JP2004020878A

JP2004020878A - Sealant composition for optical communication component and optical communication component using it

Info

Publication number: JP2004020878A
Application number: JP2002175099A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Ishigaki; 石垣　司; Yutaka Nakanishi; 中西　豊; Akira Tomaru; 都丸　暁; Norio Murata; 村田　則夫
Original assignee: Polymatech Co Ltd; NTT Advanced Technology Corp
Current assignee: Polymatech Co Ltd; NTT Advanced Technology Corp
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2004-01-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealant composition for optical communication components, a composition that creates almost no internal stress due to environmental change, that has a high mechanical strength of the sealant itself and a high adhesive strength with the optical communication components, and that excels in moisture permeability as well as storage stability and workability, and to provide optical communication components using this sealant composition. <P>SOLUTION: The sealant composition for optical communication components contains a polyisobutylene compound having a reactive group, a hardener having hydrocyril radicals, and either one or both of platinum vinyl siloxane complex and platinum carbonyl vinyl methyl siloxane complex as a catalyst. The sealant composition preferably contains a hydrophobic inorganic filler. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合波・分波用光カプラや光導波回路用パッケージ、レーザーダイオード、フォトダイオード、光コネクタ、光アイソレータ、光スイッチ、光変調器、光減衰器などの屋外ないしは屋内用の光通信部品で用いられる光通信部品用シール材組成物およびその光通信部品用シール材組成物を用いた光通信部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光センサ、光情報処理、光通信分野で用いる光通信部品は集積化、微小化、高機能化、低価格化等をめざして研究・開発が盛んに行われ、ファイバカプラ素子、石英系光導波路素子などが既に実用化されている。中でもファイバカプラ素子は簡単に合分岐、合分波が可能で、しかも安価な素子であるため、その利用が拡大してきている。このような光通信部品の一般的な構造は、光ファイバの導入口を設けた筐体（パッケージ）に光ファイバを接続した光素子を内蔵する構造となっており、光素子に接続した光ファイバは筐体に設けたファイバ導入口を通じて筐体の外部に導出されている。そして筐体内部への水分や塵や埃の侵入を阻止するため、光ファイバとファイバ導入口との間にはシーリングを施すようにしている。
【０００３】
ところで、このような構造の光通信部品は、特に高温高湿（８５℃以上、８５％ＲＨ以上）の厳しい環境下では、光伝送損失や偏波依存性損失における性能劣化が顕著であった。そこで、この理由を調査検討したところ、多くの光通信部品において、筐体のファイバ導入口と光ファイバとの間におけるシーリングや、筐体内部での光素子の固定方法として、単なる有機系の接着剤を用いたに過ぎない未熟な実装技術を採用する例が多いことから、湿気などの水分の影響による接着剤の膨潤、劣化等が誘起されていることが判明した。
【０００４】
単なる接着剤ではなく、空隙を充填する用途に用いるための一般的な有機系のシール材には、高弾性のシリコーン系材料を用いたシール材や低弾性のエポキシ系材料を用いたシール材などがある。しかしながら、前者の高弾性のシリコーン系シール材は、光通信部品に用いると、透湿度が大きく防湿機能に劣ること、また破断強度や引裂強度などの機械強度が小さいこと等の欠点があった。また、後者の低弾性のエポキシ系シール材を光通信部品に用いると、透湿度が小さく防湿機能に優れているが、硬化時や使用環境温度の変動時に大きな内部応力が発生し、特に光ファイバなどへの応力発生により、ファイバのマイクロベンド（局所的な曲がり）により光損失が増大してしまうという欠点があった。
【０００５】
また、高弾性で低透湿性の材料としてポリイソブチレン化合物系のシール材があるが、光通信部品に用いると、反応性が低く硬化に時間を要したり、厚膜硬化性が悪いなどの他、シール材の強度や、光通信部品を構成する光ファイバとの接着性が十分ではなく、光通信部品用シール材組成物としての満足な効果を与えるものではなかった。
【０００６】
そして、このような従来型のシール材の中には、光通信部品に適用した場合の特有の現象として、光ファイバとの接触部分で硬化阻害が発生する場合があった。硬化阻害とは、適用するシール材の標準的な硬化条件で硬化させた場合に、シール材のうち光ファイバとの接触部分だけが未硬化であったり、光ファイバとの接着性が著しく悪くなる現象をいう。この硬化阻害を回避するため、プライマーを光ファイバに予め塗工しても良いが、作業工程や製造コストが増加するために好ましい方法ではない。
【０００７】
なお、シール材以外を用いる方法として、ハウメチックシール等によって水分や塵や埃を光通信部品内に侵入させないようにする実装技術もあるが、複雑で高価なシール方法となるため光通信部品のコストが高くなる欠点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、発明者らは、光通信部品に適用することができるシール材を開発することを目的として、特に、光通信部品に特有の現象である硬化阻害の起こらないシール材について研究することにより本発明を完成したものである。
【０００９】
即ち、本発明は、光通信部品用のシール材として用いた場合に、環境変化による内部応力がほとんど発生せず、シール材自体の機械強度、光通信部品との接着強度が高く、透湿性が低く、また、保存安定性や作業性にも優れた光通信部品用シール材組成物を得ることを目的とする。
【００１０】
さらに、本発明は、光通信部品用のシール材として用いた場合に、硬化阻害が起きず光通信部品の構成部材である光ファイバとの接着性に優れた光通信部品用シール材組成物を得ることを目的とする。
【００１１】
さらに、本発明は、これらの光通信部品用シール材組成物を用いた光通信部品を提供することも目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を解決するために、本発明は、反応基を有するポリイソブチレン化合物、ヒドロシリル基を有する硬化剤、及び触媒としての白金・ビニルシロキサン錯体、を含んでなる光通信部品用シール材組成物を提供する。
【００１３】
本発明の光通信部品用シール材組成物によれば、反応基を有するポリイソブチレン化合物、ヒドロシリル基を有する硬化剤、白金・ビニルシロキサン錯体を含んでいるため、環境変化による内部応力がほとんど発生せず、シール材自体の機械強度が高いだけでなく、硬化阻害が起きず被着体との接着強度が高く、透湿性が低く、また、保存安定性や作業性にも優れた光通信部品用シール材となる。
【００１４】
また本発明は、さらに疎水性無機充填材を添加した光通信部品用シール材組成物である。疎水性無機充填材を含有するため、硬化阻害を軽減することができる。また、ポリマー成分との親和性が上がり、透湿度が低下し、被着体との接着性、シール性が向上し、シール材自体の機械的強度も向上する。
【００１５】
また本発明は、反応基を有するポリイソブチレン化合物と、該反応基を有するポリイソブチレン化合物中の反応基数（Ｘ）に対するヒドロシリル基数（Ｙ）の比が１≦（Ｙ／Ｘ）≦８となるヒドロシリル基を含有する硬化剤、及び白金量が前記反応基を有するポリイソブチレン化合物に対して５０〜１０００ｐｐｍとなる白金・ビニルシロキサン錯体、を含んでなる光通信部品用シール材組成物を提供する。
【００１６】
ポリイソブチレン化合物中の反応基数（Ｘ）と硬化剤中のヒドロシリル基数（Ｙ）の比が１≦（Ｙ／Ｘ）≦８としたため、ポリイソブチレン化合物が十分に反応しながら、硬化性の悪化や硬化物の物性変化を防止することができる。また、白金量が反応基を有する前記ポリイソブチレン化合物に対して５０〜１０００ｐｐｍとしたことから、８５℃という比較的低温でポリイソブチレン化合物と硬化剤との反応が十分に行われ硬化させることができるため、硬化阻害が起こりにくく、光通信部品の特性を損なうことがない。そして、環境変化による内部応力がほとんど発生せず、シール材自体の機械強度、光通信部品との接着強度が高く、透湿性が低く、また、保存安定性や作業性にも優れた光通信部品用シール材を得ることができる。
【００１７】
また本発明は、反応基を有するポリイソブチレン化合物１００重量部に対して疎水性無機充填材を１００〜５００重量部含む光通信部品用シール材組成物を提供する。ポリイソブチレン化合物に対して１〜５倍量の疎水性無機充填材を含むため、シール材の機械強度を増加させることができ、作業性にも優れ、また、環境変化による内部応力がほとんど発生せず、耐湿性、耐候性に優れた光通信部品用シール材組成物を得ることができる。そしてこの場合に、疎水性無機充填材が酸化アルミニウムであれば、シール材の機械的強度に優れる上、硬化阻害が起きにくく被着体との接着性に優れている。
【００１８】
また本発明は、反応基を有するポリイソブチレン化合物における反応基がアリル基である光通信部品用シール材組成物を提供する。反応基をアリル基としたため、白金・ビニルシロキサン錯体の存在下、８５℃という低温で容易にヒドロシリル基と付加反応を起こすことができる。
【００１９】
また本発明は、反応基を有するポリイソブチレン化合物と、触媒である白金・ビニルシロキサン錯体と、を含有し、必要に応じて疎水性無機充填材、可塑剤、シラン化合物、硬化遅延剤から選択される一種以上の添加剤を加えた第１組成物と、反応基を有するポリイソブチレン化合物とヒドロシリル基を有する硬化剤を含有し、必要に応じて疎水性無機充填材、可塑剤、シラン化合物、硬化遅延剤から選択される一種以上の添加剤を加えた第２組成物と、の二液からなる光通信部品用シール材組成物を提供する。
【００２０】
硬化剤と触媒を分けた二液性としたため、組成物の保存安定性を向上させるとともに、短時間での硬化や、より低温での硬化が可能となる。また、粘度が高すぎず、ポットライフも長くて作業性が良い光通信部品用シール材組成物とすることができる。さらに二液性としたため、反応抑制剤に対する要求が緩和されるとともに、反応基を有するイソブチレン化合物、ヒドロシリル基を有する硬化剤の組合せのバリエーションが豊富になる。
【００２１】
さらに本発明は、光素子と、光素子に接続した光ファイバと、光素子と光ファイバにおける光素子との接続端側とを収容する筐体とを備え、光ファイバを筐体のファイバ導入口から内部に導入してある光通信部品について、前記光通信部品用シール材組成物によってファイバ導入口と光ファイバとの隙間を封止したシール部を備える光通信部品を提供する。
【００２２】
この光通信部品は、本発明の光通信部品用シール材組成物をシール材に用いているため、ファイバとの界面においてシール材の硬化阻害がなく、水分や塵や埃の侵入を確実に防止できるシール性に大変優れている。また、シール材自体の不良や、シール材塗工時の不良が生じにくく、歩留まりが良い生産性の高い光通信部品を得ることができる。そして、本発明の光通信部品用シール材組成物を用いた、合波・分波用光カプラや光導波回路用パッケージ、レーザーダイオード、フォトダイオード、光コネクタ、光アイソレータ、光スイッチ、光変調器、光減衰器などの屋外ないしは屋内用光通信部品を得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の光通信部品用シール材組成物は、反応基を有するポリイソブチレン化合物、ヒドロシリル基を有する硬化剤、及び触媒としての白金・ビニルシロキサン錯体、を含む組成物である。そして必要に応じて、疎水性無機充填材やその他の添加剤を含んでなる組成物である。以下、光通信部品用シール材組成物を形成する各成分について説明する。
【００２４】
反応基を有するポリイソブチレン化合物；　反応基を有するポリイソブチレン化合物における反応基とは、ヒドロシリル基と付加反応して結合可能な反応基のことである。このような反応基としては水酸基、エポキシ基、アルケニル基等が挙げられ、アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、メチルビニル基、プロペル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基などの脂肪族不飽和炭化水素基やシクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基などの環式不飽和炭化水素基などが挙げられる。反応基の中ではアルケニル基が好ましく、反応性に優れ、安定性が良く、入手し易いなどの点から、特にアリル基が好ましい。
【００２５】
ポリイソブチレン化合物中の反応基の位置は、分子骨格の末端に存在すると、反応性が高く得られる硬化物が高強度となるなどの点から好ましい。
【００２６】
ポリイソブチレン化合物主鎖の単量体単位としてはイソブチレン単位が５０モル％以上であることが好ましく、防湿性、硬化性向上の観点から９０モル％以上がより好ましい。
【００２７】
本発明に使用される反応基を有するポリイソブチレン化合物の平均分子量は５００〜１０，０００である。５００未満では、低粘度のためシール材使用時に液ダレが生じやすく、硬化物の機械強度が低い。また、疎水性無機充填材を添加した場合に疎水性無機充填材が沈降してしまうなどの問題が生じる。また、１０，０００を超えると、高粘度となり、シール箇所への浸透が容易でなく常温での作業性が困難となる。
【００２８】
ポリイソブチレン化合物は、目的に応じて、反応基の異なるもの、または分子量の異なるものを２種以上組み合わせて使用してもかまわない。
【００２９】
ヒドロシリル基を有する硬化剤；　ヒドロシリル基含有硬化剤は、一分子内に２個以上のヒドロシリル基を含有していることが好ましい。ここで、ヒドロシリル基とはＳｉＨ基のことを指すが、同一Ｓｉに水素原子が２個結合している場合はヒドロシリル基２個と数えるものとする。ヒドロシリル基が２個より少ないと、硬化が遅く硬化不良を起こす場合が多い。
【００３０】
ヒドロシリル基を有する硬化剤には、鎖状又は環状のポリオルガノハイドロジェンシロキサン等が挙げられるが、シール材系中における相溶性あるいは分散安定性が良好なものが好ましい。鎖状又は環状のポリオルガノハイドロジェンシロキサンは、ヒドロシリル基の結合部位が分子末端にあっても分子鎖の途中にあっても好ましい化合物である。ヒドロシリル基を有する硬化剤成分は単独もしくは２種類以上のものを混合して用いることができる。
【００３１】
ポリイソブチレン化合物に対するヒドロシリル基を有する硬化剤の添加量は、ポリイソブチレン化合物中の反応基数（Ｘ）と硬化剤中のヒドロシリル基数（Ｙ）の比が、１≦（Ｙ／Ｘ）≦８となる添加量が好ましく、２≦（Ｙ／Ｘ）≦６がより好ましい。（Ｙ／Ｘ）＜１である場合は架橋が不十分であり、（Ｙ／Ｘ）＞８の場合は、硬化後に残存するヒドロシリル基の影響によりブリードが生じたり、硬化性が悪くなったり、硬化物の物性が変化するという問題が生じる可能性が高いからである。
【００３２】
白金触媒；　反応基を有するポリイソブチレン化合物と、ヒドロシリル基を有する硬化剤とを付加反応させるための反応触媒は、白金・ビニルシロキサン錯体である。白金・ビニルシロキサン錯体には、白金・カルボニルシクロビニルメチルシロキサン錯体、白金・シクロビニルメチルシロキサン錯体、白金・ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体等の白金・ビニルメチルシロキサン錯体が挙げられる。これらの中では、白金・シクロビニルメチルシロキサン錯体、白金・ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体が、光通信部品用シール材組成物中の添加量を少なくできる点でより好ましい。
【００３３】
通常、白金触媒と呼ばれる触媒には、白金単体や白金を活性炭素やアルミナ等に担持させた担体付白金触媒、塩化白金酸、白金オレフィン錯体等の種々の触媒が挙げられるが、光通信部品用シール材に用いる場合には、白金担体や、白金を活性炭素やアルミナ等に担持させた触媒は、シール材が硬化せず不適切である。また、塩化白金酸は、使用する際に危険が伴い好ましくなく、白金・オクチルアルデヒド／オクタノール錯体のような白金オレフィン錯体は、シール材の硬化時に発泡するため好ましくない。
【００３４】
白金・ビニルシロキサン錯体の添加量は、ポリイソブチレン化合物に対して白金の重量が５０〜１０００ｐｐｍであることが好ましく、２００〜５００ｐｐｍであることがより好ましい。２０００ｐｐｍを超えると、加温しなくとも短時間で硬化反応が起こり、作業性が著しく低下する。５０ｐｐｍ未満であると、光ファイバがナイロン系の被覆材で覆われている場合は良いが、一般的に光ファイバ用被覆材として用いられているウレタンアクリレート系の被覆材で覆われているとファイバ接着性が劣る。さらに、３０ｐｐｍ未満であるとポリイソブチレン化合物が硬化し難くなり硬化性、被着体との接着性が著しく低下する。
【００３５】
白金・ビニルシロキサン錯体は、溶媒に溶解させた状態で用いることができる。この場合、白金触媒溶液に対する白金の重量は、１〜２０ｗｔ％であることが好ましい。２０ｗｔ％を超えると、溶液中の錯体が凝集したり、保存中に触媒活性が失われたりするからである。また、１ｗｔ％未満であると、白金以外の成分が多くなりすぎ、硬化反応の進行を遅くし、硬化性、被着体との接着性を著しく低下させるからである。溶媒としてはシクロビニルメチルシロキサン、ジビニルテトラメチルジシロキサンなどが挙げられる。
【００３６】
無機充填材；　また、本発明の光通信部品用シール材組成物には、透湿度低下、接着性向上、機械的強度の増加、硬化収縮の低減、熱膨張の低減、粘弾性の調整、硬度調整、粘度調整、硬化前の流れ特性改善、色調変化などの種々の目的のために無機充填材を配合することができる。無機充填材としては疎水性無機充填材が好ましい。疎水性無機充填材を用いることにより、ポリマー成分との親和性が上がり、充填材の配合重量部数を増加することが可能になる。それに付随してより一層の透湿度低下、接着性向上、機械的強度の向上などの効果が期待できる。また、無機充填材を疎水性にすることで、シール材の硬化阻害を軽減することができる。
【００３７】
疎水性無機充填材としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、アルミニウム、マグネシウム、炭素などの球状、塊状、粉体状、繊維状、針状、鱗片状、ペレット状などの無機充填材に表面疎水性処理を施したものが挙げられる。これらは単独で、又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００３８】
疎水性無機充填材の中でも透湿度低下、機械的強度向上効果の高い酸化アルミニウムが好ましい。酸化アルミニウムの添加量はポリイソブチレン化合物１００重量部に対して総重量が１００〜５００重量部の範囲内である。１００重量部未満では硬化物の機械強度向上効果が十分でなく、５００重量部を超えると硬化前の粘度が高く作業性が悪い、硬化物の硬度が高くなりすぎてしまうなどの問題が生じることがある。
【００３９】
可塑剤；　粘度調整及び可塑化などの目的により可塑剤を添加することができる。可塑剤としては、反応基を有するポリイソブチレン化合物に対して相溶性が良好なものが好ましい。可塑剤の例としてはポリブテン、水添ポリブテン、液状ポリブタジエン、水添液状ポリブタジエン、パラフィン油、ナフテン油などの炭化水素系化合物類、塩素化パラフィン類、フタル酸エステル類、非芳香族二塩基酸エステル類、リン酸エステル類などが挙げられる。これらは単独で、又は２種以上組み合わせて用いることができる。可塑剤の添加量はポリイソブチレン化合物１００重量部に対して総重量が１０〜１００重量部とする。１０重量部より少ないと無機充填材の配合のためには高粘度であり、１００重量部を超えると硬化性、接着性、防湿性、物理的強度などが低下し、好ましくない。
【００４０】
シラン化合物；　また、接着性付与剤としてシラン化合物を添加することができる。シラン化合物とは加水分解性基と反応性有機官能基を併せ持つ有機ケイ素単量体であり、触媒を著しく不活性にしないものが用いられる。シラン化合物に含まれる反応性有機官能基には、ビニル系、エポキシ系、メタクリル系、エステル系、アミノ系などの官能基が挙げられる。これらは単独で、又は２種以上組み合わせて含有されていても良い。シラン化合物の添加量はポリイソブチレン化合物１００重量部に対して総重量が１〜１０重量部とする。１重量部より少ないと金属ケース等の筐体との接着力が劣り、１０重量部を超えるとシール材の硬化性、接着性、防湿性、物理的強度などが低下したり、保存安定性が悪くなり、好ましくない。
【００４１】
硬化遅延剤；　また、可使時間増加、作業性向上、硬化時間調整及び保存安定性向上などの目的により硬化遅延剤を添加することができる。硬化遅延剤としては、例えば脂肪族不飽和結合を含有する化合物、有機リン化合物、有機硫黄化合物、窒素含有化合物、スズ系化合物、有機過酸化物などが挙げられる。脂肪族不飽和結合を含有する化合物の例としては、プロパギルアルコール類、エン−イン化合物類、マレイン酸エステル類などが挙げられる。有機リン化合物の例としては、トリオルガノフォスフィン類、ジオルガノフォスフィン類、オルガノフォスフォン類、トリオルガノフォスファイト類などが挙げられる。有機硫黄化合物の例としては、オルガノメルカプタン類、ジオルガノスルフィド類、硫化水素、ベンゾチアゾール、ベンゾチアゾールジサルファイド、チアゾールなどが挙げられる。窒素含有化合物の例としては、アンモニア、１〜３級アルキルアミン類、アリールアミン類、尿素、ヒドラジンなどが挙げられる。スズ系化合物の例としては、ハロゲン化第一スズ２水和物、カルボン酸第一スズなどが挙げられる。有機過酸化物の例としては、ジ−ｔ−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、過安息香酸ｔ−ブチルなどが挙げられる。これらは単独で、又は２種以上組み合わせて用いても良い。硬化遅延剤の添加量はポリイソブチレン化合物１００重量部に対して総重量が０．０５〜１０重量部とする。０．０５重量部より少ないと硬化遅延効果が低く、保存安定性が悪く、１０重量部を超えるとシール材の接着性、防湿性、物理的強度などが低下したり、硬化が極端に遅くなり実用性に欠け、好ましくない。
【００４２】
疎水性無機充填材、可塑剤、シラン化合物、硬化遅延剤などの添加剤とは別に、必要に応じて老化防止剤、酸化防止剤、補強剤、難燃剤、耐熱性向上剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、シラン化合物以外の接着性付与剤、チクソ性付与剤、オイル、反応性希釈剤、顔料、硬化促進剤、相溶化剤、脱水剤、などの添加剤を添加することできる。
【００４３】
一液性の光通信部品用シール材組成物を製造するためには、反応基を有するポリイソブチレン化合物、ヒドロシリル基を有する硬化剤、触媒としての白金・ビニルシロキサン錯体、必要な添加剤を加えて混合、攪拌する。また、二液性の光通信部品用シール材組成物を製造するためには、反応基を有するポリイソブチレン化合物と、触媒である白金・ビニルシロキサン錯体と、必要な疎水性無機充填材、可塑剤、シラン化合物、硬化遅延剤等の添加剤、を加えて混合攪拌して第１組成物を作製し、別に、反応基を有するポリイソブチレン化合物とヒドロシリル基を有する硬化剤、必要な疎水性無機充填材、可塑剤、シラン化合物、硬化遅延剤等の添加剤、を加えて混合攪拌して第２組成物を作製する。
【００４４】
二液性の光通信部品用シール材組成物における第１組成物はヒドロシリル基を有する硬化剤が存在せず、第２組成物は触媒が存在しないため、両者を混合するまで硬化反応がほとんど進行しない。疎水性無機充填材を添加する場合は、第１組成物または第２組成物の片方のみに配合しても構わないが、粘度や配合時の体積、重量を均一にするために第１組成物及び第２組成物の両方に添加することが好ましい。
【００４５】
光通信部品用シール材組成物を形成する各成分の割合は、反応基を有するポリイソブチレン化合物を１００重量部としたときに、ポリイソブチレン化合物中の反応基数（Ｘ）に対するヒドロシリル基数（Ｙ）の比が１≦（Ｙ／Ｘ）≦８となるヒドロシリル基を含有する硬化剤量が好ましく、２≦（Ｙ／Ｘ）≦６となることがより好ましい。したがって、硬化剤に含まれる溶剤等の量にもよるが、通常、硬化剤量は、５〜３０重量部である。触媒量は、ポリイソブチレン化合物に対し、白金重量が５０〜１０００ｐｐｍとなるように添加する。添加剤として無機充填材、可塑剤、シラン化合物、硬化遅延剤等を使用する場合は、各添加量がポリイソブチレン化合物１００重量部に対して、無機充填材；１００重量部〜５００重量部、可塑剤；１０重量部〜１００重量部、シラン化合物；１重量部〜１０重量部、硬化遅延剤；０．０５重量部〜１０重量部とする。なお、二液性の光通信部品用シール材組成物では、第１組成物と第２組成物の合計量が上記割合になるようにする。
【００４６】
二液性の光通信部品用シール材組成物の場合、第１組成物中のポリイソブチレン化合物と第２組成物中のポリイソブチレン化合物の重量比は特に限定されないが、作業性の点から、第１組成物と第２組成物との重量比は、第１組成物：第２組成物が１０：１から１：１０の範囲内になるように各構成材料量を調整することが好ましく、第１組成物：第２組成物が１：１になるように調整することが特に好ましい。また、著しく異なる粘度の組成物を混合するのは作業性が悪いため、第１組成物と第２組成物との粘度比は、第１組成物：第２組成物が１０：１から１：１０の範囲内になるように各構成材料量を調整することが好ましく、第１組成物：第２組成物が１：１になるように調整することが特に好ましい。
【００４７】
一液性の光通信部品用シール材組成物と二液性の光通信部品用シール材組成物を比較すると、一液性の方が、シール作業が容易で、保管場所が少なくて済む等の利点があるが、保存安定性をより向上させ、短時間で熱硬化させるようなさらなる要求がある場合は、二液性とすることが好ましい。
【００４８】
光通信部品用シール材組成物は、初期粘度が１０，０００〜５００，０００ｍＰａ・ｓであり、１０，０００〜２００，０００ｍＰａ・ｓであることが特に作業性の面から好ましい。
【００４９】
光通信部品用シール材組成物を光通信部品に適用するには、一液性の場合はそのままシール箇所に塗布し、また、二液性の場合は第１組成物と第２組成物をよく混合攪拌した後シール箇所に塗布して、所定時間加温して固化させる。通常、１００℃以下、好ましくは８５℃以下の加熱下に２４時間、少なくとも１時間程度おいて固化させる。このように低温で硬化させることとしたのは、光通信部品には一部に紫外線硬化性樹脂を用いているものも多く、加熱硬化性樹脂をシール材として用いる場合、高温で硬化させると紫外線硬化性樹脂が、変質、変形して紫外線硬化性樹脂の弾性率、破断伸度、硬化度、機械的強度、密着性などの諸特性が劣化するだけでなく、光通信部品の特性までが変化するおそれがあるからである。
【００５０】
反応基を有するポリイソブチレン化合物は所定の触媒の存在下、上述の加熱によりヒドロシリル基を有する硬化剤と付加反応し、ゴム状硬化物となる。この硬化物は、加水分解性シリル基を有した湿気硬化性シリコーン樹脂硬化物やアルケニル基を有した加熱硬化性シリコーン樹脂硬化物と比較して、非常に低い透湿性を示し、防湿性に優れていることを特徴としている。
【００５１】
次に、本発明の光通信部品用シール材組成物を用いた光通信部品の例を図１及び図２に示した。
【００５２】
図１は、光通信部品として例示する光カプラ１１の内部構造の概略を示す断面図である。保護管（筐体）１２の内部で石英基板１４と有機接着剤１５で結合された光ファイバ１３は、保護管１２の両端に開口するファイバ導入口１２ａから外部に出ているため、ファイバ導入口１２ａと光ファイバ１３の間（隙間）にはシール材で密封したシール部１６が形成されている。このシール部１６を成すシール材に本発明の光通信部品用シール材組成物を用いている。
【００５３】
また図２は、光通信部品として例示する光導波路部品２１の概略正面図である。金属ケース（筐体）２２の内部に備えられた光素子としての光学フィルタ２３、ファイバアレイ２４、光導波路２５に連なる光ファイバ２６は、金属ケース２２の両端に開口するファイバ導入口２２ａから外部に出ているため、ファイバ導入口２２ａと光ファイバ２６との隙間にはシール材で密封したシール部２７が形成されている。このシール部２７を成すシール材に本発明の光通信部品用シール材組成物を用いている。
【００５４】
光通信部品用シール材組成物の組成に関し、触媒種及びその添加量、無機充填材の添加量、ヒドロシリル基の数（Ｙ）／アリル基の数（Ｘ）等に関する実験を行ったので説明する。
【００５５】
実験１：触媒種及びその添加量
【００５６】
反応基として両末端アリル基を有するポリイソブチレン化合物（鐘淵化学工業（株）製「ＥＰＩＯＮ　ＥＰ２０３Ａ」、平均分子量：５０００；プロセスオイル２３ｗｔ％含有）；１００重量部、ヒドロシリル基を有する硬化剤（鐘淵化学工業（株）製「ＣＲ−３００」）；１８重量部、疎水性酸化アルミニウム（昭和電工（株）製「ＡＬ−４５−２」）；２２０重量部、炭化水素系可塑剤（出光興産（株）製「ＰＳ−３２」）；１０重量部に所定の白金触媒を添加して光通信部品用シール材組成物を作製した。添加した白金触媒の種類を次のＡ）〜Ｇ）に示す。また、各白金触媒は、白金濃度がポリイソブチレン化合物に対して、２０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、５０００ｐｐｍとなるように添加した。
【００５７】
Ａ）．白金−活性炭素触媒（白金含量５ｗｔ％）（和光純薬工業社製）
Ｂ）．白金−アルミナ触媒（白金含量５ｗｔ％）（和光純薬工業社製）
Ｃ）．ビス（アセチルアセトナト）白金触媒（和光純薬工業社製）
Ｄ）．白金・カルボニルシクロビニルメチルシロキサン錯体（５配位）（Ｇｅｌｅｓｔ社（米国）製「ＳＩＰ６８２９．０」（商品コード）、Ｐｔ^０・ＣＯ・（ＣＨ_２＝ＣＨ（Ｍｅ）ＳｉＯ）_４；９．５ｗｔ％　及び溶媒（ＣＨ_２＝ＣＨ（Ｍｅ）ＳｉＯ）_４；９０．５ｗｔ％を含む）
Ｅ）．白金・シクロビニルメチルシロキサン錯体（４配位）（Ｇｅｌｅｓｔ社（米国）製「ＳＩＰ６８３２．０」（商品コード）、Ｐｔ^０・（ＣＨ_２＝ＣＨ（Ｍｅ）ＳｉＯ）_４；９ｗｔ％　及び溶媒（ＣＨ_２＝ＣＨ（Ｍｅ）ＳｉＯ）_４；９１ｗｔ％を含む）
Ｆ）．白金・ジビニルテロラメチルジシロキサン錯体（３配位）（Ｇｅｌｅｓｔ社（米国）製「ＳＩＰ６８３０．０」（商品コード）、Ｐｔ^０・１．５［（ＣＨ_２＝ＣＨ（Ｍｅ）_２Ｓｉ）_２Ｏ］_４；８ｗｔ％　及び溶媒（ＣＨ_２＝ＣＨ（Ｍｅ）_２Ｓｉ）_２Ｏ；９２ｗｔ％を含む）
Ｇ）．白金・オクチルアルデヒド／オクタノール錯体（Ｇｅｌｅｓｔ社（米国）製「ＳＩＰ６８３３．０」（商品コード）、Ｐｔ^０・（ＯＨＣ（ＣＨ_２）_６ＣＨ_３）_Ｘ（但しＸ＝１〜６の整数）；１０〜１４ｗｔ％　及び溶媒　ＨＯ（ＣＨ_２）_７ＣＨ_３；８６〜９０ｗｔ％含む）
【００５８】
【表１】

