JP2003231047A - 光ファイバーコネクター端面を仕上げ研磨する方法 - Google Patents
光ファイバーコネクター端面を仕上げ研磨する方法Info
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Abstract
ず、かつ付着も発生しない光ファイバーコネクター端面
を仕上げ研磨する方法を提供すること。 【解決手段】 光ファイバーコネクター端面を、フィル
ム状基材の上に砥粒が固定されてなる研磨フィルムを用
いて、潤滑液の存在下で研磨する工程を包含する、光フ
ァイバーコネクター端面を仕上げ研磨する方法におい
て、該潤滑液が親水性の界面活性剤を含有する水溶液で
あることを特徴とする方法。
Description
した光ファイバーの端面、すなわち、光ファイバーコネ
クター端面を仕上げ研磨する方法に関する。
ァイバーの接続には取り外しが容易な光ファイバーコネ
クターが広く使用されている。光ファイバーコネクター
における接続では、光ファイバーと光ファイバーを被覆
する被覆部(フェルール)からなる光ファイバーコネク
ターの端面同士が直接突き合わされる。そのため、接続
時の光学特性、特に接続損失は光ファイバーコネクター
端面の加工性状および精度に依存する。
研磨によって加工が行われる。通常は、接着剤除去、曲
面研磨、二次研磨、仕上げ研磨の段階である。仕上げ研
磨とは最も粒子径が小さい砥粒(粒子径約5〜1000
nm)で行う最終段階の研磨をいい、表面粗さRa=5
nm以下が提供される研磨工程をいう。
終仕上げを行う研磨工程の加工性状と精度により左右さ
れる。すなわち、光ファイバーの接続損失の主な要因は
端面の仕上がり粗さの程度とその傾きである。
工程において、過去には超微粒シリカ等を遊離砥粒とし
て使用していた。しかしながら、遊離砥粒を用いる方法
は研磨工程が煩雑であり、現在では、フィルム状基材の
上に砥粒が固定されてなる研磨フィルムが広く用いられ
ている。
はフィルム状基材の上に、砥粒及び結合剤を含む研磨層
が形成されている。光ファイバーコネクター端面の仕上
げ研磨は、かかる研磨フィルムの研磨面に光ファイバー
コネクター端面を当て、所定の圧力を印加しながら摩擦
することにより行われる。
上に砥粒及び結合剤を含む研磨層を有し、砥粒が平均粒
子径5〜30nmのシリカ粒子である光ファイバーコネ
クター端面用研磨テープが記載されている。特開平10
−71572号公報には、基材上に、プライマー層及び
砥粒及び結合剤を含む研磨層を有し、砥粒が平均粒子径
10〜700nmのアルミナ−シリカ複合粒子である光
ファイバー用研磨テープが記載されている。
な仕上がり精度を得るために砥粒として細粒のものを用
いると、研磨時間が長くなる。更に、細かいグレードの
研磨材料には、ローディングという問題がある。ローデ
ィングとは、砥粒間の空間が削りくずで満たされ、それ
が盛り上がり、研磨能が阻害されることをいう。
イバーコネクター端面を研磨する場合は、被削屑の粒子
が砥粒の間に留まり、そのことにより砥粒のカット能力
が低下する。上記公報に記載の研磨材料は研磨面がフラ
ットであり、ローディングにより切削性が低下し易い。
また、冷却剤および潤滑剤として用いる液体が研磨材と
光ファイバーコネクター端面との間に作用し難く、研磨
後の光ファイバーコネクターの表面に研磨層の一部が付
着し、その除去が煩雑となる。
上に砥粒及び結合剤を含む研磨層を有し、砥粒が平均粒
子径5〜30nmのシリカ粒子であり、研磨層には網状
のクラックを設けて研磨屑を研磨テープで回収できるよ
うにした光ファイバーコネクター端面用研磨テープが記
載されている。
基材の上に砥粒及び結合剤を含む研磨層を有し、その研
磨層が、規則的に複数配置された所定形状の立体要素で
構成された立体構造を有するものである光ファイバーコ
ネクター端面用研磨材料が記載されている。かかる立体
構造の研磨層は研磨屑を逃がし易く、ローディング耐性
及び耐久性に優れている。また、被研磨面に汚れが付き
