JPH0725032B2 - フィルム研磨工具及び研磨方法 - Google Patents

フィルム研磨工具及び研磨方法

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JPH0725032B2
JPH0725032B2 JP2211483A JP21148390A JPH0725032B2 JP H0725032 B2 JPH0725032 B2 JP H0725032B2 JP 2211483 A JP2211483 A JP 2211483A JP 21148390 A JP21148390 A JP 21148390A JP H0725032 B2 JPH0725032 B2 JP H0725032B2
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polishing
polishing tool
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resin
cellulose
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和夫 松永
忠男 斎藤
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、各種材料の物体表面を鏡面に仕上研磨等する
際に用いるフィルム研磨工具及びフィルム研磨工具を用
いた研磨方法に関し、特に、光コネクタフェルールの先
端を高能率に凸状球面に研磨仕上げ加工するのに適した
ものである。
<従来の技術> 各種材料の物体表面を鏡面に仕上げ研磨する場合、ダイ
ヤモンド、アルミナ、酸化珪素等の微粒子を含む加工
液、すなわちポリシ液を研磨工具表面に散布しつつ当該
研磨工具表面と上記物体表面とを相互に摺り合せること
により研磨する方法、いわゆるポリシングが採用され
る。
かかるポリシングに用いられる研磨工具は、 (1)微粒子の保持性を持たせるための表面層を有する
こと、 (2)耐磨耗性が良いこと、 (3)工具材料そのものの加工性が良いこと、等の条件
を備えている必要がある。そして、従来においては、こ
れらの条件を比較的よく満足するものとして、発泡ポリ
ウレタン系の不織布、ポリ塩化ビニール系の樹脂、フッ
素系の樹脂、錫や鉛等の軟質金属などが使用されてい
る。
<発明が解決しようとする課題> しかしながら、前述したような従来から使用されている
工具材料は概して水に対する濡れ性が良くなく、前述し
た(1),(2)の条件を十分に満足するものではな
い。
したがって、例えば発泡ポリウレタンの場合には、特殊
な処理をして発泡させて表面に開口部を設けて該開口部
に加工液や粒子を保持できるようにし、これをSi,GaAs
等の半導体の研磨工具などとしている。しかし、かかる
研磨工具では表面の特殊加工部分の寿命が短いという問
題があり、また、発泡層の弾性係数が小さすぎるために
加工面の周辺がだれる等の問題も発生する。
一方、ポリ塩化ビニル系の樹脂、ナイロン樹脂、フッ素
系樹脂等の硬質樹脂、あるいは錫や鉛等の軟質金属を用
いる場合には、加工液の保持性を改善するために工具表
面に螺旋状や格子の溝を形成している。しかし、この場
合、材料自体の濡れ性が本来的に悪いため、次のような
問題が生じる。すなわち、 水に対する濡れ性が悪いため、加工の液中の粒子の
分散が不均一となり、ミクロ的に見た場合の加工の均質
化が図れない。
粒子保持を持たせるための表面処理部分の寿命が短
い。また、研磨粒子が被加工物体に対して有効に作用し
ない。
などの問題である。また、このように研磨粒子が加工面
全体に作用しない場合には、加工能率の低下及びポリシ
剤の塊による傷の残留が生じてしまう。
本発明はこのような事情に鑑み、上述した従来の問題点
を解消したフィルム研磨工具及び研磨方法を提供するこ
とを目的とする。
<課題を解決するための手段> 前記目的を達成する本発明に係るフィルム研磨工具は、
微粒子を含有する加工液を物体表面との間に保持しつつ
当該物体表面を研磨するフィルム状の研磨工具であっ
て、セルロースを基体とする繊維素を主成分とするセル
ロース系樹脂あるいは当該セルロース系樹脂を含む混合
樹脂からなり、その表面層はピッチ50〜1000μmのうね
りを有すると共にその表面には深さ100μm以下の微細
溝を有することを特徴とする。
また、本発明に係る研磨方法は、微粒子を含有する加工
液を物体表面との間に保持しつつ当該物体表面を研磨す
るフィルム状の研磨工具であって、セルロースを基体と
する繊維素を主成分とするセルロース系樹脂あるいは当
該セルロース系樹脂を含む混合樹脂からなり、その表面
層はピッチ50〜1000μmのうねりを有すると共にその表
