JP2008134626A - 粘着性接続部材およびそれを用いた光学接続構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光伝送媒体と、他の光伝送媒体または光学部品との間に介在させて光学的に接続する粘着性接続部材であって、光伝送媒体と接する強粘着面と、他の光伝送媒体又は光学部品と接する弱粘着面とを有することを特徴とする粘着性接続部材及びこの粘着性接続部材によって、光伝送媒体と、他の光伝送媒体又は光学部品との間が光学的に接続されたことを特徴とする光学接続構造。
【選択図】 図1
Description
図4を用いて説明する。
図4は従来の粘着性接続部材を用いた光学接続構造を示す側面図である。
10a、10bは光ファイバ、21は従来のシート状粘着性接続部材である。
図4において、光ファイバ10aと光ファイバ10bの接続端面間に、シート状粘着性接続部材21が貼着した状態で介在している。2本の光ファイバ10a及び10bはシート状粘着性接続部材21を介して突き合わされ、それにより光ファイバが光学的に接続された構造になっている。
しかしながら、従来の粘着性接続部材は、一度位置決めに失敗して貼着してしまうとやり直すことが容易でなく、取り扱いを簡便にするためのさらなる工夫が求められていた。
前記弱粘着面が、粘着力1〜100gf/25mmであることを特徴とする請求項1記載の粘着性接続部(請求項2)であり、
強粘着面の粘着力が、前記弱粘着面の粘着力より20gf/25mm以上強いことを特徴とする請求項2記載の粘着性接続部材(請求項3)であり、
アクリル系粘着剤および、エポキシ系硬化剤あるいはイソシアネート系硬化剤を含有することを特徴とする請求項1記載の粘着性接続部材(請求項4)であり、
屈折率が1.35から1.55であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか記載の粘着性接続部材(請求項5)であり、
シート状であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか記載の粘着性接続部材(請求項6)であり、
請求項1ないし5のいずれか記載の粘着性接続部材によって、光伝送媒体と、他の光伝送媒体又は光学部品との間が光学的に接続されたことを特徴とする光学接続構造(請求項7)である。
すなわち、実用的な粘着性接続部材およびそれを用いた光学接続構造を提供でき、簡便に損失の少ない光学接続を行うことができる。
図1は本発明の粘着性接続部材を用いた実施形態1の光学接続構造を示す側面図である。
10a、10bは光ファイバ、22は本発明のシート状粘着性接続部材、22aは強粘着面、22bは弱粘着面である。
シート状粘着性接続部材22は、強粘着面22aおよび弱粘着面22bを有する。強粘着面22aおよび弱粘着面22bを一体として構成してもよいし、強粘着面22aと弱粘着面22bの間に他の屈折率整合剤を挟んでもよい。
図1において、光ファイバ10aと光ファイバ10bの接続端面間に、シート状粘着性接続部材22が介在している。2本の光ファイバ10a及び10bはシート状粘着性接続部材22を介して突き合わされ、それにより光ファイバが光学的に接続された構造になっている。
ここで、光ファイバ10aとシート状粘着性接続部材22は、強固に貼着されている。
シート状粘着性接続部材22と光ファイバ10bは、極めて弱く貼着されている。
したがって、光ファイバ10aと光ファイバ10bとを引き離すとシート状粘着性接続部材22と光ファイバ10bとが剥離されるので、容易に位置決めをやり直すことができる。
本発明に用いる粘着性接続部材の屈折率は、光伝送媒体および/または光学部品の屈折率に近いものであれば特に限定されないが、フレネル反射の回避による伝送損失の面から、それらの屈折率の差が±0.1以内であることが好ましく、±0.05以内であるものが特に好ましく使用される。なお、光伝送媒体と光学部品の屈折率の差が大きい場合には、光伝送媒体と光学部品の屈折率の平均値と粘着性接続部材の屈折率が上記の範囲内であることが好ましい。
