JP2005205552A - 研磨方法および該研磨方法に用いる研磨フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、研磨後期における研磨効率の低下を防止するのに有効なる研磨方法を提供することにある。
【解決手段】 本発明者は、前記課題を解決すべく、研磨液のｐＨが２以上７未満となるよう調整しつつ研磨することを特徴とする研磨方法を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、研磨フィルムと被研磨物との間に研磨液を介在させて、被研磨物を研磨する研磨方法に関し、特に、光ファイバー接続部の端面研磨方法と該端面研磨に用いる研磨フィルムに関する。

従来、光ファイバー通信網において光ファイバーの接続には、取り外しの容易な光コネクタが広く使用されている。接続は、光コネクタフェルールを用いて、フィジカルコンタクトと呼ばれる、光コネクタフェルール同士を直接突き合わせる方法が用いられ、接続部の光学特性（減衰など）は、光コネクタフェルール端面の加工性状と精度に依存する。光コネクタフェルール用部材は、例えば一本の光ファイバー心線同士の場合であれば、ジルコニア製細長円柱状のものが広く用いられ、前記円柱の一方の端面円の中心から、他方端面円の中心に向け微小貫通孔が設けられており、該貫通孔に光ファイバー心線が挿通され接着一体化がなされる。その後、光コネクタフェルール用部材は光ファイバー心線の端面側、すなわち、接続しようとする側を所定の形状、例えば球面に精密研磨され、同様に加工された相手方の光コネクタフェルールと、光ファイバー心線端面同士が向かい合うようにして圧接される。このとき、接触部に凹凸を有すると隙間が生じ、減衰が過大となり致命的欠陥となる。
光コネクタフェルール用部材の端面の研磨加工は、粗仕上げ、中仕上げ、最終仕上げなどと複数段階の研磨工程によって実施され、このうち、最終仕上げより前の研磨工程では、基材上に、仕上げ段階に応じた粒径のダイヤモンド砥粒をバインダーで固定した研磨材層が設けられた研磨フィルムを用い、該研磨フィルムと光コネクタフェルール用部材端面との間には、従来は純水やイオン交換水などを研磨液として介在させて、研磨が行われていた（下記特許文献１）。
特開平９−２４８７７１号公報

このような、光コネクタフェルール用部材の端面の研磨のごとく、研磨フィルムを用いた研磨加工においては、研磨の後期になると、初期に比して単位時間あたりの研磨量すなわち研磨効率が大きく低下し、所定の時間内に、凹凸がなく、表面粗さの小さな端面に仕上げることが困難であった。

本発明の課題は、上記問題点に鑑み、研磨後期の研磨効率の低下を防止でき、各研磨工程に要求される面粗さに研磨できる研磨方法を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決すべく、研磨効率が研磨後期に低下する原因に付き検討し、研磨時の研磨液を酸性にすると研磨後期においても、研磨効率が低下しないことを見出し、本発明に至ったもので、研磨時の研磨液のｐＨが２以上７未満となるようにして研磨することを特徴とする研磨方法である。

本発明によれば、研磨効率の低下を防止でき、しかも、各工程に要求される面粗さに研磨できる研磨方法を提供することができる。

以下に、本発明の好ましい実施の形態について添付図面に基づき説明する。

本実施形態において、研磨フィルム１は、図２（イ）に示すように、フィルム状の基材２と該基材２上に、砥粒３ａとバインダー樹脂３ｂとを含む研磨材層３が形成されてなる。
光コネクタフェルール用部材１４は、前記研磨フィルム1と、図1に示す光コネクタ端面研磨機１０にて研磨される。光コネクタ端面研磨機１０は、駆動装置（図示せず）と、該駆動装置により駆動されて自転軸１１により自転し、かつ、公転軸１８を中心に前記自転軸が回転し、公転範囲１７を回転運動する略円盤状の研磨定盤１２と、該研磨定盤１２上に搭載された弾性パッド１３とを備えている。さらに、前記光コネクタ端面研磨機１０は、アーム２１に固定された支持棒２０と、該支持棒２０の下端部に研磨定盤１２の回転に誘われて回転しないように固定され、光コネクタフェルール用部材保持部を有するフェルール押圧治具１５とを備えている。

前記、光コネクタ端面研磨機１０を用いて光コネクタフェルール用部材１４の端面を研磨するには、まず、研磨材層３を上にして、研磨フィルム１を弾性パッド１３上に搭載する。次いで、前記フェルール押圧治具１５のフェルール保持部に、研磨する端面を下にして光コネクタフェルール用部材１４を配置し、前記アーム２１に図１中に矢印で示す方向に荷重を加えることで、研磨フィルム１の研磨材層３の表面に前記光コネクタフェルール用部材１４の端面を押し付けながら、研磨フィルム1を前記研磨定盤１２と共に回転運動および公転運動させる。これにより、前記光コネクタフェルール用部材１４の端面は、研磨フィルム１の径方向において前記研磨材層３の研磨定盤外周近傍と中心近傍との間を往復運動しながら、前期研磨材層３によって凸球面に研磨加工される。

