KR100793459B1 - 연마 시트, 이의 제조 방법 및 섬유 광학 커넥터의 연마방법 - Google Patents

연마 시트, 이의 제조 방법 및 섬유 광학 커넥터의 연마방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 결합제, 결합제와 결합된 연마 입자 및 결합제와 결합된 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는 윤활 입상 첨가제로 이루어진 연마 용품을 제공한다. 본 발명의 연마 용품은 윤활 입상 첨가제가 보다 연질인 유리 섬유 재료(19, 22)의 연마 속도를 보다 경질인 세라믹 페룰 재료(25)의 연마 속도보다 느리게 할 수 있기 때문에 섬유 광학 커넥터(13a)의 연마에 유용하다. 섬유 광학 커넥터(25)의 제조 방법 및 연마 방법도 또한 제공된다.
연마 용품, 지지체, 코팅, 윤활 입상 첨가제, 섬유 광학 커넥터

Description

연마 시트, 이의 제조 방법 및 섬유 광학 커넥터의 연마 방법 {Abrasive Sheet, Method of Manufacturing the Same and Method to Abrade a Fiber Optic Connector}
본 발명은 윤활 입상 첨가제를 포함하는 연마 용품, 및 이 용품의 제조 빛 사용 방법에 관한 것이다. 상기 용품은 예를 들면 섬유 광학 커넥터의 노출 말단을 연마하기 위한 연마 필름으로서 유용하다.
각종의 다양한 디자인을 갖는 섬유 광학 커넥터가 광학 섬유 케이블을 종료시키고, 케이블의 다른 케이블 또는 다른 광학 섬유 송신 장치와의 접속을 용이하게 하는데 사용되어 왔다. 대표적인 광학 섬유 커넥터로는 페룰을 들 수 있는데, 이것은 광학 섬유 또는 섬유들을 커넥터 내의 중앙에 설치시킨다. 페룰은 세라믹 재료로 제조될 수 있다.
단일 모드 섬유 광학 커넥터는 약 125 미크론의 외경을 갖는 유리 피복에 의해 둘러싸여진 약 9 미크론의 외경을 갖는 유리 코어(집합적으로 "유리 섬유")를 포함한다. 세라믹 페룰이 유리 섬유를 에워싼다. 세라믹 페룰은 그의 외부 단부 및 직경이 사면(약 45도)을 따라 그의 최대 폭 부분이 약 2.5 밀리미터로까지 증가될 때 약 2.0 밀리미터의 외경을 갖는다. 제조 동안, 유리 섬유는 세라믹 페룰 내 를 실을 꿰듯이 지나가서 에폭시 수지로 부착된다. 이어서 과량의 유리를 새롭게 형성된 섬유 광학 커넥터로부터 떼내고, 말단을 연마시켜 양호하게 마무리처리시킨다.
한 쌍의 섬유 광학 커넥터 또는 커넥터와 다른 광학 섬유 송신 장치는 종종 섬유들을 중앙에 위치시켜 양호한 송신을 제공하는 어댑터 내에서 짝지워진다. 어댑터는 커넥터들을 그들의 봉입 섬유들이 끝과 끝이 접하게 접속시켜 빛을 투과시킬 수 있도록 함께 연결시킨다. 어댑터는 인라인 성분일 수 있거나, 또는 어댑터는 패널, 백플래인(backplane), 회로판 등 내의 개구부 안에 장착되도록 디자인될 수 있다.
커넥터의 연마는 필수적이고 중요한 단계이다. 빛은 다음 커넥터와의 접점을 지나 유리 섬유를 통해 이동한다. 빛의 양호한 교차를 달성하기 위하여, 단부는 매우 잘 연마되어야 하고, 유리 섬유 및 세라믹 페룰의 연마된 단부는 바람직하게는 공통의 평면 또는 약간 볼록한 표면 내에 놓여진다. 평면 또는 약 10 밀리미터 내지 약 20 밀리미터의 굴곡 반경을 갖는 약간 볼록한 표면은 인접하는 커넥터 내의 유리 섬유와 최대 유리 섬유 접촉 면적을 제공한다. 빛이 접점을 지나 양호하게 투과될 때, 접점을 지나는 빛 손실량의 척도인 커넥터의 후방 반사는 최소화되게 된다.
2개의 결합된 섬유 광학 커넥터 사이의 접점에서의 후방 반사 원인에는 여러가지가 있다. 이들 원인들 중에서 특히 두드러진 것은 섬유 광학 커넥터 섬유들의 연마된 단부의 표면상의 및 표면 바로 아래의 미시적 결함이다. 이들 결함은 표면 스크래치로부터 마쇄 및 연마 공정 그 자체에 의해 야기되는 표면 파면에까지 이를 수 있다. 후방 반사의 다른 원인은 결합된 섬유 광학 커넥터들의 단부들이 그들의 커넥터 내에서 명시되는, 일반적으로 약 2 파운드의 힘으로 함께 압착 고정된다는 사실로부터 야기된다. 이 힘은 그들의 단부에서 섬유의 유리 재료를 압축시키는 작용을 하여, 증가되는 분자 밀도 구배를 생성시키고, 따라서 빛이 접점에 근접할 때 광학 굴절률을 증가시킨다. 이것은 유리 섬유가 세라믹 페룰을 지나 돌출되어 있는 경우에 특히 문제가 된다. 접점 영역에서의 증가된 굴절률은 빛의 일부가 접점으로부터 다시 반사되도록 하여 후방 반사를 야기시킨다. 후방 반사의 다른 잠재적인 원인은 2개의 유리 섬유들이 서로 완전히 동일 평면에 있지 않을 경우 이들 2개의 유리 섬유의 단부들 사이에 존재하는 공간이다. 이 문제는 유리 섬유가 세라믹 페룰 내에 쑥 들어가 있을 때 일어난다. 비록 연마 기술이 진보되었다 할지라도, 제조업자들은 이들 및 다른 후방 반사 원인들을 극복할 수 없었다.
일반적으로, 연마 필름은 상이한 재료들을 상이한 속도로 연마시킨다. 광학 커넥터에서, 유리 섬유는 전형적으로는 보다 경질인 세라믹 페룰보다 더 빠른 속도로 연마된다. 이것은 유리 섬유가 연마 후에 세라믹 페룰의 외부 단면 아래로 연마되는 허용될 수 없는 언더커트(undercut)를 발생시킨다.
선행 기술의 연마 용품 및 방법들의 단점을 극복하여, 유리 섬유 상에서의 고 연마 및 본질적으로 평면 또는 약간 볼록한(약 10 밀리미터 내지 약 20 밀리미터 사이의 굴곡 반경) 단면(예를 들면 낮은 언더커트 값을 가짐)을 제공하도록 섬유 광학 커넥터를 연마시키게 되는 방법을 생각해내는 것이 바람직하다. 또한 상 기 방법에 사용할 용품 및 상기 용품의 제조 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
<발명의 요약>
본 발명은 표면을 갖는 지지체를 포함하는 연마 용품을 제공한다. 표면은 결합제, 결합제와 결합된 연마 입자 및 결합제와 결합된 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는 윤활 입상 첨가제로 이루어진 코팅으로 덮혀진다. 용품은 윤활 입상 첨가제가 보다 연질인 유리 섬유 재료의 연마 속도를 보다 경질인 세라믹 페룰 재료의 연마 속도보다 느리게 할 수 있기 때문에 섬유 광학 커넥터의 연마에 유용하다. 상이한 연마 속도는 2가지 재료가 모두 동일한 단계에서 동일한 연마 용품을 사용하여 허용될 수 있는 연마된 표면을 제공하도록 연마될 수 있게 한다.
본 발명의 다른 면은 접촉 표면을 갖는 섬유 광학 커넥터의 연마 방법이다. 이 방법은 섬유 광학 커넥터 접촉 표면을 제1 연마 용품과 접촉시켜 섬유 광학 커넥터 및 제1 연마 용품을 상대적으로 이동시키는 것을 포함하는 예비연마 단계를 포함한다. 이 방법은 섬유 광학 커넥터 접촉 표면을 표면 및 표면 상의 코팅을 갖는 지지체를 포함하는 마멸 연마 용품과 접촉시키는 것과 관련된 연마 단계를 추가로 포함한다. 코팅은 결합제, 결합제와 결합된 연마 입자 및 결합제와 결합된 윤활 입상 첨가제를 포함한다. 이 방법의 다음 단계는 섬유 광학 커넥터 및 마멸 연마 용품을 상대적으로 이동시키는 것을 포함한다. 임의적으로, 추가의 예비연마 단계를 예비연마 단계와 연마 단계 사이에 수행할 수 있으며, 여기서 섬유 광학 커넥터 접촉 표면을 제2 연마 용품과 접촉시켜 제2 연마 용품에 대하여 상대적으로 이동시키고, 이 때 제2 연마 용품은 제1 연마 용품과 상이하다.
본 발명의 제3 면은 지지체 상에 유동가능한 코팅액을 펼쳐바르고, 코팅액을 고화시켜 연마 용품을 제공하는 것을 포함하는 연마 용품 제조 방법이다. 코팅액은 결합제, 연마 입자 및 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는 윤활 입상 첨가제로 이루어진다. 코팅액을 고화시킨다. 코팅액은 당 업계에 공지된 임의의 방법에 의해, 예를 들면 오븐 중에서 명시된 체류 시간 동안 열에 노출시킴으로써 고화될 수 있다.
본 출원 전반에 걸쳐, 명세서에서 달리 정의하지 않는 한 하기하는 정의가 적용된다:
"윤활 입상 첨가제"는 실온에서 실질적으로 고체인 비금속 재료를 말한다.
"왁스"는 유기 반결정질 고체를 말한다.
"돌출"은 유리 섬유가 세라믹 페룰의 단면으로부터 돌출되어 있는 경우, 구형으로 연마된 세라믹 페룰에 맞춰진 가상 구형 표면과 유리 섬유 단면 사이의 평균 거리를 말한다. 돌출은 양의 수로 나타내어진다.
"언더커트"는 유리 섬유가 세라믹 페룰 내에 쑥 들어가 있는 경우, 구형으로 연마된 세라믹 페룰에 맞춰진 가상 구형 표면과 유리 섬유 단면 사이의 평균 거리를 말한다. 언더커트는 음의 수로 나타내어진다.
본 명세서에서 코팅 조성물을 말할 때 "유동가능한"이란 예를 들면 나이프 코팅과 같은 임의의 다양한 코팅 방법을 사용하여 표면 전체에 걸쳐 펴발라질 수 있는 재료를 말한다.
"후방 반사"는 상이한 굴절률을 갖는 2개의 재료의 평면 접점에서의 빛의 반 사에 대한 측정을 말한다. 본 명세서에서 사용될 때, 이것은 일반적으로 2개의 섬유 광학 커넥터들의 접점을 통한 빛 반사의 척도이다. 후방 반사는 데시벨(dB) 단위로 명시되고 측정되며, 다음 수학식 1과 같이 계산된다:
Figure 112003008035924-pct00001
상기 식 중, Preflected는 짝을 이룬 2개의 커넥터들 사이의 접점에서 반사된 광학력이고, Pin는 2개의 커넥터들 사이의 접점으로 들어가는 광학력이다. 따라서, 보다 많은 음의 후방 반사를 갖는 커넥터는 한 케이블로부터 다른 케이블로 보다 많은 시그널을 전달시키고, 후방 반사로 보다 적게 다시 반사된다.
