專利名稱：可輻射固化光纖涂料組合物的led固化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖用可輻射固化涂料和配制這些組合物的方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，使用紫外汞弧燈發(fā)射紫外線適合于固化施加到光纖上的可輻射固化涂料。紫外弧燈通過使用電弧發(fā)射光從而激發(fā)居于惰性氣體(例如氬氣)環(huán)境中的汞產(chǎn)生致使固化的紫外光?；蛘?，也可以使用微波能量激發(fā)惰性氣體介質(zhì)中的汞燈產(chǎn)生紫外光。在本專利申請通篇中，電弧激發(fā)的汞燈和微波激發(fā)的汞燈以及這些汞燈通過各種添加劑(鐵金屬、鎵等)進(jìn)行改性的形式都被認(rèn)為是汞燈。然而，使用紫外汞燈作為輻射源具有若干缺陷，包括由汞以及作為副產(chǎn)物的臭氧的形成而引起的環(huán)境問題。此外，汞燈通常具有較低的能量轉(zhuǎn)換率，需要預(yù)熱時間，在操作期間產(chǎn)生熱量并且與LED相比消耗大量能量。{在涂覆光纖的制造中，由UV汞燈產(chǎn)生的熱量可能不利地影響液體涂層，這是因為如果該涂層未被配制成避免揮發(fā)物的存在，那么這些揮發(fā)物可能被激發(fā)且沉積在石英管表面，從而妨礙UV射線照射玻璃纖維上的液體涂層， 繼而抑制液體涂層固化成固體}。因此，已經(jīng)著手研究替代的輻射源。發(fā)光二極管(LED)是利用電致發(fā)光現(xiàn)象產(chǎn)生光的半導(dǎo)體器件。LED包括摻雜有雜質(zhì)而形成p-n結(jié)的半導(dǎo)體材料，在施加電壓時空穴與負(fù)電子連接從而p-n結(jié)能夠發(fā)光。發(fā)射光的波長由半導(dǎo)體源區(qū)中使用的材料決定。LED的半導(dǎo)體中使用的典型材料包括例如，元素周期表第13族(III)和15族(V)的元素。這些半導(dǎo)體被稱為III-V半導(dǎo)體，其包括例如 GaAs、GaP、GaAsP, AlGaAs, InGaAsP, AlGaInP 和 InGaN 半導(dǎo)體。LED 中使用的半導(dǎo)體的其他實例包括14族(IV-IV半導(dǎo)體)和12-16族(II-VI)的化合物。材料的選擇基于多種因素，包括所需要的發(fā)射波長、性能參數(shù)和成本。早期的LED使用砷化鎵(GaAs)發(fā)射紅外(IR)輻射和低強(qiáng)度紅光。材料科學(xué)的進(jìn)步導(dǎo)致LED的發(fā)展，現(xiàn)在其能夠發(fā)射具有更強(qiáng)強(qiáng)度和更短波長的光，包括其他顏色的可見光和UV光。能夠形成在低約IOOnm至高約900nm范圍內(nèi)任意波長位置發(fā)射光的LED。目前， 已知的LED UV光源發(fā)射波長介于約300至約475nm之間的光，其中365nm、390nm和395nm 是常見的峰光譜輸出。參見E.Fred khubert的教科書“Light-Emitting Diodes”，第二版， Ε. Fred Schubert 2006，由劍橋大學(xué)出版社出版。在固化應(yīng)用中，LED燈與汞燈相比具有若干優(yōu)點。例如，LED燈不需要使用汞來產(chǎn)生UV光，并且通常不像汞UV弧燈那么笨重。此外，LED燈是即時開/關(guān)的而不需要預(yù)熱時間，這有助于LED燈的低能量消耗。LED燈還產(chǎn)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)更少的熱量，具有更高的能量轉(zhuǎn)換效率，具有更長的燈壽命，并且基本上以單色發(fā)射所需波長的光，這通過選擇在LED中使用的半導(dǎo)體材料來控制。若干制造商可提供用于商業(yè)固化應(yīng)用的LED燈。例如，Phoseon Technology, Summit UV Honle UV America,Inc. 、IST Metz GmbH>Jenton International Ltd. >Lumios Solutions Ltd. >Sol id UV Inc.、Seoul Optodevice Co. ,LtcUSpectronics Corporation、 Luminus Devices Inc.和Clearstone ^Technologies是當(dāng)前提供用于固化噴墨打印組合物、PVC地板涂料組合物、金屬涂料組合物、塑料涂料組合物和粘結(jié)劑組合物的LED燈的一些制造商。在已知用于牙科的UV固化應(yīng)用中，存在一些可用的LED固化設(shè)備。已知用于牙科的固化設(shè)備的實例是來自3M ESPE的Elipar FreeLight 2LED固化燈。該設(shè)備發(fā)射在可見光區(qū)域中的光，其中峰輻射量在460nm處。LED設(shè)備也正在經(jīng)受噴墨打印市場的測試IST Metz已經(jīng)發(fā)布了其引入LED UV固化的證明。這個公司聲稱，其在過去若干年一直致力于開發(fā)基LED的UV固化技術(shù)，主要用于噴墨市場，其中該項技術(shù)是目前使用的。目前的可輻射固化光纖涂料組合物并不適于通過LED燈固化，因為迄今為止這些組合物已被配制成通過產(chǎn)生不同光譜輸出(即若干波長的光譜輸出)的汞光固化。盡管當(dāng)前可獲得的“常規(guī)固化”的光纖用可UV固化涂層當(dāng)暴露于來自LED光源的光時確實開始固化，但是固化速度過慢，結(jié)果該涂料不能以高達(dá)1500米/分鐘的當(dāng)前工業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的“快”的線速度固化。因此，使用當(dāng)前可獲得的LED燈來固化當(dāng)前可獲得的光纖用可輻射固化涂料是不可行的。美國專利No. 7，399，982(簡稱“982專利”)聲稱其提供了一種在各種物品上UV 固化涂層或打印物的方法，具體的物品諸如為電線、電纜、管、油管、軟管、管道、CD、DVD、高爾夫球、高爾夫球釘、眼鏡、隱形眼鏡、弦樂器、裝飾標(biāo)簽、可剝標(biāo)簽、可剝郵票、門和臺面。盡管982專利在背景技術(shù)中或者在涂覆裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)中提及了光纖，但其并未公開被涂布且利用UV-LED成功地固化在光纖上的涂料組合物或其成分。因此，982專利中并未公開光纖用可LED固化涂層。美國專利申請No. 2007/0112090(簡稱“090公開”)聲稱其提供了一種可LED輻射固化橡膠組合物，該組合物包含具有多個(甲基)丙烯?；鶊F(tuán)的有機(jī)聚硅氧烷、輻射敏化劑和可選的含鈦有機(jī)化合物。090公開聲稱該組合物可用作液晶顯示器、有機(jī)電子顯示器、 平板顯示器或用于其他電氣和電子部件的保護(hù)涂層試劑或密封試劑。090公開在其現(xiàn)有技術(shù)的描述中記載了，現(xiàn)有技術(shù)專利(美國專利No. 