このとき、研磨フィルム１と光コネクタフェルール用部材１４の端面との間にはｐＨが２以上７未満となるように、例えば、イオン交換水にｐＨ調整剤が予め添加させたものを研磨時の研磨液として用いることで光コネクタフェルール用部材１４の研磨粉や研磨フィルム１から剥がれ落ちた砥粒の堆積（付着）を防止し研磨効率の低下を防止することができる。

研磨時の研磨液のｐＨが２未満の場合は、酸性度が高すぎるため、光コネクタフェルール用部材14の表面が粗いものとなり、ｐＨが7以上の場合には研磨効率の低下により十分な研磨がなされず、結果的に粗い仕上がりとなってしまう。

前記ｐＨ調整剤は光ファイバー心線や光コネクタフェルール用部材に悪影響を与えるハロゲン含有酸等を除けばどのようなものでもよいが、好ましくはエチレンジアミン四酢酸、シュウ酸、酒石酸、キナルジン酸、無水マレイン酸、クエン酸などのカルボキシル基を含有している物質である。

また、他の実施形態として、図２（ロ）に示すように、フィルム上の基材２と該基材２上に砥粒３ａとバインダー樹脂３ｂとを含む研磨材層３が形成されてなる研磨フィルム１を用いて、研磨時の研磨液のｐＨを２以上７未満として研磨する方法が挙げられる。すなわち、イオン交換水などを研磨液として用い、研磨フィルム１の研磨材層３から、前記イオン交換水にｐH調整剤が溶出してくることでｐＨが2以上7未満の研磨液とすることができるのである。

ここで、基材２は、適度な剛性を有し、研磨材層３との接着性が良好なものが好ましく、例えば、ポリエステルフィルム、ポリアミド、ポリイミド等の合成樹脂フィルムおよびそれらに化学処理、コロナ処理、プライマー処理など接着性を高める処理の施されたものが挙げられる。

研磨材層３にはダイヤモンド、アルミナなどの砥粒を粗仕上げや、中仕上げの工程に応じて粒径１０μｍから０.３μｍの間で選択して用いることができ、前記砥粒を、バインダーとなるポリエステル、ポリウレタンなどの溶液にｐＨ調整剤とともに分散させて、前記基材２上にロールコーター、スクリーン印刷など汎用の塗布方法にて塗布し、オーブン、自然乾燥などにより乾燥することで得られる。
研磨材層での砥粒の含有量は好ましくは２０〜６０体積％、さらに好ましくは２５〜５０体積％である。

研磨材層３に添加するｐＨ調整剤としては、前述のようにハロゲン含有酸や有機酸のアルカリ金属（Ｎａ、Ｋ）塩等を除き、好ましくはエチレンジアミン四酢酸、シュウ酸、酒石酸、キナルジン酸、無水マレイン酸、クエン酸などのカルボキシル基を含有している物質である。

添加量が少量でもｐＨを低下させる能力に優れる点、および、水に対する難溶性すなわち、徐々に溶出してｐＨ低下効果を持続させる点から、より好ましいｐＨ調整剤として、エチレンジアミン四酢酸が挙げられる。
さらに、エチレンジアミン四酢酸は、粉末状で粒径６０μｍ以下かつ粒径のばらつきが２０μｍ以内の物が研磨材層への分散が均一にでき、研磨材層が磨耗しても効果が持続するので好ましい。

なお、本実施の形態において上記の例示を行ったが、本発明においては上記の方法および材料に限定されるものではない。また、要すれば、研磨液および研磨材層には分散剤、カップリング剤、界面活性剤、潤滑剤、消泡剤、着色剤など各種助剤および添加剤などを用いることができる。

次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例1
溶剤シクロヘキサン５００重量部に分散剤1.3重量部、ダイヤモンド砥粒〔トーメイダイヤ社製、IRMシリーズ 呼び粒径３μｍ〕４８０重量部を、ジルコニアビーズを用いた分散機で混合し、ポリエステル樹脂〔東洋紡社製、バイロン２８０〕１００重量部とイソシアネート〔住化バイエルウレタン社製、スミジュールＬ〕３３重量部を加え、さらに混合し、溶剤で固形分濃度が３１％になるよう調整しベース混合物を得た。ｐＨ調整剤としてエチレンジアミン四酢酸を前記ベース混合物に１０重量%の濃度となるよう添加し、混合、攪拌し研磨材層用塗布液を得た。
基材として厚みが７５μｍのＰＥＴフィルム〔帝人デュポンフィルム社製、易接着性HPEタイプ〕を用い、ロールコーター塗布機にて前記研磨材層用塗布液を塗布し、自然乾燥の後、１００℃で２４時間架橋させ、研磨材層の厚みが７μｍの研磨フィルムを得た。
得られた、研磨フィルムは市販の光コネクタ端面研磨機〔セイコーインスルメンツ社製、OFL15〕の研磨定盤に弾性パッドを介して取り付け、光ファイバー心線が接着一体化された光コネクタフェルール用部材１２個を前記光コネクタ端面研磨機の固定治具に取り付け、研磨液としてイオン交換水を用い、圧接角３０度、回転速度１８０ｒｐｍ、研磨幅約２０ｍｍにて光コネクタフェルール用部材の研磨を行った。なお、研磨幅とは、研磨フィルムに残るリング状研磨跡の径方向の距離差を示している。

