KR20010012308A - 방사선-경화성 잉크 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 방사선-경화성 잉크 조성물에 관한 것으로서,
리본 조합체로부터 컬러 코드되고, 피복된 유리섬유의 박리를 제공할 수 있는 기능을 가진 리본 조합체를 제공하고, 리본 조합체내 함유된 광학 유리섬유상에 착색된 코팅재를 형성하기위해 단량체, 올리고머 및 광개시제가 리본 조합체로부터 컬러 코드된 광학 유리섬유의 가박성을 제공하기위해 착색된 코팅재와 피복된 광학 유리섬유사이의 부착수준보다 적게 매트릭스재와 착색된 코팅재 사이의 부착수준을 제공할 수 있는 평균의 반응하는 아크릴레이트 불포화기를 제공하도록 선택되어지고, 또한 리본 조합체내 포함되는 광학 유리섬유에 사용하기에 적당한 착색된 코팅재를 형성하기위하여 조절되어진 착색된 코팅 조성물을 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

방사선-경화성 잉크 조성물{RADIATION-CURABLE INK COMPOSITION}
본 발명은 방사선-경화성 잉크 조성물, 피복 및 착색된 광학유리섬유 및 이의 제조방법과, 상기 피복 및 착색된 광학 유리섬유로 이루어진 리본 조합체에 관한 것이다.
광학 유리섬유는 보통 두개의 중첩된 방사선 경화된 코팅재로 피복되어 1차 코팅재를 형성한다. 유리와 직접 접촉하는 코팅재는 내부 1차 코팅재라고 하며, 오버레이된 코팅재는 외부 1차 코팅재라고 한다. 내부 1차 코팅재는 또한 1차 코팅재로; 외부 1차 코팅재는 2차 코팅재라고도 한다. 두 정의는 교체가능하게 사용된다.
내부 1차 코팅재는 보통 유리섬유에 대한 환경보호 및 특히 공지된 미세굽힘(microbending)현상에 대한 저항성을 제공하는 비교적 연질의 코팅재이다. 피복된 섬유에 있어서의 미세굽힘은 피복된 섬유의 신호전송능력을 감쇠시키므로 바람직하지 않다. 피복된 섬유의 노출된 표면상에 있는 외부 1차 코팅재는 섬유가 케이블화될때와 같이 물리적 조작력에 대한 바람직한 저항성을 제공하기 위해 고안된 비교적 경질의 코팅재이다.
광학섬유의 통신용도에 있어서, 피복된 섬유의 다수의 각 가닥들은 효율을 최대화하기 위해 리본 및 케이블과 같은 더 큰 구조로 봉입되어야 한다. 그러나, 섬유를 리본화 및 케이블화한후, 섬유의 각 가닥들은 예를 들어, 설치 및 복구하는동안 정확하게 확인될 수 있도록 서로 쉽게 구별될 수 있어야 한다. 케이블 기하학적 구조 및/또는 컬러 코딩(color coding)은 복합 케이블내 각 섬유들을 구별하고 확인하기 위해 사용될 수 있다. 코드 섬유를 착색하기 위해 여러 방법이 사용될 수 있지만, 컬러 코딩은 리본화 및 케이블화전에 피복된 섬유위에 위치한 얇은 잉크층(＜10미크론) 또는 착색된 외부 1차 코팅재를 사용함에 의해 유리하게 실시될 수 있다.
테잎형 광학 섬유 리본은 내부 및 외부 1차 코팅재와 같이 또한 제조속도를 최대화하기 위해 방사선-경화된 지지 매트릭스재내 다수의 개개 컬러 코드된 섬유(예를 들어, 4 내지 12개)를 끼워 넣어서 제조한다. 매트릭스재는 컬러 코드된 광학유리섬유에 넣거나 또는 매트릭스재는 유리섬유들을 서로 모서리에 결합시킬 수 있다. 매트릭스재의 경화는 섬유들이 잉크에 의해 컬러 코드화된 후 리본화 단계동안 일어난다. 따라서, 리본 디자인에 있어서, 잉크층은 리본의 매트릭스재와 섬유의 외부 1차 코팅재사이에 존재한다. 이는 잉크층의 계면특성(예를 들어, 표면에너지, 부착력)들은 리본 구조에 있어서 매트릭스재 및 외부 1차 코팅재 모두와 적당하게 기능하기 위해 주의깊게 조절되어야 한다는 것을 의미한다. 특히, 경화된 매트릭스재가 잉크층을 적당하게 박리시키는 능력(박리)은 중요하게 기술적으로 고려해야한다. 용매를 사용한 매트릭스의 화학적 연화가 또한 공지되어 있지만, 리본 박리는 보통 기계적 힘에 의해 실시된다.
광학 섬유 컬러 코딩은 12개 이하 또는 이상의 색상에 기초될 수 있다. 광학 섬유 잉크는 원래 용매계 또는 열경화성 잉크였지만, 최근에 방사선-경화성 잉크는 잉크화공정의 속도를 증가시키는데 사용되었다. 상기 잉크 조성물에 있어서, 색소는 방사선-경화성 담체 또는 염기조성물내에 분산되어 있다.
피복된 광학유리섬유에 대한 수요가 증가됨에 따라, 제조자들은 섬유연신제조라인을 더 첨가시키고, 종래의 섬유연신제조라인의 선형회선속도를 증가시키는 시도를 함으로써 대응하여야 한다. 후자의 경우에, 회선속도에 대한 상한을 결정할 한 요소는 주어진 방사선 광원 및 강도에 대한 방사선-경화성 잉크 조성물의 경화속도특성이 될 것이다.
방사선-경화성 잉크 조성물의 경화속도시간 요건이 제공되지 않는 정도로 회선속도가 증가된다면, 방사선-경화성 잉크 조성물은 방사선-경화성 잉크 조성물의 완전한 경화 또는 가교를 야기할 수 있는 방사선의 충분한 양으로 수용되지 않을 것이다. 제조 선형 회선속도는 보통 광학 유리섬유에 조사되는 방사선의 양에 반비례한다. 즉, 제조회선속도가 증가함에 따라, 제조공정동안 방사선-경화성 잉크 조성물에 노출되는 방사선의 양은 주어진 방사선 광원에 대해 필수적으로 감소한다는 것이다. 불완전하게 경화된 방사선-경화성 잉크 코팅재의 소망의 특성은 얻어지지 않고/또는 불완전하게 경화된 잉크 코팅재는 끈적이거나 연속적인 조작에서 문제점을 제공 또는 악취가 나며, 가상으로 경화된 잉크 코팅재내 추출가능성(바람직하지 못함)을 증가시키므로 방사선-경화성 잉크 조성물의 불완전한 경화는 바람직하지 않고 피해야 한다.
보통, 방사선-경화성 잉크 코팅 조성물은 방사선-경화성 외부 1차 코팅 조성물보다 상당히 낮은 속도로 경화할 수 있다. 잉크 조성물내에 존재하는 색소는 잉크 코팅재의 경화속도를 더 느리게 하는 것으로 생각된다. 따라서, 잉크 코팅재의 경화속도를 향상시킬 필요가 있다.
잉크 조성물이 고속연신장치상에서 잉크 코팅재의 완전한 경화를 유지하기 위해 매우 빠른 경화속도를 가져야 하는 반면에, 경화속도를 증가시킴으로써 적당한 박리(break-out) 성능을 제공하는 것과 같은 잉크 코팅재의 다른 중요한 특성을 상실하지 않아야 한다. 박리성능은 리본-조합체내에 포함된 개개의 피복된 광학 유리섬유에 접근하는 미드-스팬(mid-span)을 제공하기위해서 외부 1차 코팅재에서 잉크층을 분리하지 않고 매트릭스재로부터 경화된 잉크 코팅재를 분리할 수 있는 능력이다. 미드-스팬 접근은 리본 조합체의 말단사이에 있는 리본 조합체의 일부에 피복된 광학 유리섬유에 대한 접근이다. 그러므로, 미드-스팬 접근을 제공하기 위해 잉크 코팅재와 매트릭스재사이의 부착력보다 크게 잉크 코팅재와 외부 1차 코팅재사이의 부착력을 제공하기 위해 개작가능한 부착성을 나타내는 방사선-경화성 잉크 조성물이 필요하다.
그리고, 잉크 조성물은 광학유리섬유의 표면으로 이동할 수 있고, 부식을 야기할 수 있는 성분을 함유하지 않아야 한다. 잉크 조성물은 또한 보호 코팅재 또는 매트릭스재에 불안정성을 야기할 수 있는 성분을 함유하지 않아야 한다. 광학 유리섬유용 잉크 코팅재는 10년간 빨리 착색되고, 신호전송의 감쇠를 야기하지 않고, 겔 및 화학약품을 케이블화하는데 영향을 받지 않으며, 섬유중심배열을 위해 충분한 빛을 침투시켜야 한다.
유사한 필요조건들은 착색된 외부 1차 코팅재에 대해 존재한다. 특히, 상기 코팅재들은 색소의 존재에도 불구하고 높은 경화속도, 양호한 박리성, 내부 1차 코팅재에 대한 양호한 부착력을 필요로 하며, 코팅재는 리본이 습기, 열등에 장기간 노출후 유리섬유를 통한 빛의 감쇠를 야기하는 성분을 함유하지 않아야 한다.
상기로부터, 광학유리섬유기술은 인쇄잉크와 같은 많은 종래기술이 아닌 방사선-경화성 착색 조성물에 대한 많은 특정의 요구조건을 가진다는 것을 명확히 알 수 있다.
미국특허 제4,629,285호에는 UV 경화성 잉크가 피복된 광학 유리섬유에 가해지는 피복된 광학 유리섬유상에 잉크 코팅재를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 잉크 코팅재는 광학 유리섬유의 동심성을 유지하는 방법에 적용된다. 바람직한 잉크는 착색된 반-투과형 UV 경화성 중합 잉크이다. 그러나, 상기 특허에 개시된 잉크 조성물은 고속 광학유리섬유 연신 및 코팅 타워에 사용되기에 충분한 경화속도를 가지지 않는다.
공개된 일본특허출원 제H1-152405호에는 유기 폴리실록산 화합물을 함유하는 방사선-경화성 잉크 조성물이 개시되어 있다. 폴리실록산 화합물은 리본 조합체내 매트릭스재로부터 보다 쉽게 분리하는 능력을 갖는 잉크 코팅재를 제공한다.