4，733，94 的可UV固化組合物包含具有多個乙烯基官能團(tuán)(諸如丙烯酰氧基團(tuán)或(甲基)丙烯酰氧基團(tuán))的有機(jī)聚硅氧烷，其由于慢固化速率而不能滿足組合物應(yīng)當(dāng)可通過UV-LED固化的需求或要求。此外，090公開聲稱另一篇現(xiàn)有技術(shù)專利(美國專利No. 6，069，186)提出了一種可輻射固化硅橡膠組合物， 該種組合物包含有機(jī)聚硅氧烷(其含有在分子鏈末端的每端上含有多個(甲基)丙烯酰氧基團(tuán)的一個輻射敏感有機(jī)基團(tuán))、光敏劑、有機(jī)硅化合物(不含烷氧基基團(tuán))。根據(jù)090公開，186專利的組合物未滿足上述需求。因此，090公開或者其中引用的文獻(xiàn)中的任意一篇 (942專利和186專利)都未公開光纖用可LED固化涂層。美國專利申請公開No. 2003/0026919(919公開)聲稱其公開了一種光纖樹脂涂覆裝置，其具有紫外閃光燈(ultraviolet flash lamp)，用于用紫外固化樹脂涂布光纖；燈照明電路，用于使紫外閃光燈發(fā)光；和控制電路，用于控制該燈照明電路。919公開聲稱作為紫外光源，可以使用至少一種紫外激光二極管或紫外光發(fā)光二極管替代紫外閃光燈。盡管 919公開涉及了環(huán)氧基丙烯酸酯樹脂作為紫外固化樹脂的實例，但是并未提供這種樹脂或含有這種樹脂的組合物的細(xì)節(jié)。919公開并未公開下述這樣的涂料組合物，這種涂料組合物含有至少一種丙烯酸酯低聚物、至少一種光引發(fā)劑和至少一種反應(yīng)性稀釋劑單體并且被涂布在光纖上且利用LED光成功地固化在光纖上。因此，919公開沒有公開光纖用LED輻射固化涂料組合物。PCT公開的專利申請WO 2005/103121 (標(biāo)題為Method for photocuring of Resin Compositions，轉(zhuǎn)讓給DSM IP Assets B. V.)描述且要求保護(hù)了一種發(fā)光二極管(LED)固化含有光引發(fā)體系的可固化樹脂組合物的方法，其特征在于，光引發(fā)體系的吸收最大值發(fā)生的最高波長UMax PIS)比LED的發(fā)射最大值發(fā)生的波長(λ LED)低至少20nm并且低至多l(xiāng)OOnm。該PCT專利申請中的發(fā)明涉及LED固化在結(jié)構(gòu)化應(yīng)用、特別在為物品加襯或再加襯的應(yīng)用中的用途，并且涉及通過LED固化得到的含有固化樹脂組合物的物體。該發(fā)明涉及一種用于為管道、罐和容器(尤其用于具有大直徑、具體大于15cm的這樣的管道和裝置)(再)加襯的簡單、環(huán)境安全且容易控制的方法。因此，W02005/103121公開并未公開光纖用可LED輻射固化涂料組合物。美國公開專利申請20100242^9于2010年9月30日公開，其描述了且要求保護(hù)了一種以旋轉(zhuǎn)方式轉(zhuǎn)動、堆疊的裝置，并且進(jìn)一步公開了 UV固化細(xì)長構(gòu)件或涂覆于其上的至少一種可UV固化油墨、涂層或粘結(jié)劑的方法，所述裝置包含至少一個安裝在細(xì)長構(gòu)件一側(cè)上的UV-LED和設(shè)置在細(xì)長構(gòu)件中與至少一個UV-LED相對的那側(cè)上的橢圓形反射器。在美國公開專利申請20100242299的同一專利族中，美國授權(quán)專利7，175，712(于 2007年2月13日授權(quán))描述了且要求保護(hù)了一種UV固化裝置和方法，其用于增強(qiáng)UV光對在可UV固化油墨、涂料或粘結(jié)劑中的UV光引發(fā)劑的分配和應(yīng)用。UV固化裝置和方法包括，在第一行的UVLED組件，其中該UV LED組件與相鄰的UV LED組件間隔。第一行之后提供至少一個由多個UV LED組件構(gòu)成的第二行，但該第二行的UV LED組件被設(shè)置成與第一行中相鄰UV LED組件之間的間隔相鄰，從而使第二行的UV LED組件與第一行中的UV LED 組件交錯。優(yōu)選地，各行交錯的UV LED組件被安裝在面板上。在一個網(wǎng)絡(luò)中或網(wǎng)絡(luò)上的可 UV固化產(chǎn)品、制品或其他含有UV光引發(fā)劑的物品可被傳送或以其他方式移動通過各行UV LED組件，從而有效的UV固化。這種布置促進(jìn)UV光更均勻地施加在可UV固化產(chǎn)品、制品或其他物品中的可UV固化油墨、涂料和/或粘結(jié)劑上。該裝置可以包含如下構(gòu)件中的一種或多種用于移動該網(wǎng)絡(luò)的輥子；使該面板以軌道路徑或相互路徑(reciprocal path)方式移動的機(jī)構(gòu)；以及將非氧氣注射到UV光固化區(qū)域的注射管。以上表明，如下要求未獲得滿足提供一種適于通過LED燈固化的輻射固化光纖涂料組合物、提供一種用這種涂料組合物涂布光纖的方法以及提供一種含有由這種涂料組合物制備的涂層的涂覆光纖。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面是一種光纖用可輻射固化涂料組合物，其中，該組合物當(dāng)被涂布在光纖上并且當(dāng)被波長為IOOnm至900nm的發(fā)光二極管(LED)光照射時能夠經(jīng)歷光聚合，從而在所述光纖上提供固化涂層，所述固化涂層具有頂表面，所述固化涂層的所述頂表面上具有60%以上的被反應(yīng)的丙烯酸酯不飽和基團(tuán)的百分率(％ RAU)。本發(fā)明的第二方面是本發(fā)明第一方面的可輻射固化涂料組合物，其中，所述發(fā)光二極管(LED)光具有如下波長IOOnm 至 300nm ；300nm 至 475nm ；或475nm 至 900nm。本發(fā)明的第三方面是本發(fā)明第一方面的可輻射固化涂料組合物，所述涂料組合物包含(a)至少一種氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物；(b)至少一種反應(yīng)性稀釋劑單體；和(c)至少一種光引發(fā)劑。本發(fā)明的第四方面是本發(fā)明第三方面的可輻射固化涂料組合物，其中，所述光引發(fā)劑是I型光引發(fā)劑。本發(fā)明的第五方面是本發(fā)明第三方面的可輻射固化涂料組合物，其中，所述光引發(fā)劑是II型光引發(fā)劑，并且所述組合物包含氫供體。本發(fā)明的第六方面是本發(fā)明的第一方面至第五方面中任意一個的可輻射固化涂料組合物，其中，所述涂料組合物選自由初級涂層組合物、次級涂層組合物、油墨涂層組合物、緩沖涂層組合物、基質(zhì)涂層組合物和緊包涂層組合物組成的組。本發(fā)明的第七方面是本發(fā)明的第一方面至第六方面中任意一個的可輻射固化涂料組合物，其中，所述涂料中各成分的至少15%、優(yōu)選各成分的至少20%、更優(yōu)選各成分的至少25%是生物基的，而不是石油基的。