【００５９】
得られた光通信部品用シール材組成物について、硬化性、ファイバ接着性、発泡性、反応時間をそれぞれ調べた。試験方法及び評価方法を次に示す。
【００６０】
（１）硬化性試験
光通信部品用シール材組成物を、８５℃で１時間加熱して硬化させた。加熱後の光通信部品用シール材組成物について、硬化が良好であったものを○、表面がべとついたりして硬化性が不十分であるものを△、液状又はゲル状のまま硬化しないものを×とした。
【００６１】
（２）ファイバ接着性試験
ステンレス管（長さ１０ｍｍ、内径φ３ｍｍ）に外径１２５μｍのウレタンアクリレート樹脂で被覆された光ファイバを通し、ステンレス管の内部に光通信部品用シール材組成物を充填し、８５℃で１時間加熱し硬化させた。光ファイバの一端をプッシュプルゲージに固定し、ステンレス管をゆっくりと引っ張り（引っ張り速度５ｍｍ／分）、光ファイバが光通信部品用シール材組成物から抜ける際の強度又は光ファイバが破壊する強度を測定した。光ファイバとの接着性が良好で光ファイバが破断する（荷重が０．９ｋｇｆ超）場合を○、光ファイバの破断まで至らず光ファイバが抜け易い（荷重が０．９〜０．２ｋｇｆ）場合を△、光ファイバが簡単に抜ける（荷重が０．２ｋｇｆより小さい）場合を×とした。
【００６２】
（３）発泡性
発泡性は、硬化後に何ら発泡しないものを○、硬化後に発泡が見受けられるものを×とした。
【００６３】
（４）反応時間（作業性）
反応時間（作業性）は、作業時間として想定した２０分以内に光通信部品用シール材組成物の初期粘度がほとんど変わらないものを○、加熱せずとも硬化反応が起こり硬化してしまうものを×とした。
【００６４】
評価結果を表１に記載する。触媒として、白金−活性炭素、白金−アルミナ、ビス（アセチルアセトナト）白金、を用いた場合は、白金濃度に関係なく、シール材が硬化せず、光通信部品用シール材組成物としては不適であった。また、白金−オレフィン錯体を用いた場合は、硬化性及びファイバ接着性については良好であるけれども、硬化によって発泡し、また黒っぽく呈色してしまい実用に耐えうるものではなかった。しかし、白金・カルボニルシクロビニルメチルシロキサン錯体、白金・シクロビニルメチルシロキサン錯体、白金・ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体は、硬化性、ファイバ接着性、発泡性、作業性の全てにおいて優れており、光通信部品用シール材組成物用の触媒として適していた。また、これらの触媒の白金濃度は、白金・カルボニルシクロビニルメチルシロキサン錯体を用いた場合は５００〜１０００ｐｐｍ、白金・シクロビニルメチルシロキサン錯体を用いた場合は２００〜５００ｐｐｍ、白金・ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を用いた場合は５０〜５００ｐｐｍにおいてそれぞれ良好な結果であった。
【００６５】
実験２：疎水性無機充填材の添加量
【００６６】
疎水性無機充填材である酸化アルミニウムの添加量を変える実験を行った。即ち、実験１において酸化アルミニウムの添加量が２２０重量部であったものを、０重量部、８０重量部、１００重量部に代えた実験を行った。触媒添加量は２００ｐｐｍとした。その結果を表２に示す。
【００６７】
【表２】

