KR101362615B1

KR101362615B1 - 복사선 경화성 광섬유 코팅 조성물의 ｌｅｄ 경화

Info

Publication number: KR101362615B1
Application number: KR1020127014687A
Authority: KR
Inventors: 티모시 비숍; 케키 간
Original assignee: 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이.
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2014-02-12
Also published as: US20150072144A1; BR112012018396B1; CN102482145A; EP2513002A1; CN102482145B; JP2015212222A; WO2011075549A1; US20120196122A1; IN2012DN05061A; CN106082706A; RU2012123751A; JP2013512856A; RU2554650C2; BR112012018396A2; KR20120087984A; DK2513002T3; EP2513002B1; JP6197197B2; JP2014139131A

Abstract

하나 이상의 우레탄 (메트) 아크릴레이트 올리고머, 하나 이상의 반응성 희석제 단량체 및 하나 이상의 광개시제를 포함하는 광섬유용 복사선 경화성 코팅 조성물을 개시하고 특허 청구한다. 상기 조성물은, 광섬유 상에 코팅되고 100 ㎚ 내지 900 ㎚의 파장을 갖는 발광 다이오드(LED) 광에 의해 조사될 때 광중합을 겪어 상기 광섬유 상에 경화된 코팅을 제공할 수 있으며, 상기 경화된 코팅은 상부 표면을 갖고 상기 상부 표면에서 약 60% 이상의 반응된 아크릴레이트 불포화 %(%RAU)를 갖는다. 광섬유를 광섬유용 LED 경화성 코팅으로 코팅하는 방법 및 상기 코팅을 LED 광의 적용에 의해 경화시킨 코팅된 광섬유 또한 개시하고 특허 청구한다.

Description

복사선 경화성 광섬유 코팅 조성물의 ＬＥＤ 경화{LED CURING OF RADIATION CURABLE OPTICAL FIBER COATING COMPOSITIONS}

본 발명은 광섬유용 복사선 경화성 코팅 조성물 및 상기 조성물의 제형화 방법에 관한 것이다.

관련 특허 출원의 상호참조

본 특허 출원은 2009년 12월 17일자로 출원된 미국 특허 가출원 제 61/287,567 호에 대한 우선권을 청구하며, 상기 가출원의 내용 전체를 본원에 참고로 인용한다.

광섬유에 적용된 복사선 경화성 코팅을 경화하는데 적합한 자외선 광을 방출하기 위한 자외선 수은 아크 램프의 용도는 널리 공지되어 있다. 자외선 아크 램프는 전기 아크를 사용함으로써 빛을 방출하여 불활성 기체(예를 들어 아르곤) 환경 내부에 있는 수은을 여기시켜 경화를 수행하는 자외선 광을 생성시킨다. 한편으로, 극초단파 에너지를 사용하여 불활성 기체 매질 중에서 수은 램프를 여기시켜 자외선 광을 또한 발생시킬 수 있다. 본 특허 출원 전체를 통해, 아크 여기되고 극초단파 여기된 수은 램프, 나머지 상기 수은 램프의 다양한 첨가제(철금속, 갈륨 등) 변형된 형태들을 수은 램프로서 나타낸다.

그러나, 복사선 공급원으로서 자외선 수은 램프를 사용하는 것은 수은 및 부산물로서 오존의 발생으로부터의 환경적 우려를 포함한 여러 가지 단점들이 문제가 된다. 더욱이, 수은 램프는 전형적으로는 LED에 비해 더 낮은 에너지 전환비를 가지며, 워밍업 시간을 필요로 하고, 작동 중 열을 발생시키며, 다량의 에너지를 소비한다(코팅된 광섬유의 생산에서, 상기 UV 수은 램프에 의해 발생한 열은, 액체 코팅이 휘발성 물질의 존재를 피하도록 제형화되지 않은 경우, 상기 휘발성 물질들을 여기시키고 이들이 석영 튜브 표면상에 침착하여 상기 UV 선이 상기 유리 섬유 상의 액체 코팅을 조사하는 것을 막아 상기 액체 코팅이 고체로 경화하는 것을 억제한다는 점에서 상기 액체 코팅에 부정적인 영향을 미칠 수 있다). 따라서, 또 다른 복사선 공급원이 연구되고 있는 중이다.

발광 다이오드(LED)는 전기발광 현상을 사용하여 빛을 발생시키는 반도체 장치이다. LED는 전압이 인가될 때 음 전자와의 정공 접합으로서 빛을 방출할 수 있는 p-n 접합을 생성시키는 불순물로 도핑된 반전도 물질로 이루어진다. 상기 방출된 빛의 파장은 상기 반도체의 활성 영역에 사용된 물질에 의해 결정된다. LED의 반도체에 사용되는 전형적인 물질은 예를 들어 원소주기율표의 13족(III) 및 15족(V) 원소들을 포함한다. 이들 반도체를 III-V 반도체라 칭하며, 여기에는 예를 들어 GaAs, GaP, GaAsP, AlGaAs, InGaAsP, AlGaInP, 및 InGaN 반도체들이 포함된다. LED에 사용되는 반도체의 다른 예는 14족(IV-IV 반도체) 및 12 내지 16족(II-VI) 화합물들을 포함한다. 상기 물질의 선택은 목적하는 방출 파장, 성능 매개변수, 및 비용을 포함한 다수의 인자에 근거한다.

초기 LED는 적외선(IR) 및 낮은 강도의 적색 광을 방출하는 갈륨 아르세나이드(GaAs)를 사용하였다. 재료 과학의 진보는 가시광 및 UV 광의 다른 색상들을 포함하여, 더 높은 강도 및 더 짧은 파장의 빛을 방출할 수 있는 LED의 개발을 이끌어 냈다. 낮게는 약 100 ㎚에서부터 높게는 약 900 ㎚까지 어느 파장에서나 빛을 방출하는 LED를 생성시키는 것이 가능하다. 현재, 공지된 LED UV 광원은 약 300 내지 약 475 ㎚의 파장에서 빛을 방출하며, 365 ㎚, 390 ㎚ 및 395 ㎚가 통상적인 피크 스펙트럼 출력이다(문헌[E. Fred Schubert, "Light-Emitting Diodes", 2nd Edition, ⓒ E. Fred Schubert 2006, Cambridge University Press] 참조).

LED 램프는 수은 램프에 비해 경화 용도에 있어서 이점을 제공한다. 예를 들어, LED 램프는 UV 광을 발생시키는데 수은을 사용하지 않으며 전형적으로는 수은 UV 아크 램프보다 부피가 작다. 또한, LED 램프는 워밍업 시간을 필요로 하지 않는 즉석 온/오프 전원이며, 이는 LED 램프의 저 에너지 소비에 기여한다. LED 램프는 또한 보다 높은 에너지 전환 효율과 함께 훨씬 적은 열을 발생시키며, 보다 긴 램프 수명을 갖고, 필수적으로 단일 파장이어서 상기 LED에 사용되는 반도체 물질의 선택에 의해 좌우되는 목적하는 파장의 빛을 방출한다.

여러 제조사들이 상업적인 경화 용도를 위해 LED 램프를 제공한다. 예를 들어 포세온 테크놀로지(Phoseon Technology), 서미트 유브이 혼리 유브이 아메리카 인코포레이티드(Summit UV Honle UV America, Inc.), IST 메츠 게엠베하(IST Metz GmbH), 젠튼 인터내셔널 리미티드(Jenton International Ltd.), 루미오스 솔류션스 리미티드(Lumios Solutions Ltd.), 솔리드 유브이 인코포레이티드(Solid UV Inc.), 서울 옵토디바이스 캄파니 리미티드(Seoul Optodevice Co., Ltd), 스펙트로닉스 코포레이션(Spectronics Corporation), 루미누스 디바이시스 인코포레이티드(Luminus Devices Inc.) 및 클리어스톤 테크놀로지스(Clearstone Technologies)가 현재 잉크-젯 인쇄 조성물, PVC 플로어 코팅 조성물, 금속 코팅 조성물, 플라스틱 코팅 조성물 및 접착제 조성물 경화용 LED 램프를 제공하고 있는 제조사들 중 일부이다.

치과 치료를 위한 공지된 UV 경화 용도에서, 기존의 LED 경화 장치를 이용할 수 있다. 치과 치료용으로 공지된 경화 장치의 예는 3M ESPE로부터의 더 엘리파(the Elipar: 상표) 프리라이트(FreeLight) 2 LED 경화 광이다. 상기 장치는 460 ㎚에서의 피크 복사선와 함께 가시 영역의 빛을 방출한다.

LED 설비는 또한 잉크-젯 인쇄 시장에서 시험 중이다. IST 메츠는 LED를 통한 UV 경화 내로의 그의 도입의 실연을 공공연히 소개하였다. 이 회사는, 주로 잉크젯 시장에 대해(이 경우 LED 기재 UV 경화 기술이 현재 사용되고 있다), 과거 수년에 걸쳐 상기 LED 기재 UV 경화 기술을 연구해 오고 있다고 한다.

현행 복사선 경화성 광섬유 코팅 조성물은 LED 램프에 의한 경화에 적합하지 않은데, 그 이유는 지금까지 상기 조성물이 상이한 스펙트럼 출력, 즉 여러 파장에 걸친 스펙트럼 출력을 생성시키는 수은 광에 의해 경화되도록 제형화되었기 때문이다. 현재 입수할 수 있는 광섬유용의 "통상적으로 경화성인" UV 경화성 코팅이 실제로 LED 광원으로부터의 빛에 노출될 때 경화를 시작할 수도 있지만, 경화 속도가 너무 느려서 상기 코팅은 현행 산업 기준인 1500 미터/분의 "빠른" 상향 선 속도에서 경화되지 않을 것이다. 따라서, 현재 입수할 수 있는 광섬유용 복사선 경화성 코팅의 경화에 현재 입수할 수 있는 LED 램프를 사용하는 것은 실용적이지 않다.