도 1은 유리 피복 및 코어를 세라믹 페룰을 통해 실루엣으로 나타낸, 어느 한 단부 상에 섬유 광학 커넥터를 갖는 섬유 광학 케이블의 개략적 입면도이다.
도 2는 언더커트를 갖는 섬유 광학 커넥터의 횡단면도이다.
도 3은 돌출을 갖는 섬유 광학 커넥터의 횡단면도이다.
연마 전에, 섬유 광학 커넥터는 대표적으로는 어느 정도의 돌출 또는 언더커트를 나타낸다. 도 1은 섬유 광학 케이블(10)을 예시한다. 섬유 광학 케이블(10)은 한 단부 상에 광학 섬유 커넥터(13a 및 13b)를 갖는 2개의 단부를 갖는다. 섬유 광학 커넥터(13a 및 13b)는 접촉 표면(16a 및 16b)을 갖는다. 유리 코어(19)는 섬유 광학 케이블(10)을 통해 접촉 표면(16a)으로부터 접촉 표면(16b)으로 연장된다. 유리 코어(19)는 유리 피복(22)에 의해 둘러싸여지고, 이것 역시 섬유 광학 케이블(10)을 통해 연장된다. 광학 섬유 커넥터(13a)의 외장을 형성하는 세라믹 페룰(25)이 유리 피복(22)을 에워싼다. 유사하게, 제2 세라믹 페룰(28)이 접촉 표면(16b) 근처에서 유리 피복(22)을 에워싸서 섬유 광학 커넥터(13b)의 외장을 형성한다. 도 2는 섬유 광학 커넥터(13a)의 한 실시태양의 횡단면을 예시하며, 여기서 유리 코어(19) 및 유리 피복(22)의 단부는 세라믹 페룰(25) 내에 쑥 들어가 있는 것으로 나타내어진 평면 표면(b)을 형성한다. 접촉 표면(16a)은 평면 표면(a) 내에 놓여지는 것으로 나타나 있다. 도 2는 평면(b)이 부분적으로 세라믹 페룰(25)의 몸체 내에 있도록 세라믹 페룰(25)의 몸체 내에 쑥 들어가게 놓여지는 언더커트를 보여준다. 도 3은 섬유 광학 커넥터(13a)의 한 실시태양의 횡단면을 예시하며, 여기서 유리 코어(19) 및 유리 피복(22)의 단부는 평면(c)를 형성하고, 세라믹 페룰(25)로부터 둘출되어 있다. 세라믹 페룰(25)의 접촉 표면(16a)은 평면 표면(d) 내에 놓여지는 것으로 나타나 있다. 도 3은 평면(c)이 세라믹 페룰(25)로부터 완전히 떨어져 있도록 유리 코어(19) 및 유리 피복(22)의 단부가 세라믹 페룰(25)의 접촉 표면(16a)을 지나 돌출되는 돌출을 보여준다. 바람직하게는, 접촉 표면(16a)은 평면 또는 약간 볼록하여, 제2 유리 섬유에 너무 많은 압력을 가하지 않으면서 양호한 연결을 달성하기 위한, 제2 유리 섬유와의 접촉을 위한 유리 섬유의 최대 표면적을 제공한다.
연마 기술이 약 ±50 나노미터 범위 내의 돌출/언더커트 값을 제공하는 것이 바람직하다. 약 ±30 나노미터의 돌출/언더커트를 갖는 것이 보다 바람직하고, 가장 바람직하게는 약 ±25 나노미터의 돌출/언더커트를 갖는다. 0에 가까운 돌출 및 언더커트 값은 2개의 커넥터들을 조립할 때 접촉 표면들의 최대한의 접속을 제공한다. 그러나, 광학 커넥터들의 접촉 표면을 연마하는 것은, 유리 및 세라믹이 각각 상이한 경도를 갖기 때문에, 따라서 결과적으로 1개의 연마 용품으로 연마하였을 때 상이한 연마를 겪기 때문에 모험적인 것으로 입증되었다. 유리 섬유와 세라믹 페룰 사이의 이러한 연마 속도 차이는 종종 연마 작업 후에 과도한 언더커트를 야기시킨다.
한 면에서, 본 발명은 예를 들면 섬유 광학 커넥터의 접촉 표면과 같이 상이한 경도를 갖는 2개의 재료로 이루어진 표면을 개질시키기 위한 연마 필름으로 사용하기 적합한 연마 용품을 제공한다. 놀랍게도, 연마 용품의 구성물에 윤활 입상 첨가제를 첨가하면 보다 연질 재료의 연마 속도를 느리게 하여 보다 경질 재료의 연마 속도와 실질적으로 일치시킬 수 있음을 발견하였다. 본 발명의 용품은 지지체 및 지지체 상의 코팅을 포함한다. 코팅은 경화된 결합제, 결합제와 결합된 연마 입자, 및 역시 결합제와 결합된 윤활 입상 첨가제를 포함한다. 코팅 두께는 대표적으로는 약 13 미크론 미만, 바람직하게는 약 7 미크론 미만이다. 연마 입자는 결합제에 결합 또는 부착되거나, 및(또는) 결합제 전체에 걸쳐 분산되어 있을 수 있다. 지지체는 임의의 재료의 것, 바람직하게는 가요성 중합체 필름일 수 있다. 지지체는 약 25 미크론 내지 약 178 미크론의 두께를 가질 수 있다. 바람직하게는 지지체는 약 50 미크론 내지 약 130 미크론, 가장 바람직하게는 약 75 내지 약 77 미크론의 두께를 가질 수 있다. 적합한 지지체는 본 명세서의 실시예에서 설명되는 바와 같은 폴리에스테르 필름을 포함한다. 이들 지지체로는 공개된 유럽 특허 출원 EP 206669A호의 설명에 따라 제조된 하도된(primed) 3 mil 폴리에스테르 지지체인 지지체 1; 및 미국 조지아주 아틀란타 소재의 테이진 어메리카(Teijin America)로부터 상품명 테이진(Teijin) SG2 하에 상업적으로 입수할 수 있는 하도된 3 mil 폴리에스테르 지지체인 지지체 2를 들 수 있다.
결합제
본 발명의 용품에 사용된 결합제는 필름을 형성하는데 사용되는 임의의 재료일 수 있다. 바람직하게는, 결합제는 코팅액으로부터 형성된 유기 결합제이다. 코팅액은 대표적으로는 유동가능한 상태에 있다. 연마 용품의 제조 동안에, 코팅액은 이어서 전환되어 제조된 연마 용품 중에서는 경화된 결합제로 있게 된다. 결합제는 대표적으로는 제조된 연마 용품 중에서 고체의 유동가능하지 않는 상태로 있게 된다. 결합제는 열가소성 재료로부터 형성될 수 있다. 별법으로는, 결합제는 가교결합될 수 있는 재료로부터 형성될 수 있다. 열가소성 결합제 및 가교결합된 결합제의 혼합물을 갖는 것도 또한 본 발명의 영역 내에 속한다. 연마 용품의 제조 방법 동안에, 코팅액을 적절한 조건에 노출시켜 결합제를 고화시킨다. 가교결합성 코팅액의 경우, 코팅액을 적절한 에너지원에 노출시켜 중합 또는 경화를 개시시켜 결합제를 형성한다. 따라서, 경화 후에는, 코팅액이 결합제로 전환된다.
코팅액은 바람직하게는 가교결합될 수 있는 유기 재료이다. 바람직한 결합제의 코팅액은 축합 경화성 수지이거나 또는 부가 중합성 수지일 수 있다. 부가 중합성 수지는 에틸렌 불포화 단량체 및(또는) 올리고머일 수 있다. 사용가능한 가교결합성 재료의 예로는 페놀 수지, 비스말레이미드 결합제, 비닐 에테르 수지, 측쇄의 알파, 베타 불포화 카르보닐기를 갖는 아미노플라스트 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 아크릴레이트 수지, 아크릴화 이소시아누레이트 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 이소시아누레이트 수지, 아크릴화 우레탄 수지, 아크릴화 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
축합 경화성 수지
페놀 수지는 그의 열적 특성, 입수용이성, 비용 및 취급의 용이함 때문에 연마 용품 결합제에 널리 사용된다. 2가지 타입의 페놀 수지, 레졸 및 노볼락이 있다. 레졸 페놀 수지는 1보다 크거나 또는 동일한, 대표적으로는 1.5:1.0 내지 3.0:1.0 사이의 포름알데히드 대 페놀의 몰 비를 갖는다. 노볼락 수지는 1 대 1 미만의 포름알데히드 대 페놀의 몰 비를 갖는다. 상업적으로 입수할 수 있는 페놀 수지의 예로는 옥시덴탈 케미칼즈 코포레이션(Occidental Chemicals Corp.)의 상표명 "두레즈(Durez)" 및 "바르쿰(Varcum)"; 몬산토(Monsanto)의 "레지녹스 (Resinox)"; 애쉬랜드 케미칼 캄파니(Ashland Chemical Co.)의 "아로펜(Arofene)"; 및 애쉬랜드 케미칼 캄파니의 "아로탭(Arotap)"으로 알려져 있는 것들을 들 수 있다.
라텍스 수지
페놀 수지와 혼합될 수 있는 라텍스 수지의 예로는 아크릴로니트릴 부타디엔 에멀젼, 아크릴 에멀젼, 부타디엔 에멀젼, 부타디엔 스티렌 에멀젼 및 이들의 혼합 물을 들 수 있다. 이들 라텍스 수지는 롬 앤드 하스 캄파니(Rohm and Haas Company)로부터 상업적으로 입수할 수 있는 "로플렉스(Rhoplex)" 및 "아크릴졸(Acrylsol)", 에어 프로덕츠 앤드 케미칼즈 인크.(Air Products & Chemicals Inc.)로부터 상업적으로 입수할 수 있는 "플렉스크릴(Flexcryl)" 및 "발탁(Valtac)", 레이촐드 케미칼 캄파니(Reichold Chemical Co.)로부터 상업적으로 입수할 수 있는 "신테멀(Synthemul)" 및 "타일락(Tylac)", 비.에프. 굿리히(B.F. Goodrich)로부터 상업적으로 입수할 수 있는 "하이카(Hycar)" 및 "굿라이트(Goodrite)", 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니(Goodyear Tire and Rubber Co.)로부터 상업적으로 입수할 수 있는 "케미검(Chemigum)", 아이씨아이(ICI)로부터 상업적으로 입수할 수 있는 "네오크릴(Neocryl)", 바스프(BASF)로부터 상업적으로 입수할 수 있는 "부타폰(Butafon)" 및 유니온 카아바이드(Union Carbide)로부터 상업적으로 입수할 수 있는 "레스(Res)"이다.