【００６８】
表２からもわかるように、疎水性である酸化アルミニウムは、ポリイソブチレン化合物１００重量部に対して、１００重量部添加すれば、ファイバ接着性は良好であるが、８０重量部では、硬化性は良いものの、ファイバ接着性において劣っていた。
【００６９】
実験３：白金触媒溶液中の白金濃度
【００７０】
白金触媒を溶剤に溶解させた白金触媒溶液として添加する場合の白金触媒溶液中の白金濃度による影響を調べる実験を行った。反応基として両末端アリル基を有するポリイソブチレン化合物（鐘淵化学工業（株）製「ＥＰＩＯＮ　ＥＰ２０３Ａ」、平均分子量：５０００；プロセスオイル２３ｗｔ％含有）；１００重量部、ヒドロシリル基を有する硬化剤（鐘淵化学工業（株）製「ＣＲ−１００」）；１６重量部（ヒドロシリル基の数（Ｙ）／アリル基の数（Ｘ）＝４）、疎水性酸化アルミニウム（昭和電工（株）製「ＡＬ−１７０」）；２００重量部に対して、白金触媒溶液中の白金濃度を変えた種々の白金触媒を添加して試料１〜試料５の種々の光通信部品用シール材組成物を作製した。白金触媒は、白金・シクロビニルメチルシロキサン錯体（４配位）（Ｇｅｌｅｓｔ社（米国）製「ＳＩＰ６８３２．０」（商品コード）、Ｐｔ^０・（ＣＨ_２＝ＣＨ（Ｍｅ）ＳｉＯ）_４；９ｗｔ％　及び溶媒（ＣＨ_２＝ＣＨ（Ｍｅ）ＳｉＯ）_４；９１ｗｔ％を含む）を、白金濃度が、０．５ｗｔ％、１ｗｔ％、３ｗｔ％、１２ｗｔ％、２０ｗｔ％となるようにシクロビニルメチルシロキサン溶媒の量を調整したものを白金触媒溶液として調製して添加した。なお、いずれの白金触媒の添加においても、ポリイソブチレン化合物に対する白金の重量割合は、４００ｐｐｍとしている。その結果を表３に示す。なお、試験方法、評価方法は、実験１と同じである。
【００７１】
【表３】

【００７２】
白金触媒溶液に対する白金濃度は、１ｗｔ％以上であれば、ファイバ接着性に適するが、０．５ｗｔ％ではファイバ接着性が劣っていた。
【００７３】
実験４：硬化剤の添加量（ヒドロシリル基数（Ｙ）／アリル基数（Ｘ）の比）
【００７４】
実験１の白金濃度が２００ｐｐｍである場合において、硬化剤の添加量が１８重量部であったものを、４５部、９部、６部、３部に代えた実験を行った。硬化剤量を変更した以外は実験１と同様である。試験方法及び評価方法も実験１と同じである。その結果を表４に示す。
【００７５】
【表４】

【００７６】
この結果から、白金の配位数が少ない白金触媒の方が、硬化剤量を減らした場合にでも効果的であることがわかる。また、ヒドロシリル基数（Ｙ）／アリル基数（Ｘ）の値は、０．７や１０では硬化性、ファイバ接着性とも不十分であった。
【００７７】
実験５：シラン化合物、硬化遅延剤の添加
【００７８】
シラン化合物、硬化遅延剤を加える実験を行った。反応基として両末端アリル基を有するポリイソブチレン化合物（鐘淵化学工業（株）製「ＥＰＩＯＮ　ＥＰ２００Ａ」、平均分子量：５０００）、ヒドロシリル基を有する硬化剤（鐘淵化学工業（株）製「ＣＲ−１００」）、白金・シクロビニルメチルシロキサン錯体（Ｇｅｌｅｓｔ社製「ＳＩＰ６８３２．０」（商品コード）、白金濃度：３〜３．５ｗｔ％／錯体）、疎水性酸化アルミニウム（昭和電工（株）製「ＡＬ−１７０」）、可塑剤（出光興産（株）製「ＰＳ−３２」）、シラン化合物（東レ・ダウコーニング・シリコーン（株）製「ＳＺ６３００」）、硬化遅延剤（ＧＥ東芝シリコーン（株）製「ＭＥ７５」）を表５に示した所定の比率で配合し、試料６〜試料８の各々の光通信部品用シール材組成物を作製した。
【００７９】
【表５】

