JP4519970B2 - 研磨層が立体構造を有する研磨材料 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、その研磨層が立体構造を有する研磨材料に関し、特に、フェルールを装着した光ファイバーの端面、すなわち、光ファイバーコネクタ端面を所定の形状に研磨するのに適する、研磨層が立体構造を有する研磨材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバ通信網において光ファイバの接続には取り外しが容易な光ファイバーコネクタが広く使用されている。光ファイバーコネクタにおける接続では、光ファイバと光ファイバを被覆する被覆部（フェルール）からなる光ファイバフェルールの端面同志が直接突き合わされる。そのため、接続時の光学特性、特に接続損失は光ファイバフェルール端面の加工性状および精度に依存する。
【０００３】
光ファイバフェルール端面は複数段階の研磨によって加工を行うが、最終仕上げを行う研磨工程の加工性状と精度により、その品質が左右される。すなわち、光ファイバーの接続損失の主な要因は端面の仕上がり粗さの程度とその傾きである。
【０００４】
光ファイバフェルール端面の仕上がり粗さについては、研磨に使用する研磨材の粒径との相関関係が報告されている。例えば、ステップインデックス型ファイバーについては、研磨砥粒の粒径が約１μｍの場合は接続損失が約０．５ｄＢであるが、砥粒の粒径が約１５μｍの場合は接続損失は約１．０ｄＢ以上となる。
【０００５】
この相関関係をみれば、光ファイバーの接続損失が１ｄＢ以下とする規格を満たすためには、粒径１０〜１５μｍの砥粒を使用する必要があり、接続損失が０．５ｄＢ以下とする規格を満たすためには、粒径１μｍ程度以下という細かいグレードの砥粒を使用する必要がある。
【０００６】
特開平９−２４８７７１号には、基材と基材上に設けられた研磨層とを有し、研磨層が平均粒子径５〜３０ｍμのシリカ粒子であり、この研磨材粒子を結合する結合剤とを有し、研磨層表面の中心線平均粗さＲａが０．００５〜０．２μである、光ファイバーコネクタ端面用研磨テープが記載されている。
【０００７】
光ファイバーコネクタ端面用研磨テープのような細かいグレードの研磨材料には、ローディングという問題がある。ローディングとは、砥粒間の空間が削りくずで満たされ、それが盛り上がり、研磨能が阻害されることをいう。たとえば、光ファイバーコネクタ端面を研磨する場合は、被削クズの粒子が砥粒の間に留まり、そのことにより砥粒のカット能力が低下する。また、冷却剤および潤滑剤として用いる液体が研磨材と光ファイバーコネクタ端面との間に充分に作用せず、研磨後の光ファイバーコネクタの表面に研磨層の一部が付着し、その除去が煩雑となる。
【０００８】
更に、砥粒として細粒のものを用いると研磨時間が長くなる。逆に砥粒の粒径を大きくすると光ファイバーコネクタ端面の仕上がりが粗くなり、光ファイバーの接続損失の規格を満たすことができない。両者を併用すると研磨工程が増すことで煩雑となる。
【０００９】
ＷＯ９２／１３６８０号およびＷＯ９６／２７１８９号等には、研磨層が立体構造を有する研磨材料が記載されている。この研磨材料は、基材と基材上に設けられた研磨層とを有し、研磨層が砥粒と結合剤とを含む研磨コンポジットで成り、研磨層が、規則的に複数配置された所定形状の立体要素で構成された立体構造を有するものである。立体要素の形状としては４面体形状、ピラミッド形状、およびプリズム形状等が記載されている。
【００１０】
この研磨材料はローディング耐性であり、耐久性に優れる。しかしながら、砥粒が研磨層の全体にわたって均一に分散されており、研磨層の下部に存在する砥粒は有効に働かないため、製造コストが高くなる。
【００１１】
また、このような研磨層が立体構造を有する研磨材料は、構造を有する鋳型シート内に砥粒と結合剤とを含む研磨材塗布液を塗布し、この鋳型シートに基材を重ね結合剤を基材に接着させ、紫外線を照射して結合剤を硬化させ、鋳型シートを除去する方法により製造される。この場合、研磨材塗布液は鋳型シート内の構造に充填されるのに十分な流動性を有する必要がある。又、紫外線照射は研磨材塗布液を基材で被覆して行うため、研磨材塗布液は揮発性成分を含んではならない。
【００１２】
そのため、研磨材塗布液中の砥粒の含有量は臨界顔料体積濃度を越えることができない。従って、従来の研磨層が立体構造を有する研磨材料には、研磨層の砥粒含有量を充分に高めることができないという問題がある。
【００１３】
砥粒の粒径や研磨手段等の研磨条件が同じ条件で比較すると、研磨材料の切削性は砥粒の含有量が小さくなるほど低くなる。特に細かいグレードの研磨材料においては、砥粒の含有量が不十分であると研磨効率が悪くなり、研磨に時間を要する。
【００１４】
従って、従来の研磨層が立体構造を有する研磨材料は砥粒の含有量が不十分であるため切削性に劣り、光ファイバーコネクタ端面のような硬質材料を効率良く滑らかに所定の形状に研磨する用途には適さない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは、ローディング耐性および耐久性に優れ、光ファイバーコネクタ端面を研磨した場合でも研磨面に付着物が付かず、また、光ファイバーコネクタ端面のような硬質材料を効率良く滑らかに所定の形状に研磨する用途に適した研磨材料を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光ファイバーコネクタ端面を所定の形状に研磨するために用いる研磨材料において、上記研磨材料が基材と基材上に設けられた研磨層とを有し、上記研磨層が構成成分として砥粒と結合剤とを含む研磨コンポジットを有し、そして上記研磨層が、規則的に複数配置された所定形状の立体要素で構成された立体構造を有する研磨材料を提供するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１７】
また、本発明は、（１）規則的に複数配置された底側が先細形状の複数の凹部を有する鋳型シート内に、砥粒と結合剤と溶剤とを含む研磨材塗布液を所定の深さに充填する工程；（２）充填された研磨材塗布液から溶剤を蒸発させて除去する工程；（３）該凹部に結合剤を更に充填して満たす工程；（４）該鋳型シートに基材を重ね、結合剤を基材に接着させる工程；および（５）結合剤を硬化させる工程；を包含する、研磨層が立体構造を有する研磨材料の製造方法を提供する。
【００１８】
本発明の研磨層が立体構造を有する研磨材料は上記製造方法により製造することが好ましい。
本発明の特に好ましい実施形態の例を以下に示す。
前記立体要素の形状が、頂上で接続するリッジを有する４面体形状又はピラミッド形状である研磨材料。
前記立体要素の形状が、頂上で基材表面と平行なリッジを有するプリズム形状である研磨材料。
前記砥粒の寸法が０．０１〜２０μｍである研磨材料。