에폭시 수지
에폭시 수지는 옥시란 고리를 갖고, 개환에 의해 중합된다. 상기 에폭시드 수지는 단량체 에폭시 수지 및 중합체 에폭시 수지를 포함한다. 이들 수지는 그들의 주쇄 및 치환기의 성질이 크게 변할 수 있다. 예를 들면, 주쇄는 보통 에폭시 수지와 결합되어 있는 임의의 타입의 것일 수 있고, 그 위의 치환기는 실온에서 옥시란 고리와 반응성인 활성 수소 원자가 없는 임의의 기일 수 있다. 허용가능한 치환기들의 대표적인 예로는 할로겐, 에스테르기, 에테르기, 술포네이트기, 실록산기, 니트로기 및 포스페이트기를 들 수 있다. 몇몇 바람직한 에폭시 수지의 예로 는 2,2-비스[4-(2,3-에폭시프로폭시)-페닐)프로판(비스페놀 a의 디글리시딜 에테르) 및 쉘 케미칼 캄파니(Shell Chemical Co.)로부터 상표명 "에폰(Epon) 828", "에폰 1004" 및 "에폰 1001F" 하에 상업적으로 입수할 수 있는 재료, 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Co.)로부터 입수할 수 있는 "DER-331", "DER-332", 및 "DER-334"를 들 수 있다. 다른 적합한 에폭시 수지로는 페놀 포름알데히드 노볼락의 글리시딜 에테르(예를 들면, 다우 케미칼 캄파니로부터 입수할 수 있는 "DEN-431" 및 "DEN-428")를 들 수 있다.
에틸렌 불포화 코팅액
에틸렌 불포화 코팅액의 예로는 측쇄 알파, 베타 불포화 카르보닐기를 갖는 아미노플라스트 단량체 또는 올리고머, 에틸렌 불포화 단량체 또는 올리고머, 아크릴화 이소시아누레이트 단량체, 아크릴화 우레탄 올리고머, 아크릴화 에폭시 단량체 또는 올리고머, 에틸렌 불포화 단량체 또는 희석제, 아크릴레이트 분산액 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 아미노플라스트 코팅액은 분자 또는 올리고머 당 1개 이상의 알파, 베타-불포화 카르보닐기를 갖는다. 이들 재료는 미국 특허 제4,903,440호 및 제5,236,472호에 추가로 설명되어 있다.
에틸렌 불포화 단량체 또는 올리고머는 일관능성, 이관능성, 삼관능성 또는 사관능성 또는 더욱 더 높은 관능기일 수 있다. 용어 아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 모두 포함한다. 에틸렌 불포화 코팅액은 탄소, 수소 및 산소, 및 임의적으로는 질소 및 할로겐을 함유하는 단량체 및 중합체 화합물을 모두 포함한다. 산소 또는 질소 원자 또는 이들 둘은 모두 일반적으로 에테르, 에스 테르, 우레탄, 아미드 및 우레아기 중에 존재한다. 에틸렌 불포화 화합물은 바람직하게는 약 4,000 미만의 분자량을 갖고, 바람직하게는 지방족 모노히드록시기 또는 지방족 폴리히드록시기를 함유하는 화합물과 불포화 카르복실산, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 이소크로톤산, 말레산 등과의 반응으로부터 제조된 에스테르이다. 에틸렌 불포화 단량체의 대표적인 예로는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 스티렌, 디비닐벤젠, 히드록시 에틸 아크릴레이트, 히드록시 에틸 메타크릴레이트, 히드록시 프로필 아크릴레이트, 히드록시 프로필 메타크릴레이트, 히드록시 부틸 아크릴레이트, 히드록시 부틸 메타크릴레이트, 비닐 톨루엔, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 헥산디올 디아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 글리세롤 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 및 펜타에리트리톨 테트라메타크릴레이트를 들 수 있다. 다른 에틸렌 불포화 수지로는 카르복실산의 모노알릴, 폴리알릴, 및 폴리메탈릴 에스테르 및 아미드, 예를 들면 디알릴 프탈레이트, 디알릴 아디페이트, 및 N,N-디알릴아디프아미드를 들 수 있다. 또 다른 질소 함유 화합물로는 트리스(2-아크릴-옥시에틸)이소시아누레이트, 1,3,5-트리(2-메틸아크릴옥시에틸)-s-트리아진, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-메틸-아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N-비닐-피롤리돈 및 N-비닐-피페리돈을 들 수 있다.
1개 이상의 측쇄 아크릴레이트기를 갖는 이소시아누레이트 유도체 및 1개 이 상의 측쇄 아크릴레이트기를 갖는 이소시아네이트 유도체가 미국 특허 제4,652,274호에 추가로 설명되어 있다.
아크릴레이트 우레탄은 히드록시 말단 이소시아네이트 연장된 폴리에스테르 또는 폴리에테르의 디아크릴레이트이다. 상업적으로 입수할 수 있는 아크릴화 우레탄의 예로는 모어톤 케미칼(Morton Chemical)로부터 입수할 수 있는 "유비탄(UVITHANE) 782", 및 유씨비 래드큐어 스페셜리티즈(UCB Radcure Specialties)로부터 입수할 수 있는 "CMD 6600", "CMD 8400" 및 "CMD 8805"를 들 수 있다. 아크릴화 에폭시는 에폭시 수지의 디아크릴레이트 에스테르, 예를 들면 비스페놀 A 에폭시 수지의 디아크릴레이트 에스테르이다. 상업적으로 입수할 수 있는 아크릴화 에폭시의 예로는 유씨비 래드큐어 스페셜리티즈로부터 입수할 수 있는 "CMD 3500", "CMD 3600" 및 "CMD 3700"을 들 수 있다.
아크릴화 우레탄은 히드록시 말단 NCO 연장된 폴리에스테르 또는 폴리에테르의 디아크릴레이트 에스테르이다. 상업적으로 입수할 수 있는 아크릴화 우레탄의 예로는 모어톤 티오콜 케미칼(Morton Thiokol Chemical)로부터 입수할 수 있는 "유비탄 782", 및 래드큐어 스페셜리티즈로부터 입수할 수 있는 "CMD 6600", "CMD 8400" 및 "CMD 8805"를 들 수 있다.
아크릴화 에폭시는 에폭시 수지의 디아크릴레이트 에스테르, 예를 들면 비스페놀 A의 에폭시 수지의 디아크릴레이트 에스테르이다. 상업적으로 입수할 수 있는 아크릴화 에폭시의 예로는 래드큐어 스페셜리티즈로부터 입수할 수 있는 "CMD 3500", "CMD 3600" 및 "CMD 3700"을 들 수 있다.
에틸렌 불포화 희석제 또는 단량체의 예는 2개의 특허 출원 USSN 08/5,236,472호[커크(Kirk) 등] 및 USSN 08/144,199[라르손(Larson) 등]에서 찾아볼 수 있다. 몇몇 경우에, 이들 에틸렌 불포화 희석제는 이들이 물과 혼화성이 되기 쉽기 때문에 유용하다.
아크릴레이트 분산액에 관한 추가의 세부사항들은 미국 특허 제5,378,252호[폴렌스비(Follensbee)]에서 찾아볼 수 있다.
코팅액 중에 부분적으로 중합된 에틸렌 불포화 단량체를 사용하는 것도 또한 본 발명의 영역 내에 속한다. 예를 들면, 아크릴레이트 단량체는 부분적으로 중합되어 연마 슬러리 내로 혼입될 수 있다. 생성되는 부분적으로 중합된 에틸렌 불포화 단량체가 과도하게 높은 점도를 갖지 않아서 얻어지는 연마 슬러리가 코팅되어 연마 용품을 형성할 수 있도록 부분 중합도가 조절되어야 한다. 부분적으로 중합될 수 있는 아크릴레이트 단량체의 예는 이소옥틸 아크릴레이트이다. 부분적으로 중합된 에틸렌 불포화 단량체와 다른 에틸렌 불포화 단량체 및(또는) 축합 경화성 결합제의 혼합물을 사용하는 것도 또한 본 발명의 영역 내에 속한다.
본 발명에서, 적합한 결합제로는 미국 뉴욕주 뉴욕 소재의 토토 카제이 캄파니 리미티드, 이나바타 어메리카 코포레이션(Tohto Kasei Co. Ltd., Inabata America Corporation)으로부터 얻은 상표명 YP-50S를 갖는 고상 페녹시 수지를 들 수 있는데, 이것은 본 발명에 사용되기 전에 2-부타논 중에 30% 고상물로 용해된다. 미국 펜실베니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션(Bayer Corporation)으로부터 상표명 CB55N을 갖는 이소시아네이트 수지 및 2-부타논 중의 네오펜틸 글리 콜 6 중량%, 4,4'-디페닐 메탄 디이소시아네이트(MDI) 31 중량% 및 폴리-ε-카프롤락톤 63 중량%로부터 제조된 폴리에스테르 우레탄 수지도 또한 적합하다. 특정 실시태양에서는, 결합제가 페녹시 수지, 이소시아네이트 수지 및 폴리에스테르 우레탄 수지의 혼합물을 포함한다. 가장 바람직하게는, 혼합물은 페녹시 약 33 습윤 중량% 내지 약 100 습윤 중량%, 이소시아네이트 약 0 습윤 중량% 내지 약 34 습윤 중량% 및 폴리에스테르 우레탄 약 0 습윤 중량% 내지 약 50 습윤 중량%를 포함한다.
상기 언급한 결합제들의 예는 결합제를 대표적으로 나타내는 것으로 모든 결합제를 포함하는 것을 의미하지는 않는다. 당 업계의 통상의 숙련인들은 본 발명의 영역 내에서 사용될 수 있는 추가의 결합제들을 알아낼 수 있을 것이다.
연마 입자
연마 입자에는 중요한 2가지 타입, 즉 무기 연마 입자 및 유기 연마 입자가 있다. 무기 연마 입자는 추가로 경질 무기 연마 입자(즉, 이들은 8보다 큰 모어(Moh) 경도를 갖는다) 및 연질 무기 연마 입자(즉, 이들은 8 미만의 모어 경도를 갖는다)로 나누어질 수 있다. 종래의 경질 연마 입자의 예로는 용융 산화알루미늄, 가열 처리된 산화 알루미늄, 백색 용융 산화알루미늄, 흑색 탄화규소, 녹색 탄화규소, 이붕소화티탄, 탄화붕소, 탄화텅스텐, 탄화티탄, 다이아몬드, 등축입방정계 질화붕소, 석류석, 용융 알루미나 지르코니아, 졸 겔 연마 입자 등을 들 수 있다. 졸 겔 연마 입자의 예는 미국 특허 제4,314,827호, 제4,623,364호, 제4,744,802호, 제4,770,671호 및 제4,881,951호에서 찾아볼 수 있다.