미국 특허 제 7,399,982 호("상기 '982 특허")는 다양한 물체, 특히 와이어, 케이블, 튜브, 튜빙, 호스, 파이프, CD, DVD, 골프공, 골프 티, 안경, 콘택트 렌즈, 교반 장치, 장식용 라벨, 박리 라벨, 박리 스탬프, 문 및 카운터 톱과 같은 물체 상의 UV 경화 코팅 또는 인쇄 방법을 제공함을 기술한다. 상기 '982 특허가 코팅 장치의 배경 또는 기계적 구성과 관련하여 광섬유를 언급하고 있지만, UV-LED를 사용하여 광섬유 상에 성공적으로 코팅시키고 경화시키는 코팅 조성물 또는 그의 성분들은 개시하고 있지 않다. 따라서, 상기 '982 특허에서 광섬유용 LED 경화성 코팅을 밝혀낼 수 없다.

미국 특허 출원 공보 제 2007/0112090 호("상기 '090 공보")는 다수의 (메트)아크릴로일 그룹을 갖는 유기폴리실록산, 복사선 증감제, 및 임의의 티타늄-함유 유기 화합물을 포함하는 LED 복사선 경화성 고무 조성물을 제공함을 기술한다. 상기 '090 공보는 상기 조성물이 액정 디스플레이, 유기 전자 디스플레이, 평면 패널 디스플레이의 전극, 및 다른 전기 전자 소자들에 대해 보호 코팅 또는 실링제로서 유용함을 기술한다. 상기 '090 공보는 종래 기술의 설명에서, 다수의 비닐 작용기, 예를 들어 아크릴로일옥시 그룹 또는 (메트)아크릴로일옥시 그룹을 갖는 유기폴리실록산을 포함하는 종래 기술 특허(미국 특허 제 4,733,942 호)의 UV 경화성 조성물이, 느린 경화 속도로 인해 상기 조성물이 UV-LED에 의해 경화성이어야 한다는 요구조건 또는 필요조건을 충족시킬 수 없음을 기술한다. 더욱이, 상기 '090 공보는 또 다른 종래 기술 특허(미국 특허 제 6,069,186 호)가, 각각의 분자 쇄 말단에 다수의 (메트)아크릴로일옥시 그룹을 함유하는 하나의 복사선-민감성 유기 그룹을 함유하는 유기폴리실록산, 감광제, 및 알콕시 그룹을 함유하지 않는 유기규소 화합물을 포함하는 복사선-경화성 실리콘 고무 조성물을 제안하였음을 기술한다. 상기 '090 공보에 따르면, 상기 '186 특허의 조성물은 상기 요구조건을 만족시키지 못하였다. 따라서, 상기 '090 공보 또는 상기 중에 인용된 문헌들('942 특허 및 '186 특허) 중 어느 하나에서 광섬유용 LED 경화성 코팅을 밝혀낼 수 없다.

미국 특허 출원 공보 제 2003/0026919 호("상기 '919 공보")는 상기 공보가 자외선 경화 수지에 의해 광섬유를 코팅하는데 사용되는 자외선 플래시 램프, 상기 자외선 플래시 램프 방출 광을 생성시키기 위한 램프 점등 회로, 및 상기 램프 점등 회로를 조절하기 위한 조절 회로를 갖는 광섬유 수지 코팅 장치를 개시함을 기술한다. 상기 '919 공보는 자외선 광원으로서, 하나 이상의 자외선 레이저 다이오드 또는 자외선 발광 다이오드를 자외선 플래시 램프 대신에 사용할 수도 있음을 기술한다. 상기 '919 공보는 자외선 경화 수지의 예로서 에폭시 기재 아크릴레이트 수지를 언급하고 있지만, 상기 수지 또는 상기와 같은 수지를 포함하는 조성물에 대한 세부사항은 제공하지 않는다. 상기 '919 공보는 하나 이상의 아크릴레이트 올리고머, 하나 이상의 광개시제, 및 LED 광의 사용에 의해 광섬유 상에서 성공적으로 코팅되고 경화되는 하나 이상의 반응성 희석제 단량체를 포함하는 광섬유 코팅 조성물을 개시하지 않는다. 따라서, 상기 '919 공보에서 광섬유용 LED 복사선 경화성 코팅의 조성물을 밝혀낼 수 없다.

DSM IP 에셋츠(Assets) B.V.에 양도된, "수지 조성물의 광경화 방법"이란 표제 하의 PCT 공개된 특허 출원 WO 2005/103121은 광개시 시스템을 함유하는 경화성 수지 조성물의 발광 다이오드(LED) 경화 방법을 개시하고 청구하며, 상기 광개시 시스템의 최대 흡수가 적어도 20 ㎚ 이하, 및 적어도 100 ㎚ 이하인 최고 파장을 특징으로 하고 상기 파장에서 상기 LED의 최대 방출이 일어난다(λLED). 상기 PCT 특허 출원의 발명은 구조적 적용, 특히 물체의 라이닝 또는 리라이닝(relining)을 위한 적용에 있어서 LED 경화의 용도, 및 LED 경화에 의해 수득된 경화된 수지 조성물을 함유하는 물체에 관한 것이다. 이 발명은 파이프, 탱크 및 용기, 특히 큰 직경, 특히 15 ㎝ 초과의 직경을 갖는 상기와 같은 파이프 및 장비의 간단하고, 환경적으로 안전하며, 쉽게 조절가능한 (리)라이닝 방법을 제공한다. 따라서, 상기 WO 2005/103121 공보에서 광섬유용 LED 복사선 경화성 코팅의 조성물을 밝혀낼 수 없다.

2010년 9월 30일자로 공개된, 미국 공개된 특허 출원 제 20100242299 호는 연신된 부재 또는 하나 이상의 UV-경화성 잉크를 UV 경화하기 위한, 회전 가능하게 분류할 수 있고(indexable) 쌓아올릴 수 있는 장치 및 방법을 개시하고 청구하였으며, 상기 연신된 부재의 한쪽에 적재된 하나 이상의 UV-LED, 및 상기 하나 이상의 UV-LED에 대향된 상기 연신된 부재의 다른 쪽에 위치한 타원형 반사기를 포함하는, 상기 부재 상에 적용된 코팅 또는 접착제를 추가로 개시한다.

미국 공개된 특허 출원 제 20100242299 호와 동일한 특허 그룹에서, 2007년 2월 13일자로 허여된, 미국 허여된 특허 제 7,175,712 호는 UV 경화성 잉크, 코팅 또는 접착제 중의 UV 광 개시제에 대한 UV 광의 분배 및 적용을 향상시키기 위해 제공된 UV 경화 장치 및 방법을 개시하고 청구한다. 상기 UV 경화 장치 및 방법은 첫 번째 열에 UV LED 조립체를 포함하며, 이때 상기 UV LED 조립체는 인접한 UV LED 조립체로부터 이격된다. 다수의 UV LED 조립체의 하나 이상의 두 번째 열이 상기 첫 번째 열 옆에 제공되지만, 상기 두 번째 열의 UV LED 조립체는 상기 첫 번째 열의 인접한 UV LED 조립체들 사이의 공간에 인접하여 위치하며 이에 의해 상기 UV LED 조립체의 두 번째 열은 상기 첫 번째 열의 UV LED 조립체와 서로 엇갈리게 된다. 바람직하게는, 상기 서로 엇갈린 UV LED 조립체의 열들은 패널 상에 적재된다. 웹 중에 또는 웹상에 있는 UV 광 개시제를 함유하는 UV 경화성 제품, 물품 또는 다른 물체들은 유효한 UV 경화를 위해 상기 UV LED 조립체의 열들을 지나 운반되거나 달리 이동될 수 있다. 이러한 배열은 상기 UV 경화성 제품, 물품 또는 다른 물체들 중의 UV 경화성 잉크, 코팅 및/또는 접착제에 대한 UV 광의 보다 균일한 적용을 촉진한다. 상기 장치는 하기 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 상기 웹의 이동을 위한 롤러, 상기 패널이 궤도 또는 상호 경로로 이동하게 하는 장치, 및 상기 UV 광 경화 영역에 비-산소 기체를 주입하기 위한 주입 튜브.

전술한 내용은 LED 광에 의한 경화에 적합한 복사선 경화성 광섬유 코팅 조성물을 제공하고, 상기와 같은 코팅 조성물로 광섬유를 코팅하는 방법을 제공하고, 상기와 같은 코팅 조성물로부터 제조된 코팅을 포함하는 코팅된 광섬유를 제공하기 위한 필요성이 충족되고 있지 않음을 입증한다.

특허 청구된 본 발명의 첫 번째 양태는 광섬유용 복사선 경화성 코팅 조성물이며, 여기에서 상기 조성물은 광섬유 상에 코팅되고 100 ㎚ 내지 900 ㎚의 파장을 갖는 발광 다이오드(LED) 광에 의해 조사될 때 광중합을 겪어 상기 광섬유 상에 경화된 코팅을 제공할 수 있고, 상기 경화된 코팅은 상부 표면을 가지며, 상기 경화된 코팅은 상기 상부 표면에서 60% 이상의 반응된 아크릴레이트 불포화 %(%RAU)를 갖는다.

특허 청구된 본 발명의 두 번째 양태는

발광 다이오드(LED) 광이

- 100 ㎚ 내지 300 ㎚;

- 300 ㎚ 내지 475 ㎚; 또는

- 475 ㎚ 내지 900 ㎚

의 파장을 갖는, 상기 특허 청구된 본 발명의 첫 번째 양태에 따른 복사선 경화성 코팅 조성물이다.

특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태는

(a) 하나 이상의 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머;

(b) 하나 이상의 반응성 희석제 단량체; 및

(c) 하나 이상의 광개시제

를 포함하는, 상기 특허 청구된 본 발명의 첫 번째 양태에 따른 복사선 경화성 코팅 조성물이다.

특허 청구된 본 발명의 네 번째 양태는 광개시제가 I형 광개시제인, 상기 특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태에 따른 복사선 경화성 코팅 조성물이다.

특허 청구된 본 발명의 다섯 번째 양태는 광개시제가 II형 광개시제이고, 수소 공여체를 포함하는, 상기 특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태에 따른 복사선 경화성 코팅 조성물이다.

