(57)【要約】  低いヤング率、高い引裂強度、及び／又は高い臨界応力を有するファイバコーティングは、イソシアネート、ヒドロキシアクリレート化合物、およびポリオールから形成されたオリゴマー材料を含むコーティング組成物を用いて実現される。該オリゴマー材料は、ポリエーテルウレタンアクリレートと二付加化合物とを含む。オリゴマー材料の形成に用いられる反応混合物は、ｎ：ｍ：ｐのイソシアネート：ヒドロキシアクリレート：ポリオールのモル比を含み、ここで、ｐが２の場合、ｎは３．０〜５．０の範囲であり、ｍは、１．５０ｎ−３から２．５０ｎ−５の範囲である。ｎ：ｍ：ｐ比を制御することにより、硬化時に、高い臨界応力、高い引裂強度、および引裂強度のヤング率に対する高い比を有する、コーティングおよび硬化生成物をもたらす組成物を生じる。
2020513469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジイソシアネート化合物；
ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物；および
０．１ミリ当量／ｇ未満の不飽和を有するポリオール化合物；
を含む、組成物であって、
前記ジイソシアネート化合物、前記ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物、および前記ポリオール化合物が、それぞれ、ｎ：ｍ：ｐのモル比で存在し、ここで、ｎは３．０〜５．０の範囲であり、ｍは１．５０ｎ−３から２．５０ｎ−５の範囲であり、ｐは２である、
組成物。
【請求項２】
前記ジイソシアネート化合物が、次式を有する化合物を含む、請求項１に記載の組成物：
【化１】
2020513469.tif 000051
［式中、基Ｒ１は、アルキレン基を含む］。
【請求項３】
前記基Ｒ１が、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシル）基を含む、請求項２に記載の組成物。
【請求項４】
前記ポリオール化合物が、次式を有する化合物を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の組成物：
【化２】
2020513469.tif 000052
［式中、基Ｒ２はアルキレン基を含み、ｘは４０〜１００である］。
【請求項５】
ｎが３．４〜４．６の範囲であり、ｍが１．６０ｎ−３から２．４０ｎ−５の範囲である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項６】
反応生成物が、
オリゴマー材料であって、
次の分子式を有するポリエーテルウレタンアクリレート化合物：
【化３】
2020513469.tif 000053
および、
次の分子式を有する二付加化合物：
【化４】
2020513469.tif 000054
［式中、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、直鎖状アルキレン基、分岐状アルキレン基、または環状アルキレン基から選択され；
ｙは、１、２、３、または４であり；
ｘは、４０〜１００であり；
前記二付加化合物は、少なくとも１．０質量％の量で存在する］
を含む、オリゴマー材料
を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の組成物の反応生成物。
【請求項７】
ファイバコーティング組成物であって、
放射線硬化性基を有する１つ以上のモノマーと、
組成物の反応生成物であって、
ジイソシアネート化合物；
ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物；および
ポリオールが０．１ミリ当量／ｇ未満の不飽和を有する、ポリオール化合物；
を含み、
前記ジイソシアネート化合物、前記ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物、および前記ポリオール化合物が、それぞれ、ｎ：ｍ：ｐのモル比で存在し、ここで、ｎは３．０〜５．０の範囲であり、ｍは１．５０ｎ−３から２．５０ｎ−５の範囲であり、ｐは２である、
組成物の反応生成物と、
メルカプト官能性シラン化合物と、
光開始剤と、
を含む、ファイバコーティング組成物。
【請求項８】
前記反応生成物が、
次の分子式を有するポリエーテルウレタンアクリレート化合物：
【化５】
2020513469.tif 000055
および、
次の分子式を有する二付加化合物：
【化６】
2020513469.tif 000056
［式中、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、または環状アルキル基から選択され；
ｙは、１、２、３、または４であり；
ｘは、４０〜１００であり；
前記二付加化合物は、少なくとも２．２５質量％の量で存在する］
を含む、請求項７に記載のファイバコーティング組成物。
【請求項９】
前記メルカプト官能性シラン化合物が０．５質量％を超える濃度を有する、請求項８に記載のファイバコーティング組成物。
【請求項１０】
前記反応生成物が、
次の分子式を有するポリエーテルウレタンアクリレート化合物：
【化７】
2020513469.tif 000057
および、
次の分子式を有する二付加化合物：
【化８】
2020513469.tif 000058
［式中、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、または環状アルキル基から選択され；
ｙは、１、２、３、または４であり；
ｘは、４０〜１００であり；
前記二付加化合物は、少なくとも１．０質量％の量で存在する］
を含む、請求項８または９に記載のファイバコーティング組成物の硬化生成物であって、
該硬化生成物が、少なくとも３５Ｊ／ｍ２の引裂強度Ｇｃおよび１．０ＭＰａ未満のヤング率Ｅを有する、
硬化生成物。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、その内容が依拠され、その全体がここに参照することによって本願に援用される、２０１６年１１月８日出願の米国仮特許出願第６２／４１９，１５４号の米国法典第３５編特許法１１９条に基づく優先権の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、低いヤング率および高い臨界応力を有するファイバコーティングに関する。より詳細には、本開示は、低いヤング率および高い臨界応力を有するファイバコーティングをもたらす、放射線硬化性コーティング組成物に使用するためのオリゴマーに関する。
【背景技術】
【０００３】
光ファイバを通る光の透過率は、ファイバに塗布されたコーティングの特性に大きく依存する。コーティングは、典型的には、一次コーティングおよび二次コーティングを含み、ここで、二次コーティングは一次コーティングを取り囲み、一次コーティングはファイバのガラス導波（コア＋クラッド）部分と接触している。二次コーティングは一次コーティングよりも硬い（ヤング率がより高い）材料であり、ファイバの加工や取扱い中に生じる磨耗または外力によって生じる損傷からガラス導波路を保護するように設計される。一次コーティングは、より柔らかい（ヤング率が低い）材料であり、二次コーティングの外面に印加される力によって生じる応力を緩和または消散するように設計される。一次層内の応力の消散は、該応力を減衰させ、ガラス導波路に達する応力を最小に抑える。一次コーティングは、ファイバを曲げるときに生じる応力を消散させるのに特に重要である。ファイバ上のガラス導波路に伝達される曲げ応力は、ガラス導波路の屈折率プロファイルに局所的な摂動を生じさせることから、最小限に抑える必要がある。局部屈折率摂動は、導波路を透過した光に強度損失を生じる。応力を消散させることによって、一次コーティングは、曲げによって誘起される強度損失を最小限に抑える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
曲げ損失を最小限に抑えるためには、ヤング率がますます低くなる一次コーティング材料を開発することが望ましい。１ＭＰａ未満のヤング率を有するコーティング材料が好ましい。しかしながら、一次コーティングのヤング率が低下すると、一次コーティングは、ファイバの製造プロセス中、若しくはファイバの設置または配備中に損傷を受けやすくなる。ファイバコーティングプロセス中、または製造後のファイバの取扱いおよび構成プロセス（例えば、剥ぎ取り、ケーブル敷設、および接続作業）中に発生する熱的および機械的応力は、一次コーティングにおける欠陥の形成を生じさせる可能性がある。一次コーティング材料のヤング率が低下するにつれて、一次コーティングにおける欠陥形成は、より問題となる。低いヤング率を有し、さらにファイバの製造および取扱い中の応力誘起性の欠陥形成に対して耐性のある一次コーティング材料が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、コーティングおよび硬化生成物の形成に使用するための材料を提供する。該材料は、低いヤング率、高い引裂強度、および高い臨界応力を特徴とする。該材料は、光ファイバの一次コーティングとして使用することができる。一次コーティングは、良好なマイクロベンド性能をもたらし、ファイバコーティングプロセスおよび取扱い作業中の欠陥形成に対して耐性である。
【０００６】
本開示は、
組成物であって、
ジイソシアネート化合物；
ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物；および
ポリオール化合物；
を含み、
前記ジイソシアネート化合物、前記ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物、および前記ポリオール化合物が、それぞれ、ｎ：ｍ：ｐのモル比で存在し、ここで、ｎは３．０〜５．０の範囲であり、ｍは１．５０ｎ−３から２．５０ｎ−５の範囲であり、ｐは２である、
組成物に及ぶ。
【０００７】
ある実施形態では、組成物は、反応生成物を形成し、該反応生成物は、
オリゴマー材料であって、
次の分子式を有するポリエーテルウレタンアクリレート化合物：
【０００８】
【化１】
2020513469.tif 000003
【０００９】
および、
次の分子式を有する二付加化合物：
【００１０】
【化２】
2020513469.tif 000004
【００１１】
［式中、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、直鎖状アルキレン基、分岐状アルキレン基、または環状アルキレン基から選択され；
ｙは、１、２、３、または４であり；
ｘは、４０〜１００であり；
前記二付加化合物は、少なくとも１．０質量％の量で存在する］、
を含む、オリゴマー材料
を含む。
【００１２】
本開示は、
オリゴマー材料の製造方法であって、
ジイソシアネート化合物をヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物、およびポリオール化合物と反応させる工程；
を含み、
前記ジイソシアネート化合物、前記ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物、および前記ポリオール化合物は、それぞれ、モル比ｎ：ｍ：ｐで提供され、ここで、ｎは３．０〜５．０の範囲であり、ｍは１．５０ｎ−３から２．５０ｎ−５の範囲であり、ｐは２である、
方法に及ぶ。
【００１３】
本開示は、
ファイバコーティング組成物において、
放射線硬化性基を有する１つ以上のモノマーと、
組成物の反応生成物であって、該組成物が、
ジイソシアネート化合物；
ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物；および
ポリオール化合物；
を含み、
前記ジイソシアネート化合物、前記ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物、及び前記ポリオール化合物が、それぞれ、ｎ：ｍ：ｐのモル比で存在し、ここで、ｎは３．０〜５．０の範囲であり、ｍは１．５０ｎ−３から２．５０ｎ−５の範囲であり、ｐは２である、
組成物の反応生成物と、
光開始剤と、
を含む、ファイバコーティング組成物に及ぶ。
【００１４】
ある実施形態では、ファイバコーティング組成物の反応生成物は、
オリゴマー材料であって、
次の分子式を有するポリエーテルウレタンアクリレート化合物：
【００１５】
【化３】
2020513469.tif 000005
【００１６】
および、
次の分子式を有する二付加化合物：
【００１７】
【化４】
2020513469.tif 000006
【００１８】
［式中、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、直鎖状アルキレン基、分岐状アルキレン基、または環状アルキレン基から選択され；
ｙは、１、２、３、または４であり；
ｘは、４０〜１００であり；かつ
前記二付加化合物は、少なくとも１．０質量％の量で存在する］、
を含む、オリゴマー材料を含む。
【００１９】
本開示は、
組成物の硬化生成物において、該組成物が、
放射線硬化性基を有する１つ以上のモノマーと、
組成物の反応生成物であって、
ジイソシアネート化合物；
ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物；および
ポリオール化合物；
を含み、
前記ジイソシアネート化合物、前記ヒドロキシアクリレート化合物、および前記ポリオール化合物が、それぞれ、ｎ：ｍ：ｐのモル比で存在し、ここで、ｎは３．０〜５．０の範囲であり、ｍは１．５０ｎ−３から２．５０ｎ−５の範囲であり、ｐは２である、
組成物の反応生成物と、
光開始剤と、
を含む、組成物の硬化生成物に及ぶ。
【００２０】
ある実施形態では、硬化生成物の反応生成物は、
次の分子式を有するポリエーテルウレタンアクリレート化合物：
【００２１】
【化５】
2020513469.tif 000007
【００２２】
および、
次の分子式を有する二付加化合物：
【００２３】
【化６】
2020513469.tif 000008
【００２４】
［式中、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、または環状アルキル基から選択され；
ｙは、１、２、３、または４であり；
ｘは、４０〜１００であり；かつ
前記二付加化合物は、少なくとも１．０質量％の量で存在する］、
を含む。
【００２５】
本明細書は、
放射線硬化性光ファイバコーティング組成物において、
オリゴマー材料であって、
芳香族基を含まないジイソシアネート化合物；
ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物；および
３５００ｇ／モル〜５５００ｇ／モルの数平均分子量および０．１ミリ当量／ｇ未満の不飽和を有するポリプロピレングリコールを含む、ポリオール化合物；
の反応生成物を含む、オリゴマー材料と、
メルカプト官能性シラン化合物と、
を含み、
前記ジイソシアネート化合物、前記ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物、および前記ポリオール化合物が、それぞれ、ｎ：ｍ：ｐのモル比で存在し、かつ、３＜ｎ＜５であり、ｍは１．５０ｎ〜３から２．５０ｎ〜５の範囲であり、ｐは２である、
放射線硬化性光ファイバコーティング組成物に及ぶ。
【００２６】
ある実施形態では、オリゴマー材料は、
次の分子式を有するポリエーテルウレタンアクリレート化合物：
【００２７】
【化７】
2020513469.tif 000009
【００２８】
および、
次の分子式を有する二付加化合物：
【００２９】
【化８】
2020513469.tif 000010
【００３０】
［式中、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、直鎖状アルキレン基、分岐状アルキレン基、または環状アルキレン基から選択され；
ｙは、１、２、３、または４であり；
ｘは、４０〜１００であり；
該二付加化合物は、１．０質量％〜１０質量％の量で存在する］、
を含む。
【００３１】
本明細書は、
光ファイバをコーティングする方法において、
光ファイバにコーティング組成物を塗布する工程であって、前記光ファイバが３５ｍ／秒を超える延伸速度で移動し、前記コーティング組成物が、
オリゴマー材料であって、
芳香族基を含まないジイソシアネート化合物；
ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物；および
３５００ｇ／モル〜５５００ｇ／モルの数平均分子量および０．１ミリ当量／ｇ未満の不飽和を有するポリプロピレングリコールを含む、ポリオール化合物；
の反応生成物を含む、オリゴマー材料と、
メルカプト官能性シラン化合物と、
を含み、
前記ジイソシアネート化合物、前記ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物、および前記ポリオール化合物が、それぞれ、ｎ：ｍ：ｐのモル比で存在し、かつ、３＜ｎ＜５であり、ｍは１．５０ｎ−３から２．５０ｎ−５の範囲であり、ｐは２である、工程と、
前記コーティング組成物を、３００ｎｍ〜４００ｎｍの動作波長を有するＬＥＤ光源で硬化させる工程と、
を含む、方法に及ぶ。
【００３２】
本開示は、さらに、本明細書に記載されるオリゴマー材料またはコーティング組成物から形成されたファイバコーティングおよび硬化生成物を含む。ファイバコーティングは、低いヤング率、高い引裂強度、引裂強度のヤング率に対する高い比、及び／又は高い臨界応力を特徴とする。
【００３３】
本開示は、本明細書に開示される組成物から形成されたコーティングで被覆された光ファイバをさらに含み、該光ファイバはガラス導波路を含み、そのコーティングはガラス導波路を取り囲む。
【００３４】
追加の特徴及び利点は、以下の詳細な説明に記載され、一部には、その説明から当業者に容易に明らかとなるか、あるいは、明細書、およびその特許請求の範囲、並びに添付の図面に記載される実施形態を実施することによって認識されよう。
【００３５】
前述の概要及び後述する詳細な説明はいずれも、単なる例示であり、特許請求の範囲の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することが意図されていることが理解されるべきである。
【００３６】
添付の図面は、さらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれて、その一部を構成する。図面は、本開示の選択された態様の例示であり、その説明とともに、本開示によって包含される方法、生成物、および組成物の原理および動作を説明する役割を担う。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】Ｇｃ／Ｅｒ０に対するσｃ／Ｅの依存性を示すグラフ
【図２】２０℃における９０度剥離力に対する、さまざまな温度における、異なるオリゴマーを用いてコーティング組成物を硬化させることによって作られたコーティングの９０度剥離力を示すグラフ
【図３】異なるオリゴマーを有するコーティング組成物を硬化させることによって作られたコーティングについての繊維引抜き力を示すグラフ
【図４】異なるオリゴマーを有するコーティング組成物を硬化することによって作られたコーティングの５０％損傷力を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本開示は、ファイバの製造および取扱い中に低いヤング率および欠陥形成に対する高い耐性を示す一次コーティングを提供する。本開示は、欠陥形成に対する一次コーティングの耐性が、コーティングの引裂強度、引裂強度のヤング率に対する比、および／または臨界応力と相関することを実証するものである。したがって、本開示は、低いヤング率および欠陥形成に対する高い耐性を特徴とするファイバコーティングの形成を可能にするファイバコーティング組成物およびファイバ組成物のための成分を提供する。
【００３９】
本開示は、放射線硬化性コーティング組成物用のオリゴマー材料、少なくとも１種のオリゴマー材料を含む放射線硬化性コーティング組成物、少なくとも１種のオリゴマー材料を含む放射線硬化性コーティング組成物の硬化生成物、少なくとも１種のオリゴマー材料を含む放射線硬化性コーティング組成物で被覆された光ファイバ、および少なくとも１種のオリゴマー材料を含む放射線硬化性コーティング組成物の硬化生成物で被覆された光ファイバを提供する。
【００４０】