本發(fā)明的第八方面是一種用于涂布光纖的方法，所述方法包括(a)提供玻璃光纖，(b)用至少一種光纖用可輻射固化涂料組合物、優(yōu)選用本發(fā)明第一方面至第七方面中任意一個的可輻射固化涂料組合物涂布所述玻璃光纖，從而得到具有未固化涂層的被涂玻璃光纖，其中，所述至少一種可輻射固化涂料組合物包含(i)至少一種氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物；(ii)至少一種反應(yīng)性稀釋劑單體；和(iii)至少一種光引發(fā)劑；(c)通過用波長為IOOnm至900nm的發(fā)光二極管(LED)光照射所述未固化涂層來固化所述被涂玻璃光纖上的所述未固化涂層，從而得到具有頂表面的固化涂層，所述固化涂層的所述頂表面上具有60%或更高的被反應(yīng)的丙烯酸酯不飽和基團(tuán)的百分率％ (% RAU)。本發(fā)明的第九方面是根據(jù)本發(fā)明第八方面的方法，其中，所述玻璃光纖通過如下提供操作玻璃拉絲塔從而制成所述玻璃光纖。本發(fā)明的第十方面是本發(fā)明第九方面的方法，其中，所述玻璃拉絲塔以lOOm/min 至 2500m/min，諸如 1000m/min 至 M00m/min 或 1200m/min 至 2300m/min 的光纖線速度操作。
本發(fā)明的第十一方面是本發(fā)明第八方面至第十方面中任意一個的方法，其中，所述發(fā)光二極管(LED)光具有如下波長IOOnm 至 300nm ；300nm 至 475nm ；或475nm 至 900nm。本發(fā)明的第十二方面是本發(fā)明第八方面至第十一方面中任意一個的方法，其中， 所述光引發(fā)劑是I型光引發(fā)劑。本發(fā)明的第十三方面是本發(fā)明第八方面至第十一方面中任意一個的方法，其中， 所述光引發(fā)劑是II型光引發(fā)劑，并且所述組合物包含氫供體。本發(fā)明的第十四方面是一種涂覆光纖，其可通過本發(fā)明的第八方面至第十三方面中任意一個的方法得到。本發(fā)明的第十五方面是本發(fā)明的第十四方面的涂覆光纖，其中，所述涂料組合物選自由初級涂層組合物、次級涂層組合物、油墨涂層組合物、緩沖涂層組合物、基質(zhì)涂層組合物和緊包涂層組合物組成的組。本發(fā)明的第十六方面是一種光纖用可輻射固化涂料組合物，其包含(a)至少一種氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物；(b)至少一種反應(yīng)性稀釋劑單體；和(c)至少一種光引發(fā)劑；該組合物當(dāng)被涂布在光纖上并且當(dāng)被波長為約IOOnm至約900nm的發(fā)光二極管 (LED)光照射時能夠經(jīng)歷光聚合，從而在所述光纖上提供固化涂層，所述固化涂層具有頂表面，所述固化涂層的所述頂表面上具有60%或更高的被反應(yīng)的丙烯酸酯不飽和基團(tuán)的百分率(％ RAU)。本發(fā)明的第十七方面是一種涂覆光纖，其含有光纖和至少一個涂層，其中，所述至少一個涂層通過如下制成用至少一種光纖用可輻射固化涂料組合物涂布所述光纖，從而得到未固化的被涂光纖，所述涂料組合物包含(a)至少一種氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物；(b)至少一種反應(yīng)性稀釋劑單體；和(c)至少一種光引發(fā)劑；并且通過用波長為約IOOnm至約900nm的二極管(LED)光照射來固化所述未固化的被涂光纖，從而得到具有頂表面的固化涂層，所述固化涂層的所述頂表面上具有60%或更高的被反應(yīng)的丙烯酸酯不飽和基團(tuán)的百分率(％ RAU)。本發(fā)明的第十八方面是一種用于涂布光纖的方法，所述方法包括(a)操作玻璃拉絲塔從而制成玻璃光纖；(b)用至少一種光纖用可輻射固化涂料組合物涂布所述玻璃光纖，從而得到具有未固化涂層的被涂玻璃光纖，所述涂料組合物包含(i)至少一種氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物；(ii)至少一種反應(yīng)性稀釋劑單體；和(iii)至少一種光引發(fā)劑；并且
(c)通過用波長為約IOOnm至約900nm的二極管(LED)光照射所述未固化涂層來固化所述被涂玻璃光纖上的所述未固化涂層，從而得到具有頂表面的固化涂層，所述固化涂層的所述頂表面上具有60%或更高的被反應(yīng)的丙烯酸酯不飽和基團(tuán)的百分率(％ RAU)。本發(fā)明的第十九方面是本發(fā)明第十六方面的可輻射固化光纖涂料組合物，其中， 所述發(fā)光二極管(LED)光具有約IOOnm至約300nm的波長。本發(fā)明的第二十方面是本發(fā)明第十六方面的可輻射固化光纖涂料組合物，其中， 所述發(fā)光二極管(LED)光具有約300nm至約475nm的波長。本發(fā)明的第二十一方面是本發(fā)明第十六方面的可輻射固化光纖涂料組合物，其中，所述發(fā)光二極管(LED)光具有約475nm至約900nm的波長。本發(fā)明的第二十二方面是本發(fā)明第十六方面的可輻射固化光纖涂料組合物，其中，所述光引發(fā)劑是I型光引發(fā)劑。本發(fā)明的第二十三方面是本發(fā)明第十六方面的可輻射固化光纖涂料組合物，其中，所述光引發(fā)劑是II型光引發(fā)劑，并且所述組合物包含氫供體。本發(fā)明的第二十四方面是本發(fā)明的第十六方面的可輻射固化光纖涂料組合物，其中，所述涂料組合物選自由初級涂層組合物、次級涂層組合物、油墨涂層組合物、緩沖涂層組合物、基質(zhì)涂層組合物和緊包涂層組合物組成的組。本發(fā)明的第二十五方面是本發(fā)明第十六方面的可輻射固化光纖涂料組合物，其中，所述涂料中各成分的至少約15%是生物基的，而不是石油基的。本發(fā)明的第二十六方面是本發(fā)明的第二十五方面的可輻射固化光纖涂料組合物， 其中，所述組合物中各成分的至少約20%是生物基的，而不是石油基的。本發(fā)明的第二十七方面是權(quán)利要求11的可輻射固化光纖涂料組合物，其中，所述組合物中各成分的至少約25%是生物基的，而不是石油基的。本發(fā)明的第二十八方面是本發(fā)明第十七方面的涂覆光纖，其中，所述發(fā)光二極管 (LED)光具有約IOOnm至約300nm的波長。本發(fā)明的第二十九方面是本發(fā)明第十七方面的涂覆光纖，其中，所述發(fā)光二極管 (LED)光具有約300nm至約475nm的波長。本發(fā)明的第三十方面是本發(fā)明第十七方面的涂覆光纖，其中，所述發(fā)光二極管 (LED)光具有約475nm至約900nm的波長。本發(fā)明的第三十一方面是本發(fā)明第十七方面的涂覆光纖，其中，所述光引發(fā)劑是I 型光引發(fā)劑。本發(fā)明的第三十二方面是本發(fā)明第十七方面的涂覆光纖，其中，所述光引發(fā)劑是 II型光引發(fā)劑，并且所述組合物包含氫供體。本發(fā)明的第三十三方面是本發(fā)明第十七方面的涂覆光纖，其中，所述涂料組合物選自由初級涂層組合物、次級涂層組合物、油墨涂層組合物、緩沖涂層組合物、基質(zhì)涂層組合物和緊包涂層組合物組成的組。本發(fā)明的第三十四方面是本發(fā)明第十八方面的方法，其中，所述光纖的線速度為約 100m/min 至約 2500m/min。本發(fā)明的第三十五方面是本發(fā)明第十八方面的方法，其中，所述光纖的線速度為約 1000m/min 至約 2400m/min。