특허 청구된 본 발명의 여섯 번째 양태는 1차 코팅 조성물, 2차 코팅 조성물, 잉크 코팅 조성물, 완충제 코팅 조성물, 기질 코팅 조성물 및 업재킷용(Upjacketing) 코팅 조성물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는, 상기 특허 청구된 본 발명의 첫 번째 내지 다섯 번째 양태 중 어느 하나의 양태에 따른 복사선 경화성 코팅 조성물이다.

특허 청구된 본 발명의 일곱 번째 양태는 코팅 내 성분의 15% 이상, 바람직하게는 20% 이상, 보다 바람직하게는 25% 이상이 석유-계이기보다는 바이오-계인, 상기 특허 청구된 본 발명의 첫 번째 내지 여섯 번째 양태 중 어느 하나의 양태에 따른 복사선 경화성 코팅 조성물이다.

특허 청구된 본 발명의 여덟 번째 양태는

(a) 유리 광섬유를 제공하고,

(b) 상기 유리 광섬유를 하나 이상의 광섬유용 복사선 경화성 코팅 조성물, 바람직하게는 상기 특허 청구된 본 발명의 첫 번째 내지 일곱 번째 양태 중 어느 하나의 양태에 따른 복사선 경화성 코팅 조성물로 코팅하여 경화되지 않은 코팅을 갖는 코팅된 유리 광섬유를 수득하고, 여기에서 상기 하나 이상의 복사선 경화성 코팅 조성물이

(i) 하나 이상의 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머;

(ii) 하나 이상의 반응성 희석제 단량체; 및

(iii) 하나 이상의 광개시제

를 포함하며,

(c) 상기 코팅된 유리 광섬유 상의 상기 경화되지 않은 코팅을 100 ㎚ 내지 900 ㎚의 파장을 갖는 발광 다이오드(LED) 광으로 조사함으로써 경화시켜, 상부 표면을 가지며 상기 상부 표면에서 약 60% 이상의 반응된 아크릴레이트 불포화 %(%RAU)를 갖는 경화된 코팅을 수득함

을 포함하는 광섬유의 코팅 방법이다.

특허 청구된 본 발명의 아홉 번째 양태는 유리 연신 타워(glass draw tower)를 작동시켜 유리 광섬유를 생산함으로써 상기 유리 광섬유를 제공하는, 상기 특허 청구된 본 발명의 여덟 번째 양태에 따른 방법이다.

특허 청구된 본 발명의 열 번째 양태는 유리 연신 타워를 100 m/분 내지 2500 m/분, 예를 들어 1000 m/분 내지 2400 m/분, 또는 1200 m/분 내지 2300 m/분의 광섬유 선 속도로 작동시키는, 상기 특허 청구된 본 발명의 아홉 번째 양태에 따른 방법이다.

특허 청구된 본 발명의 열한 번째 양태는

발광 다이오드(LED) 광이

- 100 ㎚ 내지 300 ㎚;

- 300 ㎚ 내지 475 ㎚; 또는

- 475 ㎚ 내지 900 ㎚

의 파장을 갖는, 상기 특허 청구된 본 발명의 여덟 번째 내지 열 번째 양태 중 어느 한 양태에 따른 방법이다.

특허 청구된 본 발명의 열두 번째 양태는 광개시제가 I형 광개시제인, 상기 특허 청구된 본 발명의 여덟 번째 내지 열한 번째 양태 중 어느 한 양태에 따른 방법이다.

특허 청구된 본 발명의 열세 번째 양태는 광개시제가 II형 광개시제이고, 조성물이 수소 공여체를 포함하는, 상기 특허 청구된 본 발명의 여덟 번째 내지 열한 번째 양태 중 어느 한 양태에 따른 방법이다.

특허 청구된 본 발명의 열네 번째 양태는 상기 특허 청구된 본 발명의 여덟 번째 내지 열세 번째 양태 중 어느 한 양태에 따른 방법에 의해 수득할 수 있는 코팅된 광섬유이다.

특허 청구된 본 발명의 열다섯 번째 양태는 코팅 조성물이 1차 코팅 조성물, 2차 코팅 조성물, 잉크 코팅 조성물, 완충제 코팅 조성물, 기질 코팅 조성물 및 업재킷용 코팅 조성물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는, 상기 특허 청구된 본 발명의 열네 번째 양태에 따른 코팅된 광섬유이다.

특허 청구된 본 발명의 열여섯 번째 양태는

(a) 하나 이상의 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머;

(b) 하나 이상의 반응성 희석제 단량체; 및

(c) 하나 이상의 광개시제

를 포함하는 광섬유용 복사선 경화성 코팅 조성물이며, 여기에서 상기 조성물은 광섬유 상에서 코팅되고 약 100 ㎚ 내지 약 900 ㎚의 파장을 갖는 발광 다이오드(LED) 광에 의해 조사될 때 광중합을 겪어 상기 광섬유 상에 경화된 코팅을 제공할 수 있고, 상기 경화된 코팅은 상부 표면을 가지며, 상기 경화된 코팅은 상기 상부 표면에서 약 60% 이상의 반응된 아크릴레이트 불포화 %(%RAU)를 갖는다.

특허 청구된 본 발명의 열일곱 번째 양태는 광섬유 및 하나 이상의 코팅을 포함하는 코팅된 광섬유이며, 여기에서 상기 하나 이상의 코팅은 상기 광섬유를

(i) 하나 이상의 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머;

(ii) 하나 이상의 반응성 희석제 단량체; 및

(iii) 하나 이상의 광개시제

를 포함하는 하나 이상의 광섬유용 복사선 경화성 코팅 조성물로 코팅시켜 경화되지 않은 코팅된 광섬유를 수득하고, 상기 경화되지 않은 코팅된 광섬유를 약 100 ㎚ 내지 약 900 ㎚의 파장을 갖는 발광 다이오드(LED) 광으로 조사함으로써 경화시켜 상부 표면을 갖는 경화된 코팅을 수득함으로써 생성되며, 상기 경화된 코팅은 상기 상부 표면에서 약 60% 이상의 반응된 아크릴레이트 불포화 %(%RAU)를 갖는다.

특허 청구된 본 발명의 열여덟 번째 양태는

(a) 유리 연신 타워를 작동시켜 유리 광섬유를 생산하고;

(b) 상기 유리 광섬유를 하나 이상의 광섬유용 복사선 경화성 코팅 조성물로 코팅하여 경화되지 않은 코팅을 갖는 코팅된 유리 광섬유를 수득하고, 여기에서 상기 하나 이상의 복사선 경화성 코팅 조성물이

(i) 하나 이상의 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머;

(ii) 하나 이상의 반응성 희석제 단량체; 및

(iii) 하나 이상의 광개시제

를 포함하며,

(c) 상기 코팅된 유리 광섬유 상의 상기 경화되지 않은 코팅을 약 100 ㎚ 내지 약 900 ㎚의 파장을 갖는 발광 다이오드(LED) 광으로 조사함으로써 경화시켜, 상부 표면을 갖고 상기 상부 표면에서 약 60% 이상의 반응된 아크릴레이트 불포화 %(%RAU)를 갖는 경화된 코팅을 수득함

을 포함하는 광섬유의 코팅 방법이다.

특허 청구된 본 발명의 열아홉 번째 양태는 발광 다이오드(LED) 광이 약 100 ㎚ 내지 약 300 ㎚의 파장을 갖는, 상기 특허 청구된 본 발명의 열여섯 번째 양태에 따른 복사선 경화성 광섬유 코팅 조성물이다.

특허 청구된 본 발명의 스무 번째 양태는 발광 다이오드(LED) 광이 약 300 ㎚ 내지 약 475 ㎚의 파장을 갖는, 상기 특허 청구된 본 발명의 열여섯 번째 양태에 따른 복사선 경화성 광섬유 코팅 조성물이다.

특허 청구된 본 발명의 스물한 번째 양태는 발광 다이오드(LED) 광이 약 475 ㎚ 내지 약 900 ㎚의 파장을 갖는, 상기 특허 청구된 본 발명의 열여섯 번째 양태에 따른 복사선 경화성 광섬유 코팅 조성물이다.

특허 청구된 본 발명의 스물두 번째 양태는 광개시제가 I형 광개시제인, 상기 특허 청구된 본 발명의 열여섯 번째 양태에 따른 복사선 경화성 광섬유 코팅 조성물이다.

특허 청구된 본 발명의 스물세 번째 양태는 광개시제가 II형 광개시제이고, 수소 공여체를 포함하는, 상기 특허 청구된 본 발명의 열여섯 번째 양태에 따른 복사선 경화성 광섬유 코팅 조성물이다.

특허 청구된 본 발명의 스물네 번째 양태는 1차 코팅 조성물, 2차 코팅 조성물, 잉크 코팅 조성물, 완충제 코팅 조성물, 기질 코팅 조성물 및 업재킷용 코팅 조성물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는, 상기 특허 청구된 본 발명의 열여섯 번째 양태에 따른 복사선 경화성 광섬유 코팅 조성물이다.

특허 청구된 본 발명의 스물다섯 번째 양태는 코팅 내 성분의 약 15% 이상이 석유-계이기보다는 바이오-계인, 상기 특허 청구된 본 발명의 열여섯 번째 양태에 따른 복사선 경화성 코팅 조성물이다.

특허 청구된 본 발명의 스물여섯 번째 양태는 코팅 내 성분의 약 20% 이상이 석유-계이기보다는 바이오-계인, 상기 특허 청구된 본 발명의 스물다섯 번째 양태에 따른 복사선 경화성 코팅 조성물이다.

특허 청구된 본 발명의 스물일곱 번째 양태는 코팅 내 성분의 약 25% 이상이 석유-계이기보다는 바이오-계인, 특허 청구 범위 제 11 항에 따른 복사선 경화성 코팅 조성물이다.

특허 청구된 본 발명의 스물여덟 번째 양태는 발광 다이오드(LED) 광이 약 100 ㎚ 내지 약 300 ㎚의 파장을 갖는, 상기 특허 청구된 본 발명의 열일곱 번째 양태에 따른 코팅된 광섬유이다.