オリゴマー材料は、ポリエーテルウレタンアクリレート化合物と二付加化合物とを含む。一実施形態では、ポリエーテルウレタンアクリレート化合物は、線形分子構造を有する。一実施形態では、オリゴマー材料は、ジイソシアネート化合物、ポリオール化合物、およびヒドロキシアクリレート化合物の間の反応から形成され、該反応により、主生成物（多数生成物）としてのポリエーテルウレタンアクリレート化合物および副生成物（少数生成物）としての二付加化合物を生成する。この反応は、ジイソシアネート化合物のイソシアネート基とポリオールのアルコール基との反応の際に、ウレタン結合を形成する。ヒドロキシアクリレート化合物は、ジイソシアネート化合物とポリオール化合物との反応から形成される組成物中に存在する残留イソシアネート基をクエンチするように反応する。本明細書で用いられる場合、用語「クエンチ」とは、ヒドロキシアクリレート化合物のヒドロキシル基との化学反応による、イソシアネート基の変換を指す。ヒドロキシイソシアネート化合物を用いた残留イソシアネート基のクエンチは、末端イソシアネート基を末端アクリレート基へと変換する。
【００４１】
ジイソシアネート化合物は、分子式（Ｉ）によって表され：
【００４２】
【化９】
2020513469.tif 000011
【００４３】
これは、連結基Ｒ１によって分離された２つの末端イソシアネート基を含む。一実施形態では、連結基Ｒ１はアルキレン基を含む。連結基Ｒ１のアルキレン基は、直鎖状（例えばメチレンまたはエチレン）、分岐状（例えばイソプロピレン）、または環状（例えば、シクロヘキシレン、フェニレン）である。環式基は芳香族であるか、または非芳香族である。幾つかの実施形態では、連結基Ｒ１は４，４’−メチレンビス（シクロヘキシル）基であり、ジイソシアネート化合物は４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）である。幾つかの実施形態では、連結基Ｒ１は、芳香族基を欠いているか、またはフェニレン基を欠いているか、またはオキシフェニレン基を欠いている。
【００４４】
ポリオールは、分子式（ＩＩ）によって表され：
【００４５】
【化１０】
2020513469.tif 000012
【００４６】
ここで、Ｒ２はアルキレン基を含む。Ｒ２のアルキレン基は、直鎖状（例えばメチレンまたはエチレン）、分岐状（例えばイソプロピレン）、または環状（例えばフェニレン）である。ポリオールは、ポリエチレンオキシドなどのポリアルキレンオキシド、またはポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコールでありうる。指数ｘは、ポリオール中の繰り返し単位の数を表す正の整数である。指数ｘは、少なくとも４０、または少なくとも５０、または少なくとも６０、または少なくとも７０、または少なくとも８０、または少なくとも９０、または少なくとも１００、または４０〜１００、または５０〜９０、または６０〜８０、または約７０でありうる。Ｒ２がプロピレンの場合、例えば、ポリオールは、約２０００ｇ／モル、または約３０００ｇ／モル、または約４０００ｇ／モル、または約５０００ｇ／モル、または２０００ｇ／モル〜７０００ｇ／モルの範囲、または３０００ｇ／モル〜６０００ｇ／モルの範囲、または３５００ｇ／モル〜５５００ｇ／モルの範囲の数平均分子量を有する。幾つかの実施形態では、ポリオールは多分散性であり、分子全体が結合して、上記特定された数平均分子量をもたらすように、ある範囲の分子量にわたる分子を含む。
【００４７】
ポリオールの不飽和は、０．２５ミリ当量／ｇ未満、または０．１５ミリ当量／ｇ未満、または０．１０ミリ当量／ｇ未満、また０．０８ミリ当量／ｇ未満は、または０．０６ミリ当量／ｇ未満、または０．０４ミリ当量／ｇ未満、または０．０２ミリ当量／ｇ未満、または０．０１ミリ当量／ｇ未満、または０．００５ミリ当量／ｇ未満、または０．００１ミリ当量／ｇ〜０．１５ミリ当量／ｇの範囲、または０．００５ミリ当量／ｇ〜０．１０ミリ当量／ｇの範囲、または０．０１ミリ当量／ｇ〜０．１０ミリ当量／ｇの範囲、または０．０１ミリ当量／ｇ〜０．０５ミリ当量／ｇの範囲、または０．０２ミリ当量／ｇ〜０．１０ミリ当量／ｇの範囲、または０．０２ミリ当量／ｇ〜０．０５ミリ当量／ｇの範囲である。本明細書で用いられる場合、不飽和とは、ＡＳＴＭ  Ｄ４６７１−１６に報告されている標準的な方法によって決定される値を指す。この方法では、ポリオールをメタノール溶液中で酢酸水銀およびメタノールと反応させて、アセトキシ水銀メトキシ化合物と酢酸を生成する。ポリオールと酢酸水銀との反応は等モルであり、放出される酢酸の量は、本明細書で使用される不飽和度の尺度を提供するために、アルコール性水酸化カリウムで滴定することによって決定される。過剰の酢酸水銀が酢酸の滴定に干渉するのを防ぐために、臭化ナトリウムを添加して、酢酸水銀を臭化物へと変換する。
【００４８】
反応は、さらに、未反応の出発材料（例えばジイソシアネート化合物）中、またはジイソシアネート化合物とポリオールとの反応で形成される生成物（例えば末端イソシアネート基を有するウレタン化合物）中に存在する末端イソシアネート基と反応するヒドロキシアクリレート化合物の添加を含む。ヒドロキシアクリレート化合物は、末端イソシアネート基と反応して、オリゴマー材料の１つ以上の構成成分に末端アクリレート基を提供する。幾つかの実施形態では、ヒドロキシアクリレート化合物は、末端イソシアネート基を末端アクリレート基へと完全に変換するのに必要な量より過剰に存在する。オリゴマー材料は、単一のポリエーテルウレタンアクリレート化合物または２種以上のポリエーテルウレタンアクリレート化合物の組合せを含む。
【００４９】
ヒドロキシアクリレート化合物は、分子式（ＩＩＩ）によって表され：
【００５０】
【化１１】
2020513469.tif 000013
【００５１】
ここで、Ｒ３はアルキレン基を含む。Ｒ３のアルキレン基は、直鎖状（例えばメチレンまたはエチレン）、分岐状（例えばイソプロピレン）、または環状（例えばフェニレン）である。幾つかの実施形態では、ヒドロキシアクリレート化合物は、アクリレート基のエチレン性不飽和基の置換を含む。エチレン性不飽和基の置換基としてはアルキル基が挙げられる。置換エチレン性不飽和基を有するヒドロキシアクリレート化合物の例は、ヒドロキシメタクリレート化合物である。異なる実施形態では、ヒドロキシアクリレート化合物は、アクリル酸２−ヒドロキシエチルなどのアクリル酸ヒドロキシアルキル、またはアクリル酸２−ヒドロキシエチルなどのメタクリル酸ヒドロキシアルキルである。ヒドロキシアクリレート化合物は、残留レベル以上の水を含んでいてもよい。ヒドロキシアクリレート化合物中に水が存在すると、イソシアネート基の反応を促進して、最終反応組成物中の未反応のイソシアネート基の濃度を低下させることができる。さまざまな実施形態では、ヒドロキシアクリレート化合物の含水量は、少なくとも３００ｐｐｍ、または少なくとも６００ｐｐｍ、または少なくとも１０００ｐｐｍ、または少なくとも１５００ｐｐｍ、または少なくとも２０００ｐｐｍ、または少なくとも２５００ｐｐｍである。
【００５２】
前述の例示的な分子式（Ｉ）、（ＩＩ）、および（ＩＩＩ）において、基Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、全て同じであるか、すべて異なっているか、または同じ２つの基と異なる１つの基とを含む。
【００５３】
ジイソシアネート化合物、ヒドロキシアクリレート化合物、およびポリオールは同時に混合して反応させるか、または順次（任意の順序で）混合し、反応させる。一実施形態では、オリゴマー材料は、ジイソシアネート化合物とヒドロキシアクリレート化合物との反応、および得られた生成組成物とポリオールとの反応によって形成される。別の実施形態では、オリゴマー材料は、ジイソシアネート化合物をポリオール化合物と反応させ、得られた生成組成物をヒドロキシアクリレート化合物と反応させることによって形成される。
【００５４】
オリゴマー材料は、ジイソシアネート化合物、ヒドロキシアクリレート化合物、およびポリオールの反応から形成され、ここで、反応プロセスにおけるジイソシアネート化合物対ヒドロキシアクリレート化合物対ポリオールのモル比は、ｎ：ｍ：ｐである。ｎ、ｍ、およびｐは、本明細書中では、それぞれ、ジイソシアネート、ヒドロキシアクリレート、およびポリオールのモル数またはモル比と称される。モル数ｎ、ｍおよびｐは、正の整数であるか、または正の非整数である。ｐが２．０の場合、ｎは、３．０〜５．０の範囲、または３．０〜４．５の範囲、または３．２〜４．８の範囲、または３．４〜４．６の範囲、または３．６〜４．４の範囲であり、ｍは、１．５０ｎ−３から２．５０ｎ−５の範囲、または１．５５ｎ−３から２．４５ｎ−５の範囲、または１．６０ｎ−３から２．４０ｎ−５の範囲、または１．６５ｎ−３から２．３５ｎ−５の範囲である。例えば、ｐが２．０、かつ、ｎが３．０の場合、ｍは、１．５〜２．５の範囲、または１．６５〜２．３５の範囲、または１．８０〜２．２０の範囲、または１．９５〜２．０５の範囲である。２．０以外のｐ値では、モル比ｎ：ｍ：ｐは比例して増減する。例えば、モル比ｎ：ｍ：ｐ＝４．０：３．０：２．０は、モル比ｎ：ｍ：ｐ＝２．０：１．５：１．０に等しい。
【００５５】
モル数ｍは、オリゴマー材料の形成に用いられるジイソシアネート化合物とポリオールとの反応から形成される生成組成物中に存在する未反応のイソシアネート基と化学量論的に反応する、ある量のヒドロキシアクリレート化合物を提供するように選択することができる。イソシアネート基は、未反応のジイソシアネート化合物（未反応の出発材料）中に、またはジイソシアネート化合物とポリオールとの反応で形成されるイソシアネート末端ウレタン化合物中に存在しうる。あるいは、モル数ｍは、ジイソシアネート化合物とポリオールとの反応から形成される生成組成物中に存在する未反応イソシアネート基と化学量論的に反応するのに必要な量より過剰な量のヒドロキシアクリレート化合物をもたらすように選択することができる。ヒドロキシアクリレート化合物は、単一のアリコートまたは複数のアリコートとして添加される。一実施形態では、ヒドロキシアクリレートの初期アリコートをオリゴマー材料の形成に用いられる反応混合物に含め、形成された生成組成物を、未反応のイソシアネート基の存在について試験することができる（例えばＦＴＩＲ分光法を用いてイソシアネート基の存在を検出する）。ヒドロキシアクリレート化合物の追加のアリコートを生成組成物に添加して、未反応イソシアネート基と化学量論的に反応させることができる（例えば、イソシアネート基がヒドロキシアクリレート化合物によって変換されるため、ＦＴＩＲ分光法を用いて、特徴的なイソシアネート周波数（例えば２２６０ｃｍ−１〜２２７０ｃｍ−１）の減少を監視する）。代替的な実施形態では、未反応のイソシアネート基と化学量論的に反応するのに必要な量より過剰な量のヒドロキシアクリレート化合物のアリコートを添加する。以下により十分に説明されるように、所与のｐ値について、モル数ｍ対モル数ｎの比は、オリゴマー材料中のポリエーテルウレタンアクリレート化合物と二付加化合物との相対比率に影響を及ぼし、ポリエーテルウレタンアクリレート化合物と二付加化合物との相対比率の差異は、オリゴマー材料から形成されたコーティングの引裂強度および／または臨界応力の差異をもたらす。
【００５６】
一実施形態では、オリゴマー材料は、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、およびポリプロピレングリコールを上記のモル比ｎ：ｍ：ｐで含む反応混合物から形成され、ここで、ポリプロピレングリコールは、２５００ｇ／モル〜６５００ｇ／モルの範囲、または３０００ｇ／モル〜  ６０００ｇ／モルの範囲、または３５００ｇ／モル〜５５００ｇ／モルの範囲の数平均分子量を有する。
【００５７】
オリゴマー材料は、２種の成分を含む。第１の成分は、分子式（ＩＶ）を有するポリエーテルウレタンアクリレート化合物であり：
【００５８】
【化１２】
2020513469.tif 000014
【００５９】
第２の成分は、分子式（Ｖ）を有する二付加化合物であり：
【００６０】
【化１３】
2020513469.tif 000015
【００６１】
ここで、基Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は上記の通りであり、ｙは正の整数であり、分子式（ＩＶ）および（Ｖ）中の基Ｒ１は分子式（Ｉ）中の基Ｒ１と同じであり、分子式（ＩＶ）中の基Ｒ２は分子式（ＩＩ）中の基Ｒ２と同じであり、分子式（ＩＶ）および（Ｖ）中の基Ｒ３は分子式（ＩＩＩ）中の基Ｒ３と同じであることが理解される。二付加化合物は、分子式（Ｉ）のジイソシアネート化合物の両末端イソシアネート基と、分子式（ＩＩＩ）のヒドロキシアクリレート化合物との反応によって形成された化合物に対応し、ジイソシアネート化合物は、分子式（ＩＩ）のポリオールとは反応しない。
【００６２】
二付加化合物は、オリゴマー混合物の形成に用いられる反応中に、ジイソシアネート化合物とヒドロキシアクリレート化合物との反応から形成される。あるいは、二付加化合物は、オリゴマー混合物の形成に用いられる反応とは独立して形成されて、ポリエーテルウレタンアクリレート化合物の形成に用いられる反応の生成物に、若しくは、精製された形態のポリエーテルウレタンアクリレート化合物に、加えられる。ヒドロキシアクリレート化合物のヒドロキシ基は、ジイソシアネート化合物のイソシアネート基と反応して、末端アクリレート基をもたらす。反応はジイソシアネート化合物の各イソシアネート基で起こり、二付加化合物を形成する。二付加化合物は、少なくとも１．０質量％、または少なくとも１．５質量％、または少なくとも２．０質量％、または少なくとも２．２５質量％、または少なくとも２．５質量％、または少なくとも３．０質量％、または少なくとも３．５質量％、または少なくとも４．０質量％、または少なくとも４．５質量％、または少なくとも５．０質量％、または少なくとも７．０質量％、または少なくとも９．０質量％、または１．０質量％〜１０．０質量％の範囲、または２．０質量％〜９．０質量％の範囲、または３．０質量％〜５．５８．０質量％の範囲、または３．５質量％〜７．０質量％の範囲の量で、オリゴマー材料中に存在する。
【００６３】
本開示に従うオリゴマー材料の合成のための例示的な反応は、ポリエーテルウレタンイソシアネート化合物：
Ｈ１２ＭＤＩ〜ＰＰＧ４０００〜Ｈ１２ＭＤＩ〜ＰＰＧ４０００〜Ｈ１２ＭＤＩ
を形成するためのジイソシアネート化合物（本明細書ではＨ１２ＭＤＩとも称される、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート））と、ポリオール（本明細書ではＰＰＧ４０００とも称される、Ｍｎ約４０００ｇ／モルのポリプロピレングリコール）との反応を含み、ここで、「〜」は、Ｈ１２ＭＤＩの末端イソシアネート基とＰＰＧ４０００の末端アルコール基との反応によって形成されたウレタン結合を表し、〜Ｈ１２ＭＤＩ、〜Ｈ１２ＭＤＩ〜、および〜ＰＰＧ４０００〜は、反応後に残るＨ１２ＭＤＩとＰＰＧ４０００の残基を指す。ポリエーテルウレタンイソシアネート化合物は、〜（Ｈ１２ＭＤＩ〜ＰＰＧ４０００）〜型の繰り返し単位を有する。示される特定のポリエーテルウレタンイソシアネートは、２つのＰＰＧ４０００単位を含む。反応はまた、１つのＰＰＧ４０００単位、または３つ以上のＰＰＧ４０００単位を有する生成物も提供しうる。ポリエーテルウレタンイソシアネートおよび未反応のＨ１２ＭＤＩは、末端イソシアネート基を含む。本開示によれば、ヒドロキシアクリレート化合物（本明細書ではＨＥＡと称されるアクリル酸２−ヒドロキシエチルなど）を反応に含めて、末端イソシアネート基と反応させて、それらを末端アクリレート基へと変換する。末端イソシアネート基の末端アクリレート基への変換は、イソシアネート基のクエンチ処理をもたらす。反応に含まれるＨＥＡの量は、未反応イソシアネート基の予想濃度と化学量論的に反応すると推定される量、若しくは予想化学量論量より過剰の量でありうる。ＨＥＡとポリエーテルウレタンイソシアネート化合物との反応は、ポリエーテルウレタンアクリレート化合物
ＨＥＡ〜Ｈ１２ＭＤＩ〜ＰＰＧ４０００〜Ｈ１２ＭＤＩ〜ＰＰＧ４０００〜Ｈ１２ＭＤＩ
及び／又はポリエーテルウレタンアクリレート化合物
ＨＥＡ〜Ｈ１２ＭＤＩ〜ＰＰＧ４０００〜Ｈ１２ＭＤＩ〜ＰＰＧ４０００〜Ｈ１２ＭＤＩ〜ＨＥＡ
を形成し、ＨＥＡと未反応のＨ１２ＭＤＩとの反応は、二付加化合物：
ＨＥＡ〜Ｈ１２ＭＤＩ〜ＨＥＡ
を形成し、ここで、上記のように、〜はウレタン結合を表し、〜ＨＥＡは、反応してウレタン結合を形成した後に残るＨＥＡ残基を表している。生成組成物におけるポリエーテルウレタンアクリレート化合物と二付加化合物との組合せは、本開示に従うオリゴマー材料を構成する。以下により十分に記載されるように、１つ以上のオリゴマー材料がコーティング組成物に用いられる場合、改善された引裂強度および臨界応力特性を有するコーティングが生じる。特に、高い割合の二付加化合物を有するオリゴマー材料は、高い引裂強度および／または高い臨界応力値を有するコーティングをもたらすことが実証されている。
【００６４】
Ｈ１２ＭＤＩ、ＨＥＡ、およびＰＰＧ４０００の例示的な組合せについて描かれているが、前述の反応は、ジイソシアネート化合物、ヒドロキシアクリレート化合物、およびポリオールの任意の組合せに一般化することができ、ここで、ヒドロキシアクリレート化合物は、末端イソシアネート基と反応して末端アクリレート基を形成し、ウレタン結合はイソシアネート基とポリオールまたはヒドロキシアクリレート化合物のアルコール基との反応から形成される。
【００６５】
オリゴマー材料は、
（ヒドロキシアクリレート）〜（ジイソシアネート〜ポリオール）ｘ〜ジイソシアネート〜（ヒドロキシアクリレート）
のタイプのポリエーテルウレタンアクリレート化合物である第１の成分と、
（ヒドロキシアクリレート）〜ジイソシアネート〜（ヒドロキシアクリレート）
のタイプの二付加化合物である第２の成分と、
を含み、ここで、オリゴマー材料を形成するための反応に用いられるジイソシアネート化合物、ヒドロキシアクリレート化合物、およびポリオールの相対比率は、上に開示したモル数ｎ、ｍ、およびｐに対応する。
【００６６】
例えば、上記分子式（Ｉ）および（ＩＩ）で表される化合物は、反応して分子式（ＶＩ）で表されるポリエーテルウレタンイソシアネート化合物を形成する：
【００６７】
【化１４】
2020513469.tif 000016
【００６８】
ここで、ｙは式（ＩＶ）におけるｙと同じであり、１、または２、または３、または４、またはそれ以上であり；ｘはポリオールの繰り返し単位の数により決定される（上記の通り）。
【００６９】
分子式（ＶＩ）のポリエーテルウレタンイソシアネートと分子式（ＩＩＩ）のヒドロキシアクリレートとをさらに反応させると、先に言及し以下に繰り返す分子式（ＩＶ）で表されるポリエーテルウレタンアクリレート化合物が得られる：
【００７０】
【化１５】
2020513469.tif 000017
【００７１】
ここで、ｙは１、または２、または３、または４、またはそれ以上であり；ｘはポリオールの繰り返し単位の数により決定される（上記の通り）。
【００７２】
ある実施形態では、ジイソシアネート化合物、ヒドロキシアクリレート化合物、およびポリオールの間の反応により、最終反応混合物中に存在する化合物の分布にわたるｙの平均値が非整数になるように、ｙが異なる一連のポリエーテルウレタンアクリレート化合物が得られる。ある実施形態では、分子式（ＶＩ）および（ＩＶ）のポリエーテルウレタンイソシアネートおよびポリエーテルウレタンアクリレート中のｙの平均値は、ｐまたはｐ−１に対応する（ここで、ｐは上記定義した通りである）。ある実施形態では、分子式（ＶＩ）および（ＩＶ）のポリエーテルウレタンイソシアネートおよびポリエーテルウレタンアクリレート中の基Ｒ１の平均出現数は、ｎに対応する（ｎは上記定義した通りである）。
【００７３】
反応中に生成されるポリエーテルウレタンアクリレートと二付加化合物との相対比率は、モル数ｎ、ｍ、およびｐのモル比を変動させることによって制御される。例示として、ｐ＝２．０の場合を考える。完全反応の理論的限界では、２当量ｐのポリオールは、３当量のｎのジイソシアネートと反応して、ｙ＝２である分子式（ＶＩ）を有する化合物を形成するであろう。この化合物は２つの末端イソシアネート基を含み、これはその後に、理論的限界で２当量ｍのヒドロキシアクリレート化合物を添加してクエンチすることにより、ｙ＝２の対応するポリエーテルウレタンアクリレート化合物（ＩＶ）を形成することができる。理論的モル比ｎ：ｍ：ｐ＝３．０：２．０：２．０がこの状況に対して定義される。
【００７４】
前述の例示的な理論的限界において、理論的モル比ｎ：ｍ：ｐ＝３．０：２．０：２．０でのジイソシアネート、ヒドロキシアクリレート、およびポリオールの反応は、二付加化合物を形成せずに、ｙ＝２である分子式（ＩＶ）を有するポリエーテルウレタンアクリレート化合物をもたらす。モル数ｎ、ｍ、およびｐの変動は、反応中に形成されるポリエーテルウレタンアクリレートと二付加物の相対的割合に対する制御を提供する。例えば、モル数ｍまたはモル数ｐに対してモル数ｎを増加させると、反応中に形成される二付加化合物の量を増加させることができる。モル比ｎ：ｍ：ｐでのジイソシアネート化合物、ヒドロキシアクリレート化合物、およびポリオール化合物の反応（例えば、ｎが３．０〜４．５であり、ｍが１．５ｎ−３〜２．５ｎ−５であり、ｐが２．０の場合には、ｎ＞３．０）は、以下に記載される有益なコーティング特性を達成するのに十分な量で、オリゴマー材料中に二付加化合物を生成する。