前記結合剤が、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、アクリレート化イソシアヌレート樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリレート化ウレタン樹脂、アクリレート化エポキシ樹脂、グルーおよびこれらの混合物からなる群から選択される研磨材料。
前記砥粒が、溶融酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム、シリコンカーバイド、アルミナジルコニア、ガーネット、ダイヤモンド、立方体窒化ホウ素シリカおよびこれらの混合物からなる群から選択される研磨材料。
前記基材が柔軟性であり、光ファイバーコネクタ端面を球面研磨するために特に適した研磨材料。
接続損失量が１．０ｄＢ以下の光ファイバーコネクタ端面を提供する研磨材料。
前記（１）工程で用いる研磨材塗布液に含まれる結合剤がフェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、アクリレート化イソシアヌレート樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリレート化ウレタン樹脂、アクリレート化エポキシ樹脂およびこれらの混合物からなる群から選択される、研磨層が立体構造を有する研磨材料の製造方法。
前記（３）工程で用いる結合剤がフェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、アクリレート化イソシアヌレート樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリレート化ウレタン樹脂、アクリレート化エポキシ樹脂およびこれらの混合物からなる群から選択される、研磨層が立体構造を有する研磨材料の製造方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施態様である研磨層が立体構造を有する研磨材料の断面図である。研磨材料１００は、基材１０１と基材の表面上に設けられた研磨層１０２とを有する研磨材料である。
【００２０】
本発明の基材に好ましい材料には、ポリマーフィルム、紙、布、金属フィルム、バルカンファイバー、不織基材、これらの組み合わせおよびこれらの処理品が含まれる。光ファイバーコネクタ端面を球面研磨する場合は、基材は柔軟性の材料であることが好ましい。球面形状を形成し易いからである。また、基材は紫外線照射に対して透明であることが好ましい。製造工程において便利だからである。
【００２１】
例えば、基材はポリエステルフィルムのようなポリマーフィルムであってよい。また、ポリマーフィルムは、研磨コンポジットの基材に対する接着を促進するためにポリエチレンアクリル酸のような材料で下塗りしてもよい。
【００２２】
研磨層１０２は結合剤のマトリックスとその中に分散させた砥粒１０３とを含む研磨コンポジットを構成成分として有している。
【００２３】
研磨コンポジットは、未硬化または未ゲル化状態の結合剤中に分散された複数の砥粒を含有するスラリーから形成される。硬化またはゲル化において、研磨コンポジットは固形化、すなわち予め定められた形状および予め定められた構造に固定される。
【００２４】
砥粒の寸法は砥粒の種類や研磨材料の用途に依存して変化する。例えば、その寸法は、最終仕上げ研磨では、０．０１〜１μｍ、好ましくは０．０１〜０．５μｍさらに好ましくは０．０１〜０．１μｍ、曲面形成のための粗研磨には、０．５〜２０μｍ、好ましくは０．５〜１０μｍである。本発明に適する砥粒の例には、ダイヤモンド、立方晶窒化ボロン、酸化セリウム、溶融酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、ゾルゲル酸化アルミニウム、シリコンカーバイド、酸化クロム、シリカ、ジルコニア、アルミナジルコニア、酸化鉄、ガーネット、およびこれらの混合物が含まれる。特に好ましいものは、粗研磨には、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、酸化アルミニウム、シリコンカーバイド、仕上げ研磨にはシリカ、酸化アルミニウムである。
【００２５】
結合剤は硬化またはゲル化することにより研磨層を形成する。本発明に好ましい結合剤の例には、フェノール樹脂、レゾール−フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ビニル樹脂、メラミン樹脂、アクリレート化イソシアヌレート樹脂、尿素-ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリレート化ウレタン樹脂、アクリレート化エポキシ樹脂およびこれらの混合物が含まれる。結合剤は熱可塑性樹脂でもよい。
【００２６】
特に好ましいものは、フェノール樹脂、レゾール−フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂である。
【００２７】
結合剤は照射硬化性であってもよい。照射硬化性結合剤は照射エネルギーにより少なくとも部分的に硬化されるか、または少なくとも部分的に重合されうるいずれかの結合剤である。用いられる結合剤に依存して、熱、赤外線、電子線、紫外線照射または可視光照射のようなエネルギー源が用いられる。
【００２８】
典型的には、これらの結合剤はフリーラジカル機構により重合される。好ましくは、これらは、アクリレート化ウレタン、アクリレート化エポキシ、α,β-不飽和カルボニル基を有するアミノプラスト誘導体、エチレン性不飽和化合物、少なくとも１個のアクリレート基を有するイソシアヌレート誘導体、少なくとも１個のアクリレート基を有するイソシアネート、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【００２９】
結合剤が紫外線照射により硬化される場合は、フリーラジカル重合を開始させるために光開始剤を必要とする。この目的に好ましい光開始剤の例には、有機パーオキシド、アゾ化合物、キノン、ベンゾフェノン、ニトロソ化合物、アクリルハライド、ヒドラゾン、メルカプト化合物、ピリリウム化合物、トリアクリルイミダゾール、ビスイミダゾール、クロロアルキルトリアジン、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、チオキサントンおよびアセトフェノン誘導体が含まれる。好ましい光開始剤は２,２−ジメトキシ−１,２−ジフェニル−１−エタノンである。
【００３０】
結合剤が可視照射で硬化される場合は、光開始剤はフリーラジカル重合を開始させることが必要とされる。この目的のために好ましい光開始剤の例は、ここに参照として挙げる米国特許第４,７３５,６３２号、第３欄、第２５行から第４欄第１０行、第５欄第１〜７行、第６欄第１〜３５行に記載されている。