종래의 보다 연질 무기 연마 입자의 예로는 실리카, 산화철, 크로미아, 세리아, 지르코니아, 티타니아, 규산염 및 산화 주석을 들 수 있다. 연질 연마 입자의 또 다른 예로는 금속 탄산염[예를 들면, 탄산칼슘(백악, 방해석, 이회암, 트래버어틴, 대리석 및 석회암), 탄산칼슘마그네슘, 탄산나트륨, 탄산마그네슘), 실리카(예를 들면, 석영, 유리 비이즈, 유리 버블 및 유리 섬유), 규산염(예를 들면, 활석, 점토, (몬모릴로나이트) 장석, 운모, 규산칼슘, 메타규산칼슘, 규산알루미늄나트륨, 규산나트륨), 금속 황산염(예를 들면, 황산칼슘, 황산바륨, 황산나트륨, 황산알루미늄나트륨, 황산알루미늄), 석고, 알루미늄 삼수화물, 그라파이트, 금속 산화물[예를 들면 산화칼슘(석회), 산화알루미늄, 이산화티탄) 및 금속 아황산염(예를 들면 아황산칼슘), 금속 입자(주석, 납, 구리 등) 등을 들 수 있다.
가소성 연마 입자는 열가소성 재료, 예를 들면 폴리카보네이트, 폴리에테르이미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리술폰, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 폴리프로필렌, 아세탈 중합체, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄, 나일론 및 이들의 혼합물로부터 제조될 수 있다. 일반적으로, 본 발명의 바람직한 열가소성 중합체는 높은 용융 온도 또는 양호한 내열성을 갖는 것이다. 열가소성 연마 입자를 형성하기 위한 몇 가지 방법이 있다. 이러한 한 방법은 열가소성 중합체를 가늘로 긴 세그먼트로 압출시킨 다음 이들 세그먼트들을 바람직한 길이로 절단시키는 것이다. 별법으로는, 열가소성 중합체는 바람직한 형태 및 입자 크기로 성형될 수 있다. 이 성형 방법은 압축 성형 또는 사출 성형일 수 있다. 가소성 연마 입자들은 가교결합된 중합체로부터 형성될 수 있다. 가교결합 된 중합체의 예로는 페놀 수지, 아미노플라스트 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 멜라민-포름알데히드, 아크릴레이트 수지, 아크릴화 이소시아누레이트 수지, 우레아-포름알데히드 수지, 이소시아누레이트 수지, 아크릴화 우레탄 수지, 아크릴화 에폭시 수지 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 이들 가교결합된 중합체는 제조되어, 분쇄되고, 적절한 입자 크기 및 입자 크기 분포로 선별될 수 있다.
연마 입자는 또한 2종 이상의 상이한 연마 입자들의 혼합물을 함유할 수도 있다. 이 혼합물은 경질 무기 연마 입자 및 연질 무기 연마 입자의 혼합물, 또는 2종의 연질 연마 입자의 혼합물을 포함할 수 있다. 2종 이상의 상이한 연마 입자들의 혼합물 중에서, 개별 연마 입자들은 동일한 평균 입자 크기를 가질 수 있거나 또는 별법으로는 개별 연마 입자들은 상이한 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 또 다른 면에서, 무기 연마 입자 및 유기 연마 입자들의 혼합물이 있을 수 있다.
연마 입자는 그 위에 표면 코팅을 제공하도록 처리될 수 있다. 표면 코팅은 연마 용품 중의 결합제와 연마 입자 사이의 접착성을 개선시키는 것으로 알려져 있다. 추가로, 표면 코팅은 또한 코팅액 중의 연마 입자들의 분산성을 개선시킬 수 있다. 별법으로는, 표면 코팅은 생성되는 연마 입자의 절단 특성을 변화시키고 개선시킬 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 용품에 사용된 연마 입자들은 실리카 입자이다. 실리카는 본 발명의 용품이 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 섬유 광학 커넥터의 연마에 사용될 때 특히 바람직하다. 몇몇 실시태양에서, 실리카 입자는 20 나노미터 미만의 평균 입자 크기 직경을 갖는다. 다른 실시태양에서, 실리카 입자는 약 12 나노미터의 평균 입자 크기 직경을 갖는다. 상기 언급한 연마 입자의 예는 대표적으로 나타낸 것으로 모든 연마 입자를 포함하는 것을 의미하지는 않는다. 당 업계의 통상의 숙련인은 본 발명의 영역 내에서 연마 용품 내로 혼입될 수 있는 추가의 연마 입자들을 알아낼 수 있을 것이다.
윤활 입상 첨가제
본 발명의 윤활 입상 첨가제는 실온에서 실질적으로 고체인 비금속 재료이다. 바람직하게는, 윤활 입상 첨가제는 단면에서 재료의 전단 항복치 미만의 전단 항복치를 갖는다. 예를 들면, 섬유 광학 커넥터를 연마시키기 위하여, 윤활 입상 첨가제는 유리 또는 세라믹의 전단 항복치보다 적은 전단 항복치를 가져야 한다. 적합한 윤활 입상 첨가제의 몇몇 예는 글리세리드, 왁스 및 다른 중합체이다. 구체적으로는, 폴리테트라플루오로에틸렌, 합성 직쇄 탄화수소, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 이들의 혼합물이 적절한 윤활 입상 첨가제이다. 윤활 입상 첨가제는 대표적으로는 31 미크론 미만의 최대 크기, 바람직하게는 12 미크론 내지 31 미크론 사이의 최대 크기를 갖는다. 윤활 입상 첨가제의 평균 크기는 대표적으로는 12 미크론 미만, 바람직하게는 2 내지 12 미크론이다.
윤활 입상 첨가제는 최대 코팅의 20%(습윤 중량)를 형성할 수 있다. 바람직하게는, 윤활 입상 첨가제는 10%(습윤 중량) 미만, 보다 바람직하게는 3.5%(습윤 중량)를 이룬다. 특정 실시태양에서, 윤활 입상 첨가제는 코팅의 0.25%(습윤 중량) 내지 2%(습윤 중량)를 구성하면서도 여전히 본 발명의 목적을 달성한다.
임의적인 첨가제
임의적인 첨가제, 예를 들면 충전제(마쇄 조제 포함), 섬유, 대전방지제, 윤활제, 습윤제, 계면활성제, 안료, 염료, 커플링제, 가소제, 이형제, 현탁제, 및 유리 라디칼 개시제 및 광개시제를 포함하는 경화제가 본 발명의 연마 용품에 포함될 수 있다. 임의적인 첨가제들은 코팅액 중에 포함될 수 있다. 이들 임의적인 첨가제들은 경화를 돕기 위해서는 코팅액 조성물 중에 추가의 성분이 포함되어야 한다는 조건을 추가로 필요로 할 수 있어, 예를 들면 아크릴레이트가 사용될 때에는 광개시제가 요구될 수 있다. 이들 재료의 양을 선택하여 바람직한 특성을 제공할 수 있다.
예를 들면, 윤활 입상 첨가제를 포함하는 연마 용품은 습윤제, 바람직하게는 음이온계 계면활성제, 즉 음으로 하전된 표면 활성 이온을 생성시킬 수 있는 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다. 바람직한 음이온 계면활성제는 상업적으로 입수할 수 있으며, 몇개를 예로 들면, 미국 뉴저지주 뉴 브런스윅 소재의 인터스타브 케미칼즈(Interstab Chemicals)로부터 입수할 수 있는, 지방산의 글리콜 에스테르인 "인터웨트(Interwet) 33" 및 미국 뉴저지주 마운트 올리브 소재의 바스프 코포레이션(BASF Corp.)으로부터 입수할 수 있는, 에톡실화 올레산인 "에멀젼(Emulsion) A"이다. 바람직하게는, 음이온계 계면활성제는 지지체, 메이크 코트 본드 시스템 및 연마 입자의 균일한 습윤을 가능하게 하기에 충분한 양, 보다 바람직하게는 약 0.5 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 약 0.3 중량% 이하, 및 가장 바람직하게는 약 0.2 중량%으로 존재한다. 음이온 계면활성제는 결합제 전구체, 예를 들면 페놀 수지와 예비혼합된 다음, 왁스 함유 개질제, 예를 들면 티라르코 케미칼 캄파니(Tirarco Chemical Co.)로부터 상품명 "옥토왁스(Octowax) 695"(파라핀 왁스의 고상물 50%의 수성 음이온 유화액), "옥토왁스 437"(파라핀 및 미결정질 왁스의 고상물 53%의 수성 음이온 유화액), 및 "옥토왁스 321"(파라핀 왁스의 고상물 50%의 수성 음이온 유화액)를 첨가한다. 본 발명에 유용한 충전제의 예로는 금속 탄산염, 예를 들면, 탄산칼슘(백악, 방해석, 이회암, 트래버어틴, 대리석 및 석회암), 탄산칼슘마그네슘, 탄산나트륨, 탄산마그네슘; 실리카(예를 들면, 석영, 유리 비이즈, 유리 버블 및 유리 섬유); 규산염, 예를 들면, 활석, 점토, 몬모릴로나이트, 장석, 운모, 규산칼슘, 메타규산칼슘, 규산알루미늄나트륨, 규산나트륨; 금속 황산염, 예를 들면, 황산칼슘, 황산바륨, 황산나트륨, 황산알루미늄나트륨, 황산알루미늄; 석고; 베어미클라이트; 목분; 알루미늄 삼수화물; 카본 블랙; 금속 산화물, 예를 들면 산화칼슘, 산화알루미늄, 이산화티탄; 및 금속 아황산염, 예를 들면 아황산칼슘을 들 수 있다. 유용한 충전제의 예는 또한 규소 화합물, 예를 들면 실리카 가루, 예를 들면 4 내지 10 mm의 입자 크기를 갖는 분말 실리카[예를 들면, 미국 일리노이주 시카고 소재의 악조 케미칼 어메리카(Akzo Chemical America)로부터 입수가능함], 및 칼슘염, 예를 들면 탄산칼슘 및 메타규산칼슘[미국 뉴욕주 윌스보로 소재의 나이코 캄파니(Nyco Company)로부터 상품명 "월라스토컵(Wollastokup)" 및 "월라스토나이트(Wollastonite)" 하에 입수가능함]을 포함한다.
대전방지제의 예로는 그라파이트, 카본 블랙, 산화바나듐, 습윤제 등을 포함한다. 이들 대전방지제는 미국 특허 제5,061,294호; 제5,137,542호; 및 제5,203,884호에 설명되어 있다.
커플링제는 결합제와 충전제 입자 사이에 결합 가교를 제공할 수 있다. 추가로 커플링제는 결합제와 연마 입자 사이에 결합 가교를 제공할 수 있다. 커플링제의 예로는 실란, 티타네이트 및 지르코알루미네이트를 들 수 있다. 커플링제를 혼입시키기 위한 다양한 방법들이 있다. 예를 들면, 커플링제는 결합제 전구체에 직접 첨가될 수 있다. 결합제는 약 0.01 내지 3 중량%의 커플링제를 함유할 수 있다. 별법으로는, 커플링제는 충전제 입자들의 표면에 가해질 수 있거나 또는 커플링제는 연마 입자에 혼입되기 전에 연마 입자의 표면에 가해질 수 있다. 연마 입자들은 약 0.01 내지 약 3 중량%의 커플링제를 함유할 수 있다.