【００７５】
二付加物とポリエーテルウレタンアクリレートとの相対比率の変動は、モル数ｎ、ｍ、およびｐの変動を通して得られ、そのような変動を通して、オリゴマー材料を含むコーティング組成物から形成されたコーティングの引裂強度、臨界応力、および他の機械的特性を正確に制御することが可能である。ポリエーテルウレタンアクリレート化合物中のポリオールの単位数を変動させることにより（例えば、ｐ＝２．０対ｐ＝３．０対ｐ＝４．０）、従来技術の配合物では、特性に対する粗いまたは個別の制御を達成可能である。対照的に、本開示の方法は、一定数のポリオール単位（例えばｐ＝２．０）を有するポリエーテルウレタンアクリレート化合物と可変量の二付加化合物とを含むオリゴマー材料から形成されたコーティングにおいて、引裂強度、臨界応力、および他の機械的特性の細かいまたはより連続的な制御を可能にする。所与の数のポリオール単位を有するポリエーテルウレタン化合物については、可変比率の二付加化合物を有するオリゴマー材料を調製することができる。二付加化合物の割合の変動性は、引裂強度、臨界応力、または他の機械的特性の正確なまたは目標とする値を提供するコーティングをもたらす、一定数のポリオール単位を有するポリエーテルウレタン化合物に基づくオリゴマー材料を提供するために、細かく制御することができる。
【００７６】
改善されたファイバコーティングは、分子式（ＩＶ）で表されるポリエーテルウレタンアクリレート化合物および分子式（Ｖ）で表される二付加化合物を含むオリゴマー材料を組み込んだコーティング組成物を使用する場合に生じ、ここで、オリゴマー材料中の二付加化合物の濃度は、少なくとも１．０質量％、または少なくとも１．５質量％、または少なくとも２．０質量％、または少なくとも２．５質量％、または少なくとも３．０質量％、または少なくとも３．５質量％、または少なくとも４．０質量％、または少なくとも４．５質量％、または少なくとも５．０質量％、または少なくとも７．０質量％、または少なくとも９．０質量％、または１．０質量％〜１０．０質量％の範囲、または２．０質量％〜９．０質量％の範囲、または３．０質量％〜８．０質量％の範囲、または３．５質量％〜７．０質量％の範囲、または２．５質量％〜６．０質量％の範囲、または３．０質量％〜５．５質量％の範囲、または３．５質量％〜５．０質量％の範囲である。二付加化合物の濃度は、ジイソシアネート：ヒドロキシアクリレート：ポリオールのモル比ｎ：ｍ：ｐを変動させることによって増加させることができる。本開示によれば、ポリオールに対してジイソシアネートが豊富なモル比ｎ：ｍ：ｐは、二付加化合物の形成を促進する。
【００７７】
上記の例示的な化学量論比ｎ：ｍ：ｐ＝３：２：２では、反応は、ｐ当量のポリオール、ｎ＝ｐ＋１当量のジイソシアネート、および２当量のヒドロキシアクリレートで進行する。モル数ｎがｐ＋１を超えると、ジイソシアネート化合物は、分子式（ＩＶ）のポリエーテルウレタンアクリレートの形成に必要とされるポリオール化合物の量に対して過剰に存在する。過剰のジイソシアネートの存在は、反応生成物の分布を二付加化合物の形成の増進に向かってシフトさせる。
【００７８】
過剰のジイソシアネート化合物からの二付加化合物の形成を促進するために、ヒドロキシアクリレートの量を増加させることもできる。化学量論的モル数ｎ＝ｐ＋１を上回る各当量のジイソシアネートについては、二付加化合物の形成には、２当量のヒドロキシアクリレートが必要とされる。任意のモル数ｐ（ポリオール）の場合には、化学量論的モル数ｎ（ジイソシアネート）およびｍ（ヒドロキシアクリレート）は、それぞれ、ｐ＋１および２である。モル数ｎが化学量論値を超えて増加するにつれて、二付加化合物の形成のための過剰のジイソシアネートの完全反応に必要とされるヒドロキシアクリレートの当量は、ｍ＝２＋２［ｎ−（ｐ＋１）］と表すことができ、ここで、先頭の用語「２」は、ポリエーテルウレタンアクリレート化合物（分子式（Ｖ）を有する化合物）を停止するのに必要なヒドロキシアクリレートの当量を表し、用語２［ｎ−（ｐ＋１）］は、過剰の出発ジイソシアネートを二付加化合物に変換するのに必要なヒドロキシアクリレートの当量を表す。モル数ｍの実際の値がこの当量数より少ない場合、利用可能なヒドロキシアクリレートは、オリゴマーまたは遊離ジイソシアネート分子上に存在するイソシアネート基と反応して末端アクリレート基を形成する。２つの反応経路の相対速度論によって、形成されたポリエーテルウレタンアクリレートと二付加化合物の相対量を決定し、すべての未反応イソシアネート基をクエンチするのに必要とされる量に対するヒドロキシアクリレートの不足を制御することにより、反応中に形成されるポリエーテルウレタンアクリレートと二付加物の相対比率にさらに影響を与えることができる。
【００７９】
幾つかの実施形態では、反応は、ジイソシアネート化合物、ヒドロキシアクリレート化合物、およびポリオールから形成された反応組成物を加熱することを含む。加熱は、ヒドロキシアクリレート化合物と末端イソシアネート基との反応を介して、末端イソシアネート基の末端アクリレート基への変換を促進する。異なる実施形態では、ヒドロキシアクリレート化合物は、末端イソシアネート基を末端アクリレート基へと変換するために、初期反応混合物中に過剰に存在するか、および／または、その他の方法で利用可能であるか、または未反応の形態で添加される。加熱は、４０℃を超える温度で少なくとも１２時間、または４０℃を超える温度で少なくとも１８時間、または４０℃を超える温度で少なくとも２４時間、または５０℃を超える温度で少なくとも１２時間、または５０℃を超える温度で少なくとも１８時間、または５０℃を超える温度で少なくとも２４時間、または６０℃を超える温度で少なくとも１２時間、または６０℃を超える温度で少なくとも１８時間、または６０℃を超える温度で少なくとも２４時間、行われる。
【００８０】
ある実施形態では、ポリエーテルウレタンアクリレート化合物または出発ジイソシアネート化合物（未反応の初期量または過剰に存在する量）における末端イソシアネート基の末端アクリレート基への変換は、反応混合物に対し追加量のヒドロキシアクリレート化合物を添加することによって促進される。先に示されるように、末端イソシアネート基をクエンチ（中和）するのに必要なヒドロキシアクリレート化合物の量は、例えば、不完全な反応に起因して、あるいは、ポリエーテルウレタンアクリレート化合物と二付加化合物との相対比率を制御したいという理由で、理論的当量数から逸脱しうる。上記のように、ひとたび反応が完了または他の終点まで進行したら、安定した反応生成物を提供するために、残留イソシアネート基をクエンチ（中和）することが好ましい。ある実施形態では、この目的を達成するために、追加のヒドロキシアクリレートが添加される。
【００８１】
ある実施形態では、追加のヒドロキシアクリレート化合物の量は、初期反応プロセスに含まれる量に追加される。反応の任意の段階での末端イソシアネート基の存在は、例えばＦＴＩＲ分光法によって監視され（例えば、２２６５ｃｍ−１付近の特徴的なイソシアネート伸縮モードを使用）、イソシアネート基の特徴的な伸縮モードの強度が無視できるか、または所定の閾値未満になるまで、追加のヒドロキシアクリレート化合物が必要に応じて加えられる。ある実施形態では、追加のヒドロキシアクリレート化合物は、末端イソシアネート基を末端アクリレート基へと完全に変換するのに必要な量を超えて加えられる。異なる実施形態では、追加のヒドロキシアクリレート化合物は、初期反応混合物中に（ジイソシアネートとポリオールのモル量から予想される理論量を上回る量として）含まれるか、反応が進行するにつれて添加されるか、および／または、ジイソシアネート化合物とポリオール化合物との反応が完了または所定の程度まで起こった後に添加される。
【００８２】
イソシアネート基を完全に変換するのに必要な量を上回るヒドロキシアクリレート化合物の量は、本明細書では、過剰量のヒドロキシアクリレート化合物と称される。加える場合には、ヒドロキシアクリレート化合物の過剰量は、末端イソシアネート基を末端アクリレート基へと完全に変換するのに必要な追加のヒドロキシアクリレート化合物の量の少なくとも２０％、または、末端イソシアネート基を末端アクリレート基へと完全に変換するのに必要な追加のヒドロキシアクリレート化合物の量の少なくとも４０％、または、末端イソシアネート基を末端アクリレート基へと完全に変換するのに必要な追加のヒドロキシアクリレート化合物の量の少なくとも６０％、または、末端イソシアネート基を末端アクリレート基へと完全に変換するのに必要な追加のヒドロキシアクリレート化合物の量の少なくとも９０％である。
【００８３】
ある実施形態では、追加のヒドロキシアクリレート化合物の量は、反応中に形成されるオリゴマー材料中に存在する残留イソシアネート基を完全にまたはほぼ完全にクエンチするのに十分でありうる。イソシアネート基は比較的不安定であり、しばしば時間経過に伴って反応を被ることから、イソシアネート基のクエンチは望ましい。このような反応は、反応組成物またはオリゴマー材料の特性を変化させ、それから形成されたコーティングに不一致をもたらす可能性がある。残留イソシアネート基を含まない出発ジイソシアネート化合物およびポリオール化合物から形成される反応組成物および生成物は、特性のより大きな安定性および予測可能性を有すると予想される。
【００８４】
ある実施形態では、本開示のオリゴマー材料は、コーティングを調製可能なコーティング組成物中に含まれる。コーティングは一次コーティングでありうる。コーティング組成物は硬化性でありうる。オリゴマー材料に加えて、コーティング組成物は、モノマー、重合開始剤、および１つ以上の添加剤を含みうる。
【００８５】
硬化性コーティング組成物は、１つ以上の硬化性成分を含む。本明細書で用いられる場合、用語「硬化性」は、成分が、適切な硬化エネルギー源に曝露されたときに、それ自体または他の成分に連結（結合）してポリマーコーティング材料を形成するのに関与する共有結合を形成することができる１つ以上の硬化性官能基を含むことが意図されている。硬化性コーティング組成物を硬化することによって得られる生成物は、本明細書では、コーティング、または組成物の硬化生成物と称される。硬化プロセスは、幾つかのエネルギー形態のいずれかによって誘発される。エネルギーの形態には、放射線または熱エネルギーが含まれる。放射線硬化性成分は、適切な強度で適切な波長の放射線に十分な期間曝露されると硬化反応を起こすように誘発される成分である。放射線硬化反応は、好ましくは、光開始剤の存在下で起こる。放射線硬化性成分はまた、任意選択的に、熱硬化性でもある。同様に、熱硬化性成分は、十分な強度の熱エネルギーに十分な時間曝露されると硬化反応を起こすように誘発される成分である。熱硬化性成分は、任意選択的に、放射線硬化性でもある。硬化性成分には、モノマー、オリゴマー、およびポリマーが含まれる。
【００８６】
硬化性成分は、１つ以上の硬化性官能基を含みうる。ただ１つの硬化性官能基を有する硬化性成分は、本明細書では、単官能硬化性成分と称されうる。２つ以上の硬化性官能基を有する硬化性成分は、本明細書では多官能（multifunctional/polyfunctional）硬化性成分と称される。多官能硬化性成分は、硬化プロセス中に共有結合を形成することができる２つ以上の官能基を含んでおり、硬化プロセス中に形成されるポリマーネットワークに架橋を導入することができる。多官能硬化性成分は、本明細書では「架橋剤」または「硬化性架橋剤」とも称される。硬化プロセス中に共有結合形成に関与する官能基の例は、以下に特定される。
【００８７】
ある実施形態では、コーティング組成物のオリゴマー成分は、本開示に従うオリゴマー材料であるか、またはそれを含み、ここで、該オリゴマー材料は、上述のポリエーテルウレタンアクリレート化合物および二付加化合物を含み、該二付加化合物は、上述した量でオリゴマー材料中に存在する。オリゴマー成分は、本開示のオリゴマー材料に加えて、任意選択的に、１つ以上のオリゴマー化合物を含みうる。実施形態では、追加のオリゴマー化合物は、ウレタンアクリレートオリゴマー、または１つ以上の脂肪族ウレタン基を含むウレタンアクリレートオリゴマー、または単一のウレタン基を含むウレタンアクリレートオリゴマー、または単一の脂肪族ウレタン基を含むウレタンアクリレートオリゴマーを含む。ある実施形態では、ウレタン基は、イソシアネート基とアルコール基との反応から形成される。
【００８８】
ある実施形態では、追加のオリゴマー化合物は、アクリレート末端オリゴマーを含む。例示的なアクリレート末端オリゴマーとしては、ＢＲ３７３１、ＢＲ３７４１、ＢＲ５８２、およびＫＷＳ４１３１（Ｄｙｍａｘ  Ｏｌｉｇｏｍｅｒｓ  ＆  Ｃｏａｔｉｎｇｓ社から利用可能）；ポリエーテルウレタンアクリレートオリゴマー（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ社から入手可能なＣＮ９８６）；ポリエステルウレタンアクリレートオリゴマー（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ社から入手可能なＣＮ９６６およびＣＮ９７３、およびＤｙｍａｘ  Ｏｌｉｇｏｍｅｒｓ  ＆  Ｃｏａｔｉｎｇｓ社から入手可能なＢＲ７４３２）；ポリエーテルアクリレートオリゴマー（例えば、Ｒａｈｎ  ＡＧ社から入手可能なＧＥＮＯＭＥＲ３４５６）；およびポリエステルアクリレートオリゴマー（例えば、Ｃｙｔｅｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．社から入手可能なＥＢＥＣＲＹＬ８０、５８４および６５７）が挙げられる。他のオリゴマーは、その開示全体がここに参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許第４，６０９，７１８号；同第４，６２９，２８７号；および同第４，７９８，８５２号の各明細書に記載されている。
【００８９】
ある実施形態では、追加のオリゴマー化合物は、約４０００ｇ／モル以の数平均分子量（Ｍｎ）を有するソフトブロックを含む。オリゴマーの例は、その開示全体がここに参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２００３／０１２３８３９号明細書に記載されている。これらのオリゴマーは、可撓性骨格、低多分散度を有し、及び／又は、低架橋密度の硬化したコーティングをもたらす。
【００９０】
コーティング組成物のオリゴマーの全含有量は、約５質量％〜約９５質量％、または約２５質量％〜約６５質量％、または約３５質量％〜約５５質量％である。コーティング組成物のオリゴマー成分は、全体的に、好ましくは、本開示に従うオリゴマー材料を含む。コーティング組成物のオリゴマー成分は、本開示に従うオリゴマー材料に加えて、任意選択的に１種以上のオリゴマーを含みうる。
【００９１】
コーティング組成物のモノマー成分は、オリゴマーと適合するように、低粘度配合物をするように、及び／又は、コーティングの物理的又は化学的特性に影響を及ぼすように、選択される。ある実施形態では、モノマーは、ゲル化時間が短縮された硬化性組成物、及び／又は低ヤング率を有する硬化生成物を提供するように選択される。コーティング組成物は、単一のモノマーまたはモノマーの組合せを含む。モノマーとしては、エチレン性不飽和化合物、エトキシル化アクリレート、エトキシル化アルキルフェノールモノアクリレート、プロピレンオキシドアクリレート、ｎ‐プロピレンオキシドアクリレート、イソプロピレンオキシドアクリレート、単官能アクリレート、単官能脂肪族エポキシアクリレート、多官能アクリレート、多官能脂肪族エポキシアクリレート、およびそれらの合せが挙げられる。
【００９２】
実施形態では、コーティング組成物のモノマー成分は、一般式Ｒ２‐Ｒ１‐Ｏ‐（ＣＨ２ＣＨ３ＣＨ‐Ｏ）ｑ‐ＣＯＣＨ＝ＣＨ２を有する化合物を含み、ここで、Ｒ１およびＲ２は、脂肪族、芳香族、または両方の混合物であり、ｑ＝１〜１０、またはＲ１‐Ｏ‐（ＣＨ２ＣＨ３ＣＨ‐Ｏ）ｑ‐ＣＯＣＨ＝ＣＨ２であり、Ｒ１は脂肪族または芳香族であり、ｑ＝１〜１０である。代表例としては、ラウリルアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．社から入手可能なＳＲ３３５、ＢＡＳＦ社から入手可能なＡＧＥＦＬＥＸ  ＦＡ１２、およびＩＧＭ  Ｒｅｓｉｎｓ社から入手可能なＰＨＯＴＯＭＥＲ４８１２）、エトキシル化ノニルフェノールアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．社から入手可能なＳＲ５０４、およびＩＧＭ  Ｒｅｓｉｎｓ社から入手可能なＰＨＯＴＯＭＥＲ４０６６）、カプロラクトンアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．社から入手可能なＳＲ４９５、およびＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から入手可能なＴＯＮＥ  Ｍ−１００）、フェノキシエチルアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．社から入手可能なＳＲ３３９、ＢＡＳＦ社から入手可能なＡＧＥＦＬＥＸ  ＰＥＡ、およびＩＧＭ  Ｒｅｓｉｎｓ社から入手可能なＰＨＯＴＯＭＥＲ４０３５）、イソオクチルアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．社から入手可能なＳＲ４４０、およびＢＡＳＦ社から入手可能なＡＧＥＦＬＥＸ  ＦＡ８）、トリデシルアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．社から入手可能なＳＲ４８９）、イソボルニルアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．社から入手可能なＳＲ５０６、およびＣＰＳ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．社から入手可能なＡＧＥＦＬＥＸ  ＩＢＯＡ）、テトラヒドロフルフリルアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．社から入手可能なＳＲ２８５）、ステアリルアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．社から入手可能なＳＲ２５７）、イソデシルアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｉｎｃ．社から入手可能なＳＲ３９５、およびＢＡＳＦ社から入手可能なＡＧＥＦＬＥＸ  ＦＡ１０）、アクリル酸２−（２−エトキシエトキシ）エチル（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｉｎｃ．社から入手可能なＳＲ２５６）、エポキシアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ社から入手可能なＣＮ１２０、および、Ｃｙｔｅｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ  Ｉｎｃ．社から入手可能なＥＢＥＣＲＹＬ３２０１および３６０４）、ラウリルオキシグリシジルアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ社から入手可能なＣＮ１３０）、およびフェノキシグリシジルアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ社から入手可能なＣＮ１３１）などのエチレン性不飽和モノマー、並びにそれらの組合せが挙げられる。
【００９３】
