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KR101519099B1 - 광섬유 코팅 조성물 및 이를 적용한 광섬유 - Google Patents

광섬유 코팅 조성물 및 이를 적용한 광섬유 Download PDF

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KR101519099B1
KR101519099B1 KR1020140164429A KR20140164429A KR101519099B1 KR 101519099 B1 KR101519099 B1 KR 101519099B1 KR 1020140164429 A KR1020140164429 A KR 1020140164429A KR 20140164429 A KR20140164429 A KR 20140164429A KR 101519099 B1 KR101519099 B1 KR 101519099B1
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KR
South Korea
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meth
optical fiber
acrylate
coating composition
weight
Prior art date
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KR1020140164429A
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김용민
권혁주
홍수동
심한수
Original Assignee
(주) 에이치에스켐트론
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Publication date
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Abstract

본 발명은 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머, 광 경화형 모노머, 광개시제 및 흡습제를 포함하는 광섬유 코팅 조성물, 이의 제조방법, 이를 사용한 광섬유의 코팅 방법 및 이러한 광섬유 코팅 조성물로 코팅된 광섬유를 개시한다. 본 발명은 코팅 조성물 내에 존재하는 수분을 제거하여 수분-겔과 같은 불순물 형성을 억제함으로써 외관이 우수하고 단선 및 광 손실이 없는 광섬유 코팅 조성물을 제공할 수 있다.

