JPH10277957A - 研磨フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】研磨液を不要とし、優れた光学特性を有する光
ファイバコネクタ部を製造できる研磨フィルムを提供す
る。 【解決手段】プラスチックフィルム等の支持体１の上
に、水不溶性樹脂にシリカ微粒子からなる研磨剤を分散
させた第１の研磨層２を形成し、その上に水溶性樹脂に
第１の研磨層２の研磨剤より粒径の細かいシリカ微粒子
からなる研磨剤を分散させた第２の研磨層３を形成す
る。この研磨フィルム１０は光コネクタ部研磨の最終仕
上用として好適に用いられ、フェルールと石英ファイバ
とを同時に研磨し鏡面とすることができ、フェルールと
石英ファイバとの間の段差の発生を抑え、石英ファイバ
表面に屈折率の異なる加工変質層が生じるのを防止する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバコネク
タ部を研磨加工するための研磨フィルムに関し、特に研
磨剤を含有する研磨液を不要とした研磨フィルムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバコネクタは、光ファイバどう
しを接続・切り離しを行うもので、通常ジルコニア等か
らなるフェルールの中心にガラスファイバを固定し、そ
の端面を鏡面状に研磨したものが用いられている。ガラ
スファイバはこの端面で他のガラスファイバと接続され
るため、接続端面における通信ロスが最小限となるよう
に精密に研磨されている必要がある。特にフェルールと
ガラスファイバとの間に段差がないこと、ガラスファイ
バ端面に研磨加工による加工変質層がないことが重要と
なる。

【０００３】従来、光ファイバコネクタ部分の研磨方法
として、ダイアモンド等の硬質の研磨剤で１次研磨を行
った後、フィルムにコネクタ部を押しつけた状態で研磨
剤を含む研磨液をフィルムとコネクタ部との間に供給し
ながら光ファイバを回転させて研磨する方法が知られて
いる（特開昭６２−１７３１５９号、特開平３−８１７
０８号など）。

【０００４】また最終仕上として、酸化セリウム、アル
ミナ、ジルコニア、酸化クロム等の研磨剤を含む研磨層
を設けた研磨フィルムを用いて、石英ファイバだけを鏡
面仕上する方法も一般的に行われている。このような研
磨フィルムとして、基材上に樹脂中に研磨剤を含有せし
めた層を設けたものが提案されている（特開平８−３３
６７５８号等）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た研磨剤を分散させた研磨液を用いる従来の研磨方法で
は、研磨液中の研磨剤濃度が研磨中に変化してしまう、
また研磨剤を常に均一な濃度でコネクタ部とフィルムと
の間に供給することが困難であるといった問題があり、
さらに寒冷地など低温（氷点下）の環境では溶媒中の研
磨粒子が結晶化して本来の性能を発揮できないという問
題があった。

【０００６】磁気ディスク等の研磨シートとして、研磨
粒子と水溶性バインダー接着剤からなる研磨層を不織布
上に設けたものが提案されており（特開平７−１００７
６９号）、この研磨シートを用いた研磨工程では研磨剤
を含有する研磨液を不要とし自動化大量研磨処理を容易
にすることが可能とされている。しかしこのような研磨
シートは、光ファイバの最終研磨工程に必要な高精度の
研磨を行うことはできない。

【０００７】また従来の研磨フィルムには、フェルール
と石英ファイバとを同時に研磨し、鏡面を作り出すこと
ができるものがなかったため、従来の研磨フィルムを用
いた最終仕上では石英ファイバだけの研磨を行うので、
フェルールと石英ファイバとの間に凹部ができてしま
い、これにより接続部に空気層ができ、通信ロスを招い
ていた。さらに従来の研磨フィルムで最終研磨を行うと
鏡面にはなるものの、石英ファイバ表面に加工変質層が
できてしまい、この加工変質層において石英ファイバの
屈折率が変化するという問題がある。一般に、光ファイ
バコネクタ部の光学特性として反射減衰量は、直角球面
研磨（ＰＣ研磨）の場合５０ｄＢ以上、斜め球面研磨
（ＡＰＣ研磨）の場合、６０ｄＢ以上が要求されるが、
加工変質層ができた石英ファイバでは反射減衰量が４０
ｄＢ程度になってしまっていた。