幾つかの実施形態では、コーティング組成物のモノマー成分は、多官能性（メタ）アクリレートを含む。本明細書で用いられる場合、用語「（メタ）アクリレート」とは、アクリレートまたはメタクリレートを意味する。多官能性（メタ）アクリレートは、１分子あたり２つ以上の重合可能な（メタ）アクリレート部分、または１分子あたり３つ以上の重合可能な（メタ）アクリレート部分を有する（メタ）アクリレートである。多官能性（メタ）アクリレートの例としては、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート（例えば、ＩＧＭ  Ｒｅｓｉｎｓ社から入手可能なＰＨＯＴＯＭＥＲ４３９９）；トリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート（例えば、ＩＧＭ  Ｒｅｓｉｎｓ社のＰＨＯＴＯＭＥＲ４３５５）など、アルコキシル化を有するおよび有しないメチロールプロパンポリアクリレート；３つ以上のプロポキシル化を有するプロポキシル化グリセリルトリアクリレート（例えば、ＩＧＭ  Ｒｅｓｉｎｓ社のＰＨＯＴＯＭＥＲ４０９６）などのアルコキシル化グリセリルトリアクリレート；並びに、ペンタエリスリトールテトラアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｉｎｃ．社（米国ペンシルバニア州ウエストチェスター所在）から入手可能なＳＲ２９５）、エトキシル化ペンタエリスリトールテトラアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．社のＳＲ４９４）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（例えば、ＩＧＭ  Ｒｅｓｉｎｓ社のＰＨＯＴＯＭＥＲ４３９９、およびＳａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．社のＳＲ３９９）、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロポキシル化ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、テトラプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタプロピレングリコールジ（メタ）アクリレートなどのアルコキシル化を有するおよび有しないエリトリトールポリアクリレートが挙げられる。ある実施形態では、多官能性（メタ）アクリレートは、０．０５〜１５質量％、または０．１〜１０質量％の濃度で一次硬化性組成物中に存在する。
【００９４】
ある実施形態では、コーティング組成物のモノマー成分は、Ｎ−ビニルラクタム、またはＮ−ビニルピロリジノン、またはＮ−ビニルカプロラクタムなどのＮ−ビニルアミドを含み、ここで、Ｎ−ビニルアミドモノマーは、０．１〜４０質量％、または２〜１０質量％の濃度で存在する。
【００９５】
ある実施形態では、コーティング組成物は、１つ以上の単官能（メタ）アクリレートモノマーを、５〜９５質量％、または３０〜７５質量％、または４０〜６５質量％の量で含む。別の実施形態では、コーティング組成物は、１つ以上の単官能脂肪族エポキシアクリレートモノマーを、５〜４０質量％、または１０〜３０質量％の量で含みうる。
【００９６】
ある実施形態では、コーティング組成物のモノマー成分は、ヒドロキシ官能モノマーを含む。ヒドロキシ官能モノマーは、（メタ）アクリレートなど、他の反応官能性に加えてペンダントヒドロキシ部分を有するモノマーである。ペンダントヒドロキシル基を含むヒドロキシ官能モノマーの例としては、カプロラクトンアクリレート（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社からＴＯＮＥ  Ｍ−１００として入手可能）；ポリ（エチレングリコール）モノアクリレート、ポリ（プロピレングリコール）モノアクリレート、およびポリ（テトラメチレングリコール）モノアクリレートなどのポリ（アルキレングリコール）モノ（メタ）アクリレート（それぞれ、Ｍｏｎｏｍｅｒ，  Ｐｏｌｙｍｅｒ  ＆  Ｄａｊａｃ  Ｌａｂｓ社から入手可能）；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、および４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート（それぞれ、Ａｌｄｒｉｃｈ社から入手可能）が挙げられる。
【００９７】
ある実施形態では、ヒドロキシ官能モノマーは、光ファイバへのコーティングの接着を改善するのに十分な量で存在する。ヒドロキシ官能モノマーは、約０．１質量％〜約２５質量％の量、または約５質量％〜約８質量％の量でコーティング組成物中に存在する。ヒドロキシ官能モノマーの使用により、光ファイバへの一次コーティングの適切な接着に必要な接着促進剤の量を減らすことができる。ヒドロキシ官能モノマーの使用により、コーティングの親水性も増大させる傾向がありうる。ヒドロキシ官能モノマーは、その開示全体がここに参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許第６，５６３，９９６号明細書により詳細に記載されている。
【００９８】
異なる実施形態では、コーティング組成物の総モノマー含有量は、約５質量％〜約９５質量％、または約３０質量％〜約７５質量％、または約４０質量％〜約６５質量％である。
【００９９】
幾つかの実施形態では、コーティング組成物は、５〜９５質量％、または２５〜６５質量％、または３５〜５５質量％の量の本開示に従うオリゴマー材料と組み合わせて、Ｎ−ビニルアミドモノマーを、０．１〜４０質量％または２〜１０質量％の濃度で含む。
【０１００】
幾つかの実施形態では、コーティング組成物は、約５〜９５質量％の量の１つ以上の単官能（メタ）アクリレートモノマー；約０．１〜４０質量％の量のＮ−ビニルアミドモノマー；および、約５〜９５質量％の量の本開示に従うオリゴマー材料を含む。
【０１０１】
幾つかの実施形態では、コーティング組成物は、約４０〜６５質量％の量の１つ以上の単官能（メタ）アクリレートモノマー；約２〜１０質量％の量のＮ−ビニルアミドモノマー；および、約３５〜６０質量％の量の本開示に従うオリゴマー材料を含みうる。
【０１０２】
幾つかの実施形態では、コーティング組成物はまた、１つ以上の重合開始剤および１つ以上の添加剤も含みうる。
【０１０３】
重合開始剤は、コーティングを形成するためのコーティング組成物の硬化に関連した重合プロセスの開始を容易にする。重合開始剤としては、熱開始剤、化学開始剤、電子線開始剤、および光開始剤が挙げられる。光開始剤としては、ケトン系光開始添加剤および／またはホスフィンオキシド添加剤が挙げられる。本開示のコーティングの光形成に使用する場合、光開始剤は、迅速な放射線硬化を可能にするのに十分な量で存在する。硬化放射線の波長は、赤外線、可視光線、または紫外線である。
【０１０４】
代表的な光開始剤としては、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（例えば、ＢＡＳＦ社から入手可能なＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４））；ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルホスフィンオキシド（例えば、ＢＡＳＦ社から入手可能な市販ブレンドＩＲＧＡＣＵＲＥ１８００、１８５０、および１７００）；２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン（例えば、ＢＡＳＦ社から入手可能なＩＲＧＡＣＵＲＥ６５１）；ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド（ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９）；（２，４，６‐トリメチルベンゾイル）ジフェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦ社（ドイツ国ミュンヘン所在）から入手可能なＬｕｃｉｒｉｎ  ＴＰＯ）；エトキシ（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦ社のＬｕｃｉｒｉｎ  ＴＰＯ−Ｌ）；およびそれらの組合せが挙げられる。
【０１０５】
コーティング組成物は、単一の光開始剤または２つ以上の光開始剤の組合せを含む。コーティング組成物の光開始剤の合計含有量は、最大で約１０質量％、または約０．５質量％〜約６質量％である。
【０１０６】
（一または複数の）モノマー、（一または複数の）オリゴマー、及び／又は（一または複数の）オリゴマー材料、並びに（一または複数の）重合開始剤に加えて、コーティング組成物は、任意選択的には、１種以上の添加剤を含む。添加剤としては、接着促進剤、強度添加剤、酸化防止剤、触媒、安定剤、蛍光増白剤、特性向上添加剤、アミン相乗剤、ワックス、滑剤、および／またはスリップ剤が挙げられる。幾つかの添加剤は、重合プロセスを制御するように作用し、それによってコーティング組成物から形成される重合生成物の物理的性質（例えば、弾性率、ガラス転移温度）に影響を与える。他の添加剤は、コーティング組成物の硬化生成物の一体性に影響を与える（例えば、解重合または酸化劣化から保護する）。
【０１０７】
接着促進剤とは、一次コーティングおよび／または一次組成物のガラス（例えば、ガラスファイバのクラッド部分）への接着を容易にする化合物である。適切な接着促進剤としては、アルコキシシラン、メルカプト官能性シラン、有機チタネート、およびジルコネートが挙げられる。代表的な接着促進剤としては、３−メルカプトプロピル−トリアルコキシシラン（例えば、Ｇｅｌｅｓｔ社（米国ペンシルバニア州タリータウン所在）から入手可能な３−メルカプトプロピル−トリメトキシシラン）；ビス（トリアルコキシシリル−エチル）ベンゼン；アクリロキシプロピルトリアルコキシシラン（例えば、Ｇｅｌｅｓｔ社から入手可能な（３−アクリロキシプロピル）−トリメトキシシラン）、メタクリロキシプロピルトリアルコキシシラン、ビニルトリアルコキシシラン、ビス（トリアルコキシシリルエチル）ヘキサン、アリルトリアルコキシシラン、スチリルエチルトリアルコキシシラン、およびビス（トリメトキシシリルエチル）ベンゼン（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社（米国ペンシルバニア州ブリストル所在）から入手可能）などのメルカプトアルキルシランまたはメルカプトアルコキシシランが挙げられる；その開示全体がここに参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許第６，３１６，５１６号明細書を参照されたい。
【０１０８】
接着促進剤は、コーティング組成物中に、０．０２質量％〜１０．０質量％、または０．０５質量％〜４．０質量％、または０．１質量％〜４．０質量％、または０．１質量％〜３．０質量％、または０．１質量％および２．０質量％、または０．１質量％〜１．０質量％、または０．５質量％および４．０質量％、または０．５質量％〜３．０質量％、または０．５質量％および２．０質量％、または０．５質量％〜１．０質量％の量で存在する。
【０１０９】
代表的な強度添加剤としては、Ｎ−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル−Ｌ−システインメチルエステル、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）、（３−メルカプトプロピル）−トリメトキシシランなどのメルカプト官能性化合物；（３−メルカプトプロピル）トリメトキシシラン、およびドデシルメルカプタンが挙げられる。強度添加剤は、コーティング組成物中に、約１質量％未満の量、または約０．５質量％未満の量、または約０．０１質量％〜約０．１質量％の量で存在しうる。
【０１１０】
代表的な酸化防止剤は、チオジエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）−４−ヒドロキシ−フェニル）プロピオネート］（例えば、ＢＡＳＦ社から入手可能なＩＲＧＡＮＯＸ１０３５）である。
【０１１１】
代表的な蛍光増白剤としては、ＴＩＮＯＰＡＬ  ＯＢ（ＢＡＳＦ社から入手可能）；Ｂｌａｎｋｏｐｈｏｒ  ＫＬＡ（Ｂａｙｅｒ社から入手可能）；ビスベンゾオキサゾール化合物；フェニルクマリン化合物；およびビス（スチリル）ビフェニル化合物が挙げられる。ある実施形態では、蛍光増白剤は、０．００５質量％〜０．３質量％の濃度でコーティング組成物中に存在する。
【０１１２】
代表的なアミン相乗剤としては、トリエタノールアミン；１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ＤＡＢＣＯ社）、トリエチルアミン、およびメチルジエタノールアミンが挙げられる。ある実施形態では、アミン相乗剤は、０．０２質量％〜０．５質量％の濃度で存在する。
【０１１３】
コーティング組成物の硬化によって、製造中またはその後の加工若しくは取扱い中の欠陥形成に対する耐性が増加した硬化生成物またはコーティングが得られる。以下により詳細に記載されるように、本開示は、高い引裂強度および／または高い臨界応力を有するコーティングが、ファイバの加工および取扱い中の欠陥形成に対してより耐性があることを実証する。高い引裂強度および／または高い臨界応力を有するコーティングは、従来技術において記載されてきたが、このようなコーティングはまた、高いヤング率も示し、光ファイバ用のコーティングとして用いた場合に、本発明にかかるコーティングの優れたマイクロベンド性能を提供できない。対照的に、本開示のコーティングは、低いヤング率と高い引き裂き強度および／または高い臨界応力とを組み合わせ、したがって一次ファイバコーティングにとって望ましい性能特性を提供する。
【０１１４】
引裂強度（Ｇｃ）は、コーティングが張力下にあるときに、コーティングを破壊するのに必要とされる力に関連する。この技法は、以下により十分に説明されており、この技法を用いて、引裂強度を式（１）から計算することができる：
【０１１５】
【数１】
2020513469.tif 000018
【０１１６】
ここで、Ｆ破断は破断力であり、ｂはスリットの長さであり、ｄは膜厚であり、Ｂは試験片の幅である。Ｂおよびｂは、以下に示す値を有する機器パラメータである。Ｓは、０．０５％および２％の伸度での応力から計算されたセグメント弾性率であり、Ｃは、引裂強度の決定のために本明細書で用いられる技術について以下のように定義される、試料幾何学因子である：
【０１１７】
【数２】
2020513469.tif 000019
【０１１８】
コーティングの臨界応力は、コーティングの凝集力を表し、凝集破壊の前にコーティングが耐えることができる応力の大きさに対応する。臨界応力は、所与のサイズの欠陥キャビティを拡大するのに必要とされる引張応力に対応し、欠陥キャビティの拡大時に放出されるエネルギーの割合と、欠陥キャビティの拡大の結果として生じるコーティングにおける表面裂け目の形成に必要とされるエネルギーの割合とのバランスを反映する。臨界応力を超える応力では、欠陥キャビティの拡大時のエネルギーの放出速度は、表面裂け目の形成に必要とされるエネルギーの速度を超え、亀裂の伝播が自然に起こる。臨界応力は、コーティングの機械的特性、特にコーティングのヤング率（Ｅ）と引裂強度（Ｇｃ）の影響を受ける。比Ｇｃ／Ｅｒ０＜＜１である限界では、コーティング臨界応力（σｃ）は、次式によって与えられる：
【０１１９】
【数３】
2020513469.tif 000020
【０１２０】
ここで、Ｇｃはコーティングの引き裂き強度であり、Ｅはコーティングのヤング率であり、ｒ０はコーティングの欠陥キャビティのサイズである。コーティング中の欠陥キャビティの存在は、延伸時の冷却中に誘発される熱応力と、加工中のファイバのスクリーニング中に誘発される機械的応力との結果である。当技術分野で典型的なファイバコーティングの観察に基づくこの説明の目的では、欠陥キャビティは球形を有すると仮定され、ここで、ｒ０は球の半径に対応し、１０μｍに等しい。式（３）は、比Ｇｃ／Ｅｒ０＜＜１の極限では、臨界応力が、指数０．５のべき乗則の式に従って、コーティングのヤング率と引裂強度の両方の影響を受けることを示している。
【０１２１】
式（４）および（５）は、比Ｇｃ／Ｅｒ０の全範囲にわたって臨界応力を推定するために用いられる式を提供する：
【０１２２】
【数４】
2020513469.tif 000021
【０１２３】
【数５】
2020513469.tif 000022
【０１２４】
ここで、λ＞１は変形キャビティ表面の伸縮率である。大きい伸縮率λの限界において、式（５）は比：
【０１２５】
【数６】
2020513469.tif 000023
【０１２６】
を示し、式（４）は、臨界応力が以下のようになることを示している：
【０１２７】
【数７】
2020513469.tif 000024
【０１２８】
式（８）は、
【０１２９】
【数８】
2020513469.tif 000025
【０１３０】
の限界において、臨界応力σｃが引裂強度Ｇｃとは無関係になり、ヤング率Ｅのみに依存することを示している。
【０１３１】
図１は、対数目盛における、σｃ／ＥのＧｃ／Ｅｒ０に対する依存性を示している。トレース１０は、式（４）および（５）で表される一般的な依存関係を示している。トレース２０は式（３）で表される限界事例を示しており、トレース３０は式（８）で表される限界事例を示している。
【０１３２】
式（３）〜（５）および図１は、臨界応力を増加させるためには、高い値の比Ｇｃ／ＥおよびＧｃ／Ｅｒを有するコーティングを得ることが必要であることを示唆している。本開示のオリゴマー材料を含むコーティング組成物を用いて、これらの比を変化させることができ、以下の実施例に示されるように、小さい値のヤング率についてさえも高い値の臨界応力を得ることが可能になる。全体的な結果は、ファイバが、該ファイバの延伸およびスクリーニングのプロセス中に生じる応力を受けたときに欠陥形成および凝集破壊に対する高い耐性とともに優れたマイクロベンド特性を提供するファイバコーティングである。
【０１３３】
さまざまな実施形態では、本開示に従うオリゴマー材料を含むコーティング組成物から調製したコーティングまたは硬化生成物は、以下の実施例に記載される調製および試験手順に従ってフィルムとして構成した場合に、１．０Ｍｐａ未満、または０．８ＭＰａ未満、または０．７ＭＰａ未満、または０．６ＭＰａ未満、または０．５ＭＰａ未満、または０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲、または０．３ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲、または０．４５ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲、または０．２ＭＰａ〜０．９ＭＰａの範囲、または０．３ＭＰａ〜０．８ＭＰａの範囲のヤング率（Ｅ）を有する。
【０１３４】
さまざまな実施形態では、本開示に従うオリゴマー材料を含むコーティング組成物から調製したコーティングまたは硬化生成物は、下記実施例に記載される手順に従ってフィルムとして構成した場合に、少なくとも３０Ｊ／ｍ２、または少なくとも３５Ｊ／ｍ２、または少なくとも４０Ｊ／ｍ２、または少なくとも４５Ｊ／ｍ２、または少なくとも５０Ｊ／ｍ２、または少なくとも５５Ｊ／ｍ２、または３０Ｊ／ｍ２〜７０Ｊ／ｍ２の範囲、または３５Ｊ／ｍ２〜６５Ｊ／ｍ２の範囲、または４０Ｊ／ｍ２〜６０Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度（Ｇｃ）を有する。
【０１３５】
さまざまな実施形態では、本開示に従うオリゴマー材料を含むコーティング組成物から調製したコーティングまたは硬化生成物は、ｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズ、並びに、下記実施例に記載される手順に従って決定されるヤング率および引裂強度について、式（４）および（５）で計算して、少なくとも０．４０ＭＰａ、または少なくとも０．４５ＭＰａ、または少なくとも０．５０ＭＰａ、または少なくとも０．５５ＭＰａ、または少なくとも０．６０ＭＰａ、または０．４０ＭＰａ〜０．７５ＭＰａの範囲、または０．４５ＭＰａ〜０．７０ＭＰａの範囲、または０．４５ＭＰａ〜０．６５ＭＰａの範囲、または０．５０ＭＰａ〜０．６５ＭＰａの範囲の臨界応力（σｃ）を有する。
【０１３６】
さまざまな実施形態では、本開示に従うオリゴマー材料を含むコーティング組成物から調製したコーティングまたは硬化生成物は、少なくとも５０μｍ、少なくとも６０μｍ、または少なくとも７５μｍ、または少なくとも１００μｍ、または少なくとも１２５μｍ、または少なくとも１５０μｍ、または５０μｍ〜２００μｍの範囲、または６０μｍ〜１７５μｍの範囲、または７０μｍ〜１５０μｍの範囲、または８０μｍ〜１３０μｍの範囲の引裂強度のヤング率に対する比（Ｇｃ／Ｅ）を有し、ここで、引裂強度およびヤング率は、下記実施例に記載される手順に従って決定される。
【０１３７】
