(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ビフェニル型エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）硬化促進剤、及び（Ｄ）無機充填材からなるエポキシ樹脂組成物において、無機充填材が全エポキシ樹脂組成物中に８０〜９０重量％で、無機充填材の内７０重量％以上が球状溶融シリカであり、該エポキシ樹脂組成物の成形品の−６５〜１００℃における線膨張係数が０．７×１０-5〜１．４×１０-5／℃、且つ常温曲げ強度が１７ｋｇ／ｍｍ2以上であることを特徴とする光ファイバーコネクター用エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１のエポキシ樹脂組成物を成形硬化してなることを特徴とする光ファイバーコネクター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形性、寸法安定性に優れた多心型光ファイバーコネクター用エポキシ樹脂組成物、及び該エポキシ樹脂組成物を成形硬化してなる光ファイバーコネクターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の情報通信分野の発展において、大量の情報を高速に伝達する技術が重要になってきており、大量高速通信の決め手として、光ファイバーを用いた光通信が益々重要性を占めてきている。従来、大陸間電話回線に見られるように、長距離且つ設置固定型の光回線網は、着々と整備活用されてきている。一方、今後は、電話局から各家庭まで、更には各家庭内の情報機器までの光通信化が課題となっている。各家庭や事業所を視野に入れると、安価且つ性能に優れた光ファイバー機器が必要になってくる。
又、光ファイバーの接続は、従来、ファイバーガラス同士を溶融接合させる方法で行ってきたが、特別の技術が必要なこと、又、一度接続すると、つなぎ換えができない等の問題があり、各家庭内までの光ファイバー網導入のためには、より安価な光ファイバー接続技術が必要である。
このため、各種のプラスチック製光ファイバーコネクターが開発され、既に単心型光ファイバーコネクター、即ち一本の光ファイバー同士を接続させるためのコネクターは、エポキシ樹脂組成物等を用いて成形したものが開発され、実用に供されているが、多心型光ファイバーコネクター、即ち光ファイバーを２本以上、例えば５本まとめて接続するためのコネクターには、従来から使用しているエポキシ樹脂組成物では寸法安定性、機械強度に問題があり、接続時に光ファイバー同士にずれが生じ、信号伝達率が低下したり、コネクターの抜き差しを繰り返すと、ガイドピン周囲の成形品に欠けやクラック、変形等が生じてしまい、接続信頼性を充分満足させるものはできていない。
多心型光ファイバーコネクターは、単心型光ファイバーコネクターに比べ、外形が大きく、そのため成形品に寸法のばらつきが出やすい。即ち、接合端面の面積が大きく、接合端面の寸法がばらつき易く、又、ファイバー間のピッチの寸法安定性も、単心型光ファイバーコネクターに比べ飛躍的に難しくなっている。
なお、プラスチック製以外にも、例えばセラミック製や金属製のコネクターも検討されているが、安価に大量生産できる寸法安定性に優れたプラスチック製の多心型光コネクターが望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、成形性、寸法安定性、接続安定性に優れた多心型光ファイバーコネクター用エポキシ樹脂組成物、及びこれを成形硬化してなる光ファイバーコネクターを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（Ａ）ビフェニル型エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂、（Ｂ）フェノール樹脂、（Ｃ）硬化促進剤、及び（Ｄ）無機充填材からなるエポキシ樹脂組成物において、無機充填材が全エポキシ樹脂組成物中に８０〜９０重量％で、無機充填材の内７０重量％以上が球状溶融シリカであり、該エポキシ樹脂組成物の成形品の−６５〜１００℃における線膨張係数が０．７×１０-5〜１．４×１０-5／℃、且つ常温曲げ強度が１７ｋｇ／ｍｍ2以上であることを特徴とする光ファイバーコネクター用エポキシ樹脂組成物、及びこれを成形硬化してなる光ファイバーコネクター。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に用いるエポキシ樹脂は、一分子中にエポキシ基を２個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を言い、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、トリアジン核含有エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても差し支えない。特に、溶融粘度の低いビフェニル型エポキシ樹脂等が好ましい。
【０００６】