특허 청구된 본 발명의 스물아홉 번째 양태는 발광 다이오드(LED) 광이 약 300 ㎚ 내지 약 475 ㎚의 파장을 갖는, 상기 특허 청구된 본 발명의 열일곱 번째 양태에 따른 코팅된 광섬유이다.

특허 청구된 본 발명의 서른 번째 양태는 발광 다이오드(LED) 광이 약 475 ㎚ 내지 약 900 ㎚의 파장을 갖는, 상기 특허 청구된 본 발명의 열일곱 번째 양태에 따른 코팅된 광섬유이다.

특허 청구된 본 발명의 서른한 번째 양태는 광개시제가 I형 광개시제인, 상기 특허 청구된 본 발명의 열일곱 번째 양태에 따른 코팅된 광섬유이다.

특허 청구된 본 발명의 서른 두 번째 양태는 광개시제가 II형 광개시제이고, 조성물이 수소 공여체를 포함하는, 상기 특허 청구된 본 발명의 열일곱 번째 양태에 따른 코팅된 광섬유이다.

특허 청구된 본 발명의 서른세 번째 양태는 코팅 조성물이 1차 코팅 조성물, 2차 코팅 조성물, 잉크 코팅 조성물, 완충제 코팅 조성물, 기질 코팅 조성물 및 업재킷용 코팅 조성물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는, 상기 특허 청구된 본 발명의 열일곱 번째 양태에 따른 코팅된 광섬유이다.

특허 청구된 본 발명의 서른네 번째 양태는 광섬유 선 속도가 약 100 m/분 내지 약 2500 m/분인, 상기 특허 청구된 본 발명의 열여덟 번째 양태에 따른 방법이다.

특허 청구된 본 발명의 서른다섯 번째 양태는 광섬유 선 속도가 약 1000 m/분 내지 약 2400 m/분인, 상기 특허 청구된 본 발명의 열여덟 번째 양태에 따른 방법이다.

특허 청구된 본 발명의 서른여섯 번째 양태는 광섬유 선 속도가 약 1,200 m/분 내지 약 2300 m/분인, 상기 특허 청구된 본 발명의 열여덟 번째 양태에 따른 방법이다.

본 특허 출원 전체를 통해 하기의 용어들은 지시된 의미를 갖는다:

광섬유: 내부 코어를 따라 빛을 운반하는 유리 섬유. 빛은 전반사에 의해 상기 광섬유의 코어 중에서 유지된다. 이는 상기 섬유가 도파관으로서 작용하게 한다. 상기 섬유는 피복(cladding) 층에 의해 둘러싸인 코어로 이루어지며, 이 둘은 모두 유전 물질로 제조된다. 광신호를 상기 코어 중에 가두기 위해서, 상기 코어의 굴절률은 상기 피복 층의 경우보다 더 커야 한다.

전형적인 단일 모드(하기 정의 참조) 광섬유에서 상기 유리 코어의 외부 직경은 약 8 내지 약 10 마이크론이다. 전형적인 다중 모드(하기 정의 참조) 광섬유에서 상기 유리 코어의 외부 직경은 약 50 내지 약 62.5 마이크론이다. 전형적인 광섬유에서, 상기 피복 층의 외부 직경은 약 125 마이크론이다(문헌[Steven R. Schmid and Anthony F. Toussaint, "Optical Fiber Coatings", DSM Desotech, Elgin, Illinois, Chapter 4 of Specialty Optical Fibers Handbook, Alexis Mendez and T.F. Morse ed., ⓒ2007 by Elsevier Inc.]의 98 페이지, 다이어그램 참조).

다수의 전파로 또는 가로 모드를 지지하는 광섬유를 다중 모드 섬유(MMF)라 칭하는 반면, 오직 단일 모드만을 지지할 수 있는 것은 단일 모드 섬유(SMF)라 칭한다.

1차 코팅: 광섬유의 피복 층과 접촉하는 코팅으로서 정의한다. 상기 1차 코팅을 상기 유리 섬유에 직접 적용하며, 상기 코팅은 경화 시, 상기 유리 섬유를 캡슐화하는 연질의, 탄력적이고, 부착성인 유연한 물질을 형성한다. 상기 1차 코팅은 완충재로서 작용하여 상기 섬유를 구부리거나, 꼬거나, 감거나 또는 달리 취급하는 경우 상기 유리 섬유 코어를 완충하고 보호한다. 유리 광섬유 개발의 초기 몇 년간, 상기 1차 코팅을 때때로 "내부 1차 코팅"라 칭하였다. 상기 1차 코팅의 외부 직경은 약 155 내지 약 205 마이크론이다(문헌[Steven R. Schmid and Anthony F. Toussaint, "Optical Fiber Coatings", DSM Desotech, Elgin, Illinois, Chapter 4 of Specialty Optical Fibers Handbook, Alexis Mendez and T.F. Morse ed., ⓒ2007 by Elsevier Inc.]의 98 페이지, 다이어그램 참조).

2차 코팅: 상기 2차 코팅을 상기 1차 코팅 위에 적용하며 상기 2차 코팅은 상기 유리 섬유의 가공 및 사용 중 상기 섬유에 대한 손상을 방지하는 질긴 보호성 외부 층으로서 작용한다. 상기 2차 코팅에 대해 몇몇 특징들이 바람직하다. 경화 전에, 상기 2차 코팅 조성물은 적합한 점도를 가져야 하며 상기 광섬유의 가공이 가능하도록 신속히 경화될 수 있어야 한다. 경화 후, 상기 2차 코팅은 하기의 특징들을 가져야 한다: 상기 캡슐화된 유리 섬유를 보호하기에 충분한 경도 및 취급에 충분한 가요성(즉 모듈러스), 낮은 수 흡수성, 상기 광섬유의 취급이 가능할 정도로 낮은 점착성, 내화학성, 및 상기 1차 코팅에 대한 충분한 접착성.

상기 목적하는 특성들을 성취하기 위해서, 통상적인 2차 코팅 조성물은 일반적으로 큰 농도의 우레탄-기재 올리고머를 함유하며, 이때 점도를 낮추기 위해서 단량체를 반응성 희석제로서 상기 2차 코팅 조성물 내로 도입한다.

상기 유리 광섬유 개발의 초기 몇 년간, 상기 2차 코팅을 때때로 "외부 1차 코팅"라 칭하였다. 전형적인 유리 광섬유의 경우, 상기 2차 코팅의 외부 직경은 약 240 내지 약 250 마이크론이다.

잉크 또는 잉크 코팅: 코팅의 가시적인 색상이, 설치 시 광섬유를 확인하는데 사용되는 여러 표준 색상들 중 하나와 합치되도록 안료 또는 염료를 포함하는 복사선 경화성 코팅다. 잉크 코팅의 사용에 대한 대안은 안료 또는 염료를 포함하는 2차 코팅을 사용하는 것이다. 안료 및/또는 염료를 포함하는 2차 코팅은 또한 "착색된 2차" 코팅으로서 공지되어 있다. 전형적인 유리 광섬유 상에서 잉크 또는 잉크 코팅의 전형적인 두께는 약 3 마이크론 내지 약 10 마이크론이다.

기질 또는 기질 코팅: 광섬유 리본의 제작에 사용된다. 광섬유 리본은 다수의 실질적으로 평면이고, 실질적으로 정렬된 광섬유 및 상기 다수의 광섬유를 캡슐화하는 복사선 경화성 기질 물질을 포함한다.

루스 튜브 형태: 광섬유 리본으로 제작되는 것에 대한 대안으로서, 광섬유는 "루스-튜브" 형태로서 공지된 것에 필드(field) 배치될 수 있다. 루스 튜브 형태는 다수의 섬유들이 중공 보호 튜브 중에 위치하는 경우이다. 상기 섬유들은 상기 루스 튜브 중의 보호 젤리에 의해 둘러싸이거나 또는 또 다른 유형의 보호 물질에 의해 둘러싸이거나 또는 상기 루스 튜브는 오직 광섬유만을 함유할 수도 있다.

업재킷화 또는 업재킷용 코팅: 비교적 두꺼운 정도(이는 코팅된 광섬유의 외부 직경을 400 마이크론, 500 마이크론, 또는 600 마이크론 또는 900 마이크론 "타이트 버퍼" 섬유의 목적하는 두께로 증가시킨다)로, 착색된 2차 코팅 위에 또는 잉크 코팅 위에 적용되는 복사선 경화성 코팅이다. 상기 직경들은 또한 상기 완성된 업재킷된 광섬유를 400 마이크론, 500 마이크론, 또는 600 마이크론 또는 900 마이크론 "타이트 버퍼" 섬유로서 개시하는데 사용된다.

광섬유용 복사선 경화성 1차 코팅 및 2차 코팅 및 잉크 코팅, 및 기질 코팅 및 업재킷용 코팅이 미국 특허 제

호에 개시되고 특허 청구되어 있으며, 이들 특허는 모두 내용 전체가 참고로 인용된다.

UVA 복사선은 약 320 내지 약 400 ㎚의 파장을 갖는 복사선이다.

UVB 복사선은 약 280 내지 약 320 ㎚의 파장을 갖는 복사선이다.

UVC 복사선은 약 100 내지 약 280 ㎚의 파장을 갖는 복사선이다.

본 발명에 사용된 바와 같이, "재생 자원 물질"이란 용어는 석유로부터 유래된 출발물질이 아니라, 식물의 열매, 너트 및/또는 종자를 포함하여 식물로부터 유래된 출발 물질로서 정의된다. 이들 식물 유래된 물질은 환경 친화적이며 생물 기재 물질이다. 따라서 이들 출발 물질을 또한 흔히는 "바이오-계" 물질 또는 "천연 오일" 물질이라 칭한다.