本發(fā)明的第三十六方面是本發(fā)明第十八方面的方法，其中，所述光纖的線速度為約 1200m/min 至約 2300m/min。發(fā)明詳述在整篇專利申請中，如下術(shù)語具有指定的含義。光纖沿其內(nèi)芯運載光線的玻璃纖維。光線通過全內(nèi)反射保持在光纖的芯中。這導(dǎo)致該纖維起到波導(dǎo)的作用。纖維由被包層(cladding layer)圍繞的芯構(gòu)成，這二者都由電介質(zhì)材料制成。為了限制芯中的光信號，芯的折射率必須高于包層的折射率。在典型的單模(參見如下定義)光纖中，玻璃芯的外徑為約8至約10微米。在典型的多模(參見如下定義)光纖中，玻璃芯的外徑為約50至約62. 5微米。(參見由Alexis Mendez 和 T.F.Morse 編輯的 Specialty Optical Fibers Handbook 中的第四章，Steven R. Schmid 禾口 Anthony F. Toussaint, DSM Desotech, Elgin, Illinois 撰寫的文章“Optical Fiber Coatings，，第 98 頁的段落，Elsevier Inc. 2007)支持許多傳播路徑或橫向模式的光纖被稱為多模光纖(MMF)，而僅支持單一模式的那些光纖被稱為單模光纖(SMF)。初級涂層被定義為與光纖的包層接觸的涂層。初級涂層直接涂覆到玻璃纖維上， 并且在固化后形成封裝玻璃纖維的柔軟的、彈性的、粘性的且有依從性的材料。初級涂層起到緩沖作用，從而在纖維彎曲、成攬、纏繞或以其他方式加工時為玻璃纖維芯加襯墊且保護(hù)該玻璃纖維芯。在玻璃光纖的發(fā)展早期，初級涂層有時被稱為“內(nèi)部初級涂層”。初級涂層的外徑為約155至約205微米。(參見由Alexis Mendez和T. F. Morse編輯的Specialty Optical Fibers Handbook 中的第四章，Steven R. Schmid 禾口 Anthony F. Toussaint, DSM Desotech, Elgin, Illinois 撰寫的文章"Optical Fiber Coatings” 第 98 頁的段落， Elsevier Inc. 2007)次級涂層次級涂層被涂覆在初級涂層上，并且起到硬保護(hù)外層的作用，其防止在加工和使用期間對玻璃纖維造成損傷。對于次級涂層來說需要某些特性。在固化前，次級涂層組合物應(yīng)當(dāng)具有適當(dāng)?shù)恼扯?，并且能夠快速固化從而使得能夠進(jìn)行玻璃纖維的加工。在固化之后，次級涂層應(yīng)當(dāng)具有如下特征足夠的硬度從而保護(hù)被封裝的玻璃纖維但仍足夠柔韌以便于加工(即模量)、低吸水性、允許進(jìn)行玻璃纖維的加工的低粘性、耐化學(xué)性以及對初級涂層的足夠粘附性。為了實現(xiàn)所需要的特性，傳統(tǒng)的次級涂層組合物通常包含高濃度的氨基甲酸酯基低聚物，其中單體以反應(yīng)性稀釋劑形式被引入次級涂層組合物中以降低粘度。在玻璃光纖的發(fā)展早期，次級涂層有時被稱為“外部初級涂層”。在典型的玻璃光纖上，次級涂層的外徑為約240至約250微米。油墨或油墨涂層是含有顏料或染料的可輻射固化涂料組合物，這些顏料或染料使涂層的可見顏色與安裝時用于識別光纖的若干種標(biāo)準(zhǔn)顏色中的一種匹配。使用油墨涂層的替換方式是使用含有顏料或染料的次級涂層。含有顏料和/或染料的次級涂層也被稱為 “有色的次級”涂層。在典型的玻璃光纖上，油墨或油墨涂層的典型厚度為約3微米至約10 微米?；|(zhì)或基質(zhì)涂層被用于構(gòu)建纖維光帶。纖維光帶包含多根基本上在平面上的、基本上成一排的光纖和封裝所述多根光纖的可輻射固化基質(zhì)材料。
松管結(jié)構(gòu)作為被構(gòu)建成纖維光帶的替換方式，纖維可以以被稱為“松管”結(jié)構(gòu)的形式被現(xiàn)場部署。松管結(jié)構(gòu)是許多纖維被設(shè)置在中空保護(hù)管中的情況。纖維可以在松管中被保護(hù)膠體圍繞，或者它們可以被另一種類型的保護(hù)材料圍繞，或者松管可以僅包含光纖。緊包或緊包涂層是以相對厚的量涂覆在有色的次級涂層或涂覆在油墨涂層上的可輻射固化涂層，這樣使得涂覆光纖的外徑增加至需要的厚度400微米、500微米、或600微米或900微米的“緊密緩沖”纖維。還用這些直徑來描述完成的緊包光纖為400微米、500 微米、或600微米或900微米的“緊密緩沖”纖維。如下美國專利描述且要求保護(hù)光纖用可輻射固化初級涂層、次級涂層、油墨涂層、 基質(zhì)涂層和緊包涂層:4472019 ；4496210 ；4514037 ；4522465 ；4624994 ；4629287 ；4682851 ； 4806574 ；4806694 ；4844604 ；4849462 ；4932750 ；5093386 ；5219896 ；5292459 ；5336563 ；5416880 ；5456984 ；5496870 ；5502145 ； 5596669 ；5664041 ；5696179 ；5712035 ；5787218 ；5804311 ；5812725 ；5837750 ；5845034 ； 5859087 ；5847021 ；5891930 ；5907023 ；5913004 ；5933559 ；5958584 ；5977202 ；5986018 ； 5998497 ；6，014，488 ；6023547 ；6040357 ；6052503 ；6054217 ；6063888 ；6080483 ；6085010 ； 6107361 ；6110593 ；6130980 ；6136880 ；6169126 ；6180741 ；6187835 ；6191187 ；6197422 ； 6214899 ；6240230 ；6246824 ；6298189 ；6301415 ；6306924 ；6309747 ；6319549 ；6323255 ； 6339666；6359025 ；6350790 ；6362249；6376571 ；6391936 ；6438306 ；6472450；6528553 ； 6534557 ；6538045 ；6563996 ；6579618 ；6599956 ；6630242 ；6638616 ；6661959 ；6714712 ； 6775451 ；6797740 ；6852770 ；6858657 ；6961508 ；7041712 ；7067564 ；7076142 ；7122247 ；7135229 ；7155100 ；7171103 ；7214431 ； 7221841 ；7226958 ；7276543 ；和7493000，所有這些通過引用全部插入本文。UVA輻射是波長介于約320至約400nm的輻射。UVB輻射是波長介于約280至約320nm的輻射。