Description

광섬유 코팅 조성물 및 이를 적용한 광섬유{A coating composition for optical fibers and optical fibers coated with the same}
본 발명은 광섬유를 코팅하기 위한 코팅 조성물, 이의 제조 방법, 이를 사용한 광섬유의 코팅 방법, 및 상기 코팅 조성물로 코팅된 광섬유에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 광경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머, 광 경화형 모노머, 광개시제 및 흡습제를 포함하는 광섬유 코팅 조성물, 이의 제조 방법, 이를 사용한 광섬유의 코팅 방법 및 이러한 코팅 조성물로 코팅된 광섬유에 관한 것이다.
일반적으로, 광섬유는 대용량의 정보를 초고속으로 전송할 수 있고 전송하는 정보의 손실(attenuation)도 극히 적기 때문에 원거리 및 근거리 통신에 가장 적합한 기능을 갖고 있어, 현대 정보 통신 사회의 주요 인프라(infra)로 자리잡고 있다.
이러한 광섬유의 신호 전송은 굴절률이 상이한 두 물질, 즉, 굴절률이 높은 코어(core) 영역과 굴절률이 낮은 클래딩(cladding) 영역의 경계에서 임계각 이상으로 입사된 빛이 경계면에서 전반사가 일어나는 현상을 이용하여 이루어지며, 코어 영역으로 입사된 빛을 코어 영역 내부에서 계속 전반사시키며 장거리까지 빛을 전송하게 된다. 이때, 우수한 신호 전송을 위해서는 발생하는 빛의 손실이 최소화되어야 하며, 광섬유에서 리와인딩(rewinding)의 후-공정에서 이물질에 의한 끊어짐 현상(이하, 단선이라 칭함)이 발생하지 않아야 한다.
광섬유에서 이러한 빛의 손실 및 단선 현상을 일으키는 주요 원인으로는 도 1에 나타나는 것과 같이, 광섬유 내에 존재하는 불순물에 의한 포인트 럼프(point-lump)를 꼽을 수 있다. 포인트 럼프가 발생하는 원인은 코팅 재료 내의 -[-CH2-CH2-O-]n- 화합물이 외기 공기 중 수분을 흡습하여, 코팅재료 내에서 수분-겔 (water-gel)을 생성시키기 때문이다.
일반적으로 광섬유 코팅 시스템은 제1 코팅 조성물 및 제2 코팅 조성물의 2종의 코팅 조성물을 포함한다. 여기서, 제 1코팅 조성물은 광섬유 기재 표면과 직접 접촉하며, 내부 코팅 조성물 또는 1차 코팅제라고도 일컫는다. 또한, 제 2코팅 조성물은 내부 코팅 조성물 또는 1차 코팅제 바로 위에 도포되며, 외부 코팅 조성물 또는 2차 코팅제라고도 일컫는다.
코팅된 광섬유에서 발생하는 마이크로벤딩(microbending) 또는 마크로벤딩(macrobending)과 같은 현상은 코팅된 광섬유의 신호 전송능력의 감쇠를 초래하여 바람직하지 않기 때문에, 일반적으로 1차 코팅제는 마이크로벤딩 또는 마크로벤딩에 대한 저항성을 갖도록 낮은 유리 전이 온도 (이하, Tg라 칭함)를 갖는 연질 코팅 재료이다. 한편, 2차 코팅제는 일반적으로 코팅된 광섬유가 후속 공정에 겪게 되는 외부 충격에 대한 저항성을 제공할 수 있는 경질 코팅 재료이다.
미국 특허공개 공보 제 US 20030211236 A1 호는 이러한 수분-겔 발생에 의한 포인트 럼프를 제거하기 위해 코팅 재료를 제조한 후, 테프론 타입(Teflon type, PTFE)의 필터를 사용하나, 이러한 방식은 수분-겔을 완벽하게 제거하지 못할 뿐더러, 필터 시간 지연 및 비용 상승과 같은 문제점을 갖는다.
한편, 대한민국 공개특허 공보 제10-2010-0008633호 및 제10-2010-0009379호는 수분-겔의 발생을 억제하기 위해, 코팅 조성물 내에 -[-OC3H6-]n- 작용기를 가지는 화합물을 사용하였으나, 이 경우 광섬유 고유의 탄성 및 외부 충격에 의한 복원 특성을 저해할 수 있어 여전히 바람직하지 않다.
그러므로, 종래의 광섬유 및 코팅 조성물의 물리적, 화학적 특성은 그대로 유지하면서 수분-겔의 형성을 효과적으로 억제하여 우수한 신호 전송 능력을 제공할 수 있는 광섬유 코팅 조성물에 대한 개발이 여전히 요구되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 하기와 같은 목적을 갖는다.
본 발명의 첫번째 목적은 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머; 광 경화형 모노머; 광개시제; 및 흡습제를 포함하는 광섬유 코팅 조성물로서, 수분-겔의 형성이 억제되어 매우 낮은 탁도(haze)를 갖는 광섬유 코팅 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 두번째 목적은 상기한 광섬유 코팅 조성물을 효율적으로 제조할 수 있는 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 세번째 목적은 수분-겔의 형성이 억제되어 탁도가 매우 낮은 광섬유 코팅 조성물로 광섬유를 코팅하는 광섬유의 코팅 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 네번째 목적은 상기한 광섬유 코팅 조성물을 1차 코팅제 또는 2차 코팅제로 도포한 광섬유를 제공하는 것이다.
상기 첫번째 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 측면은 광섬유 코팅 조성물로서, 중량 비율로서,
(A) 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머 30 내지 75 중량부;
(B) (메트)아크릴레이트 및 비닐기로부터 선택되는 1종 이상의 중합성기를 포함하는 광 경화형 모노머 10 내지 60 중량부;
(C) 광개시제 0.5 내지 15 중량부; 및
(D) 흡습제 0.1 내지 2 중량부;
를 포함하며, 상기 흡습제가 2 내지 5Å의 평균 공극 크기를 갖는 분자체(molecular sieve)이고, 성분 (A) 및 성분 (B)로부터 선택되는 1종 이상이 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함하는 광섬유 코팅 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112014113238951-pat00001
상기 화학식 1에서, n은 2 내지 20의 정수이다.
본 발명의 제1 측면에 따른 일 구현예에서, 성분 (A)는 (i) 폴리올 화합물; (ii) 폴리이소시아네이트; 및 (iii) 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트로부터 유도된 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머일 수 있다.
본 발명의 제1 측면에 따른 다른 구현예에서, 성분 (A)는 (i) 폴리올 화합물; (ii) 폴리이소시아네이트; 및 (iii) 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트로부터 유도된 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머이고, 여기서, 성분 (i)의 중량 평균 분자량이 400 내지 2,000이며, 성분 (i)는 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 링개환 테트라하이드로 퓨란 프로필렌옥사이드 공중합체, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 1,4-시클로헥산 디메탄올, 비스페놀 A 형 디올로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 제1 측면에 따른 다른 구현예에서, 성분 (A)가 하기 화학식 2 또는 3으로 표시되는 광 경화형 우레탄 디아크릴레이트 올리고머인 광섬유 코팅 조성물:
[화학식 2]
Figure 112014113238951-pat00002
[화학식 3]
Figure 112014113238951-pat00003
상기 화학식 2 및 3에서, R은 이소포론디이소시아네이트로부터 유도된 2가기이고, n은 2 내지 20의 정수이고, m은 2 내지 30의 정수이다.
본 발명의 제1 측면에 따른 다른 구현예에서, 성분 (B)가 100 내지 500의 중량 평균 분자량을 갖고, 페녹시에틸 (메트)아크릴레이트, 페녹시에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 페녹시테트라에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 페녹시헥사에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 이소보닐 (메트)아크릴레이트, N-비닐피롤리돈(N-VP), N-비닐카프로락탐(N-VC), 아크릴로일모르폴린(ACMO), 비스페놀 에톡실레이트 디(메트)아크릴레이트, 에톡실레이트 페놀 모노(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 400 디(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸 프로판 트리(메트)아크릴레이트, 폴리 에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌 옥사이드 부가형 트리에틸프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 에톡실레이티드 펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 에톡실레이트 노닐페놀 (메트)아크릴레이트, 2-페녹시에틸 (메트)아크릴레이트, 에톡실레이티드 비스페놀 A 디(메트)아크릴레이트, 알콕시레이티드 노닐페놀 (메트)아크릴레이트, 알콕시레이티드 3관능성 (메트)아크릴레이트 에스테르, 메탈릭 디(메트)아크릴레이트, 3관능성 아크릴에스테르, 3관능성 메타크릴레이트 에스테르 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 제1 측면에 따른 다른 구현예에서, 성분 (B)가 하기 화학식 4 또는 5로 표시되는 광 경화형 모노머일 수 있다:
[화학식 4]
Figure 112014113238951-pat00004
[화학식 5]
Figure 112014113238951-pat00005
상기 화학식 4 및 5에서, n은 2 내지 5의 정수이다.
본 발명의 제1 측면에 따른 다른 구현예에서, 흡습제는 제올라이트일 수 있다.
본 발명의 제1 측면에 따른 다른 구현예에서, 광섬유 코팅 조성물은 (E) 산화방지제 0.1 내지 2 중량부를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 측면에 따른 다른 구현예에서, 광섬유 코팅 조성물은 (F) 접착 증진제, 슬립제(slip agent) 및 레벨링제(leveling agent)로부터 선택되는 1종 이상의 기능성 첨가제 0.1 내지 2 중량부를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 측면은 광섬유 코팅 조성물의 제조방법으로서, 중량 비율로서, (A) 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머 30 내지 75 중량부; (B) (메트)아크릴레이트 및 비닐기로부터 선택되는 1종 이상의 중합성기를 포함하는 광 경화형 모노머 10 내지 60 중량부; (C) 광개시제 0.5 내지 15 중량부; 및 (D) 흡습제 0.1 내지 2 중량부를 혼합하는 단계를 포함하고, 여기서, 상기 흡습제가 2 내지 5Å의 평균 공극 크기를 갖는 분자체이고, (A) 및 (B)로부터 선택된 1종 이상이 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함하는 광섬유 코팅 조성물의 제조방법을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112014113238951-pat00006
상기 화학식 1에서, n은 2 내지 20의 정수이다.