FRSIA(농업 보호 농촌 투자법)에 따르면, "바이오-계"에 대해 이해된 정의에 덧붙여, "생물 기재 제품"은 전적으로 또는 상당 부분이 식물, 동물 또는 해양 물질을 포함한 생물학적 제품, 삼림 물질 또는 재생 가능한 가내 농산물로 구성된 "상업적인 또는 산업적인 상품(식품이나 사료 이외의)인 것으로 미국 농무부 장관에 의해 결정된 제품이다.

생물 기재 함량은 ASTM 방법 D6866-10, 방사성 탄소 분석을 사용하는 고체, 액체, 및 기상 샘플의 생물 기재 함량을 측정하기 위한 표준 시험 방법에 따른 시험에 의해 측정될 수 있다. 상기 방법은, 방사성 탄소 연대 결정과 유사하게, 얼마나 많은 붕괴 탄소 동위원소가 샘플 중에 남아있는지를, 상기 동일한 샘플 중에 전적으로 최근에 성장한 물질들로 제조된 경우가 얼마나 많이 있을 것인지와 비교한다. 상기 백분율을 제품의 생물 기재 함량이라 칭한다.

복사선 경화성 코팅 분야의 통상적인 숙련가들은 성분들을 선택하고 상기 성분이 생물 기재인지 석유-계인지를 이해하는 방법을 안다. 지금 다른 것은 복사선 경화성 코팅에 사용하기에 적합한 생물 기재 원료 물질의 순전한 풍부이다. 예를 들어, 생물 기재 원료 물질은 폴리올 및 다른 성분들 중에서 발견될 수 있다.

특허 청구된 본 발명의 열여섯 번째 양태는

(a) 하나 이상의 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머;

(b) 하나 이상의 반응성 희석제 단량체; 및

(c) 하나 이상의 광개시제

우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머는 광섬유용 복사선 경화성 코팅 분야에 널리 공지되어 있다. 상기 유형의 올리고머에 대한 간결한 요약에 대해서 문헌[Steven R. Schmid and Anthony F. Toussaint, "Optical Fiber Coatings", DSM Desotech, Elgin, Illinois, Chapter 4 of Specialty Optical Fibers Handbook, Alexis Mendez and T.F. Morse ed., ⓒ2007 by Elsevier Inc.]의 103 - 104 페이지를 참조한다. 특허 청구된 본 발명에 사용하기에 적합한 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머의 추가적인 설명에 대해서는, 본 문서에서 앞서 나열하고 참고로 인용한 미국 특허들을 참조한다.

상기 문헌의 103 내지 104 페이지에 서술된 바와 같이, 선행 단락에 개시된 바와 같은 "광섬유 코팅", 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머는 다이-아이소시아네이트(DIC), 폴리올 및 일부 유형의 UV-반응성 말단을 함유하는 하이드록시-작용성 말단 종들의 화학량론적 조합들을 기본으로 한다. 목적하는 성질에 따라, 상이한 유형의 폴리올이 선택된다. 이들 폴리올은 비 제한적으로 폴리에테르-폴리프로필렌 글리콜(PPG) 및 폴리에테르-폴리테트라메틸렌 글리콜(PTMG)을 포함한다. 전형적으로 폴리올이 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머의 합성에 사용된다.

폴리에스터 및 폴리에테르 폴리올과 같은 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머의 석유-유래된 성분들은 여러 가지 단점들을 갖는다. 상기와 같은 폴리에스터 또는 폴리에테르 폴리올의 사용은, 비-재생 자원인 석유-유래된 오일의 고갈에 원인이 된다. 또한, 폴리올의 생산은 상당량의 에너지 투자를 필요로 하는데, 그 이유는 상기 폴리올의 제조에 필요한 오일을 굴착해야 하고, 추출해야 하며 정련소로 운반해야 하기 때문이며, 상기 오일은 상기 정련소에서 정제되고 정제된 탄화수소로 가공되며, 후속적으로 알콕사이드 및 최종적으로 완성된 폴리올로 전환된다. 소비하는 대중이 이러한 생산 체인의 환경적인 영향을 점점더 알아차리게 됨에 따라, "친환경적(greener)" 제품에 대한 소비자 요구가 계속해서 성장할 것이다. 이러한 증가하는 소비자 요구를 만족시키면서 상기 석유-유래된 오일의 고갈을 감소시키는데 일조하기 위해서, 재생 가능하고 보다 환경에 책임을 지는 성분들을 사용하여, 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머의 생산에 사용되는 석유-유래된 폴리에스터 또는 폴리에테르 폴리올을 부분적으로 또는 전적으로 대체하는 것이 유리할 것이다.

반응성 희석제 단량체들이 광섬유용 복사선 경화성 코팅 분야에 널리 공지되어 있다. 상기 유형의 반응성 희석제 단량체에 대한 간결한 요약에 대해서는 문헌[Steven R. Schmid and Anthony F. Toussaint, "Optical Fiber Coatings", DSM Desotech, Elgin, Illinois, Chapter 4 of Specialty Optical Fibers Handbook, Alexis Mendez and T.F. Morse ed., ⓒ2007 by Elsevier Inc.]의 105 페이지를 참조한다. 특허 청구된 본 발명에 사용하기에 적합한 반응성 희석제 단량체의 추가적인 설명에 대해서는, 본 문서에서 앞서 나열하고 참고로 인용한 미국 특허들을 참조한다.

광섬유용 복사선 경화성 코팅의 제조에 사용된 원료 물질의 공급자와 상담하여, 상기 코팅에 선택적으로 포함시키기 위한 생물 기재 대안 원료 물질을 확인할 수 있다. 올리고머의 합성 및 상기 올리고머와 생물 기재 원료 물질로 제조된 코팅의 선택의 중요성을 강조함으로써, 상기 코팅 내 성분의 약 15% 이상이 석유-계라기보다는 생물 기재인 광섬유용 복사선 경화성 코팅을 합성할 수 있다.

하나의 실시양태에서, 특허 청구된 본 발명의 복사선 경화성 광섬유 코팅 조성물은 상기 코팅 내 성분의 약 15% 이상이 석유-계라기보다는 생물 기재이도록 한다.

하나의 실시양태에서, 특허 청구된 본 발명의 복사선 경화성 광섬유 코팅 조성물은 상기 코팅 내 성분의 약 20% 이상이 석유-계라기보다는 생물 기재이도록 한다.

하나의 실시양태에서, 특허 청구된 본 발명의 복사선 경화성 광섬유 코팅 조성물은 상기 코팅 내 성분의 약 25% 이상이 석유-계라기보다는 생물 기재이도록 한다.

본 발명의 조성물은 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머가 유리 라디칼 광개시제를 필요로 하므로 유리 라디칼 광개시제를 포함한다. 일반적으로, 광개시제는 광섬유용 복사선 경화성 코팅 분야에 널리 공지되어 있다. 상기 유형의 광개시제에 대한 간결한 요약에 대해서는 문헌[Steven R. Schmid and Anthony F. Toussaint, "Optical Fiber Coatings", DSM Desotech, Elgin, Illinois, Chapter 4 of Specialty Optical Fibers Handbook, Alexis Mendez and T.F. Morse ed., ⓒ2007 by Elsevier Inc.]의 105 페이지를 참조한다. 특허 청구된 본 발명에 사용하기에 적합한 광개시제의 추가적인 설명에 대해서는, 본 문서에서 앞서 나열하고 참고로 인용한 미국 특허들을 참조한다.

전형적으로, 유리 라디칼 광개시제는 "노리시(Norrish) 유형 I"로서 공지된, 절단에 의해 라디칼을 형성하는 것과, "노리시 유형 II"로서 공지된, 수소 추출에 의해 라디칼을 형성하는 것으로 분류된다. 상기 "노리시 유형 II" 광개시제는 수소 공여체를 필요로 하며, 상기 공여체는 유리 라디칼 공급원으로서 작용한다.

광섬유용 복사선 경화성 코팅을 성공적으로 제형화하기 위해서, 상기 코팅 중에 존재하는 광개시제(들)의 파장 감도를 고찰하여 상기 광개시제가 경화 광을 제공하도록 선택된 LED 광에 의해 활성화될 것인지를 결정할 필요가 있다.

300 내지 475 ㎚ 파장 범위에서 방출하는 LED 광원, 특히 365 ㎚, 390 ㎚, 또는 395 ㎚에서 방출하는 것의 경우, 상기 영역에서 흡수하는 적합한 광개시제의 예로는 벤조일포스핀 옥사이드, 예를 들어 2,4,6-트라이메틸벤조일 다이페닐포스핀 옥사이드(BASF로부터의 루시린(Lucirin) TPO) 및 2,4,6-트라이메틸벤조일 페닐, 에톡시 포스핀 옥사이드(BASF로부터의 루시린 TPO-L), 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드(시바(Ciba)로부터의 이르가큐어(Irgacure) 819 또는 BAPO), 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모폴리노프로판온-1(시바로부터의 이르가큐어 907), 2-벤질-2-(다이메틸아미노)-1-[4-(4-모폴리닐)페닐]-1-부탄온(시바로부터의 이르가큐어 369), 2-다이메틸아미노-2-(4-메틸-벤질)-1-(4-모폴린-4-일-페닐)-부탄-1-온(시바로부터의 이르가큐어 379), 4-벤조일-4'-메틸 다이페닐 설파이드( 치텍(Chitec)으로부터의 치바큐어(Chivacure) BMS), 4,4'-비스(다이에틸아미노) 벤조페논(치텍으로부터의 치바큐어 EMK), 및 4,4'-비스(N,N'-다이메틸아미노) 벤조페논(미힐러 케톤(Michler's ketone))이 있다. 이들의 혼합물이 또한 적합하다.

또한, 감광제가 상기 파장 범위에서 방출하는 LED 광원과 함께 경화를 수행함에 있어서 광개시제와의 병용에 유용하다. 적합한 감광제의 예로는 안트라퀴논, 예를 들어 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-3급부틸안트라퀴논, 1-클로로안트라퀴논, 및 2-아밀안트라퀴논, 티옥산톤 및 잔톤, 예를 들어 아이소프로필 티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2,4-다이에틸티옥산톤, 및 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤, 메틸 벤조일 포메이트(시바로부터 다로큐어(Darocur) MBF), 메틸-2-벤조일 벤조에이트(치텍으로부터 치바큐어 OMB), 4-벤조일-4'-메틸 다이페닐 설파이드(치텍으로부터 치바큐어 BMS), 4,4'-비스(다이에틸아미노) 벤조페논(치텍으로부터 치바큐어 EMK)이 있다.