경화제, 예를 들면 개시제, 예를 들면 결합제 전구체를 경화시키는데 사용된 에너지원이 열, 자외선 또는 가시광선일 때, 유리 라디칼을 생성시키기 위하여 사용될 수 있다. 경화제, 예를 들면 자외선 또는 열에 노출시 유리 라디칼을 생성시키는 광개시제의 예로는 유기 과산화물, 아조 화합물, 퀴논, 니트로소 화합물, 아실 할로겐화물, 히드라존, 머캅토 화합물, 피릴륨 화합물, 이미다졸, i-클로로트리아진, 벤조인 알킬 에테르, 디케톤, 페논 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
본 발명의 용품은 광범위의 다양한 접촉 표면을 마모 및(또는) 연마시키는데 사용될 수 있다. 이들 접촉 표면으로는 금속(연강, 탄소강, 스텐레스강, 그레이 주철, 티탄, 알루미늄 등), 금속 합금(구리, 놋쇠 등), 외래 금속 합금, 세라믹, 유리, 목재(소나무, 참나무, 단풍나무, 느릅나무, 호두나무, 히코리, 마호가니, 체리나무 등을 포함), 목재 유사 재료(파티클 보드, 합판, 베니어판 등) 복합체, 페 인트칠한 표면, 가소재(열가소성 수지 및 강화 열가소성 수지 포함), 석재(보석류, 대리석, 화강암, 및 반보석 포함), 유리 텔레비젼 스크린을 포함하는 유리 표면, 창(가정의 창, 사무실 창, 자동차 창, 비행기 창, 기차 창, 버스 창 등); 유리 디스플레이 선반, 거울 등을 들 수 있다. 연마 입자는 또한 표면, 예를 들면 가정용품(접시, 포트, 팬 등 포함), 가구, 벽, 싱크, 욕조, 샤워, 바닥 등을 클리닝시키는데 사용될 수도 있다.
접촉 표면은 편평할 수 있거나 또는 이것과 결합된 형태 또는 윤곽을 가질 수 있다. 구체적인 접촉 표면의 예로는 눈의 렌즈, 유리 텔레비젼 스크린, 금속 엔진 부품(캠축, 크랭크축, 엔진 블록 등 포함), 수공구 금속 단조품, 섬유 광학 커넥터, 가구, 목재 캐비넷, 터어빈 블레이드, 페인트칠한 자동차 부품, 욕조, 샤워, 싱크 등을 들 수 있다.
특정 적용분야에 따라, 연마 계면에서 연마 입자에 의해 접촉 표면 상에 가해지는 힘은 약 0.01 kg 내지 10 kg 이상, 대표적으로는 0.1 내지 5 kg 범위일 수 있다. 바람직하게는, 연마 계면에서의 힘은 12개의 ST 스타일 단일 모드 UPC 세라믹 광학 커넥터[미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 미네소타카 마이닝 앤드 메뉴팩처링 캄파니(Minnesota Mining and manufacturing Company)로부터 부품 설명기호 AAMAM-AT00.5 하에 입수가능]를 연마시키기 위해서는 약 0.1 kg 내지 약 4 kg이다. 또한 적용분야에 따라, 연마 용품과 접촉 표면 사이의 계면에 연마액이 존재할 수 있다. 이 액체는 물 및(또는) 유기 용매일 수 있다. 연마액은 첨가제, 예를 들면 윤활제, 오일, 유화된 유기 화합물, 절단액, 비누 등을 추가로 포함할 수 있다. 연마 용품은 사용 동안에 연마 계면에서 진동될 수 있다.
본 발명의 연마 용품은 손으로 또는 기계와 함께 사용될 수 있다. 예를 들면, 연마 용품은 무작위 궤도 공구 또는 회전 공구에 고정될 수 있다. 연마 용품 및 접촉 표면 중 적어도 하나 또는 둘 모두를 서로에 대하여 상대적으로 이동시킨다.
본 발명의 연마 용품은 각각 상이한 경도를 갖는 2개의 상이한 재료로 이루어진 접촉 표면을 연마시키는데 특히 유용한 것으로 밝혀졌다. 한 예는 유리 및 세라믹으로 이루어진 단면을 갖는 섬유 광학 커넥터 단부의 연마이다. 윤활 입상 첨가제는 세라믹 페룰 및 유리 섬유 모두에 대하여 보다 균일한 연마 속도를 제공하여 두개가 모두 동일한 속도로 연마되어 심각한 언더커트없이 매우 잘 연마된 섬유 광학 커넥터를 생성시킨다.
추가로, 선행 방법들은 섬유 광학 커넥터를 마쇄 및 연마시키기 위하여 3개가 넘는 단계들을 필요로 하였다. 본 발명은 접촉 표면을 제1 연마 용품과 접촉시키고 섬유 광학 커넥터 및 제1 연마 용품을 상대적으로 이동시켜 섬유 광학 커넥터의 접촉 표면을 에비연마시키는 것을 포함하는 연마 방법을 제공한다. 예비 연마 후에, 섬유 광학 커넥터의 접촉 표면의 연마는 접촉 표면을 본 명세서에서 설명한 바와 같은 본 발명의 용품과 접촉시키고, 섬유 광학 커넥터 및 마멸 연마 용품을 상대적으로 이동시켜 섬유 광학 커넥터의 접촉 표면을 연마시키는 것에 의해 달성된다. 다른 실시태양에서는, 제2 예비 연마 단계가 예비연마 단계 후에 이어질 수 있다. 제2 예비 연마 단계는 접촉 표면을 제2 연마 용품과 접촉시키고 섬유 광학 커넥터 및 제2 연마 용품을 상대적으로 이동시키는 것을 포함한다. 제2 연마 용품은 제1 연마 용품과 상이할 수 있다. 5 인치(12.7 cm) 직경 디스크 형태의 마멸 연마 용품을 사용할 때, 연마 단계는 70 듀로미터(Durometer) 백업 패드 상에서 약 15 내지 약 60초 이내에 접촉 표면을 연마시키기 위해 12 ST 스타일 단일 모드 UPC 세라믹 커넥터를 사용할 수 있는 도마일리(Domaille) 모델 섬유 광학 연마기[미국 미네소타주 로체스터 소재의 도마일리 엔지니어링, 인크.(Domaille Engineering, Inc.)]와 같은 공지된 연마기 상에서 수행될 수 있다. 도마일리 기계를 사용할 때, 연마 표면에서의 힘은 대표적으로는 약 1 kg 내지 약 4 kg, 바람직하게는 약 1.5 kg 내지 약 3 kg이고, 속도 셋팅은 대표적으로는 최대 속도의 대략 70% 내지 90%, 바람직하게는 약 80%이다. 다른 적합한 연마기는 5 인치(12.7 cm) 디스크의 마멸 연마 용품을 사용하는 세이코 인스트루먼츠 인크.(Seiko Instruments Inc.) OFL-12[미국 캘리포니아주 토런스 소재의 세이코 인스트루먼츠 유에스에이 인크.(Seiko Instruments USA Inc.)] 시리즈 대량생산 연마기를 포함한다. 세이코 장치는 또한 위치 셋팅 1 또는 2 상에서 약 30 내지 약 180초 이내에 12개의 ST 스타일 단일 모드 UPC 세라믹 커넥터 접촉 표면을 연마시킬 수도 있다. 본 발명의 용품 및 연마 방법은 또한 다른 섬유 광학 커넥터, 예를 들면 LC 또는 MU 섬유 광학 커넥터와 함께 사용될 수도 있다.
본 발명은 보다 적은 단계로 허용가능한 언더커트/돌출 값 및 양호한 연마를 제공한다. 언더커트/돌출 값은 또한 ± 50 나노미터의 하용가능한 범위 내에 있다. 생성되는 섬유 광학 커넥터들도 또한 본 발명의 방법 후에 양호한 후방 반사 값을 갖는다. 대표적으로는, 후방 반사는 -45 dB보다 더 양호하게 된다.
본 발명의 연마 용품은 코팅액을 지지체에 도포하여 제조된다. 코팅액은 결합제, 연마 입자 및 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는 윤활 입상 첨가제를 포함한다. 코팅액은 이어서 고화되어 연마 용품을 제공한다. 코팅액은 얇은 코트를 펴바르기 위한 임의의 적합한 수단, 예를 들면 나이프 코터, 스프레이 코터 또는 롤 코터에 의해 지지체에 도포될 수 있다. 유동가능한 코팅액은 결합제, 연마 입자 및 윤활 입상 첨가제로 이루어진다. 상기에서 논의한 바와 같이, 결합제, 연마제 및 윤활 입상 첨가제는 본 명세서에서 설명된 많은 재료들 중 임의의 것일 수 있다. 코팅액은 페녹시 수지 약 1% 내지 약 14%(습윤 중량), 이소시아네이트 약 0% 내지 약 5%(습윤 중량), 폴리에스테르 우레탄 수지 약 0% 내지 약 7%(습윤 중량), 톨루엔 약 7% 내지 11%(습윤 중량), 실리카 연마 입자 약 74% 내지 약 87%(습윤 중량) 및 윤활 입상 첨가제 약 0.3% 내지 약 4%(습윤 중량)의 조성을 가질 수 있다.
지지체에 도포된 후에, 코팅액 조성물은 오븐 중에서 약 93℃(200℉) 내지 약 135℃(275℉), 바람직하게는 약 121.1℃(250℉)의 온도에서 15분 동안에 이어, 약 52℃(1250℉) 내지 약 99℃(210℉), 바람직하게는 약 73.9℃(165℉)의 온도에서 경화시킴으로써 고화될 수 있다. 코팅액 조성물은 또한 여러 단계들, 예를 들면 4개의 단계에서 고온 박스 오븐(hot box oven) 중에서 고화될 수도 있다. 제1 단계는 약 0.3분 내지 약 1.5분, 바람직하게는 0.7분 동안 약 66℃(150℉) 내지 약 93℃(200℉), 바람직하게는 90℃(194℉)의 온도를 가질 수 있다. 제2 단계는 약 0.3 분 내지 약 1.5분, 바람직하게는 0.7분 동안 약 52℃(125℉) 내지 약 79.4℃(175℉), 바람직하게는 73.9℃(165℉)의 온도를 가질 수 있다. 제3 단계는 약 1.5분 내지 약 3분, 바람직하게는 2.1분 동안 약 93℃(200℉) 내지 약 135℃(275℉), 바람직하게는 112.2℃(234℉)의 온도를 가질 수 있다. 제4 단계는 약 0.3분 내지 약 1.5분, 바람직하게는 0.7분 동안 약 93℃(200℉) 내지 약 135℃(275℉), 바람직하게는 111.7℃(233℉)의 온도를 가질 수 있다. 코팅된 연마 웹은 바람직한 형태, 예를 들면 5 인치(12.7 cm) 직경 디스크로 절단(예를 들면 다이 컷팅에 의해)될 수 있다. 최종 용품에 대한 다른 형태들도 바람직할 수 있으며, 본 발명의 영역 내에 속하는 것으로 간주된다.
바람직한 실시태양에 대한 추가의 특징들이 하기 실시예에서 설명된다. 달리 언급하지 않는 한, 모든 부 및 %는 중량 기준이다.
재료
하기 실시예에 사용된 윤활 입상 첨가제는 표 1에 그들의 상품명에 따라 기재되어 있다. 모두 미국 뉴욕주 태리타운 소재의 마이크로 파우더스, 인코포레이티드(Micro Powders, Incorporated)로부터 얻었다. 윤활 입상 첨가제에 대한 평균 입자 크기 및 최대 입자 크기도 또한 기록하였다.
