JPH0593183A - 高速仕上用研磨剤 - Google Patents

高速仕上用研磨剤

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JPH0593183A
JPH0593183A JP3037714A JP3771491A JPH0593183A JP H0593183 A JPH0593183 A JP H0593183A JP 3037714 A JP3037714 A JP 3037714A JP 3771491 A JP3771491 A JP 3771491A JP H0593183 A JPH0593183 A JP H0593183A
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polishing
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ferrule
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Kazuo Matsunaga
和夫 松永
Tadao Saito
忠男 斉藤
Fumikazu Ohira
文和 大平
Masashi Hiradate
正志 平舘
Seiichi Haori
誠一 羽織
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバフェルールなどの被研磨材を高速
で、面粗度良く、研磨仕上可能な高速仕上用の研磨剤を
提供することを目的とする。 【構成】 水性分散媒中に平均粒径が0.1〜10ミク
ロンの研磨粒子と親水性セルロースを添加し、1から2
0CPの粘性値を示すようにした高速仕上用研磨剤で、
この研磨剤を定盤樹脂フィルムを備え、かつ高速研磨を
行なう研磨装置に供給することにより、被研磨材を高
速、かつ面粗度良好に仕上研磨を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は高速仕上用研磨剤、さらに
詳細には高速においてセラミック燒結体、非結晶などの
硬脆材料を高能率に精密に研磨できる高速仕上用研磨剤
に関する。
【0002】
【従来技術】光ファイバ相互間の接続や切り離しを容易
に行なうための光コネクタの端面を精密に研磨して接続
損失を低減し、反射戻り光を少なくする研磨方法として
は、金属の定盤面に光コネクタフェルールの先端を押圧
し、前記光コネクタフェルールの先端を定盤面に対し、
相対的にしゅう動させて光コネクタフェルールの先端を
研磨する方法がある。この際、研磨粒子であるダイヤモ
ンド粒子を含む油性研磨剤を前記研磨部分に供給しなが
ら行なう(第一方法)。
【0003】また、回転定盤の上にゴム状の弾性シート
を設置し、ダイヤモンドなどの研磨粒子を塗布固定した
研磨シートを弾性シート状に載置し、これを研磨定盤と
して研磨剤や研磨液を光コネクタフェルールの先端に供
給しながら、先端部を押しつけて研磨する方法も知られ
ている。この方法においては、ゴム状の弾性シートのた
わみを利用して光コネクタフェルールの先端を球面に研
磨することが可能であり、ダイヤモンド粒子も微細であ
ることから光ファイバの表面も平滑に研磨することがで
きる(第二方法)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の第一の研磨方法
によれば、被研磨材である光コネクタを前記定盤に押し
つけ、さらにこの定盤を回転させ、加工面に油性研磨剤
を供給しながら研磨する。このとき、油性研磨剤は水性
研磨剤に比べて研磨能率が低く、光コネクタの加工面の
洗浄においては洗浄効率が良好とはいえない欠点があっ
た。また凝集して塊となったときには、局部的なひっか
き傷が多数形成され光ファイバの面に加工歪みによる残
留応力が形成されていた。この結果光ファイバ面の極表
層部の屈折率が異なる境界層で光が反射し、戻り光とな
り、本来の信号のノイズになったり、半導体などの光源
に悪影響を及ぼすなどの問題を生じていた。
【0005】また、上述の第二の研磨方法によれば、前
記光コネクタは外周を覆うジルコニアなどの固いセラミ
ックよりなるフェルールとその中心に設けられた光ファ
イバより構成されるが、前記フェルールは固いため、光
ファイバより研磨されにくい。このため光ファイバが優
先的に研磨されることになり、光コネクタフェルールの
中心に引っ込みを生じてしまうという欠点があった。こ
の引っ込み量が0.1μm程度あると、光コネクタ同志
を突き合わせたときに光ファイバ先端間に隙間を生じ、
信号伝達時に光の反射が発生して回路全体に悪影響を及
ぼす問題があった。
【0006】本発明は上述の問題点に鑑みなされたもの
であり、上述のような研磨方法に主として使用する研磨
剤において、局部的な傷を形成せず、良好な面粗度で研
磨でき洗浄の簡単な高速仕上用研磨剤を提供することを
課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明による高速仕上用研磨剤は、水性分散媒中に
平均粒径が0.1〜10μmの研磨粒子と親水性セルロ
ースを添加し、1から20CPの粘性値を示すようにし