本発明に用いるフェノール樹脂としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、テルペン変性フェノール樹脂、トリフェノールメタン型樹脂等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても差し支えない。特に、フェノールノボラック樹脂、パラキシリレン変性フェノール樹脂等が好ましい。
又、これらのエポキシ樹脂とフェノール樹脂との組み合わせとしては、エポキシ樹脂成分として、ビフェニル型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノール樹脂成分として、パラキシリレン変性フェノール樹脂やフェノールノボラック樹脂が好ましい。更に、エポキシ樹脂組成物（以下、樹脂組成物という）中のエポキシ樹脂のエポキシ基数（ａ）とフェノール樹脂のフェノール性水酸基数（ｂ）の比（ａ）／（ｂ）を０．８〜１．２とすることにより、この樹脂組成物の成形品のガラス転移温度（以下、Ｔｇという）は１００〜１８０℃となり、より好ましくは１３０〜１６０℃であり、所望のＴｇが得られる。Ｔｇが１００℃未満だと耐熱性に劣り、１８０℃を越えると吸水率と成形収縮率が高くなり好ましくない。
【０００７】
本発明に用いる硬化促進剤としては、エポキシ基とフェノール性水酸基との硬化反応を促進させるものであればよく、一般に成形材料に使用されているものを使用することができる。例えば、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７、三級アミン類、トリフェニルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート等のホスホニウム塩、ベンジルジメチルアミン、２−メチルイミダゾール等が挙げられ、これらは単独でも混合して用いても差し支えない。
【０００８】
本発明に用いられる無機充填材としては、例えば、球状溶融シリカ、破砕溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化珪素等が挙げられる。無機充填材の配合量としては、全樹脂組成物中に８０〜９０重量％が好ましい。８０重量％未満だと、樹脂成分が多くなり線膨張係数が１．４×１０−５／℃を越えてしまい寸法安定性が悪くなる。又、９０重量％以上では、成形時の流動性が劣り、未充填やボイド不良が出るため好ましくない。
無機充填材の内、球状溶融シリカの配合量は、７０重量％以上が好ましく、特に、８０重量％以上が好ましい。７０重量％未満だと、成形時の流動性、成形品表面の平滑性、接合安定性が劣るので好ましくない。
球状溶融シリカとしては、例えば、溶融法による球状シリカや、合成法による球状シリカを挙げることができ、粒子の形状としては、限りなく真球状のものが望ましい。最大粒径としては、成形時のゲート詰まり防止のためには２００μｍ以下が好ましく、特に１００μｍ以下が好ましい。平均粒径としては、特に制限はないが、１５〜３０μｍのものが望ましい。
又、成形性と寸法安定性、機械強度のバランスから、無機充填材の内、球状溶融シリカを用いることにより、−６５〜１００℃での線膨張係数が０．７×１０−５〜１．４×１０−５／℃の範囲で、常温曲げ強度が１７ｋｇ／ｍｍ２以上の成形品が得られる。
【０００９】
本発明の成形品の線膨張係数は、熱機械分析装置（ＴＭＡ）を用いて測定する。樹脂組成物をタブレット化し、低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、圧力７０ｋｇ／ｃｍ２、硬化時間２分で試験片（１５ｍｍ×４ｍｍ×３ｍｍ）を成形し、１７５℃、８時間でポストキュアして成形品を得る。ＴＭＡを用いて、成形品を−６５℃から１００℃まで昇温速度５℃／分で加熱し、温度上昇に伴う寸法変化を測定し、寸法変化の−６５℃から１００℃での接線から線膨張係数を求める。
線膨張係数としては、０．７×１０−５〜１．４×１０−５／℃が好ましく、特に、０．８×１０−５〜１．２×１０−５／℃が好ましい。０．７×１０−５／℃未満だと、成形収縮率が小さくなり成形時の金型からの離型性に問題が出るので好ましくない。一方、１．４×１０−５／℃を越えると、寸法変化が大きくなり、成形品の寸法ばらつきが大きくなって不良品率が高くなるので好ましくない。
【００１０】
本発明の樹脂組成物の常温曲げ強度は、ＪＩＳ−Ｋ−６９１１に準じ、低圧トランスファー成形機を用いて金型温度１７５℃、注入圧力７０ｋｇ／ｃｍ２、硬化時間２分の条件で試験片を成形後、１７５℃、８時間でポストキュアし、成形品を得て、テンシロンを用いて測定する。
常温曲げ強度としては、１７ｋｇ／ｍｍ２以上が好ましい。１７ｋｇ／ｍｍ２未満だと、成形品の機械的強度が弱くなり、光ファイバーコネクターの抜き差しを繰り返すと、光ファイバーコネクター同士を接続するためのガイドピン穴周囲が欠けたり、変形したりするため好ましくない。
【００１１】
本発明の樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｄ）成分の他、必要に応じて臭素化エポキシ樹脂、酸化アンチモン、リン化合物等の難燃剤、カップリング剤、カーボンブラック等の着色剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力成分、天然ワックス、合成ワックス、高級脂肪酸及びその金属塩類もしくはパラフィン等の離型剤、酸化防止剤等の各種添加剤を配合することができる。