それらの中でも、接着性、その他の面から、アクリル系粘着剤とシリコーン系粘着剤のが特に好ましく使用される。
それらは、有機溶剤の溶解した状態で塗布して固化または成膜される。
シリコーンゴムの主ポリマーは、直鎖状のポリジメチルシロキサンであって、メチル基の一部をフェニル基やビニル基に置換したものも含まれる。
また、シリコーンレジンは複雑な三次元構造を持った分子量3000〜1万程度のものが使用され、ゴム系粘着材における接着付与樹脂の役目をする。
なお、シリコーン系粘着材には、架橋剤、軟化剤、粘着調整剤、その他の添加剤を添加して、粘着力、濡れ性を調節したり、耐水性、耐熱性を付与してもよい。
そのためシリコーン系粘着材を光伝送媒体および/または光学部品との間に介在させた光学接続構造においては、高温環境下(〜250℃)、或いは低温環境下(〜−50℃)においても接続部の密着が維持され、常に安定した接続状態を保つことができる。
また、高温を履歴した後でも硬化したり黄変したりせず、被着体より良好に剥離することができる。
また、シリコーン系粘着材は、電気絶縁性、耐薬品性、耐候性、耐水性に優れており、広範囲な材料、例えば、クラッド層がフッ素樹脂でコーティングされた光ファイバ等に対しても密着させることができる。
また、光導波路や光学部品についても、フッ素ポリイミド等のフッ素樹脂ベースのものに対しても粘着性を示すので、有効に使用することができる。
その際、それぞれの粘着力は、弱粘着面が1〜100gf/25mmが好ましく、より好ましくは5〜50gf/25mm、特に好ましくは10〜30gf/25mmである。
弱粘着面22bの接着力が1gf/25mm未満だと接続が安定せず、100gf/25mmを超えると位置決めをやり直すことが難しくなる。
強粘着面22aは粘着性接続部材が剥離しないよう強い粘着力が必要であり、弱粘着面の粘着力より20gf/25mm以上強いことが好ましい。その上で、弱粘着面の2倍以上の接着力を有することがより好ましい。
なお、上記の粘着力はJIS Z 0237の180度引きはがし粘着力に準拠して測定した値である。
厚さは強粘着面と弱粘着面両方で10〜30μmが好ましい。さらに弱粘着面の厚さは9μm以下が好ましく、より好ましくは5μm以下である。
強粘着面と弱粘着面両方の厚さが10μm未満だと光伝送媒体および/または光学部品に凹凸があった場合にきれいに接続することができず、30μmを超えると挿入損失が大きくなる。
また、弱粘着面の厚さが9μmを超えると、光伝送媒体または光学部品から剥がす際にきれいに剥がれにくい。また、強粘着面と弱粘着面の屈折率の差は±0.03以内が好ましい。
図2は本発明の粘着性接続部材を用いた実施形態2の光学接続構造を示す斜視図である。
11a〜14a、11b〜14bは光ファイバ、15a、15bは4心の光ファイバテープ心線、47はガイドピン、75a、75bはMTコネクタ、751a、751bはガイドピン挿入孔である。
図2において、MTコネクタ75aとMTコネクタ75bの接続端面間に、シート状粘着性接続部材22が介在している。
図2(a)に示されるように、2つのMTコネクタ75a及びMTコネクタ75bは、ガイドピン47によって位置決めされてシート状粘着性接続部材22を介して突き合わされ、それにより、図2(b)に示すように、光ファイバが光学的に接続された構造になっている。
ここで、MTコネクタ75aとシート状粘着性接続部材22は、強固に貼着されている。
シート状粘着性接続部材22とMTコネクタ75bは、極めて弱く貼着されている。
したがって、MTコネクタ75aとMTコネクタ75bとを引き離すとシート状粘着性接続部材22とMTコネクタ75bとが剥離されるので、容易に位置決めをやり直すことができる。
図3(a)に示すように、MTコネクタ75aとMTコネクタ75bの間にシート状粘着性接続部材22を配置する。