감광제가 사용되는 경우, 보다 짧은 파장에서 흡수하는 다른 광개시제들을 사용할 수 있다. 상기와 같은 광개시제의 예로는 벤조페논, 예를 들어 벤조페논, 4-메틸 벤조페논, 2,4,6-트라이메틸 벤조페논, 및 다이메톡시벤조페논, 및 1-하이드록시페닐 케톤, 예를 들어 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤, 페닐(1-하이드록시아이소프로필)케톤, 2-하이드록시-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온, 및 4-아이소프로필페닐(1-하이드록시아이소프로필)케톤, 벤질 다이메틸 케탈, 및 올리고-[2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판온](람베르티(Lamberti)로부터의 에사큐어(Esacure) KIP 150)이 있다.

LED UV 광원을 보다 짧은 파장에서 빛을 방출하도록 디자인하는 것이 가능하다. 약 100 내지 약 300 ㎚의 파장에서 방출하는 LED 광원의 경우, 상기 보다 짧은 파장에서 흡수하는 광개시제를 사용할 수 있다. 상기와 같은 광개시제의 예로는 벤조페논, 예를 들어 벤조페논, 4-메틸 벤조페논, 2,4,6-트라이메틸 벤조페논, 및 다이메톡시벤조페논, 및 1-하이드록시페닐 케톤, 예를 들어 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤, 페닐(1-하이드록시아이소프로필)케톤, 2-하이드록시-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온, 및 4-아이소프로필페닐(1-하이드록시아이소프로필)케톤, 벤질 다이메틸 케탈, 및 올리고-[2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판온](람베르티로부터의 에사큐어 KIP 150)이 있다.

LED UV 광원을 또한 가시광을 방출하도록 디자인할 수 있으며, 또한 이를 사용하여 광섬유 코팅, 잉크, 완충제 및 기질 물질을 경화할 수 있다. 약 475 내지 약 900 ㎚의 파장에서 빛을 방출하는 LED 광원의 경우, 적합한 광개시제의 예로는 캄포퀴논, 4,4'-비스(다이에틸아미노)벤조페논(치텍으로부터의 치바큐어 EMK), 4,4'-비스(N,N'-다이메틸아미노)벤조페논(미힐러 케톤), 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드(시바로부터 이르가큐어 819 또는 BAPO), 메탈로센, 예를 들어 비스(에타 5-2-4-사이클로펜타다이엔-1-일) 비스 [2,6-다이플루오로-3-(1H-피롤-1-일) 페닐] 티타늄(시바로부터 이르가큐어 784), 및 스펙트라 그룹 리미티드 인코포레이티드(Spectra Group Limited, Inc.)로부터의 가시광 광개시제, 예를 들어 H-Nu 470, H-Nu-535, H-Nu-635, H-Nu-블루(Blue)-640, 및 H-Nu-블루-660이 있다.

특허 청구된 본 발명의 하나의 실시양태에서, 상기 LED에 의해 방출된 빛은 UVA 복사선이며, 이는 약 320 내지 약 400 ㎚의 파장을 갖는 복사선이다.

특허 청구된 본 발명의 하나의 실시양태에서, 상기 LED에 의해 방출된 빛은 UVB 복사선이며, 이는 약 280 내지 약 320 ㎚의 파장을 갖는 복사선이다.

특허 청구된 본 발명의 하나의 실시양태에서, 상기 LED에 의해 방출된 빛은 UVC 복사선이며, 이는 약 100 내지 약 280 ㎚의 파장을 갖는 복사선이다.

특허 청구된 본 발명의 하나의 실시양태에서, 본 발명의 조성물은 상기 조성물의 전체 중량에 대해, 약 0.5 중량% 내지 약 7 중량%의 하나 이상의 유리 라디칼 광개시제를 포함한다. 하나의 실시양태에서, 본 발명의 조성물은 상기 조성물의 전체 중량에 대해, 약 1 중량% 내지 약 6 중량%의 하나 이상의 유리 라디칼 광개시제를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 조성물은 상기 조성물의 전체 중량에 대해, 약 2 중량% 내지 약 5 중량%의 하나 이상의 유리 라디칼 광개시제를 포함한다.

통상적으로, 양이온성 광개시제는 광개시제로서 작용하기 위해 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머 기재 복사선 경화성 코팅에 필요하거나 요구되지 않는다. 그러나, 화학적으로 광 잠재성 산의 공급원으로서 작용하기 위해서는 복사선 경화성 코팅에 소량의 상업적으로 입수할 수 있는 양이온성 광개시제를 사용하는 것이 공지되어 있다. 상기 광 잠재성 산은 그의 존재가 섬유 강도를 증대시키는 것으로 공지되어 있으므로 상기 코팅에 유용하다(미국 특허 제 5,181,269 호 참조).

광섬유 생산 방법은 LED 적용에 독특한 조건을 제공한다. 현행 LED 광(360 ㎚ 이상)은 코팅층의 경화를 통해 이점을 제공할 수 있는데, 그 이유는 그의 보다 긴 파장이 양호한 침투에 적합하기 때문이다.

표면 경화에 관하여, 다른 유형의 코팅의 LED 경화에 있어서, 상기 코팅의 표면상의 LED 경화 결과가 산소 억제로 인해 만족스럽지는 못함이 주목되었다. LED 유발된 표면 경화의 산소 억제는 광섬유 생산에 문제가 되지 않는데, 그 이유는 상기 코팅의 경화 중에 상기 광섬유의 표면을 불활성 질소 기체로 뒤덮는 것(blanketing)이 한동안 광섬유 산업에서 표준이었기 때문이다. 광섬유를 복사선 경화성 코팅으로 코팅하기 위한 실시에서, 상기 코팅의 경화 환경은 매우 낮은 산소 수준(20 ppm 정도로 낮은)이 존재케 하는 질소 분위기의 영역으로 둘러싸인 조절된 작은 석영 관 속이다. 따라서 LED는 광섬유 코팅 상에 양호한 관통 경화 및 양호한 표면 경화를 모두 제공할 수 있다.

상기 광섬유 산업에 있어서 LED 램프의 도입에 과도기가 존재할 것이 예상된다. 이 기간 동안, 상기 램프는 전적으로 대체되기보다는, 통상적인 수은 램프와 함께 사용될 수도 있다. (이 단락은 발명의 배경으로부터 이동되었다).

복사선 경화성 우레탄 (메트)아크릴레이트 기재 코팅의 경화 량의 측정은 전형적으로 "반응된 아크릴레이트 불포화 %"(약어 "%RAU") 측정을 수행함으로써 수행된다. 특허 청구된 본 발명의 코팅의 경우, 약 100 ㎚ 내지 약 900 ㎚의 파장을 갖는 LED 광으로 경화 시, 상기 코팅의 상부 표면에서 %RAU는 약 60% 이상, 바람직하게는 약 70% 이상, 보다 바람직하게는 약 75% 이상, 보다 훨씬 바람직하게는 약 80% 이상, 가장 바람직하게는 약 85% 이상, 가장 훨씬 바람직하게는 약 90% 이상, 및 최고로 바람직하게는 약 95% 이상이다. 특허 청구된 본 발명의 조성물의 경화에 LED를 사용하여 100%의 %RAU를 성취할 수 있다.

상기 %RAU가 측정되는 곳은 상기 코팅의 상부 표면인데, 그 이유는 앞서 개시한 바와 같이; LED 광이 양호한 관통 경화를 제공함이 예상되기 때문이다. 그러나, 상기 상부 표면에서의 경화 량은 실용적인 코팅된 광섬유를 생산하기 위해서 상기 지시된 수준에 도달하는 것이 중요하다.

(i) 하나 이상의 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머;

(ii) 하나 이상의 반응성 희석제 단량체; 및

(iii) 하나 이상의 광개시제

특허 청구된 본 발명의 신규의 복사선 경화성 조성물을 통상적인 상업적으로 입수할 수 있는 광섬유, 내굽힘성 광섬유, 광 결정 섬유 상에 적용할 수 있으며, 상기 조성물을 심지어 밀폐된 광섬유 상에 적용할 수 있다. 특허 청구된 본 발명의 복사선 경화성 코팅은 단일 모드 및 다중 모드 광섬유 모두에 적용하기에 실용적이다.

광섬유의 코팅에 있어서, 먼저 상기 광섬유를 연신 타워 상에서 인출하고 이어서 1차 코팅을 적용하며, 다음 단계는 사용되는 LED가 상기 1차 코팅을 경화시키기에 충분한 빛을 방출하는 웨트 온 드라이(wet on dry) 공정이고, 상기 경화된 1차 코팅은 상부 표면에서 약 60% 이상의 반응된 아크릴레이트 불포화 %(%RAU)를 갖는다.

다음 단계는 2차 코팅을 적용하기 위한 웨트 온 웨트(wet on wet) 공정이다.

상기 중 어느 방식이든, 상기 1차 코팅의 적용 후에, 상기 2차 코팅을 상기 1차 코팅의 상부에 적용하고, 이어서 LED를 사용하여 빛을 방출시켜 상기 광섬유 상의 복사선 경화성 코팅을 경화시켜 상기 2차 코팅을 경화시킨다.

LED는 상업적으로 입수 가능하다. 상업적으로 입수할 수 있는 LED의 공급처는 본 문서에서 앞서 나열하였다.

상기 2차 코팅의 경화 후에, "잉크 코팅"의 층을 임의로 적용하고 이어서 상기 코팅되고 잉크 칠 된 광섬유를 루스 튜브 형태로 추가로 배열하거나 또는 다른 코팅되고 잉크 칠 된 광섬유들과 나란히 "리본 조립체"로 놓을 수 있으며 복사선 경화성 기질 코팅을 사용하여 상기 광섬유를 상기 리본 조립체 중의 목적하는 위치에 유지시키거나 또는 전기통신 네트워크의 구축에 적합한 일부 다른 유형의 형태로 유지시킨다.