【００３１】
砥粒の結合剤に対する重量比は、一般に、１部の結合剤に対して約１．５部〜１０部の砥粒、好ましくは１部の結合剤に対して約２〜７部の砥粒の範囲である。この割合は砥粒のサイズおよび用いる結合剤の種類や研磨材料の用途に依存して変化する。
【００３２】
光ファイバーコネクタ端面のような硬質材料を滑らかかつ精密に研磨する場合に、研磨コンポジット中に含まれる砥粒の濃度の好ましい範囲は以下の通りである。砥粒がシリコンカーバイドの場合は４３〜９０重量％、アルミナ・シリカ等の球状研磨粒子の場合は７０〜９０重量％、アルミナの場合は３７〜９０重量％、そしてダイヤモンドの場合は３９〜９０重量％。
【００３３】
研磨コンポジットは砥粒および結合剤以外の材料を含んでよい。例えば、カップリング剤、湿潤剤、染料、顔料、可塑剤、フィラー、剥離剤、研磨補助剤およびこれらの混合物のような通常の添加剤である。
【００３４】
研磨コンポジットはカップリング剤を含むことができる。カップリング剤を添加することにより、研磨コンポジットを形成するために用いるスラリーの被覆粘度を著しく低下させうる。本発明に好ましいこのようなカップリング剤の例には、有機シラン、ジルコアルミネートおよびチタネートが含まれる。カップリング剤の量は、一般に、結合剤の５重量％未満、好ましくは１重量％未満である。
【００３５】
研磨層１０２は、規則的に複数配置された一定形状の立体要素１０４で構成された立体構造を有する。この立体要素１０４はリッジが頂上の点で接続されている４面体形状である。その場合、２本のリッジで挟まれた頂角αは通常３０〜１５０゜、好ましくは４５〜１４０゜とされる。立体要素はピラミッド形状としてもよい。その場合、２本のリッジで挟まれた頂角は通常３０〜１５０゜、好ましくは４５〜１４０゜とされる。
【００３６】
立体要素１０４の頂上の点は研磨材料のほぼ全域に亘って基材表面と平行な平面上に存在している。図１中、符号ｈは基材表面からの立体要素の高さを示す。ｈは通常２〜３００μｍ、好ましくは５〜１５０μｍとされる。頂上の点の高さのばらつきは立体要素１０４の高さの２０％以内が好ましく、１０％以内がより好ましい。
【００３７】
立体要素１０４は予め定められた配列で配置される。図１では立体要素１０４は細密充填されている。一般に、立体要素は一定の周期で繰り返される。この繰り返し形状は１方向的であるか、好ましくは２方向的である。
【００３８】
砥粒は立体要素の形状の表面を越えて突出しない。つまり、立体要素１０４は平滑な平面で構成される。例えば、立体要素１０４を構成する面は表面粗度Ｒｙが２μｍ以下、好ましくは１μｍ以下である。
【００３９】
立体要素１０４において研磨機能を発揮するのはその頂上部１０５である。研磨材料が研磨に供されている間、立体要素は頂上部から分解し、未使用の砥粒が現れる。従って、研磨材料の切削性を高めるためには立体要素の頂上部に存在する研磨コンポジット中の砥粒の濃度をできるだけ高めることが好ましい。研磨材料の切削性が高まり、硬質材料の研磨用途に適するからである。立体要素の頂上部に存在する研磨コンポジット中の砥粒の濃度は臨界顔料体積濃度以上であることがより好ましい。
【００４０】
臨界顔料体積濃度とは、粒子と結合剤とを混合するとき、粒子間のすき間を結合剤がちょうど埋めるときの粒子の体積濃度で、これ以下であれば結合剤が液状であれば混合物は流動性を有し、これ以上では流動性を失うという臨界的濃度をいう。立体要素の頂上部に存在する研磨コンポジット中の砥粒の濃度が臨界顔料体積濃度以下の場合は研磨材料の切削性が不十分となり、光ファイバーコネクタ端面のような硬質材料の研磨に適さなくなる。
【００４１】
立体要素の麓部１０６、すなわち、基材に接着する研磨層の下部は、通常は研磨機能を発揮しない。研磨層がそこまで摩耗した場合は通常研磨材料が廃棄されるからである。研磨機能を発揮しない立体要素の麓部１０６は砥粒を含む必要はなく、結合剤だけで形成してもよい。
【００４２】
立体要素１０４をこのような二層構造にすることで、比較的高価な砥粒の量が節約できるので研磨材料が低コストで提供できる。また、麓部１０６の結合剤は基材に対する接着性能のみを考慮して設計できるので、基材への接着不良が生じ難くなる。
【００４３】
図１中、符号ｓは立体要素の頂上部１０５の高さを示す。ｓは、例えば、立体要素の高さｈの５〜９５％、好ましくは１０〜９０％とされる。
【００４４】
図２はこの研磨材料の上面図である。図２中、符号ｏは立体要素の底辺長さを示す。符号ｐは立体要素の頂上間距離を示す。ｏは、例えば、５〜１０００μｍ、好ましくは１０〜５００μｍとされる。ｐは、例えば、５〜１０００μｍ、好ましくは１０〜５００μｍとされる。
【００４５】
また、他の態様では、立体要素は頂上が所定の高さカットされた４面体形状又はピラミッド形状であってもよい。その場合、立体要素の頂上は基材表面と平行な三角形又は四角形の平面で構成され、この平面の実質的に全てが基材表面と平行な平面上に存在することが好ましい。立体要素の高さは頂上をカットする前の立体要素の高さｈの５〜９５％、好ましくは１０〜９０％とされる。図３はこの態様の研磨材料の上面図である。
【００４６】
図３中、符号ｏは立体要素の底辺長さを示す。符号ｕは立体要素の底辺間距離を示す。符号ｙは頂上平面の一辺の長さを示す。ｏは、例えば、５〜２０００μｍ、好ましくは１０〜１０００μｍとされる。ｕは、例えば、０〜１０００μｍ、好ましくは２〜５００μｍとされる。ｙは、例えば、０．５〜１８００μｍ、好ましくは１〜９００μｍとされる。
【００４７】
図４は、本発明の他の実施態様である研磨層が立体構造を有する研磨材料の断面斜視図である。研磨材料４００は、基材４０１と基材の表面上に設けられた研磨層４０２とを有する研磨材料である。
【００４８】
研磨層４０２は結合剤のマトリックスとその中に分散させた砥粒４０３とを含む研磨コンポジットを構成成分として有している。
【００４９】
研磨層４０２は、規則的に複数配置された一定形状の立体要素４０４で構成された立体構造を有する。この立体要素４０４は三角柱を横向きにしたプリズム形状である。立体要素４０４の頂角βは通常３０〜１５０゜、好ましくは４５〜１４０゜とされる。
【００５０】
立体要素４０４の頂上のリッジは研磨材料のほぼ全域に亘って基材表面と平行な平面上に存在している。図４中符号ｈは基材表面からの立体要素の高さを示す。ｈは通常２〜６００μｍ、好ましくは４〜３００μｍとされる。頂上の線の高さのばらつきは立体要素４０４の高さの２０％以内が好ましく、１０％以内がより好ましい。
【００５１】
立体要素４０４も立体要素１０４と同様に、研磨コンポジットで成る頂上部４０５と結合剤で成る麓部４０６の二層構造にすることが好ましい。図４中、符号ｓは立体要素の頂上部の高さを示す。ｓは、例えば、立体要素の高さｈの５〜９５％、好ましくは１０〜９０％とされる。
【００５２】
