、C1~C8アルキル又はC1~C8アルコキシであり、
R53は、水素又はC1~C8アルキルであり、且つ
R54は、水素又はメチルである)で示される。
(式中、
R1及びR2は、互いに独立して、C1~C12アルキル、ベンジル、置換されていない又はハロゲン、C1~C8アルキル、及び/若しくはC1~C8アルコキシにより1~4回置換されたフェニルであり、或いはシクロヘキシル又は-COR3基であり、或いは
R1は-OR4であり、
R3は、置換されていない又はC1~C8アルキル、C1~C8アルコキシ、C1~C8アルキルチオ、及び/若しくはハロゲンにより1~4回置換されたフェニルであり、且つ
R4は、C1~C8アルキル、フェニル、又はベンジルである。たとえば、R1は-OR4である。たとえば、R2は、置換されていない又はハロゲン、C1~C8アルキル、及び/若しくはC1~C8アルコキシにより1~4回置換されたフェニルである。たとえば、R3は、置換されていない又はC1~C8アルキルにより1~4回置換されたフェニルである。たとえば、本モノアシルホスフィンオキシドは、2,4,6-トリメチルベンゾイルエトキシフェニルホスフィンオキシド(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)である)で示される。
(式中、
R11及びR12は、互いに独立して、水素、C1~C6アルキル、フェニル、C1~C6アルコキシ、OSiR16(R17)2、若しくは-O(CH2CH2O)q-C1~C6アルキルであり、又は
R11及びR12は、それらが結合されている炭素原子と一緒になって、シクロヘキシル環を形成し、
qは、1~20の数であり、
R13は、OH、C1~C16アルコキシ、又は-O(CH2CH2O)q-C1~C6アルキルであり、
R14は、水素、C1~C18アルキル、C1~C12ヒドロキシアルキル、C1~C18アルコキシ、-OCH2CH2-OR15、-CH=CH2、-C(CH3)=CH2であり、又は
であり
nは、2~10の数であり、
R15は、水素、-COCH=CH2、又は-COC(CH3)=CH2であり、
R16及びR17は、互いに独立して、C1~C8アルキル又はフェニルであり、且つ
G3及びG4は、互いに独立して、高分子構造の末端基、好ましくは水素又はメチルである)のα-ヒドロキシケトン光開始剤を利用しうる。
であるものである。
である化合物である。
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。
及びモノマー又はダイマーのフェニルグリオキシル酸エステル類、たとえば、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)エタンである。
である。
(式中、Yは、C1~C12アルキレン、シクロヘキシレン、C2~C40アルキレン(シクロヘキシレン、O、S、又はNR30が1回以上介在する)であり、且つR30は、水素、C1~C12アルキル、又はフェニルであり、好ましくはYは、CH2CH2-O-CH2CH2である)で示されるフェニルグリオキサレート。
[093]ある特定の望ましい特性、たとえば、改善された貯蔵寿命、改善されたコーティングの酸化安定性及び加水分解安定性などを達成するために、典型的には、添加剤も光ファイバーコーティングに添加される。多くの異なるタイプの望ましい添加剤が存在し、本明細書で考察される本発明をこれらにより限定することを意図するものではないが、それらは望ましい効果を有するので、想定される実施形態に含まれる。
[0100]たとえば、欧州特許出願公開第438123号明細書及び英国特許出願公開第2180358号明細書に記載されるように、光重合を加速するために、促進剤、共開始剤、及び自動酸化剤、たとえば、チオール、チオエーテル、ジスルフィド、及びホスフィンを添加することが可能である。