개별적인 코팅된 섬유를 상기 섬유의 외부 직경을 상당히 증가시키는 "업재킷용" 코팅으로 코팅할 수도 있음이 또한 가능하다. 업재킷된 섬유를 잉크 칠하거나, 착색하거나 투명 코팅할 수도 있다. 업재킷된 섬유를 전기통신 네트워크의 구축을 위해 추가로 가공할 수도 있다.

섬유들을 평면이거나 평면이 아닐 수도 있는 다중 배열로 함께 묶어, 향상된 리본 구조 또는 팽창된 섬유 디자인을 생성시키는 것도 또한 가능하다.

특허 청구된 본 발명의 하나의 실시양태에서, 상기 복사선 경화성 코팅은 1차 코팅으로서, 또는 2차 코팅으로서, 또는 기질 코팅으로서, 또는 잉크 코팅으로서, 또는 업재킷용 코팅으로서 사용되고 있다.

특허 청구된 본 발명의 열아홉 번째 양태는

(a) 유리 연신 타워를 작동시켜 유리 광섬유를 생산하고;

(i) 하나 이상의 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머;

(ii) 하나 이상의 반응성 희석제 단량체; 및

(iii) 하나 이상의 광개시제

를 포함하며,

(c) 상기 코팅된 유리 광섬유 상의 상기 경화되지 않은 코팅을 약 100 ㎚ 내지 약 900 ㎚의 파장을 갖는 발광 다이오드(LED) 광으로 조사함으로써 경화시켜, 상부 표면을 가지며 상기 상부 표면에서 약 60% 이상의 반응된 아크릴레이트 불포화 %(%RAU)를 갖는 경화된 코팅을 수득함

을 포함하는 광섬유의 코팅 방법이다.

특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 실시양태에서, 업재킷용 코팅의 적용을 위해서 상기 광섬유 선 속도는 약 25 m/분 이상이다.

특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 실시양태에서, 상기 업재킷용 코팅의 적용을 위해서 상기 광섬유 선 속도는 약 100 m/분 이상이다.

특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 실시양태에서, 상기 1차 및 2차 코팅의 적용을 위해서 상기 광섬유 선 속도는 약 500 m/분 이상이다.

특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 실시양태에서, 상기 1차 및 2차 코팅의 적용을 위해서 상기 광섬유 선 속도는 약 750 m/분 이상이다.

특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 실시양태에서, 상기 1차 및 2차 코팅의 적용을 위해서 상기 광섬유 선 속도는 약 1000 m/분 이상이다.

특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 실시양태에서, 상기 잉크 코팅의 적용을 위해서 상기 광섬유 선 속도는 약 3000 m/분 이하이다.

특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 실시양태에서, 상기 1차 및 2차 코팅의 적용을 위해서 상기 광섬유 선 속도는 약 2500 m/분 이하이다.

특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 실시양태에서, 상기 1차 및 2차 코팅의 적용을 위해서 상기 광섬유 선 속도는 약 2400 m/분 이하이다.

특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 실시양태에서, 상기 1차 및 2차 코팅의 적용을 위해서 상기 광섬유 선 속도는 약 2300 m/분 이하이다.

특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 실시양태에서, 상기 1차 및 2차 코팅의 적용을 위해서 상기 광섬유 선 속도는 약 2100 m/분 이하이다.

특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 실시양태에서, 상기 1차 및 2차 코팅의 적용을 위해서 상기 광섬유 선 속도는 상기 1차 및 2차 적용의 경우 약 100 m/분 내지 약 2500 m/분이다. 특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 또 다른 실시양태에서, 상기 광섬유 선 속도는 약 100 m/분 내지 약 2400 m/분이다. 특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 또 다른 실시양태에서, 상기 광섬유 선 속도는 약 1000 m/분 내지 약 2400 m/분이다. 특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 또 다른 실시양태에서, 상기 광섬유 선 속도는 약 1000 m/분 내지 약 2300 m/분이다. 특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 또 다른 실시양태에서, 상기 광섬유 선 속도는 약 1,200 m/분 내지 약 2300 m/분이다. 특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 또 다른 실시양태에서, 상기 광섬유 선 속도는 약 1,200 m/분 내지 약 2100 m/분이다.

특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 실시양태에서, 상기 잉크 층의 적용을 위해서 상기 광섬유 선 속도는 약 500 미터/분 내지 3000 미터/분이다. 특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 실시양태에서, 상기 잉크 층의 적용을 위해서 상기 광섬유 선 속도는 약 750 미터/분 내지 2100 미터/분이다.

특허 청구된 본 발명의 세 번째 양태의 방법의 하나의 실시양태에서, 상기 업재킷용 코팅의 적용을 위해서 상기 광섬유를 약 25 미터/분 내지 100 미터/분의 선 속도로 실행시킨다.

본 발명에 개시한 특정한 실시예들을 주로 예시적인 것으로서 간주해야 한다. 개시된 것들 이외의 다양한 변화들은 의심할 바 없이, 당해 분야의 숙련가들에게 떠오를 것이며; 상기와 같은 변화들은 이들 변화가 첨부된 특허청구범위의 진의 및 범위 내에 있는 한 본 발명의 일부를 형성하는 것으로서 이해되어야 한다.

실시예

본 발명을 다수의 실시예들로 추가로 예시하며, 이들 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것으로서 간주해서는 안 된다. 이들 실시예에 나열된 성분들은 하기의 상업적인 이름들을 가지며, 나열된 공급처로부터 입수할 수 있고, 나타낸 화학 조성을 갖는다.

[표 1]

[표 2A]

[표 2B]

[표 3]

[표 4]

[표 5]

[표 6]

[표 7]

[표 8]

[표 9]

[표 10]

[표 11]

[표 12]

[표 13]

[표 14]

[표 15]

[표 16]

[표 17]

[표 18]

[표 19]

[표 20]

[표 21]

[표 22]

[표 23]

[표 24]

[표 25]

[표 26]

[표 27]

[표 28]

[표 29]

[표 30]

[표 31]

[표 32]

[표 33]

%RAU 1차 시험 방법으로서 약기된 1차 코팅의 반응된 아크릴레이트 불포화 %:

광섬유 또는 금속 와이어 상의 1차 코팅의 상부 표면에 대한 경화 정도를 다이아몬드 ATR 액세서리를 사용하여 FTIR에 의해 측정한다. FTIR 기계 매개변수는 100 공동-첨가된 스캔, 4 ㎝^-1 해상도, DTGS 검출기, 4000 내지 650 ㎝^-1의 스펙트럼 범위, 및 신호 대 소음 비를 개선시키기 위한 디폴트 거울 속도의 대략 25% 감소를 포함한다. 2 개의 스펙트럼이 필요하며; 이중 하나는 상기 섬유 또는 와이어 상의 코팅에 상응하는 경화되지 않은 액체 코팅의 것이고 하나는 상기 섬유 또는 와이어 상의 1차 코팅의 것이다.

상기 액체 코팅의 스펙트럼을, 상기 다이아몬드 표면을 상기 코팅이 완전히 덮은 후에 획득한다. 상기 액체는 가능하면 상기 섬유 또는 와이어를 코팅하는데 사용되는 것과 동일한 배치(batch)이어야 하지만, 최소 필요 조건은 동일한 제형이어야 한다는 것이다. 상기 스펙트럼의 최종 포맷은 흡광도로 존재해야 한다.

박막의 합성 접착제를 3-밀 마일라(Mylar) 필름의 1-in 정사각형 조각의 중앙 부분에 바른다. 상기 합성 접착제가 점착성으로 된 후에, 상기 광섬유 또는 와이어의 한 조각을 상기 중에 놓는다. 상기 샘플을 저 배율 광학 현미경 하에 둔다. 상기 섬유 또는 와이어 상의 코팅을 예리한 외과용 메스를 사용하여 상기 유리에 대해 얇게 베어낸다. 이어서 상기 코팅을 대략 1 센티미터로 상기 섬유 또는 와이어의 윗 쪽을 아래로 세로로 절단하여, 상기 절단이 깨끗하고 상기 2차 코팅이 상기 1차 코팅 내로 접히지 않게 한다. 이어서 상기 코팅을 상기 유리 또는 와이어 옆의 1차 코팅이 평면 필름으로서 노출되도록 상기 합성 접착제 위에 활짝 펼쳐놓는다. 상기 유리 섬유 또는 와이어는 상기 1차 코팅이 노출된 부분에서 이어지지 않는다.

상기 마일라 필름상의 노출된 1차 코팅을, 상기 섬유 또는 와이어 축을 적외선 광선의 방향에 평행하게 하여 상기 다이아몬드의 중심 위에 올려놓는다. 상기 샘플의 배면에 압력을 가하여 상기 결정과의 양호한 접촉을 보장해야 한다. 생성되는 스펙트럼은 상기 합성 접착제로부터의 어떠한 흡광도도 함유하지 않아야 한다. 합성 접착제 피크가 관찰되는 경우, 새로운 샘플을 준비해야 한다. 상기 스펙트럼을, 임의의 다중 샘플들을 제조하고 상기 모든 샘플의 제조가 완료되었을 때 스펙트럼을 실행하기보다는 샘플 제조 직후에 실행하는 것이 중요하다. 상기 스펙트럼의 최종 포맷은 흡광도로 존재해야 한다.

상기 액체 및 경화된 코팅 모두에 대해서, 810 ㎝^-1에서의 아크릴레이트 이중 결합 피크 및 750 내지 780 ㎝^-1 영역에서의 기준 피크 모두의 피크 면적을 측정한다. 피크 면적은 기준선 기법을 사용하여 측정하며, 이때 기준선은 상기 피크의 어느 한쪽의 최소 흡광도에 대해 접선이 되도록 선택한다. 이어서 상기 피크 아래 및 상기 기준선 위의 면적을 측정한다. 상기 액체 및 경화된 샘플에 대한 적분 한계는, 특히 상기 기준 피크에 대해 동일하지 않지만 유사하다.