次に、図3(b)に示すように、シート状粘着性接続部材22をMTコネクタ75aに貼着する。このとき、強粘着面22aとMTコネクタ75aとが接するようにする。
そして、ガイドピン47をガイドピン挿入孔751a、751bに挿入することによって位置決めを行いつつ、図3(c)に示すように、MTコネクタ75aとMTコネクタ75bとをシート状粘着性接続部材22を介して突き合わせる。これにより、シート状粘着性接続部材22の弱粘着面22bとMTコネクタ75bとが貼着され、光学接続構造が作製される。
位置決め用のガイドピン47がある場合でも、微妙な接触角度のずれが生じることがしばしばあるので、本発明により位置決めをやり直して適切な接続を行うことが容易になる。
PETフィルム等の保護フィルムを敷き、その上に弱粘着面用の材料および強粘着面用の材料を塗布して、PETフィルム等の保護フィルムを載せることで、粘着性接続部材を作製することができる。
このとき、弱粘着面用の材料および強粘着面用の材料を塗布する順序はどちらが先でもよいが、より薄い方が好ましい弱粘着面を先に塗布することが好ましい。
また、先に塗布した材料が乾ききらないうちに次の材料を塗布することが好ましい。
なお、必ずしも保護フィルムを用いる必要はないが、汚れを防いで取り扱いを容易にする観点から保護フィルムを用いて製作し、使用に際して剥がすことが好ましい。
粘着性接続部材を必要な大きさに切り、その強粘着面を光伝送媒体または光学部品(a)に接触させ、その後弱粘着面と他の光伝送媒体または光学部品(b)を接触させることで本発明の光学接続構造が作製される。なお、接触の順序はこれに限られない。
もちろん、位置決めに失敗した場合は、光伝送媒体または光学部品(a)を引き戻すことで弱粘着面と他の光伝送媒体または光学部品(b)が剥離するので、容易に再接合を行うことができる。
まず、粘着性接続部材を作製した。
強粘着面用の材料として、材料Aを用意した。
材料A
アクリル系粘着剤α(100重量部)+エポキシ系硬化剤(0.05重量部)、粘着力1767gf/25mm、20℃での屈折率1.463
なお、屈折率の測定には波長1310nmの光源を用いた(以下同じ)。
弱粘着面用の材料として、材料Xを用意した。
材料X
アクリル系粘着剤α(100重量部)+エポキシ系硬化剤(4重量部)、粘着力30gf/25mm、20℃での屈折率1.468
厚さ50μmのPETフィルムを敷き、その上に材料Xを5μmの厚さで塗布した。
そして、直ちにその上から材料Aを15μmの厚さで塗布し、厚さ50μmのPETフィルムを載せて実施例1の粘着性接続部材を作製した。
次に、光学接続構造を作製した。
まず、粘着性接続部材を必要な大きさに切り、石英系シングルモードの光ファイバ(住友電工社製、外径0.25mm、20℃での屈折率1.452)8本を束ねたMTコネクタの端部を前記粘着性接続部材の強粘着面に密着させた。続いて、このMTコネクタを、石英系シングルモードの光ファイバ(住友電工社製、外径0.25mm、20℃での屈折率1.452)8本を束ねた他のMTコネクタと突き合わせることで、粘着性接続部材の弱粘着面と他のMTコネクタを接合し、実施例1の光学接続構造を作製した。
強粘着面用の材料として、材料Aに代えて材料Bを用いたことを除き、実施例1と同様にして実施例2の粘着性接続部材および光学接続構造を作製した。
材料B
アクリル系粘着剤β(100重量部)+イソシアネート系硬化剤(トリレンジイソシアネート−トリメチロールプロパン付加物)(0.9重量部)、粘着力148gf/25mm、20℃での屈折率1.464
強粘着面用の材料として、材料Aに代えて材料Cを用いたことを除き、実施例1と同様にして実施例3の粘着性接続部材および光学接続構造を作製した。
材料C
アクリル系粘着剤β(86重量部)+フッ素樹脂(14重量部)+イソシアネート系硬化剤(トリレンジイソシアネート−トリメチロールプロパン付加物)(0.77重量部)、粘着力182gf/25mm、20℃での屈折率1.457
弱粘着面用の材料として、材料Xに代えて材料Yを用いたことを除き、実施例1と同様にして実施例4の粘着性接続部材および光学接続構造を作製した。