[0106]本発明者らは、本明細書に記載のタイプの従来の放射線硬化性一次コーティング組成物とりわけオリゴマー成分は、非ニュートンレオロジー挙動により典型的に特徴付けられることをこのたび発見した。すなわち、それらは剪断減粘するか又は高剪断速度で剪断粘度の低減を呈する。さらに、かかる材料はきわめて温度依存性である。すなわち、組成物の粘度は、その温度により有意に影響を受ける。これらの性質が組み合わさって、高温、高剪断速度条件、たとえば、速い延伸スピード又は低ヘリウムの光ファイバー被覆プロセスで遭遇する条件にとくに敏感な材料をもたらすことを、本発明者らは見いだした。
アモルファス高分子材料のガラス転移に関連する緩和時間(τ)の温度依存性は、いわゆるウイリアムズ、ランデル、及びフェリー(WLF)の関係1:
に従う。上記式中、τ(T)は、温度Tにおける高分子材料のガラス転移の緩和時間であり、τ(Tref)は、参照温度Trefにおける高分子材料のガラス転移の緩和時間であり、且つC1及びC2は定数である。C1及びC2の値は、選択される参照温度に依存する。参照温度をDSCで決定されるガラス転移温度(Tg)に等しく選択した場合、広範な高分子材料に対してC1=17.44及びC2=51.6の「汎用」値を使用可能であると文献に記載されている1。しかしながら、本発明者らの知見によれば、未硬化光ファイバーコーティング樹脂配合物の粘度は、
で適切に記述可能である。
1McCrum,Read and Williams,Anelastic and Dielectric Effects in Polymeric Solids,John Wiley & Sons,New York,1967。
本発明に係る未硬化液状光ファイバーコーティング樹脂配合物は、η(25℃)/η(55℃)及び/又はη(25℃)/η(85℃)の比から測定したとき、現状技術の樹脂配合物と比較して樹脂粘度の温度感度が低下する。その目的では、参照温度がTg,rheoから25℃の参照温度になるように式(3)を変換することが有用である。
異なる参照温度へのWLF式の変換は、均等化:
C1,Tref=25℃×C2,Tref=25℃=C1,Tref=Tg,rheo×C2,Tref=Tg,rheo (5)
及び
C2,Tref=25℃-25=C2,Tref=Tg,rheo-Tg,rheo (6)
により実施可能である。
にまとめうる。
[0133]これらの実施例は本発明の実施形態を例示する。表1は、本実施例に使用される組成物の各種成分を記載する。
[0134]最初に、以上の表2に明記された量を確保するように計量した後、関連ポリオール(オリゴマー1ではアルコル(Arcol)ポリオールPPG2000、オリゴマー2~4ではアクレイム(Acclaim)8200、及びオリゴマー5ではアクレイム4200)を乾燥空気ブランケット下でクリーンな乾燥フラスコに添加し、続いて、特定量の抑制剤(BHT食品グレード)を添加した。次いで、特定量のイソシアネート成分(オリゴマー2~4ではIPDI、オリゴマー1及び5ではモンジュール(Mondur)TDSグレードII)を添加し、その後、次いで、特定量のアクリル酸及び2-エチルヘキサノール(オリゴマー1及び5のみに含まれる)を添加した。これらの試薬を約15分間混合撹拌した。次いで、特定量の関連触媒(オリゴマー1~4ではDBTDL、オリゴマー5ではコスキャット(Coscat)83)を同一フラスコに添加し、さらに約15分間混合した。次いで、得られた混合物をマントルヒーターにより60℃で1時間反応させた。
[0136]オリゴマーとモノマーと光開始剤との混合物を10~20gスケールで非透明ポリプロピレンカップに秤取した。混合は、いわゆるスピードミキサー(ハウスチャイルド(Hauschild)ブランドのタイプDAC150FVZ)により3000~3500rpmで5分間にわたり室温で実施した。混合時に温度が最高10℃上昇した。(固体)光開始剤が視覚的に完全に溶解しなかった場合、混合手順を繰り返した。
サンプルは同一カップに貯蔵した。
及び