【０００８】そこで本発明は、研磨剤を分散させた研磨
液を不要とすることができ、しかも光ファイバの最終研
磨用として高精度の研磨を行うことができる研磨フィル
ムを提供することを目的とする。また本発明は、フェル
ールとの段差がなく、反射減衰量の極めて少ない光学特
性の優れた光ファイバコネクタを得ることが可能な光フ
ァイバコネクタ部研磨用の研磨フィルムを提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らは研磨剤とバインダー樹脂との組合せに
ついて鋭意研究した結果、研磨層を２層で構成するとと
もに上層となる研磨層の樹脂として水溶性樹脂を用いた
場合、精製水を供給することによって上層の研磨剤が遊
離し、研磨液を用いることなく均一な研磨が可能である
こと、更に上層の研磨剤として下層の研磨剤よりも粒径
の細かい研磨剤を用いることにより、極めて高精度の研
磨を行うことが可能であることを見出し本発明に至っ
た。

【００１０】即ち本発明の研磨フィルムは、支持体上に
形成され、水不溶性樹脂および水不溶性樹脂中に分散さ
れた研磨剤を含む第１の研磨層と、第１の研磨層上に形
成され、水溶性樹脂および水溶性樹脂中に分散された研
磨剤を含む第２の研磨層とを備えたものであり、好適に
は第２の研磨層に含有される研磨剤の平均粒径が、第１
の研磨層に含有される研磨剤の平均粒径より小さいもの
である。

【００１１】第１の研磨層の研磨剤および第２の研磨層
の研磨剤として、好適には同種類のもの、特にシリカ微
粒子を用いる。シリカ微粒子は石英のみならずジルコニ
アセラミックに対しても若干の研磨力を有するので、こ
れを用いることによりフェルールと石英ファイバとを同
時に研磨することができ、しかも研磨加工後の表面の屈
折率が石英ファイバの屈折率とほぼ同じになるため、端
面における反射減衰量を低くし、光信号のノイズ、半導
体光源に対する悪影響を最小にすることができる。

【００１２】また第２の研磨層に用いられる水溶性樹脂
は、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、水
溶性セルロース樹脂、水溶性ポリエステル樹脂、ポリビ
ニルアセタール、アクリル酸−アクリルアミド共重合
体、メラミン樹脂、ポリエーテルポリオール、ゼラチ
ン、カゼイン、澱粉、キチン、キトサンから選ばれる１
種または２種以上が好適である。

【００１３】第２の研磨層の研磨剤は、水溶性樹脂に対
し重量比で１：５〜５：１の割合で含有される。

【００１４】

【発明の実施の態様】図１は本発明の研磨フィルムの一
実施例を示す図で、この研磨フィルムは支持体１と、そ
の上に形成された第１の研磨層２と、さらにその上に形
成された第２の研磨層３とからなる。

【００１５】第２の研磨層は、直接、被研磨材である光
ファイバの端面が接触される層で水溶性樹脂と研磨剤と
からなる。この研磨層は、研磨層と光ファイバ端面との
間に水（精製水）を供給して研磨したときに、水溶性樹
脂から研磨剤が遊離して研磨を行うことができる。

【００１６】水溶性樹脂としては研磨時に研磨剤が直ち
に遊離できるように低粘度のものが好ましい。このよう
な水溶性樹脂として、ポリビニルアルコール、ポリビニ
ルピロリドン、水溶性セルロース樹脂、水溶性ポリエス
テル樹脂、ポリビニルアセタール、アクリル酸−アクリ
ルアミド共重合体、メラミン樹脂、ポリエーテルポリオ
ール等の合成樹脂や、ゼラチン、カゼイン、澱粉、キチ
ン、キトサン等の天然樹脂が挙げられる。これらの樹脂
は１種または２種以上を混合して用いることができる。