【００８０】
得られた光通信部品用シール材組成物についてのファイバ接着性試験は実験１で示した方法とした。また、初期粘度については回転粘度計を使用して測定した。せん断強度試験は、ＳＵＳ板（１ｍｍ厚）に接着面積２５×１５ｍｍにて光通信部品用シール材組成物を塗布し、８５℃で、１時間硬化させた後、引っ張りスピード５ｍｍ／ｍｉｎ．にて室温で測定したものである。硬度は、８５℃で１時間硬化後のショアＡ硬度を測定した。各測定結果も表５に示す。
【００８１】
酸化アルミニウムを添加すると光通信部品用シール材組成物の初期粘度が上がり、シラン化合物の添加でせん断強度が向上した。
【００８２】
【実施例】
以下に、本発明の光通信部品用シール材組成物を種々の光通信部品に適用したうちの一例について説明する。
【００８３】
実施例１：
【００８４】
実験５で得られた試料８のシール材（透湿度＝４．６６ｇ／２４ｈ／ｍ^２）を、図１に示す光ファイバカプラの防湿シール（外径３ｍｍ、内径２．６ｍｍ、長さ１００ｍｍのＳＵＳパイプ、ＵＶ被覆シングルモード単心線）に適用すると、−４０〜＋８５℃のヒートサイクル試験５００サイクルにおいて、最大光損失変動０．２ｄＢ以下、また、８５℃、８５％ＲＨの高温高湿試験５０００時間後においても、光損失増０．２ｄＢ以下を示し、耐久信頼性に優れた光通信部品を実現した。
【００８５】
実施例２：
【００８６】
また、試料８のシール材（透湿度＝４．６６ｇ／２４ｈ／ｍ^２）を、図２に示すフィルタを挿入する光導波路型合分波素子の防湿シール（外寸８×１０ｍｍ、内寸６×８ｍｍ、長さ１００ｍｍのアルミ製ボックス、ＵＶ被覆シングルモードテープ心線）に適用すると、−４０〜＋８５℃のヒートサイクル試験５００サイクルにおいて、最大光損失変動０．３ｄＢ以下、また、８５℃、８５％ＲＨの高温高湿試験５０００時間後においても、光損失増０．２ｄＢ以下を示し、耐久信頼性に優れた光通信部品を実現した。
【００８７】
比較例１：
【００８８】
比較のため、エポキシ系シール材（弾性率＝３×１０^＋１０ｄｙｎ／ｃｍ^２、硬度＝ショアＤ８５、Ｔｇ＝１５０℃、透湿度＝６．１８ｇ／２４ｈ／ｍ^２）を、図１に示す光ファイバカプラの防湿シール（外径３ｍｍ、内径２．６ｍｍ、長さ１００ｍｍのＳＵＳパイプ、ＵＶ被覆シングルモード単心線）に適用すると、８５℃、８５％ＲＨの高温高湿試験５０００時間後において、光損失増０．３ｄＢ以下の良好な耐湿信頼性を示したが、−４０〜＋８５℃のヒートサイクル試験５００サイクルにおいて、最大光損失変動２ｄＢ以上となり、耐ヒートサイクル信頼性が劣っていた。
【００８９】
比較例２：
【００９０】
また、比較のため、シリコーン系シール材（弾性率＝５×１０^＋７ｄｙｎ／ｃｍ^２、硬度＝ショアＡ２１、Ｔｇ＝−５５℃、透湿度＝１５２ｇ／２４ｈ／ｍ^２）を、図１に示す光ファイバカプラの防湿シール（外径３ｍｍ、内径２．６ｍｍ、長さ１００ｍｍのＳＵＳパイプ、ＵＶ被覆シングルモード単心線）に適用すると、−４０〜＋８５℃のヒートサイクル試験５００サイクルにおいて、最大光損失変動０．２ｄＢ以上となった。また、８５℃、８５％ＲＨの高温高湿試験５０００時間後において、光ファイバ固定部の接着剤が剥がれ、光損失増５ｄＢ以上を示し、光部品としての耐久信頼性が劣っていた。
【００９１】
高温高湿（７５℃、９０％ＲＨ）環境下での、本発明の光通信部品用シール材組成物（試料８）を用いた光通信部品と従来のシール材（比較例２で用いたシリコーン系シール材）を用いた光通信部品（光カプラ）のそれぞれの内部の湿度変化を測定し、図３に示した。図３より、本発明の光通信部品用シール材は優れた防湿信頼性と、良好な耐湿信頼性を示す。
【００９２】
【発明の効果】
本発明の光通信部品用シール材組成物は、８５℃以下という比較的低温で硬化することができ、硬化性が良好であるだけでなく、光通信部品との接触面においてシール材の硬化阻害が起きず、被着体との接着性に優れ、光通信部品の特性を損なわないシール材となる。また、保管安定性に優れ、塗工作業が容易である。
【００９３】
また、本発明の光通信部品用シール材組成物を用いた光通信部品は、環境変化による内部応力がほとんど発生せず、透湿性がほとんどないことから耐湿信頼性に優れた光通信部品である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光通信部品の一実施形態である光カプラの内部構造の概略を示す断面図である。
【図２】本発明の光通信部品の一実施形態である光導波路の内部構造の概略を示す断面図である。
【図３】光通信部品内の湿度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１１　光カプラ
１２　保護管（筐体）
１２ａ　ファイバ導入口
１３　光ファイバ
１４　石英基板
１５　有機接着剤
１６　シール部
２１　光導波路部品
２２　金属ケース（筐体）
２２ａ　ファイバ導入口
２３　光学フィルタ
２４　ファイバアレイ
２５　光導波路
２６　光ファイバ
２７　シール部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to outdoor or indoor optical communication such as multiplexing / demultiplexing optical couplers and optical waveguide circuit packages, laser diodes, photodiodes, optical connectors, optical isolators, optical switches, optical modulators, and optical attenuators. The present invention relates to an optical communication component sealing material composition used for a component and an optical communication component using the optical communication component sealing material composition.
[0002]
[Prior art]
Optical sensors, optical information processing, and optical communication components used in the optical communication field have been actively researched and developed with the aim of integration, miniaturization, high functionality, low cost, etc., fiber coupler elements, quartz optical waveguides Elements and the like have already been put to practical use. Above all, fiber coupler elements can be easily multiplexed / branched and multiplexed / demultiplexed, and are inexpensive elements. The general structure of such an optical communication component is a structure in which an optical element connected to an optical fiber is built in a housing (package) provided with an optical fiber inlet, and the optical fiber connected to the optical element. Is led out of the housing through a fiber inlet provided in the housing. In order to prevent moisture, dust and dirt from entering the inside of the housing, sealing is provided between the optical fiber and the fiber inlet.
[0003]
By the way, in the optical communication component having such a structure, particularly under a severe environment of high temperature and high humidity (85 ° C. or higher, 85% RH or higher), the performance deterioration in the optical transmission loss and the polarization dependent loss was remarkable. We investigated the reason for this and found that in many optical communication components, simple organic bonding was used as a method of sealing between the fiber inlet of the housing and the optical fiber, and of fixing the optical element inside the housing. In many cases, an inexperienced mounting technique using only an adhesive is employed, and it has been found that swelling and deterioration of the adhesive are induced by the influence of moisture such as moisture.
[0004]
Not only a simple adhesive but also a general organic sealant used for filling voids, such as a sealant using a highly elastic silicone material or a sealant using a low elasticity epoxy material. There is. However, the former high-elastic silicone sealant has disadvantages when used for optical communication parts, such as high moisture permeability and poor moisture-proof function, and low mechanical strength such as breaking strength and tear strength. In addition, when the latter low-elasticity epoxy-based sealing material is used for optical communication components, it has low moisture permeability and excellent moisture-proof function, but generates large internal stress during curing and fluctuations in the operating environment temperature. For example, there is a disadvantage that light loss increases due to microbending (local bending) of the fiber due to generation of stress on the fiber.
[0005]
In addition, there is a polyisobutylene compound-based sealing material as a material having high elasticity and low moisture permeability, but when used for an optical communication component, it has low reactivity and requires a long time for curing, or has a poor thick film curing property. In addition, the strength of the sealing material and the adhesiveness to the optical fiber constituting the optical communication component were not sufficient, and did not provide a satisfactory effect as a sealing material composition for an optical communication component.
[0006]
Among such conventional seal materials, as a specific phenomenon when applied to an optical communication component, there is a case where curing inhibition occurs at a contact portion with an optical fiber. Curing inhibition means that when cured under the standard curing conditions of the applied sealing material, only the part of the sealing material that is in contact with the optical fiber is uncured or the adhesion to the optical fiber is significantly deteriorated A phenomenon. In order to avoid this curing inhibition, a primer may be preliminarily applied to the optical fiber, but this is not a preferable method due to an increase in working steps and manufacturing costs.
[0007]
In addition, as a method using a material other than the sealing material, there is a mounting technique for preventing moisture, dust, and dust from entering the optical communication component by using a haumetic seal or the like, but the optical communication component is a complicated and expensive sealing method. However, there was a disadvantage that the cost was high.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the inventors of the present invention aimed at developing a sealing material that can be applied to optical communication components, and in particular, studied a sealing material that does not inhibit curing, which is a phenomenon peculiar to optical communication components. The invention has been completed.
[0009]
That is, when the present invention is used as a sealing material for an optical communication component, almost no internal stress is generated due to environmental changes, the mechanical strength of the sealing material itself, the adhesive strength with the optical communication component is high, and the moisture permeability is high. An object of the present invention is to obtain a sealing material composition for optical communication parts which is low in storage stability and excellent in workability.
[0010]
Further, the present invention provides an optical communication component sealing material composition which, when used as an optical communication component sealing material, has excellent adhesion to an optical fiber which is a constituent member of the optical communication component without causing curing inhibition. The purpose is to get.
[0011]
Still another object of the present invention is to provide an optical communication component using the sealing material composition for an optical communication component.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned object, the present invention provides a sealing material composition for an optical communication component comprising a polyisobutylene compound having a reactive group, a curing agent having a hydrosilyl group, and a platinum / vinylsiloxane complex as a catalyst. provide.
[0013]
According to the sealing material composition for an optical communication component of the present invention, since a polyisobutylene compound having a reactive group, a curing agent having a hydrosilyl group, and a platinum / vinyl siloxane complex are included, almost no internal stress is generated due to an environmental change. For optical communication parts that not only have high mechanical strength of the sealing material itself, but also have high adhesion strength to the adherend without hardening inhibition, low moisture permeability, and excellent storage stability and workability. It becomes a sealing material.
[0014]
Further, the present invention is a sealing material composition for an optical communication component further added with a hydrophobic inorganic filler. Due to the inclusion of the hydrophobic inorganic filler, curing inhibition can be reduced. In addition, the affinity with the polymer component is increased, the moisture permeability is reduced, the adhesion to the adherend and the sealing property are improved, and the mechanical strength of the sealing material itself is also improved.
[0015]
Further, the present invention provides a polyisobutylene compound having a reactive group, and a hydrosilyl compound in which the ratio of the number of hydrosilyl groups (Y) to the number of reactive groups (X) in the polyisobutylene compound having the reactive group is 1 ≦ (Y / X) ≦ 8. A sealing material composition for an optical communication component, comprising: a group-containing curing agent; and a platinum / vinylsiloxane complex having a platinum amount of 50 to 1000 ppm based on the polyisobutylene compound having the reactive group.
[0016]
Since the ratio of the number of reactive groups (X) in the polyisobutylene compound to the number of hydrosilyl groups (Y) in the curing agent was set to 1 ≦ (Y / X) ≦ 8, while the polyisobutylene compound sufficiently reacted, deterioration of curability and Changes in physical properties of the cured product can be prevented. Further, since the amount of platinum is 50 to 1000 ppm with respect to the polyisobutylene compound having a reactive group, the reaction between the polyisobutylene compound and the curing agent can be sufficiently performed at a relatively low temperature of 85 ° C. to be cured. Therefore, curing inhibition is unlikely to occur, and the characteristics of the optical communication component are not impaired. Optical communication components that generate almost no internal stress due to environmental changes, have high mechanical strength of the sealing material itself, high adhesive strength with optical communication components, low moisture permeability, and excellent storage stability and workability. Sealing material can be obtained.
[0017]
Further, the present invention provides a sealing material composition for optical communication parts, which contains 100 to 500 parts by weight of a hydrophobic inorganic filler based on 100 parts by weight of a polyisobutylene compound having a reactive group. Since the content of the hydrophobic inorganic filler is 1 to 5 times the amount of the polyisobutylene compound, the mechanical strength of the sealing material can be increased, the workability is excellent, and the internal stress due to environmental change is hardly generated. Therefore, a sealing material composition for optical communication parts having excellent moisture resistance and weather resistance can be obtained. In this case, if the hydrophobic inorganic filler is aluminum oxide, the sealant is excellent in mechanical strength, hardly inhibits curing, and has excellent adhesion to an adherend.
[0018]
Further, the present invention provides a sealing material composition for optical communication parts, wherein the reactive group in the polyisobutylene compound having a reactive group is an allyl group. Since the reactive group is an allyl group, an addition reaction with a hydrosilyl group can easily occur at a low temperature of 85 ° C. in the presence of a platinum / vinylsiloxane complex.
[0019]
Further, the present invention contains a polyisobutylene compound having a reactive group and a platinum-vinylsiloxane complex as a catalyst, and is selected from a hydrophobic inorganic filler, a plasticizer, a silane compound, and a curing retarder as necessary. A first composition containing one or more additives, a polyisobutylene compound having a reactive group and a curing agent having a hydrosilyl group, and if necessary, a hydrophobic inorganic filler, a plasticizer, a silane compound, and a curing agent. And a second composition to which one or more additives selected from retarders are added.
[0020]
Since the composition is a two-part composition in which the curing agent and the catalyst are separated, storage stability of the composition is improved, and curing in a short time and at a lower temperature can be performed. Moreover, the viscosity is not too high, the pot life is long, and the sealing material composition for optical communication parts with good workability can be obtained. Further, since the two-component type is used, the demand for the reaction inhibitor is relaxed, and the variation of the combination of an isobutylene compound having a reactive group and a curing agent having a hydrosilyl group is increased.
[0021]
Further, the present invention includes an optical element, an optical fiber connected to the optical element, and a housing for accommodating the optical element and the connection end of the optical fiber with the optical element, wherein the optical fiber is a fiber inlet of the housing. The present invention provides an optical communication component having a seal portion in which a gap between a fiber inlet and an optical fiber is sealed by the optical communication component sealing material composition with respect to the optical communication component introduced into the inside of the optical communication component.
[0022]
Since this optical communication component uses the sealing material composition for an optical communication component of the present invention as a sealing material, it does not hinder the curing of the sealing material at the interface with the fiber and reliably prevents moisture, dust, and dust from entering. Very good sealing performance. Further, it is possible to obtain a highly productive optical communication component having a good yield with a low yield of the seal material itself and a defect at the time of applying the seal material. Then, a multiplexing / demultiplexing optical coupler or an optical waveguide circuit package, a laser diode, a photodiode, an optical connector, an optical isolator, an optical switch, an optical modulator using the sealing material composition for an optical communication component of the present invention. Outdoor or indoor optical communication components such as optical attenuators can be obtained.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The sealing material composition for an optical communication component of the present invention is a composition containing a polyisobutylene compound having a reactive group, a curing agent having a hydrosilyl group, and a platinum / vinylsiloxane complex as a catalyst. And it is a composition containing a hydrophobic inorganic filler and other additives as required. Hereinafter, each component forming the sealing material composition for optical communication components will be described.
[0024]
Polyisobutylene compound having a reactive group; 反応 The reactive group in the polyisobutylene compound having a reactive group is a reactive group capable of undergoing an addition reaction with a hydrosilyl group and binding thereto. Examples of such a reactive group include a hydroxyl group, an epoxy group, an alkenyl group, and the like. Examples of the alkenyl group include aliphatic groups such as a vinyl group, an allyl group, a methylvinyl group, a propel group, a butenyl group, a pentenyl group, and a hexenyl group. Examples include a saturated hydrocarbon group, a cyclic unsaturated hydrocarbon group such as a cyclopropenyl group, a cyclobutenyl group, a cyclopentenyl group, and a cyclohexenyl group. Among the reactive groups, an alkenyl group is preferable, and an allyl group is particularly preferable in terms of excellent reactivity, good stability, and easy availability.
[0025]
It is preferable that the position of the reactive group in the polyisobutylene compound be at the end of the molecular skeleton, since the cured product obtained with high reactivity has high strength.
[0026]
As the monomer unit of the polyisobutylene compound main chain, the isobutylene unit is preferably at least 50 mol%, and more preferably at least 90 mol% from the viewpoint of improving moisture resistance and curability.
[0027]
The polyisobutylene compound having a reactive group used in the present invention has an average molecular weight of 500 to 10,000. If it is less than 500, liquid dripping is likely to occur when a sealing material is used due to low viscosity, and the cured product has low mechanical strength. In addition, when the hydrophobic inorganic filler is added, there arises a problem that the hydrophobic inorganic filler settles. On the other hand, if it exceeds 10,000, the viscosity becomes high, it is not easy to penetrate into the sealing portion, and the workability at normal temperature becomes difficult.
[0028]
As the polyisobutylene compound, two or more compounds having different reactive groups or different molecular weights may be used in combination depending on the purpose.
[0029]
Curing agent having a hydrosilyl group; (2) The hydrosilyl group-containing curing agent preferably contains two or more hydrosilyl groups in one molecule. Here, the hydrosilyl group refers to a SiH group, and when two hydrogen atoms are bonded to the same Si, it is counted as two hydrosilyl groups. If the number of hydrosilyl groups is less than 2, curing is slow and poor curing often occurs.
[0030]
Examples of the curing agent having a hydrosilyl group include linear or cyclic polyorganohydrogensiloxane, and those having good compatibility or dispersion stability in a sealing material system are preferable. A chain or cyclic polyorganohydrogensiloxane is a preferred compound regardless of whether the binding site of the hydrosilyl group is at the molecular terminal or in the middle of the molecular chain. The curing agent component having a hydrosilyl group can be used alone or as a mixture of two or more.