として表3及び4に報告される。最後に、本明細書に記載の計算方法を用いることにより各サンプルの液体ガラス転移温度も決定した。
[0139]一般的な説明:樹脂の定常状態の剪断粘度の測定の一般的な説明は、ISO3219「プラスチック-液体状態における又はエマルジョン若しくはディスパージョンとしてのポリマー/樹脂-規定の剪断速度で回転粘度計を用いる粘度の決定」に見いだしうる。本発明に係る未硬化光ファイバーコーティング配合物の定常状態の剪断粘度の分析では、回転レオメーターは、少なくとも20℃~90℃の間の温度で10s-1の変形速度で粘度を決定するために適正に感度の良い測定ジオメトリーを備えるべきである。±5%の典型的な実験確度を超えて測定結果に影響を及ぼすレベルまで実験手順の過程で研究中のサンプルの成分が蒸発するのを回避するために注意が必要である。限定されるものではないが、かかる測定を実施する以下の好ましい構成を本明細書のこれ以降で説明する。
1.剪断もデータ収集も行うことなく15分間の持続時間にわたり温度を20℃に設定し、サンプルとジオメトリーとの温度平衡化を可能にした。
2.温度インターバル5℃及び10s-1の剪断速度を用いてステップ温度定常剪断試験シーケンスを20~90℃で実施する。剪断を行うことなく10分間にわたりその次の温度平衡に加熱した後、10s-1の剪断速度を用いて定常剪断測定を開始し、その後、1個のデータ点につき6秒間の測定継続時間を用いて15個のデータ点を取得した。次いで、これらのデータ点の平均を特定の測定温度における粘度の値として得た。このシーケンスを90℃の測定温度まで繰り返した。最後に、これらの結果から25、55、及び85℃における粘度に対するデータ点を抽出した。ステップ温度測定シーケンスから得られる粘度データの一貫性チェックのために、次の(任意選択的な)測定シーケンスも追加した。かかる工程は、たとえば、測定時に蒸発に起因する液体粘度の変化を無視しうるかをチェックするために組み込まれた。
3.ステップ温度シーケンスの終了時、剪断もデータ収集も行うことなく10分間の持続時間にわたり温度を85℃に設定し、サンプルとジオメトリーとの温度平衡化を可能にした。
4.次いで、10s-1の剪断速度を用いて定常剪断測定を開始し、その後、1個のデータ点につき6秒間の測定継続時間を用いて15個のデータ点を取得した。取得データ点の平均を求め、次いで、あらかじめ実施されたステップ温度定常剪断測定により決定される85℃における粘度に5%の確度内で一致することを確認した。
5.次いで、剪断もデータ収集も行うことなく15分間の持続時間にわたり温度を55℃に設定し、サンプルとジオメトリーとの温度平衡化を可能にした。
6.この後、10s-1の剪断速度を用いて追加の定常剪断測定を開始し、1個のデータ点につき各々6秒間の測定継続時間を用いて15個のデータ点を取得した。次いで、取得データ点の平均を確定し、この値を用いて、あらかじめ実施されたステップ温度定常剪断測定により決定される55℃における粘度に5%の確度内で一致することを確認した。
7.そのほか、次いで、剪断もデータ収集もなんら可能にすることなく15分間の持続時間にわたり温度を25℃に設定し、サンプルとジオメトリーとの温度平衡化を確保した。
8.最後に、10s-1の剪断速度を用いて追加の定常剪断測定を開始し、その後、1個のデータ点につき6秒間の測定継続時間を用いて15個のデータ点を各々取得した。次いで、これらの取得データ点の平均を求め、チェックし、それらがあらかじめ実施されたステップ温度定常剪断測定により決定される25℃における粘度に5%の確度内で一致することを検証した。
[0146]「Tg,rheo」という見出しの下に報告された値は、ウイリアムズ・ランデル・フェリー式の表現(1)~(8)の1つ以上を表3及び4に報告された実際のレオロジーデータ(その取得方法は以上に説明されている)に適用した結果の曲線当てはめ計算値である。好ましくは、単純化された式(8):