面には深さ100μm以下の微細溝を有するフィルム研磨
工具表面と物体表面とを合せ、この合せ面に微粒子を含
有する加工液を供給しつつ上記フィルム研磨工具表面と
上記物体表面とを相対的に摺動させて当該物体表面を研
磨することを特徴とする。
以下、本発明の構成を詳述する。
本発明においてセルロースを基体とする繊維素を主成分
とするセルロース系樹脂とは、セルロースを基体とする
繊維素を主成分として樹脂状としたものであり、好適に
は繊維素10〜90重量%に樟脳10〜50重量%及びエタノー
ル20〜60重量%を配合することにより得られる。また、
ここでセルロースを基体とする繊維素とは硝酸セルロー
ス、酢酸セルロース等をいう。
かかる繊維素は、例えば、次の化学式 で表されるように、官能基として水酸基を有している。
従って、繊維素を主成分とするセルロース系樹脂は水に
対する濡れ性が非常に良く、また、当該樹脂は水酸基を
有しているにもかかわらず水には溶けず、アルカリで若
干膨潤するだけである。
このようにセルロース系樹脂からなる研磨工具は、その
表面に水酸基を持ち、水に対する濡れ性が極めて良好で
ある。この結果、加工液の被加工面への粒子作用が均一
化され、良好な加工性を得ることができるものである。
ここで、濡れ性の良否の尺度である接触角を比べてみる
と、本発明に用いるセルロース系樹脂では60度前後であ
るが、ポリ塩化ビニール系樹脂では87度、ナイロン系樹
脂では70度、フッ素系樹脂では90度以上であり、本発明
のセルロース系樹脂は従来に無い良好な濡れ性を有して
いることを示している。
また、本発明においては、セルロース系樹脂の代りに、
セルロース系樹脂を含む混合樹脂を用いても同様の効果
を得ることができる。ここで、混合樹脂とは、セルロー
ス系樹脂に、ナイロン樹脂、発泡ポリウレタン系樹脂、
塩化ビニル系樹脂及びフッ素樹脂等の各単体の粉体、粒
子あるいは繊維を好ましくは20%以下程度含有させたも
のである。
本発明のフィルム研磨工具は、上述したセルロース系樹
脂あるいは該セルロース系樹脂を含む混合樹脂からなる
ものであるが、さらに表面層がうねりを有すると共に表
面には微細溝を有するものであり、その表面状態の一例
を第1図に示す。同図に示すように、フィルム研磨工具
11の表面層には凸部12aと凹部12bとからなるうねり12が
あり、且つ表面には全体に亘って微細溝13が形成されて
いる。
本発明のフィルム研磨工具はこのような表面状態を有し
ているため、微粒子(研磨粒子)が微細溝13とうねり12
の凹部12bとの両方で保持されるため、被加工物に対し
て研磨粒子がより多く供給され、加工特性の一層の向上
が図れる。また、かかる研磨工具の磨耗変化はうねり12
の凸部12a頂上から生じるが、凹部12bからの研磨粒子の
供給が引き続きあるため、被加工物の加工は進行する。
なお、本発明に係る研磨工具の表面層のうねり12は、50
〜1000μmのピッチで、表面の深さ200μm以下に形成
されているのが好ましい。因みに、従来の研磨工具のポ
リ塩化ビニール系樹脂、ナイロン系樹脂、フッソ系樹脂
等のシート状の素材には表面層に微細な溝等を設けるこ
とにより研磨粒子の保持を図っているが、本発明の研磨
工具のようなうねりは設けられていない。
<実施例> 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
第1図には上述したように一実施例に係る研磨工具の表
面状態を示してある。同図に示すように、本実施例のフ
ィルム研磨工具11はセルロースエステルの一種である硝
酸エステルから得た厚さ1mm以下のセルロイド板からな
る。そして、その表面層には凸部12aと凹部12bとからな
るうねり12があり、且つ表面には全体に亘って微細溝13
が形成されているのは上述した通りである。
この研磨工具11の表面層の形成には複数の直径50μm以
下の繊維を束にして織った織布の素材をセルロイド板の
上に重ね合わせておき、これに溶剤と圧力により圧着さ
せる方法をとった。これにより、素材とセルロイド板が
接着固定され、次に素材を剥離させるとセルロイドの表
面層には素材の形状が転写され、深さ100μm以下の微
細溝13とピッチ1000μm以下のうねり12を有する表面層
が形成される。
第2図は上述したフィルム研磨工具11を用いた研磨方法
の一例を示す説明図である。
同図に示すように、フィルム研磨工具11は、リング状金
具2と薄板の押えリング3とで挾持されている。回転定
盤4の外周部に形成されたねじ部4aにリング状金具2を
締め込んで固定すると、回転定盤4の上面に形成された
リング状突起4bによりフィルム研磨工具11は一定の張力
で引張られる。
図示しない回転装置にはチャック5が設けられ、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、セラミックスであるジルコニ