難く、また研磨傷が発生する頻度も非常に低い。
研磨材料において研磨傷の発生をより有効に抑制するた
めには、砥粒としてシリカ粒子を用い、粒子径を細粒化
し、そして研磨層を構成する結合剤を柔らかくする必要
がある。かかる場合、研磨傷の発生は抑制されたが、一
定の頻度で光ファイバーの被研磨面に付着物が発生する
ことが新たに見出された。
ておくと接続損失が大きくなり、またその除去のために
はクリーニング工程を要し、作業が煩雑となる。そこ
で、光ファイバーの被研磨面に研磨傷が発生せず、かつ
付着物も発生しない光ファイバーコネクター端面を仕上
げ研磨する方法が望まれている。
問題を解決するものであり、その目的とするところは、
光ファイバーの被研磨面に研磨傷が発生せず、かつ付着
も発生しない光ファイバーコネクター端面を仕上げ研磨
する方法を提供することにある。
コネクター端面を、フィルム状基材の上に砥粒が固定さ
れてなる研磨フィルムを用いて、潤滑液の存在下で研磨
する工程を包含する、光ファイバーコネクター端面を仕
上げ研磨する方法において、上記潤滑液が親水性の界面
活性剤を含有する水溶液であることを特徴とする方法を
提供するものであり、そのことにより上記目的が達成さ
れる。ここに「親水性」とは、当該界面活性剤が、水と
の間で相互作用が強いものをいう。親水性の界面活性剤
として具体的には、RCOONa、RSO3Na、及び
RSO4Na(Rは親油基)等の陰イオン界面活性剤、
R1NR2 3Cl(R1は長鎖の親油基、R2はアルキ
ル基)等の陽イオン性界面活性剤、並びにHLB値が8
以上のノニオン性界面活性剤等が含まれる。
クター端面の仕上げ研磨は、フィルム状基材の上に砥粒
が固定されてなる研磨フィルムの研磨面に光ファイバー
コネクター端面を当て、所定の圧力を印加しながら摩擦
することにより行われる。
しては特に限定されないが、研磨層が立体構造を有する
研磨フィルムを用いることが好ましい。このような研磨
フィルムの具体例は、WO92/13680号、WO9
6/27189号、及び特開2001−179640号
公報等に記載されている。図1は本発明の方法で用いる
のに好ましい研磨フィルムの形態を示す斜視図である。
の表面上に設けられた研磨層102とを有する研磨材料
である。研磨層102は結合剤のマトリックスとその中
に分散させた砥粒103とを含む。
合剤中に分散された複数の砥粒を含有するスラリーを賦
形固化、すなわち所定の形状に固定させて形成される。
に依存して変化する。例えば、その粒子径は、仕上げ研
磨では、1〜500nm、好ましくは5〜200nmで
ある。また、好ましい砥粒の材質はシリカ、酸化アルミ
ニウム及びシリコンカーバイドである。中でも、特に好
ましいものはシリカである。シリカは一般的な光ファイ
バーと材質が同一であり、光ファイバーの被研磨面を傷
つけ難いからである。
研磨層を形成する。仕上げ研磨を行う際には、研磨層を
比較的軟らかく調製することが好ましい。例えば、研磨
層のマトリックスである結合剤のヤング率は1〜500
MPa、好ましくは5〜40MPa程度とされる。結合
剤のヤング率が1MPa未満であると砥粒の被研磨面に
対する切り込みが不十分であり切削性が不十分となり、
500MPaを上回ると結合剤が硬質化しすぎるため固
定された砥粒と被研磨面との間の当たりになじみがなく
なり(片当りとなる。)光ファイバーの被研磨面に研磨
傷が発生し易くなる。
硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、及び照射硬化性樹脂を用い
ることができる。好ましい結合剤の例としては、エポキ
シ樹脂、ウレタン樹脂がある。
ネルギーにより少なくとも部分的に硬化されるか、また
は少なくとも部分的に重合されうるいずれかの結合剤で
ある。用いられる結合剤の種類に依存して、熱、赤外
線、電子線、紫外線照射または可視光照射のようなエネ
ルギー源が用いられる。
カル機構により重合される。照射硬化性結合剤の好まし