(式中、η(T)は温度Tにおける組成物の粘度であり、且つη25は第1の粘度である)を使用しうる。
[0149]表3及び4のデータから証明しうるように、本発明の各種態様に係る組成物は、粘度比
又は代替的に材料の液体Tg(Tg,rheo)により決定されるように、低減された熱感度を呈する。すべての実施例が、市販の光ファイバー用一次コーティング組成物で一般的な光開始剤又は商業的に公知の添加剤を有するとは限らないが、本明細書のそれらの性能は、光開始剤及び添加剤が温度感度に有意な影響を及ぼさないと予想さるので、増加した熱応力量が適用コーティングに加えられる光ファイバーコーティング用途に使用される少なくとも前駆体組成物として好適性を例示する。かかる増加した熱応力は、たとえば、商業的標準値と対比して増加したラインスピードにより、又は被覆プロセス時に組成物に適用される冷却(ヘリウムフローにより又は他の形で)流体の量の低減又は排除を介して、誘起されうる。
[0153]本発明の第1の追加の模範的実施形態の第1の態様は、
光ファイバー部分であって、前記光ファイバー部分が、
ガラスコアと、
前記ガラスコアに接触してそれを取り囲むクラッド層と、
をさらに含む、光ファイバー部分と、
コーティング部分であって、前記コーティング部分が、
前記クラッド層に接触してそれを取り囲む一次コーティング層と、
前記一次コーティング層に接触してそれを取り囲む二次コーティング層と、
をさらに含む、コーティング部分と、
を含む被覆光ファイバーであり、
前記一次コーティング層は、反応剤の生成物であるウレタンアクリレートオリゴマーと反応性希釈モノマーとフリーラジカル光開始剤とを含む放射線硬化性組成物の硬化物であり、前記反応剤は、イソシアネートモノマーとポリオールモノマーとアクリレートモノマーとを含み、放射線硬化性組成物は、摂氏25°(C)における第1の粘度と55℃における第2の粘度と85℃における第3の粘度とを有し、放射線硬化性組成物は、第1の粘度、第2の粘度、及び第3の粘度の各々で液体であり、且つ第1の粘度と第3の粘度との比は、約15未満又は約14.4未満又は約13.9未満又は約13未満又は約12未満又は約11未満又は約10未満又は約9未満又は約7未満である。
(式中、η(T)は温度Tにおける組成物の粘度であり、且つη25は第1の粘度である)を放射線硬化性組成物の粘度対温度の実験データに当てはめることにより決定される。
少なくとも1個の重合性基とポリプロピレングリコールを含むジオールから誘導された骨格とを含む反応性オリゴマーと、
反応性希釈モノマーと、
1種以上の光開始剤と、
を含む、光ファイバーを被覆するための放射線硬化性組成物であり、
放射線硬化性組成物は、液体ガラス転移温度(Tg,rheo)と、摂氏25°(C)における第1の粘度と、55℃における第2の粘度と、85℃における第3の粘度とを有し、
以下の条件の少なくとも1つを満たす。
(1)放射線硬化性組成物のTg,rheoは、-81.5℃未満若しくは-120~-80℃若しくは-115~-80℃若しくは-110~-80℃若しくは-100~-80℃若しくは-120~-82℃若しくは-115~-82℃若しくは-110~-82℃若しくは-100~-82℃若しくは-120~-85℃若しくは-115~-85℃若しくは-110~-85℃若しくは-100~-85℃若しくは-120~-90℃若しくは-115~-90℃若しくは-110~-90℃若しくは-100~-90℃であるか、
又は
(2)第1の粘度と第3の粘度との比は、約15未満若しくは約14.4未満若しくは約13.9未満若しくは約13未満若しくは12未満若しくは約11未満若しくは約10未満若しくは約9未満若しくは約7未満である。
(式中、η(T)は温度Tにおける組成物の粘度であり、且つη25は第1の粘度である)を放射線硬化性組成物の粘度対温度の実験データに当てはめることにより決定される。
延伸塔を介してガラス光ファイバーを延伸する工程と、