윤활 입상 첨가제
첨가제 상품명 평균 크기 (미크론) 최대 크기 (미크론) 타입
플루오(Fluo) HT 2-4 12 폴리테트라플루오로에틸렌
MP-22XF 4.5-5.5 22 탄화수소
MPP-620VF 5-7 22 폴리에틸렌
폴리플루오(Polyfluo) 523XF 2.5-5.5 15.6 폴리에틸렌 및 폴리테트라플루오로에틸렌
프로필매트(Propylmatte) 31 8-12 31 폴리프로필렌
수퍼슬립(Superslip) 6530 6-8 22 왁스 중합체
신플루오(Synfluo) 178VF 5-7 22 탄화수소 및 폴리테트라플루오로에틸렌

실시예에 따라 연마 필름의 제조에 사용되는 다른 재료들을 하기하는 명칭을 사용하여 언급한다:
날코(Nalco) 1057은 미국 일리노이주 네이퍼빌 소재의 날코 케미칼 캄파니로부터 얻은 콜로이드성 실리카(2-프로폭시에탄올 중에 30% 고상물로 분산된 20 나노미터 콜로이드성 실리카)에 대한 상품명이다.
MEK-ST는 미국 텍사스주 휴스톤 소재의 니산 케미칼 인더스트리즈, 리미티드(Nissan Chemical Industries, LTD.)로부터 얻은 콜로이드성 실리카(2-부타논 중에 30% 고상물로 분산된 12 나노미터 콜로이드성 실리카)에 대한 상품명이다.
YP-50S는 본 발명에 사용하기 전에 2-부타논 중에 30% 고상물로 용해시킨, 미국 뉴욕주 뉴욕 소재의 토토 카제이 캄파니 리미티드, 이나바타 어메리카 코포레이션으로부터 얻은 고상 페녹시 수지에 대한 상표명이다.
PUR은 2-부타논 중의 네오펜틸 글리콜 6 중량%, 4,4'-디페닐 메탄 디이소시아네이트(MDI) 31 중량% 및 폴리-ε-카프롤락톤 63 중량%로부터 제조된 폴리에스테 르 우레탄 수지이다. PUR은 2-부타논 중의 25% 고상물이다.
CB55N은 미국 펜실베니아주 피츠버그 소재의 바이엘 코포레이션으로부터 얻은, 2-부타논 중의 55% 고상물을 포함하는 이소시아네이트 수지에 대한 상표명이다.
DTD 촉매는 미국 펜실베니아주 필라델피아 소재의 오토피나(Autofina)로부터 얻은 디부틸 주석 디라우레이트 촉매이다.
용매로서 사용된 2-부타논은 미국 일리노이주 시카고 소재의 브이더블유알 사이언티픽 프로덕츠(VWR Scientific Products)로부터 카탈로그 번호 EM-BX1673-1 하에 얻었다.
용매로서 사용된 톨루엔은 미국 일리노이주 시카고 소재의 브이더블유알 사이언티픽 프로덕츠로부터 카탈로그 번호 EM-TX0737-1 하에 얻었다.
지지체 1은 캔티(Canty) 및 존스(Jones)의 유럽 특허 출원 공개 EP 206669A호의 설명에 따라 제조된 하도된 3 mil(76 미크론) 폴리에스테르 지지체이다. 사용된 지지체는 폭이 6 인치(15.24 cm)이었다.
지지체 2는 미국 조지아주 아틀란타 소재의 테이진 어메리카로부터 상품명 테이진 SG2 하에 얻은 하도된 3 mil(76 미크론) 폴리에스테르 지지체이다. 사용된 지지체는 폭이 14 인치(35.56 cm)이었다.
실시예 1-7
표 2에 기재된 코팅액 조성물을 사용하여 시험용 실시예 1-7의 연마 필름을 제조하였다. 모든 코팅액 조성물에서는, 날코 1057 실리카 42.2부를 윤활 입상 첨 가제(표 1 참조) 0.8부와 5분 동안 혼합시켰다. 1.5 인치(3.8 cm) 직경 톱니모양 혼합 블레이드를 분 당 1500 회전(RPM)으로 사용하는, 미국 일리노이주 시카고 소재의 브이더블유알 사이언티픽 프로덕츠로부터 상업적으로 입수할 수 있는 타입의 ½ hp(372 와트) 에어 믹서를 사용하여 혼합을 수행하였다. 5분의 혼합 후에, YP-50S 페녹시 수지 용액 7.5부를 첨가하면서 계속해서 추가로 5분 동안 혼합시켰다. 모든 코팅액 조성물은 대략 37% 고상물이었다.
코팅액 조성물(실시예 1-7)
성분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7
날코 1057 42.2 42. 42.2 42.2 42.2 42.2 42.2
플루오 HT 0.8 - - - - - -
MP-22XF - 0.8 - - - - -
MPP-620VF - - 0.8 - - - -
폴리플루오 523XF - - - 0.8 - - -
프로필매트 31 - - - - 0.8 - -
수퍼슬립 6530 - - - - - 0.8 -
신플루오 178VF - - 0.8
YP-50S 페녹시 수지 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5

이어서 코팅액 조성물을 사용하여 연마 필름을 제조하였다. 각 코팅액 조성물을 나이프 코터를 사용하여 지지체 1의 코로나 처리된 하도된 면에 도포하였다. 지지체는 폭이 6 인치(15.24 cm)이었다. 하도된 면은 코팅액 조성물의 도포 전에 0.57 KW의 전력계 값으로 60% 출력 전류, 95% 출력 전압에서 코로나 처리하였다. 코로나 처리기는 모델 P1007 전력 조절기 및 모델 HV XEMER 전원이 구비된 필라(Pillar) 12인치 칸틸레버(cantilever) EZ 쓰레드(thread) 모델[미국 위스콘신주 하틀랜드 소재의 필라 테크놀로지즈 리미티드 파트너쉽(Pillar Technologies Limited Partnership)으로부터 상업적으로 입수가능함]이었다. 코팅은 두께가 0.05 내지 0.25 밀이었다. 모든 샘플들을 오븐 중에서 약 250℉(121℃)에서 5분 동안에 이어서 165℉(74℃)에서 12시간 동안 경화시켰다. 이어서 연마 웹을 5 인치(12.7 cm) 직경의 디스크로 절단하였다.
실시예 8-10
표 3에 기재된 바와 같이 배합된 코팅액 조성물을 사용하여 실시예 8, 9 및 10의 연마 필름을 제조하였다. 코팅액 조성물의 제조 전에, MEK-ST 실리카 200부 및 플루오 HT 첨가제 50부의 4:1 프리믹스를 600 ml 스텐레스 강 비이커 중에서 ER 120S 1.25/1.6 mm 지르코니아 규산염 비이드 매체[미국 뉴저지주 마운틴사이드 소재의 세프르 세라믹스(Sepr Ceramics)로부터 입수가능함]를 사용하여 60분 동안 750 RPM에서 마멸 분쇄시켰다.
실시예 8의 코팅액 조성물은 MEK ST 실리카 65.5부와 톨루엔 10.3부, YP-50S 페녹시 수지 3.3부 및 PUR 2.7부를 5분 동안 혼합시켜 제조하였다. 1500 RPM으로 회전하는 1.5 인치 직경 톱니모양 혼합 블레이드가 구비되어 있는, 미국 일리노이주 시카고 소재의 브이더블유알 사이언티픽 프로덕츠로부터 입수할 수 있는 타입의 ½ hp 에어 믹서를 사용하여 혼합을 수행하였다. 혼합에 사용된 용기를 또한 코팅액을 혼합시키면서 브랜슨(Branson) 1210 초음파욕[미국 컨넥티컷주 댄버리 소재의 브랜슨 울트라소닉스 코포레이션(Branson Ultrasonics Corporation)] 중에서 초음파처리하였다. 용액을 5 미크론 필터를 통해 여과시켰다. 여과 후, 4:1 플루오 HT 프리믹스(플루오 HT 첨가제 및 MEK-ST 실리카)를 첨가하면서 계속해서 추가로 5 분 동안 초음파와 함께 혼합하였다. CB55N 수지 1.7부를 첨가하면서 계속해서 5분 동안 혼합 및 초음파처리하였다. 마지막으로, DTD 촉매 0.25부를 첨가하면서 계속해서 5분 동안 혼합 및 초음파처리하였다. 연마 코팅액은 대략 30% 고상물이었다.
실시예 9 및 10의 코팅액 조성물을, MEK-ST 실리카, 톨루엔 및 4:1 플루오 HT 프리믹스의 양을 표 3에 나타낸 바와 같이 변화시키는 것을 제외하고는 실시예 8에서와 같이 제조하였다. 연마 코팅액은 대략 30% 고상물이었다.
코팅액 조성물(실시예 8-10)
성분 실시예 8 실시예 9 실시예 10
MEK-ST 실리카 65.5 63.5 88.0
톨루엔 10.3 10.3 11.8
YP-50S 페녹시 수지 3.3 3.3 3.3
PUR 2.7 2.7 2.7
4:1 플루오 HT 프리믹스 2.5 5.0 2.5
CB55N 수지 1.7 1.7 1.7
DTD 촉매, 2-부타논 중에서 10% 0.025 0.025 0.025

코팅액 조성물을 사용하여 최종 연마 필름을 제조하였다. 각 조성물을 롤 코터 상의 나이프를 사용하여 지지체 2의 하도된 면에 도포하였다. 지지체 2는 폭이 14 인치(35.56 cm)이었다. 제조된 코팅은 두께가 0.05 내지 0.25 밀이었다. 샘플들을 약 194℉(90℃)에서 0.7분 동안의 대역 1을 갖는 고온 박스 오븐 중에서 경화시켰다. 대역 2는 약 165℉(74℃)에서 0.7분 동안이었고, 대역 3은 약 234℉(112℃)에서 2.1분 동안이고, 및 대역 4는 약 233℉(112℃)에서 0.7분 동안이었다. 이어서 코팅된 연마 웹을 5 인치(12.7 cm) 직경의 디스크로 절단하였다.
연마 방법 1(실시예 1-7)
실시예 1-7의 연마 필름을 각각, 5 인치(12.7 cm) 디스크의 연마 필름을 사용하여 도마일리 모델 HDC 86792001L 섬유 광학 연마기(미국 미네소타주 로체스터 소재의 도마일리 엔지니어링, 인크.) 상에서 상이한 세트의 12개의 ST 스타일 단일 모드 UPC 세라믹 광학 커넥터(커넥터들은 미국 미네소타주 세인트루이스 소재의 미네소타 마이닝 앤드 메뉴팩처링 캄파니로부터 부품 설명 번호 AAMAM-AT00.5 하에 얻었다.)를 연마시킴으로써 평가하였다. 와이코 비젼(Wyko Vision) 32 섬유 광학 간섭계[미국 애리조나주 턱슨 소재의 비이코 메트롤로지 그룹(Veeco Metrology Group)]를 사용하는 최종 연마 필름 단계 전 및 후에 돌출/언더커트를 측정하였다. JDS 피텔(Fitel) 후방 반사 계기 모델 RM3000A[캐나다 온타리오 소재의 제이디에스 피텔 인크.(JDS Fitel Inc.)로부터 입수가능함]을 사용하여 후방 반사 값을 측정하였다.