공개된 일본특허출원 제64-22976호에는 특정의 방사선-경화성 올리고머를 함유하는 방사선-경화성 잉크 조성물이 개시되어 있다. 상기 잉크 조성물은 리본 조합체내 매트릭스재로부터 분리할 수 있는 외부 1차 코팅재에 대한 부착력을 갖는 잉크 코팅재를 제공한다.
특허출원 EP-A-614099호에는 결속층 및 착색층사이의 플루오로수지 또는 실리콘 오일과 같은 이형제의 용도가 기술되어 있다. 특히, 실질량의 실리콘 수지가 사용될 경우, 액체내 불화합성 및 경화된 매트릭스 조성물내 결함을 얻어 빛의 감소를 야기한다.
보통, 잉크 조성물은 산소가 없는 비활성 대기에서 경화되어야 한다. 광학유리섬유 연신타워상에 비활성 대기를 제공하는 것은 비용이 많이 든다. 따라서, 대기에서 산소의 존재하에서 높은 경화속도를 나타내는 방사선-경화성 잉크 조성물은 비활성 대기하에서 경화되어야 하는 잉크 조성물 이상의 상당한 잇점을 제공한다.
본 발명의 목적은 잉크 조성물내 실질량의 실리콘제를 사용할 필요없이 적당한 박리 성능을 갖는 리본조합체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 각 피복된 광학유리섬유의 박리성을 갖는 리본 조합체를 제공하기 위해, 매트릭스재보다 외부 1차 코팅재에 대해 보다 큰 부착력을 갖는 경화된 잉크 코팅재를 제공하기 위해 이용되는 방사선-경화성 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 공기의 존재하에서 향상된 경화속도를 제공하는 고속 방사선-경화성 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 적당하게 경화될 경우 외부 1차 코팅재에 대한 향상된 부착력을 나타내는 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 적어도 하나의 피복된 광학 유리섬유를 갖는 리본조합체 및 잉크 조성물로 피복된 광학유리섬유를 제공하는 것이다.
상기 목적 및 기타 목적들은 본 발명의 리본 조합체에 의해 이루어질 수 있다. 컬러 코드된 광학유리섬유를 리본 조합체로부터 박리시킬 수 있는 기능을 갖는 신규한 리본 조합체를 제공한다. 리본 조합체는 적어도 하나의 피복된 광학 유리섬유상의 잉크 또는 착색된 2차 코팅재를 갖는 다수의 피복된 광학 유리섬유; 및 다수의 피복된 광학유리섬유에 결합하는 매트릭스재로 구성되어 있다. 착색된 코팅재는 방사선-경화성 단량체 및 올리고머와 적어도 하나의 광개시제의 혼합물을 함유하는 방사선-경화성 담체 시스템; 및 방사선-경화성 담체 시스템내에 분산된 색소로 구성된 방사선 경화성 코팅 조성물로부터 형성된다. 착색된 코팅 조성물이 적당한 자외선 방사선량에 노출됨으로써 경화되는 경우, 리본조합체로부터 착색 피복된 광학 유리섬유를 박리시키기 위해 피복된 광학 유리섬유와 착색된 코팅재사이의 부착력보다 작게 착색된 코팅재와 매트릭스재사이의 부착력 수준을 제공하는 반응된 아크릴레이트 불포화도의 평균 비율을 제공하도록 단량체, 올리고머 및 광개시제가 선택되었다. 바람직한 구체예에서, 적당한 조사량은 약 0.125J/㎠이다. 본 발명은 특히 피복된 광학 유리섬유상에 가해지고, 외부 1차 코팅재에 인접한 잉크 코팅재에 유용하다.
또한, 각 피복된 광학 유리섬유를 박리할 수 있는 기능을 갖는 신규한 조합체가 제공된다. 상기 리본 조합체는 다수의 피복된 광학 유리섬유; 및 다수의 피복된 광학 유리섬유를 서로 결합하는 매트릭스재로 구성되어 있다. 피복된 광학 유리섬유중 적어도 하나는 광학 유리섬유; 광학 유리섬유의 표면에 인접한 내부 1차 코팅재; 내부 1차 코팅재의 표면에 인접한 외부 1차 코팅재로 구성되어 있다. 잉크 코팅재는 적당하게 경화될 경우 잉크 코팅재와 매트릭스재사이의 부착력 수준이상의 잉크 코팅재와 외부 1차 코팅재사이의 부착력 수준을 제공하는 정도로 외부 1차 코팅재에 흡착가능하도록 선택된 단량체를 포함하는 방사선-경화성 잉크 코팅 조성물로부터 형성된다.
또한, 박리성이 소망될 경우, 리본 조합체에 사용하기에 적당한 잉크 코팅재를 제공할 수 있는 신규한 방사선-경화성 잉크코팅조성물이 제공된다.
또한, a)올리고머, b)반응성 희석제, c)균일분해성 광개시제, d)색소 및 e)첨가제로 구성된 방사선-경화성 잉크코팅조성물이 본 발명에 의해 제공되며, 상기 조성물은 벤조페논형 화합물과 조합하여 약 1wt.% 이상의 균일분해성 광개시제로 이루어진다.
상기 조성물은 성분 a-e를 사용하여 적당하게 배합된다면, 착색된 외부 1차 코팅재로서 또한 사용될 수 있다.
예외적으로, 적당하게 경화된다면, 벤조페논형 화합물의 사용은 매트릭스재로부터 양호한 박리 및 외부 1차 코팅재에 대한 만족스러운 부착력을 갖는 시스템을 얻는다.
독일 특허 DE-A-4007519에는 광학섬유상에 UV 경화성 잉크 조성물을 경화하는데 있어서 광개시제를 사용하는 것이 기술되어 있다. 그러나, 상기 문헌에서는 실질량의 벤조페논과 조합하여 실질량의 균일분해성 종류의 광개시제의 조합물을 사용하는 것은 개시되어 있지 않다.
방사선-경화성 잉크 조성물은 색상을 부여하는 기능을 하는 색소시스템과 방사선-경화후 밀착된 고-품질의 막으로 색소 시스템을 허용하는 기능을 갖는 방사선-경화성 담체 시스템의 두가지 기능성 성분으로 구성되어 있다. 보통, 담체 시스템은 방사선-경화성 잉크를 형성하기 위해 색소 시스템과 혼합될 것이다.
잉크 코팅재는 보통 약 3 내지 약 10미크론 두께이며, 신호전송의 감쇠를 방지하기 위해 동심성이어야 한다. 잉크 코팅재는 또한 적어도 약 30℃, 더 바람직하게 적어도 약 50℃의 Tg를 가진다.
착색된 외부 1차 코팅재는 보통 두께가 10-30㎛이며, 유럽특허 EP-B-473643에 기술되어 있다.
본 발명의 잉크 조성물을 형성하기에 적당한 방사선-경화성 담체 시스템은 화학선에 노출될 경우 중합할 수 있는 적어도 하나의 작용기를 갖는 하나 또는 그 이상의 방사선-경화성 올리고머 및 단량체를 함유한다. 적당한 방사선-경화성 올리고머 또는 단량체는 당 분야에 공지되어 있다.
피복된 광학유리섬유는 개개의 섬유를 확인하기 위한 잉크 코팅재를 가진다. 잉크 코팅재와 매트릭스재사이의 부착력 수준은 광학유리섬유상에 2차 코팅재와 잉크 코팅재사이의 부착력 수준보다 작도록 조정되며, 이는 개개의 피복된 광학 유리섬유의 박리성을 제공하는 기능을 제공한다. 잉크 코팅재와 2차 코팅재사이의 부착력 수준과 잉크 코팅재와 매트릭스재사이의 부착력 수준은 하기에 의한 본 발명의 여러 구체예에 따라 적당한 수준으로 조정될 수 있다:
(1)약 0.125J/㎠ UV 방사선에 노출될 경우, 반응된 아크릴레이트 불포화 비율을 증가시키는 잉크 코팅 조성물에 단량체, 올리고머 및 광개시제를 이용하여 리본 조합체의 매트릭스재와 잉크 코팅재사이의 부착력을 감소시키고; 및/또는
(2)상당한 정도로 외부 1차 코팅재로 흡착가능한 잉크 코팅 조성물내에 단량체를 포함함으로써 리본조합체의 외부 1차 코팅재와 잉크 코팅재사이의 부착력을 증가시킨다.
종래의 잉크 조성물은 약 0.125J/㎠ UV 방사선에 노출될 경우, 잉크 코팅재와 매트릭스재사이의 부착력 수준이 잉크 코팅재와 외부 1차 코팅재사이의 부착력 수준보다 낮도록 하는 %RAU를 제공하는 단량체, 올리고머 및 광개시제를 선택함으로써 본 발명에 따른 개선된 잉크 조성물이 될 수 있다. 바람직하게, 공기와 같이 산소를 포함하는 기체성 대기의 존재하에서 경화될 경우, 평균 %RAU는 적어도 70%, 더 바람직하게 적어도 약 75% 및 가장 바람직하게 적어도 약 80%이다. 바람직하게, 비활성(예를 들어, 질소)대기하에서 경화될 경우, 평균 %RAU는 적어도 75%, 더 바람직하게 적어도 약 80%, 및 가장 바람직하게 적어도 약 85%이다. 평균 %RAU는 적어도 4개의 다른 색상의 잉크코팅조성물의 %RAU에 기초하여야 하며, 각각은 같은 방사선-경화성 담체 시스템을 가진다. 바람직하게, %RAU는 적어도 6개, 더 바람직하게 적어도 12개의 다른 색상의 잉크코팅조성물에 기초한다.
이론에 구애받지 않고, 잉크 코팅재상에 존재하는 반응되지 않은 아크릴레이트의 양이 적을 수록, 매트릭스재와 잉크 코팅재사이의 가교자리의 수는 적다고 생각되고 있다. 가교자리의 수가 적을 수록, 잉크 코팅재와 매트릭스재사이의 부착력 수준은 낮다. %RAU가 증가함에 따라, 반응되지 않은 아크릴레이트의 양은 감소한다. 따라서, %RAU가 높아질수록 잉크 코팅재와 매트릭스재사이의 부착력 수준은 낮다.