本開示に従うオリゴマー材料を含むコーティング組成物から調製したコーティングまたは硬化生成物は、ｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも５．０μｍ、少なくとも６．０μｍ、または少なくとも７．５μｍ、または少なくとも１０．０μｍ、または少なくとも１２．５μｍ、または少なくとも１５．０μｍ、または５．０μｍ〜２０．０μｍの範囲、または６．０μｍ〜１７．５μｍの範囲、または７．０μｍ〜１５．０μｍの範囲、または８．０μｍ〜１３．０μｍの範囲の比（Ｇｃ／Ｅｒ０）を有し、ここで、引裂強度およびヤング率は、下記実施例に記載される手順に従って決定される。
【０１３８】
さまざまな実施形態では、本開示に従うオリゴマー材料を含むコーティング組成物から調製したコーティングまたは硬化生成物は、少なくとも３５Ｊ／ｍ２の引裂強度で１．０ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも３５Ｊ／ｍ２の引裂強度で０．８ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも３５Ｊ／ｍ２の引裂強度で０．６ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも３５Ｊ／ｍ２の引裂強度で０．５ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも４５Ｊ／ｍ２の引裂強度で１．０ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも４５Ｊ／ｍ２の引裂強度で０．８ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも４５Ｊ／ｍ２の引裂強度で０．６ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも４５Ｊ／ｍ２の引裂強度で０．５ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも５５Ｊ／ｍ２の引裂強度で１．０ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも５５Ｊ／ｍ２の引裂強度で０．８ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも５５Ｊ／ｍ２の引裂強度で０．６ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも５５Ｊ／ｍ２の引裂強度で０．５ＭＰａ未満のヤング率を有し、ここで、引裂強度およびヤング率は、下記実施例に記載される手順に従って決定される。
【０１３９】
さまざまな実施形態では、本開示に従うオリゴマー材料を含むコーティング組成物から調製したコーティングまたは硬化生成物は、３５Ｊ／ｍ２〜７５Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度で０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲のヤング率、または３５Ｊ／ｍ２〜７５Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度で０．４５ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲のヤング率、または３５Ｊ／ｍ２〜７５Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度で０．３ＭＰａ〜０．８ＭＰａの範囲のヤング率、または４５Ｊ／ｍ２〜７０Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度で０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲のヤング率、または４５Ｊ／ｍ２〜７０Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度で０．４５ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲のヤング率、または４５Ｊ／ｍ２〜７０Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度で０．３ＭＰａ〜０．８ＭＰａの範囲のヤング率、または５０Ｊ／ｍ２〜６５Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度で０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲のヤング率、または５０Ｊ／ｍ２〜６５Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度で０．４５ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲のヤング率、または５０Ｊ／ｍ２〜６５Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度で０．３ＭＰａ〜０．８ＭＰａの範囲のヤング率を有し、ここで、引裂強度およびヤング率は、下記実施例に記載される手順に従って決定される。
【０１４０】
さまざまな実施形態では、本開示に従うオリゴマー材料を含むコーティング組成物から調製したコーティングまたは硬化生成物は、少なくとも５０μｍの比Ｇｃ／Ｅで１．０Ｍｐａ未満のヤング率、または少なくとも７５μｍの比Ｇｃ／Ｅで１．０ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも１００μｍの比Ｇｃ／Ｅで１．０ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも５０μｍの比Ｇｃ／Ｅで０．８ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも７５μｍの比Ｇｃ／Ｅで０．８ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも１００μｍの比Ｇｃ／Ｅで０．８ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも５０μｍの比Ｇｃ／Ｅで０．６ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも７５μｍの比Ｇｃ／Ｅで０．６ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも１００μｍの比Ｇｃ／Ｅで０．６ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも５０μｍの比Ｇｃ／Ｅで０．５ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも７５μｍの比Ｇｃ／Ｅで０．５ＭＰａ未満のヤング率、または少なくとも１００μｍの比Ｇｃ／Ｅで０．５ＭＰａ未満のヤング率を有し、ここで、引裂強度およびヤング率は、下記実施例に記載される手順に従って決定される。
【０１４１】
さまざまな実施形態では、本開示に従うオリゴマー材料を含むコーティング組成物から調製したコーティングまたは硬化生成物は、５０μｍ〜２００μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅで０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲のヤング率、または６０μｍ〜１７５μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅで０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲のヤング率、または８０μｍ〜１３０μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅで０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲のヤング率、または５０μｍ〜２００μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅで０．４５ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲のヤング率、または６０μｍ〜１７５μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅで０．４５ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲のヤング率、または８０μｍ〜１３０μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅで０．４５ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲のヤング率、５０μｍ〜２００μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅで０．３ＭＰａ〜０．８ＭＰａの範囲のヤング率、または６０μｍ〜１７５μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅで０．３ＭＰａ〜０．８ＭＰａの範囲のヤング率、または８０μｍ〜１３０μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅで０．３ＭＰａ〜０．８ＭＰａの範囲のヤング率を有し、ここで、引裂強度およびヤング率は、下記実施例に記載される手順に従って決定される。
【０１４２】
さまざまな実施形態では、本開示に従うオリゴマー材料を含むコーティング組成物から調製したコーティングまたは硬化生成物は、少なくとも５０μｍの比Ｇｃ／Ｅで少なくとも３５Ｊ／ｍ２の引裂強度、または少なくとも７５μｍの比Ｇｃ／Ｅで少なくとも３５Ｊ／ｍ２の引裂強度、または少なくとも１００μｍの比Ｇｃ／Ｅで少なくとも３５Ｊ／ｍ２の引裂強度、または少なくとも５０μｍの比Ｇｃ／Ｅで少なくとも４５Ｊ／ｍ２の引裂強度、または少なくとも７５μｍの比Ｇｃ／Ｅで少なくとも４５Ｊ／ｍ２の引裂強度、または少なくとも１００μｍの比Ｇｃ／Ｅで少なくとも４５Ｊ／ｍ２の引裂強度、少なくとも５０μｍの比Ｇｃ／Ｅで少なくとも５５Ｊ／ｍ２の引裂強度、または少なくとも７５μｍの比Ｇｃ／Ｅで少なくとも５５Ｊ／ｍ２の引裂強度、または少なくとも１００μｍの比Ｇｃ／Ｅで少なくとも５５Ｊ／ｍ２の引裂強度を有し、ここで、引裂強度およびヤング率は、下記実施例に記載される手順に従って決定される。
【０１４３】
さまざまな実施形態では、本開示に従うオリゴマー材料を含むコーティング組成物から調製したコーティングまたは硬化生成物は、５０μｍ〜２００μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅで３５Ｊ／ｍ２〜７５Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度、または６０μｍ〜１７５μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅで３５Ｊ／ｍ２〜７５Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度、または８０μｍ〜１３０μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅで３５Ｊ／ｍ２〜７５Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度、または５０μｍ〜２００μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅで４５Ｊ／ｍ２〜７０Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度、または６０μｍ〜１７５μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅで４５Ｊ／ｍ２〜７０Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度、または８０μｍ〜１３０μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅで４５Ｊ／ｍ２〜７０Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度、または５０μｍ〜２００μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅで５０Ｊ／ｍ２〜６５Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度、または６０μｍ〜１７５μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅで５０Ｊ／ｍ２〜６５Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度、または８０μｍ〜１３０μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅで５０Ｊ／ｍ２〜６５Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度を有し、ここで、引裂強度およびヤング率は、下記実施例に記載される手順に従って決定される。
【０１４４】
さまざまな実施形態では、本開示に従うオリゴマー材料を含むコーティング組成物から調製したコーティングまたは硬化生成物は、ｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．４０ＭＰａの臨界応力で、１．０ＭＰａ未満のヤング率；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．５０ＭＰａの臨界応力で、１．０ＭＰａ未満のヤング率；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．６０ＭＰａの臨界応力で、１．０ＭＰａ未満のヤング率；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．４０ＭＰａの臨界応力で、０．８ＭＰａ未満のヤング率；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．５０ＭＰａの臨界応力で、０．８ＭＰａ未満のヤング率；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．６０ＭＰａの臨界応力で、０．８ＭＰａ未満のヤング率；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．４０ＭＰａの臨界応力で、０．６ＭＰａ未満のヤング率；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．５０ＭＰａの臨界応力で、０．６ＭＰａ未満のヤング率；ｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．６０ＭＰａの臨界応力で、０．６Ｍｐａ未満のヤング率；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．４０ＭＰａの臨界応力で、０．５ＭＰａ未満のヤング率；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．５０ＭＰａの臨界応力で、０．５ＭＰａ未満のヤング率；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．６０ＭＰａの臨界応力で、０．５ＭＰａ未満のヤング率を有し、ここで、引裂強度およびヤング率は、下記実施例に記載される手順に従って決定される。
【０１４５】
さまざまな実施形態では、本開示に従うオリゴマー材料を含むコーティング組成物から調製したコーティングまたは硬化生成物は、ｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．４０ＭＰａ〜０．７５ＭＰａの範囲の臨界応力で、０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲のヤング率；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．４５ＭＰａ〜０．７０ＭＰａの範囲の臨界応力で、０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲のヤング率；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．５０ＭＰａ〜０．６５ＭＰａの範囲の臨界応力で、０．１ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲のヤング率；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．４０ＭＰａ〜０．７５ＭＰａの範囲の臨界応力で、０．４５ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲のヤング率；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．４５ＭＰａ〜０．７０ＭＰａの範囲の臨界応力で、０．４５ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲のヤング率；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．５０ＭＰａ〜０．６５ＭＰａの範囲の臨界応力で、０．４５ＭＰａ〜１．０ＭＰａの範囲のヤング率；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．４０ＭＰａ〜０．７５ＭＰａの範囲の臨界応力で、０．３ＭＰａ〜０．８ＭＰａの範囲のヤング率；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．４５ＭＰａ〜０．７０ＭＰａの範囲の臨界応力で、０．３ＭＰａ〜０．８ＭＰａの範囲のヤング率；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．５０ＭＰａ〜０．６５ＭＰａの範囲の臨界応力で、０．３ＭＰａ〜０．８ＭＰａの範囲のヤング率を有し、ここで、引裂強度およびヤング率は、下記実施例に記載される手順に従って決定される。
【０１４６】
さまざまな実施形態では、本開示に従うオリゴマー材料を含むコーティング組成物から調製したコーティングまたは硬化生成物は、ｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．４０ＭＰａの臨界応力で、少なくとも３５Ｊ／ｍ２の引裂強度；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．５０ＭＰａの臨界応力で、少なくとも３５Ｊ／ｍ２の引裂強度；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．６０ＭＰａの臨界応力で、少なくとも３５Ｊ／ｍ２の引裂強度；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．４０ＭＰａの臨界応力で、少なくとも４５Ｊ／ｍ２の引裂強度；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．５０ＭＰａの臨界応力で、少なくとも４５Ｊ／ｍ２の引裂強度；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．６０ＭＰａの臨界応力で、少なくとも４５Ｊ／ｍ２の引裂強度；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．４０ＭＰａの臨界応力で、少なくとも５５Ｊ／ｍ２の引裂強度；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．５０ＭＰａの臨界応力で、少なくとも５５Ｊ／ｍ２の引裂強度；ｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．６０ＭＰａの臨界応力で、少なくとも５５Ｊ／ｍ２の引裂強度を有し、ここで、引裂強度およびヤング率は、下記実施例に記載される手順に従って決定される。
【０１４７】