최종 연마 단계 전에 커넥터를 상태조절하기 위한 연마 순서는 3개의 단계들로 이루어졌다. 각각의 연속되는 단계에서, 상이한 등급의 래핑 필름을 사용하였다. 제1 단계는 80%의 속도 설정에서 8 lbs(3 kg)의 연마력으로 70 듀로미터 백업 패드 상에서 15초 동안 3M 462X 임페리얼(IMPERIAL)(등록상표) 래핑 필름, 3 미크론 탄화규소(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 미네소타 마이닝 앤드 메뉴팩처링 캄파니로부터 입수가능함) 5 인치(12.7 cm) 디스크를 사용하여 달성하였다. 제2 단계를 80%의 속도 설정에서 8 lbs(3 kg)의 연마력으로 70 듀로미터 백업 패드 상에서 30초 동안 3M 661X 임페리얼(등록상표) 다이아몬드 래핑 필름, 1 미크론 다이아몬드(역시, 미네소타 마이닝 앤드 메뉴팩처링 캄파니로부터 입수가능함) 5 인치(12.7 cm) 디스크를 사용하여 행하였다. 제3 단계는 80%의 속도 설정에서 8 lbs(3 kg)의 연마력으로 70 듀로미터 백업 패드 상에서 60초 동안 3M 263X 임페리얼(등록상표) 래핑 필름, 0.05 미크론 산화알루미늄 타입 P(역시, 미네소타 마이닝 앤드 메뉴팩처링 캄파니로부터 입수가능함) 5 인치(12.7 cm) 디스크를 사용하여 달성하였다.
실시예 1-7에서 제조한 연마 필름을 사용하는 최종 연마 단계에 대한 조건은 80%의 속도 설정에서 8 lbs(3 kg)의 연마력으로 70 듀로미터 백업 패드 상에서 60초이었다.
최종 연마 단계 전의 돌출/언더커트에 대한 평균 값, 최종 연마 단계 후의 돌출/언더커트에 대한 평균 값, 및 최종 연마 단계 후의 후방 반사에 대한 평균 값을 하기 표 4에 기록하였다. 4개의 광학 커넥터들로부터의 값을 평균하여 평균 값을 구하였다. 후방 반사 미터 중의 시험 리드는 처음에는 깨끗하였지만, 사용 동안에 섬유 광학 커넥터들과의 접촉에 의해 야기된 스크래치 및 다른 흠으로 오염되었다. 결과적으로, 이들 후방 반사 값은 깨끗한 후방 반사 커넥터 시험 리드의 경우보다 낮았지만, 연마된 커넥터들이 연마된 단부 상에서의 수지 전달 및 수지 오염, 및 400X 배율 하에서 가시적인 스크래치 또는 점식과 같은 큰 결함이 없음을 나타내었다.
돌출/언더커트 및 평균 후방 반사 값(실시예 1-7)
실시예 첨가제 최종 연마 전의 평균 돌출/언더커트(나노미터) 최종 연마 후의 평균 돌출/언더커트(나노미터) 최종 연마 후의 평균 후방 반사(db)
1 플루오 -103.2 16.9 -48.9
2 MP-22XF -87.5 27.8 -50.4
3 MPP-620VF -81.8 49.3 -50.1
4 폴리플루오 523XF -82.9 26.5 -47.4
5 프로필매트 31 -84.8 18.6 -48.8
6 수퍼슬립 6530 -85.6 22.7 -51.3
7 신플루오 178VF -84.7 23.6 -50.6

연마 방법 2(실시예 8-10, 비교예 A)
실시예 8-10 및 비교예 A의 연마 필름을, 5 인치(12.7 cm) 직경 디스크의 연마 필름을 사용하여 도마일리 모델 HDC 86792001L 섬유 광학 연마기(미국 미네소타주 로체스터 소재의 도마일리 엔지니어링, 인크.) 상에서 12개의 ST 스타일 단일 모드 UPC 세라믹 광학 커넥터(커넥터들은 미국 미네소타주 세인트루이스 소재의 미네소타 마이닝 앤드 메뉴팩처링 캄파니로부터 부품 설명 번호 AAMAM-AT00.5 하에 얻었다.)를 연마시킴으로써 평가하였다. 와이코 비젼 32 섬유 광학 간섭계(미국 애리조나주 턱슨 소재의 비이코 메트롤로지 그룹)를 사용하는 최종 연마 필름 단계 전 및 후에 돌출/언더커트를 측정하였다. JDS 피텔 후방 반사 계기 모델 RM3000A(캐나다 온타리오 소재의 제이디에스 피텔 인크.로부터 입수가능함)을 사용하여 후방 반사 값을 측정하였다.
최종 연마 단계 전에 커넥터를 상태조절하기 위한 연마 순서는 2개의 단계들로 이루어졌다. 제1 단계는 80%의 속도 설정에서 8 lbs(3 kg)의 연마력으로 70 듀로미터 백업 패드 상에서 25초 동안 3M 462X 임페리얼(등록상표) 래핑 필름, 3 미크론 탄화규소(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 미네소타 마이닝 앤드 메뉴팩처 링 캄파니로부터 입수가능함) 5 인치(12.7 cm) 디스크를 사용하여 달성하였다.
제2 단계를 80%의 속도 설정에서 8 lbs(3 kg)의 연마력으로 70 듀로미터 백업 패드 상에서 15초 동안 3M 661X 임페리얼(등록상표) 다이아몬드 래핑 필름, 1 미크론 다이아몬드(역시, 미네소타 마이닝 앤드 메뉴팩처링 캄파니로부터 입수가능함) 5 인치(12.7 cm) 디스크를 사용하여 행하였다. 실시예 8-10에서 제조한 연마 필름을 사용하는 최종 연마 단계에 대한 조건은 80%의 속도 설정에서 4 lbs(1.5 kg)의 연마력으로 70 듀로미터 백업 패드 상에서 25초이었다.
비교예 A는 실시예 8-10의 연마 필름과 비교하여 사용된 3M 263X 임페리얼(등록상표) 래핑 필름, 0.05 미크론 산화알루미늄 타입 P(역시, 미네소타 마이닝 앤드 메뉴팩처링 캄파니로부터 입수가능함) 5 인치(12.7 cm) 디스크이었다. 이것은 본 발명의 실리카 연마 입자 대신에 산화알루미늄 연마제를 갖는 래핑 필름이다. 이것은 또한 윤활 입상 첨가제를 갖지도 않았다. 그러나, 이들을 제외하고는, 비교예 A는 실시예 8-10과 동일한 재료들로 이루어진다. 비교예 A에 대한 연마 조건은 80%의 속도 설정에서 4 lbs(1.5 kg)의 연마력으로 70 듀로미터 백업 패드 상에서 25초이었다.
최종 연마 단계 전의 돌출/언더커트에 대한 평균 값, 최종 연마 단계 후의 돌출/언더커트에 대한 평균 값, 및 최종 연마 단계 후의 후방 반사에 대한 평균 값을 하기 표 5에 기록하였다. 각 패드를 상이한 군의 섬유 광학 커넥터 상에서 3개의 일련의 시간에 사용하였다. 4개의 광학 커넥터들로부터의 값을 평균하여 평균 값을 구하였다. 이들 후방 반사 값은 깨끗한 후방 반사 커넥터 시험 리드의 경우 보다 낮았지만, 연마된 커넥터들이 연마된 단부 상에서의 수지 전달 및 수지 오염, 및 400X 배율 하에서 가시적인 스크래치 또는 점식과 같은 큰 결함이 없음을 나타내었다. 실시예 9'는 실시예 9와 동일한 배합물로 제조되었지만, 깨끗한 시험 리드로 후방 반사를 측정하였다. 각 패드를 상이한 군의 섬유 광학 커넥터 상에서 3개의 일련의 시간에 사용하였다.
연마 방법 2에 대한 돌출/언더커트 및 평균 후방 반사 값
실시예 사용 번호 최종 연마 전의 평균 돌출/언더커트(나노미터) 최종 연마 후의 평균 돌출/언더커트(나노미터) 최종 연마 후의 평균 후방 반사(db)
8 1st 15.1 16.1 -48.6
8 2nd 18.6 12.4 -48.3
8 3rd 16.1 2.6 -48.4
9 1st 11.9 15.8 -48.3
9 2nd 17.2 8.3 -47.6
9 3rd 14.0 -2.0 -48.2
9' 1st 17.8 10.2 -56.1
9' 2nd 13.9 23.5 -55.5
9' 3rd 18.4 12.7 -55.5
10 1st 14.3 21.6 -48.2
10 2nd 18.1 21.0 -47.8
10 3rd 15.7 16.0 -47.6
비교예 A 1st 17.3 -91.0 -44.7

연마 방법 3(실시예 8-10, 비교예 A)
실시예 8-10 및 비교예 A의 연마 필름을, 5 인치 디스크의 연마 필름을 사용하여 도마일리 모델 HDC 86792001L 섬유 광학 연마기(미국 미네소타주 로체스터 소재의 도마일리 엔지니어링, 인크.) 상에서 12개의 ST 스타일 단일 모드 UPC 세라믹 광학 커넥터(커넥터들은 미국 미네소타주 세인트루이스 소재의 미네소타 마이닝 앤드 메뉴팩처링 캄파니로부터 부품 설명 번호 AAMAM-AT00.5 하에 얻었다.)를 연마시 킴으로써 평가하였다. 와이코 비젼 32 섬유 광학 간섭계(미국 애리조나주 턱슨 소재의 비이코 메트롤로지 그룹)를 사용하는 최종 연마 필름 단계 전 및 후에 돌출/언더커트를 측정하였다. JDS 피텔 후방 반사 계기 모델 RM3000A(캐나다 온타리오 소재의 제이디에스 피텔 인크.로부터 입수가능함)을 사용하여 후방 반사 값을 측정하였다.
최종 연마 단계 전에 커넥터를 상태조절하기 위한 연마 순서는 2개의 단계들로 이루어졌다. 제1 단계는 80%의 속도 설정에서 8 lbs(3 kg)의 연마력으로 70 듀로미터 백업 패드 상에서 25초 동안 3M 462X 임페리얼(등록상표) 래핑 필름, 3 미크론 탄화규소(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 미네소타 마이닝 앤드 메뉴팩처링 캄파니로부터 입수가능함) 5 인치(12.7 cm) 디스크를 사용하여 달성하였다. 제2 단계를 80%의 속도 설정에서 8 lbs(3 kg)의 연마력으로 70 듀로미터 백업 패드 상에서 15초 동안 3M 661X 임페리얼(등록상표) 다이아몬드 래핑 필름, 1 미크론 다이아몬드(역시, 미네소타 마이닝 앤드 메뉴팩처링 캄파니로부터 입수가능함) 5 인치(12.7 cm) 디스크를 사용하여 행하였다.