본 발명의 제2 측면에 따른 일 구현예에서, 광섬유 코팅 조성물의 제조방법은 상기 혼합 단계 이전에, (i) 폴리올 화합물; (ii) 폴리이소시아네이트; (iii) (메트)아크릴레이트 알코올; (iv) 우레탄 반응 촉매; 및 (v) 중합 안정제로부터 상기 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머를 수득하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 측면을 따른 다른 구현예에서, 상기 흡습제는 제올라이트일 수 있다.
본 발명의 세번째 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제3 측면은 광섬유 코팅 조성물로서, 중량 비율로서,
(A) 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머 30 내지 75 중량부;
(B) (메트)아크릴레이트 및 비닐기로부터 선택되는 1종 이상의 중합성기를 포함하는 광 경화형 모노머 10 내지 60 중량부;
(C) 광개시제 0.5 내지 15 중량부; 및
(D) 흡습제 0.1 내지 2 중량부;
를 포함하며, 상기 흡습제가 2 내지 5Å의 평균 공극 크기를 갖는 분자체이고, 성분 (A) 및 성분 (B)로부터 선택되는 1종 이상이 상술한 화학식 1의 반복 단위를 포함하는 광섬유 코팅 조성물을 사용하는 광섬유의 코팅 방법을 제공한다:
본 발명의 네번째 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제4 측면은 상술한 광섬유 코팅 조성물로 코팅된 광섬유를 제공한다.
본 발명의 제4 측면에 따른 일 구현예에서, 광섬유가 제1 코팅층 및 제2 코팅층을 포함하며, 상기 제1 코팅층 및 상기 제1 코팅층으로부터 선택된 1개 이상의 층에 상술한 광섬유 코팅 조성물을 포함할 수 있다.
본 발명은 광섬유를 코팅하기 위한 코팅 조성물, 이의 제조 방법, 이를 사용한 광섬유의 코팅 방법 및 상기 코팅 조성물로 코팅된 광섬유를 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 광섬유 코팅 조성물 내에 -[CH2-CH2-O]n- 작용기를 가지는 화합물을 사용하면서, 2Å ~ 5Å의 평균 공극 크기를 갖는 분자체를 사용함으로써, 수분-겔 현상의 발생을 억제할 수 있고, 투명성이 매우 높고, 탁도가 4% 이하, 바람직하게는 2% 이하, 더욱 바람직하게는 1% 이하인 자외선 경화성 광섬유 코팅 조성물 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다.
이러한 광섬유 코팅 조성물은 광섬유의 1차 코팅제 및/또는 2차 코팅제로 사용할 수 있으며, 액상의 외관이 매우 우수하고 불순물이 존재하지 않는 광섬유를 제공할 수 있다. 또한, 포인트 럼프가 없고, 광섬유의 제조 공정 중 단선 현상, 코팅 불균일, 또는 광 손실 증가와 같은 문제가 발생하지 않으며, 이에 따라 광섬유를 매우 효율적으로 제조할 수 있다.
그러므로, 본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물은 광섬유 양산을 위한 고속화 공정을 보다 원활하게 처리할 수 있다.
도 1는 종래의 광섬유에서 발생한 포인트 럼프 현상을 나타내는 이미지이다.
도 2는 수분-겔 현상이 발생한 본 발명의 비교예에 따른 광섬유 코팅 조성물의 이미지이다.
도 3은 수분-겔 현상이 제거된 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 코팅 조성물의 이미지이다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따라 제조된 광섬유 코팅 조성물에서 수분-겔이 발생한 입자 개수를 측정한 결과이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 광섬유 코팅 조성물에서 수분-겔이 발생한 입자 개수를 측정한 결과이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 수행한 겔 유동 시간(gel flow time) 분석의 모식도이다.
이하에서는 본 발명을 더욱 자세하게 설명한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 광섬유 코팅 조성물은 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머; 광 경화형 모노머; 광개시제; 및 흡습제를 포함한다.
구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 광섬유 코팅 조성물은, 중량 비율로서, 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머를 30 내지 75 중량부, 바람직하게는 40 내지 70 중량부, 더욱 바람직하게는, 45 내지 65 중량부로 포함할 수 있고; 광 경화형 모노머를 10 내지 60 중량부, 바람직하게는 20 내지 45 중량부, 더욱 바람직하게는 25 내지 40 중량부로 포함할 수 있고; 광개시제를 0.5 내지 15 중량부, 바람직하게는 1 내지 10 중량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 5 중량부로 포함할 수 있고; 흡습제를 0.1 내지 2 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 1 중량부, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 0.7 중량부로 포함할 수 있다.
(A) 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머
본 발명에 사용되는 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머는 (i) 폴리올 화합물; (ii) 폴리이소시아네이트; (iii) 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트로부터 유도된 구조를 가질 수 있다.
이러한 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머는 광섬유 코팅 조성물에서, 30 내지 75 중량부로 존재할 수 있다. 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머를 30 중량부 미만으로 포함하는 경우, 광섬유 코팅 조성물의 경화 수축률이 증가하여 마이크로벤딩에 의한 손실이 발생할 수 있고, 광섬유 제조 공정 중 자외선 에너지 열에 의해 증기가 발생할 수 있다. 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머를 75 중량부 초과로 포함하는 경우, 공정상의 작업 점도가 높아져 가공성이 떨어질 수 있다.
본 발명에 따른 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머는 바람직하게는 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112014113238951-pat00007
상기 화학식 1에서, n은 2 내지 20의 정수이다.
본 발명에 따른 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머는 단독으로, 또는 2종 이상이 조합된 형태로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머는 (i) 폴리올 화합물; (ii) 폴리이소시아네이트; (iii) 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트; (iv) 우레탄 반응촉매; 및 (v) 중합 안정제로부터 합성될 수 있다.
본 발명에 따른 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머의 제조에 사용될 수 있는 구체적인 성분들은 하기와 같다.
(i) 폴리올 화합물
폴리올 화합물의 구체적인 종류에 특별한 제한은 없으며, 목적하는 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머 구조에 따라 당해 기술 분야에 공지된 적절한 폴리올 화합물을 선택할 수 있다.
본 발명에 사용될 수 있는 폴리올 화합물의 중량 평균 분자량은 바람직하게는 400 내지 2,000이다.
본 발명에 따른 폴리올 화합물은 에테르기를 포함하는 반복 구조 단위를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112014113238951-pat00008
상기 화학식 1에서, n은 2 내지 20의 정수이다.
상기 폴리올 화합물은 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 링개환 테트라하이드로 퓨란 프로필렌옥사이드 공중합체, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸 글리콜, 1,4-시클로헥산 디메탄올, 비스페놀 A 형 디올로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
이러한 폴리올 화합물은 본 발명의 광섬유 코팅 조성물이 1차 코팅제 또는 2차 코팅제로 사용됨에 따라 적절히 선택될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 본 발명의 광섬유 코팅 조성물이 1차 코팅제로 사용되는 경우, 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머의 제조를 위한 폴리올 화합물은 하기 화학식 6의 화합물일 수 있다:
[화학식 6]
Figure 112014113238951-pat00009
상기 화학식 6에서, n은 2 내지 20의 정수이며, m은 2 내지 30의 정수이고, 예를 들어, n은 15 내지 20의 정수이며, m은 25 내지 30의 정수이다.
상기 화학식 6의 폴리올 화합물을 사용하여 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머를 제조하는 경우, 상기 화학식 6의 폴리올 화합물은 상기 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머에 대하여, 바람직하게, 60 내지 90 중량부의 함량으로 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 본 발명의 광섬유 코팅 조성물이 2차 코팅제로 사용되는 경우, 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머의 제조를 위한 폴리올 화합물은 하기 화학식 7의 화합물일 수 있다:
[화학식 7]
Figure 112014113238951-pat00010
상기 화학식 7에서, n은 2 내지 20의 정수이며, m은 2 내지 30의 정수이고, 예를 들어, n은 2 내지 10의 정수이며, m은 10 내지 15의 정수일 수 있다.
상기 화학식 7의 폴리올 화합물을 사용하여 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머를 제조하는 경우, 상기 화학식 7의 폴리올 화합물은 상기 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머에 대하여, 바람직하게, 30 내지 70 중량부의 함량으로 사용할 수 있다.
(ii) 폴리이소시아네이트
폴리이소시아네이트 화합물의 구체적인 종류에 특별한 제한은 없으며, 목적하는 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머의 구조에 따라 당해 기술 분야에 공지된 적절한 폴리이소시아네이트 화합물을 선택할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 폴리이소시아네이트는 예를 들어, 2,4-톨리엔디이소시아네이트, 2,6-톨리엔디이소시아네이트, 1,3-크실렌디이소시아네이트, 1,4-크실렌디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌이소시아네이트, 1,6-헥산디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트(isophoronediisocyanate;IPDI) 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 바람직하게는, 상기 폴리이소시아네이트는 이소포론디이소시아네이트일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 폴리이소시아네이트는 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머에 대하여, 바람직하게, 10 내지 30 중량부의 함량으로 사용할 수 있다.