【００１７】研磨剤としては、シリカ、アルミナ、酸化
セリウム、酸化アルミニウム等公知の研磨剤を用いるこ
とができるが、被研磨材である光ファイバが石英ファイ
バである場合にはシリカが好適である。特に表面にシラ
ノール基を有する結晶性或いは非結晶性のシリカが好適
である。一般に光ファイバ端面を研磨剤により研磨した
場合に、表面に加工変質層ができ、この加工変質層と光
ファイバコアとの屈折率の差により、反射減衰量が増加
し、通信ロスの原因となるが、研磨剤としてシリカを用
いた場合には石英表面において加工変質層の生成が抑え
られ、端面における屈折率の変化を極めて少なくするこ
とができる。

【００１８】尚、本発明の研磨フィルムを最終研磨目的
で用いない場合或いは光ファイバとしてプラスチックフ
ァイバを用いた場合には、研磨剤はシリカに限定されな
い。

【００１９】研磨剤の平均粒径は、その下層となる研磨
層２の研磨剤の平均粒径よりも小さいことが必要であ
る。比較的大きい粒径の研磨剤の層の上に微粒研磨剤の
層を設けることにより良好な研磨性能を得ることができ
ると考えられる。このように研磨層３の研磨剤の平均粒
径は、研磨層２の研磨剤の平均粒径との関係で決まり、
本発明の研磨フィルムを研磨のどの段階で用いるかによ
り変化するが、最終研磨用の研磨フィルムの場合には好
適には１ｎｍ〜１μｍ、より好適には１〜１００ｎｍの
範囲とする。また均一な研磨を行うために、できるだけ
粒径分布の狭いものを用いることが好ましい。

【００２０】水溶性樹脂と研磨剤の含有割合は、５：１
〜１：５が好適であり、３：１〜１：３がより好適であ
る。研磨剤の割合が５：１より少ない場合には、十分な
研磨効果を得ることができない。また研磨剤の割合が
１：５より多い場合には、樹脂中に保持できず層形成が
困難になる。

【００２１】第１の研磨層２は、上述した第２の研磨３
の下層となる層で、水不溶性の樹脂と研磨剤とから構成
される。水不溶性の樹脂としてはアクリル系樹脂、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルブチラール樹
脂、シリコーン樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリ
スチレン樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、セル
ロース誘導体樹脂、架橋性ポリエステルポリオール、架
橋性アクリルポリオール等を用いることができるが、特
にイソシアネートで架橋されたポリエステルポリオー
ル、アクリルポリオールが好適である。これらの架橋性
樹脂は、研磨層としての硬度、可撓性に優れ、また支持
体との接着性も良好である。架橋性樹脂は、単独で或い
は他の水不溶性の樹脂と混合して用いることができる。

【００２２】第１の研磨層２の研磨剤としては、第２の
研磨層３に用いた研磨剤と同様のものを用いることがで
き、特に被研磨材である光ファイバが石英ファイバであ
る場合にはシリカが好適である。また平均粒径が、第２
の研磨層３の研磨剤の平均粒径よりも大きいものを用い
る。本発明の研磨フィルムを最終研磨用として用いる場
合には、具体的には１μｍ〜１０μｍが好適である。平
均粒径が１μｍより小さい場合には研磨能力が低下す
る。また１０μｍより大きい場合には被研磨面のキズの
原因となる。

【００２３】水不溶性樹脂と研磨剤の含有割合は、５：
１〜１：５が好適である。研磨剤の割合が５：１より少
ない場合には、十分な研磨効果を得ることができない。
また研磨剤の割合が１：５より多い場合には、樹脂中に
保持できず層形成が困難になる。

【００２４】支持体１としては、研磨時の圧力に耐え得
る機械的強度と寸法安定性を備えた合成紙、プラスチッ
クフィルム等が使用でき、特にポリエチレンテレフタレ
ート、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリ
デン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリロ
ニトリル、ＡＢＳ、ナイロン、ポリプロピレン等のプラ
スチックフィルムが好適に用いられる。支持体１の上に
は第１の研磨層２の接着性を高めるためにアンカー層を
設けてもよい。