[0031]
The amount of the curing agent having a hydrosilyl group added to the polyisobutylene compound is such that the ratio of the number of reactive groups (X) in the polyisobutylene compound to the number of hydrosilyl groups (Y) in the curing agent is 1 ≦ (Y / X) ≦ 8. The addition amount is preferable, and 2 ≦ (Y / X) ≦ 6 is more preferable. When (Y / X) <1, the crosslinking is insufficient, and when (Y / X)> 8, bleeding occurs due to the effect of the hydrosilyl group remaining after curing, or the curability deteriorates. This is because there is a high possibility that a problem that the physical properties of the cured product change will occur.
[0032]
Platinum catalyst: The reaction catalyst for the addition reaction between the polyisobutylene compound having a reactive group and the curing agent having a hydrosilyl group is a platinum-vinylsiloxane complex. Examples of the platinum / vinylsiloxane complex include platinum / vinylcyclosiloxane complexes such as a platinum / carbonylcyclovinylmethylsiloxane complex, a platinum / cyclovinylmethylsiloxane complex, and a platinum / divinyltetramethyldisiloxane complex. Among these, a platinum-cyclovinylmethylsiloxane complex and a platinum-divinyltetramethyldisiloxane complex are more preferable because the amount of addition in the sealing material composition for optical communication parts can be reduced.
[0033]
Catalysts usually called platinum catalysts include various catalysts such as platinum simple substance, platinum catalysts with platinum supported on activated carbon or alumina, chloroplatinic acid, platinum olefin complexes, etc. When used for a sealing material, a platinum carrier or a catalyst in which platinum is supported on activated carbon or alumina is inappropriate because the sealing material does not cure. Further, chloroplatinic acid is not preferable because it involves danger when used, and a platinum olefin complex such as a platinum / octylaldehyde / octanol complex is not preferable because it foams when the sealing material is cured.
[0034]
The amount of the platinum / vinylsiloxane complex to be added is preferably 50 to 1000 ppm, more preferably 200 to 500 ppm, based on the weight of the polyisobutylene compound. If it exceeds 2,000 ppm, a curing reaction occurs in a short time without heating, and the workability is significantly reduced. If it is less than 50 ppm, the optical fiber may be covered with a nylon-based coating material, but if it is covered with a urethane acrylate-based coating material generally used as an optical fiber coating material, Poor adhesion. Further, when the content is less than 30 ppm, the polyisobutylene compound is hardly cured, and the curability and the adhesion to the adherend are significantly reduced.
[0035]
The platinum / vinylsiloxane complex can be used in a state of being dissolved in a solvent. In this case, the weight of platinum with respect to the platinum catalyst solution is preferably 1 to 20% by weight. If the content exceeds 20% by weight, the complex in the solution will aggregate or the catalytic activity will be lost during storage. On the other hand, if the content is less than 1 wt%, the amount of components other than platinum becomes too large, slows down the progress of the curing reaction, and significantly reduces the curability and adhesion to the adherend. Examples of the solvent include cyclovinylmethylsiloxane, divinyltetramethyldisiloxane, and the like.
[0036]
Inorganic fillers: The sealant composition for optical communication parts of the present invention also has a reduced moisture permeability, improved adhesion, increased mechanical strength, reduced cure shrinkage, reduced thermal expansion, adjusted viscoelasticity, and hardness. Inorganic fillers can be blended for various purposes such as adjustment, viscosity adjustment, improvement of flow characteristics before curing, and color change. As the inorganic filler, a hydrophobic inorganic filler is preferable. By using the hydrophobic inorganic filler, the affinity with the polymer component is increased, and it is possible to increase the blending weight of the filler. Along with this, effects such as further reduction in moisture permeability, improvement in adhesiveness, and improvement in mechanical strength can be expected. In addition, by making the inorganic filler hydrophobic, it is possible to reduce curing inhibition of the sealing material.
[0037]
Hydrophobic inorganic fillers include spherical, massive, and powdery materials such as silicon oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, titanium oxide, zinc oxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum hydroxide, barium sulfate, aluminum, magnesium, and carbon. , Fibrous, needle-like, scaly, pellet-like inorganic fillers subjected to a surface hydrophobic treatment. These can be used alone or in combination of two or more.
[0038]
Among the hydrophobic inorganic fillers, aluminum oxide having a high effect of lowering moisture permeability and improving mechanical strength is preferable. The total amount of aluminum oxide is in the range of 100 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyisobutylene compound. If the amount is less than 100 parts by weight, the effect of improving the mechanical strength of the cured product is not sufficient. If the amount is more than 500 parts by weight, problems such as high viscosity before curing, poor workability, and excessively high hardness of the cured product may occur. There is.
[0039]
Plasticizer: A plasticizer can be added for purposes such as viscosity adjustment and plasticization. As the plasticizer, those having good compatibility with the polyisobutylene compound having a reactive group are preferable. Examples of the plasticizer include polybutene, hydrogenated polybutene, liquid polybutadiene, hydrogenated liquid polybutadiene, hydrocarbon compounds such as paraffin oil and naphthenic oil, chlorinated paraffins, phthalic esters, and non-aromatic dibasic esters. , Phosphate esters and the like. These can be used alone or in combination of two or more. The total amount of the plasticizer is 10 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyisobutylene compound. If the amount is less than 10 parts by weight, the viscosity is high due to the addition of the inorganic filler.
[0040]
Silane compound; A silane compound may be added as an adhesion-imparting agent. The silane compound is an organosilicon monomer having both a hydrolyzable group and a reactive organic functional group, and one that does not significantly deactivate the catalyst is used. Examples of the reactive organic functional group contained in the silane compound include vinyl, epoxy, methacrylic, ester, and amino functional groups. These may be contained alone or in combination of two or more. The total amount of the silane compound is 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyisobutylene compound. If the amount is less than 1 part by weight, the adhesive strength to a case such as a metal case is inferior. It is bad and not good.
[0041]
A curing retarder; a curing retarder can be added for the purpose of increasing pot life, improving workability, adjusting curing time, and improving storage stability. Examples of the curing retarder include compounds containing an aliphatic unsaturated bond, organic phosphorus compounds, organic sulfur compounds, nitrogen-containing compounds, tin compounds, and organic peroxides. Examples of the compound containing an aliphatic unsaturated bond include propargyl alcohols, ene-yne compounds, and maleic esters. Examples of the organic phosphorus compound include triorganophosphines, diorganophosphines, organophosphones, and triorganophosphites. Examples of the organic sulfur compound include organomercaptans, diorganosulfides, hydrogen sulfide, benzothiazole, benzothiazole disulfide, thiazole and the like. Examples of the nitrogen-containing compound include ammonia, primary to tertiary alkylamines, arylamines, urea, hydrazine and the like. Examples of the tin compound include stannous halide dihydrate, stannous carboxylate, and the like. Examples of organic peroxides include di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, t-butyl perbenzoate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The amount of the curing retarder to be added is 0.05 to 10 parts by weight in total with respect to 100 parts by weight of the polyisobutylene compound. If the amount is less than 0.05 part by weight, the curing retarding effect is low, and the storage stability is poor. Lack of practicality, not preferred.
[0042]
Apart from additives such as hydrophobic inorganic fillers, plasticizers, silane compounds, curing retarders, etc., if necessary, antioxidants, antioxidants, reinforcing agents, flame retardants, heat resistance improvers, ultraviolet absorbers, Adding additives such as light stabilizers, antistatic agents, adhesion-imparting agents other than silane compounds, thixotropy-imparting agents, oils, reactive diluents, pigments, curing accelerators, compatibilizers, and dehydrating agents. it can.
[0043]
In order to produce a one-part sealing composition for optical communication parts, a polyisobutylene compound having a reactive group, a curing agent having a hydrosilyl group, a platinum / vinylsiloxane complex as a catalyst, and necessary additives are added. Mix and stir. Further, in order to produce a two-part sealing composition for optical communication parts, a polyisobutylene compound having a reactive group, a platinum / vinylsiloxane complex as a catalyst, a necessary hydrophobic inorganic filler, and a plasticizer are required. , A silane compound, an additive such as a curing retarder, and the like, and mixing and stirring to prepare a first composition. Separately, a polyisobutylene compound having a reactive group and a curing agent having a hydrosilyl group, and a necessary hydrophobic inorganic filler A material, a plasticizer, a silane compound, an additive such as a curing retarder, and the like are added and mixed and stirred to prepare a second composition.
[0044]
In the two-component sealing composition for optical communication parts, the first composition does not have a curing agent having a hydrosilyl group, and the second composition does not have a catalyst. Therefore, the curing reaction almost proceeds until both are mixed. do not do. When a hydrophobic inorganic filler is added, it may be added to only one of the first composition and the second composition. However, in order to make the viscosity, the volume at the time of mixing, and the weight uniform, the first composition may be used. And the second composition.
[0045]
The ratio of each component forming the sealing material composition for an optical communication component is defined as the ratio of the number of hydrosilyl groups (Y) to the number of reactive groups (X) in the polyisobutylene compound when the polyisobutylene compound having a reactive group is 100 parts by weight. The amount of the curing agent containing a hydrosilyl group in which the ratio satisfies 1 ≦ (Y / X) ≦ 8 is preferable, and it is more preferable that the ratio satisfies 2 ≦ (Y / X) ≦ 6. Therefore, although it depends on the amount of the solvent and the like contained in the curing agent, the amount of the curing agent is usually 5 to 30 parts by weight. The catalyst is added so that the platinum weight is 50 to 1000 ppm based on the polyisobutylene compound. When an inorganic filler, a plasticizer, a silane compound, a curing retarder, or the like is used as an additive, the amount of each additive is 100 parts by weight to 500 parts by weight of the inorganic filler; 100 parts by weight of the polyisobutylene compound. 10 parts by weight to 100 parts by weight, silane compound: 1 part by weight to 10 parts by weight, curing retarder: 0.05 part by weight to 10 parts by weight. In the two-package sealing composition for optical communication parts, the total amount of the first composition and the second composition is adjusted to be the above ratio.
[0046]
In the case of a two-part sealing composition for optical communication parts, the weight ratio of the polyisobutylene compound in the first composition to the polyisobutylene compound in the second composition is not particularly limited. The weight ratio between the first composition and the second composition is preferably adjusted so that the first composition: the second composition is in the range of 10: 1 to 1:10. It is particularly preferable to adjust the ratio of 1 composition: 2nd composition to 1: 1. Further, since it is difficult to mix compositions having significantly different viscosities, the viscosity ratio between the first composition and the second composition is such that the first composition: the second composition is 10: 1 to 1: 1. It is preferable to adjust the amounts of the respective constituent materials so as to fall within the range of 10, and it is particularly preferable to adjust the amounts of the first composition and the second composition so as to be 1: 1.
[0047]
Comparing the one-part sealing composition for optical communication parts and the two-part sealing composition for optical communication parts, one-part sealing is easier and requires less storage space, etc. Although there is an advantage, when there is a further requirement to further improve the storage stability and heat cure in a short time, it is preferable to use a two-pack type.
[0048]
The sealing material composition for optical communication parts has an initial viscosity of 10,000 to 500,000 mPa · s, and preferably 10,000 to 200,000 mPa · s, particularly from the viewpoint of workability.
[0049]
In order to apply the sealing composition for optical communication components to optical communication components, in the case of one-component, it is applied to the sealing portion as it is, and in the case of two-component, the first composition and the second composition are often used. After mixing and agitation, the mixture is applied to a sealing portion, and is heated and solidified for a predetermined time. Usually, the solidification is carried out under heating at a temperature of 100 ° C. or lower, preferably 85 ° C. or lower for 24 hours or at least about 1 hour. The reason for curing at a low temperature in this way is that many optical communication parts use an ultraviolet-curable resin, and when a heat-curable resin is used as a sealing material, curing at a high temperature causes an ultraviolet ray. The curable resin deteriorates and deforms, deteriorating not only the properties of the UV curable resin such as elastic modulus, elongation at break, curing degree, mechanical strength, and adhesion, but also changes the properties of optical communication components. This is because there is a risk of doing so.
[0050]
The polyisobutylene compound having a reactive group is subjected to an addition reaction with a curing agent having a hydrosilyl group by the above-mentioned heating in the presence of a predetermined catalyst to form a rubber-like cured product. This cured product shows extremely low moisture permeability and is excellent in moisture resistance as compared with a moisture-cured silicone resin cured product having a hydrolyzable silyl group and a heat-cured silicone resin cured product having an alkenyl group. It is characterized by having.
[0051]
Next, examples of optical communication components using the sealing material composition for optical communication components of the present invention are shown in FIGS.
[0052]
FIG. 1 is a sectional view schematically showing the internal structure of an optical coupler 11 exemplified as an optical communication component. Since the optical fiber 13 bonded to the quartz substrate 14 with the organic adhesive 15 inside the protective tube (housing) 12 exits through the fiber inlets 12a opened at both ends of the protective tube 12, the fiber inlet is provided. A seal portion 16 sealed with a seal material is formed between the gap 12a and the optical fiber 13 (gap). The sealing material for the optical communication component of the present invention is used for the sealing material forming the sealing portion 16.
[0053]
FIG. 2 is a schematic front view of an optical waveguide component 21 exemplified as an optical communication component. An optical filter 23 as an optical element, a fiber array 24, and an optical fiber 26 connected to an optical waveguide 25 provided inside a metal case (casing) 22 are externally connected to a fiber inlet 22 a opened at both ends of the metal case 22. Therefore, a sealing portion 27 sealed with a sealing material is formed in a gap between the fiber introduction port 22a and the optical fiber 26. The sealing material for the optical communication component of the present invention is used for the sealing material forming the sealing portion 27.
[0054]
Regarding the composition of the sealing material composition for optical communication parts, an experiment was conducted on the type of catalyst and the amount thereof added, the amount of inorganic filler added, the number of hydrosilyl groups (Y) / the number of allyl groups (X), and the like. .
[0055]
Experiment 1: catalyst species and the amount added
[0056]
Polyisobutylene compound having allyl groups at both terminals as a reactive group ("EPION @ EP203A" manufactured by Kaneka Chemical Industry Co., Ltd., average molecular weight: 5000; containing 23 wt% of process oil); 100 parts by weight, a curing agent having a hydrosilyl group (Kane 18 parts by weight, hydrophobic aluminum oxide ("AL-45-2", manufactured by Showa Denko KK); 220 parts by weight, hydrocarbon plasticizer (Idemitsu Kosan Co., Ltd.) A predetermined platinum catalyst was added to 10 parts by weight to produce a sealing material composition for optical communication parts. The types of the added platinum catalyst are shown in the following A) to G). Each platinum catalyst was added so that the platinum concentration was 20 ppm, 50 ppm, 200 ppm, 500 ppm, 1000 ppm, and 5000 ppm based on the polyisobutylene compound.
[0057]
A). Platinum-activated carbon catalyst (platinum content 5 wt%) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
B). Platinum-alumina catalyst (platinum content 5 wt%) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
C). Bis (acetylacetonato) platinum catalyst (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
D). Platinum / carbonylcyclovinylmethylsiloxane complex (5-coordinate) (Gelest (USA) “SIP6829.0” (product code), Pt⁰・ CO ・ (CH₂= CH (Me) SiO)₄9.5 wt%} and solvent (CH₂= CH (Me) SiO)₄; Including 90.5 wt%)
E). Platinum / cyclovinylmethylsiloxane complex (4-coordinate) (“SIP6832.0” (product code), manufactured by Gelest (USA), Pt⁰・ (CH₂= CH (Me) SiO)₄9 wt%} and solvent (CH₂= CH (Me) SiO)₄; Including 91 wt%)
F). Platinum / divinyltelloramethyldisiloxane complex (3-coordinate) (“SIP6830.0” (product code), manufactured by Gelest (USA), Pt⁰・ 1.5 [(CH₂= CH (Me)₂Si)₂O]₄8 wt%} and solvent (CH₂= CH (Me)₂Si)₂O; including 92 wt%)
G). Platinum / octylaldehyde / octanol complex (“SIP6833.0” (product code), manufactured by Gelest (USA), Pt⁰・ (OHC (CH₂)₆CH₃)_X(However, X = an integer of 1 to 6); 10 to 14 wt%} and a solvent {HO (CH₂)₇CH₃; 86 to 90 wt%)
[0058]
[Table 1]