さまざまな実施形態では、本開示に従うオリゴマー材料を含むコーティング組成物から調製したコーティングまたは硬化生成物は、ｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．４０ＭＰａ〜０．７５ＭＰａの範囲の臨界応力で、３５Ｊ／ｍ２〜７５Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．４５ＭＰａ〜０．７０ＭＰａの範囲の臨界応力で、３５Ｊ／ｍ２〜７５Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．５０ＭＰａ〜０．６５ＭＰａの範囲の臨界応力で、３５Ｊ／ｍ２〜７５Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．４０ＭＰａ〜０．７５ＭＰａの範囲の臨界応力で、４５Ｊ／ｍ２〜７０Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．４５ＭＰａ〜０．７０ＭＰａの範囲の臨界応力で、４５Ｊ／ｍ２〜７０Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．５０ＭＰａ〜０．６５ＭＰａの範囲の臨界応力で、４５Ｊ／ｍ２〜７０Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．４０ＭＰａ〜０．７５ＭＰａの範囲の臨界応力で、５０Ｊ／ｍ２〜６５Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．４５ＭＰａ〜０．７０ＭＰａの範囲の臨界応力で、５０Ｊ／ｍ２〜６５Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．５０ＭＰａ〜０．６５ＭＰａの範囲の臨界応力で、５０Ｊ／ｍ２〜６５Ｊ／ｍ２の範囲の引裂強度を有し、ここで、引裂強度およびヤング率は、下記実施例に記載される手順に従って決定される。
【０１４８】
さまざまな実施形態では、本開示に従うオリゴマー材料を含むコーティング組成物から調製したコーティングまたは硬化生成物は、ｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．４０ＭＰａの臨界応力で、少なくとも５０μｍの比Ｇｃ／Ｅ；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．５０ＭＰａの臨界応力で、少なくとも５０μｍの比Ｇｃ／Ｅ；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．６０ＭＰａの臨界応力で、少なくとも５０μｍの比Ｇｃ／Ｅ；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．４０ＭＰａの臨界応力で、少なくとも７５μｍの比Ｇｃ／Ｅ；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．５０ＭＰａの臨界応力で、少なくとも７５μｍの比Ｇｃ／Ｅ；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．６０ＭＰａの臨界応力で、少なくとも７５μｍの比Ｇｃ／Ｅ；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．４０ＭＰａの臨界応力で、少なくとも１００μｍの比Ｇｃ／Ｅ；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．５０ＭＰａの臨界応力で、少なくとも１００μｍの比Ｇｃ／Ｅ；ｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、少なくとも０．６０ＭＰａの臨界応力で、少なくとも１００μｍの比Ｇｃ／Ｅを有し、ここで、引裂強度およびヤング率は、下記実施例に記載される手順に従って決定される。
【０１４９】
さまざまな実施形態では、本開示に従うオリゴマー材料を含むコーティング組成物から調製したコーティングまたは硬化生成物は、ｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．４０ＭＰａ〜０．７５ＭＰａの範囲の臨界応力で、５０μｍ〜２００μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅ；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．４５ＭＰａ〜０．７０ＭＰａの範囲の臨界応力で、５０μｍ〜２００μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅ；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．５０ＭＰａ〜０．６５ＭＰａの範囲の臨界応力で、５０μｍ〜２００μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅ；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．４０ＭＰａ〜０．７５ＭＰａの範囲の臨界応力で、６０μｍ〜１７５μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅ；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．４５ＭＰａ〜０．７０ＭＰａの範囲の臨界応力で、６０μｍ〜１７５μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅ；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．５０ＭＰａ〜０．６５ＭＰａの範囲の臨界応力で、６０μｍ〜１７５μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅ；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．４０ＭＰａ〜０．７５ＭＰａの範囲の臨界応力で、８０μｍ〜１３０μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅ；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．４５ＭＰａ〜０．７０ＭＰａの範囲の臨界応力で、８０μｍ〜１３０μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅ；またはｒ０＝１０μｍの欠陥キャビティサイズについて、０．５０ＭＰａ〜０．６５ＭＰａの範囲の臨界応力で、８０μｍ〜１３０μｍの範囲の比Ｇｃ／Ｅを有し、ここで、引裂強度およびヤング率は、下記実施例に記載される手順に従って決定される。
【０１５０】
本開示は、本発明にかかるオリゴマー材料を含むコーティング組成物の硬化生成物でコーティングされた光ファイバに及ぶ。光ファイバは、低屈折率ガラスクラッド領域に取り囲まれた高屈折率ガラスコア領域を有するガラス導波路を含む。本発明にかかるコーティング組成物の硬化生成物として形成されるコーティングは、ガラスクラッドを取り囲む。本発明にかかるコーティング組成物の硬化生成物は、ファイバの一次コーティングとして機能しうる。ファイバは、二次コーティングを含みうる。ファイバは、コーティングが本発明にかかるコーティング組成物の硬化生成物として形成される場合に、コーティング中に欠陥を形成することなく、少なくとも２００ｋｐｓｉ（約１３７９ＭＰａ）のレベルでスクリーニングに耐えることができる。ファイバは、コーティングが本発明にかかるコーティング組成物の硬化生成物として形成される場合に、コーティング中に欠陥を形成することなく、少なくとも１００ｋｐｓｉ（約６８９ＭＰａ）のレベルで２つ以上のスクリーニングに耐えることができる。
【実施例】
【０１５１】
本開示に従うオリゴマー材料を含んだコーティング組成物から調製される幾つかの例示的なコーティングを調製し、試験した。試験には、ヤング率、引裂強度、および臨界応力の測定が含まれていた。オリゴマー材料の調製、コーティング組成物の成分の説明、オリゴマー材料およびコーティングを形成するために用いられる処理条件、試験方法論、並びに試験結果を以下に記載する。
【０１５２】
オリゴマー材料。コーティング組成物は、本明細書に開示される種類のオリゴマー材料を含んだ硬化性コーティング組成物である。説明の目的で、上述の反応スキームに従った、Ｈ１２ＭＤＩ（４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、ＰＰＧ４０００（Ｍｎ約４０００ｇ／モルのポリプロピレングリコール）、およびＨＥＡ（アクリル酸２−ヒドロキシエチル）からの例示的なオリゴマー材料の調製について記載する。すべての試薬は、製造業者によって供給されたように使用され、さらなる精製には供されなかった。Ｈ１２ＭＤＩはＡＬＤＲＩＣＨ社から入手した。ＰＰＧ４０００は、ＣＯＶＥＳＴＲＯ社から入手し、ＡＳＴＭ規格Ｄ４６７１−１６に記載される方法で決定して、０．００４ミリ当量／ｇの不飽和を有することが証明された。ＨＥＡはＫＯＷＡ社から入手した。
【０１５３】
反応物の相対量および反応条件を変えて、一連の６つのオリゴマー材料を得た。構成成分の異なる初期モル比を有するオリゴマー材料を、Ｈ１２ＭＤＩ：ＨＥＡ：ＰＰＧ４０００＝ｎ：ｍ：ｐを満たす反応物のモル比で調製し、ここで、ｎは３．０〜４．０の範囲であり、ｍは１．５ｎ−３〜２．５ｎ−５の範囲であり、ｐ＝２であった。オリゴマー材料の形成に用いられる反応において、ジラウリン酸ジブチルスズ（初期反応混合物の質量に基づいて１６０ｐｐｍのレベルで）を触媒として、および、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール（ＢＨＴ）（初期反応混合物の質量に基づいて４００ｐｐｍのレベルで）を抑制剤として、使用した。
【０１５４】
６つのオリゴマー材料の各々の調製に用いられる反応物の量は、下記表１にまとめられている。６つのオリゴマー材料は別々の試料番号１〜６で識別される。対応する試料番号は、本明細書では、６つのオリゴマー材料の各々を個別に含有するコーティング組成物、および該コーティング組成物から形成された硬化フィルムに言及するために用いられる。６つの試料の各々の調製に用いた対応するモル数は、下記表２に列挙されている。モル数を正規化して、ＰＰＧ４０００のモル数ｐを２．０に設定する。
【０１５５】
【表１】
2020513469.tif 000026
【０１５６】
【表２】
2020513469.tif 000027
【０１５７】
５００ｍＬフラスコ中、室温で４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、ジラウリン酸ジブチルスズ、および２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノールを混合することによってオリゴマー材料を調製した。５００ｍＬフラスコに温度計、ＣａＣｌ２乾燥管、およびスターラーを取り付けた。フラスコの内容物を連続して攪拌しつつ、添加漏斗を使用してＰＰＧ４０００を３０〜４０分間かけて加えた。ＰＰＧ４０００を添加しながら反応混合物の内部温度を監視し、ＰＰＧ４０００の導入を制御することによって、（反応の発熱性から生じる）過剰の加熱を防いだ。ＰＰＧ４０００を添加した後、反応混合物を油浴中、約７０℃〜７５℃で約１〜１．５時間、加熱した。さまざまな間隔で、反応混合物の試料を赤外分光法（ＦＴＩＲ）による分析のために回収し、未反応のイソシアネート基の濃度を測定することによって反応の進行を監視した。未反応のイソシアネート基の濃度は、２２６５ｃｍ−１付近の特徴的なイソシアネート伸縮モードの強度に基づいて評価した。フラスコを油浴から取り出し、その内容物を６５℃未満まで冷却した。イソシアネート基の完全なクエンチングを確実にするために、追加のＨＥＡの添加を行った。滴下漏斗を用いて、追加のＨＥＡを２〜５分かけて滴下した。追加のＨＥＡを添加した後、フラスコを油浴に戻し、その内容物を再び約１〜１．５時間かけて約７０℃〜７５℃まで加熱した。反応混合物についてＦＴＩＲ分析を実施して、イソシアネート基の存在を評価し、未反応のイソシアネート基を完全に反応させるのに十分な追加のＨＥＡが添加されるまでこのプロセスを繰り返した。ＦＴＩＲ測定において、明らかなイソシアネートのストレッチ強度が検出されなかった場合に、反応が完了したと見なした。表１に挙げたＨＥＡ量は、組成物中の初期量のＨＥＡと、未反応のイソシアネート基をクエンチするのに必要な任意の量の追加のＨＥＡとを含む。
【０１５８】
二付加化合物の濃度（質量％）は、ゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）によって測定した。二付加物濃度を決定するために、Ｗａｔｅｒｓ  Ａｌｌｉａｎｃｅ  ２６９０  ＧＰＣ装置を使用した。移動相はＴＨＦであった。機器は、一連の３つのＰｏｌｙｍｅｒ  Ｌａｂｓカラムを備えていた。各カラムは、長さ３００ｍｍ、内径７．５ｍｍを有していた。カラムのうちの２つ（カラム１および２）は、Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社によりパーツ番号ＰＬ１１１０−６５０４として販売されており、ＰＬｇｅｌ  Ｍｉｘｅｄ  Ｄ固定相（ポリスチレンジビニルベンゼンコポリマー、平均粒径＝  ５μｍ、指定分子量範囲＝２００〜４００，０００ｇ／モル）が充填された。第３のカラム（カラム３）は、Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社によりパーツ番号ＰＬ１１１０−６５２０で販売されており、ＰＬｇｅｌ  １００Ａ固定相（ポリスチレンジビニルベンゼンコポリマー、平均粒径＝５μｍ、指定分子量範囲＝４，０００ｇ／モル）が充填された。ＥａｓｉＣａｌ  ＰＳ−１＆２ポリマー較正キット（Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社パーツ番号ＰＬ２０１０−５０５およびＰＬ２０１０−０６０１）を使用して、カラムを１６２〜６，９８０，０００ｇ／モルの範囲のポリスチレン標準液で較正した。ＧＰＣ装置を次の条件下で操作した：流量＝１．０ｍＬ／分、カラム温度＝４０℃、注入量＝１００μＬ、および運転時間＝３５分（定組成条件）。検出器は、４０℃および感度レベル４で操作したＷａｔｅｒｓ  Ａｌｌｉａｎｃｅ２４１０示差屈折計であった。試料をＴＨＦ＋０．０５％トルエンブランクとともに２回注入した。
【０１５９】
本開示において調製されたオリゴマー中の二付加物の量（質量％）は、前述のＧＰＣシステムおよび技法を使用して定量した。ＴＨＦ中に既知量の二付加化合物（ＨＥＡ〜Ｈ１２ＭＤＩ〜ＨＥＡ）を含有する標準溶液を用いて、較正曲線を得た。二付加物濃度が１１５．２μｇ／ｇ、４６２．６μｇ／ｇ、８２５．１μｇ／ｇ、および４１８０μｇ／ｇの標準溶液を調製した。（本明細書で用いられる場合、寸法「μｇ／ｇ」とは、全溶液（二付加物＋ＴＨＦ）１グラムあたりの二付加物のμｇを指す）。較正曲線を得るために、各二付加物標準溶液の２つの１００μＬアリコートをカラムに注入した。二付加物の保持時間は約２３分であり、二付加物のＧＰＣピークの面積を測定し、二付加物濃度と相関させた。二付加物濃度の関数としてのピーク面積の線形相関が得られた（相関係数（Ｒ２）＝０．９９９５６４）。
【０１６０】
本明細書で調製したオリゴマー材料中の二付加物濃度を、較正を用いて決定した。試料は、ＴＨＦ中に約０．１０ｇのオリゴマー材料を希釈することによって調製され、約１．５ｇの試験溶液が得られた。試験溶液をＧＰＣ装置に通し、二付加化合物に関連するピークの面積を決定した。ピーク面積および較正曲線からμｇ／ｇ単位の二付加物濃度を得て、それに試験溶液の質量（ｇ）を掛け、ＴＨＦで希釈する前のオリゴマー材料の試料の質量で割ることによって、質量％に変換した。この実施例で調製した６種のオリゴマー材料の各々に存在する二付加化合物の質量％が表３に報告されている。
【０１６１】
Ｈ１２ＭＤＩ、ＨＥＡ、およびＰＰＧ４０００の相対モル比を変動させることによって、例示的オリゴマー材料は、上記分子式（ＩＶ）に示されるタイプのポリエーテルウレタン化合物と、上記分子式（Ｖ）に示されるタイプの濃度が高められた二付加化合物とを含む。以下により十分に記載されるように、二付加化合物を少なくとも２．５０質量％の量で含有するオリゴマー材料を使用して形成されたコーティングは、光ファイバの一次コーティングにとって好ましいヤング率を維持しつつ、（ポリエーテルウレタンアクリレート化合物単独から、またはポリエーテルウレタンアクリレート化合物とより少量の二付加化合物との組合せから形成されたコーティングと比較して）著しく改善された引裂強度および／または臨界応力を有する。
【０１６２】
コーティング組成物の調製。試料１〜６に対応するオリゴマー材料を他の成分と別々に組み合わせて一連の６つのコーティング組成物を形成した。コーティング組成物中の各成分の量が下記表４に列挙されている。オリゴマー材料についての表４の記載は、オリゴマー材料中に存在するポリエーテルウレタンアクリレート化合物と二付加化合物の合計量を含んでいる。試料１〜６に対応する６つの例示的オリゴマー材料の各々について別々のコーティング組成物を製造し、ここで、オリゴマー材料中の二付加化合物の量は、表３に列挙されている量に対応していた。
【０１６３】
【表３】
2020513469.tif 000028
【０１６４】
Ｓａｒｔｏｍｅｒ  ＳＲ５０４は、エトキシル化（４）ノニルフェノールアクリレート（Ｓａｒｔｏｍｅｒ社から入手可能）である。Ｖ−ＣＡＰ／ＲＣは、Ｎ‐ビニルカプロラクタム（ＩＳＰ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社から入手可能）である。ＴＰＯは、２，４，６−（トリメチルベンゾイル）ジフェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦ社からＬｕｃｉｒｉｎの商品名で入手可能であり、光開始剤として機能する）である。１０３５は、チオジエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）−４−ヒドロキシ−フェニル）プロピオネート］（商品名Ｉｒｇａｎｏｘ１０３５としてＢＡＳＦ社から入手可能）であり、酸化防止剤として機能する。接着促進剤は、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン（Ｇｅｌｅｓｔ社から入手可能）および３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（Ａｌｄｒｉｃｈ社から入手可能）であった。試料１、３、および５には３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランを用いた。試料２、４、および６には３−メルカプトプロピルトリメトキシシランを用いた。テトラチオールは触媒失活剤である。
【０１６５】
６つのオリゴマー材料の各々を含有するコーティング組成物を硬化させることによって形成されたフィルムのさまざまな特性を測定した。特性、コーティング組成物硬化させてフィルムを形成する方法、および結果についての考察は以下の通りである。
【０１６６】
ヤング率、引張強度、％伸度、およびガラス転移温度。ヤング率（Ｅ）は、表４に記載の硬化コーティング組成物によって形成されたフィルムについて測定した。オリゴマー材料試料１〜６の各々を含有するコーティング組成物から、別々のフィルムを形成した。コーティング組成物の湿潤フィルムを、約０．００５インチ（約０．１２７ｍｍ）のギャップ厚さを有するドローダウンボックスを用いて、シリコーン剥離紙上に流延した。湿潤フィルムを１．２Ｊ／ｃｍ２のＵＶ線量（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌｉｇｈｔ社のＬｉｇｈｔ  ＢｕｇモデルＩＬ４９０による２２５〜４２４ｎｍの波長範囲にわたって測定）で、６００Ｗ／インチのＤ−電球を有するＦｕｓｉｏｎ  ＳｙｓｔｅｍｓＵＶ硬化装置（出力５０％および約１２フィート（約３．６６ｍ）／分のベルト速度）によって硬化させて、フィルムの形態をした硬化コーティングを得た。硬化フィルムの厚さは約０．００３０インチ（約７６．２μｍ）〜約０．００３５インチ（約８８．９μｍ）であった。
【０１６７】
試験前に少なくとも１６時間、フィルムを劣化させた（２３℃、相対湿度５０％）。切断テンプレートおよびメスを使用して、フィルム試料を１２．５ｃｍ×１３ｍｍの寸法に切断した。ヤング率、破断点引張強度、および％伸び率（％破断時歪み）は、ＡＳＴＭ規格Ｄ８８２−９７に記載される手順に従って、ＭＴＳ  Ｓｉｎｔｅｃｈ引張試験装置を使用してフィルム試料について測定した。ヤング率は、応力−歪み曲線の始まりの最も急な勾配として定義される。５．１ｃｍの初期ゲージ長を用いて２．５ｃｍ／分の伸び率でフィルムを試験した。
【０１６８】