%RAU는 잉크경화속도향상 광개시제를 사용하여 적당한 수준으로 조정될 수 있다. 잉크경화속도향상 광개시제는 하기 화학식 1로 나타낸 자유라디칼 발생 광개시제로 구성되는 것이 바람직하다:
(상기 화학식 1에서, Ar은 적어도 하나의 방향족 작용기를 갖는 탄소함유 화합물을 나타내며, "P"는 Ar3에 존재하는 방향족 작용기에 직접 결합되며, C1은 Ar1에 존재하는 방향족 작용기에 직접 결합되며, C2는 Ar2에 존재하는 방향족 작용기에 직접 결합된다)
적어도 하나의 탄소함유 화합물 "Ar"은 하기의 자유라디칼 중 적어도 하나를 형성하기에 적당한 분자구조와 분자량을 가진다:
Ar1-C1O·; Ar2-C2O·; 또는 Ar3-PO·
바람직하게, 모두 세개의 탄소함유 화합물 "Ar"은 상기 자유라디칼을 형성하기에 적당한 분자구조와 분자량을 가진다. 예를 들면, 탄소함유 화합물은 약 5 내지 약 15개의 탄소원자를 가질 수 있다. 탄소함유 화합물의 적당한 예로는 푸란고리 또는 벤젠고리가 있다.
방향족 고리상에 존재하는 하나 또는 그이상의 수소는 예를 들어 알킬기 및/또는 알콕시기로 치환될 수 있다. 적당한 알킬 치환기의 예로는 메틸렌기, 에틸렌기, 부틸렌기 및 프로필렌기가 있다. 적당한 알콕시 치환기의 예로는 메톡실레이트기, 에톡실레이트기, 부톡실레이트기 및 프로폭실레이트기가 있다.
바람직한 경화속도향상 광개시제는 하기 화학식 2로 나타낸 것을 포함한다:
(상기 화학식 2에서, Ar은 1-4개의 탄소원자를 갖는 1 내지 3개의 알킬기로 선택적으로 치환된 페닐기이다)
방사선-경화성 잉크 조성물은 또한 잉크경화속도향상 광개시제와 조합하여 다른 자유라디칼 발생 광개시제를 함유할 수 있다. 적당한 자유라디칼형 광개시제(또는 노리쉬(Norrish)형 Ⅰ 광개시제라고도 함)의 예로는 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀-옥시드; 1-히드록시시클로헥실페닐 케톤; 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄-1-온; 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논; 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-(4-모르폴리닐)-1-프로판온; 2-히드록시-2-메틸-1-페닐 프로판-1-온; 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2-히드록시-2-프로필 케톤 디메톡시페닐아세토페논; 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온; 1-(4-도데실-페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온; 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2(2-히드록시-2-프로필)-케톤; 디에톡시페닐 아세토페논; (2,6-디메톡시 벤조일-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥시드와 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온의 혼합물; 벤조페논; 1-프로판온, 2-메틸-1-1-(4-(메틸티오)페닐)2-(4-모르폴리닐); 및 상기의 혼합물이 있으며, 이에 제한되지는 않는다.
방사선-경화성 잉크 조성물은 벤조페논과 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-(4-모르폴리닐)-1-프로판온의 혼합물을 함유하는 것이 바람직하다.
바람직하게, 잉크경화속도향상 광개시제는 소망의 %RAU를 제공하는 양으로 존재한다. 보통, 잉크경화속도향상 광개시제의 양이 많을수록, %RAU는 높다. 잉크경화속도향상 광개시제의 적당한 양은 잉크 조성물의 전체중량기준부 약 1 내지 약 25중량%, 바람직하게 약 1.5 내지 약 20중량% 및 가장 바람직하게 약 4 내지 약 15중량%이다. 보통, 다른 광개시제가 잉크경화속도향상 광개시제와 조합하여 잉크 조성물내에 존재한다면, 잉크경화속도향상 광개시제는 소망의 경화속도를 제공하기 위해 보다 적은 양으로 사용될 수 있다.
방사선-경화성 잉크 조성물이 노출되는 방사선의 양이 증가함에 따라, 경화된 잉크 조성물의 특정 물리적 또는 성능특성의 양(특정 잉크 조성물에 대해 완전히 얻을 수 있는 값의 비율로 측정됨)은 상응하게 증가한다. 상기 증가는 측정된 물리적 또는 성능특성의 최대 얻을 수 있는 값이 얻어질때까지 계속한다. 물리적 또는 성능특성의 최대 얻을 수 있는 값은 방사선에 추가로 노출시킴으로써 초과될 수 없다. 물리적 또는 성능특성의 예로는 MEK를 사용하여 측정된 가교밀도, 모듈러스, 유리전이온도, 경도, 표면부착력 및 남은 추출값이 있다. MEK를 사용하여 측정된 가교밀도는 여기서 실시예를 통해 사용된다.
측정된 가교밀도가 최대 얻을 수 있는 값에 도달하면, 방사선에 추가로 노출해도 가교밀도는 증가하지 않는다. 다른 방사선-경화성 잉크 조성물들사이의 경화속도를 비교하기 위해, "경화속도"라는 용어는 MEK값이 20미크론의 두께에서 미리 정해진 마찰 설정수가 되도록 하는 가교밀도를 제공하는 방사선량을 나타내기 위해 사용된다. 미리 정해진 마찰 설정수의 MEK값을 얻는데 요구되는 방사선량이 적을 수록, 경화속도는 빠르다. 소망한다면, 다른 물리적 특성도 다른 방사선-경화성 조성물의 경화속도와 비교하는데 사용될 수 있지만, MEK값이 바람직하다.
경화속도향상 광개시제는 공기중에서 20미크론의 두께로 약 0.125J/㎠ 이하의 방사선을 사용하여 적어도 25마찰의 MEK값이 얻어지도록 하는 경화속도를 갖는 가시광 파장에서 빛을 흡수하는 적어도 하나의 색소를 함유하는 방사선-경화성 잉크 조성물을 제공하는 양으로 존재해야 한다.
바람직하게 경화속도 향상 광개시제는 공기중에서 20미크론의 두께로 약 0.125J/㎠ 이하의 방사선을 사용하여 적어도 약 100 마찰, 바람직하게는 약 200마찰의 MEK값이 얻어지는 경화속도를 갖는 가시광 파장에서의 빛을 흡수하는 적어도 하나의 색소를 포함하는 방사선-경화성 잉크 조성물을 제공할 수 있는 양으로 존재한다.
잉크 코팅재는 보통 약 3 내지 약 10미크론 두께이며, 신호전송의 감소를 방지하기 위해 동심성이어야 한다. 잉크 코팅재는 또한 일반적으로, 적어도 약 30℃, 보다 바람직하게 적어도 약 50℃의 Tg를 가진다. 방사선-경화성 잉크 조성물을 배합하는 분야에서 보통의 기술을 가진 자에게 방사선-경화성 조성물이 경화된 코팅재의 소망의 특성을 제공하도록 조정하는 방법이 공지되어 있다. 따라서, 외부 1차 코팅재를 형성하는데 보통 사용되는 방사선-경화성 조성물은 본 발명에 따른 잉크 조성물내 방사선-경화성 담체 시스템으로서 재배합 및 사용될 수 있다.
본 발명의 착색된 2차 코팅재는 담체 조성물에 적당량의 색소(보통 1-10wt.%)를 혼합함으로써 배합될 수 있다. 상기 착색된 2차 코팅재는 상기 정의된 바와 같은 %RAU 및 MEK 이중마찰값을 얻을 수 있도록 배합되는 것이 바람직하다.
다양하게 재배합된 적당한 방사선-경화성 조성물의 예로는 미국특허 제4,624,994호; 제4,682,851호; 제4,782,129호; 제4,794,133호; 제4,806,574호; 제4,849,462호; 제5,219,896호; 및 제5,336,563호에 개시된 조성물이 있으며, 상기 모든 문헌은 이후에 참고문헌으로 통합된다.
본 발명의 잉크 조성물을 형성하는데 적당한 방사선-경화성 담체 시스템은 화학선에 노출될 경우 중합할 수 있는 적어도 하나의 작용기를 갖는 하나 또는 그 이상의 방사선-경화성 올리고머 또는 단량체를 함유한다. 적당한 방사선-경화성 올리고머 또는 단량체는 당 분야에 잘 알려져 있다.
보통, 사용된 방사선-경화성 작용기는 에틸렌계 불포화기이며, 이는 라디칼 중합화 또는 양이온 중합화를 통해 중합될 수 있다. 적당한 에틸렌계 불포화기의 특정예는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 스티렌, 비닐에테르, 비닐 에스테르, N-치환된 아크릴아미드, N-비닐 아미드, 말레산 에스테르 및 푸마르산 에스테르를 함유하는 기이다. 바람직하게, 에틸렌계 불포화기는 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 또는 스티렌 작용기를 함유하는 기에 의해 제공된다.
올리고머내에 바람직하게 적어도 약 80mole%, 더 바람직하게 적어도 약 90mole% 및 가장 바람직하게 실질량으로 존재하는 모든 방사선-경화성 작용기는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트이다.
적당한 방사선-경화성 잉크 조성물은 약 1 내지 약 80중량%의 적어도 하나의 방사선-경화성 올리고머(a)로 구성되어 있다. 방사선-경화성 올리고머의 바람직한 양은 잉크 조성물의 전체중량 기준부 약 20 내지 약 70중량%이다.
단일작용기, 이작용기, 삼작용기, 사작용기 및 그 이상의 작용기 올리고머의 혼합물은 특성들의 소망의 균형을 얻기 위해 사용될 수 있으며, 작용기의 수는 용어는 올리고머내에 존재하는 방사선-경화성 작용기의 수를 의미한다.
올리고머는 보통 방사선-경화성 작용기가 결합되는 탄소-함유 주사슬구조를 포함한다. 적당한 탄소-함유 주사슬의 예로는 폴리에테르, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드 및 폴리카보네이트가 있다. 탄소-함유 주사슬의 크기는 소망의 분자량을 제공하도록 선택될 수 있다. 올리고머의 수평균분자량은 보통 약 500 내지 약 10,000, 바람직하게 약 500 내지 약 7,000 및 가장 바람직하게 약 1,000 내지 약 5,000이다.
예를 들면, 올리고머의 탄소-함유 주사슬은 방향족기 및 개환 에폭시기 또는 알콕시기로 구성될 수 있다. 올리고머는 예를 들어, R-Ar-R; 또는 R-L-Ar-L-R(여기서, R은 방사선-경화성 작용기이며, Ar은 방향족기 함유성분이며, L은 연결기임)로 나타낼 수 있다.
적당한 연결기의 예로는 에톡시, 프로폭시, 부톡시 및 그의 반복단위와 같은 개환 에폭시 또는 알콕시를 포함한다. L은 또한 우레탄 또는 우레아 연결기일 수 있다.