い例は、アクリレート化ウレタン、アクリレート化エポ
キシ、α,β−不飽和カルボニル基を有するアミノプラ
スト誘導体、エチレン性不飽和化合物、少なくとも1個
のアクリレート基を有するイソシアヌレート誘導体、少
なくとも1個のアクリレート基を有するイソシアネー
ト、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
一定形状の立体要素104で構成された立体構造を有す
る。ここに示されている立体要素104は三角柱を横向
きにしたプリズム形状である。立体要素104の頂角β
は通常30〜150゜、好ましくは45〜140゜とさ
れる。
のほぼ全域に亘って基材表面と平行な平面上に存在して
いる。図1中符号hは基材表面からの立体要素の高さを
示す。hは通常2〜600μm、好ましくは4〜300
μmとされる。頂上の線の高さのばらつきは立体要素1
04の高さの20%以内が好ましく、10%以内がより
好ましい。
で成る頂上部105と結合剤で成る麓部106の二層構
造にすることが好ましい。図1中、符号sは立体要素の
頂上部の高さを示す。sは、例えば、立体要素の高さh
の5〜95%、好ましくは10〜90%とされる。
る。図1中、符号wは立体要素の短底辺の長さ(立体要
素の幅)を示す。符号pは立体要素の頂上間距離を示
す。符号uは立体要素の長底辺間距離を示す。wは、例
えば、2〜2000μm、好ましくは4〜1000μm
とされる。pは、例えば、2〜4000μm、好ましく
は4〜2000μmとされる。uは、例えば、0〜20
00μm、好ましくは0〜1000μmとされる。
域に亘って伸長されてよい。又は、適当な長さで中断し
てもよい。その端部は揃えても揃えなくてもよい。より
強い切削性が要求される場合は、プリズム形状の立体要
素の端部を下から鋭角を付けて切り、四方に斜面が出た
寄せ棟形状としてもよい。
なえばよい。例えば、光ファイバーコネクター及び研磨
フィルムをセットすると自動的に端面研磨を行う研磨機
が市販されており、これらを使用することが好ましい。
水を使用する。水を流しながら研磨すると研磨屑が除去
され易く、冷却効果も得られるからである。本発明の方
法では、潤滑液として水の代わりに界面活性剤を含有す
る水溶液を使用する。そうすることで光ファイバーの被
研磨面に付着物が発生しなくなるからである。
ことにより、研磨層及び研磨屑の表面に界面活性剤の疎
水基が配向し、親水基は反対の向きに配向して、水と研
磨層との間に分子レベルの界面活性剤の層ができる。こ
の研磨層表面に強く結合した界面活性剤と水との層によ
り、研磨中に、砥粒と被研磨面との直接接触面積が減少
し、研磨屑の潤滑液中への分散が促進されて被研磨面へ
の再付着が防止され、被研磨面が清浄に保たれると考え
られる。
ニオン性界面活性剤、又は陽イオン性界面活性剤、いず
れのものを用いても一定の効果が得られるが、これらの
中でも、比較的親水性の高いものが好ましい。分子内に
強親水性基を有する陰イオン性界面活性剤及び陽イオン
性界面活性剤は好ましく、HLB8以上、特にHLB1
0以上(デイビスのHLB)のものが好ましい。ノニオ
ン性界面活性剤においては、親水性の強いHLB8〜2
0、特にHLB10〜20(グリフィンのHLB)のも
のが好ましい。
性剤及び陽イオン性界面活性剤においてはデイビス(D
avis)法に基づき、ノニオン性界面活性剤について
はグリフィン(Griffin)法に基づき得たもので
ある。
は、アルキルベンゼンスルホン酸塩である。中でもドデ
シルベンゼンスルホン酸ナトリウムが特に好ましい。ノ
ニオン性界面活性剤として好ましいものは、ポリオキシ
アルキレンノニルフェニルエーテルであって、例えばポ
リオキシエチレンノニルフェニルエーテル、及びオキシ
エチレンオキシプロピレンブロック共重合体である。
又、陽イオン性界面活性剤として好ましいものは、ヘキ
サデシルトリメチルアンモニウムクロライドである。
1〜20重量%、好ましくは0.5〜15重量%、より
好ましくは1.0〜10重量%とする。界面活性剤の含