材料Y
アクリル系粘着剤γ(100重量部)+イソシアネート系硬化剤(ジイソシアン酸ヘキサメチレンアダクト体)(1重量部)、粘着力10gf/25mm、20℃での屈折率1.478
材料Aのみを用いて比較例1の粘着性接続部材および光学接続構造を作製した。
材料Bのみを用いて比較例2の粘着性接続部材および光学接続構造を作製した。
材料Cのみを用いて比較例3の粘着性接続部材および光学接続構造を作製した。
材料Xのみを用いて比較例4の粘着性接続部材および光学接続構造を作製した。
材料Yのみを用いて比較例5の粘着性接続部材および光学接続構造を作製した。
(初回接続損失)
8本の光ファイバを束ねたMTコネクタの接続面を研磨して、直接MTコネクタとMTコネクタとを接続して8本の光ファイバのそれぞれの一端からLED:1550nmの光を入射させ、他端から出射した光のパワーを測定してその平均値を算出し、基準値とした。
次に、実施例および比較例の光学接続構造の8本の光ファイバのそれぞれの一端からLED:1550nmの光を入射させ、他端から出射した光のパワーを測定してその平均値を算出し、それぞれの初期値とした。
基準値と初期値の差を算出し、初回接続損失[dB]とした。
(再接続成功回数)
実施例および比較例の光学接続構造の8本の光ファイバのそれぞれの一端からLED:1550nmの光を入射させ、他端から出射した光のパワーを測定してその平均値を算出し、それぞれの初期値とした。
次に、MTコネクタを引き離すことで弱粘着面と他のMTコネクタを剥離させ、再度MTコネクタを他のMTコネクタに突き合わせて接続し、光のパワーを同様に測定し、初期値との差[dB]を測定した。
初期値との差が0.3dB以内であれば再接続成功とした。
以後、剥離、再接続、測定を繰り返し、初期値との差が0.3dBを超えるか、または、測定回数が100回に到達するまで行って、再接続成功回数を調べた。
以上の結果を表2で示した。
実施例1〜4では、初回接続損失、再接続成功回数ともに実用上問題なかった。
これに対し、比較例1〜3では、初回接続損失は実用上問題なかったものの再接続回数は1回以下で実用上問題があった。
さらに、実施例4および5では、粘着力が弱すぎてMTコネクタが粘着性接続部材を保持できず、貼着不能により、初回接続損失、再接続成功回数とともに測定できなかった。
11a〜14a、11b〜14b 光ファイバ
15a、15b 光ファイバテープ心線
21 従来のシート状粘着性接続部材
22 本発明のシート状粘着性接続部材
22a 強粘着面
22b 弱粘着面
47 ガイドピン
75a、75b MTコネクタ
751a、751b ガイドピン挿入孔
Claims (7)
- 光伝送媒体または光学部品(a)と、他の光伝送媒体または光学部品(b)との間に介在させて光学的に接続する粘着性接続部材であって、強粘着面と、弱粘着面とを有することを特徴とする粘着性接続部材。
- 前記弱粘着面が、粘着力1〜100gf/25mmであることを特徴とする請求項1記載の粘着性接続部材。
- 強粘着面の粘着力が、前記弱粘着面の粘着力より20gf/25mm以上強いことを特徴とする請求項2記載の粘着性接続部材。
- アクリル系粘着剤および、エポキシ系硬化剤あるいはイソシアネート系硬化剤を含有することを特徴とする請求項1記載の粘着性接続部材。
- 屈折率が1.35から1.55であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか記載の粘着性接続部材。
- シート状であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか記載の粘着性接続部材。
- 請求項1ないし6のいずれか記載の粘着性接続部材によって、光伝送媒体と、他の光伝送媒体又は光学部品との間が光学的に接続されたことを特徴とする光学接続構造。
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