[0059]
For the obtained sealing material composition for optical communication parts, curability, fiber adhesion, foaming property, and reaction time were examined. The test method and evaluation method are shown below.
[0060]
(1) Curability test
The sealing material composition for optical communication parts was cured by heating at 85 ° C. for 1 hour. Regarding the sealing material composition for an optical communication component after heating, the one that was cured well was evaluated as ○, the one whose surface was sticky and the curability was insufficient was evaluated as Δ, and the liquid or gel state was not cured. Those were marked as x.
[0061]
(2) Fiber adhesion test
An optical fiber coated with a urethane acrylate resin having an outer diameter of 125 μm is passed through a stainless steel tube (length: 10 mm, inner diameter: φ3 mm), the sealing material composition for optical communication parts is filled into the stainless steel tube, and heated at 85 ° C. for 1 hour. And cured. One end of the optical fiber is fixed to a push-pull gauge, and the stainless steel tube is slowly pulled (pulling speed 5 mm / min) to determine the strength at which the optical fiber comes out of the sealing material composition for optical communication parts or the strength at which the optical fiber breaks. It was measured. Good when the adhesion to the optical fiber is good and the optical fiber breaks (the load exceeds 0.9 kgf), and when the optical fiber does not break and easily pulls out (the load is 0.9 to 0.2 kgf). Was evaluated as Δ, and the case where the optical fiber was easily pulled out (the load was smaller than 0.2 kgf) was evaluated as ×.
[0062]
(3) Foamability
The foamability was evaluated as ○ when no foaming occurred after curing, and as × when foaming was observed after curing.
[0063]
(4) Reaction time (workability)
The reaction time (working property) was evaluated as follows: the one in which the initial viscosity of the sealing material composition for optical communication parts hardly changes within 20 minutes assumed as the working time, the one in which the curing reaction occurs without heating and the curing is performed. X.
[0064]
Table 1 shows the evaluation results. When platinum-activated carbon, platinum-alumina, bis (acetylacetonato) platinum is used as the catalyst, the sealing material does not cure regardless of the platinum concentration, and is unsuitable as a sealing material composition for optical communication parts. Met. When a platinum-olefin complex was used, the curability and fiber adhesiveness were good, but foaming and blackish color were caused by curing, which was not practical. However, platinum-carbonylcyclovinylmethylsiloxane complex, platinum-cyclovinylmethylsiloxane complex, and platinum-divinyltetramethyldisiloxane complex are all excellent in curability, fiber adhesion, foaming properties, and workability. It was suitable as a catalyst for a component sealing material composition. The platinum concentration of these catalysts is 500 to 1000 ppm when using a platinum / carbonylcyclovinylmethylsiloxane complex, 200 to 500 ppm when using a platinum / cyclovinylmethylsiloxane complex, and platinum / divinyltetramethyldisiloxane. When the complex was used, good results were obtained at 50 to 500 ppm.
[0065]
Experiment 2: Addition amount of hydrophobic inorganic filler
[0066]
An experiment was performed in which the addition amount of aluminum oxide as a hydrophobic inorganic filler was changed. That is, an experiment was conducted in which the addition amount of aluminum oxide in Experiment 1 was 220 parts by weight, but was changed to 0 parts by weight, 80 parts by weight, and 100 parts by weight. The catalyst addition amount was 200 ppm. Table 2 shows the results.
[0067]
[Table 2]