방향족 기는 예를 들어 비스페놀 A과 같은 비스페놀단위로부터 유도될 수 있다. 바람직한 올리고머는 아크릴레이트 작용기가 결합되는 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르 유도체이다. 상기 올리고머의 상업용 예로는 에베크릴(Ebecryl) 3700(UCB) 또는 CN-120(사르토머(Sartomer))이며, 후자는 약 1300의 분자량을 가지며, 경화될 경우 약 65℃의 Tg를 가진다.
바람직한 올리고머의 다른 예는 약 500 내지 약 5000의 분자량을 갖는 삼작용기 폴리에테르 또는 폴리에스테르이다. 삼작용기 올리고머의 바람직한 예는 상업용인 폴리우레탄 트리아크릴레이트 에베크릴 264이며, 이는 약 2000의 분자량을 가지며, 경화될 경우 약 42℃의 Tg를 가진다.
방사선-경화성 담체 시스템은 또한 점도를 조정하는데 사용되는 반응성 희석제(b)를 함유한다. 반응성 희석제는 화학선에 노출될 경우 중합할 수 있는 적어도 하나의 작용기를 갖는 낮은 점도의 단량체일 수 있다. 상기 작용기는 방사선-경화성 단량체 또는 올리고머에 사용되는 것과 같은 성질의 작용기이다. 바람직하게, 반응성 희석제내에 존재하는 작용기는 방사선-경화성 단량체 또는 올리고머상에 존재하는 방사선-경화성 작용기와 공중합할 수 있다.
적당한 방사선-경화성 잉크 조성물은 본래, 적어도 하나의 방사선-경화성 희석제 약 1 내지 약 80중량%로 구성된다. 방사선-경화성 희석제의 바람직한 양은 잉크 조성물의 전체중량기준부 약 5 내지 약 60중량%, 더 바람직하게 약 10 내지 약 50중량%이다.
바람직하게, 화합물 b)는 반응성 희석제 또는 그의 혼합물이다. 일반적으로, 각 반응성 희석제는 약 550 이하의 분자량 및 약 500mPa.s 이하의 점도를 가진다.
예를 들면, 반응성 희석제는 아크릴레이트 또는 비닐 에테르 작용기 및 C4-C20 알킬 또는 폴리에테르 성분을 갖는 단량체 또는 단량체의 혼합물일 수 있다.
상기 반응성 희석제의 특정예로는 헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 데실아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 2-에톡시에톡시-에틸아크릴레이트, 라우릴비닐에테르, 2-에틸헥실비닐 에테르, N-비닐 포름아미드, 이소데실 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, N-비닐 카프로락탐, N-비닐피롤리돈 등이 있다.
사용될 수 있는 다른 종류의 반응성 희석제는 방향족 기를 갖는 화합물이다. 방향족 기를 갖는 반응성 희석제의 특정예로는 에틸렌글리콜페닐에테르-아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜페닐에테르-아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜페닐에테르-아크릴레이트, 상기 단량체들의 알킬-치환된 페닐유도체, 가령 폴리에틸렌글리콜노닐페닐에테르아크릴레이트를 포함한다.
반응성 희석제는 또한 중합할 수 있는 둘 또는 그 이상의 작용기를 갖는 희석제를 포함할 수 있다. 상기 단량체의 예로는 C2-C18히드로카본-디올디아크릴레이트, C4-C18히드로카본디비닐에테르, C3-C18히드로카본 트리아크릴레이트 및 그의 폴리에테르 유사물 등, 가령 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리-아크릴레이트, 헥산디올디비닐에테르, 트리에틸렌-글리콜디아크릴레이트, 펜타에리트리톨-트리아크릴레이트, 에톡시화 비스페놀-A 디아크릴레이트 및 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트를 포함한다.
에톡시화 헥산디올디아크릴레이트, 프로폭시화 글리세릴 트리아크릴레이트 또는 프로폭시화 트리메틸올프로판트리아크릴레이트와 같은 알콕시화 지방족 폴리아크릴레이트가 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 잉크 코팅 조성물내에 사용된 적어도 하나의 광개시제(c)는 분자간 결합제거를 조작하는 균일분해성 단편화 광개시제(또는 노리쉬형 Ⅰ 광개시제라고도 함)이다.
적당한 방사선-경화성 잉크 조성물은 본래 약 1 내지 약 20중량%의 균일분해성 광개시제로 구성된다. 균일분해성 광개시제의 바람직한 양은 약 3 내지 약 15중량% 이상, 더 바람직하게 약 4 내지 약 12중량% 이상이다.
자유라디칼 광개시제의 예는 상기 기술된 광개시제를 포함하며, 이에 제한되지 않는다.
색소가 본 발명에 따른 조성물내에 존재되어 있기 때문에, (또는 착색된 이차코팅조성물에 대해)광개시제로서 아실 포스핀 옥시드 광개시제, 더 특히 벤조일 디아릴 포스핀 옥시드 광개시제를 사용하는 것이 바람직하다. 적당한 벤조일 디아릴 포스핀 옥시드 광개시제의 예로는 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐-포스핀 옥시드(BASF제 루시린(Lucirin) TPO) 및 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸-포스핀 옥시드(시바 게이지(Ciba Geigy)제 이르가큐어(Irgacure) 1700)가 있다.
색소의 존재하에서 최적의 경화속도를 위해, 아실 포스핀 옥시드 광개시제를 히드록시-시클로헥실페닐-케톤과 같이 하나 또는 그 이상의 다른 광개시제와 조합시키는 것이 유리하다.
방사선-경화성 잉크 조성물을 제조하는데 적당한 무기 및 유기색소(d)가 본 발명에 사용될 수 있다. 그러나, 백색 색소는 잉크 조성물을 경화하는데 사용된 방사선의 상당량을 흡수하지 않기 때문에, 백색 잉크 조성물은 본 발명에 따른 잉크 경화속도 향상 광개시제로 사용하는 것을 필요로 하지 않는다. 그러므로 바람직한 색소는 순백색을 제외한 색상으로 가시광 파장의 빛을 흡수하는 색소이다. "색소"라는 용어는 무기색소 및 유기색소 모두를 의미한다.
바람직하게, 본 발명의 잉크 코팅 조성물에 사용된 색소는 유기색소이다. 상기 색소는 개개의 착색된 광학 유리섬유의 확인을 용이하게 하기 위해 확대없이 볼 수 있는 착색화를 제공하는 양으로 잉크 조성물내에 존재할 수 있다.
12개 또는 그 이하의 피복된 광학 유리섬유를 사용한 리본 조합체는 피복된 광학 섬유를 서로 알맞게 구별하기 위해 12가지의 색상만 필요로 한다. 그러나, 보다 큰 리본 조합체에 있어서는 피복된 광학 유리섬유를 서로 알맞게 구별하기 위해 12가지 이상의 색상이 이용될 수 있다. 리본 조합체를 제조하는데 보통 사용되는 12가지 색상의 예로는 흑색, 백색, 황색, 청색, 적색, 녹색, 주황색, 갈색, 분홍색, 옥색, 보라색 및 회색이 있다.
바람직하게, 색소는 약 1㎛ 이하의 평균입자크기를 가진다. 상업용 색소의 입자크기는 필요하다면 밀링(milling)에 의해 작게할 수 있다.
적당한 흑색 색소의 특정예는 카본블랙이다.
적당한 백색 색소의 특정예는 이산화티탄이다.
적당한 황색 색소의 특정예는 디아릴리드 황색 및 디아조계 색소이다.
적당한 청색 색소의 특정예는 프탈로시아닌 블루, 염기성 염료 색소 및 프탈로시아닌이다.
적당한 적색 색소의 특정예는 안트라퀴논 (레드), 나프톨 레드, 모노아조계 색소, 퀴나크리돈 색소, 안트라퀴논 및 페릴렌이다.
적당한 녹색 색소의 특정예는 프탈로시아닌 그린 및 니트로소계 색소이다.
적당한 주황색 색소의 특정예는 모노아조 및 디아조계 색소, 퀴나크리돈 색소, 안트라퀴논 및 페릴렌이다.
적당한 보라색 색소의 특정예는 퀴나크리돈 비올렛, 염기성 염료 색소 및 카르바졸 디옥사진계 색소이다.
적당한 옥색, 갈색, 회색 및 분홍색 색상은 여러 색소를 조합하여 쉽게 배합될 수 있다. 당업자는 소망한다면 다른 색소들을 조합하여 특정의 색상을 형성할 수 있다.
색소는 개개의 착색된 광학 유리섬유의 확인을 용이하게 하기 위해 확대하지 않고 볼 수 있는 착색화를 제공할 수 있는 양으로 잉크 조성물내에 존재할 수 있다. 색소의 양은 잉크 조성물의 경화속도를 상당히 감소시키거나 또는 다른 바람직하지 못한 효과를 얻을 정도로 많게 해서는 않된다. 색소의 적당량의 예로는 약 1-25중량% 이상인 것을 알았다. 보통, 상기 양은 잉크 조성물의 전체중량기준부 25wt.% 이하, 바람직하게 약 20wt.% 이하, 더 바람직하게 약 10wt.% 이하이다.
각 색소의 바람직한 양은 약 0.5 내지 약 10중량%, 더 바람직하게 약 0.5 내지 약 5중량%이다. 착색된 2차 코팅재에서, 보통 양호한 착색을 얻기위해서는 소량의 색소가 충분하다.
방사선-경화성 담체 시스템에 사용될 수 있는 다른 첨가제는 윤활제, 습윤제, 산화방지제 및 안정화제를 포함하며, 이에 제한되지 않는다. 상기 첨가제의 선택 및 용도는 당 분야의 범위내에 있다.
피복된 광학 섬유는 리본 조합체에 종종 사용된다. 잉크 코팅 조성물에서 현재 발명된 다양함때문에, 상기 조성물은 리본 조합체내 피복된 광학 유리섬유에 사용되기에 매우 적당하다. 필요하다면, 이형제는 매트릭스재을 잉크 코팅재로부터 분리, 소위 박리시킴으로써 각 섬유에 쉽게 접근하도록 잉크 코팅재에 첨가될 수 있다. 그러나, 실질량의 이형제는 사용되지 않는 것이 바람직하다. 적당한 이형제로는 실리콘, 실리콘 아크릴레이트, 플루오로-카본 오일 또는 수지 등이 있다. 존재한다면, 리본 조합체에 사용되는 광학 섬유를 피복하기 위한 잉크 코팅 조성물은 잉크 조성물의 전체중량기준부 약 0.1 내지 약 20wt.%, 더 바람직하게 약 0.1 내지 약 10wt.%의 적당한 이형제로 구성된다.