UVC輻射是波長介于約100至約^Onm的輻射。本文使用的術(shù)語“可再生資源原料”被定義為不是源自石油的原料，而被定義為來自植物(包括植物的果實、果仁和/或種子)的原料。這些植物來源的原料是環(huán)境友好的生物基原料。因此，這些原料通常也被稱為“生物基”原料或“天然油”原料。除了對“生物基”的定義之外，根據(jù) FRSIA (Farm Security and Rural Investment Act)，“生物基產(chǎn)品”是由美國農(nóng)業(yè)部確定為“商業(yè)或工業(yè)貨物”(不同于食品或飼料)的產(chǎn)品，其全部或主要部分由生物產(chǎn)品、林產(chǎn)原料或可再生的國內(nèi)農(nóng)業(yè)原料(包括植物、動物或海產(chǎn)原料)構(gòu)成。生物基含量可以通過根據(jù)ASTM Method D6866-10，STANDARD TEST METHODS FOR DETERMINING THE BIOBASED CONTENT OF SOLID, LIQUID, AND GASEOUS SAMPLES USING RADIOCARBON ANALYSIS的測試來確定。這個方法類似于放射性碳測定年法(radiocarbon dating)，其將保留在樣品中的衰減碳同位素的量與完全由最近生長的材料制成的同樣樣品中保留衰減碳同位素的量進(jìn)行比較。該百分率比被稱為產(chǎn)品的生物基含量?？奢椛涔袒繉宇I(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道如何選擇成分，并且理解該成分是生物基的還是石油基的。區(qū)別點在于現(xiàn)在有非常豐富的適用于可輻射固化涂層的生物基原料。例如，可以在多元醇和其他成分中找到生物基原料。本發(fā)明的第十六方面是光纖用可輻射固化涂料組合物，其包含(a)至少一種氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物；(b)至少一種反應(yīng)性稀釋劑單體；和(c)至少一種光引發(fā)劑；其中，該組合物當(dāng)被涂布在光纖上并且當(dāng)被波長為約IOOnm至約900nm的發(fā)光二極管(LED)光線照射時能夠經(jīng)歷光聚合，從而在所述光纖上提供固化涂層，所述固化涂層具有頂表面，所述固化涂層的所述頂表面上具有60%或更高的被反應(yīng)的丙烯酸酯不飽和基團(tuán)的百分率(％ RAU)。氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物是光纖用可輻射固化涂層領(lǐng)域中公知的。對于這些類型的低聚物的簡要介紹，請參見由Alexis Mendez和T. F. Morse編輯的Specialty Optical Fibers Handbook ( 2007 Elsevier Inc.)中的第四章，Steven R. khmid 和 Anthony F. Toussaint, DSM Desotech, Elgin, Illinois 撰寫的文章"Optical Fiber Coatings”第103-104頁。對于適用于本發(fā)明的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物的進(jìn)一步描述，請參見先前列舉在本申請中并且先前通過引用插入的那些美國專利。正如前段所述的文章“Optical Fiber Coatings”的第103-104頁所記載的，氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物基于化學(xué)計量組合的二異氰酸酯(DIC)、多元醇和一些類型的羥基官能團(tuán)封端的物質(zhì)(包含UV反應(yīng)性末端)。根據(jù)所需要的性質(zhì)，選擇不同類型的多元醇。這些多元醇包括，但不限于，聚醚-聚丙二醇(PPG)和聚醚-聚四亞甲基二醇(PTMG)。 通常，多元醇用在氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物的合成中。氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物中的石油來源組分(諸如聚酯和聚醚多元醇)具有若干缺陷。使用這樣的聚酯或聚醚多元醇導(dǎo)致石油來源的油的損耗，這種石油來源的油是不可再生的。而且，多元醇的生產(chǎn)需要大量能源的投資，因為必須鉆井獲得制造多元醇所需要的油，并且對油進(jìn)行萃取并將其運輸?shù)骄珶拸S，在精煉廠，精煉油并且將其加工成純化的烴類，隨后將其轉(zhuǎn)化成烷氧化物，最后轉(zhuǎn)化成最終的多元醇。因為消費大眾越來越認(rèn)識到這個生產(chǎn)鏈的環(huán)境影響，所以消費者對“綠色”產(chǎn)品的要求不斷增加。為了幫助減少石油來源的油的損耗同時滿足這種不斷增加的消費者的要求，用可再生的、環(huán)境上更可靠的組分部分或全部替代氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物的生產(chǎn)中使用的石油來源的聚酯或聚醚多元醇是有利的。反應(yīng)性稀釋劑單體是光纖用可輻射固化涂層領(lǐng)域中公知的。關(guān)于這些類型的反應(yīng)性稀釋劑單體的簡要介紹，請參見由Alexis Mendez和T. F. Morse編輯的Specialty Optical Fibers Handbook ( 2007 Elsevier Inc.)中的第四章，Steven R. khmid 和 Anthony F. Toussaint, DSM Desotech, Elgin, Illinois 撰寫的文章"Optical Fiber Coatings”第105頁。對于適用于本發(fā)明的反應(yīng)西稀釋劑單體的進(jìn)一步描述，請參見先前列舉在本申請中并且先前通過引用插入的那些美國專利。經(jīng)過向光纖用可輻射固化涂層的制造中使用的原料的供應(yīng)商咨詢，可以確定能選擇性地包含在涂層中的生物基替代原料。通過強(qiáng)調(diào)選擇采用生物基原料合成低聚物以及采用該低聚物制備涂層的重要性，能夠合成下述這樣的光纖用可輻射固化涂層，其中，該涂層中各成分的至少約15%是生物基的，而不是石油基的。