(iii) 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트
하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트 화합물의 구체적인 종류에 특별한 제한은 없으며, 목적하는 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머에 따라 당해 기술 분야에 공지된 적절한 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트 화합물을 선택할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트는 1종 이상의 (메트)아크릴레이트 및 1종 이상의 하이드록시기를 포함할 수 있다.
상기 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트 화합물은 예를 들어, 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페닐옥시프로필 (메트)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리코 모노(메트)아크릴레이트, 4-하이드록시시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올모노(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메트)아크릴레이트 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 상기 하이드록시 알킬 (메트)아크릴레이트는 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트일 수 있다.
상기 하이드록시 알킬 (메트)아크릴레이트는 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머에 대하여, 바람직하게, 10 내지 30 중량부의 함량으로 사용할 수 있다.
(iv) 우레탄 반응촉매
광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머의 제조에 사용되는 우레탄 반응 촉매는 우레탄 반응 중에 소량 첨가되는 촉매로, 당해 기술 분야에 공지된 적절한 우레탄 반응 촉매를 선택할 수 있다.
이러한 우레탄 반응 촉매는, 예를 들어, 구리 나프티네이트(copper naphthenate), 코발트 나프티네이트, 아연 나프티네이트, n-부틸틴라우레이트(butyl tin laurate), 디부틸틴디라우레이트(dibutyl tin dilaurate), 트리스틸아민(tristhylamine), 2-메틸트리에틸렌디아미드 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 우레탄 반응 촉매는 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머에 대하여, 바람직하게, 0 초과 내지 0.1 중량부의 함량으로 사용할 수 있다.
(v) 중합 안정제
광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머의 제조에 사용되는 중합 안정제는 당해 기술 분야에 공지된 적절한 중합 안정제를 선택할 수 있다.
이러한 중합 안정제는, 예를 들어, 부틸레이트 하이드록시 톨루엔(BHT; butylated hydroxytoluene), 하이드로퀴논, 하이드로 퀴논모노메틸에테르, 파라-벤조퀴논, 페노티아진 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 중합 안정제는 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머에 대하여, 바람직하게, 0 초과 내지 0.1 중량부의 함량으로 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머는 상술한 성분 (i) 내지 (v)로부터 당해 기술 분야에 공지된 적절한 방법을 사용하여 제조될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 광섬유 코팅 조성물이 1차 코팅제로서 사용되는 경우, 상기 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머는 하기 화학식 2의 화합물일 수 있다:
[화학식 2]
Figure 112014113238951-pat00011
상기 화학식 2에서, R은 이소포론디이소시아네이트로부터 유도된 2가 기이고, n은 2 내지 20의 정수이고, m은 2 내지 30의 정수이며, 예를 들어, n은 15 내지 20의 정수이며, m은 25 내지 30의 정수이다.
본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물이 2차 코팅제로서 사용되는 경우, 상기 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머는 하기 화학식 3의 화합물일 수 있다:
[화학식 3]
Figure 112014113238951-pat00012
상기 화학식 3에서, R은 이소포론디이소시아네이트로부터 유도된 2가 기이고, n은 2 내지 20의 정수이고, m은 2 내지 30의 정수이며, 예를 들어, n은 2 내지 10의 정수이며, m은 10 내지 15의 정수일 수 있다.
(B) 광 경화형 모노머
본 발명에서 광 경화형 모노머는 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머의 작업 점도를 조절하기 위한 희석제 모노머로 사용된다. 이러한 광 경화형 모노머로서, 당해 기술 분야에서 사용되는 저분자량의 광 경화형 모노머 중 (A) 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머와 상용성을 갖는 광 경화형 모노머를 적절히 선택할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 이러한 광 경화형 모노머는, 예를 들어, 100 내지 500의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 광 경화형 모노머는 분자 구조 내에 (메트)아크릴레이트 및 비닐기로부터 선택되는 1종 이상의 중합성기를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 광 경화형 모노머는 (메트)아크릴레이트 및 비닐기 이외의 다양한 관능기를 가질 수 있다.
광 경화형 모노머는 필름 상태에서 높은 인장 강도와 낮은 경화 수축률을 갖는 것이 바람직하며, 본 발명에서 이러한 광 경화형 모노머는 단독으로, 또는 2 종 이상이 조합된 형태로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 광 경화형 모노머는 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112014113238951-pat00013
상기 화학식 1에서, n은 2 내지 20의 정수이다.
예를 들어, 광 경화형 모노머는 페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 페녹시에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 페녹시테트라에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 페녹시헥사에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 이소보닐 (메트)아크릴레이트, N-비닐피롤리돈(N-VP), N-비닐카프로락탐(N-VC), 아크릴로일모르폴린(ACMO), 비스페놀 에톡실레이트 디(메트)아크릴레이트, 에톡실레이트 페놀 모노(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 400 디(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸 프로판 트리(메트)아크릴레이트, 폴리 에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌 옥사이드 부가형 트리에틸프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 에톡실레이티드 펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 에톡실레이트 노닐페놀 (메트)아크릴레이트, 2-페녹시에틸 (메트)아크릴레이트, 에톡실레이티드 비스페놀 A 디(메트)아크릴레이트, 알콕시레이티드 노닐페놀 (메트)아크릴레이트, 알콕시레이티드 3관능성 (메트)아크릴레이트 에스테르, 메탈릭 디(메트)아크릴레이트, 3관능성 아크릴에스테르, 3관능성 메타크릴레이트 에스테르 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
이러한 광 경화형 모노머는 광섬유 코팅 조성물에서, 10 내지 60 중량부로 존재할 수 있다. 광 경화형 모노머를 10 중량부 미만으로 포함하는 경우, 광섬유 코팅 조성물의 점도가 지나치게 높아져 작업이 어려울 수 있다. 광 경화형 모노머를 60 중량부 초과로 포함하는 경우, 광섬유 코팅 조성물의 경화 수축률이 증가하고, 고온 작업시 광섬유 코팅 조성물의 열 안정성이 떨어지며, 겔이 형성될 수 있고, 광섬유 코팅시 표면이 불균일해질 수 있다.
또한, 상기 광 경화형 모노머는 피도면과의 접착력 향상과 같은 성질에 따라 추가의 모노머를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 광섬유 코팅 조성물이 1차 코팅제로 사용되며, 광 경화형 모노머는 광섬유의 벤딩(bending)을 구현하기 위해 낮은 유리 전이 온도, 예를 들어, -20℃ 이하의 유리 전이 온도를 가질 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물이 1차 코팅제로 사용되는 경우, 광 경화형 모노머는 예를 들어, 하기 화학식 4의 화합물일 수 있다:
[화학식 4]
Figure 112014113238951-pat00014
상기 화학식 4에서, n은 2 내지 5의 정수이다.
상기 화학식 4의 광 경화형 모노머를 사용하는 경우, 광섬유 코팅 조성물에서, 화학식 4의 화합물은 30 내지 50 중량부로 존재할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물이 1차 코팅제로 사용되는 경우, 광 경화형 모노머는 경화 속도를 높이기 위해 추가의 비닐 모노머를 포함할 수 있다. 이러한 추가의 비닐 모노머는 예를 들어, N-비닐피롤리딘일 수 있으며, 광섬유 코팅 조성물에서 3 내지 5 중량부의 함량으로 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 광섬유 코팅 조성물이 2차 코팅제로 사용되며, 이때, 광 경화형 모노머는 광섬유의 외부 충격에 대한 내스크래치성을 구현하기 위해 비스페놀 A 유도체일 수 있다.
예를 들어, 본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물이 2차 코팅제로 사용되는 경우, 광 경화형 모노머는 하기 화학식 5의 화합물일 수 있다:
[화학식 5]
Figure 112014113238951-pat00015
상기 화학식 5에서, n은 2 내지 5의 정수이다.