有量が0.5重量%未満であるとその種類によっては付
着防止効果が不十分となり、20重量%を越えると潤滑
液が粘性になり研磨異常が発生する。
説明するが、本発明はこれらに限定されない。
材塗布液を調製した。
ネート用結合剤を調製した。
部を有するポリプロピレン製賦形フィルムを準備した
(ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュア
リング社製「OFF−50」)。賦形フィルムに研磨材
塗布液をロールコーターにより塗布し、50℃で5分間
乾燥させて溶媒を除去した。この上にラミネート用結合
剤を塗布した。
ルフィルム(帝人デュポンフィルム社製「HPEポリエ
ステルフィルム」)を重ね、ロールで圧力をかけてラミ
ネートした。紫外線を照射し、結合剤を硬化させた。表
1の結合剤のヤング率は約80MPaであった。
研磨フィルムを得た。この研磨フィルムは、研磨層が図
1に示される縞状に配置されたプリズム形状の立体構造
を有している。各寸法を表3に示す。
に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。
バーコネクター端面を研磨した。研磨条件を表4に示
す。
は、住友スリーエム(株)社製「トライザクトダイヤモン
ドラッピングフィルム(3ミル、0.5ミクロン)」を
用いて予め二次研磨しておいたものを使用した。研磨終
了後、レーザー顕微鏡を用いて光ファイバーの被研磨面
を観察し、付着物の有無を確認した。評価結果を表5に
示す。表5において収率とは、同時に研磨した12本の
被削試料のうち、付着物が観察されなかった本数の割合
(%)を示す。
研磨面の顕微鏡写真(ラン1)である。図3は付着物が
ない光ファイバーの被研磨面の顕微鏡写真(ラン7)で
ある。
り、光ファイバーの被研磨面に付着物が発生し難くな
り、良品率が向上することが示された。
仕上げ研磨する方法によれば、光ファイバーの被研磨面
に研磨傷が発生せず、かつ付着物も発生しない。
ルムの形態を示す斜視図である。
顕微鏡写真である。
鏡写真である。
Claims (9)
- 【請求項1】 光ファイバーコネクター端面を、フィル
ム状基材の上に砥粒が固定されてなる研磨フィルムを用
いて、潤滑液の存在下で研磨する工程を包含する、光フ
ァイバーコネクター端面を仕上げ研磨する方法におい
て、 該潤滑液が親水性の界面活性剤を含有する水溶液である
ことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記研磨フィルムが、フィルム状基材の
上に、砥粒及び結合剤を含む研磨層を有するものである
請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記砥粒が粒径1〜500nmのシリカ
である請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 前記結合剤のヤング率が1〜500MP
aである請求項2記載の方法。 - 【請求項5】 前記研磨層が、規則的に複数配置された
所定形状の立体要素で構成された立体構造を有するもの
である請求項2記載の方法。 - 【請求項6】 前記立体要素の頂上が基材表面と平行な
線で構成されており、該線が基材表面と平行な平面上に
存在する請求項5記載の方法。 - 【請求項7】 前記界面活性剤が、8以上のHLB値を
有する陰イオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、
又は陽イオン性界面活性剤である請求項1〜6のいずれ
か記載の方法。 - 【請求項8】 前記界面活性剤が、8〜20のHLB値
を有するノニオン性界面活性剤である請求項1〜6のい
ずれか記載の方法。 - 【請求項9】 前記潤滑液中に含まれる界面活性剤の濃
度が0.5〜10重量%である請求項1記載の方法。
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