在一個實施方式中，本發(fā)明的可輻射固化光纖涂料組合物是這樣的，該涂料中各成分的至少約15%是生物基的，而不是石油基的。在一個實施方式中，本發(fā)明的可輻射固化光纖涂料組合物是這樣的，該涂料中各成分的至少約20%是生物基的，而不是石油基的。在一個實施方式中，本發(fā)明的可輻射固化光纖涂料組合物是這樣的，該涂料中各成分的至少約25%是生物基的，而不是石油基的。本發(fā)明的組合物包含自由基光引發(fā)劑，因為氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物需要自由基光引發(fā)劑。通常，光引發(fā)劑是光纖用可輻射固化涂層領(lǐng)域中公知的。關(guān)于這些類型的光引發(fā)劑的簡要介紹，請參見由AlexisMendez和T. F. Morse編輯的Specialty Optical Fibers Handbook( 2007Elsevier Inc.的)中的第四章，Steven R. Schmid 禾口 Anthony F. Toussaint，DSM Desotech，Elgin，Illinois 撰寫的文章 “Optical Fiber Coatings”第105頁。對于適用于本發(fā)明的光引發(fā)劑的進(jìn)一步描述，請參見先前列舉在本申請中并且先前通過引用插入的那些美國專利。通常，自由基光引發(fā)劑分成通過裂解形成自由基的光引發(fā)劑，其被稱為“Norrish I型”；和通過奪氫形成自由基的光引發(fā)劑，其被稱為“Norrish II型”。Norrish II型光引發(fā)劑需要氫供體，該氫供體起到自由基源的作用。為了成功地配制光纖用可輻射固化涂層，需要再檢查涂層中存在的光引發(fā)劑的波長敏感性，從而確定它們是否將被選擇用于提供固化光的LED光活化。對于發(fā)射300-475nm波長范圍的LED光源(具體為在365nm、390nm或395nm處發(fā)射的那些)，在該區(qū)域內(nèi)吸收的適當(dāng)光引發(fā)劑的實例包括苯甲?；⒀趸?，諸如2，4， 6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(來自BASF的Lucirin ΤΡ0)和2，4，6-三甲基苯甲?；交已趸鶙钊A林(來自BASF的Lucirin TP0-L)、雙(2，4，6_三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦 (來自Ciki的Irgacure 819或BAP0)、2-甲基-1_[4_(甲基硫)苯基]_2_嗎啉丙酮-1 (來自Ciki的Irgacure 907)、2_芐基_2_( 二甲基氨基)-144-(4-嗎啉基)苯基]-1-丁酮 (來自Ciba的Irgacure 369)、2-二甲基氨基-2-(4-甲基-芐基)-1-(4-嗎啉-4-基-苯基)_丁-1-酮(來自Ciki的Irgacure 379)、4_苯甲?；?4'-甲基二苯基硫化物(來自 Chitec 的 Chivacure BMS)、4，4，_ 雙(二乙基氨基)二苯甲酮(來自 Chitec 的 Chivacure EMK)和4，4'-雙(N，N' -二甲氨基)二苯甲酮(Michler' s ketone或米氏酮)。其混合物也是適當(dāng)?shù)摹４送?，光敏劑和光引發(fā)劑可結(jié)合使用，從而采用在這個波長范圍內(nèi)發(fā)射的LED光源實現(xiàn)固化。適當(dāng)光敏劑的實例包括蒽醌類，諸如2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌和2-戊基蒽醌；噻噸酮類和咕噸酮類，諸如異丙基噻噸酮、2-氯噻噸酮、2， 4-二乙基噻噸酮、和1-氯-4-丙氧基噻噸酮、甲基苯甲?；姿狨?來自Ciki的Darocur MBF)、甲基-2-苯甲酰基苯甲酸酯(來自Chitec的Chivacure 0ΜΒ)、4_苯甲酰基_4'-甲基二苯基硫化物(來自Chitec的Chivacure BMS)、4，4，_雙(二乙基氨基)二苯甲酮(來自 Chitec 的 Chivacure EMK)。當(dāng)使用光敏劑時，可以使用在較短波長處吸收的其他光引發(fā)劑。這種光引發(fā)劑的實例包括二苯甲酮類，諸如二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、2，4，6_三甲基二苯甲酮和二甲氧基二苯甲酮；和1-羥基苯基甲酮類，諸如1羥基環(huán)己基苯基甲酮、苯基(1-羥基異丙基)甲酮、2-羥基-1- [4- (2-羥基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮、和4-異丙基苯基(1-羥基異丙基)甲酮、苯偶酰二甲基縮酮和低聚-[2-羥基-2-甲基-l-[4-(l-甲基乙烯基)苯基] 丙酮](來自 Lamberti 的 Esacure KIP 150)。LED UV光源被設(shè)計成能夠發(fā)射較短波長的光。對于在約IOOnm至約300nm的波長處發(fā)射的LED光源來說，可以使用吸收較短波長的光引發(fā)劑。這種光引發(fā)劑的實例包括 二苯甲酮類，諸如二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、2，4，6_三甲基二苯甲酮和二甲氧基二苯甲酮；和1-羥基苯基甲酮類，諸如1-羥基環(huán)己基苯基甲酮、苯基(1-羥基異丙基)甲酮、2-羥基-144-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮、和4-異丙基苯基(1-羥基異丙基) 甲酮、苯偶酰二甲基縮酮和低聚-[2-羥基-2-甲基-l-[4-(l-甲基乙烯基)苯基]丙酮] (來自 Lamberti 的 Esacure KIP 150)。LED光源還可以設(shè)計成發(fā)射可見光，從而也可用于固化光纖涂層、油墨、緩沖和基質(zhì)材料。對于發(fā)射波長為約475nm至約900nm光的LED光源來說，適當(dāng)光引發(fā)劑的實例包括樟腦醌、4，4，_雙(二乙基氨基)二苯甲酮(來自Chitec m Chivacure EMK)、4，4，-雙 (N，N’_二甲基氨基)二苯甲酮(米氏酮)、雙(2，4，6_三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦(來自 Ciba的Irgacure819或ΒΑΡ0)；金屬茂類，諸如雙(η 5-2-4-環(huán)戊二烯-1-基)雙[2，6- 二氟-3-(1Η-吡咯-1-基)苯基]鈦(來自 Ciba 的 Irgacure 784)；和來自 Spectra Group Limited Inc.的可見光光引發(fā)劑，諸如 H-Nu 470、H-Nu_5;35、H-Nu_6;35、H-Nu-Blue-640、禾口 H-Nu-Blue-660。在本發(fā)明的一個實施方式中，LED發(fā)射的光是UVA輻射，即具有約320至約400nm 波長的輻射。在本發(fā)明的一個實施方式中，LED發(fā)射的光是UVB輻射，即具有約280至約320nm 波長的輻射。在本發(fā)明的一個實施方式中，LED發(fā)射的光是UVC輻射，即具有約100至約^Onm 波長的輻射。在本發(fā)明的一個實施方式中，本發(fā)明的組合物包含，相對于該組合物的總重，約 0.5wt%至約7wt%的一種或多種自由基光引發(fā)劑。在一個實施方式中，本發(fā)明的組合物包含，相對于該組合物的總重，約至約6wt%的一種或多種自由基光引發(fā)劑。在另一實施方式中，本發(fā)明的組合物包含，相對于該組合物的總重，約至約5wt%的一種或多種自由基光引發(fā)劑。通常，在氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物基輻射固化涂料中，不需要或不希望陽離子光引發(fā)劑作為光引發(fā)劑。