一般に、立体要素４０４は縞状に配置される。図４中、符号ｗは立体要素の短底辺の長さ（立体要素の幅）を示す。符号ｐは立体要素の頂上間距離を示す。符号ｕは立体要素の長底辺間距離を示す。ｗは、例えば、２〜２０００μｍ、好ましくは４〜１０００μｍとされる。ｐは、例えば、２〜４０００μｍ、好ましくは４〜２０００μｍとされる。ｕは、例えば、０〜２０００μｍ、好ましくは０〜１０００μｍとされる。
【００５３】
立体要素４０４の長さは研磨材料のほぼ全域に亘って伸長されてよい。又は、適当な長さで中断してもよい。その端部は揃えても揃えなくてもよい。プリズム形状の立体要素の端部を下から鋭角を付けて切り、四方に斜面が出た寄せ棟形状としてもよい。図５はこの態様の研磨材料の上面図である。
【００５４】
図５中、符号ｌは立体要素の長底辺長さを示す。符号ｖは立体要素の鋭角を付けて切り取られた距離を示す。符号ｘは立体要素の短底辺間距離を示す。符号ｗ、ｐ、およびｕの意義は図４と同様である。ｌは、例えば、５〜１００００μｍ、好ましくは１０〜５０００μｍとされる。ｖは、例えば、０〜２０００μｍ、好ましくは１〜１０００μｍとされる。ｘは、例えば、０〜２０００μｍ、好ましくは０〜１０００μｍとされる。ｗは、例えば、２〜２０００μｍ、好ましくは４〜１０００μｍとされる。ｐは、例えば、２〜４０００μｍ、好ましくは４〜２０００μｍとされる。ｕは、例えば、０〜２０００μｍ、好ましくは０〜１０００μｍとされる。
【００５５】
図１〜５に例示した本発明の研磨層が立体構造を有する研磨材料は光ファイバーコネクタ端面を研磨する用途に特に適しており、接続損失特性が極めて小さい光ファイバーコネクタ端面を提供することができる。例えば、本発明の研磨層が立体構造を有する研磨材料は接続損失が１．０ｄＢ以下、更には０．５ｄＢ以下の光ファイバーコネクタ端面を提供する。
【００５６】
本発明の研磨材料は以下に説明する方法により製造することが好ましい。
【００５７】
まず、砥粒と結合剤と溶剤とを含む研磨材塗布液を調製する。ここで用いる研磨材塗布液は、研磨コンポジットを構成するのに十分な量の結合剤、砥粒、要すれば光開始剤等の添加剤を含有し、この混合物に流動性を付与するのに十分な量の揮発性溶剤をさらに含有する組成物である。研磨コンポジット中の砥粒の含有量が臨界顔料体積濃度を越えている場合でも、研磨材塗布液に揮発性溶剤を含有させることにより流動性を保つことができる。
【００５８】
好ましい揮発性溶剤は結合剤を溶解し、室温〜１７０℃で揮発性を示す有機溶剤である。具体的には、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、テトラヒドロフラン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。また、他の溶剤として好ましいものは水である。
【００５９】
次いで、規則的に複数配置された底側が先細形状の複数の凹部を有する鋳型シートを調製する。凹部の形状は形成する立体要素を反転させた形状であればよい。鋳型シートの材料は、たとえば、ニッケルのような金属、ポリプロピレンのようなプラスチック等を用いてよい。例えば、ポリプロピレンのような熱可塑性樹脂は金属用具上でその溶融温度においてエンボス可能であるため、所定形状の凹部を容易に形成でき、好ましい。また、結合剤が照射硬化性樹脂である場合は、紫外線や可視光線を透過する材料を用いることが好ましい。図６は研磨層が立体構造を有する研磨材料の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。
【００６０】
図６（ａ）に示すように、得られた鋳型シート６０１に研磨材塗布液６０２を充填する。充填量は、溶剤を蒸発させ、結合剤を硬化させた後に、頂上部１０５、４０５を形成するために十分な量である。一般には、溶剤を蒸発させた後に、底からの深さが図１および４に示すｓの寸法となる量を充填すればよい。
【００６１】
充填は研磨材塗布液をロールコーター等の被覆装置で鋳型シートに塗布することにより行うことができる。塗布時の研磨材塗布液の粘度は１０〜１０6ｃｐｓ、特に１００〜１０5ｃｐｓに調製することが好ましい。
【００６２】
図６（ｂ）に示すように、充填された研磨材塗布液から溶剤を蒸発させて除去する。その際、一般には研磨材塗布液を充填した鋳型シートを５０〜１５０℃に加熱する。加熱は０．２〜１０分間行う。結合剤が熱硬化性樹脂である場合は、硬化温度で加熱して硬化工程を同時に行ってもよい。溶剤の揮発性が高い場合は室温で数分〜数時間放置してもよい。
【００６３】
図６（ｃ）に示すように、この鋳型シートにラミネート用結合剤６０３を更に充填して凹部を結合剤で満たす。ラミネート用結合剤は研磨材塗布液で用いたものと同一でも異なってもよい。基材に対する接着性が良好な結合剤がラミネート用結合剤として好ましい。
【００６４】
ラミネート用結合剤として好ましいものは、アクリレート樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂である。ラミネート用結合剤の充填は研磨材塗布液と同様の方法により行ってよい。
【００６５】
図６（ｄ）に示すように、鋳型シート６０１に基材６０４を重ね結合剤を基材に接着させる。接着は、例えば、ロールで加圧、ラミネートする方法により行う。
【００６６】
結合剤を硬化させる。ここで用いられる「硬化」と言う用語は固体状態に重合させることを意味する。硬化の後は研磨層の特定形状は変化しない。硬化は、研磨材塗布液の結合剤と後に単独で充填したラミネート用結合剤とについて別々に行ってもよく、同時に行ってもよい。
【００６７】
結合剤は、熱、赤外線照射または、電子線照射、紫外線照射または可視光照射のような他の照射エネルギーにより硬化される。照射エネルギーの印加量は用いる結合剤の種類および照射エネルギー源により異なる。通常、当業者であれば照射エネルギーの印加量を適宜決定することができる。硬化に要する時間は結合剤の厚さ、密度、温度および組成物の特性等に依存して変化する。
【００６８】
例えば、透明基材の上から紫外線（ＵＶ）を照射して結合剤を硬化させてよい。
【００６９】
図６（ｅ）に示すように、鋳型シートを除去することにより、基材６０４と立体構造を有する研磨層６０５とから成る研磨材料６０６が得られる。鋳型シートを除去した後に結合剤を硬化させてもよい。
【００７０】
【実施例】
以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００７１】
実施例１
表１に示す成分を配合することにより研磨材塗布液を調製した。
【００７２】
【表１】
砥粒／バインダー比＝2.91
砥粒／(バインダー＋添加剤) 比＝2.86
【００７３】
表２に示す成分を配合することによりラミネート用結合剤を調製した。
【００７４】
【表２】
【００７５】