잉크 코팅재의 유용한 첨가제 (e)는 잉크 코팅재로부터 매트릭스재를 분리, 소위 박리시킬때 개개의 섬유에 보다 더 잘 접근하게 하기 위한 소량의 윤활제이다. 적당한 윤활제로는 실리콘, 플루오로-카본 오일 또는 수지 등이 있다. 실리콘 아크릴레이트와 같은 반응성 이형제는 추가의 효과를 가지지 않는 것을 알았다. 바람직하게, 리본 조합체에 사용되는 광학 섬유를 피복하기 위한 잉크 코팅 조성물은 잉크 조성물의 전체중량기준부 약 0.01 내지 약 5wt.%, 더 바람직하게 약 0.1 내지 약 3wt.%의 적당한 윤활제로 구성된다. 실리콘 오일이 사용되는 것이 바람직하다. 다른 윤활제 화합물은 더 적은 양으로 존재할 수 있다.
바람직한 구체예에서, 본 발명의 잉크 코팅 조성물은 피복 및 착색된 광학 섬유로부터 매트릭스재를 보다 잘 박리시키기위해 유효양의 벤조페논형 화합물로 구성된다. 상기 구체예의 적당한 방사선-경화된 잉크 조성물은 약 2중량% 이상의 벤조페논형 화합물로 구성되어 있다.
벤조페논형 화합물의 바람직한 양은 잉크 조성물의 전체중량기준부 약 3중량% 이상, 더 바람직하게 3.5중량% 이상이다. 상기 양은 보통 벤조페논형 화합물 약 10중량% 이상을 사용할때 특히 유익하지 않기 때문에 약 10중량% 미만일 것이며, 양이 많을수록 경제적인 측면에서는 권고되지 않는다. 바람직하게, 잉크 조성물은 벤조페논형 화합물 8wt.% 미만으로 구성되어 있다.
적당한 벤조페논형 화합물로는 치환된 벤조페논기로 구성된 분자량 170 내지 500의 유기화합물이 있다. 적당한 치환기로는 알킬기, 아크릴기, 방향족 기, 할로겐 등이 있다. 적당한 벤조페논형 화합물로는 벤조페논, 클로로벤조페논, 메틸-o-벤조일 벤조에이트, 4-벤조일-4'-메틸디페닐설파이드, 아크릴화 벤조페논, 4-페닐벤조페논, 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논, 4,4'-디메틸아미노-벤조페논 등이 있다. 바람직하게, 상기 벤조페논형 화합물은 고리결합 벤조페논이 아니다. 고리결합 벤조페논, 가령 티옥산톤 또는 그의 유도체, 예를 들어 2,4-디에틸-티옥산톤 또는 9-이소프로필-티옥산톤은 박리성의 향상에 약간의 영향을 주는 것으로 보인다.
본 발명에 따른 잉크 조성물은 벤조페논형 화합물에 대한 수소추출 공동개시제로서 작용하는, 소량의 아민화합물을 포함하거나 또는 포함하지 않는 것이 바람직하다.
보통, 0.5wt.% 이하, 바람직하게 0.1wt.% 이하의 아민형 수소추출 화합물이 본 발명의 조성물내에 존재한다. 그럼에도 불구하고, 모르폴리노형 감작물질은 4wt.% 이하, 바람직하게 3wt.% 이하의 양으로 존재할 수 있다.
상기에 기초하여, 적당한 방사선-경화성 잉크 조성물은 하기로 이루어진 조성물로부터 배합될 수 있다:
잉크 조성물의 전체중량기준부로
가시광 파장의 빛을 흡수하는 적어도 하나의 색소 약 1 내지 약 20중량%;
적어도 하나의 광개시제 약 1 내지 약 25중량%; 및
적어도 방사선-경화성 단량체 또는 올리고머를 함유하는 방사선-경화성 담체시스템의 약 55 내지 약 98중량%.
바람직한 잉크 조성물은 하기의 조성물로 이루어질 수 있다:
잉크 조성물의 전체중량기준부로
가시광 파장의 빛을 흡수하는 적어도 하나의 색소 약 1 내지 약 20중량%;
적어도 하나의 방사선-경화성 올리고머 약 1 내지 약 80중량%;
적어도 하나의 방사선-경화성 희석제 단량체 약 1 내지 약 80중량%; 및
적어도 하나의 잉크 경화속도 향상 광개시제 약 1 내지 약 20중량%.
잉크 경화속도 향상 광개시제의 바람직한 양은 약 1.5 내지 약 20중량%, 더 바람직하게 약 4 내지 약 15중량%이다.
방사선-경화성 올리고머의 바람직한 양은 잉크 조성물의 전체중량기준부 약 10 내지 약 70중량%, 더 바람직하게 약 20 내지 약 60중량%이다.
방사선-경화성 희석제 단량체의 바람직한 양은 잉크 조성물의 전체중량기준부 약 10 내지 약 70중량%, 더 바람직하게 약 20 내지 약 60중량%이다.
바람직하게, 잉크 조성물은 잉크 조성물의 전체중량기준부 약 1 내지 약 20중량%, 더 바람직하게 약 1 내지 약 10중량%의 양으로 다른 개시제를 함유한다.
광학 섬유 잉크의 방사선-경화는 방사선 광원에 따라 다양하게 특정 방출 출력을 갖는 방사선 광원으로 실시될 수 있다. 방사선 광원은 예를 들어, 퓨전 UV 시스템즈 인코포레이티드 또는 이와사키 덴키 컴퍼니(Iwasaki Denki Co.)제이다. 예를 들면, 소위 "D-램프" 및 "H-램프"는 방사선 광원으로 사용될 수 있으며, D-램프는 H-램프보다 더 장파장의 자외선광 방출에 보다 풍부하다. 산업용 제조에 사용된 전형적인 자외선광원(예를 들어, 중간압력 아크(arc) 램프)은 260, 300, 313 및 366㎚ 범위근처 또는 약 250-270㎚, 약 290-320㎚ 및 약 360-380㎚의 주요 방출라인을 가진다. 그리고, 약 390-410㎚에서의 라인이 될 수 있다. 본 발명에 사용된 특징적인 벌브 출력은 방사선 광원의 공급물질로부터 얻어지거나 또는 종래의 방법에 의해 측정될 수 있다. 바람직하게, 본 발명의 잉크 조성물은 H 및 D 램프 모두로 조사됨으로써 경화된다.
본 발명의 착색된 코팅 조성물은 15% 이하의 반응하지 않은 아크릴레이트 불포화기를 갖기에 충분한 에너지로 경화되는 것이 바람직하다. 적당한 조사에너지값은 0.05-2J/㎠, 바람직하게 0.1-1.5J/㎠이다. 특히, 0.5J/㎠ 이하의 값이 바람직하다.
본 발명은 또한 적당하게 경화될 경우 외부 1차 코팅재에 대한 향상된 부착력을 갖는 잉크 조성물을 제공한다. 외부 1차 코팅재에 대한 잉크 코팅재의 부착력은 잉크 조성물내에 존재하는 단량체가 외부 1차 코팅재에 잘 흡착하는 방법에 의해 어림할 수 있다는 것을 알았다. 보통, 외부 1차 코팅재로의 단량체의 흡착도가 클수록 외부 1차 코팅재에 대한 경화된 잉크 코팅재의 부착력은 크다.
개개의 광학 유리섬유에 미드-스팬 접근동안 외부 1차 코팅재로부터 잉크 코팅재가 분리된다면, 개개의 광학 유리섬유를 확인하기 어렵거나 또는 확인할 수 없다. 본 발명을 사용하여, 외부 1차 코팅재에 대한 잉크 코팅재의 부착력은 미드-스팬 접근동안 외부 1차 코팅재로부터 잉크 코팅재의 바람직하지 못한 박리를 피하고 개개의 광학 유리섬유에 대한 미드-스팬 접근을 제공할 수 있는 리본 조합체를 제공하기 위해 매트릭스재에 대한 부착력보다 큰 외부 1차 코팅재에 대한 부착력을 갖는 잉크 코팅재를 제공하기 위해 쉽게 조정될 수 있다.
바람직하게, 잉크 조성물내에 존재하는 단량체는 적어도 약 5, 바람직하게 적어도 약 7, 및 가장 바람직하게 적어도 약 10의 외부 1차 흡수도 지수를 나타낸다.
단량체의 흡수도 지수는 잉크 조성물에 의해 피복된 외부 1차 코팅재의 75미크론 두께 강하를 먼저 제조함으로써 과도한 실험없이 측정될 수 있다. 그후, 강하는 방사선에 노출됨으로써 적당하게 경화되고, 그후 2×2인치의 정방형으로 시료를 절단한다. 그후 정방형 시료가 대기압 및 실온(25℃)에서 30초동안 소망의 잉크 코팅재내에 존재하는 단량체에 함침시킨다. 시료의 원래중량의 비율로서 표시된 시료의 중량증가는 하기와 같은 외부 1차 흡수도 지수를 측정하는데 사용된다.
외부 1차 흡수도 지수:
1 = 0.1% 중량증가
2 = 0.2% 중량증가
3 = 0.3% 중량증가
4 = 0.4% 중량증가
5 = 0.5% 중량증가
6 = 0.6% 중량증가
7 = 0.7% 중량증가
8 = 0.8% 중량증가
9 = 0.9% 중량증가
10 = 1% 중량증가
따라서, 5의 흡착지수에 대해, 시료는 30초동안 단량체내에 함침된후 약 0.5% 중량이 증가되었다.
상기 단량체의 양은 외부 1차 코팅재와 잉크 코팅재 사이의 소망하는 수준의 부착력을 제공할 수 있는 것으로 선택된다. 대개 적어도 약 5의 흡착 지수를 갖는 단량체의 양을 증가시키면, 외부 1차 코팅재와 잉크 코팅재 사이의 부착력이 커진다. 상기 단량체의 적당한 예로는 잉크 조성물의 전체 중량을 기본으로 약 1 내지 약 20wt.%이고, 바람직하게는 약 1 내지 약 10wt.%이다.