たことを特徴とするものである。
【0008】水性分散媒中に親水性セルロースを添加
し、研磨液の粘度を1〜20CPと大きくすることによ
り、高速で回転研磨する定盤の遠心力によって外周方向
に飛散しにくくしたため、光コネクタフェルールの端面
を良好に研磨することができる。
【0009】本発明をさらに詳しく説明する。
【00010】本発明に使用される研磨粒子は基本的に
限定されるものではなく、種々のものが使用できる。例
えば天然ダイヤモンドあるいは人造ダイヤモンド、キュ
ービックボロンナイトランドなどを挙げることができ
る。このなかで、光コネクタフェルールの研磨にはダイ
ヤモンド粒子がもっとも好ましい。
【00011】このような研磨粒子は好ましくは0.1
〜10重量%添加する。0.1重量%未満であると研磨
力が不足し、また研磨面を傷つける恐れを生じる。一方
10重量%を越えて添加しても研磨力は、これ以上上昇
しないし、かえって面状態を悪化させると共に相手方の
定盤の耐久性を悪化させる恐れがある。
【00012】さらに研磨粒子の平均粒径は0.1〜1
0μmであるのがよい。平均粒径が0.1μm未満であ
ると、製造が困難であると共に研削力が不足する恐れを
生じ、一方10μmを越えると、面粗度が悪化する恐れ
がある。
【00013】親水性セルロースとしては種々のものを
使用することができる。相手方の定盤との相溶性が良好
なものが特に好ましい。たとえば前述の第一および第二
の研磨方法においてはカルボキシセルロースをミクロフ
ィビリル化したものを使用するのがよい。その他に、木
綿、再生セルロース、ポリビニルホルマールなども使用
することができる。
【00014】この親水性セルロースの添加量は、好ま
しくは0.04〜20重量%である。0.04重量%未
満であると、粘度が不足し、また研磨粒子を均一に分散
できない恐れがあり、一方20重量%を越えると粘度が
大きくなり過ぎる恐れを生じるからである。
【00015】上述のような親水性セルロース及び研磨
粒子は水性分散媒に添加され、研磨剤とするものである
が、この研磨剤の粘度は1〜20CPである。この粘度
が1CP未満であると、粘度が小さすぎて高速研磨でき
ない恐れがあり、一方20CPを越えると粘度が大きく
なり過ぎる。
【00016】上述のような研磨剤には、上述の成分の
ほか、例えば増粘剤、分散剤などを添加することも可能
である。
【00017】本発明による高速仕上用研磨剤によれ
ば、特に研磨定盤の周速が50〜800m/分という高
速で研磨する研磨剤として優れている。
【00018】
【実施例】第1図に本発明の高速仕上用研磨剤を使用す
るための研磨装置の概略図を示している。この図より明
らかなように、シート状のセルロース系樹脂製の定盤フ
ィルム1がリング状金具2と薄板の押さえリング3とで
挾持されている。そして回転定盤4外周部に形成された
ねじ部4aにリング状金具2を閉め込んで固定すると、
回転定盤4の上面に形成されたリング状金具4bにより
定盤フィルム1は一定の張力で引っ張られる。
【00019】図示しない回転装置にはチャック5が設
けられており、チャック5には光コネクタフェルール6
が保持されている。光コネクタフェルール6はセラミッ
クであるジルコニア製のフェルール7と、フェルール7
の中心に固定された光ファイバ8とで構成され、光コネ
クタフェルールの先端は前記定盤フィルム1に一定量押
し込まれて、押圧された状態になっている。図中、9は
光コネクタフェルール6の先端と定盤フィルム1の当接
部に研磨剤を供給する研磨剤供給ノズルである。
【00020】このような装置を使用し、前述の光コネ
クタフエルール6の研磨を行なった。まず、研磨剤10
として、粒径幅0〜5μmのダイヤモンド粒子を0.2
〜10重量%、カルボキシメチルセルロースを0.04
から20重量%水に添加し、1から20CPの粘度に調
整した種々の研磨液を使用し、上記の研磨装置で研磨を
行なった。研磨定盤の周速は500m/minであり、
ファイバ先端の荷重は500gであった。
【00021】まず、光コネクタフェルール6の先端を
定盤フィルム1に一定量押し込み、定盤フィルム1のフ
ィルム面に研磨剤供給ノズル9より研磨剤を滴下させ
る。回転定盤4を回転させると共にチャック5を回転さ
せ、さらに回転定盤4を径方向に揺動させ、定盤フィル
ム1に対し、光コネクタフェルール6の先端を相対的に
揺動させて光コネクタフェルール6の先端を研磨した。
このような研磨操作によって1〜5μm前後の量を研磨
する。また、平均粒径0.1〜10μmのダイヤモンド
粒子を添加され、また所定の粘度の研磨液は前記定盤フ
ィルム1などの回転によって容易に分散状態となる。さ
らに、粘性研磨液の上層に浮遊した粒子と粘性研磨液に
より粘度層が形成され、流体支持された粒子を多量に含
んだソフトなポリシャと同じ工具が出来上がる。このよ
うな粘性状態の水溶液である研磨剤10と、水との親和
性のよいOH基を有するセルロース系の定盤フィルム1と
の組み合わせを使用すると、研磨中に被研磨面と定盤フ
ィルム1との面との間に研磨剤10が形成される。この
研磨剤と定盤フィルム相互の水酸基により、水に対する
濡れ性が極めて良好になる。この結果、研磨液中の粒子