ガラス光ファイバーの表面上に一次コーティング組成物を適用する工程と、
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硬化させるのに十分なUV光照射量を付与する工程と、
一次コーティング組成物に二次コーティング組成物を適用する工程と、
紫外線を発することが可能な少なくとも1つの放射線源で一次コーティング組成物及び二次コーティング組成物に照射して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を行うことにより、光ファイバーの表面上に硬化一次コーティング及び硬化一次コーティングの表面上に硬化二次コーティングを形成する工程と、
を含む被覆光ファイバーの製造方法であり、
一次コーティング組成物は、
少なくとも1個の重合性基とポリプロピレングリコールを含むジオールから誘導された骨格とを含む反応性オリゴマーと、
反応性希釈モノマーと、
1種以上の光開始剤と、
を含み、
放射線硬化性組成物は、液体ガラス転移温度(Tg,rheo)と、摂氏25°(C)における第1の粘度と、55℃における第2の粘度と、85℃における第3の粘度とを有し、
放射線硬化性組成物のTg,rheoは、-81.5℃未満若しくは-120~-80℃若しくは-115~-80℃若しくは-110~-80℃若しくは-100~-80℃若しくは-120~-82℃若しくは-115~-82℃若しくは-110~-82℃若しくは-100~-82℃若しくは-120~-90℃若しくは-115~-90℃若しくは-110~-90℃若しくは-100~-90℃であり、又は
第1の粘度と第3の粘度との比は、約15未満若しくは約14.4未満若しくは約13.9未満若しくは約13未満若しくは約9未満若しくは約7未満である。
(式中、η(T)は温度Tにおける組成物の粘度であり、且つη25は第1の粘度である)を放射線硬化性組成物の粘度対温度の実験データに当てはめることにより決定される。
1500m/分超若しくは1700m/分超若しくは2000m/分超若しくは2500m/分超若しくは3000m/分超且つ5000m/分未満若しくは4000m/分未満若しくは3100m/分未満の延伸スピード、又は
ヘリウムの適用なし、又は20標準リットル/分(SLM)未満若しくは10SLM未満若しくは5SLM未満若しくは1~20SLM若しくは1~10SLM若しくは1~5SLM若しくは5~20SLM若しくは5~10SLMの流量のヘリウムの適用
の1つの下で行われる。
イソシアネートとポリオールとアクリレートモノマーとの反応生成物であるウレタンアクリレートオリゴマーと、
反応性希釈モノマーと、
フリーラジカル光開始剤と、
を含む放射線硬化性組成物の硬化物である一次コーティングを含み、
放射線硬化性組成物は、摂氏25°(C)における第1の粘度と55℃における第2の粘度と85℃における第3の粘度とを有し、放射線硬化性組成物は、第1の粘度、第2の粘度、及び第3の粘度の各々で液体であり、且つ第1の粘度と第3の粘度との比は、約15未満若しくは約14.4未満若しくは約13.9未満若しくは約13未満若しくは約9未満若しくは約7未満である。
(式中、η(T)は温度Tにおける組成物の粘度であり、且つη25は第1の粘度である)を放射線硬化性組成物の粘度対温度の実験データに当てはめることにより決定される。
Claims (20)
- 光ファイバー部分であって、前記光ファイバー部分が、
ガラスコアと、
前記ガラスコアに接触してそれを取り囲むクラッド層と、
をさらに含む、光ファイバー部分と、
コーティング部分であって、前記コーティング部分が、
前記クラッド層に接触してそれを取り囲む一次コーティング層と、
前記一次コーティング層に接触してそれを取り囲む二次コーティング層と、
をさらに含む、コーティング部分と、
を含む被覆光ファイバーであって、
前記一次コーティング層が、
イソシアネートとポリオールとアクリレートモノマーとの反応生成物であるウレタンアクリレートオリゴマーと、