[0068]
As can be seen from Table 2, if 100 parts by weight of the hydrophobic aluminum oxide is added to 100 parts by weight of the polyisobutylene compound, the fiber adhesiveness is good, but if 80 parts by weight, the curability is poor. Good, but poor fiber adhesion.
[0069]
Experiment 3: Platinum concentration in platinum catalyst solution
[0070]
An experiment was conducted to examine the effect of the platinum concentration in the platinum catalyst solution when the platinum catalyst was added as a platinum catalyst solution dissolved in a solvent. Polyisobutylene compound having allyl groups at both terminals as a reactive group ("EPION @ EP203A" manufactured by Kaneka Chemical Industry Co., Ltd., average molecular weight: 5000; containing 23 wt% of process oil); 100 parts by weight, curing agent having hydrosilyl group (Kane 16 parts by weight (number of hydrosilyl groups (Y) / number of allyl groups (X) = 4), hydrophobic aluminum oxide ("AL" manufactured by Showa Denko KK) -170 "); Various platinum catalysts having different platinum concentrations in the platinum catalyst solution were added to 200 parts by weight to prepare various sealant compositions for optical communication components of Samples 1 to 5. The platinum catalyst is a platinum-cyclovinylmethylsiloxane complex (4-coordinate) (“SIP6832.0” (product code), manufactured by Gelest (USA), Pt⁰・ (CH₂= CH (Me) SiO)₄9 wt%} and solvent (CH₂= CH (Me) SiO)₄; 91 wt%) and a platinum catalyst solution prepared by adjusting the amount of cyclovinylmethylsiloxane solvent so that the platinum concentration becomes 0.5 wt%, 1 wt%, 3 wt%, 12 wt%, and 20 wt%. Was added. In addition, the weight ratio of platinum to the polyisobutylene compound was set to 400 ppm in any addition of the platinum catalyst. Table 3 shows the results. The test method and evaluation method are the same as those in Experiment 1.
[0071]
[Table 3]