図４に示す立体要素を反転させた形状の凹部を有するポリプロピレン製鋳型シートを準備した。鋳型シートに研磨材塗布液をロールコーターにより塗布し、５０℃で５分間乾燥させた。この上にラミネート用結合剤を塗布し、厚さ７５μｍの透明ポリエステルフィルムを重ね、ロールで圧力をかけてラミネートした。ポリエステルフィルムの側から紫外線を照射し、ラミネート用結合剤を硬化させた。次いで、７０℃で２４時間加熱して研磨材塗布液の結合剤を硬化させた。
【００７６】
鋳型シートを除去し、室温まで冷却して研磨材料を得た。この研磨材料は、研磨層が図４に示される縞状に配置されたプリズム形状の立体構造を有している。各寸法を表３に示す。
【００７７】
【表３】
【００７８】
この研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。
【００７９】
得られた研磨ディスクを用いて、光ファイバーコネクタ端面を研磨した。研磨条件を表４に示す。
【００８０】
【表４】
【００８１】
切削量の経時変化を図７に示す。研磨後、この光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図８に示す。
【００８２】
実施例２
表５に示す成分を配合することにより研磨材塗布液を調製した。
【００８３】
【表５】
砥粒／バインダー比＝2.86
砥粒／(バインダー＋添加剤) 比＝2.86
【００８４】
この研磨材塗布液を用いること以外は実施例１と同様にして研磨ディスクを作製し、光ファイバーコネクタ端面を研磨した。切削量の経時変化を図７に示す。研磨後、この光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図９に示す。
【００８５】
比較例１
ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング社製の研磨材料「インペリアル印ダイヤモンドラッピングフィルム３ミル３ミクロンタイプＨ」を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。この研磨ディスクを用いること以外は実施例１と同様にして光ファイバーコネクタ端面を研磨した。切削量の経時変化を図７に示す。研磨後、この光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、粗い表面が確認された。顕微鏡写真を図１０に示す。
【００８６】
比較例２
実施例１で調製した研磨材塗布液を厚さ７５μｍのポリエステルフィルムにナイフコーターを用いて塗布し、溶剤を蒸発させて除去し、厚さ１１μｍの研磨層を形成した。この研磨層を７０℃で２４時間加熱して結合剤を硬化させた。得られた研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜き、研磨ディスクを作製した。
【００８７】
この研磨ディスクを用いること以外は実施例１と同様にして光ファイバーコネクタ端面を研磨した。切削量の経時変化を図７に示す。研磨後、この光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、粗い表面が確認された。顕微鏡写真を図１１に示す。
【００８８】
比較例３
実施例２で調製した研磨材塗布液を厚さ７５μｍのポリエステルフィルムにナイフコーターを用いて塗布し、溶剤を蒸発させて除去し、厚さ１１μｍの研磨層を形成した。この研磨層を７０℃で２４時間加熱して結合剤を硬化させた。得られた研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜き、研磨ディスクを作製した。
【００８９】
この研磨ディスクを用いること以外は実施例１と同様にして光ファイバーコネクタ端面を研磨した。切削量の経時変化を図７に示す。研磨後、この光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、粗い表面が確認された。顕微鏡写真を図１２に示す。
【００９０】
図８および９と図１０とを比較すると、実施例１および２の研磨材料は現行製品である比較例１の研磨材料より滑らかな研磨表面を与えることが解る。また、図８と図１１とを比較すると、実施例１の研磨材料は、同じ研磨材塗布液から形成されているが研磨層が立体構造を有しない研磨材料である比較例２の研磨材料より滑らかな研磨表面を与えることが解る。図９と図１２とを比較すると、実施例２の研磨材料は同じ研磨材塗布液から形成されているが研磨層が立体構造を有しない研磨材料である比較例３の研磨材料より滑らかな研磨表面を与えることが解る。
【００９１】
図７のグラフより、実施例２の研磨ディスクは比較例１〜３の研磨ディスクより高い切削性を示すことが解る。
【００９２】
実施例３
表６に示す成分を配合することにより研磨材塗布液を調製した。
【００９３】
【表６】
砥粒／バインダー比＝2.00
砥粒／(バインダー＋添加剤) 比＝1.96
【００９４】
実施例１で用いたのと同じポリプロピレン製鋳型シートを準備した。鋳型シートに研磨材塗布液をロールコーターにより塗布し、６０℃で５分間乾燥させた。この上に実施例１で調製したラミネート用結合剤を塗布し、厚さ７５μｍの透明ポリエステルフィルムを重ね、ロールで圧力をかけてラミネートした。ポリエステルフィルムの側から紫外線を照射し、結合剤を硬化させた。鋳型シートを除去し、室温まで冷却して研磨材料を得た。この研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。
【００９５】
他方、光コネクタフェルールを準備し、その端面を、ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング社製の研磨材料「インペリアル印ダイヤモンドラッピングフィルム３ミル０．５ミクロンタイプＨ」を用いて表７と同じ研磨条件で研磨した。
【００９６】
この光ファイバーコネクタ端面を作製した研磨ディスクを用いて研磨した。研磨条件を表７に示す。
【００９７】
【表７】
【００９８】
研磨後、この光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図１３に示す。
【００９９】
研磨後の光ファイバーコネクタ端面について、形状をダイレクト・オプティカル・リサーチ・カンパニー（ＤＯＲＣ）製「ズーム・インターフェロメーター・ＺＸ−１・ミニ・ＰＭＳ」で測定し、反射減衰量をＪＤＳ・ＦＩＴＥＬ製「バックリフレクション・メーター・ＲＭ３００Ａ」で測定した。結果を表９に示す。
【０１００】
実施例４
表８に示す成分を配合することにより研磨材塗布液を調製した。
【０１０１】
【表８】
砥粒／バインダー比＝2.00
砥粒／(バインダー＋添加剤) 比＝1.96
【０１０２】
この研磨材塗布液を用いること以外は実施例３と同様にして、研磨ディスクを作製し、光ファイバーコネクタ端面を研磨した。研磨後の端面の顕微鏡写真を図１４に示す。端面形状、および反射減衰量を表９に示す。