피복 및 착색된 광학 섬유를 제조할 때, 액상 코팅 조성물이 기판에 가해지고, 연속적으로 경화된다. 상기 광학 유리섬유는 대개 두개의 중첩된 방사선-경화 코팅재로 피복되고, 함께 1차 코팅재를 형성한다. 상기 내부 1차 코팅재는 상기 유리와 직접 접촉하고, 상기 외부 1차 코팅재는 내부 1차 코팅재의 표면에 인접한다. 본 발명에 따른 잉크 코팅 조성물은 외부 1차 코팅재에 양호한 부착력을 갖는 잉크 코팅재를 제공하기위해서 배합될 수 있다.
착색된 외부 1차 코팅재를 사용할 수 있고, 부가적인 잉크층을 사용해야하는 필요성을 배제하였다. 상기 외부 1차 코팅재는 내부 1차 코팅재에 잘 부착되고, 상기 매트릭스재는 착색된 2차 코팅재에 대해 양호한 가박성을 보이며, 착색된 2차 코팅재로서 본 발명의 잉크 코팅재를 사용하여 이루어졌다.
상기의 예는 하기 성질의 조합을 나타내기위해 개선된 방사선-경화성 잉크 조성물을 제공하기위해 조합하여 사용될 수 있다:
(i)적당하게 경화되었을 때, 내부 1차 코팅재에 대해 외부 1차 코팅재에서 잉크 또는 착색된 코팅재가 분리되지 않고 가박성을 제공할 수 있는 기능을 갖는 리본 조합체를 제공하고;
(ii)적당하게 경화되었을 때, 분리에 저항하기위해 매트릭스재와 잉크 코팅재사이의 충분한 부착력을 가지며; 및
(iii)산소를 포함하는 대기에서 개선된 경화속도를 나타내고, 착색된 코팅재는 비활성대기를 제공할 필요없이 고속으로 형성될 수 있다.
상기 잉크 코팅 조성물은 피복된 광학 유리에 가하고, 적당한 방법을 사용하여 경화될 수 있다. 적당한 방법의 예로는 미국특허 제4,629,285호에 기술되어 있으며, 그의 전문이 참고문으로 통합되어 있다. 또한 상기 잉크 조성물이 광학 유리섬유 드로잉 및 피복타워상에서 외부 1차 코팅재의 사용과 유사한 방법으로 사용될 수 있다.
현재 발명된 잉크 피복 조성물의 다양성때문에, 상기 조성물은 리본 조합체내 피복된 광학 유리섬유상에 사용하기에 매우 적당하다. 다수의 피복된 섬유의 개개의 가닥이 효율성을 최대로 하기위해서 리본 및 케이블과 같은 더 큰 구조로 봉입된다. 당분야의 통상의 지식을 가진 자는 소망하는 용도로 개선된 잉크 피복된 광학 유리섬유의 적어도 하나를 포함하는 신규한 리본 조합체를 제조하기위하여 여기에 제공된 기술문을 사용하여 쉽게 사용할 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 신규한 리본 조합체는 통신시스템에 사용될 수 있다. 상기 통신 시스템은 전형적으로 광학 유리섬유, 송신기, 수신기 및 스위치를 포함하는 리본 조합체를 포함한다. 상기 피복된 광학 유리섬유를 포함하는 리본 조합체는 통신 시스템의 기본적인 연결단위이다. 상기 리본 조합체는 도시간에서와 같이 장거리를 연결하기위해서 땅 또는 물밑에 묻을 수 있다. 또한, 상기 리본 조합체는 주택에 직접 연결하기위해서 사용된다.
본 발명에 따라 제조된 신규한 리본 조합체는 또한 케이블 TV시스템에 사용 될 수 있다.
본 발명에 따른 잉크 조성물은 약 10미크론 이상, 50미크론 미만의 두께를 갖는 보호 및/또는 장식 코팅재를 형성하기위해서 방사선-경화성 착색 코팅 조성물을 배합하는데 적당하다. 광학 유리섬유상에 잉크 코팅재가 대개 약 3 내지 약 10미크론의 두께를 갖는다면, 본 발명에 따른 잉크 조성물의 경화속도는 20미크론의 두께를 사용하여 상기를 기술하였다. 이와같이, 광학 유리섬유상에 잉크 코팅재를 형성하기위해 사용되는 약 3 내지 약 10미크론의 더 얇은 두께에서, MEK 마찰값(rub value)은 20 미크론의 두께에서 측정된 MEK 마찰값보다 충분히 클것이다. 대개 잉크 코팅재의 두께가 두꺼워질때, 경화속도는 감소한다.
더 두껍게 착색된 코팅재는 잉크 코팅재와 비교하여 착색된 코팅재의 전체 중량을 기초로 색소가 감소된 농도를 갖는 경향이 있다. 상기 착색된 코팅재가 잉크 코팅재보다 더 두껍게 사용되기 때문에, 소망하는 색을 얻기위해서 더 낮은 농도의 색소가 요구된다.
착색된 코팅 조성물은 개선된 경화속도를 나타내고, 그러므로 고속생산라인에 상업적으로 이용할 수 있다. 상기 착색된 코팅 조성물은 비행기 및 자동차 부품에 사용하기에 적당하다.
본 발명은 또한 하기의 실시예에 의해 제한없이 설명될 수 있다.
실시예 1
먼저 방사선-경화성 기본 조성물이 하기 표 1에 기술된 성분을 조합함으로서 형성된다.
성분 정량(전체 조성물의 중량%)
에톡시 디아크릴레이트 단량체1 42.85
지방족 우레탄 디아크릴레이트 올리고머2 25.25
펜타에리트리톨 테트라-아크릴레이트 12.55
1,6-헥산디올 디아크릴레이트 1.68
이소보르닐 아크릴레이트 3.88
페녹시 에틸 아크릴레이트 3.88
부틸히드록시 톨루엔 0.52
벤조페논 8.33
2-메틸-1-(4-(메틸티오)-페닐)-2-(4-모르폴리닐)-1-프로판온 1.04
1CN120,(Sartomer)
2에베크릴 264, (Radcure)
그리고, 96%의 기본 조성물이 4%의 CGI 819(Ciba Geigy)와 조합되어, 방사선-경화성 조성물을 형성한다. 88wt.%의 방사선-경화성 조성물이 9wt.%의 청색 및 3wt.%의 백색 색소와 조합하여 방사선-경화성 잉크 조성물을 형성한다.
20미크론 두께로 강하된 잉크 조성물이 마일라 필름상에 형성되고, 0.1J/㎠의 UV 광에 노출시켜서 시료 필름을 형성한다.
상기 시료 필름의 하기의 성질이 시험된다:
(1)MEK 마찰;
(2)반응하지 않은 코팅재; 및
(3)언더커트
상기 MEK 마찰 시험은 시료내에서 일어나는 교차정도를 나타낸다. 대개, 상기 시료를 분해시키기위해 요구되는 마찰의 수가 증가되면, 가교의 정도가 더 커지고, 잉크 조성물의 경화가 빨라진다.
상기 반응하지 않은 코팅시험은 시료에서 경화되지 않은 코팅재의 존재하에서 육안시험이다. 경화되지 않은 코팅재의 존재는 더 높은 방사선 조사량이 요구되거나 또는 경화속도를 향상시키는 더 많은 광개시제가 요구되어 부가적으로 경화속도를 증가시켜 상기 잉크 조성물이 선택된 방사선 조사량에서 적당하게 경화된다.
상기 언더커트 시험은 시료가 MEK 마찰 시험후에 분해되는지의 여부를 언급한다.
상기 시험 시료는 200MEK(마찰)를 보이고, 반응하지 않은 조성물 및 언더 커트는 없다.
실시예 2 및 3과, 비교실시예 A
두개의 방사선-경화성 담체 시스템이 하기 표 2 및 표 3에 개시된 성분을 조합시킴에 의해서 먼저 형성된다.
담체 시스템 AA
성분 정량(전체 시스템의 중량%)
에폭시 아크릴레이트 단량체 33.9
지방족 우레탄 디아크릴레이트 올리고머 19.9
펜타에리트리톨 테트라-아크릴레이트 9.95
이소보르닐 아크릴레이트 3.06
페녹시 에틸 아크릴레이트 3.06
1,6-헥산디올 디아크릴레이트 13.64
실리콘 디아크릴레이트 1.14
2,6-디-tert-부틸-메틸-페놀 0.57
2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-(4-모르폴리닐)-1-프로판온 4.55
잉크 경화속도 향상 광개시제 CGI 819 1.14
아크릴레이트화 벤조페논 9.09
담체 시스템 BB
성분 정량(전체 시스템의 중량%)
에폭시 아크릴레이트 단량체 35.93
지방족 우레탄 디아크릴레이트 올리고머 21.14
펜타에리트리톨 테트라-아크릴레이트 10.55
이소보르닐 아크릴레이트 3.24
페녹시 에틸 아크릴레이트 3.24
1,6-헥산디올 디아크릴레이트 11.52
실리콘 디아크릴레이트 2.31
2,6-디-tert-부틸-메틸-페놀 0.58
포스핀 옥시드, 디-페닐(2,4,6-트리메틸 벤조일) 11.52
상기 방사선-경화성 담체 시스템 AA가 하기 표 4에 개시된 상기 색소와 조합되어, 방사선-경화성 잉크 조성물을 형성한다. 상기 방사선-경화성 담체 시스템 BB가 하기 표 5에 개시된 색소와 조합되어, 방사선-경화성 잉크 조성물을 형성한다. 비교를 위해, 하기 표 6에 개시된 상업용 잉크 코팅 조성물이 사용된다(비교실험 A).
20 미크론의 두께 강하의 잉크 조성물이 마일라 필름에 형성되고, 0.1J/㎠ UV광에 노출시킨 후에 시료 필름을 형성한다. 상기 필름의 성질이 시험되고, 결과는 표 4 내지 표 6에 개시되었다.
상기 표 6과 표 4 및 표 5의 시험 결과를 비교함에 의해서, 산소가 존재하거나 및 부재할 때 경화시킨 적당한 광개시제의 존재는 평균 %RAU에서 놀라운 증가를 제공하는 것이 쉽게 관찰된다. 적당한 광개시제의 존재는 낮은 방사선 조사량에서 경화될 때 조차 매트릭스재에서 양호한 분리를 제공하도록 조합될 때 외부 1차 코팅재에 양호하게 부착력을 갖는 잉크 코팅재를 제공하는 것을 또한 관찰될 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따라 형성된 잉크 코팅재는 개개의 피복된 광학 유리섬유의 박리가 소망될 때 리본 조합체에서 사용하기에 적당하다.