フィルムのガラス転移温度は、張力下でＳｅｉｋｏ−５６００試験装置から得られたｔａｎδ曲線のピークを決定することによって測定した。試験方法論は、ＤＭＡ（動的機械分析）に基づく。フィルム試料を長さ１０ｍｍおよび幅１０ｍｍにカットした。フィルム試料を、約−８５℃に冷却した試験機器の試料区画に個別に挿入した。温度が安定した後、次のパラメータを使用して温度傾斜を実行した：
周波数：１Ｈｚ
歪み：０．３％
加熱速度：２℃／分
最終温度：１５０℃
初期静的力＝２０．０［ｇ］
静的＞動的力＝１０．０［％］
Ｔｇは、ｔａｎδピークの最大値と定義され、ｔａｎδピークは次のように定義される：
ｔａｎδ＝Ｅ”／Ｅ’
ここで、Ｅ”は、変形サイクルにおける熱としてのエネルギーの損失に比例する損失弾性率であり、Ｅ’は、変形サイクルにおける貯蔵エネルギーに比例する貯蔵弾性率または弾性率である。
【０１６９】
引裂強度。ＭＴＳ  Ｓｉｎｔｅｃｈ引張試験機を用いて引裂強度（Ｇｃ）を測定した。各コーティング組成物を、約０．００５インチ（約０．１２７ｍｍ）のギャップ厚さを有するドローダウンボックスを用いてガラスプレート上に流延し、１Ｊ／ｃｍ２の線量を用いてＵＶ照射下で直ちに硬化させた。硬化フィルムの形状および寸法は、国際標準規格ＩＳＯ８１６（第２版１９８３−１２−０１）「小試験片（デルフト形試験片）の引裂強度の決定（Determination of tear strength of small test pieces (Delft test pieces)）」に準拠して準備した。硬化フィルムを、２３℃±２℃および５０％の相対湿度（ＲＨ）で少なくとも１６時間、調整した。初期ゲージ長は５．０ｃｍであり、試験速度は０．１ｍｍ／分に設定した。各フィルム３〜５つの被検試料を試験した。引裂強度（Ｇｃ）を式（１）および（２）から計算した。測定に使用した試験機器については、スリット長ｂは５．０ｍｍ、試験片の幅Ｂは９．０ｍｍ、試料の形状係数Ｃは１．２４７であった。
【０１７０】
臨界応力
ヤング率（Ｅ）および引裂強度（Ｇｃ）の測定値を使用して、式（４）および（５）から臨界応力を計算した。計算では、球形およびｒ０＝１０μｍを有する欠陥キャビティを仮定した。
【０１７１】
硬化速度。硬化速度は、コーティング組成物の反応速度の尺度である。ＵＶレオロジー測定方法（リアルタイムＤＭＡ（動的機械分析））を用いて、硬化速度を評価した。コーティング組成物の動的機械的剪断特性は、組成物をＵＶ硬化放射線に曝露しつつ、リアルタイムで測定した。動的機械的剪断特性は、コーティング組成物を照射して硬化を誘導するために用いた、３９５ｎｍのＵＶ  ＬＥＤアタッチメントを備えた平行板レオメーター（モデルＤＨＲ−３、ＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社）を使用して測定した。コーティング組成物の被検試料を試験機器の平行な上板と下板の間に置いた。上部プレートは直径２０ｍｍの使い捨てのアルミ板であり、下板は直径２０ｍｍの石英板であった。すべての試験に５０μｍの試料厚さを提供するために、５０μｍの板間ギャップを使用した。石英板の真下に中心を置く３９５ｎｍのＬＥＤのアレイから、ＵＶ光を放出した。石英板（モデルＩＬＴ１４００、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社）にフィットし、接触するように設計されたセンサヘッドを備えた放射計を使用した測定値を用いて、被検試料位置で入射ＵＶ強度を較正した。被検試料に被覆を施して、試料を窒素雰囲気で覆うようにした。試験を開始する前に、窒素を被覆に２分間流して、被検試料コーティング組成物の近くに不活性環境を確立した。次に、ベースラインを確立するために、ＵＶ光なしで１０秒間、２０Ｈｚの周波数で１０％の振動剪断歪みを加えることにより、試験を開始した。試験中、２５ミリ秒ごとにデータを収集した。１０秒後、１００ｍＷ／ｃｍ２の強度で１５秒間、ＵＶ光源を点灯した。３９５ｎｍの放射線に１５秒間曝露した後、試験が１２０秒の総運転時間で終了するまでＬＥＤを消灯したまま測定を続けた。実験をさらに２回繰り返し、３回の実験について試験結果の平均値を報告した。実験は全て、窒素雰囲気下、室温（約２０℃）で行った。ＴＲＩＯＳソフトウェアパッケージ（ＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社）を、Ｇ’−Ｇ”クロスオーバータイムおよび複素弾性率の最大値（Ｇ＊ｍａｘ）の決定を含むデータ分析に使用した。複素弾性率Ｇ＊＝Ｇ’＋ｉＧ”であり、ここで、Ｇ’は剪断貯蔵弾性率であり、Ｇ”は剪断損失弾性率である。Ｇ’−Ｇ”クロスオーバータイムはまた、本明細書では、弾性率クロスオーバータイムまたは弾性率ゲル化時間とも称される。本明細書で用いられる場合、複素弾性率の最大値（Ｇ＊ｍａｘ）とは、１２０秒の測定総実行時間で観察される複素弾性率の最大値Ｇ＊を指す。複素弾性率Ｇ＊は硬化時間と共に増加するため、複素弾性率の最大値（Ｇ＊ｍａｘ）は、本質的に試験終了時（すなわち１２０秒の時点）の複素弾性率Ｇ＊の値に対応していた。
【０１７２】
硬化反応が進行するにつれて、コーティング組成物は粘性のある液体状態から、より弾性のあるまたはゴム状の状態へと移行する。初期の粘性液体状態では、剪断損失弾性率は剪断貯蔵弾性率よりも大きい。より弾性またはゴム状の状態への移行は、剪断貯蔵弾性率の急激な増加および剪断損失弾性率のほんのわずかな増加を特徴とする。硬化反応の開始後のある時点において、剪断貯蔵弾性率は剪断損失弾性率と等しくなる。剪断貯蔵弾性率が剪断損失弾性率と等しくなるのに必要とされる反応時間は、本明細書では、弾性率クロスオーバータイムまたはＧ’−Ｇ”クロスオーバータイムと称される。弾性率クロスオーバータイムよりも長い時点では、剪断貯蔵弾性率は剪断損失弾性率よりも大きくなる。弾性率クロスオーバータイムは、コーティング組成物のゲル化点にほぼ対応し、本明細書では硬化時間の尺度として用いられている。より短い硬化時間は、より速い硬化速度に対応する。
【０１７３】
硬化度。硬化度は、硬化反応が進行する程度の尺度である。硬化反応の開始前は、アクリレート官能基の濃度は高い。硬化反応が開始時に進行するにつれて、アクリレート官能基の濃度は低下する。アクリレート官能基の濃度の決定は、硬化反応の程度の尺度を提供する。アクリレート官能基の濃度は、硬化反応の前、後、または硬化反応中のどの時点でも、監視することができる。
【０１７４】
硬化度は、反応したアクリレート不飽和（％ＲＡＵ）法を用いて測定した。％ＲＡＵ法では、アクリレート官能基の濃度は、ＦＴＩＲによって評価される。アクリレート官能基は、赤外における特徴的な吸収周波数が８１０ｃｍ−１付近に集中する、炭素−炭素二重結合を含む。この特徴的なアクリレートバンドの強度は、アクリレート官能基の濃度に比例する。硬化反応が進行するにつれて、特徴的なアクリレートバンドの強度は低下し、低下の程度は、硬化反応中の任意の時点における硬化度の尺度である。
【０１７５】
％ＲＡＵは、８１０ｃｍ−１における特徴的なアクリレートバンドの面積を測定することによって決定した。測定のためのベースラインは、特徴的なアクリレートバンドの吸収極小を通る接線とした。特徴的なアクリレートバンドの面積は、ベースラインより上のバンドの面積とした。面積測定におけるバックグラウンド強度および機器の影響を説明するために、特徴的なアクリレートバンドのベースラインを使用して、７５０〜７８０ｃｍ−１の領域における基準バンドの面積を測定した。基準バンドのスペクトル領域は、アクリレート官能基の吸収範囲外にある。基準バンドの面積に対する特徴的なアクリレートバンドの面積の比Ｒを決定した。この比は、コーティング組成物中の未反応のアクリル化官能基の濃度に比例する。この比は、硬化反応の開始前のコーティング組成物について最大であり、硬化反応が進行するにつれて低下する。
【０１７６】
％ＲＡＵは次のように定義される：
【０１７７】
【数９】
2020513469.tif 000029
【０１７８】
式中、ＲＬは、未硬化のコーティング組成物についての比Ｒであり、ＲＦは、コーティング組成物の硬化生成物についての比Ｒである。
【０１７９】
結果。フィルム試料１〜６についての引張強度、％伸度、およびガラス転移温度（Ｔｇ）が表５に列挙されている。
【０１８０】
【表４】
2020513469.tif 000030
【０１８１】
フィルム試料１〜６のヤング率（Ｅ）、引裂強度（Ｇｃ）、および臨界応力（σｃ）の結果が表６にまとめられている。表６には、比Ｇｃ／ＥおよびＧｃ／Ｅｒ０も含まれている。比Ｇｃ／Ｅｒ０は無次元であり、欠陥キャビティ寸法ｒ０＝１０μｍと仮定して計算した。
【０１８２】
【表５】
2020513469.tif 000031
【０１８３】
試料１、２、および５について、硬化速度の測定結果が表７に示されている。Ｇ’−Ｇ”クロスオーバータイム、複素弾性率（Ｇ＊ｍａｘ）の最大値、および複素弾性率（（ｄＧ＊／ｄｔ）ｍａｘ）の最大時間変化率について報告されている。
【０１８４】
【表６】
2020513469.tif 000032
【０１８５】
本明細書に開示されるコーティング組成物の弾性率クロスオーバータイムは、本明細書に記載される手順で、室温で測定して（５０μｍ厚の試料に対し、２０Ｈｚの周波数で振動剪断歪みを適用しつつ、１００ｍＷ／ｃｍ２の３９５ｎｍＬＥＤ照射に１５秒間曝露）、１．５秒未満、または１．０秒未満、または０．５秒未満、または０．３５秒未満、または０．２５秒未満、または０．１５秒未満、または０．１０秒〜２．０秒の範囲、または０．１５秒〜１．５秒の範囲、または０．２０秒〜１．２５秒の範囲、または０．２５秒〜１．０秒の範囲、または０．２５秒〜０．７５秒の範囲、または０．１５秒〜０．５０秒の範囲、または０．１５秒〜０．４０秒の範囲、または０．２０秒〜０．３５秒の範囲、または０．２０秒〜０．３０秒の範囲である。
【０１８６】
本明細書に開示されるコーティング組成物の最大複素弾性率（Ｇ＊ｍａｘ）は、本明細書に記載される手順で、室温で測定して（５０μｍ厚の試料に対し、２０Ｈｚの周波数で１０％の振動剪断歪みを適用しつつ、１００ｍＷ／ｃｍ２の３９５ｎｍＬＥＤ照射に１５秒間曝露）、４００ｋＰａ未満、または３００ｋＰａ未満、または２００ｋＰａ未満、または１００ｋＰａ〜４００ｋＰａの範囲、または１５０ｋＰａ〜３００ｋＰａの範囲、または１６０ｋＰａ〜２５０ｋＰａの範囲である。
【０１８７】
一実施形態では、本明細書に開示されるコーティング組成物は、光ファイバの一次コーティングの形成に用いられる。以下の実施例において、試料１〜５をコーティング組成物として使用し、光ファイバ上に一次コーティングを形成した。試料１〜５の各々を、ガラス光ファイバに一次コーティング組成物として、光ファイバの延伸の際に別々に塗布した。ファイバ延伸速度は５０ｍ／秒であった。５つのＬＥＤ光源の積み重ねを使用して、一次コーティング組成物を硬化させた。各ＬＥＤ光源は３９５ｎｍで動作し、１２Ｗ／ｃｍ２の強度を有していた。一次コーティング組成物としての試料１〜５の塗布および硬化の後、二次コーティング組成物を硬化した一次コーティング上に塗布し、ＵＶ源を使用して硬化させて、二次コーティング層を形成した。試料１〜５に用いた延伸条件およびＬＥＤ硬化処理条件が表８に示されている。表８には、硬化後の試料１〜５の％ＲＡＵ、硬化後の試料２、３、および５のインサイチュ弾性率、および硬化後の試料１〜３および５のＴｇも示されている。
【０１８８】
【表７】
2020513469.tif 000033
【０１８９】
モデル化試料。本明細書に開示される実験試料１〜６および原理は、モル数ｎ、ｍ、およびｐを変化させることによって、オリゴマー材料中の二付加化合物の相対量、並びにオリゴマー材料を含むコーティング組成物から形成される硬化フィルムの特性を広範囲にわたって制御可能であることを示唆している。臨界応力に対するヤング率および引裂強度の影響をさらに調べるために、一連のモデル化された試料を検討した。モデル化された試料は、番号７〜３０である。各モデル化試料について、ヤング率（Ｅ）および引裂強度（Ｇｃ）を仮定し、比Ｇｃ／Ｅ、比Ｇｃ／Ｅｒ０、および臨界応力（σｃ）を計算した。ヤング率（Ｅ）の各値について、欠陥キャビティ寸法ｒ０＝１０μｍと仮定した。式（４）および（５）を使用して臨界応力を計算した。計算結果を表９〜１１に示す。
【０１９０】
【表８】
2020513469.tif 000034
【０１９１】
【表９】
2020513469.tif 000035
【０１９２】
【表１０】
2020513469.tif 000036
【０１９３】
比較例。二付加化合物を含むオリゴマー材料は、その開示全体がここに参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２０１５／００７１５９５号明細書（‘５９５明細書）に以前に記載されている。‘５９５明細書には、Ｈ１２ＭＤＩ（４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、ＰＰＧ４０００（Ｍｎ約４０００ｇ／モルのポリプロピレングリコール）、およびＨＥＡ（アクリル酸２−ヒドロキシエチル）から調製された、一連の１２種のオリゴマー材料が記載されている。オリゴマー材料を含むコーティング組成物、および該コーティング組成物から形成された硬化フィルムについても記載されている。しかしながら、‘５９５明細書に記載されるモル比ｎ（Ｈ１２ＭＤＩ）：ｍ（ＨＥＡ）：ｐ（ＰＰＧ４０００）は、本明細書に記載されるモル比ｎ（Ｈ１２ＭＤＩ）：ｍ（ＨＥＡ）：ｐ（ＰＰＧ４０００）とは異なっている。このセクションでは、‘５９５明細書のオリゴマー材料を含むコーティング組成物から作られる硬化フィルムと比較して、本発明にかかるオリゴマー材料を含むコーティング組成物から作られる硬化フィルムが示す性能上の利点について論じる。本議論に関連する‘５９５明細書の態様を以下に提示する。さらなる詳細については‘５９５明細書に記載されている。‘５９５明細書の１２のオリゴマー材料は、本明細書では比較オリゴマー材料と称され、試料Ｃ１〜Ｃ１２として識別される。
【０１９４】
比較オリゴマー材料のオリゴマー材料の調製に用いたＨ１２ＭＤＩ、ＨＥＡ、およびＰＰＧ４０００の量および対応するモル数を表１２に列挙する。
【０１９５】
【表１１】
2020513469.tif 000037
【０１９６】
比較オリゴマー材料の製造に用いた手順は、オリゴマー材料試料１〜６の調製に用いた手順と同様であった。手順間の主な違いは、比較オリゴマー材料の形成により低い温度を使用したことである。ＰＰＧ４０００の添加後、約１〜１．５時間、７０℃〜７５℃まで加熱する代わりに、比較オリゴマー材料の形成に用いた反応物を約１〜１．５時間、６０℃〜６４℃まで加熱した。試料Ｃ６、Ｃ８、およびＣ９をさらに、６０℃で２４時間、加熱した。同様に、追加のＨＥＡを添加した後、比較オリゴマー材料の形成に用いた反応混合物を、約１〜１．５時間、７０℃〜７５℃までの代わりに、約１〜１．５時間、６０℃〜６４℃まで加熱した。また、比較オリゴマー材料の調製において、追加のＨＥＡを添加する前に、フラスコを６５℃未満の代わりに、５６℃〜５８℃まで冷却した。試料Ｃ５については、イソシアネート基の完全なクエンチングが観察された後に、追加の１．２５ｇのＨＥＡを添加した。ＦＴＩＲを用いたイソシアネート基の検出および比較オリゴマー材料中の二付加化合物の量（質量％）の決定は、試料１〜６について上述したように完了した。表１３は、比較オリゴマー材料の調製中に添加された追加のＨＥＡの量および比較オリゴマー材料の各々における二付加物の量を示している。
【０１９７】
【表１２】
2020513469.tif 000038
【０１９８】
比較オリゴマー材料の各々を含有するコーティング組成物を配合し、硬化させてフィルムを形成した。フィルムを硬化させるための手順および硬化フィルムの特性の決定に用いられる測定技法は、試料１〜６について上に記載した通りである。表１４に、コーティング組成物中の成分が列挙されている。表１４における成分の説明は、表４について上に提示された説明に対応している。強度添加剤として、テトラチオールの代わりにペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）（Ａｌｄｒｉｃｈ社から入手可能）を使用した。比較用オリゴマー材料の各々について、別々の組成物を配合し、硬化させた。表１５および１６には、各比較試料のヤング率、引裂強度、臨界応力、および比Ｇｃ／ＥおよびＧｃ／Ｅｒ０が列挙されている。値ｒ０＝１０μｍを使用した。
【０１９９】
【表１３】
2020513469.tif 000039
【０２００】
【表１４】
2020513469.tif 000040
【０２０１】
【表１５】
2020513469.tif 000041
【０２０２】
結果は、匹敵するヤング率について、本開示に従うオリゴマー材料を含むコーティングが、比較コーティングよりも高い引裂強度、高い比Ｇｃ／ＥおよびＧｃ／Ｅｒ０、並びに高い臨界応力を示すことを示唆している。したがって、本発明にかかるオリゴマー材料を含む組成物から調製されたコーティングは、比較コーティングよりも頑強で、安定であり、かつ延伸誘起性欠陥に対して耐性がある。
【０２０３】
剥離性能。オリゴマーとして試料４および比較試料Ｃ１０を含むコーティング組成物から製造されたコーティングの剥離性能を試験するために、追加の実験を行った。オリゴマーとして試料４を使用したコーティング組成物は、上記表４に列挙されるコーティング組成物に対応している。オリゴマーとして比較試料Ｃ１０を使用したコーティング組成物は、上記表１４に列挙したコーティング組成物に対応している。剥離性能について試験した両方のコーティング組成物において、Ｓａｒｔｏｍｅｒ社の製品番号ＳＲ５０４の代わりに、Ｍｉｗｏｎ社の製品番号Ｍ１６４として、エトキシル化（４）ノニルフェノールアクリレート成分を得た。その他の点では、コーティング組成物は、試料４および比較試料Ｃ１０についてそれぞれ表４および１４に列挙したものと同じであった。
【０２０４】
剥離性能は、光ファイバからコーティングを剥離する能力に関連する。剥離は、ファイバの接合および光ファイバへのコネクタの接続に用いられる一般的な操作である。ファイバの表面に破片を残すことなく、剥離中に光ファイバからファイバコーティングをきれいに除去することが望ましい。
【０２０５】
２つのコーティング組成物の剥離性能を試験するために４つの実験を完了した：（１）引張靭性試験、（２）剥離接着試験、（３）繊維引抜き試験、および（４）静的損傷抵抗試験。２つのコーティング組成物から製造されたフィルム試料について、引張靭性および剥離接着力を測定した。２つのコーティング組成物の各々から形成された一次コーティングを有する別々の光ファイバについて、繊維引抜きおよび静的損傷抵抗を測定した。光ファイバはさらに、二次コーティングを含んでいた。
【０２０６】
引張靭性試験。コーティング組成物を硬化することによって形成されたフィルムについて、引張靭性を測定した。湿潤フィルムを、約０．００５インチ（約０．１２７ｍｍ）のギャップ厚さを有するドローダウンボックスを用いて、シリコーン剥離紙上に流延した。コーティング組成物からフィルム形態のコーティングを得るため、１．２Ｊ／ｃｍ２のＵＶ線量（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌｉｇｈｔ社のＬｉｇｈｔ  ＢｕｇモデルＩＬ４９０による２２５〜４２４ｎｍの波長範囲にわたって測定される）で、６００Ｗ／インチのＤ電球を有するＦｕｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ＵＶ硬化装置（５０％出力および約１２フィート／分のベルト速度）によって、フィルムを硬化した。硬化フィルムの厚さは約０．００３０インチ（約７６．２μｍ）〜約０．００３５インチ（約８８．９μｍ）であった。試験前に、少なくとも１６時間、フィルムを劣化させた（２３℃、相対湿度５０％）。切断テンプレートおよびメスを使用して、フィルム試料を１２．５ｃｍ×１３ｍｍの寸法に切断した。引張靭性は、ＭＴＳ  Ｓｉｎｔｅｃｈ引張試験機を用いて、フィルム試料について室温で測定した。引張靭性は、応力−歪み曲線の下の積分面積として定義される。５．１ｃｍの初期ゲージ長を用いた２．５ｃｍ／分の伸び率でフィルムを試験した。フィルムのヤング率および引裂強度についても測定した。結果を表１７にまとめる。表１７において、「試料Ｃ１０」と表示された列は、オリゴマーとして比較試料Ｃ１０を含むコーティング組成物から形成されたフィルムを指し、「試料４」と表示された列は、オリゴマーとして試料４を含むコーティング組成物から形成されたフィルムを指す。結果は、オリゴマーとして試料４を使用して製造されたコーティングが、低いヤング率を維持しつつ、比較試料Ｃ１０を使用して製造されたコーティングよりも高い引張靭性および高い引裂強度を有することを示唆している。
【０２０７】
【表１６】
2020513469.tif 000042
【０２０８】