実施例２
ｐＨ調整剤としてエチレンジアミン四酢酸のベース混合物に対する割合を３重量%とした研磨フィルムを用いた以外は実施例１と同じである。

実施例３
ｐＨ調整剤としてエチレンジアミン四酢酸のベース混合物に対する割合を２０重量%とした研磨フィルムを用いた以外は実施例１と同じである。

実施例４
ｐＨ調整剤として酒石酸のベース混合物に対する割合を１０重量%とした研磨フィルムを用いた以外は実施例１と同じである。

実施例５
研磨フィルムにはｐＨ調整剤を添加せず、研磨液にイオン交換水とエチレンジアミン四酢酸との混合物の上澄み液（ｐＨ４．０）を用いた以外は実施例１と同じである。

実施例６
砥粒をダイヤモンド砥粒〔トーメイダイヤ社製、IRMシリーズ 呼び粒径１μｍ〕とした以外は実施例１と同じである。

比較例１
研磨フィルムにｐＨ調整剤を添加せず、研磨液としてイオン交換水を用いた以外は実施例１と同じである。

比較例２
研磨フィルムにｐＨ調整剤を添加せず、研磨液にイオン交換水と塩酸との混合物を用いた以外は実施例１と同じである。

比較例３
研磨フィルムにｐＨ調整剤を添加せず、研磨液にイオン交換水と水酸化ナトリウムとの混合物を用いた以外は実施例１と同じである。

比較例４
研磨フィルムにｐＨ調整剤を添加せず、研磨液にイオン交換水と硫酸との混合物を用いた研磨フィルムを用いた以外は実施例１と同じである。

評価
各実施例、比較例の評価については次のとおり実施した。

＜ｐＨ＞
研磨中の研磨液のｐＨをｐＨメータ〔堀場製作所製、ｔｗｉｎｐＨ〕により測定した。

＜研磨効率低下率＞
光コネクタ端面研磨機内で光コネクタフェルール用部材を取り付けている固定板から光コネクタフェルール用部材先端までの長さが１分間に減少する量を研磨初期と研磨後期のそれぞれで測定し、初期に対する後期の割合をもって研磨効率低下率とした。

＜光ファイバー面粗さ＞
研磨終了後の光コネクタフェルール用部材加工面の表面粗さを、フェルール端面測定機〔ＮＯＲＬＡＮＤ社製、ＡＣ-3000〕を用いて測定した。

被研磨物表面性状
研磨終了後の光コネクタフェルールの加工面を光学写真装置〔ＷＥＳＴＯＶＥＲ社製、ＶｉｄｅｏＦｉｂｅｒＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ〕の画面上で観察し、光ファイバー研磨面の傷や粗さを評価した。

評価結果
前記した各評価方法に従い、各測定項目について、実施例１〜６並びに比較例1〜4を評価した結果を第１表に示す。

一実施形態の研磨方法を示す模式図。 同実施形態の研磨フィルムを示す断面図。

符号の説明

１ 研磨フィルム
２ 基材
３ 研磨材層

Claims (7)

1. 研磨フィルムと被研磨物との間に研磨液を介在させて、被研磨物を研磨する研磨方法であって、
   研磨時の研磨液のｐＨを２以上７未満に維持しつつ研磨することを特徴とする研磨方法。
2. 前記研磨液として、予めｐＨ調整剤によりｐＨの調整された研磨液を用いることにより、研磨時の研磨液のｐＨを2以上７未満に維持する請求項１記載の研磨方法。
3. 前記研磨フィルムとして、ｐＨ調整剤を含有する研磨フィルムを用い、研磨時にｐＨ調整剤を研磨液に溶出させることにより、研磨時の研磨液のｐＨを２以上７未満に維持する請求項１又は２記載の研磨方法。
4. 前記ｐＨ調整剤が、カルボキシル基を含有している物質からなることを特徴とする請求項２又は３記載の研磨方法。
5. 基材上に砥粒とバインダー樹脂とを含む研磨層を形成してなる研磨フィルムであって、前記研磨層には、研磨時に被研磨物との間に介在される研磨液のｐＨを2以上7未満に維持しうるようにｐＨ調整剤が含有されてなることを特徴とする研磨フィルム。
6. 前記ｐＨ調整剤がカルボキシル基を含有している物質からなることを特徴とする請求項５記載の研磨フィルム。
7. 前記カルボキシル基を含有する前記物質がエチレンジアミン四酢酸であることを特徴とする請求項５又は６記載の研磨フィルム。