실시예 4
잉크 코팅 조성물이 하기의 성분을 혼합시킴에 의해서 제조된다:
성분 전체 조성물의 중량%
에베크릴 3700(에폭시 아크릴레이트) 51.0
알콕실화 지방족 디아크릴레이트 30.0
이르가큐어 81911.0
이르가큐어 907 3.0
벤조페논 4.0
청색 색소(Penn Color) 1.5
BYK33320.5
1이르가큐어 819가 시바 게이지에서 공급된다.
2BYK 333은 폴리에테르 변형된 디메틸 폴리실록산이다.
실시예 5
다른 잉크 코팅 조성물이 하기 성분을 혼합함에 의해서 제조된다:
성분 전체 조성물의 중량%
폴리에테르 우레탄 아크릴레이트:
PTMG/TDI/HEA160
에톡실화 비스페놀-A 디아크릴레이트 25.0
N-비닐 카프로락탐 25.0
트리메틸올프로판트리-아크릴레이트 4.0
루시린 TPO22.0
벤조페논 3.5
청색 색소(Penn Color) 1.5
실리콘 오일30.5
1폴리테트라메틸렌 글리콜, 톨루엔 디이소시아네이트 및 히드록시에틸 아크릴레이트의 반응 생성물
22,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀 옥시드[BASF의 루시린 TPO]
3실리콘 오일=다우 코닝 57/다우 코닝 190 혼합물, 여기서 다우 코닝 57:폴리에테르 변형된 디메틸 폴리실록산 및 다우 코닝 190:실리콘글리콜 공중합체
상기 잉크 조성물을 시험하기위해서, 유리판이 75미크론의 두께로 피복되고, 외부 1차 코팅재는 D-램프(1J/㎠)로 경화된다. 다음, 실시예 4 및 5에 개시된 75미크론 두께로 강하된 잉크 조성물이 피복된 유리판으로 가해지고, 450nm미만의 파장영역에서 1000mJ/㎠의 에너지를 갖는 D-램프와 200 내지 400nm의 파장영역에서 500mJ/㎠의 에너지를 갖는 H 램프를 조합함에 의해서 자외선광으로 조사하여 경화된 잉크막을 생성한다.
상기 시험판을 가지고, 외부 1차 코팅재에 잉크의 부착력이 측정된다.
잉크로부터 매트릭스재의 부착력(또는 박리)을 시험하기위해서, 피복 및 잉크된 유리판이 사용되고, 매트릭스재가 상기에 피복된다. 상기 매트릭스가 1J/㎠에서 D-램프로 경화된다.
D 및 H 램프의 에너지 출력이 EIT UV-경화 광 버그에 의해 측정된다.
실시예 4 및 5에 기술된 경화된 잉크는 외부 1차 코팅재에 양호한 부착력을 보이며, 상기 매트릭스는 잉크층에서 양호한 박리를 보여준다.
시험절차
경화된 잉크 코팅재의 부착세기 및 매트릭스재의 가박성(peelability)이 하기의 방법을 사용하여 측정된다:
(1)부착세기
외부 1차 코팅재에 가해질 때, 상기 잉크 조성물이 양호한 부착이 얻어지는지의 여부를 평가하기위해 나이프로 자른다. 양호한 부착이 얻어지면 (+)로 표시하고, 불량이면 (-)로 표시하고; 중간값은 (+) 및 (-)로 등급을 준다.
(2)가박성
잉크 조성물에서 매트릭스재의 가박성이 평가된다. 경화된 필름이 양호한 박리가 얻어지는지의 여부를 평가하기위해서 나이프로 자른다. 잉크층에서 매트릭스재의 가박성이 잉크층에서 매트릭스재의 잔류물이 존재하는지의 여부를 시험하기위해서 손으로 시료를 만지고, 육안으로 시료를 관찰하여 평가한다. 매트릭스/리본재를 당겼을 때 잉크 코팅재에 남아있는 확인된 특정의 잔류물이 관찰되지 않으면, 가박성이 양호한 것(+)으로 평가되고; 매트릭스의 존재가 확인되거나 또는 잉크층이 매트릭스에 남아있으면, 가박성은 불량(-)으로 평가된다.
하기의 시험 실시예가 연구되고, 시험 절차의 결과가 표 7에 제공된다:
비교 실시예 B:
벤조페논이 없는 실시예 2의 조성물.
실시예 5: 상기에 기술된 것과 같음.
실시예 6:
실시예 5+3% 에베크릴 350의 조성물로, 에베크릴 350(UCB-Radcure)은 아크릴레이트 실리콘(2작용기)이다.
실시예 7
착색된 2차 코팅재로 사용될 수 있는 조성물이 하기의 성 분을 혼합함에 의해서 제조된다.
성분: 전체 조성물의 중량비:
폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 22
폴리에테르계 우레탄 아크릴레이트 20
이소보르닐 아크릴레이트 14
에톡실화 TMPTA 17
에톡실화 비스페놀 A 디아크릴레이트 16
이르가큐어 907 3
이르가큐어 819 1
청색 색소(Penn Color) 1
이산화티탄 2
1,6-헥사메틸렌 디아크릴레이트 3
벤조페논 4
박리(잉크에서 매트릭스의) 부착력(외부1차 코팅재에서 잉크의)
B --- +
5 ++ +-
6 ++ +--
7 ++ +-
벤조페논의 단독 사용은 양호한 박리 결과를 준다. 에베크릴 350은 실질적으로 상기를 향상시키지 않지만, 그럼에도 불구하고, 외부 1차 코팅재에 잉크 코팅재의 부착력을 감소시킨다. 다른 말로, 상기는 외부 1차 코팅재에서 잉크 코팅재의 접착세기를 감소시킬때 다량의 이형제(가령 에베크릴 350)를 사용하는 것은 바람직하지 않다.
또한, 상기 실험은 벤조페논이 다른 잉크 형태로부터 매트릭스재의 박리를 실질적으로 향상시킨다는 것을 보여준다.
실시예 8
75미크론 두께의 두개의 상업용 방사선-경화성 외부 1차 코팅 조성물이 외부 1차막을 형성하기위해서 1.0J/㎠ UV 방사선에 노출시킴에 의해서 마일라 시트상에서 경화된다. 시료가 평방 2인치씩 경화막을 절단함에 의해서 제조된다. 그리고, 상기 시료가 최소 15분동안 건조기에 놓는다. 각 시료의 초기 중량이 측정된다. 3개의 시료가 각각 8개의 다른 단량체로 넣고, 1초, 5초, 10초 및 30초 간격으로 칭량한다.(전체 경과시간) 각 시료의 중량비의 변화 및 각 단량체에 대한 세개 시료의 평균 중량변화가 계산되고, 결과는 하기 표 8에 개시되어 있다.
상기 표 8에서 시험 결과는 방사선-경화성 잉크 조성물에 존재하는 단량체는 다른 상업용 외부 1차 코팅재로 다른 접착수준을 나타낸다는 것을 입증하였다. 대개 외부 1차 코팅재로의 접착력이 커질수록, 경화된 잉크 코팅재와 외부 1차 코팅재 사이의 생성된 부착력이 더 커진다.
시험 절차
%RAU
상기는 1 내지 3㎛의 깊이로 코팅재의 표면에서 경화의 정도를 측정하고, UV방사선의 예측된 조사량으로 노출시키는 FTIR 방법이다. 상기 시료의 강하는 먼저 유리판에서 형성된다. 그리고, 강하는 드로우다운을 경화하고, 코팅재를 형성하기위해서 UV 방사선의 예측된 조사량으로 노출시킨다. 상기 코팅재는 대략 10㎜×50㎜의 스트립으로 자른다.
경화되지 않은 액체 시료의 적외선 스펙트럼 및 경화된 시료의 적외선 스펙트럼이 얻어진다. 적외선 스펙트럼이 현재 잘 공지되어 있고, 특정의 적외선 분광계가 적외선 스펙트럼을 얻기위해 사용될 수 있다.
경화되지 않은 액체 시료에 대한 아크릴레이트 불포화기 흡수의 유효 피크 면적이 측정되었다. 대부분의 아크릴레이트계 코팅재에 대해, 약 810㎝-1에서의 흡수도가 사용될 수 있다. 그러나, 상기 코팅재가 실록산 또는 810㎝-1또는 근처에서 강하게 흡수되는 다른 성분을 함유한다면, 선택적인 아크릴레이트 흡수피크가 사용될 수 있다. 약 1410㎝-1및 약 1635㎝-1에서 흡수도는 만족스러운 것으로 알려져 있다. 기준은 피크의 한쪽 측면상에 최소 흡수도에 대한 탄젠트인 잘 공지된 기준 기술을 사용하여 유효 피크 면적이 측정될 수 있다. 기준이상 및 피크하에서 면적은 유효 피크 면적이다.
그리고 기준 면적이 측정된다. 기준 흡수도는 액체 시료가 경화될 때 세기가 변화되지 않는다. 많은 배합물이 기준 흡수도로 사용될 수 있는 약 780 내지 약 750㎝-1의 범위에서 흡수도를 갖는다. 상기 기준 흡수도의 유효 피크 면적이 측정된다.
경화되지 않은 액체 시료에 있어서 기준 흡수도에 대한 아크릴레이트 흡수도의 비율이 하기의 수학식 1을 사용하여 측정된다:
RL=AAL/ARL
(상기 수학식 1에서, AAL은 아크릴레이트 흡수도의 유효 피크 면적이고, ARL은 기준 흡수도의 유효 피크 면적이며, RL은 액체 시료에 대한 면적비이다)
경화된 시료에 있어서 기준 흡수도에 대한 아크릴레이트 흡수도의 비율은 하기의 수학식 2를 사용하여 측정된다:
RC=AAC/ARc
(상기 수학식 2에서, AAc는 아크릴레이트 흡수도의 유효 피크 면적이고, ARc는 기준 흡수도의 유효 피크 면적이며, RC는 경화된 시료에 대한 면적비이다)
반응한 아크릴레이트 불포화기의 비율로서 경화정도(%RAU)가 하기의 수학식 3을 사용하여 측정된다:
%RAU=[(RL-RC)×100%]/RL
MEK마찰시험
ASTM D 4752에 기술된 시험 방법으로 하기의 예외로 실시된다. 오른쪽 손가락 압력이 시험시료에 대항하여 마찰된 재료상에서 사용된다.