상기 화학식 5의 광 경화형 모노머를 사용하는 경우, 광섬유 코팅 조성물에서, 화학식 5의 화합물이 10 내지 20 중량부의 함량으로 존재할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물이 2차 코팅제로 사용되는 경우, 광 경화형 모노머는 추가의 모노머를 더 포함할 수 있다. 이러한 추가의 모노머는 예를 들어, 페녹시에틸아크릴레이트(POEA), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(HDDA), 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(TPGDA), 폴리에틸렌글리콜(400) 디아크릴레이트(PEG400DA) 및 트리메틸프로판 트리아크릴레이트(TMPTA)로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 광섬유 코팅 조성물에 대하여 5 내지 10 중량부의 함량으로 사용할 수 있다.
(C) 광 개시제
본 발명에서 광 개시제는 자외선을 흡수하여 자유 라디칼을 형성함으로써 중합을 유도하는 것으로, 당해 기술 분야에서 적절히 선택된 광 개시제일 수 있다. 광섬유 코팅 조성물의 겔화를 초래하지 않으면서, 적절한 경화 속도를 제공할 수 있는 광개시제를 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 구현예에서, 광 개시제는 하이드록시사이클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-모폴리노-프로판-1-온, 하이드록시케톤, 벤조페논, 벤질디메틸케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 2,4,6-트리메틸 벤조일디페닐포스핀 옥사이드, 비스아실 포스핀 옥사이드, 하이드로케톤 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게, 광 개시제는 하이드록시사이클로헥실페닐케톤 또는 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀 옥사이드일 수 있다.
상기 광 개시제는 광섬유 코팅 조성물에 대하여 0.5 내지 15 중량부의 함량으로 사용될 수 있다.
(D) 흡습제
본 발명은 광섬유 코팅 조성물에 존재하는 수분을 제거하기 위해 흡습제를 포함한다. 광섬유 코팅 조성물에 존재하는 수분을 제거하지 않으면, 광섬유 코팅 조성물 내에서 수분이 겔(gel)화되어 수분-겔(water-gel)을 형성할 수 있다. 이러한 수분-겔은 광섬유 코팅 조성물의 경화에 참여하지 않는 불순물로서, 코팅 조성물 액상의 탁도를 증가시키고, 나아가, 광섬유 제조시 포인트 럼프를 발생시켜 광 손실이 증가되며, 공정 중 단선을 일으켜 수율이 저하될 수 있다.
이러한 흡습제는 예를 들어, 실리카겔, 산화알루미늄, 합성제올라이트, 모루데나이트나 에리오나이트 등의 천연제올라이트, 퍼라이트, 산성백토나 활성백토 등의 점토광물, 다공질유리, 규산마그네슘, 규산알루미늄, 고분자흡착제, 활성탄, 활성탄소섬유, 분자체카본, 골탄, 산화칼슘, 황산칼슘, 염화칼슘, 브롬화칼슘, 산화바륨, 브롬화바륨, 과염소산바륨, 염화마그네슘, 산화마그네슘, 황산마그네슘, 과염소산마그네슘, 황산알루미늄, 황산나트륨, 수산화나트륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 수산화칼륨, 염화아연, 브롬화아연, 과염소산리튬 등이 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 흡습제는 분자체이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 흡습제는 평균 공극 크기가 2 내지 5Å, 바람직하게는 3 내지 5Å, 더욱 바람직하게는 3 내지 4Å인 분자체이다. 이러한 분자체는 천연 또는 합성 제올라이트일 수 있다.
천연 또는 합성 제올라이트를 포함하는 분자체에서, 제올라이트는 다양한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제올라이트는 목적하는 흡습제의 성질에 따라, 제올라이트 A, 제올라이트 X, 제올라이트 Y, ZSM-5, FER(ferrierite), 제올라이트 L, BEA(β) 등으로부터 선택되는 골격 구조를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 분자체는 천연 또는 합성 제올라이트를 포함하며, 여기서, 제올라이트는 제올라이트 A형 구조를 포함할 수 있다.
상기 흡습제는 광섬유 코팅 조성물에 대하여 0.1 내지 2 중량부의 함량으로 사용될 수 있다.
본 발명에서, 흡습제는 단독으로, 또는 2종 이상이 조합된 형태로 사용될 수 있다.
또한, 이러한 흡습제는 예를 들어, CECA 사로부터 SILIPORITE NK 10 AP 및 SILIPORITE SA 172의 상품명으로 수득 가능하다.
본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물은 하기와 같은 선택적 첨가제들을 추가로 포함할 수 있다.
(E) 산화방지제
본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물은 광섬유 코팅 조성물의 저장 안정성을 개선하기 위해서, 또는 광섬유 코팅 조성물의 경화 후 코팅층의 산화 안정성을 향상시키기 위해서 산화방지제를 추가로 포함할 수 있다.
이러한 산화방지제는 광섬유 코팅 조성물의 산화에 의한 부식을 방지하여 광섬유 코팅 조성물 및 이로부터 형성된 코팅층의 물성 저하를 방지할 수 있다.
본 발명에서, 산화방지제의 구체적인 종류에 특별한 제한은 없으며, 당해 기술 분야에 공지된 적절한 산화 방지제를 선택할 수 있다.
이러한 산화방지제는 상업적으로 수득될 수 있으며, 예를 들어, 시바(Ciba Specialty Chemical)사의 Irganox 1010, Irganox 1035, Irganox 1076 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서, 산화 방지제는 적절한 함량으로 사용할 수 있으며, 예를 들어, 광섬유 코팅 조성물에 대하여, 산화 방지제의 함량은 0.1 내지 2 중량부일 수 있다.
(F) 기능성 첨가제
본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물은 광섬유 코팅 조성물의 기타 물성을 향상시키기 위해 기능성 첨가제를 추가로 포함할 수 있으며, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 이러한 기능성 첨가제는 접착 증진제, 슬립제 및 레벨링제로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 광섬유 코팅 조성물이 1차 코팅제로 사용되고, 광섬유 코팅 조성물은 코팅층과 피도면의 접착력을 향상시키기 위해 접착 증진제를 추가로 포함할 수 있다.
이러한 접착 증진제의 구체적인 종류에 특별한 제한은 없으며, 당해 기술 분야에 공지된 적절한 접착 증진제를 선택할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서, 이러한 접착 증진제는 산 관능성 첨가제 또는 유기 관능성 실란 첨가제일 수 있으며, 바람직하게는 유기 관능성 실란 첨가제이다.
예를 들어, 상기 접착 증진제는 비닐 트리메톡시실란, 비닐 트리메톡시실란, 비닐 트리(메톡시에톡시)실란, 감마-메타크릴 옥시프로필트리메톡시실란, 감마-글리시드 옥시프로필메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 유기 관능성 실란 첨가제일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 접착 증진제가 3-머캅토 프로필트리메톡시실란이다.
본 발명의 다른 구현예에서, 광섬유 코팅 조성물이 2차 코팅제로 사용되고, 광섬유 코팅 조성물은 외부 충격으로부터 발생하는 광섬유 표면의 긁힘 또는 마찰력을 감소시키기 위해 슬립제 및/또는 레벨링제를 추가로 포함할 수 있다.
이러한 슬립제 및 레벨링제는 당해 기술 분야에 공지된 적절한 슬립제 및 레벨링제를 선택할 수 있다. 슬립제 및 레벨링제는 상업적으로 수득될 수 있는 것이며, 예를 들어, BYK-chemi사의 BYK#371, #353, #356, #359, #361, #333, #067, #141; Evonik사의 Tego Rad#2200, Rad#2500, Glide#410, Glide#435, Glide#453; 및 Dow corning사의 DC-57, 190, 193 등으로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
이러한 기능성 첨가제들은 적절한 함량으로 사용될 수 있으며, 예를 들어, 광섬유 코팅 조성물에 대하여, 기능성 첨가제의 함량은 0.1 내지 2 중량부일 수 있다.
본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물은 상기 성분들 이외에도, 광섬유 코팅 조성물의 목적하는 성질에 따라, 광택제, 광증감제, 분산제, 광안정제, 자외선 흡수제, 대전 방지제, 열화 방지제, 변성제, 탈포제, 윤활제, 충전제, 희석제, 안료, 염료 등과 같은 기타 첨가제를 적절히 선택하여 임의로 포함할 수 있다. 이러한 기타 첨가제는 상기 광섬유 코팅 조성물의 성질에 상당히 부정적인 영향을 주지 않는 함량으로 포함될 수 있다.
또한, 본 발명은 수분-겔이 제거되어 불순물이 존재하지 않아 낮은 탁도를 가지며 단선 현상이나 광 손실이 증가되는 문제가 발생하지 않는 광섬유 코팅 조성물의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물의 제조 방법은 (A) 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머, (B) 광 경화형 모노머, (C) 광개시제 및 (D) 흡습제를 혼합하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물을 제조하기 위해서, 각각의 성분을 적절한 혼합 비율로 혼합할 수 있으며, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 중량 비율로서, (A) 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머 30 내지 75 중량부; (B) (메트)아크릴레이트 및 비닐기로부터 선택되는 1종 이상의 중합성기를 포함하는 광 경화형 모노머 10 내지 60 중량부; (C) 광개시제 0.5 내지 15 중량부; 및 (D) 흡습제 0.1 내지 2 중량부로 혼합할 수 있다.
상기 혼합하는 단계에서, 각각의 첨가 순서나 혼합 방법에는 특별한 제한은 없으며, 통상의 기술자는 적절한 첨가 순서 및 다양한 혼합 방법을 선택할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 광섬유 코팅 조성물을 제조하기 위해, 광경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머, 광 경화형 모노머, 광개시제 및 흡습제를 적절한 양으로 반응기에 첨가하고, 당해 기술 분야에서 사용되고 있는 다양한 교반기를 사용하여 혼합할 수 있다. 예를 들어, 분산 임펠러를 사용하여 균일한 속도로 교반할 수 있다. 이 경우, 바람직하게는, 교반 중 반응기 내의 온도가 60℃를 초과하지 않는다. 반응기 내 온도가 60℃를 초과하는 경우, 라디칼 반응에 의한 겔화가 진행될 수 있다.
본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물의 제조 방법에서 사용되는 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머는 당해 기술 분야에 공지된 적절한 제조 방법에 의해 제조될 수 있으며, 예를 들어, (i) 폴리올 화합물; (ii) 폴리이소시아네이트; (iii) (메트)아크릴레이트 알코올; (iv) 우레탄 반응 촉매; 및 (v) 중합 안정제로부터 제조될 수 있다.