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6
の先端はフィルム研磨工具11に一定量押し込まれている
(押圧されている)。なお、図中9は光コネクタフェル
ール6の先端とフィルム研磨工具11の当接部に研磨剤10
を供給する研磨剤供給ノズルである。研磨剤10は、SiO2
系の超微粒子が加工液中に分散されたものである。
次に、上記構成による具体的な研磨方法を説明する。
光コネクタフェルール6の先端をフィルム研磨工具11に
一定量押し込み、フィルム研磨工具11のフィルム面に研
磨剤供給ノズル9から研磨剤10を滴下させる。回転定盤
4を回転させると共にチャック7を回転させ、更に回転
定盤4を径方向に揺動させ、フィルム研磨工具11に対し
光コネクタフェルール6の先端を相対的に摺動させて光
コネクタフェルール6の先端を凸状球面に研磨する。こ
のような研磨方法により、光コネクタフェルール6の端
面を球面加工することができる。
第3図には、本実施例に係るフィルム研磨工具及び研磨
方法を用いて光コネクタフェルールを構成するジルコニ
アと石英ファイバ材の先端を研磨した時の加工能率を従
来のものと比較した結果を示す。この結果より、実施例
の加工能率は通常の研磨工具を用いた比較例に比べ大き
く上回ることがわかる。また、ジルコニアで約5倍、石
英ファイバで約3倍以上増大することがわかる。
また、耐磨耗製の検討として、フェルールとファイバ間
の段差と加工本数の関係を求めた結果を第4図に示す。
ここで、研磨工具表面の凹凸部が無くなるとジルコニア
の研磨能率が低下する一方でファイバは加工が進む。こ
の結果、両者間には段差が生じるので段差で耐磨耗性を
評価できる。
本実施例の研磨工具では加工段差が、ほぼ100Å程度の
一定値で加工本数250本以上まで安定していることが認
められるが、従来の研磨工具では50本前後で段差が急激
に増大する。このように、本実施例の研磨工具は従来の
研磨工具に比べ、耐磨耗性が5倍以上と大幅に向上して
いる。
<発明の効果> 以上説明したように、光コネクタフェルール材料などの
表面研磨工具として、セルロースを基体とする繊維素が
主成分であるセルロース系樹脂あるいはこのセルロース
系樹脂を含む混合樹脂からなり、多数の微細溝と大きな
うねりを表面層に形成したフィルム研磨工具を用いる
と、研磨粒子が物体表面で凝集せず、均一な作用を及ぼ
すこと、また、研磨液が微細溝で十分保持されるため、
加工能率が良いこと、さらに、うねりの凹部からの研磨
粒子の供給が続くため、研磨効率が良くなり、研磨工具
の磨耗変化が小さくなること、などの利点があり、この
結果、加工本数の増大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は一実施例に係るフィルム研磨工具の表面状態を
示す説明図、第2図は一実施例に係る研磨方法を説明
図、第3図及び第4図はそれぞれ試験結果を示すグラフ
である。 図面中、 2はリング状金具、3は押えリング、4は回転定盤、5
はチャック、6は光コネクタフェルール、7はフェルー
ル、8は光ファイバ、9は研磨剤供給ノズル、10は研磨
剤、11はフィルム研磨工具、12はうねり、12aは凸部、1
2b凹部、13は微細溝である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】微粒子を含有する加工液を物体表面との間
    に保持しつつ当該物体表面を研磨するフィルム状の研磨
    工具であって、セルロースを基体とする繊維素を主成分
    とするセルロース系樹脂あるいは当該セルロース系樹脂
    を含む混合樹脂からなり、その表面層はピッチ50〜1000
    μmのうねりを有すると共にその表面には深さ100μm
    以下の微細溝を有することを特徴とするフィルム研磨工
    具。
  2. 【請求項2】微粒子を含有する加工液を物体表面との間
    に保持しつつ当該物体表面を研磨するフィルム状の研磨
    工具であって、セルロースを基体とする繊維素を主成分
    とするセルロース系樹脂あるいは当該セルロース系樹脂
    を含む混合樹脂からなり、その表面層はピッチ50〜1000
    μmのうねりを有すると共にその表面には深さ100μm
    以下の微細溝を有するフィルム研磨工具表面と物体表面
    とを合せ、この合せ面に微粒子を含有する加工液を供給
    しつつ上記フィルム研磨工具表面と上記物体表面とを相
    対的に摺動させて当該物体表面を研磨することを特徴と
    する研磨方法。
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