反応性希釈モノマーと、
フリーラジカル光開始剤と、
を含む放射線硬化性組成物の硬化物であり、
前記放射線硬化性組成物が、-82℃未満の液体ガラス転移温度(Tg,rheo)を有し、Tg,rheoが、式(8):
(式中、η(T)は温度T(℃単位)における前記組成物の粘度(Pa・s単位)であり、且つη25は25℃における前記組成物の粘度(Pa・s単位)である)を前記放射線硬化性組成物の粘度対温度の実験データに当てはめることにより決定され、且つ
前記被覆光ファイバーが、1310nmの波長における8~10μmのモードフィールド直径若しくは1550nmの波長における9~13μmのモードフィールド直径を有する、被覆光ファイバー。 - 前記放射線硬化性組成物が、25℃における第1の粘度と、55℃における第2の粘度と、85℃における第3の粘度と、を有し、前記放射線硬化性組成物が、前記第1の粘度、前記第2の粘度、及び前記第3の粘度の各々において液体であり、且つ前記第1の粘度と前記第3の粘度との比が13.9未満である、請求項1に記載の被覆光ファイバー。
- 前記ポリオールがポリプロピレングリコールを含む、請求項1又は2に記載の被覆光ファイバー。
- 前記第1の粘度と前記第3の粘度との比が6.4~13.9である、請求項2に記載の被覆光ファイバー。
- 前記第1の粘度と前記第2の粘度との比が2.9~4.6である、請求項2に記載の被覆光ファイバー。
- 前記第3の粘度が0.01Pa・s~1Pa・sである、請求項2に記載の被覆光ファイバー。
- 前記ウレタンアクリレートオリゴマーが前記放射線硬化性組成物の全重量を基準にして40~90wt%の重量で存在する、請求項1~6のいずれか一項に記載の被覆光ファイバー。
- 前記放射線硬化性組成物のTg,rheoが-120℃以上-82℃未満である、請求項2に記載の被覆光ファイバー。
- 少なくとも1個の重合性基とポリプロピレングリコールから誘導された化合物を含む骨格とを含む反応性オリゴマーと、
反応性希釈モノマーと、
光開始剤と、
任意選択的に1種以上の添加剤と、
を含む、光ファイバーを被覆するための放射線硬化性組成物であって、
前記放射線硬化性組成物が、液体ガラス転移温度(Tg,rheo)と、25℃における第1の粘度(η25)と、55℃における第2の粘度(η55)と、85℃における第3の粘度(η85)と、を有し、
(1)前記放射線硬化性組成物のTg,rheoが、-120~-81.5℃であり、Tg,rheoが、式(8):
(式中、η(T)は、温度T(℃単位)における前記組成物の粘度(Pa・s単位)であり、且つη25は25℃における前記組成物の粘度(Pa・s単位)である)を前記放射線硬化性組成物の粘度対温度の実験データに当てはめることにより決定されるか、
又は
(2)前記第1の粘度と前記第3の粘度との比が、13.9未満であるか、
のどちらかである、放射線硬化性組成物。 - 前記反応性希釈モノマーが、2-エチルヘキシルアクリレート、2-フェノキシエチルアクリレート、又はn-ビニルカプロラクタムを含む、請求項9に記載の放射線硬化性組成物。
- 前記反応性オリゴマーが、少なくとも1つのポリエーテルブロックを含むブロックコポリマーを含む、請求項9又は10に記載の放射線硬化性組成物。
- 前記反応性オリゴマーが、モノブロック構造、ジブロック構造、又はトリブロック構造を有し、
モノブロック構造が0.9個以上1.5個未満のポリエーテルブロック/未反応オリゴマーの平均数として定義され、
ジブロック構造が1.5個以上2.5個未満のポリエーテルブロック/未反応オリゴマーの平均数として定義され、且つ
トリブロック構造が2.5個以上3.5個未満のポリエーテルブロック/未反応オリゴマーの平均数として定義される、請求項9~11のいずれか一項に記載の放射線硬化性組成物。 - ポリプロピレングリコール対イソシアネートから導出される化合物のモル比が1:4~1:1にある、請求項9~12のいずれか一項に記載の放射線硬化性組成物。