구체적으로, 상기 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머는 (i) 폴리올 화합물; (ii) 폴리이소시아네이트; (iii) 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트; (iv) 우레탄 반응촉매; 및 (v) 중합 안정제를 특정 비율로 혼합함으로써 제조될 수 있다. 이러한 혼합 비율이나 혼합 순서에 특별한 제한은 없으며, 통상의 기술자는 목적하는 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머의 성질에 따라 적절한 비율의 혼합물을 선택할 수 있으며, 적절한 혼합 방법을 사용하여 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머를 제조할 수 있다.
예를 들어, 적절히 선택된 폴리올 화합물, 폴리이소시아네이트; 중합안정제를 반응기에 넣은 후, 적절한 속도로 교반하면서 우레탄 반응 촉매를 첨가할 수 있다. 이후, 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트를 첨가하여 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머를 수득할 수 있다.
광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머의 제조를 위한 성분 (i) 내지 (v)는 위에서 기술된 바와 같다.
본 발명의 다른 구현예에서, 목적하는 광섬유 코팅 조성물의 성질에 따라, 산화방지제를 적절한 단계에서 추가로 첨가하여 혼합할 수 있다. 바람직하게는, 광섬유 코팅 조성물에서 산화 방지제를 0.1 내지 2 중량부의 양으로 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 목적하는 광섬유 코팅 조성물의 성질에 따라, 접착 증진제, 슬립제 및 레벨링제로부터 선택되는 1종 이상의 기능성 첨가제를 적절한 단계에서 추가로 첨가하여 혼합할 수 있다. 바람직하게는, 광섬유 코팅 조성물에서, 이러한 기능성 첨가제를 0.1 내지 2 중량부의 양으로 사용할 수 있다.
상기 혼합시, 상기 광섬유 코팅 조성물의 성질에 상당히 부정적인 영향을 주지 않는 함량으로 상기 기능성 첨가제 이외의 기타 첨가제를 적절히 선택하여 혼합물에 추가할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머 및 광 경화형 모노머로부터 선택된 1종 이상은 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함할 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112014113238951-pat00016
상기 화학식 1에서, n은 2 내지 20의 정수이다.
본 발명의 다른 구현예에서, 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머 및 광 경화형 모노머는 모두 상기 화학식 1의 반복 단위를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물의 제조 방법에서 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머는 단독으로, 또는 2종 이상이 조합된 형태로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물의 제조 방법에서, 광 경화형 모노머는 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머의 작업 점도를 조절하기 위한 희석제 모노머로 사용되며, (A) 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머와 상용성을 갖는다.
본 발명에 따른 광 경화형 모노머는 바람직하게는, 분자 구조 내에 (메트)아크릴레이트 및 비닐기로부터 선택되는 1종 이상의 중합성기를 포함하며, 목적하는 광섬유 코팅 조성물의 성질에 따라 기타 다양한 관능기를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물의 제조 방법에서 광 경화형 모노머는 단독으로, 또는 2 종 이상이 적절한 비율로 조합된 형태로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물을 제조하기 위한 광 경화형 모노머, 광개시제, 흡습제, 산화 방지제, 및 기능성 첨가제는 위에서 기술된 바와 같다.
본 발명은 상술한 광섬유 코팅 조성물을 사용하여 광섬유를 코팅하는 방법을 제공한다.
본 발명에서, 광섬유를 코팅하는 구체적인 방법에 대해서는 특별한 제한이 없으며, 당해 기술 분야에서 사용되는 적절한 코팅 방법을 선택하여 코팅할 수 있다.
본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물은 1차 코팅제 또는 2차 코팅제로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물 단독으로, 또는 기타 코팅 조성물과 혼합하여 1차 코팅제 또는 2차 코팅제로 사용될 수 있다. 기타 코팅 조성물과 혼합하여 코팅제로 사용하는 경우, 본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물과 기타 코팅 조성물은 적절한 비율로 혼합될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 광섬유 코팅 조성물을 적절히 선택하여 1차 코팅제로 사용하여 광섬유를 코팅할 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 1차 코팅제로 사용되는 광섬유 코팅 조성물에서 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머는 하기 화학식 2의 화합물일 수 있다:
[화학식 2]
Figure 112014113238951-pat00017
상기 화학식 2에서, R은 이소포론디이소시아네이트로부터 유도된 2가 기이고, n은 2 내지 20의 정수이고, m은 2 내지 30의 정수이며, 예를 들어, n은 15 내지 20의 정수이며, m은 25 내지 30의 정수이다.
다른 구현예에 따르면, 1차 코팅제로 사용되는 광섬유 코팅 조성물에서 광 경화형 모노머는 하기 화학식 4의 화합물일 수 있다;
[화학식 4]
Figure 112014113238951-pat00018
상기 화학식 4에서, n은 2 내지 5의 정수이다.
본 발명의 다른 구현예에서, 본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물을 적절히 선택하여 2차 코팅제로 사용하여 광섬유를 코팅할 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 2차 코팅제로 사용되는 광섬유 코팅 조성물에서 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머는 하기 화학식 3의 화합물일 수 있다:
[화학식 3]
Figure 112014113238951-pat00019
상기 화학식 3에서, R은 이소포론디이소시아네이트로부터 유도된 2가 기이고, n은 2 내지 20의 정수이고, m은 2 내지 30의 정수이며, 예를 들어, n은 2 내지 10의 정수이며, m은 10 내지 15의 정수일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 2차 코팅제로 사용되는 광섬유 코팅 조성물에서 광 경화형 모노머는 하기 화학식 5의 화합물일 수 있다;
[화학식 5]
Figure 112014113238951-pat00020
상기 화학식 5에서, n은 2 내지 5의 정수이다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 광섬유 코팅 조성물로부터 적절히 선택된 2종의 코팅 조성물을 각각 1차 코팅제 및 2차 코팅제로 사용하여 광섬유를 코팅할 수 있다.
본 발명의 광섬유 코팅 조성물 및 이의 제조 방법을 하기 실시예에서 더욱 상세하게 설명하나, 하기의 실시예는 본 발명의 예시일 뿐이며 본 발명이 하기 실시예의 범위로 한정되는 것은 아니다.
광섬유 코팅 조성물의 성질 시험 방법
하기에서는 본 발명의 실시예 및 비교예에서 수득된 광섬유 코팅 조성물의 성질 측정을 수행한 방법을 구체적으로 기술한다.
광섬유 코팅 조성물의 액상 탁도(Haze) 측정
탁도 측정기(haze meter)로 BYK-Gardner사의 Haze-gard plus 기기를 사용하여 광섬유 코팅 조성물의 액상 탁도를 측정하였으며, 여기서, 측정 셀은 Minolta사에서 시판되는 CM-A131의 분광 측색계용 투명 플라스틱 셀(10mm)을 사용하였다.
구체적으로, 측정 셀에 수득된 광섬유 코팅 조성물을 가득 채운 후, 기포가 완전히 제거되도록 자연 탈포시켰으며, 이때 탈포를 위해 임의의 열을 가하지 않았다. 기포가 완전히 제거되면 탁도 측정기에 셀을 고정시킨 뒤 탁도를 측정하였다.
탁도 측정기는 할로겐램프에서 나온 빛을 셀에 투과시켜 적분구내로 입사시키며, 이러한 빛은 셀을 통과하면서 확산 투과율 광과 평행 투과율 광으로 분리된다. 여기서, 탁도는 아래와 같은 식으로 계산될 수 있다.
탁도(%) = 확산 투과율광 / (확산 투과율광+평행 투과율광) X 100
광섬유 코팅 조성물 내에 수분-겔이 형성되면 도 2에 나타난 바와 같이 코팅 조성물 액상의 탁도가 증가한다. 따라서, 이러한 탁도 측정으로 코팅 조성물 내 수분-겔 형성 유무를 확인할 수 있다.
광섬유 코팅 조성물의 입자 개수(particle count) 측정
Spectrex사의 PC-2200 입자 개수 분석 장치를 사용하여 광섬유 코팅 조성물의 입자 개수를 측정하였다. 구체적으로, 광섬유 코팅 조성물 액상 100ml를 용기에 채운 후 기포가 제거되도록 자연 탈포시켰으며, 이때 탈포를 위해 임의의 열을 가하지 않았다. 이후, 준비된 샘플을 PC-2200 입자개수 분석 장치에 고정시킨 뒤, 650nm 파장의 레이저 다이오드 빛을 샘플에 투과시켜 입자 개수를 측정하였다.
수분-겔이 형성되지 않은 광섬유 코팅 조성물은 입자 개수 분석에서 1μm 이상의 입자가 검출되어서는 않는다. 따라서, 이러한 입자 개수 분석 시 1μm 이상의 입자가 검출되면 광섬유 코팅 조성물 내에 수분-겔이 형성되었음을 확인할 수 있다.
광섬유 코팅 조성물의 겔 유동 시간(Gel flow time) 측정
메틸에틸케톤(MEK) 25mL와 수득된 광섬유 코팅 조성물 10g을 삼각 플라스크에 넣고, 마개를 닫은 상태에서 마그네틱바를 이용하여 10분간 교반하였다. MEK에 완전히 섞인 용액 30ml를 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 재질의 0.45μm 크기의 시린지 필터가 장착된 시린지에 채웠다. 이후, 도 6에 나타낸 것과 같이 압력 펌프가 연결된 시린지 뚜껑(syringe end-cap)을 장착하였다. 이후, 0.25MPa의 압력을 가하고, 압력을 가할 때부터 샘플이 모두 배출될 때까지 걸리는 시간을 측정하였다.
광섬유 코팅 조성물에 수분-겔이 형성되지 않는 경우, 겔 유동 시간이 100초 이하로 측정되며, 광섬유 코팅 조성물에 수분-겔이 형성되는 경우, 100초 초과의 겔 유동 시간이 측정된다.
제조예 1
Bayer사로부터 상업적으로 수득된 이소포론 디이소시아네이트 및 KPX chemical사로부터 상업적으로 수득된 에톡실화 (20) 폴리프로필렌 옥사이드 공중합체 디올(중량 평균 분자량: 2000)과 함께 중합안정제를 반응기에 넣은 후, 20 내지 40Hz의 속도로 교반기로 교반하였다. 이후, 40 내지 50℃의 온도에서 우레탄 반응 촉매를 첨가하였고, 발열에 주의하면서, 이 혼합물을 80℃에서 2 시간 동안 유지하였다. 반응이 모두 종료된 후, NIPPON SHOKUBAI사로부터 상업적으로 수득된 2-하이드록시에틸 아크릴레이트를 첨가하였다. 다시, 80℃에서 1 - 2 시간 동안 유지하였고, 이후, FT-IR 상에 -NCO 피크 (2250 cm-1)가 소멸할 때까지 반응시켜 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머를 합성하였다. 이때, 수득된 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머를 올리고머 A(중량 평균 분자량: 16,000)라고 칭하였다. 수득된 올리고머 A는 하기 실시예 1 내지 12 및 비교예 1 및 2에서 광섬유 코팅 조성물의 제조시 사용하였다.