然而，已知在可輻射固化涂層中使用少量可商購陽離子光引發(fā)劑從而在化學(xué)上起到光潛酸(photolatent acid)源的作用。光潛酸在涂層中具有作用，因為已知它的存在會增強(qiáng)纖維強(qiáng)度。參見美國專利No. 5，181，2690光纖生產(chǎn)工藝為LED應(yīng)用提供了獨一無二的條件。已知，當(dāng)前的LED光(360nm或更長)可以為涂料層提供良好的深層固化(through cure)，這是因為它的較長波較長波長適于良好滲透。關(guān)于表面固化，業(yè)已注意到，在其他類型涂層的LED固化中，涂層表面的LED固化結(jié)果由于氧氣抑制作用而不太令人滿意。LED誘導(dǎo)的表面固化的氧氣抑制作用在光纖生產(chǎn)中不是個問題，因為在涂層的固化期間用惰性氮氣保護(hù)光纖的表面已經(jīng)成為光纖工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)一段時間了。在采用可輻射固化涂料涂布光纖的實踐中，涂料的固化環(huán)境是被氮氣氛圍繞的受控的小石英管中，這導(dǎo)致存在非常低的氧氣水平(低至20ppm)。由此，LED可以在光纖涂層上提供良好的深層固化和良好的表面固化。預(yù)計將LED燈引入光纖工業(yè)將存在過渡期。在該期間，該LED燈可以與傳統(tǒng)的汞燈結(jié)合使用，而不是完全替代汞燈(這段來自本發(fā)明的背景)?？奢椛涔袒被姿狨?甲基)丙烯酸酯基涂料的固化量的測量通常通過進(jìn)行 “被反應(yīng)的丙烯酸酯不飽和基團(tuán)的百分率(縮寫為％ RAU) ”測定來進(jìn)行。對于本發(fā)明的涂層來說，在采用波長為約IOOnm至約900nm的LED光固化時，涂層的頂表面的％ RAU為約 60%或更高，優(yōu)選為約70%或更高，更優(yōu)選為約75%或更高，更高度優(yōu)選為約80%或更高， 最優(yōu)選為約85%或更高，最高度優(yōu)選為約90%或更高，最最高度優(yōu)選為約95%或更高。使用LED有可能實現(xiàn)100^^9% RAU以固化本發(fā)明的組合物。% RAU測量的是涂層的頂表面，因為如前所述預(yù)計LED燈會提供良好的深層固化。 然而，頂表面的固化量對于達(dá)到指定的水平從而生產(chǎn)可行的涂覆光纖是重要的。本發(fā)明的第十七方面是涂覆光纖，其包含光纖和至少一個涂層，其中，其中，所述至少一個涂層通過如下制成用至少一種光纖用可輻射固化涂料組合物涂布所述光纖，從而得到未固化的涂覆光纖，所述涂料組合物包含(a)至少一種氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物；(b)至少一種反應(yīng)性稀釋劑單體；和(c)至少一種光引發(fā)劑；并且通過用波長為約IOOnm至約900nm的二極管(LED)光照射來固化所述未固化的涂覆光纖，從而得到具有頂表面的固化涂層，所述固化涂層的所述頂表面上具有60%或更高的被反應(yīng)的丙烯酸酯不飽和基團(tuán)的百分率(％ RAU)。本發(fā)明的新型的可輻射固化組合物可以涂覆到傳統(tǒng)的可商購光纖上、耐彎曲的光纖上、光子晶體纖維上，它們甚至可被涂覆到密封光纖上。本發(fā)明的可輻射固化涂層對于涂覆到單模光纖和多模光纖來說都可行。在涂布光纖時，首先在拉絲塔拉絲光纖，然后采用濕壓干(wet on dry)工藝涂覆初級涂層，下一個步驟是用LED燈發(fā)射足夠的光來固化該初級涂層，所述固化的初級涂層的頂表面具有約60%或更高的被反應(yīng)的丙烯酸酯不飽和基團(tuán)的百分率(％ RAU)。采用濕壓濕工藝時，所述下一個步驟是涂覆次級涂層。無論哪種方法，在涂覆初級涂層之后，然后在初級涂層的頂部涂覆次級涂層，然后使用LED發(fā)射光固化光纖上的可輻射固化涂層，從而導(dǎo)致次級涂層固化。LED是可商購的。可商購LED的供應(yīng)商已經(jīng)在本申請的前面列舉過了。在次級涂層固化后，可選涂覆一層“油墨涂層”，然后將被涂布、被油墨化的光纖進(jìn)一步構(gòu)建成松管結(jié)構(gòu)或者橫靠其他被涂布的、被油墨化的光纖以“帶組件”形式放置，接著使用可輻射固化基質(zhì)涂層從而光纖保持在帶組件中的所需位置上；或者將被涂布、被油墨化的光纖進(jìn)一步構(gòu)建成適于布置在通信網(wǎng)絡(luò)中的其他類型的結(jié)構(gòu)。還可以用“緊包”涂層涂布單個被涂纖維以相當(dāng)大量地增大纖維的外徑。被緊包的纖維可以是油墨化的、有色的或清漆涂布的。被緊包的纖維可被進(jìn)一步加工用于在通信網(wǎng)絡(luò)中部署。還可以以多種排列方式(它們可以成平面或者可以不成平面)將纖維捆扎在一起，從而制成增強(qiáng)的帶結(jié)構(gòu)或氣吹式纖維設(shè)計。在本發(fā)明的一個實施方式中，可輻射固化涂層被用作初級涂層、次級涂層、基質(zhì)涂層、油墨涂層或緊包涂層。本發(fā)明的第十九方面是用于涂布光纖的方法，所述方法包括(a)操作玻璃拉絲塔從而制成所述玻璃光纖；(b)用至少一種光纖用可輻射固化涂料組合物涂布所述玻璃光纖，從而得到具有未固化涂層的被涂玻璃光纖，所述至少一種可輻射固化涂料組合物包含(i)至少一種氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物；(ii)至少一種反應(yīng)性稀釋劑單體；和(iii)至少一種光引發(fā)劑；并且(c)通過用波長為約IOOnm至約900nm的二極管(LED)光照射所述未固化涂層來固化所述被涂玻璃光纖上的所述未固化涂層，從而得到具有頂表面的固化涂層，所述固化涂層的所述頂表面上具有60%或更高的被反應(yīng)的丙烯酸酯不飽和基團(tuán)的百分率(％ RAU)。在本發(fā)明第三方面的方法的一個實施方式中，對于緊包涂層的涂覆來說，光纖的線速度至少為約25m/分鐘。在本發(fā)明第三方面的方法的一個實施方式中，對于緊包涂層的涂覆來說，光纖的線速度至少為約IOOm/分鐘。在本發(fā)明第三方面的方法的一個實施方式中，對于初級涂層和次級涂層的涂覆來說，光纖的線速度至少為約500m/分鐘。在本發(fā)明第三方面的方法的一個實施方式中，對于初級涂層和次級涂層的涂覆來說，光纖的線速度至少為約750m/分鐘。
在本發(fā)明第三方面的方法的一個實施方式中，對于初級涂層和次級涂層的涂覆來說，光纖的線速度至少為約IOOOm/分鐘。在本發(fā)明第三方面的方法的一個實施方式中，對于油墨涂層的涂覆來說，光纖的線速度為不超過約3000m/分鐘。在本發(fā)明第三方面的方法的一個實施方式中，對于初級涂層和次級涂層的涂覆來說，光纖的線速度為不超過約2500m/分鐘。在本發(fā)明第三方面的方法的一個實施方式中，對于初級涂層和次級涂層的涂覆來說，光纖的線速度為不超過約MOOm/分鐘。在本發(fā)明第三方面的方法的一個實施方式中，對于初級涂層和次級涂層的涂覆來說，光纖的線速度為不超過約2300m/分鐘。在本發(fā)明第三方面的方法的一個實施方式中，對于初級涂層和次級涂層的涂覆來說，光纖的線速度為不超過約2100m/分鐘。在本發(fā)明第三方面的方法的一個實施方式中，對于初級涂層和次級涂層的涂覆來說，光纖的線速度為約lOOm/min至約2500m/min用于涂覆初級和次級涂層。在本發(fā)明第三方面的方法的另一實施方式中，光纖的線速度為約lOOm/min至約2400m/min。在本發(fā)明第三方面的方法的另一實施方式中，光纖的線速度為約lOOOm/min至約MOOm/min。在本發(fā)明