【０１０３】
比較例４
ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング社製の研磨材料「インペリアル印ダイヤモンドラッピングフィルム３ミル０．０５ミクロンＡＯタイプＰ」を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。この研磨ディスクを用いること以外は実施例３と同様にして光ファイバーコネクタ端面を研磨した。研磨後の端面の顕微鏡写真を図１５に示す。端面形状、および反射減衰量を表９に示す。
【０１０４】
比較例５
実施例３で調製した研磨材塗布液を厚さ７５μｍのポリエステルフィルムにナイフコーターを用いて塗布し、溶剤を蒸発させて除去し、厚さ４μｍの研磨層を形成した。この研磨層の上に厚さ３１μｍのポリエステルフィルムをラミネートし、紫外線を照射して結合剤を硬化させた。得られた研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。
【０１０５】
この研磨ディスクを用いること以外は実施例３と同様にして光ファイバーコネクタ端面を研磨した。しかしながら、研磨中に端面に付着物がたまり、有効に研磨ができなかった。
【０１０６】
比較例６
実施例４で調製した研磨材塗布液を厚さ７５μｍのポリエステルフィルムにナイフコーターを用いて塗布し、溶剤を蒸発させて除去し、厚さ４μｍの研磨層を形成した。この研磨層の上に厚さ３１μｍのポリエステルフィルムをラミネートし、紫外線を照射して結合剤を硬化させた。得られた研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。
【０１０７】
この研磨ディスクを用いること以外は実施例３と同様にして光ファイバーコネクタ端面を研磨した。しかしながら、研磨中に端面に付着物がたまり、有効に研磨ができなかった。
【０１０８】
【表９】
【０１０９】
図１３および１４に示されているように、実施例３および４の研磨材料を用いた場合は、ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング社製の研磨材料「インペリアル印ダイヤモンドラッピングフィルム３ミル０．５ミクロンタイプＨ」での研磨で生じた研磨目（図１０）が、６０秒の研磨で消えていた。この光ファイバーコネクタ端面は非常に滑らか微細に仕上がっており、表９に示されるように、反射減衰量も比較例４と比較して非常に小さかった。実施例４の研磨材料は、冷却液として２−プロパノールを用いて研磨を行うと、特に良好な結果を示した。
【０１１０】
実施例５
表１０に示す成分を配合することにより研磨材塗布液を調製した。
【０１１１】
【表１０】
砥粒／バインダー比＝2.72
砥粒／(バインダー＋添加剤) 比＝2.69
【０１１２】
実施例１で用いたのと同じポリプロピレン製鋳型シートを準備した。鋳型シートに研磨材塗布液をロールコーターにより塗布し、７０℃で５分間乾燥させた。この上に実施例１で調製したラミネート用結合剤を塗布し、厚さ７５μｍの透明ポリエステルフィルムを重ね、ロールで圧力をかけてラミネートした。ポリエステルフィルムの側から紫外線を照射してラミネート結合剤を硬化させた。次いで、７０℃で２４時間加熱して研磨材塗布液の結合剤を硬化させた。
【０１１３】
室温まで冷却し、鋳型シートを除去して研磨材料を得た。この研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜き、研磨ディスクを作製した。
【０１１４】
得られた研磨ディスクを用いて、ジルコニアの丸棒（直径３ｍｍ）を研磨した。研磨条件を表１１に示す。
【０１１５】
【表１１】
【０１１６】
切削量の経時変化を図１６に示す。
【０１１７】
ついで、研磨ディスクを新しいものと取り替え、光ファイバーコネクタ端面を研磨した。研磨条件を表１２に示す。
【０１１８】
【表１２】
【０１１９】
研磨後、この光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図１７に示す。
【０１２０】
実施例６
図５に示す立体要素を反転させた形状の凹部を有するポリプロピレン製鋳型シートを用いること以外は実施例５と同様にして研磨材料を作製した。この研磨材料は、研磨層が図５に示される縞状に配置された寄せ棟形状の立体構造を有している。各寸法を表１３に示す。
【０１２１】
【表１３】
※ｈは立体要素の高さ、ｓは立体要素の頂上部の高さ、βは図４に示された頂角である。
【０１２２】
得られた研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜き、研磨ディスクを作製した。この研磨ディスクを用いて、実施例５と同様にジルコニアの丸棒および光ファイバーコネクタ端面を研磨した。ジルコニアの丸棒の切削量の経時変化を図１６に示す。光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図１８に示す。
【０１２３】
実施例７
図１および２に示す立体要素を反転させた形状の凹部を有するポリプロピレン製鋳型シートを用いること以外は実施例５と同様にして研磨材料を作製した。この研磨材料は、研磨層が図１および２に示される細密充填された４面体形状の立体構造を有している。各寸法を表１４に示す。
【０１２４】
【表１４】
【０１２５】
得られた研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜き、研磨ディスクを作製した。この研磨ディスクを用いて、実施例５と同様にジルコニアの丸棒および光ファイバーコネクタ端面を研磨した。ジルコニアの丸棒の切削量の経時変化を図１６に示す。光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図１９に示す。
【０１２６】
実施例８
実施例５で用いたのとは別種類の図４に示す立体要素を反転させた形状の凹部を有するポリプロピレン製鋳型シートを用いること以外は実施例５と同様にして研磨材料を作製した。この研磨材料は、研磨層が図４に示される縞状に配置されたプリズム形状の立体構造を有している。各寸法を表１５に示す。
【０１２７】
【表１５】
【０１２８】
得られた研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜き、研磨ディスクを作製した。この研磨ディスクを用いて、実施例５と同様にジルコニアの丸棒および光ファイバーコネクタ端面を研磨した。ジルコニアの丸棒の切削量の経時変化を図１６に示す。光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図２０に示す。
【０１２９】
比較例７
ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング社製の研磨材料「インペリアル印ダイヤモンドラッピングフィルム３ミル９ミクロンタイプＨ」を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。この研磨ディスクを用いること以外は実施例５と同様にして、ジルコニアの丸棒および光ファイバーコネクタ端面を研磨した。ジルコニアの丸棒の切削量の経時変化を図１６に示す。光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、粗い表面が確認された。顕微鏡写真を図２１に示す。
【０１３０】
比較例８
実施例５で調製した研磨材塗布液を厚さ７５μｍのポリエステルフィルムにナイフコーターを用いて塗布し、溶剤を蒸発させて除去し、厚さ１４μｍの研磨層を形成した。この研磨層を７０℃で２４時間加熱し、更に１００℃で２４時間加熱して結合剤を硬化させた。室温に冷却して得られた研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを得た。
【０１３１】
この研磨ディスクを用いること以外は実施例６と同様にして、ジルコニアの丸棒および光ファイバーコネクタ端面を研磨した。ジルコニアの丸棒の切削量の経時変化を図１６に示す。光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、粗い表面が確認された。顕微鏡写真を図２２に示す。
【０１３２】
実施例９
表１６に示す成分を配合することにより研磨材塗布液を調製した。
【０１３３】
【表１６】
砥粒／バインダー比＝2.86
砥粒／(バインダー＋添加剤) 比＝2.82
【０１３４】
表１７に示す成分を配合することによりラミネート用結合剤を調製した。
【０１３５】
【表１７】
【０１３６】
実施例１で用いたのと同じポリプロピレン製鋳型シートを準備した。鋳型シートに研磨材塗布液をロールコーターにより塗布し、７０℃で５分間乾燥させた。この上にラミネート用結合剤を塗布し、厚さ７５μｍの透明ポリエステルフィルムを重ね、ロールで圧力をかけてラミネートした。ポリエステルフィルムの側から紫外線を照射してラミネート結合剤を硬化させた。次いで、７０℃で２４時間加熱して研磨材塗布液の結合剤を硬化させた。
【０１３７】
室温まで冷却し、鋳型シートを除去し、更に１００℃で２４時間加熱して研磨層の結合剤を硬化させた。この研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。
【０１３８】
得られた研磨ディスクを用いること以外は実施例５と同様にして、ジルコニアの丸棒および光ファイバーコネクタ端面を研磨した。ジルコニアの丸棒の切削量の経時変化を図１６に示す。光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図２３に示す。
【０１３９】
実施例１０
実施例６で用いたのと同じポリプロピレン製鋳型シートを用いること以外は実施例９と同様にして研磨材料を作製した。この研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。
【０１４０】
得られた研磨ディスクを用いること以外は実施例５と同様にして、ジルコニアの丸棒および光ファイバーコネクタ端面を研磨した。ジルコニアの丸棒の切削量の経時変化を図１６に示す。光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図２４に示す。
【０１４１】
実施例１１
図３に示す立体要素を反転させた形状の凹部を有するポリプロピレン製鋳型シートを用いること以外は実施例９と同様にして研磨材料を作製した。この研磨材料は、研磨層が図３に示される頂上が所定の高さカットされたピラミッド形状の立体構造を有している。各寸法を表１８に示す。
【０１４２】
【表１８】
※ｈは立体要素の高さ、ｓは立体要素の頂上部の高さ、αは頂上をカットする前の立体要素の２本のリッジで挟まれた頂角である。
【０１４３】
得られた研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜き、研磨ディスクを作製した。この研磨ディスクを用いること以外は実施例５と同様にして、ジルコニアの丸棒および光ファイバーコネクタ端面を研磨した。ジルコニアの丸棒の切削量の経時変化を図１６に示す。光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図２５に示す。
【０１４４】
図１６のグラフより、実施例５〜１１の研磨ディスクは比較例７および８の研磨ディスクより高い切削性および長い製品寿命を示すことが解る。また、図１７〜２０、および２３〜２５と図２１および２２とを比較すると、実施例５〜１１の研磨ディスクは現行製品である比較例７の研磨ディスク、および研磨層が立体構造を有しない比較例８の研磨ディスクより滑らかな研磨表面を与えることが解る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施態様である研磨層が立体構造を有する研磨材料の断面図である。
【図２】 本発明の一実施態様である研磨層が立体構造を有する研磨材料の上面図である。
【図３】 本発明の一実施態様である研磨層が立体構造を有する研磨材料の上面図である。
【図４】 本発明の一実施態様である研磨層が立体構造を有する研磨材料の断面斜視図である。
【図５】 本発明の一実施態様である研磨層が立体構造を有する研磨材料の上面図である。
【図６】 研磨層が立体構造を有する研磨材料の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。
【図７】 光ファイバーコネクタ端面を種々の研磨材料で研磨した場合の切削量の経時変化を示すグラフである。
【図８】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図９】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図１０】 従来技術の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図１１】 従来技術の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図１２】 従来技術の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図１３】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図１４】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図１５】 従来技術の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図１６】 ジルコニアの丸棒を種々の研磨材料で研磨した場合の切削量の経時変化を示すグラフである。