本発明にかかるコーティングの引張靭性は、０．００３０インチ（約７６．２μｍ）〜０．００３５インチ（約８８．９μｍ）の厚さを有する硬化フィルムとして構成された場合に、５００ｋＪ／ｍ３以上、６００ｋＪ／ｍ３以上、７００ｋＪ／ｍ３以上、８００ｋＪ／ｍ３以上、または５００ｋＪ／ｍ３〜１２００ｋＪ／ｍ３の範囲、または６００ｋＪ／ｍ３〜１１００ｋＪ／ｍ３の範囲、または７００ｋＪ／ｍ３〜１０００ｋＪ／ｍ３の範囲である。
【０２０９】
剥離接着試験。コーティング組成物から形成されたコーティングのガラスへの接着は、ＡＳＴＭ  Ｄ４１３規格に基づいて、９０度剥離試験によって測定された。ガラスプレートを、それぞれ、２０℃、６０℃、９０℃、および１２０℃の試験温度へと予熱した。．コーティング組成物を、約０．００５インチ（約０．１２７ｍｍ）のギャップ厚さを有するドローダウンボックスを用いて、予熱したガラス板上に流延し、１．２Ｊ／ｃｍ２．の線量で直ちにＵＶ照射下で硬化させた。硬化フィルムの厚さは７５〜９０μｍであった。剥離試験は、ＭＴＳ  Ｓｉｎｔｅｃｈ引張試験機で実施した。ガラスプレートを水平に固定し、次に１インチ（約２．５４ｃｍ）幅のコーティングを２．０インチ（約５．０８ｃｍ）／分の速度で、ガラスプレートから９０度の角度で剥離した。
【０２１０】
比較試料Ｃ１０および試料４をオリゴマーとして使用してコーティング組成物から製造したコーティングについて、剥離接着試験の結果を図２に示す。図２に示すプロットは、ガラスプレートの２０℃の温度におけるコーティングの９０度剥離力に対するガラスプレートのさまざまな温度におけるコーティングの９０度剥離力を示している。結果は、オリゴマーとして試料４を使用して製造されたコーティングが、オリゴマーとして比較試料Ｃ１０を使用して製造されたコーティングよりも温度に対してほぼ一定の剥離力を有することを示唆している。剥離試験性能に基づいて、オリゴマーとして試料４を使用して製造されたコーティングは、オリゴマーとして比較試料Ｃ１０を使用して製造されたコーティングよりもきれいな剥離特性を示すことが予想される。
【０２１１】
本明細書に開示されるコーティングは、ＡＳＴＭ  Ｄ４１３規格に準拠して測定した場合、２０℃における９０度剥離力よりも４０％未満だけ大きい１２０℃における９０度剥離力、または２０℃における９０度剥離力よりも３０％未満だけ大きい１２０℃における９０度剥離力、または２０℃における９０度剥離力よりも２０％未満だけ大きい１２０℃における９０度剥離力、または２０℃における９０度剥離力よりも１０％未満だけ大きい１２０℃における９０度剥離力、または２０℃における９０度剥離力よりも小さい１２０℃における９０度剥離力を有する。
【０２１２】
繊維引抜き試験。繊維引抜き試験は、ＦＯＴＰ−１０５および推奨規格ＥＩＡ／ＴＩＡ−４５５に記載された手順に基づいた。別々のガラスファイバ（直径１２５μｍ）を、オリゴマーとして試料４および比較試料Ｃ１０を含む被覆組成物でコーティングした。コーティング組成物を水銀灯で硬化して、光ファイバ上に一次コーティングを形成した。一次コーティングの厚さは３２．５μｍであった。コーティングされたファイバは、２６μｍの厚さおよび１６００ＭＰａのヤング率を有する二次コーティングも含んでいた。二次コーティングは、二次コーティング組成物を（硬化した）一次コーティングに塗布し、該二次コーティング組成物を水銀灯で硬化して二次コーティングを形成することによって形成した。
【０２１３】
繊維引抜き試験は、１ｃｍ長のガラスファイバを各コーティングから引き出すのに必要なピーク力を測定した。試験を実施するために、コーティングされたファイバの各端部のコーティングを１平方インチ（約６．４５ｃｍ２）の厚紙（heavy stock paper）のタブで作られた別々の支持面に固定（接着）した。各端部のコーティングを、支持面から１ｃｍの距離で円周方向に切断し、支持面との界面に刻み目を付けた。次に、２つのタブを引き離すことによってガラスファイバをコーティングから引抜き、ピーク力を決定した。コーティングからガラスファイバを除去するのに必要とされるピーク引張力は、ガラスファイバに対するコーティングの接着強度の尺度である。
【０２１４】
２つのオリゴマーのそれぞれを含有するコーティング組成物から製造されたコーティングを有する幾つかのファイバ試験の被検試料を測定した。特に、各試験につき、１０本の５インチ（１２．７ｃｍ）長の繊維を切断した。次いで、各試験の被検試料の端部の一方を、Ｋｒａｚｙ  Ｗｏｏｄ  Ｇｌｕｅ（登録商標）を用いて別々の紙のタブに接着した。これは、紙のタブの端の中程から紙のタブの中心を通って１．５ｃｍ長の糊の薄層を塗布し、糊に沿ってファイバの端部を縦方向に敷設することによって行われた。試験の被検試料のもう一方のコーティングされた端部を同じ方法で第二のタブに接着した。試験の被検試料をさらに、２３℃、５０％ＲＨ（相対湿度）のチャンバ内で一晩、調整した。次に、各試験の被検試料を接着端から１ｃｍ（ゲージ長）でカットした。切り込みは接着剤とファイバを通ってタブにまで延びていた。コーティングに、ファイバおよびタブの断面において、かみそりの刃で刻み目を入れた。上部グリッパーによって、指定されたタブ上の１ｃｍゲージ長位置におけるカットから最も遠いタブを固定し、下部グリッパーによって、指定されたタブ上の１ｃｍゲージ長位置におけるカットから最も近いタブを固定するように、各被検試料をグリッパーに装着した。グリッパーを引き離し、ガラスファイバをコーティングから分離するのに必要な力を決定した。より詳細には、Ｔｅｓｔｗｏｒｋｓ４ソフトウェア、５ポンド（約２．２７ｋｇ）のロードセル、および空気圧グリッパーを備えたＭＴＳ引張試験機を繊維引抜き試験に使用した。グリッパーを５ｍｍ／分の速度で引き離した。測定は室温で完了した。
【０２１５】
繊維引抜試験の結果を図３に示す。オリゴマーとしての試料４を含むコーティング組成物（▲）およびオリゴマーとしての比較試料Ｃ１０を含むコーティング組成物（■）でコーティングされたファイバの複数の試験被検試料についての引抜き力。繊維引抜き力がファイバストリップの清浄性能を示唆することが示されている。引抜き力が１．２ポンド（約５４４ｇ）〜２．０ポンド（約９０７ｇ）の場合に、残留物がほとんどまたは全くない、優れたストリップ清浄性が期待できる。引抜き力が２．０ポンド（約９０７ｇ）〜２．５ポンド（約１．１３ｋｇ）の場合には、コーティングを剥ぎ取った後に、通常、幾らかの破片およびコーティング残留物が観察される。引抜き力が２．５ポンド（約１．１３ｋｇ）を超えると、コーティングを剥ぎ取った後に、しばしば、過剰の残留物および破片が観察される。剥離後のこのような過剰な残留物および破片は、ファイバの接合不良の性能問題につながる。繊維引抜き結果は、オリゴマーとして試料４を含む組成物でコーティングされたファイバの引抜き力が一貫して１．２ポンド（約５４４ｇ）〜２．０ポンド（約９０７ｇ）の範囲内であるのに対し、オリゴマーとして比較試料Ｃ１０を含む組成物でコーティングされたファイバの引抜き力は、１．９ポンド（約８６２ｇ）〜３．４ポンド（約１．５４ｋｇ）の間で変動することを示唆している。
【０２１６】
本発明にかかるコーティングの引抜き力は、直径１２５μｍのガラスファイバ上に３２．５μｍの厚さを有する一次被覆として構成され、かつ、２６μｍの厚さおよび１６００ＭＰａのヤング率を有する二次コーティングに囲まれている場合には、１．８ポンド（約８１６ｇ）未満、または１．６ポンド（約７２６ｇ）未満、または１．５ポンド（約６８０ｇ）未満、または１．４ポンド（約６３５ｇ）未満、または１．３ポンド（約５９０ｇ）未満、または１．２ポンド（約５４４ｇ）〜１．８ポンド（約８１６ｇ）の範囲、または１．３ポンド（約５９０ｇ）〜１．７ポンド（約７７１ｇ）の範囲、または１．４ポンド（約６３５ｇ）〜１．６ポンド（約７２６ｇ）の範囲である。
【０２１７】
静的損傷抵抗試験。静的損傷抵抗静試験は、それらの開示がここに参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許第５９０８４８４号、同第６２４３５２３号、および同第Ｓ６２８９１５８号の各明細書と類似した装置を使用して実施した。TabaddorらのProc. 47th IWCS, p. 725 (1998)に報告されている方法に従って、静的損傷抵抗を決定した。この試験では、コーティングしたファイバを室温でガラススライド上に水平に置き、５ｇの張力下に置いた。ファイバのガラス部分の直径は１２５μｍであった。コーティングの厚さは３２．５μｍであった。直径１／４インチのスチールロッドを、コーティングされたファイバの上に垂直に並べた。ロッドに所望の試験荷重を負荷し、コーティングファイバと接触するように下げて、所定の位置で５秒間保持し、解放した。それぞれの負荷重量について、コーティングファイバに沿って３０箇所（１／８インチ（約３．１７５ｍｍ）だけ離間している）で試験した。損傷の観察はリアルタイムビデオを使用して記録し、試験が完了した後に、複合顕微鏡下で最終的な検査を行った。試験部位の５０％に損傷を与える負荷に対応する５０％損傷（Ｄ５０）を、グラム単位で負荷に対する損傷の可能性（損傷した試験部位の割合）をプロットすることによって計算した。試料４および比較試料Ｃ１０を含む組成物でコーティングしたファイバのＤ５０値（グラム単位で報告）を図４に示す。オリゴマーとして試料４を用いて組成物から作られたコーティングを損傷するためには、オリゴマーとして比較試料Ｃ１０を用いて組成物から作られたコーティングよりも、はるかに高い負荷を必要とした。
【０２１８】
本発明にかかるコーティングの５０％損傷力（Ｄ５０）は、直径１２５μｍのガラスファイバ上の３２．５μｍの厚さを有するコーティングとして構成され、かつ、５ｇの張力下に置かれた場合に、４００ｇ以上、５００ｇ以上、６００ｇ以上、６５０ｇ以上、または４２５ｇ〜８００ｇの範囲、または４５０ｇ〜７５０ｇの範囲、または４７５ｇ〜７００ｇの範囲、または５００ｇ〜６７５ｇの範囲である。
【０２１９】
特に明記しない限り、本明細書に記載の任意の方法は、その工程が特定の順序で実行されることを必要とすると解釈されることは、決して意図していない。したがって、方法クレームがその工程が従うべき順序を実際に列挙していないか、または工程が特定の順序に限定されるべきであることが特許請求の範囲または明細書に具体的に述べられていない場合には、いかなる特定の順序も、推測されることは、決して意図していない。
【０２２０】
本発明の精神または範囲から逸脱することなく、さまざまな修正および変更を加えることができることは、当業者にとって明らかであろう。本発明の精神および本質を組み込んだ開示された実施形態の修正の組合せ、部分組合せ、および変形は、当業者に想起されうることから、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内のあらゆるものを含むと解釈されるべきである。
【０２２１】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０２２２】
実施形態１
組成物であって、
ジイソシアネート化合物；
ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物；および
０．１ミリ当量／ｇ未満の不飽和を有するポリオール化合物；
を含み、
前記ジイソシアネート化合物、前記ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物、および前記ポリオール化合物が、それぞれ、ｎ：ｍ：ｐのモル比で存在し、ここで、ｎは３．０〜５．０の範囲であり、ｍは１．５０ｎ−３から２．５０ｎ−５の範囲であり、ｐは２である、
組成物。
【０２２３】
実施形態２
前記ジイソシアネート化合物が、次式を有する化合物を含む、実施形態１に記載の組成物：
【０２２４】
【化１６】
2020513469.tif 000043
【０２２５】
［式中、基Ｒ１は、アルキレン基を含む］。
【０２２６】
実施形態３
前記基Ｒ１が、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシル）基を含む、実施形態２に記載の組成物。
【０２２７】
実施形態４
前記ポリオール化合物が、次式を有する化合物を含む、実施形態１〜３のいずれかに記載の組成物：
【０２２８】
【化１７】
2020513469.tif 000044
【０２２９】
［式中、基Ｒ２はアルキレン基を含み、ｘは４０〜１００である］。
【０２３０】
実施形態５
ｎが３．４〜４．６の範囲であり、ｍが１．６０ｎ−３から２．４０ｎ−５の範囲である、実施形態１〜４のいずれかに記載の組成物。
【０２３１】
実施形態６
前記ポリオールが、３０００ｇ／モル〜９０００ｇ／モルの範囲の数平均分子量を有するポリプロピレングリコールである、実施形態１〜５のいずれかに記載の組成物。
【０２３２】
実施形態７
前記反応生成物が、
オリゴマー材料であって、
次の分子式を有するポリエーテルウレタンアクリレート化合物：
【０２３３】
【化１８】
2020513469.tif 000045
【０２３４】
および、
次の分子式を有する二付加化合物：
【０２３５】
【化１９】
2020513469.tif 000046
【０２３６】
［式中、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、直鎖状アルキレン基、分岐状アルキレン基、または環状アルキレン基から選択され；
ｙは、１、２、３、または４であり；
ｘは、４０〜１００であり；
前記二付加化合物は、少なくとも１．０質量％の量で存在する］
を含む、オリゴマー材料
を含む、実施形態１〜６のいずれかに記載の組成物の反応生成物。
【０２３７】
実施形態８
ファイバコーティング組成物であって、
放射線硬化性基を有する１つ以上のモノマーと、
組成物の反応生成物であって、
ジイソシアネート化合物；
ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物；および
ポリオールが０．１ミリ当量／ｇ未満の不飽和を有する、ポリオール化合物；
を含み、
前記ジイソシアネート化合物、前記ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物、および前記ポリオール化合物が、それぞれ、ｎ：ｍ：ｐのモル比で存在し、ここで、ｎは３．０〜５．０の範囲であり、ｍは１．５０ｎ−３から２．５０ｎ−５の範囲であり、ｐは２である、
組成物の反応生成物と、
メルカプト官能性シラン化合物と、
光開始剤と、
を含む、ファイバコーティング組成物。
【０２３８】
実施形態９
前記反応生成物が、
次の分子式を有するポリエーテルウレタンアクリレート化合物：
【０２３９】
【化２０】
2020513469.tif 000047
【０２４０】
および、
次の分子式を有する二付加化合物：
【０２４１】
【化２１】
2020513469.tif 000048
【０２４２】
［式中、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、または環状アルキル基から選択され；
ｙは、１、２、３、または４であり；
ｘは、４０〜１００であり；かつ
前記二付加化合物は、少なくとも２．２５質量％の量で存在する］
を含む、実施形態８に記載のファイバコーティング組成物。
【０２４３】
実施形態１０
前記メルカプト官能性シラン化合物が０．５質量％を超える濃度を有する、実施形態８または９に記載のファイバコーティング組成物。
【０２４４】
実施形態１１
前記オリゴマー材料が２５質量％〜６５質量％の濃度を有する、実施形態８〜１０のいずれかに記載のファイバコーティング組成物。
【０２４５】
実施形態１２
２０Ｈｚの周波数で振動剪断歪みを加えながら、１００ｍＷ／ｃｍ２の強度を有する３９５ｎｍのＬＥＤ光源を用いて厚さ５０μｍのフィルムへと硬化させた場合に、前記光ファイバコーティング組成物が、０．５秒未満の２０℃における弾性率クロスオーバータイムを有する、実施形態８〜１１のいずれかに記載のファイバコーティング組成物。
【０２４６】
実施形態１３
前記反応生成物が、
次の分子式を有するポリエーテルウレタンアクリレート化合物：
【０２４７】
【化２２】
2020513469.tif 000049
【０２４８】
および、
次の分子式を有する二付加化合物：
【０２４９】
【化２３】
2020513469.tif 000050
【０２５０】
［式中、
Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基、または環状アルキル基から選択され；
ｙは、１、２、３、または４であり；
ｘは、４０〜１００であり；
前記二付加化合物は、少なくとも１．０質量％の量で存在する］
を含む、実施形態８〜１２のいずれかに記載のファイバコーティング組成物の硬化生成物であって、
該硬化生成物が、少なくとも３５Ｊ／ｍ２の引裂強度Ｇｃおよび１．０ＭＰａ未満のヤング率Ｅを有する、
硬化生成物。
【０２５１】
実施形態１４
前記硬化生成物が、キャビティサイズｒ０＝１０μｍで少なくとも０．４０ＭＰａの臨界応力σｃを有する、実施形態８〜１２のいずれかに記載のファイバコーティング組成物の硬化生成物。
【０２５２】
実施形態１５
前記硬化生成物が、少なくとも５０μｍの引裂強度Ｇｃのヤング率Ｅに対する比Ｇｃ／Ｅを有する、実施形態８〜１２のいずれかに記載のファイバコーティング組成物の硬化生成物。
【０２５３】
実施形態１６
前記硬化生成物が、１．０ＭＰａ未満のヤング率Ｅ、少なくとも３５Ｊ／ｍ２の引裂強度Ｇｃ、および、キャビティサイズｒ０＝１０μｍで少なくとも０．４０ＭＰａの臨界応力σｃを有する、実施形態８〜１２のいずれかに記載のファイバコーティング組成物の硬化生成物。
【０２５４】
実施形態１７
前記硬化生成物が、０．００３０インチ（約７６．２μｍ）〜０．００３５インチ（約８８．９μｍ）の厚さを有するフィルムとして構成された場合に、５００ｋＪ／ｍ３を超える引張靭性を有する、実施形態８〜１２のいずれかに記載のファイバコーティング組成物の硬化生成物。
【０２５５】
実施形態１８
前記硬化生成物が、２０℃でＡＳＴＭ  Ｄ４１３規格に準拠して測定した場合に、１５０グラム／インチ（約５．９１ｋｇ／ｍ）を超える９０度剥離力を有する、実施形態８〜１２のいずれかに記載のファイバコーティング組成物の硬化生成物。
【０２５６】
実施形態１９
前記硬化生成物が、ガラスファイバ上の３２．５μｍの厚さを有するコーティングとして構成された場合に、１．８ポンド（約８１６ｇ）未満の引抜き力を有する、実施形態８〜１２のいずれかに記載のファイバコーティング組成物の硬化生成物。
【０２５７】
実施形態２０
前記硬化生成物が、ガラスファイバ上の３２．５μｍの厚さを有するコーティングとして構成されており、かつ、５ｇの張力下に置かれた場合に、５００ｇを超える５０％損傷（Ｄ５０）の力を有する、実施形態８〜１２のいずれかに記載のファイバコーティング組成物の硬化生成物。
【０２５８】
実施形態２１
前記硬化生成物が、２０Ｈｚの周波数で振動剪断歪みを適用しつつ、１００ｍＷ／ｃｍ２の強度を有する３９５ｎｍのＬＥＤ光源で厚さ５０μｍのフィルムへと硬化させた場合に、０．４ＭＰａ未満の最大複素弾性率Ｇ＊ｍａｘを有する、実施形態８〜１２のいずれかに記載のファイバコーティング組成物の硬化生成物。
【０２５９】
実施形態２２
前記硬化生成物が、８０％を超える％反応アクリレート不飽和（％ＲＡＵ）を有する、実施形態８〜１２のいずれかに記載のファイバコーティング組成物の硬化生成物。
【０２６０】
実施形態２３
光ファイバをコーティングする方法において、
光ファイバにコーティング組成物を塗布する工程であって、前記光ファイバが３５ｍ／秒を超える延伸速度で移動し、前記コーティング組成物が、
オリゴマー材料であって、
芳香族基を含まないジイソシアネート化合物；
ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物；および
０．１ミリ当量／ｇ未満の不飽和を有するポリプロピレングリコールを含む、ポリオール化合物；
の反応生成物を含む、オリゴマー材料と、
メルカプト官能性シラン化合物と、
を含み、
前記ジイソシアネート化合物、前記ヒドロキシ（メタ）アクリレート化合物、および前記ポリオール化合物が、それぞれ、ｎ：ｍ：ｐのモル比で存在し、かつ、３＜ｎ＜５であり、ｍは１．５０ｎ−３から２．５０ｎ−５の範囲であり、ｐは２である、
工程と、
３００ｎｍ〜４００ｎｍの動作波長を有するＬＥＤ光源を用いて前記コーティング組成物を硬化させる工程であって、該硬化によって、８０％を超える％反応アクリレート不飽和（％ＲＡＵ）を有する硬化生成物を形成する、工程と、
を含む、方法。
【図１】
2020513469.tif 000059
【図２】
2020513469.tif 000060
【図３】
2020513469.tif 000061
【図４】
2020513469.tif 000062
【国際調査報告】
2020513469.tif 000063
2020513469.tif 000064