本発明の樹脂組成物は、（Ａ）〜（Ｄ）成分、及びその他の添加剤等をミキサーを用いて常温混合し、ロール、ニーダー、押出機等の混練機で溶融混練し、冷却後粉砕して得られる。
本発明の樹脂組成物を用いて、光ファイバーコネクターを製造するには、トランスファーモールド、インジェクションモールド等の成形方法で硬化成形すればよい。トランスファーモールドの成形条件としては、金型温度１６０〜１９０℃、特に好ましくは１７５℃で、注入圧力７０〜１４０ｋｇ／ｃｍ２、注入時間７〜２０秒、硬化時間３０〜１５０秒が望ましい。インジェクションモールドの成形条件としては、金型温度１６０〜１９０℃、特に好ましくは１７５℃で、スクリュー温度８０〜１２０℃、射出時間１０〜３０秒、硬化時間３０〜１２０秒が望ましい。いずれの成形法でも、成形後、必要に応じポストキュア処理を行うことが、寸法安定性のためには好ましい。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明を実施例で具体的に説明する。配合割合は重量部とする。
0003546936.tif 000002
をミキサーで混合した後、表面温度が９０℃と３０℃の２本ロールを用いて３０回混練し、冷却後粉砕して、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を以下の方法で評価した。結果を表１に示す。
【００１３】
評価方法
スパイラルフロー：ＥＭＭＩ−１−６６に準じたスパイラルフロー測定用の金型を用いて、金型温度１７５℃、注入圧力７０ｋｇ／ｃｍ２、硬化時間２分で測定した。単位はｃｍ。
線膨張係数及びＴｇ：樹脂組成物をタブレット化し、低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度１７５℃、圧力７０ｋｇ／ｃｍ２、硬化時間２分で試験片（１５ｍｍ×４ｍｍ×３ｍｍ）を成形し、１７５℃、８時間でポストキュアした。熱機械分析装置（ＴＭＡ）を用いて、試験片を−６５℃から１００℃まで昇温速度５℃／ｍｉｎで加熱し、温度上昇に伴う寸法変化を測定し、寸法変化の−６５℃から１００℃での接線から線膨張係数を求めた。単位は／℃。又、２５℃と２４０℃の接線の交点からＴｇを求めた。単位は℃。
常温曲げ強度：ＪＩＳ−Ｋ−６９１１に準じ、低圧トランスファー成形機を用いて金型温度１７５℃、注入圧力７０ｋｇ／ｃｍ２、硬化時間２分で試験片を成形後、１７５℃、８時間ポストキュア処理し、テンシロンを用いて常温曲げ強度を測定した。単位はｋｇ／ｍｍ２。
離型性：ＪＩＳ−Ｋ−６９１１に準じた曲げ強度の試験片が、金型温度１７５℃、圧力７０ｋｇ／ｃｍ２、硬化時間２分で成形したときに金型から問題なく離型できるかで評価した。エジェクトピンのみで金型から離型し、成形品にキズや欠けがないものを良好とし、○で表示した。エジェクトピンのみでは金型から離型しないものや、離型しても成形品に欠けや割れが発生したものを不良とし、×で表示した。
寸法安定性：低圧トランスファー成形機を用いて金型温度１７５℃、注入圧力７０ｋｇ／ｃｍ２、硬化時間２分で、直径５０ｍｍ、３ｍｍ厚の円盤を１００個成形し、各々の成形品の成形後の外径を測定した後、１７５℃、８時間ポストキュア処理し、各々の成形品の外径を測定し、その収縮率が０．１５％以下のものを○、０．１５％を越えるものを×と判定した。
欠け試験：前記のポストキュア処理後の円盤１００個を振盪機に入れ、円盤同士を接触攪拌後、欠けの発生が１００個中に全くなければ○、１個でもあれば×と判定した。
【００１４】
実施例２〜６、比較例１〜３
表１の配合に従い、実施例１と同様にして樹脂組成物を得、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
なお、実施例２〜６、比較例１〜３で使用した式（１）を主成分とするエポキシ樹脂（融点１１０℃、エポキシ当量１６０）、式（２）のエポキシ樹脂（軟化点５４℃、エポキシ当量２００）、式（３）のエポキシ樹脂（軟化点６０℃、エポキシ当量２６０）の構造を以下に示す。
【化１】
0003546936.tif 000003
【００１５】
【化２】
0003546936.tif 000004
【００１６】
【化３】
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【００１７】
【表１】
0003546936.tif 000006
【００１８】
【発明の効果】
本発明に従うと、成形性、寸法安定性、接続安定性に優れ、多心型光ファイバーコネクター用に適したエポキシ樹脂組成物が得られ、これを用いた多心型光ファイバーコネクターは、光ファイバー接続端面同士が正確に接合し、接続時の端面のずれによる光損失が無く、低温から高温環境下まで安定した接続信頼性が得られ、又、接続部を繰り返し抜き差ししてもガイドピン部に欠けや変形が無く形状安定性に優れ、コネクター部の機械的強度が充分高く、又、安価で大量生産に適している。