が被研磨面に作用して、ジルコニアセラミックス、石英
ファイバの端面に凝集せず、粒子の分散が均一になる。
また、研磨剤の粘性効果により研磨中も飛散することな
く、十分保持されることから、加工能率も高まり、さら
に粒子が塊として作用しないため傷の発生も妨げられ
る。
【00022】第2図に、上述のような1から20CP
に変化させた研磨液を使用したジルコニア及び石英それ
ぞれの加工能率を調べた実験結果を示す。この第2図よ
り明らかなようにジルコニアセラミックスと石英の加工
能率は粘度の増加にともない良好になることがわかっ
た。これは研磨剤が回転する定盤フィルムと被加工材の
間の領域外に遠心力によって飛散されるのを抑止し、有
効作用粒子が増加するためと考えられる。特にジルコニ
アセラミックスの場合には粒界及び気孔に微粒子が容易
に食い込み加工を促進するものと考えられる。
【00023】また、表1にジルコニアセラミックス、
石英ファイバ材についての粘度1CPと20CPの研磨
剤における端面の表面粗さを測定した結果を示す。従来
の第一方法または第二方法で研磨した時の表面粗さは数
百Å程度であり、本発明の研磨粒子を用いることにより
大幅に改善できることが判る。
【00024】
【表1】
【00025】一方、前述したように、従来の第二方法
で得られた光コネクタフェルールの先端形状は、図4に
示したようになる。第一方法、第二方法では光ファイバ
31の面にひっかき傷が多数形成されて光の反射減衰量
が30dB以下となり、特に第二方法では光ファイバ4
2の引っ込み43量が、図4に示すように0.05μm
以上となる。なお、図中、41はフェルールを示す。
【00026】図3に本発明の研磨剤により研磨した光
ファイバコネクタの結果を示す。図より明らかなよう
に、フェルール7と光ファイバ8の段差は0.01μm
以下と小さく、この状態からさらに研磨時間を増加させ
ても光ファイバ8の突出し量はこれ以上増加しない。光
ファイバ8の表面の平均粗さ(Ra)は20Å以下であ
る。また光コネクタフェルール6の反射減衰量は35d
B前後が得られる。
【00027】上述したように、セルロース系の樹脂フ
ィルム1と、ダイヤモンドの粒子を水溶性の粘性を有す
るカルボキシメチルセルロースを主成分とする研磨液中
に分散させた研磨剤を組み合わせ、光コネクタフェルー
ル6を研磨することにより、フェルール7と光ファイバ
8の段差が0.01μm以下で、反射減衰率が30〜3
5dB程度の光コネクタフェルール6が得られる。第一
方法、第二方法に対しコネクタの加工能率は向上し、ま
た反射減衰量が5dB以上向上する。さらに、第二方法
に対しての光ファイバ8の引っ込みの問題を解決したこ
とになる。なお、上記実施例において、本発明の研磨剤
を光コネクタフェルールの研磨について説明したが、Si
C、Al2O3、Si3N4などのセラミックスやSUS材及び超鋼材
などの金属材料、Siウエハなどの結晶材料の表面を加工
歪を極めて小さく、しかも鏡面に研磨する場合などにも
使用できる。
【00028】
【発明の効果】本発明による高速仕上用研磨剤によれ
ば、研磨粒子および親水性セルロースを水に添加して、
所定粘度にした研磨剤であるため、高速で加工する研磨
装置に適用してもその遠心力で飛散することはなく、効
率的に研磨を行なうことができるという利点がある。ま
た定盤フィルムとして水との親和性のよいセルロース系
のフィルムを使用したとき、水溶性の粘性状の研磨粒子
が有効に作用することになり研磨効率が高くなる。ま
た、研磨微粒子の分散性が良好であるため、例えば光フ
ァイバ面に傷の少ない高品位の加工面を形成できるとい
う利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による高速仕上用研磨剤を使用する研
磨装置の説明図。
【図2】 仕上剤の加工能率を示す図。
【図3】 本発明の実施例で研磨した光コネクタフェル
ールの先端拡大図。
【図4】 第二方法で研磨した光コネクタフェルールの
先端の拡大図。
【符号の説明】
1 定盤フィルム 2 リング状金具 3 押さえリング 4 回転定盤 5 チャック 6 光コネクタフェルール 7 フェルール 8 光ファイバ 9 研磨剤供給ノズル 10 研磨剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大平 文和 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 平舘 正志 東京都江戸川区西葛西5−10−26−507 (72)発明者 羽織 誠一 東京都渋谷区本町4−48−2

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水性分散媒中に平均粒径が0.1〜10
    ミクロンの研磨粒子と親水性セルロースを添加し、1か
    ら20CPの粘性値を示すようにしたことを特徴とする
    高速仕上用研磨剤。
JP3037714A 1991-02-08 1991-02-08 高速仕上用研磨剤 Expired - Lifetime JP2820328B2 (ja)

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