제조예 2
Bayer사로부터 상업적으로 수득된 이소포론 디이소시아네이트, 한농화성사로부터 상업적으로 수득된 폴리에틸렌 글리콜 비스페놀 A 공중합체 디올 및 BASF사로부터 상업적으로 수득된 폴리메틸테트라하이드로푸르푸릴/폴리테르라하이드로푸르푸릴 공중합체 디올(중량 평균 분자량: 1000)과 함께 중합안정제를 반응기에 넣은 후, 20 내지 40Hz의 속도로 교반기로 교반하였다. 이후, 40 내지 50℃의 온도에서 우레탄 반응 촉매를 첨가하였고, 발열에 주의하면서, 이 혼합물을 80℃에서 2 시간 동안 유지하였다. 반응이 모두 종료된 후, NIPPON SHOKUBAI사로부터 상업적으로 수득된 2-하이드록시에틸 아크릴레이트를 첨가하였다. 다시, 80℃에서 1 - 2 시간 동안 유지하였고, 이후, FT-IR 상에 -NCO 피크 (2250 cm-1)가 소멸할 때까지 반응시켜 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머를 합성하였다. 수득된 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머를 올리고머 B(중량 평균 분자량: 5,000)라고 칭하였다. 수득된 올리고머 B는 하기 실시예 13 내지 24 및 비교예 3 및 4에서 광섬유 코팅 조성물의 제조시 사용하였다.
실시예 1 내지 6
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 비율로 각각의 성분을 혼합하여 본 발명에 따른 광섬유 코팅 조성물의 1차 코팅제를 제조하였다. 구체적으로, 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머에 광 경화형 모노머, 광개시제, 산화방지제, 기능성 첨가제 및 흡습제를 하기 표 1 및 2에 나타난 양 만큼 첨가하고, 분산 임펠러를 사용하여 100 내지 200 rpm의 균일한 속도로 교반하면서 2시간 동안 교반하였다. 교반 중 반응기 내 온도는 60℃ 이하였다.
비교예 1
하기 표 1에 나타난 바와 같은 비율로 각각의 성분을 혼합하였다는 점을 제외하고는 실시예 1 내지 6과 동일한 방법으로 광섬유 코팅 조성물의 1차 코팅제를 제조하였다.
하기 표 1에 나타난 함량은 중량부를 기준으로 한다.
성분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예
1
올리고머 A 48 48 48 48 48 48 48
에톡시화(4) 노닐페놀
아크릴레이트		 48 48 48 48 48 48 48
2,4,6-트리메틸벤조일
디페닐포스핀옥사이드		 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트 1 1 1 1 1 1 1
3-머캅토트리메톡시 실란 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
SILIPORITE NK 10 AP
(평균 공극 크기: 4Å)		 0.1 0.3 0.5
SILIPORITE SA 172
(평균 공극 크기: 3Å)		 0.1 0.3 0.5
실시예 7 내지 12
하기 표 2에 나타낸 바와 같은 비율로 각각의 성분을 혼합하였다는 점을 제외하고는 실시예 1 내지 6과 동일한 방법으로 광섬유 코팅 조성물의 1차 코팅제를 제조하였다.
비교예 2
하기 표 2에 나타난 바와 같은 비율로 각각의 성분을 혼합하였다는 점을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 광섬유 코팅 조성물의 1차 코팅제를 제조하였다.
하기 표 2에 나타난 함량은 중량부를 기준으로 한다.
성분 실시예7 실시예8 실시예9 실시예10 실시예11 실시예12 비교예2
올리고머 A 53 53 53 53 53 53 53
에톡시화(4) 노닐페놀
아크릴레이트		 40 40 40 40 40 40 40
N-비닐-2-피롤리돈 3 3 3 3 3 3 3
2,4,6-트리메틸벤조일
디페닐포스핀옥사이드		 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
3-머캅토트리메톡시 실란 1 1 1 1 1 1 1
SILIPORITE NK 10 AP
(평균 공극 크기: 4Å)		 0.1 0.3 0.5
SILIPORITE SA 172
(평균 공극 크기: 3Å)		 0.1 0.3 0.5
실시예 1 내지 12 및 비교예 1 및 2에서 수득된 1차 코팅제의 탁도, 입자 개수 및 겔 유동 시간의 측정 결과를 하기 표 3에 기재한다. 비교예 1에서 수득된 코팅제의 입자 개수 측정 결과는 도 4에 나타나며, 실시예 1 내지 6에서 수득된 코팅제의 입자 개수 측정 결과는 도 5에 나타난다.
탁도 (%) 입자개수
(Particles/ml, ≥1μm)		 겔 유동 시간
(sec)
실시예 1 1.13 0 91
실시예 2 0.88 0 88
실시예 3 0.63 0 83
실시예 4 0.89 0 78
실시예 5 0.66 0 77
실시예 6 0.35 0 75
비교예 1 5.20 780 135
실시예 7 0.77 10 88
실시예 8 0.51 0 75
실시예 9 0.38 0 73
실시예 10 0.47 0 78
실시예 11 0.22 0 75
실시예 12 0.15 0 71
비교예 2 2.38 925 122
표 3에 나타난 결과에 의하며, 본 발명에 따른 흡습제를 사용한 실시예 1 내지 12의 코팅 조성물은 1% 미만의 탁도를 나타냈으며, 입자 개수 분석에서 1μm 이상의 입자가 거의 검출되지 않았고, 겔 유동 시간이 모두 100초 미만으로 측정되었다. 또한, 상술한 실시예들에서 흡습제의 함량이 증가할수록 탁도 수치 및 겔 유동 시간이 모두 감소하였다.
반면, 본 발명에 따른 흡습제를 사용하지 않은 비교예 1 및 2의 코팅 조성물은 본 발명의 실시예에 비해 최대 10배 이상 더 높은 탁도를 나타내었고, 입자 개수 분석에서 1μm 이상의 입자가 700개를 초과하였으며, 겔 유동 시간은 모두 120초를 초과하였다. 따라서, 본 발명의 실시예 1 내지 12에 따른 광섬유의 1차 코팅제에서, 비교예 1 및 2의 경우와 달리, 수분-겔과 같은 불순물이 형성되지 않았음을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 1 및 2의 코팅제는 수분-겔의 발생으로 인해, 도 2와 같이 열악한 외관을 나타내었다. 반면, 상술한 바와 같은 실시예 1 내지 12에 따른 1차 코팅제는 낮은 탁도로 인해, 도 3과 같이 매우 깨끗한 외관을 나타내었으며 코팅 조성물 후면에 위치한 문자들이 선명하게 드러날 정도의 투명성을 나타내었다.
실시예 13 내지 18
하기 표 4에 나타낸 바와 같은 비율로 각각의 성분을 혼합하였다는 점을 제외하고는 실시예 1 내지 6과 유사한 방법으로 광섬유 코팅 조성물의 2차 코팅제를 제조하였다.
비교예 3
하기 표 4에 나타난 바와 같은 비율로 각각의 성분을 혼합하였다는 점을 제외하고는 실시예 13 내지 18과 동일한 방법으로 광섬유 코팅 조성물의 2차 코팅제를 제조하였다.
하기 표 4에 나타난 함량은 중량부를 기준으로 한다.
성분 실시예 13 실시예 14 실시예 15 실시예 16 실시예 17 실시예 18 비교예 3
올리고머 B 32 32 32 32 32 32 32
에폭시 올리고머
(CN-120Z, SARTOMER)		 30 30 30 30 30 30 30
2-페녹시에틸
아크릴레이트		 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8
에톡시화(10) 비스페놀 A 디아크릴레이트 10 10 10 10 10 10 10
1,6-헥산디올 디아크릴레이트 10 10 10 10 10 10 10
폴리에틸렌 글리콜 (400) 디아크릴레이트 5 5 5 5 5 5 5
1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5
2,4,6-트리메틸벤조일
디페닐포스핀옥사이드		 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
DC-57 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
DC-190 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
SILIPORITE NK 10 AP
(평균 공극 크기: 4Å)		 0.1 0.3 0.5
SILIPORITE SA 172
(평균 공극 크기: 3Å)		 0.1 0.3 0.5
실시예 19 내지 24
하기 표 5에 나타낸 바와 같은 비율로 각각의 성분을 혼합하였다는 점을 제외하고는 실시예 13 내지 18과 동일한 방법으로 광섬유 코팅 조성물의 2차 코팅제를 제조하였다.
비교예 4
하기 표 5에 나타난 바와 같은 비율로 각각의 성분을 혼합하였다는 점을 제외하고는 비교예 3과 동일한 방법으로 광섬유 코팅 조성물의 2차 코팅제를 제조하였다.
하기 표 5에 나타난 함량은 중량부를 기준으로 한다.
성분 실시예19 실시예20 실시예21 실시예22 실시예23 실시예24 비교예4
올리고머B 32 32 32 32 32 32 32
에폭시 올리고머
(CN-120Z, SARTOMER)		 30 30 30 30 30 30 30
2-페녹시에틸 아크릴레이트 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8
에톡시화(4)
비스페놀 A 디아크릴레이트		 10 10 10 10 10 10 10
1,6-헥산디올 디아크릴레이트 3 3 3 3 3 3 3
트리메틸프로판 트리아크릴레이트 10 10 10 10 10 10 10
N-비닐-2-피롤리돈 2 2 2 2 2 2 2
1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5
2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀옥사이드 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
옥타데실-3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트 1 1 1 1 1 1 1
BYK-333 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
SILIPORITE NK 10 AP
(평균 공극 크기: 4Å)		 0.1 0.3 0.5
SILIPORITE SA 172
(평균 공극 크기: 3Å)		 0.1 0.3 0.5
실시예 13 내지 24 및 비교예 3 및 4에서 수득된 2차 코팅제의 탁도, 입자 개수 및 겔 유동 시간의 측정 결과를 하기 표 6에 기재한다.
탁도
(%)		 입자개수
(Particles/ml, ≥5μm)		 겔 유동 시간
(sec)
실시예 13 0.91 11 99
실시예 14 0.65 0 88
실시예 15 0.38 0 87
실시예 16 0.69 0 89
실시예 17 0.42 0 78
실시예 18 0.35 0 72
비교예 3 5.72 145 138
실시예 19 1.02 1 101
실시예 20 0.82 0 89
실시예 21 0.54 0 81
실시예 22 0.91 0 97
실시예 23 0.47 0 91
실시예 24 0.23 0 90
비교예 4 6.09 219 141
표 6에 나타난 결과에 의하며, 본 발명에 따른 흡습제를 사용한 실시예 13 내지 24의 2차 코팅제는 대부분 1% 미만의 탁도를 나타냈으며, 입자 개수 분석에서 1㎛ 이상의 입자가 거의 검출되지 않았고, 겔 유동 시간이 대부분 100초 이하로 측정되었다. 또한, 상술한 실시예에서 흡습제의 함량이 증가할수록 탁도 수치 및 겔 유동 시간이 모두 감소하였다.
반면, 본 발명에 따른 흡습제를 사용하지 않은 비교예 3 및 4는 실시예에 비해 최대 30배 이상 더 높은 탁도를 나타내었고, 입자 개수 분석에서 1㎛ 이상의 입자가 100개를 훨씬 초과하였으며, 상술한 실시예에 비해 최대 30-40초 더 긴 겔 유동 시간을 나타내었다. 따라서, 본 발명의 실시예 13 내지 24에 따른 광섬유의 2차 코팅제에서는, 비교예 3 및 4의 경우와 달리, 수분-겔과 같은 불순물이 형성되지 않았음을 확인할 수 있었다.