【００２５】本発明の研磨フィルムは、上述した支持体
１の上に、第１の研磨層２を構成する水不溶性樹脂と研
磨剤とを含む塗工液を塗布後、乾燥させて第１の研磨層
２を形成した後、この上に第２の研磨層３を構成する水
不溶性樹脂と研磨剤とを含む塗工液を塗布後、乾燥させ
ることにより製造することができる。第１および第２の
研磨層には上述した材料の他、必要に応じてレベリング
剤、分散剤、酸化剤、帯電防止剤、防カビ剤等を添加す
ることができる。

【００２６】第１の研磨層２の厚さは、１〜２０μｍ、
好適には３〜１０μｍとする。研磨層２の厚さが１μｍ
より少ないと十分な研磨効果を得ることができない。第
２の研磨層３の厚さは１〜３０μｍ、好適には３〜２０
μｍとする。研磨層３の厚さが１μｍより少ないと最終
研磨として良好な研磨特性を得ることができない。また
厚さが３０μｍより多いと研磨フィルムの反り、即ちカ
ーリング性が生じるので好ましくない。

【００２７】本発明の研磨フィルムは、ダイヤモンド等
の研磨剤を用いた１次研磨加工により予め球面加工され
た光ファイバコネクタ部の２次研磨以降の研磨用として
用いられ、好適には最終仕上用として用いられる。例え
ば図２に示すように研磨機の研磨パッド２０上に研磨フ
ィルム１０を固定するとともに第２の研磨層３の表面に
精製水を散布しておき、研磨ホルダ（図示せず）に光フ
ァイバコネクタ部３０を固定した後、コネクタ部３０を
研磨フィルム１０に一定圧力で当接させて研磨パッド２
０又は研磨ホルダを回転させることにより、コネクタ部
３０を研磨する。これにより第２の研磨層３中に分散さ
れた研磨剤（シリカ微粒子）が遊離し、光ファイバコネ
クタ部３０の石英ファイバを鏡面研磨する。このときフ
ェルールのジルコニアをも研磨し、石英ファイバ部分に
凹部が生じるのが防止される。

【００２８】一般に光ファイバコネクタ部において、フ
ェルール先端の曲率が１０〜２５mmの範囲では、凹み量
±０．０５μｍが良好な光学特性が得られる許容限界と
されるが、本発明の研磨フィルムを用いることにより、
許容値以内の凹み量とすることができる。また本発明の
研磨フィルムを用いて光ファイバコネクタ部を研磨した
場合、接続面における反射減衰量を５０ｄＢ以上とする
ことができる。

【００２９】

【実施例】以下に本発明の実施例を示す。 実施例１ 厚さ７５μｍのポリエステルフィルムの片面に下記処方
の研磨層用塗布液を塗布し、乾燥させて厚さ６μｍの研
磨層（第１の研磨層）を形成した。この研磨層の表面粗
さＲａは０．７μｍであった。

【００３０】第１の研磨層用塗布液 アクリルポリオール ４４重量部 （アクリテ゛ィックA804、固形分50％：大日本インキ化学工業
社） ニトロセルロース １７重量部 （Ｌ１／２：固形分７０％） シリカ ２５重量部 （サイリシア730、粒径3.0μｍ：富士シリシア化学社） イソシアネート硬化剤 １４重量部 （タケネートD110N、固形分60％：武田薬品工業社） メチルエチルケトン ２００重量部 トルエン ２００重量部

【００３１】次に第１の研磨層の上に下記処方の第２の
研磨層用塗布液を塗布、乾燥させて乾燥厚さ１０μｍ第
２の研磨層を形成し、研磨フィルムを作製した。 ポリビニルアルコール ５重量部 （コ゛ーセノールGL-03：日本合成化学社） シリカ ５重量部 （アエロシ゛ル200、粒径12nm：日本アエロジル社） 水 ４０重量部