[0072]
When the platinum concentration with respect to the platinum catalyst solution is 1 wt% or more, it is suitable for fiber adhesion, but when it is 0.5 wt%, the fiber adhesion is poor.
[0073]
Experiment 4: Addition amount of curing agent (ratio of number of hydrosilyl groups (Y) / number of allyl groups (X))
[0074]
When the platinum concentration in Experiment 1 was 200 ppm, an experiment was conducted in which the addition amount of the curing agent was 18 parts by weight, but 45 parts, 9 parts, 6 parts, and 3 parts. The same as Experiment 1 except that the amount of the curing agent was changed. The test method and the evaluation method are the same as those in Experiment 1. Table 4 shows the results.
[0075]
[Table 4]

[0076]
From this result, it is understood that a platinum catalyst having a smaller number of platinum coordination is more effective even when the amount of the curing agent is reduced. When the value of the number of hydrosilyl groups (Y) / the number of allyl groups (X) was 0.7 or 10, both the curability and the fiber adhesion were insufficient.
[0077]
Experiment 5: Addition of silane compound and curing retarder
[0078]
An experiment was conducted in which a silane compound and a curing retarder were added. Polyisobutylene compound having an allyl group at both terminals as a reactive group ("EPION @ EP200A", average molecular weight: 5000, manufactured by Kaneka Chemical Industry Co., Ltd.), curing agent having a hydrosilyl group ("CR-" manufactured by Kaneka Chemical Industry Co., Ltd.) 100 "), a platinum-cyclovinylmethylsiloxane complex (" SIP6832.0 "(product code, manufactured by Gelest), platinum concentration: 3 to 3.5 wt% / complex), a hydrophobic aluminum oxide (manufactured by Showa Denko KK) AL-170 "), a plasticizer (" PS-32 "manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), a silane compound (" SZ6300 "manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.), a curing retarder (GE Toshiba Silicone Co., Ltd.) (“ME75”) was mixed at a predetermined ratio shown in Table 5 to prepare sealant compositions for optical communication components of Samples 6 to 8.
[0079]
[Table 5]

[0080]
The fiber adhesion test for the obtained sealing material composition for optical communication parts was performed by the method shown in Experiment 1. The initial viscosity was measured using a rotational viscometer. In the shear strength test, a sealing material composition for optical communication parts was applied to a SUS plate (1 mm thick) with an adhesive area of 25 × 15 mm, and cured at 85 ° C. for 1 hour. At room temperature. For the hardness, the Shore A hardness after curing at 85 ° C. for 1 hour was measured. Table 5 also shows the measurement results.
[0081]
The addition of aluminum oxide increased the initial viscosity of the sealing material composition for optical communication parts, and the addition of the silane compound improved the shear strength.
[0082]
【Example】
Hereinafter, an example in which the sealing material composition for an optical communication component of the present invention is applied to various optical communication components will be described.
[0083]
Example 1:
[0084]
Sealing material of Sample 8 obtained in Experiment 5 (moisture permeability = 4.66 g / 24 h / m)²) Is applied to a moisture-proof seal (SUS pipe having an outer diameter of 3 mm, an inner diameter of 2.6 mm, a length of 100 mm, and a single-mode UV coated single-core wire) of the optical fiber coupler shown in FIG. In 500 test cycles, the maximum light loss fluctuation is 0.2 dB or less, and even after 5000 hours of a high temperature and high humidity test at 85 ° C. and 85% RH, the light loss increase is 0.2 dB or less, and light with excellent durability reliability is exhibited. Communication components were realized.
[0085]
Example 2:
[0086]
Further, the sealing material of the sample 8 (moisture permeability = 4.66 g / 24 h / m)²) Is a moisture-proof seal of an optical waveguide type multiplexing / demultiplexing device into which the filter shown in FIG. 2 is inserted (an aluminum box having an outer dimension of 8 × 10 mm, an inner dimension of 6 × 8 mm, a length of 100 mm, and a UV-coated single mode tape core). When the heat cycle test at -40 to + 85 ° C. is performed for 500 cycles, the maximum light loss fluctuation is 0.3 dB or less, and the light loss increases even after 5000 hours of a high temperature and high humidity test at 85 ° C. and 85% RH. An optical communication component exhibiting 2 dB or less and having excellent durability reliability was realized.
[0087]
Comparative Example 1:
[0088]
For comparison, an epoxy-based sealing material (elastic modulus = 3 × 10⁺¹⁰dyn / cm², Hardness = Shore D85, Tg = 150 ° C, moisture permeability = 6.18 g / 24 h / m²) Is applied to the moisture-proof seal of the optical fiber coupler shown in FIG. 1 (outer diameter 3 mm, inner diameter 2.6 mm, SUS pipe 100 mm in length, UV-coated single mode single core wire). After 5000 hours of the high humidity test, the device exhibited good moisture resistance reliability with a light loss increase of 0.3 dB or less, but showed a maximum light loss fluctuation of 2 dB or more in a heat cycle test of -40 to + 85 ° C. in 500 cycles, and showed a heat cycle resistance of Reliability was poor.
[0089]
Comparative Example 2:
[0090]
For comparison, a silicone sealing material (elastic modulus = 5 × 10⁺⁷dyn / cm², Hardness = Shore A21, Tg = -55 ° C, moisture permeability = 152 g / 24 h / m²) Is applied to a moisture-proof seal (SUS pipe having an outer diameter of 3 mm, an inner diameter of 2.6 mm, a length of 100 mm, and a single-mode UV coated single-core wire) of the optical fiber coupler shown in FIG. In the test 500 cycles, the maximum light loss fluctuation was 0.2 dB or more. After 5000 hours of a high-temperature and high-humidity test at 85 ° C. and 85% RH, the adhesive of the optical fiber fixing portion was peeled off, the light loss increased by 5 dB or more, and the durability reliability as an optical component was poor.
[0091]
An optical communication component using the optical communication component sealing material composition of the present invention (sample 8) and a conventional sealing material (a silicone used in Comparative Example 2) under a high temperature and high humidity (75 ° C., 90% RH) environment. The change in humidity inside each of the optical communication components (optical couplers) using the (system sealing material) was measured and is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the sealing material for optical communication parts of the present invention shows excellent moisture-proof reliability and good moisture-proof reliability.
[0092]
【The invention's effect】
The sealing material composition for optical communication parts of the present invention can be cured at a relatively low temperature of 85 ° C. or less, and has not only good curability, but also hardening of the sealing material at the contact surface with the optical communication parts. No sealing occurs, and the sealing material has excellent adhesion to the adherend and does not impair the characteristics of the optical communication component. In addition, the storage stability is excellent, and the coating operation is easy.
[0093]
Further, an optical communication component using the sealing material composition for an optical communication component of the present invention is an optical communication component excellent in moisture-resistant reliability because almost no internal stress is generated due to environmental changes and there is almost no moisture permeability. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an internal structure of an optical coupler which is one embodiment of an optical communication component of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an internal structure of an optical waveguide which is an embodiment of the optical communication component of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing a humidity change in an optical communication component.
[Explanation of symbols]
11 ° optical coupler
12 Protection tube (housing)
12a @ fiber inlet
13 ° optical fiber
14 quartz substrate
15 Organic adhesive
16mm seal
21 Optical waveguide parts
22 metal case (housing)
22a Fiber inlet
23 ° optical filter
24 fiber array
25 ° optical waveguide
26 optical fiber
27mm seal

Claims

A sealing material composition for an optical communication component, comprising a polyisobutylene compound having a reactive group, a curing agent having a hydrosilyl group, and a platinum / vinylsiloxane complex as a catalyst.

The sealing material composition for an optical communication component according to claim 1, further comprising a hydrophobic inorganic filler.

Curing containing a polyisobutylene compound having a reactive group and a hydrosilyl group wherein the ratio of the number of hydrosilyl groups (Y) to the number of reactive groups (X) in the polyisobutylene compound having the reactive group is 1 ≦ (Y / X) ≦ 8 And a platinum-vinylsiloxane complex having a platinum amount of 50 to 1000 ppm based on the polyisobutylene compound having the reactive group.

4. The sealing material composition for an optical communication component according to claim 3, further comprising 100 to 500 parts by weight of a hydrophobic inorganic filler based on 100 parts by weight of the polyisobutylene compound having a reactive group.

The sealing material composition for optical communication parts according to claim 2 or 4, wherein the hydrophobic inorganic filler is aluminum oxide.

The sealing material composition for an optical communication component according to any one of claims 1 to 5, wherein the reactive group is an allyl group.

It contains a polyisobutylene compound having a reactive group and a platinum / vinylsiloxane complex as a catalyst, and optionally contains one or more additives selected from a hydrophobic inorganic filler, a plasticizer, a silane compound, and a curing retarder. A first composition to which an agent has been added;
It contains a polyisobutylene compound having a reactive group and a curing agent having a hydrosilyl group, and optionally contains one or more additives selected from a hydrophobic inorganic filler, a plasticizer, a silane compound, and a curing retarder. Two compositions;
The sealant composition for an optical communication component according to any one of claims 1 to 6, comprising two liquids.

An optical element, an optical fiber connected to the optical element, and a housing for accommodating the optical element and the connection end of the optical fiber with the optical element, wherein the optical fiber is introduced inside through a fiber inlet of the housing. Optical communication components,
An optical communication component, comprising: a sealing portion that seals a gap between a fiber inlet and an optical fiber with the sealing material composition for an optical communication component according to claim 1.

The optical communication component according to claim 8, wherein the optical element is an optical coupler element or an optical waveguide.