실시예 8-10에서 제조한 연마 필름을 사용하는 최종 연마 단계에 대한 조건은 80%의 속도 설정에서 8 lbs(3 kg)의 연마력으로 70 듀로미터 백업 패드 상에서 25초이었다. 비교예 A의 연마 필름을 사용하는 최종 연마 단계에 대한 조건은 80%의 속도 설정에서 8 lbs(3 kg)의 연마력으로 70 듀로미터 백업 패드 상에서 25초이었다.
최종 연마 단계 전의 돌출/언더커트에 대한 평균 값, 최종 연마 단계 후의 돌출/언더커트에 대한 평균 값, 및 최종 연마 단계 후의 후방 반사에 대한 평균 값을 하기 표 6에 기록하였다. 각 패드를 상이한 군의 섬유 광학 커넥터 상에서 3개의 일련의 시간에 사용하였다. 4개의 광학 커넥터들로부터의 값을 평균하여 평균 값을 구하였다. 이들 후방 반사 값은 깨끗한 후방 반사 커넥터 시험 리드의 경우보다 낮았지만, 연마된 커넥터들이 연마된 단부 상에서의 수지 전달 및 수지 오염, 및 400X 배율 하에서 가시적인 스크래치 또는 점식과 같은 큰 결함이 없음을 나타내었다.
연마 방법 3에 대한 돌출/언더커트 및 평균 후방 반사 값
실시예 사용 번호 최종 연마 전의 평균 돌출/언더커트(나노미터) 최종 연마 후의 평균 돌출/언더커트(나노미터) 최종 연마 후의 평균 후방 반사(db)
8 1st 11.9 17.4 -48.9
8 2nd 7.1 4.5 -47.7
8 3rd 17.1 15.0 -48.0
9 1st 15.3 21.3 -48.4
9 2nd 12.9 12.6 -47.8
9 3rd 17.7 12.6 -48.2
10 1st 12.8 26.3 -48.5
10 2nd 17.0 15.4 -48.2
10 3rd 15.1 21.2 -48.8
비교예 A 1st 13.8 -100.2 -47.1

연마 방법 4(실시예 8-10, 비교예 A)
실시예 8-10 및 비교예 A의 연마 필름을, 5 인치 디스크의 연마 필름을 사용하여 세이코 인스트루먼츠. OFL-12 시리즈 대량생산 연마기(미국 캘리포니아주 토런스 소재의 세이코 인스트루먼츠 유에스에이 인크.로부터 입수) 상에서 12개의 ST 스타일 단일 모드 UPC 세라믹 광학 커넥터(커넥터들은 미국 미네소타주 세인트루이 스 소재의 미네소타 마이닝 앤드 메뉴팩처링 캄파니로부터 부품 설명 번호 AAMAM-AT00.5 하에 얻었다.)를 연마시킴으로써 평가하였다. 와이코 비젼 32 섬유 광학 간섭계(미국 애리조나주 턱슨 소재의 비이코 메트롤로지 그룹)를 사용하는 최종 연마 필름 단계 전 및 후에 돌출/언더커트를 측정하였다. JDS 피텔 후방 반사 계기 모델 RM3000A(캐나다 온타리오 소재의 제이디에스 피텔 인크.로부터 입수가능함)을 사용하여 후방 반사 값을 측정하였다.
최종 연마 단계 전에 커넥터를 상태조절하기 위한 연마 순서는 2개의 단계들로 이루어졌다. 제1 단계는 위치 설정 2에서 60초 동안 3M 462X 임페리얼(등록상표) 래핑 필름, 3 미크론 탄화규소(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 미네소타 마이닝 앤드 메뉴팩처링 캄파니로부터 입수가능함) 5 인치(12.7 cm) 디스크를 사용하여 달성하였다. 제2 단계를 위치 설정 2에서 60초 동안 3M 661X 임페리얼(등록상표) 다이아몬드 래핑 필름, 1 미크론 다이아몬드(역시, 미네소타 마이닝 앤드 메뉴팩처링 캄파니로부터 입수가능함) 5 인치(12.7 cm) 디스크를 사용하여 행하였다. 실시예 8-10의 연마 필름을 사용하는 최종 연마 단계는 위치 설정 1 상에서 240초 동안 수행하였다. 비교예 A의 연마 필름에 대한 최종 연마 단계를 위치 설정 1 상에서 240초 동안 수행하였다.
최종 연마 단계 전의 돌출/언더커트에 대한 평균 값, 최종 연마 단계 후의 돌출/언더커트에 대한 평균 값, 및 최종 연마 단계 후의 후방 반사에 대한 평균 값을 하기 표 7에 기록하였다. 각 패드를 상이한 군의 섬유 광학 커넥터 상에서 3개의 일련의 시간에 사용하였다. 4개의 광학 커넥터들로부터의 값을 평균하여 평균 값을 구하였다. 이들 후방 반사 값은 깨끗한 후방 반사 커넥터 시험 리드의 경우보다 낮았지만, 연마된 커넥터들이 연마된 단부 상에서의 수지 전달 및 수지 오염, 및 400X 배율 하에서 가시적인 스크래치 또는 점식과 같은 큰 결함이 없음을 나타내었다.
연마 방법 4에 대한 돌출/언더커트 및 평균 후방 반사 값
실시예 사용 번호 최종 연마 전의 평균 돌출/언더커트(나노미터) 최종 연마 후의 평균 돌출/언더커트(나노미터) 최종 연마 후의 평균 후방 반사(db)
8 1st 4.1 13.1 -48.2
8 2nd 5.2 12.4 -47.2
8 3rd 3.5 -0.5 -48.2
9 1st 6.3 13.3 -48.3
9 2nd 4.3 7.4 -47.6
9 3rd 9.3 15.5 -48.8
10 1st 0.6 16.3 -47.2
10 2nd 6.1 -1.5 -48.1
10 3rd 4.3 -9.9 -47.4
비교예 A 1st 2.7 -115.6 -45.9

연마 방법 5(실시예 8-10, 비교예 A)
실시예 8-10 및 비교예 A의 연마 필름을, 5 인치 디스크의 연마 필름을 사용하여 세이코 인스트루먼츠. OFL-12 시리즈 대량생산 연마기(미국 캘리포니아주 토런스 소재의 세이코 인스트루먼츠 유에스에이 인크.로부터 입수) 상에서 12개의 ST 스타일 단일 모드 UPC 세라믹 광학 커넥터(커넥터들은 미국 미네소타주 세인트루이스 소재의 미네소타 마이닝 앤드 메뉴팩처링 캄파니로부터 부품 설명 번호 AAMAM-AT00.5 하에 얻었다.)를 연마시킴으로써 평가하였다. 와이코 비젼 32 섬유 광학 간섭계(미국 애리조나주 턱슨 소재의 비이코 메트롤로지 그룹)를 사용하는 최종 연 마 필름 단계 전 및 후에 돌출/언더커트를 측정하였다. JDS 피텔 후방 반사 계기 모델 RM3000A(캐나다 온타리오 소재의 제이디에스 피텔 인크.로부터 입수가능함)을 사용하여 후방 반사 값을 측정하였다.
최종 연마 단계 전에 커넥터를 상태조절하기 위한 연마 순서는 2개의 단계들로 이루어졌다. 제1 단계는 위치 설정 2에서 60초 동안 3M 462X 임페리얼(등록상표) 래핑 필름, 3 미크론 탄화규소(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 미네소타 마이닝 앤드 메뉴팩처링 캄파니로부터 입수가능함) 5 인치(12.7 cm) 디스크를 사용하여 달성하였다. 제2 단계를 위치 설정 2에서 60초 동안 3M 661X 임페리얼(등록상표) 다이아몬드 래핑 필름, 1 미크론 다이아몬드(역시, 미네소타 마이닝 앤드 메뉴팩처링 캄파니로부터 입수가능함) 5 인치(12.7 cm) 디스크를 사용하여 행하였다.
실시예 8-10의 연마 필름을 사용하는 최종 연마 단계는 위치 설정 2 상에서 240초 동안 수행하였다. 비교예 A의 연마 필름에 대한 최종 연마 단계를 위치 설정 2 상에서 240초 동안 수행하였다.
최종 연마 단계 전의 돌출/언더커트에 대한 평균 값, 최종 연마 단계 후의 돌출/언더커트에 대한 평균 값, 및 최종 연마 단계 후의 후방 반사에 대한 평균 값을 하기 표 8에 기록하였다. 각 패드를 상이한 군의 섬유 광학 커넥터 상에서 3개의 일련의 시간에 사용하였다. 4개의 광학 커넥터들로부터의 값을 평균하여 평균 값을 구하였다. 이들 후방 반사 값은 깨끗한 후방 반사 커넥터 시험 리드의 경우보다 낮았지만, 연마된 커넥터들이 연마된 단부 상에서의 수지 전달 및 수지 오염, 및 400X 배율 하에서 가시적인 스크래치 또는 점식과 같은 큰 결함이 없음을 나타 내었다.
연마 방법 5에 대한 돌출/언더커트 및 평균 후방 반사 값
실시예 사용 번호 최종 연마 전의 평균 돌출/언더커트(나노미터) 최종 연마 후의 평균 돌출/언더커트(나노미터) 최종 연마 후의 평균 후방 반사(db)
8 1st 2.9 7.1 -48.6
8 2nd 4.2 -4.9 -47.3
8 3rd 5.6 6.3 -47.6
9 1st 1.9 5.8 -47.6
9 2nd 12.8 -31.0 -47.6
9 3rd 1.0 -19.7 -47.9
10 1st -2.5 14.1 -47.7
10 2nd -0.3 -43.4 -48.0
10 3rd 2.7 -11.2 -47.6
비교예 A 1st 0.1 -95.3 -47.8

본 명세서에서 바람직한 실시태양을 상세하게 설명하였지만, 당 업계의 통상의 숙련인들은 첨부되는 특허청구의 범위에서 추가로 설명되는 바와 같은 본 발명의 진정한 범위 및 본질로부터 벗어나지 않고서도 이러한 실시태양에 대한 변화가 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. (a) 접촉 표면을 제1 연마 용품과 접촉시키고 섬유 광학 커넥터 및 제1 연마 용품을 상대적으로 이동시킴으로써 섬유 광학 커넥터의 단부를 예비연마시키는 단계; 및
    (b) 표면, 및 표면 상의, 결합제, 결합제와 결합된 연마 입자 및 결합제와 결합된 윤활 입상 첨가제를 포함하는 코팅을 갖는 지지체를 포함하는 마멸 연마 용품과 접촉 표면을 접촉시키고 섬유 광학 커넥터 및 마멸 연마 용품을 상대적으로 이동시킴으로써 섬유 광학 커넥터의 단부를 연마시키는 단계
    를 포함하는, 유리 및 세라믹으로 이루어진 접촉 표면을 갖는 섬유 광학 커넥터의 연마 방법.
  2. 제1항에 있어서, 예비연마 단계 (a) 후에, 제1 연마 용품과 상이한 제2 연마 용품과 접촉 표면을 접촉시켜 섬유 광학 커넥터 및 제2 연마 용품을 상대적으로 이동시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 연마 단계 (b)가, 돌출 또는 언더커트가 ±50 나노미터 이내가 되도록 접촉 표면을 연마시켜 수행되는 방법.
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