16第三方面的方法的另一實施方式中，光纖的線速度為約lOOOm/min至約2300m/min。在本發(fā)明第三方面的方法的另一實施方式中，光纖的線速度為約1200m/min至約2300m/min。在本發(fā)明第三方面的方法的另一實施方式中，光纖的線速度為約1200m/min至約2100m/min。在本發(fā)明第三方面的方法的一個實施方式中，對于油墨層的涂覆來說，光纖的線速度介于約500米/分鐘至3000米/分鐘之間。在本發(fā)明第三方面的方法的一個實施方式中，對于油墨層的涂覆來說，光纖的線速度介于約750米/分鐘至2100米/分鐘之間。在本發(fā)明第三方面的方法的一個實施方式中，對于緊包涂層的涂覆來說，光纖以約25米/分鐘至100米/分鐘的線速度行進(jìn)。本文公開的具體實施例被認(rèn)為主要是說明性的。毫無疑問，本領(lǐng)域技術(shù)人員會在所述的這些實施例以外進(jìn)行各種變化，并且這些變化只要在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)就被理解為構(gòu)成本發(fā)明的一部分。
實施例采用多個實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述，這些實施例不應(yīng)被認(rèn)為限制本發(fā)明的范圍。這些實施例中列舉的組分具有如下商品名、來自所列來源并且具有所表明的化學(xué)組分。表1.實施例中使用的各組分的描述
權(quán)利要求
1.一種光纖用可輻射固化涂料組合物，其中，所述組合物當(dāng)被涂布在光纖上并且當(dāng)被波長為IOOnm至900nm的發(fā)光二極管(LED)光照射時能夠經(jīng)歷光聚合，從而在所述光纖上提供固化涂層，所述固化涂層具有頂表面，所述固化涂層的所述頂表面上具有60%或更高的被反應(yīng)的丙烯酸酯不飽和基團(tuán)的百分率(％ RAU)。
2.權(quán)利要求1的可輻射固化涂料組合物，其中，所述發(fā)光二極管(LED)光具有如下波長IOOnm 至 300nm ；300nm 至 475nm ；或475nm 至 900nmo
3.權(quán)利要求1的可輻射固化涂料組合物，所述涂料組合物包含(a)至少一種氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物；(b)至少一種反應(yīng)性稀釋劑單體；和(c)至少一種光引發(fā)劑。
4.權(quán)利要求3的可輻射固化涂料組合物，其中，所述光引發(fā)劑是I型光引發(fā)劑。
5.權(quán)利要求3的可輻射固化涂料組合物，其中，所述光引發(fā)劑是II型光引發(fā)劑，并且所述組合物包含氫供體。
6.權(quán)利要求1至5中任意一項的可輻射固化涂料組合物，其中，所述涂料組合物選自由初級涂層組合物、次級涂層組合物、油墨涂層組合物、緩沖涂層組合物、基質(zhì)涂層組合物和緊包涂層組合物組成的組。
7.如權(quán)利要求1至6中任意一項所述的可輻射固化涂料組合物，其中，所述涂料中各成分的至少15%、優(yōu)選各成分的至少20%、更優(yōu)選各成分的至少25%是生物基的，而不是石油基的。
8.一種用于涂布光纖的方法，所述方法包括(a)提供玻璃光纖，(b)用至少一種光纖用可輻射固化涂料組合物、優(yōu)選用權(quán)利要求1至7中任意一項的可輻射固化涂料組合物涂布所述玻璃光纖，從而得到具有未固化涂層的被涂玻璃光纖，其中， 所述至少一種可輻射固化涂料組合物包含(i)至少一種氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物；( )至少一種反應(yīng)性稀釋劑單體；和(iii)至少一種光引發(fā)劑；(c)通過用波長為IOOnm至900nm的發(fā)光二極管(LED)光照射所述未固化涂層來固化在所述被涂玻璃光纖上的所述未固化涂層，從而得到具有頂表面的固化涂層，所述固化涂層的所述頂表面上具有約60%或更高的被反應(yīng)的丙烯酸酯不飽和基團(tuán)的百分率％ (% RAU)。
9.權(quán)利要求8的方法，其中，所述玻璃光纖通過如下提供操作玻璃拉絲塔從而制成所述玻璃光纖。
10.權(quán)利要求9的方法，其中，所述玻璃拉絲塔以lOOm/min至2500m/min，諸如IOOOm/ min至M00m/min或1200m/min至2300m/min的光纖線速度操作。
11.權(quán)利要求8至10中任意一項的方法，其中，所述發(fā)光二極管(LED)光具有如下波長IOOnm 至 300nm ； 300nm 至 475nm ；或 475nm 至 900nmo
12.權(quán)利要求8至11中任意一項的方法，其中，所述光引發(fā)劑是I型光引發(fā)劑。
13.權(quán)利要求8至11中任意一項的方法，其中，所述光引發(fā)劑是II型光引發(fā)劑，并且所述組合物包含氫供體。
14.可通過權(quán)利要求8至13中任意一項的方法得到的涂覆光纖。
15.權(quán)利要求14的涂覆光纖，其中，所述涂料組合物選自由初級涂層組合物、次級涂層組合物、油墨涂層組合物、緩沖涂層組合物、基質(zhì)涂層組合物和緊包涂層組合物組成的組。
全文摘要
本發(fā)明描述了并且要求保護(hù)一種光纖用可輻射固化涂料組合物，該涂料組合物包含至少一種氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、至少一種反應(yīng)性稀釋劑單體和至少一種光引發(fā)劑。所述組合物當(dāng)被涂布在光纖上并且當(dāng)被波長為約100nm至約900nm的發(fā)光二極管(LED)光照射時能夠經(jīng)歷光聚合，從而在所述光纖上提供固化涂層，所述固化涂層具有頂表面，所述固化涂層的所述頂表面上具有約60％或更高的被反應(yīng)的丙烯酸酯不飽和基團(tuán)的百分率(％RAU)。本發(fā)明還描述了且要求保護(hù)一種用光纖用可LED固化涂料涂布光纖的方法以及其中涂料已通過施加LED光固化了的涂覆光纖。
文檔編號C03C25/32GK102482145SQ201080034730
公開日2012年5月30日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者科奇·甘, 蒂莫西·畢曉普 申請人:帝斯曼知識產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司