상기 기준 피크 면적에 대한 상기 아크릴레이트 피크 면적의 비를 상기 액체 및 경화된 샘플 모두에 대해 측정한다. 반응된 아크릴레이트 불포화 %(%RAU)로서 나타낸 경화 정도를 하기식으로부터 계산한다:

%RAU = (R_L - R_F) x 100/R_L

상기 식에서,

R_L은 액체 샘플의 면적 비이고 R_F는 경화된 1차 코팅의 면적 비이다.

%RAU 2차 시험 방법으로서 약기된 2차 코팅의 반응된 아크릴레이트 불포화 %:

광섬유 상의 2차 코팅의 경화 정도를 다이아몬드 ATR 액세서리를 사용하여 FTIR에 의해 측정한다. FTIR 기계 매개변수는 100 공동-첨가된 스캔, 4 ㎝^-1 해상도, DTGS 검출기, 4000 내지 650 ㎝^-1의 스펙트럼 범위, 및 신호 대 소음 비를 개선시키기 위한 디폴트 거울 속도의 대략 25% 감소를 포함한다. 2 개의 스펙트럼이 필요하며; 이중 하나는 상기 섬유 상의 코팅에 상응하는 경화되지 않은 액체 코팅의 것이고 하나는 상기 섬유 상의 1차 코팅의 것이다. 상기 액체 코팅의 스펙트럼을, 상기 다이아몬드 표면을 상기 코팅이 완전히 덮은 후에 획득한다. 상기 액체는 가능하면 상기 섬유를 코팅하는데 사용되는 것과 동일한 배치이어야 하지만, 최소 필요 조건은 동일한 제형이어야 한다는 것이다. 상기 스펙트럼의 최종 포맷은 흡광도로 존재해야 한다.

상기 섬유를 상기 다이아몬드 위에 올려놓고 상기 섬유 상에 충분한 압력을 가하여 정량 분석에 적합한 스펙트럼을 획득한다. 최대 스펙트럼 강도를 위해서, 상기 섬유를 상기 적외선 광선의 방향에 평행하게 상기 다이아몬드의 중앙에 놓아야 한다. 단일 섬유로 불충분한 강도가 획득되는 경우, 2 내지 3 개의 섬유를 서로 평행하게 및 가능한 한 가깝게 상기 다이아몬드 위에 놓을 수도 있다. 상기 스펙트럼의 최종 포맷은 흡광도로 존재해야 한다.

%RAU = (R_L - R_F) x 100/R_L

상기 식에서,

본 발명에 인용된 공보, 특허 출원 및 특허들을 포함하여 모든 참고문헌들을, 각각의 참고문헌이 개별적으로 및 구체적으로 참고로 인용하는 것으로 가리키는 바와 동일한 정도로 본 발명에 참고로 인용하고 그의 내용 전체를 본 발명에 나타내었다.

본 발명을 개시함과 관련하여(특히 하기의 특허청구범위와 관련하여) "하나의" 및 "상기"란 용어 및 유사한 지시 대상의 사용은 본 발명에서 달리 지시하거나 정황상 명백히 반대되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. "구성하는", "갖는", "포함하는" 및 "함유하는"이란 용어들은 달리 나타내지 않는 한 오픈-엔드 용어로서(즉 "비 제한적으로 포함하는"을 의미하는) 해석되어야 한다. 본 발명의 값들의 범위의 인용은 본 발명에서 달리 지시하지 않는 한, 단지 상기 범위 내에 있는 각각의 별도의 값들을 개별적으로 지칭하는 속기법으로서 작용함을 의미하며, 각각의 별도의 값은 본 발명에 개별적으로 인용된 바와 같이 명세서에 포함된다. 본 발명에 개시된 모든 방법들을 본 발명에서 달리 지시하거나 정황상 명백히 반대되지 않는 한, 임의의 적합한 순서로 수행할 수 있다. 본 발명에 제공된 임의의 및 모든 실시예, 또는 예시적인 용어(예를 들어, "와 같은")의 사용은 단지 본 발명을 보다 양호하게 설명하기 위한 것이며, 달리 청구되지 않는 한 본 발명의 범위에 대한 제한을 나타내는 것은 아니다. 상기 명세서 중의 용어를 본 발명의 실시에 필수적인 것으로서 임의의 청구되지 않은 요소를 지시하는 것으로서 해석해서는 안 된다.

본 발명을 수행하기 위해 본 발명자들에게 공지된 최선의 방식을 포함하여, 본 발명의 바람직한 실시양태들을 본 발명에 개시한다. 상기 바람직한 실시양태들의 변화는 상기 설명의 판독 시 당해 분야의 숙련가들에게 자명해질 수 있다. 상기 발명자들은 숙련가들이 적합한 경우 상기와 같은 변화를 사용할 것을 예상하며, 상기 발명자들은 본 발명을 본 발명에 구체적으로 개시한 것과 달리 실행하고자 한다. 따라서, 본 발명은 적용할 수 있는 법이 허용하는 바와 같이 본 발명에 첨부된 특허청구범위에 인용된 주제의 모든 변경 및 등가물을 포함한다. 더욱이, 상술한 요소들의 임의의 조합은 그의 모든 가능한 변화에 있어서 달리 지시하거나 정황상 명백히 반대되지 않는 한, 본 발명에 포함된다.

Claims

광섬유용 복사선 경화성 코팅 조성물로서,
광섬유 상에 코팅되고 100 ㎚ 내지 900 ㎚의 파장을 갖는 발광 다이오드(LED) 광에 의해 조사될 때 광중합을 겪어 상기 광섬유 상에 경화된 코팅을 제공할 수 있고, 이때 상기 경화된 코팅이 상부 표면을 가지며 상기 상부 표면에서 60% 이상의 반응된 아크릴레이트 불포화 %(%RAU)를 갖는, 복사선 경화성 코팅 조성물.
제 1 항에 있어서,
발광 다이오드(LED) 광이
- 100 ㎚ 내지 300 ㎚;
- 300 ㎚ 내지 475 ㎚; 또는
- 475 ㎚ 내지 900 ㎚
의 파장을 갖는, 복사선 경화성 코팅 조성물.
제 1 항에 있어서,
조성물이
(a) 하나 이상의 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머;
(b) 하나 이상의 반응성 희석제 단량체; 및
(c) 하나 이상의 광개시제
를 포함하는, 복사선 경화성 코팅 조성물.
제 3 항에 있어서,
광개시제가 I형 광개시제인, 복사선 경화성 코팅 조성물.
제 3 항에 있어서,
광개시제가 II형 광개시제이고,
조성물이 수소 공여체를 포함하는, 복사선 경화성 코팅 조성물.
제 1 항에 있어서,
조성물이, 1차 코팅 조성물, 2차 코팅 조성물, 잉크 코팅 조성물, 완충제 코팅 조성물, 기질 코팅 조성물 및 업재킷용(Upjacketing) 코팅 조성물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는, 복사선 경화성 코팅 조성물.
제 1 항에 있어서,
코팅 조성물 내 성분의 15% 이상이 석유-계이기보다는 바이오-계인, 복사선 경화성 코팅 조성물.
제 7 항에 있어서,
코팅 조성물 내 성분의 20% 이상이 석유-계이기보다는 바이오-계인, 복사선 경화성 코팅 조성물.
제 7 항에 있어서,
코팅 조성물 내 성분의 25% 이상이 석유-계이기보다는 바이오-계인, 복사선 경화성 코팅 조성물.
(a) 유리 광섬유를 제공하고,
(b) 상기 유리 광섬유를 하나 이상의 광섬유용 복사선 경화성 코팅 조성물로 코팅하여 경화되지 않은 코팅을 갖는 코팅된 유리 광섬유를 수득하고, 여기에서 상기 하나 이상의 복사선 경화성 코팅 조성물이
(i) 하나 이상의 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머;
(ii) 하나 이상의 반응성 희석제 단량체; 및
(iii) 하나 이상의 광개시제
를 포함하며,
(c) 상기 코팅된 유리 광섬유 상의 상기 경화되지 않은 코팅을 100 ㎚ 내지 900 ㎚의 파장을 갖는 발광 다이오드(LED) 광으로 조사함으로써 경화시켜, 상부 표면을 가지며 상기 상부 표면에서 60% 이상의 반응된 아크릴레이트 불포화 %(%RAU)를 갖는 경화된 코팅을 수득함
을 포함하는, 광섬유의 코팅 방법.
제 10 항에 있어서,
유리 연신 타워(glass draw tower)를 작동시켜 유리 광섬유를 생산함으로써 상기 유리 광섬유를 제공하는, 방법.
제 11 항에 있어서,
유리 연신 타워를 100 m/분 내지 2500 m/분의 광섬유 선 속도로 작동시키는, 방법.
제 12 항에 있어서,
유리 연신 타워를 1000 m/분 내지 2400 m/분의 광섬유 선 속도로 작동시키는, 방법.
제 12 항에 있어서,
유리 연신 타워를 1200 m/분 내지 2300 m/분의 광섬유 선 속도로 작동시키는, 방법.
제 10 항에 있어서,
발광 다이오드(LED) 광이
- 100 ㎚ 내지 300 ㎚;
- 300 ㎚ 내지 475 ㎚; 또는
- 475 ㎚ 내지 900 ㎚
의 파장을 갖는, 방법.
제 10 항에 있어서,
광개시제가 I형 광개시제인, 방법.
제 10 항에 있어서,
광개시제가 II형 광개시제이고, 조성물이 수소 공여체를 포함하는, 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 광섬유용 복사선 경화성 코팅 조성물이 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 광섬유용 복사선 경화성 코팅 조성물인, 방법.
제 10 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득할 수 있는 코팅된 광섬유.
제 19 항에 있어서,
코팅 조성물이 1차 코팅 조성물, 2차 코팅 조성물, 잉크 코팅 조성물, 완충제 코팅 조성물, 기질 코팅 조성물 및 업재킷용 코팅 조성물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는, 코팅된 광섬유.