- 前記放射線硬化性組成物が前記第1の粘度、前記第2の粘度、及び前記第3の粘度の各々において液体であり、且つ前記第1の粘度と前記第3の粘度との比が6.4~13.9である、請求項9~13のいずれか一項に記載の放射線硬化性組成物。
- 前記第1の粘度と前記第2の粘度との比が2.9~4.98である、請求項9~14のいずれか一項に記載の放射線硬化性組成物。
- 前記第3の粘度が0.01Pa・s~2Pa・sである、請求項9~15のいずれか一項に記載の放射線硬化性組成物。
- (a)延伸塔を介してガラス光ファイバーを延伸する工程と、
(b)前記ガラス光ファイバーの表面上に一次コーティング組成物を適用する工程と、
(c)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硬化させるのに十分なUV光照射量を付与する工程と、
(d)前記一次コーティング組成物に二次コーティング組成物を適用する工程と、
(e)紫外線を発することが可能な少なくとも1つの放射線源で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に照射して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を行うことにより、前記光ファイバーの表面上に硬化一次コーティング及び前記硬化一次コーティングの表面上に硬化二次コーティングを形成する工程と、
を含む被覆光ファイバーの製造方法であって、
前記一次コーティング組成物が、放射線硬化性組成物であり、且つ
少なくとも1個の重合性基とポリプロピレングリコールを含むジオールから誘導された骨格とを含む反応性オリゴマーと、
反応性希釈モノマーと、
1種以上の光開始剤と、
を含み、
前記放射線硬化性組成物が、液体ガラス転移温度(Tg,rheo)と、25℃における第1の粘度と、55℃における第2の粘度と、85℃における第3の粘度とを有し、
前記放射線硬化性組成物のTg,rheoが-120~-82℃であり、Tg,rheoが、式(8):
(式中、η(T)は温度T(℃単位)における前記組成物の粘度(Pa・s単位)であり、且つη25は25℃における前記組成物の粘度(Pa・s単位)である)を前記放射線硬化性組成物の粘度対温度の実験データに当てはめることにより決定され、且つ
前記第1の粘度と前記第3の粘度との比が13.9未満である、被覆光ファイバーの製造方法。 - 前記延伸が、以下の条件:
1500m/分超且つ5000m/分未満の延伸スピード、又は
ヘリウムの適用なし、又は1~20標準リットル/分(SLM)の流量のヘリウムの適用の1つの下で行われる、請求項17に記載の方法。 - ケーブルの少なくとも一部分内に配設された複数の被覆光ファイバーを含む光ファイバーのケーブルであって、前記複数の被覆光ファイバーの少なくとも1つが、
イソシアネートとポリオールとアクリレートモノマーとの反応生成物であるウレタンアクリレートオリゴマーと、
反応性希釈モノマーと、
フリーラジカル光開始剤と、
を含む放射線硬化性組成物の硬化物である一次コーティングを含み、
前記放射線硬化性組成物が、25℃における第1の粘度と、55℃における第2の粘度と、85℃における第3の粘度と、を有し、前記放射線硬化性組成物が、前記第1の粘度、前記第2の粘度、及び前記第3の粘度の各々において液体であり、且つ前記第1の粘度と前記第3の粘度との比が13.9未満であり、
前記被覆光ファイバーが、
1310nmの波長における8~10μmのモードフィールド直径若しくは1550nmの波長における9~13μmのモードフィールド直径
を有する、光ファイバーのケーブル。 - 前記放射線硬化性組成物が請求項9~16のいずれか一項に記載の放射線硬化性組成物である、請求項19に記載の光ファイバーのケーブル。
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