Claims (15)

  1. 광섬유 코팅 조성물로서, 중량 비율로서,
    (A) 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머 30 내지 75 중량부;
    (B) (메트)아크릴레이트 및 비닐기로부터 선택되는 1종 이상의 중합성기를 포함하는 광 경화형 모노머 10 내지 60 중량부;
    (C) 광개시제 0.5 내지 15 중량부; 및
    (D) 흡습제 0.1 내지 2 중량부;
    를 포함하며,
    상기 흡습제가 2 내지 5Å의 평균 공극 크기를 갖는 분자체(molecular sieve)이고,
    성분 (A) 및 성분 (B)로부터 선택되는 1종 이상이 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함하고,
    성분 (A)가 하기 화학식 2 또는 3으로 표시되는 광 경화형 우레탄 디아크릴레이트 올리고머인 광섬유 코팅 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112015019863917-pat00021

    상기 화학식 1에서, n은 2 내지 20의 정수이다.
    [화학식 2]
    Figure 112015019863917-pat00033

    [화학식 3]
    Figure 112015019863917-pat00034

    상기 화학식 2 및 3에서,
    R은 이소포론디이소시아네이트로부터 유도된 2가기이고,
    n은 2 내지 20의 정수이고,
    m은 2 내지 30의 정수이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 성분 (B)가 100 내지 500의 중량 평균 분자량을 갖고, 페녹시에틸 (메트)아크릴레이트, 페녹시에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 페녹시테트라에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 페녹시헥사에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 이소보닐 (메트)아크릴레이트, N-비닐피롤리돈(N-VP), N-비닐카프로락탐(N-VC), 아크릴로일모르폴린(ACMO), 비스페놀 에톡실레이트 디(메트)아크릴레이트, 에톡실레이트 페놀 모노(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 400 디(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸 프로판 트리(메트)아크릴레이트, 폴리 에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌 옥사이드 부가형 트리에틸프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 에톡실레이티드 펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 에톡실레이트 노닐페놀 (메트)아크릴레이트, 2-페녹시에틸 (메트)아크릴레이트, 에톡실레이티드 비스페놀 A 디(메트)아크릴레이트, 알콕시레이티드 노닐페놀 (메트)아크릴레이트, 알콕시레이티드 3관능성 (메트)아크릴레이트 에스테르, 메탈릭 디(메트)아크릴레이트, 3관능성 아크릴에스테르, 3관능성 메타크릴레이트 에스테르 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 광섬유 코팅 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 성분 (B)가 하기 화학식 4 또는 5로 표시되는 광 경화형 모노머인 광섬유 코팅 조성물:
    [화학식 4]
    Figure 112014113238951-pat00024

    [화학식 5]
    Figure 112014113238951-pat00025

    상기 화학식 4 및 5에서,
    n은 2 내지 5의 정수이다.
  7. 제1항에 있어서, 상기 흡습제는 제올라이트인 광섬유 코팅 조성물.
  8. 제1항에 있어서, (E) 산화방지제 0.1 내지 2 중량부를 추가로 포함하는 광섬유 코팅 조성물.
  9. 제1항에 있어서, (F) 접착 증진제, 슬립제(slip agent) 및 레벨링제(leveling agent)로부터 선택되는 1종 이상의 기능성 첨가제 0.1 내지 2 중량부를 추가로 포함하는 광섬유 코팅 조성물.
  10. 광섬유 코팅 조성물의 제조방법으로서, 중량 비율로서, (A) 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머 30 내지 75 중량부; (B) (메트)아크릴레이트 및 비닐기로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 광 경화형 모노머 10 내지 60 중량부; (C) 광개시제 0.5 내지 15 중량부; 및 (D) 흡습제 0.1 내지 2 중량부를 혼합하는 단계를 포함하고,
    상기 흡습제가 2 내지 5Å의 평균 공극 크기를 갖는 분자체이고,
    (A) 및 (B)로부터 선택된 1종 이상이 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함하고,
    성분 (A)가 하기 화학식 2 또는 3으로 표시되는 광 경화형 우레탄 디아크릴레이트 올리고머인 광섬유 코팅 조성물의 제조방법:
    [화학식 1]
    Figure 112015019863917-pat00026

    상기 화학식 1에서, n은 2 내지 20의 정수이다.
    [화학식 2]
    Figure 112015019863917-pat00035

    [화학식 3]
    Figure 112015019863917-pat00036

    상기 화학식 2 및 3에서,
    R은 이소포론디이소시아네이트로부터 유도된 2가기이고,
    n은 2 내지 20의 정수이고,
    m은 2 내지 30의 정수이다.
  11. 제10항에 있어서, 상기 혼합 단계 이전에, (i) 폴리올 화합물; (ii) 폴리이소시아네이트; (iii) (메트)아크릴레이트 알코올; (iv) 우레탄 반응 촉매; 및 (v) 중합 안정제로부터 상기 광 경화형 우레탄 디(메트)아크릴레이트 올리고머를 수득하는 단계를 추가로 포함하는 광섬유 코팅 조성물의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 흡습제는 제올라이트인 광섬유 코팅 조성물의 제조방법.
  13. 제1항에 따른 광섬유 코팅 조성물을 사용하는 광섬유의 코팅 방법.
  14. 제1항에 따른 광섬유 코팅 조성물이 코팅된 광섬유.
  15. 제14항에 있어서, 상기 광섬유가 제1 코팅층 및 제2 코팅층을 포함하며, 상기 제1 코팅층 및 상기 제2 코팅층으로부터 선택된 1개 이상의 층에 상기 광섬유 코팅 조성물을 포함하는 광섬유.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101957317B1 (ko) * 2018-06-04 2019-03-12 홍수동 내충격성이 우수한 광섬유 코팅 조성물 및 이를 적용한 광섬유
US10598881B2 (en) * 2015-12-16 2020-03-24 Prysmian S.P.A Optical fibre with enhanced high temperature resistance
US11028214B2 (en) 2018-01-22 2021-06-08 Corning Incorporated Synthesis of oligomer for optical fiber coating
WO2024235046A1 (zh) * 2023-05-12 2024-11-21 上海飞凯材料科技股份有限公司 光固化组合物及其应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10253859A (ja) * 1997-02-10 1998-09-25 Pirelli Cavi & Syst Spa 防湿性ケーブル
JP2001199748A (ja) * 2000-01-12 2001-07-24 Dainippon Ink & Chem Inc 光ファイバー被覆用樹脂組成物及び被覆心線
JP2001226150A (ja) * 1999-12-09 2001-08-21 Dainippon Ink & Chem Inc 光ファイバー被覆用樹脂組成物及び光ファイバー若しくはユニット
KR20070083804A (ko) * 2004-09-28 2007-08-24 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이. 방사선-경화성 액체 수지 광섬유 업재킷 조성물

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10253859A (ja) * 1997-02-10 1998-09-25 Pirelli Cavi & Syst Spa 防湿性ケーブル
JP2001226150A (ja) * 1999-12-09 2001-08-21 Dainippon Ink & Chem Inc 光ファイバー被覆用樹脂組成物及び光ファイバー若しくはユニット
JP2001199748A (ja) * 2000-01-12 2001-07-24 Dainippon Ink & Chem Inc 光ファイバー被覆用樹脂組成物及び被覆心線
KR20070083804A (ko) * 2004-09-28 2007-08-24 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이. 방사선-경화성 액체 수지 광섬유 업재킷 조성물

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10598881B2 (en) * 2015-12-16 2020-03-24 Prysmian S.P.A Optical fibre with enhanced high temperature resistance
US11028214B2 (en) 2018-01-22 2021-06-08 Corning Incorporated Synthesis of oligomer for optical fiber coating
KR101957317B1 (ko) * 2018-06-04 2019-03-12 홍수동 내충격성이 우수한 광섬유 코팅 조성물 및 이를 적용한 광섬유
WO2024235046A1 (zh) * 2023-05-12 2024-11-21 上海飞凯材料科技股份有限公司 光固化组合物及其应用

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