청구되는 발명이 상세히 그리고 그의 특정의 구체적인 예를 참고로 기술되어졌으며, 다양한 변화 및 변형이 청구되는 발명에서의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 만들어질 수 있다는 것은 당분야의 통상을 지식을 가진 자에게는 명백한 것이다.

Claims (27)

  1. 리본 조합체로부터 컬러 코드된 광학 유리섬유의 박리를 제공할 수 있는 기능을 가지며, 상기 리본 조합체는 적어도 하나의 피복된 광학 유리섬유에서 잉크 또는 착색된 2차 코팅재를 갖는 다수의 피복된 광학 유리섬유; 및 다수의 피복된 광학 유리섬유에 결합되는 매트릭스재로 이루어지고, 상기 착색된 코팅재는 적어도 하나의 광개시제와, 방사선-경화성 단량체 및 올리고머의 혼합물을 포함하는 방사선-경화성 담체 시스템; 및 상기 방사선-경화성 담체 시스템에 분산된 색소로 이루어지고; 상기 단량체, 올리고머 및 광개시제는 잉크 코팅 조성물이 적당한 자외선 방사 조사량에 노출되어 경화될 때 상기 리본 조합체에서 컬러 코드된 광학 유리섬유의 박리를 제공하기위해 잉크 코팅재와 피복된 광학 유리섬유 사이의 부착력의 수준보다 낮은 매트릭스재와 착색된 코팅재 사이의 부착력을 제공할 수 있는 반응하는 아크릴레이트 불포화기의 평균 비율을 제공할 수 있는 것으로 선택되는 것을 특징으로 하는 리본 조합체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적당한 방사 조사량은 약 0.125J/㎠인 것을 특징으로 하는 리본 조합체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 착색된 코팅재는 외부 1차 코팅재에 인접한 잉크 코팅재인 것을 특징으로 하는 리본 조합체.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 착색된 코팅재가 자외선 방사선에 노출됨에 의해서 경화될 때 적어도 100마찰의 MEK값을 제공하는 경화정도를 갖는 것을 특징으로 하는 리본 조합체.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크 코팅재가 자외선 방사선에 노출됨에 의해서 경화될 때 적어도 200마찰의 MEK값을 제공하는 경화정도를 갖는 것을 특징으로 하는 리본 조합체.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광개시제는 하기 화학식 1에 따른 적어도 하나의 화합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 리본 조합체.
    (화학식 1)
    (상기 화학식 1에서, Ar은 적어도 하나의 방향족 작용기를 갖는 탄소를 포함하는 화합물을 나타내고;
    P는 AR3에 존재하는 방향족 작용기에 직접 결합되며;
    C1은 AR1에 존재하는 방향족 작용기에 직접 결합되며;
    C2는 AR2에 존재하는 방향족 작용기에 직접 결합되며, 적어도 하나의 탄소를 함유하는 화합물 Ar은 자외선 방사선에 노출되었을 때 하기의 자유-라디칼의 적어도 하나를 형성할 수 있는 분자구조 및 분자량을 갖는다:
    Ar1-C1O·; Ar2-C2O·; 또는 Ar3-PO·)
  7. 제 6 항에 있어서,
    모두 3개의 탄소를 포함하는 화합물(Ar)은 상기의 자유-라디칼을 형성할 수 있는 분자구조 및 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 리본 조합체.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선-경화성 잉크 코팅 조성물이 비활성 대기하에서 약 0.125J/㎠의 자외선 방사 조사량으로 노출시킴에 의해 경화될 때 상기 잉크 코팅재는 반응한 아크릴레이트 불포화기의 적어도 평균 75%의 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 리본 조합체.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 잉크 코팅재는 반응한 아크릴레이트 불포화기의 적어도 평균 80%의 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 리본 조합체.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방사선-경화성 잉크 코팅 조성물이 산소를 함유하는 대기하에서 약 0.1J/㎠의 자외선 방사 조사량으로 노출시킴에 의해 경화될 때 상기 잉크 코팅재는 반응한 아크릴레이트 불포화기의 적어도 평균 70%의 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 리본 조합체.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 잉크 코팅재는 반응한 아크릴레이트 불포화기의 적어도 평균 75%의 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 리본 조합체.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응한 아크릴레이트 불포화기의 평균 비율이 같은 방사선-경화성 담체 시스템에서 배합되고, 다른 유색 색소를 함유하는 적어도 6개의 다른 착색된 잉크 조성물에 대해 반응한 아크릴레이트 불포화기의 측정된 비율에 기준하는 것을 특징으로 하는 리본 조합체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    적어도 12개의 다른 착색된 잉크 조성물에 대한 반응한 아크릴레이트 불포화기의 평균 비율이 같은 방사선-경화성 담체 시스템에서 배합되고, 다른 유색 색소를 함유하는 것을 특징으로 하는 리본 조합체.
  14. (a)적어도 하나의 방사선-경화성기를 갖는 올리고머, (b)반응성 희석제, (c)라디칼 중합화를 위한 균일분해성 광개시제 적어도 약 1wt.%, (d)색소 및 (e)첨가제로 이루어진 제 1 항의 리본 조합체에서 컬러 코딩을 제공하도록 조절된 방사선-경화성 잉크 코팅 조성물에 있어서,
    상기 조성물은 벤조페논형 화합물의 유효량으로 이루어진 것을 특징으로 하는 방사선-경화성 잉크 코팅 조성물.
  15. 제 14 항에 있어서,
    벤조페논형 화합물이 치환된 벤조페논기 또는 벤조페논으로 이루어진 170 내지 500의 분자량을 갖는 유기 화합물인 것을 특징으로 하는 조성물
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    벤조페논형 화합물은 고리-결합된 벤조페논이 아닌 것을 특징으로 하는 조성물.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (e)화합물은 적어도 하나의 윤활제로 이루어진 것을 특징으로 하는 조성물.
  18. 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    광학 유리섬유를 피복시키기위해 조절되고, 적어도 하나의 방사선-경화성 올리고머 약 20 내지 약 70중량%; 적어도 하나의 방사선-경화성 희석제 약 5 내지 약 80중량%; 균일분해성 광개시제 약 4 내지 약 20중량%; 색소의 약 1 내지 약 20중량%; 및 벤조페논형 화합물의 약 2중량% 이상으로 이루어진 조성물로부터 배합되며, 상기 중량%는 방사선-경화성 잉크 조성물의 전체 중량에 대한 비율인 것을 특징으로 하는 방사선-경화성 잉크 조성물.
  19. 피복된 광학 섬유상에서 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 잉크 조성물을 경화시키는 방법에 있어서,
    상기 조성물은 D 및 H램프의 조합체로 경화되는 것을 특징으로 하는 경화방법.
  20. 광학 유리섬유, 상기 광학 유리섬유의 표면에 인접한 내부 1차 코팅재, 상기 내부 1차 코팅재의 표면에 인접한 외부 1차 코팅재, 및 상기 외부 1차 코팅재의 표면에 입접한 잉크 코팅재로 이루어진 피복 및 착색된 광학 유리섬유에 있어서,
    상기 잉크 코팅재는 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 경화된 잉크 코팅 조성물인 것을 특징으로 하는 피복 및 착색된 광학 유리섬유.
  21. 광학 유리섬유, 상기 광학 유리섬유의 표면에 인접한 내부 1차 코팅재, 상기 내부 1차 코팅재의 표면에 인접한 착색된 외부 1차 코팅재로 이루어진 피복 및 착색된 광학 유리섬유에 있어서,
    상기 외부 1차 코팅재는 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 경화된 잉크 코팅 조성물인 것을 특징으로 하는 피복 및 착색된 광학 유리섬유.
  22. 다수의 피복된 광학 유리섬유; 및 다수의 피복된 광학 유리섬유에 결합될 수 있는 매트릭스재로 이루어진 리본 조합체에 있어서,
    적어도 하나의 피복된 광학 유리섬유는 제 20 항 또는 제 21 항에 따른 피복 및 착색된 광학 유리섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 리본 조합체.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 리본 조합체는 다수의 피복된 광학 유리섬유; 및 다수의 피복된 광학 유리섬유와 결합하는 매트릭스재로 이루어지고, 적어도 하나의 피복된 광학 유리섬유는 광학 유리섬유, 상기 광학 유리섬유의 표면에 인접한 내부 1차 코팅재; 내부 1차 코팅재의 표면에 인접한 외부 1차 코팅재; 외부 1차 코팅재의 표면에 인접한 잉크 코팅재로 이루어지고, 상기 잉크 코팅재는 잉크 코팅재와 매트릭스재사이의 부착수준보다 더 크게 잉크 코팅재와 외부 1차 코팅재사이의 부착수준을 제공하기위해 적당하게 경화될 때 상기 외부 1차 코팅재로 흡수될 수 있도록 선택된 단량체를 포함하는 방사선-경화성 잉크 코팅 조성물에서 형성되는 것을 특징으로 하는 리본 조합체.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 단량체는 외부 1차 코팅재의 흡수도 지수가 적어도 7을 나타내는 것을 특징으로 하는 리본 조합체.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 단량체는 외부 1차 코팅재의 흡수도 지수가 적어도 10을 나타내는 것을 특징으로 하는 리본 조합체.
  26. 잉크 코팅 조성물은 산소를 포함하는 대기하에서 약 0.125J/㎠의 자외선 방사 조사량에 의해 경화되고, 약 3 내지 약 10미크론의 두께로 가해질때, 단량체, 올리고머 및 광개시제는 평균 70%이상의 반응하는 아크릴레이트 불포화기를 제공하는 것이 선택되며, 적어도 하나의 광개시제 및 방사선-경화성 단량체 및 올리고머의 혼합물을 포함하는 방사선-경화성 담체 시스템; 및 상기 방사선-경화성 담체 시스템내에 분산된 적어도 하나의 색소로 이루어지고, 상기 제 1 항에 따른 리본 조합체에서 컬러 코딩을 제공하도록 조절되는 것을 특징으로 하는 방사선-경화성 잉크 코팅 조성물.
  27. 잉크 코팅 조성물이 외부 1차 코팅 흡수도 지수가 적어도 5인 적어도 하나의 단량체, 적어도 하나의 올리고머, 및 적어도 하나의 광개시제로 이루어진 방사선-경화성 담체 시스템; 및 상기 방사선-경화성 담체 시스템내에 분산된 적어도 하나의 색소로 이루어지고, 제 1 항의 리본 조합체에서 컬러 코딩을 제공하도록 조절되는 것을 특징으로 하는 방사선-경화성 잉크 코팅 조성물.
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