【００３２】このように作製した研磨フィルム（φ１２
７mm）を用いて、光コネクタ研磨機（SFP-120A：(株)精
工技研製）により石英ファイバの光コネクタフェルール
を最終研磨した。研磨は前記光コネクタフェルール１２
本を研磨機の研磨ホルダーに取付け、精製水を研磨フィ
ルム上に３〜５cc供給し、最終研磨時間３０秒で行っ
た。研磨後のコネクタ部について、鏡面性、反射減衰
量、曲率およびフェルールから石英ファイバの凹み量を
評価した。鏡面性は光学顕微鏡（倍率２００）で観察し
た。反射減衰量は光測定器（JISFITEL:RM3750B）で評価
した。また曲率および凹み量は、自動コネクトチェック
干渉システム（アクシス：NTTAT）で評価した。

【００３３】光学顕微鏡による観察の結果、この研磨フ
ィルムはジルコニアフェルールと石英ファイバとを同時
に研磨し、鏡面を作り出しているので、従来のような凹
みが視られず、自動コネクトチェック干渉システムの計
測結果でも曲率１１mm〜１６mmに対し、凹み量は平均で
−０．０１μｍであった。また反射減衰量も平均５６ｄ
Ｂであった。

【００３４】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように本発
明の研磨フィルムは、第１の研磨層の上に、水溶性樹脂
と第１の研磨層の研磨剤より粒径の細かい研磨剤を含む
第２の研磨層を備えた構成を有しているので、フェルー
ルとガラスファイバとを同時に研磨することができ、フ
ェルールとガラスバファイバとの段差を発生させること
なく、優れた研磨性能を有する。とくに研磨剤としてシ
リカを用いることにより、加工変質層の生成を抑制し
て、反射減衰量を大幅に改善し、光学特性の優れた光フ
ァイバコネクタ部を作製することができる。また本発明
の研磨フィルムは、最上層となる第２の研磨層を水溶性
樹脂と研磨剤とで構成することにより、研磨剤を含む研
磨液を不要とし、低温の環境でも使用でき、しかも優れ
た研磨特性を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研磨フィルムの一実施例を示す図。

【図２】本発明の研磨フィルムの使用方法を説明する
図。

【符号の説明】

１・・・・・・支持体 ２・・・・・・第１の研磨層 ３・・・・・・第２の研磨層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 車田 潔 千葉県松戸市松飛台286番地の23 株式会 社精工技研内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持体上に形成され、水不溶性樹脂および
   前記水不溶性樹脂中に分散された研磨剤を含む第１の研
   磨層と、前記第１の研磨層上に形成され、水溶性樹脂お
   よび前記水溶性樹脂中に分散された研磨剤を含む第２の
   研磨層とを備えた研磨フィルム。
2. 【請求項２】前記第２の研磨層に含有される研磨剤の平
   均粒径が、前記１の研磨層に含有される研磨剤の平均粒
   径より小さいことを特徴とする請求項１記載の研磨フィ
   ルム。
3. 【請求項３】前記第１の研磨層の研磨剤および前記第２
   の研磨層の研磨剤がシリカ微粒子からなることを特徴と
   する請求項１記載の研磨フィルム。
4. 【請求項４】前記水溶性樹脂が、ポリビニルアルコー
   ル、ポリビニルピロリドン、水溶性セルロース樹脂、水
   溶性ポリエステル樹脂、ポリビニルアセタール、アクリ
   ル酸−アクリルアミド共重合体、メラミン樹脂、ポリエ
   ーテルポリオール、ゼラチン、カゼイン、澱粉、キチ
   ン、キトサンから選ばれる１種または２種以上であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の研磨フィルム。
5. 【請求項５】前記第２の研磨層の研磨剤が、前記水溶性
   樹脂に対し重量比で１：５〜５：１の割合で含有される
   ことを特徴とする請求項１記載の研磨フィルム。