【図１７】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図１８】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図１９】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図２０】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図２１】 従来技術の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図２２】 従来技術の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図２３】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図２４】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図２５】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１００、４００…研磨材料、
１０１、４０１…基材、
１０２、４０２…研磨層、
１０３、４０３…砥粒、
１０４、４０４立体要素。
【発明の属する技術分野】
本発明は、その研磨層が立体構造を有する研磨材料に関し、特に、フェルールを装着した光ファイバーの端面、すなわち、光ファイバーコネクタ端面を所定の形状に研磨するのに適する、研磨層が立体構造を有する研磨材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバ通信網において光ファイバの接続には取り外しが容易な光ファイバーコネクタが広く使用されている。光ファイバーコネクタにおける接続では、光ファイバと光ファイバを被覆する被覆部（フェルール）からなる光ファイバフェルールの端面同志が直接突き合わされる。そのため、接続時の光学特性、特に接続損失は光ファイバフェルール端面の加工性状および精度に依存する。
【０００３】
光ファイバフェルール端面は複数段階の研磨によって加工を行うが、最終仕上げを行う研磨工程の加工性状と精度により、その品質が左右される。すなわち、光ファイバーの接続損失の主な要因は端面の仕上がり粗さの程度とその傾きである。
【０００４】
光ファイバフェルール端面の仕上がり粗さについては、研磨に使用する研磨材の粒径との相関関係が報告されている。例えば、ステップインデックス型ファイバーについては、研磨砥粒の粒径が約１μｍの場合は接続損失が約０．５ｄＢであるが、砥粒の粒径が約１５μｍの場合は接続損失は約１．０ｄＢ以上となる。
【０００５】
この相関関係をみれば、光ファイバーの接続損失が１ｄＢ以下とする規格を満たすためには、粒径１０〜１５μｍの砥粒を使用する必要があり、接続損失が０．５ｄＢ以下とする規格を満たすためには、粒径１μｍ程度以下という細かいグレードの砥粒を使用する必要がある。
【０００６】
特開平９−２４８７７１号には、基材と基材上に設けられた研磨層とを有し、研磨層が平均粒子径５〜３０ｍμのシリカ粒子であり、この研磨材粒子を結合する結合剤とを有し、研磨層表面の中心線平均粗さＲａが０．００５〜０．２μである、光ファイバーコネクタ端面用研磨テープが記載されている。
【０００７】
光ファイバーコネクタ端面用研磨テープのような細かいグレードの研磨材料には、ローディングという問題がある。ローディングとは、砥粒間の空間が削りくずで満たされ、それが盛り上がり、研磨能が阻害されることをいう。たとえば、光ファイバーコネクタ端面を研磨する場合は、被削クズの粒子が砥粒の間に留まり、そのことにより砥粒のカット能力が低下する。また、冷却剤および潤滑剤として用いる液体が研磨材と光ファイバーコネクタ端面との間に充分に作用せず、研磨後の光ファイバーコネクタの表面に研磨層の一部が付着し、その除去が煩雑となる。
【０００８】
更に、砥粒として細粒のものを用いると研磨時間が長くなる。逆に砥粒の粒径を大きくすると光ファイバーコネクタ端面の仕上がりが粗くなり、光ファイバーの接続損失の規格を満たすことができない。両者を併用すると研磨工程が増すことで煩雑となる。
【０００９】
ＷＯ９２／１３６８０号およびＷＯ９６／２７１８９号等には、研磨層が立体構造を有する研磨材料が記載されている。この研磨材料は、基材と基材上に設けられた研磨層とを有し、研磨層が砥粒と結合剤とを含む研磨コンポジットで成り、研磨層が、規則的に複数配置された所定形状の立体要素で構成された立体構造を有するものである。立体要素の形状としては４面体形状、ピラミッド形状、およびプリズム形状等が記載されている。
【００１０】
この研磨材料はローディング耐性であり、耐久性に優れる。しかしながら、砥粒が研磨層の全体にわたって均一に分散されており、研磨層の下部に存在する砥粒は有効に働かないため、製造コストが高くなる。
【００１１】
また、このような研磨層が立体構造を有する研磨材料は、構造を有する鋳型シート内に砥粒と結合剤とを含む研磨材塗布液を塗布し、この鋳型シートに基材を重ね結合剤を基材に接着させ、紫外線を照射して結合剤を硬化させ、鋳型シートを除去する方法により製造される。この場合、研磨材塗布液は鋳型シート内の構造に充填されるのに十分な流動性を有する必要がある。又、紫外線照射は研磨材塗布液を基材で被覆して行うため、研磨材塗布液は揮発性成分を含んではならない。
【００１２】
そのため、研磨材塗布液中の砥粒の含有量は臨界顔料体積濃度を越えることができない。従って、従来の研磨層が立体構造を有する研磨材料には、研磨層の砥粒含有量を充分に高めることができないという問題がある。
【００１３】
砥粒の粒径や研磨手段等の研磨条件が同じ条件で比較すると、研磨材料の切削性は砥粒の含有量が小さくなるほど低くなる。特に細かいグレードの研磨材料においては、砥粒の含有量が不十分であると研磨効率が悪くなり、研磨に時間を要する。
【００１４】
従って、従来の研磨層が立体構造を有する研磨材料は砥粒の含有量が不十分であるため切削性に劣り、光ファイバーコネクタ端面のような硬質材料を効率良く滑らかに所定の形状に研磨する用途には適さない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは、ローディング耐性および耐久性に優れ、光ファイバーコネクタ端面を研磨した場合でも研磨面に付着物が付かず、また、光ファイバーコネクタ端面のような硬質材料を効率良く滑らかに所定の形状に研磨する用途に適した研磨材料を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光ファイバーコネクタ端面を所定の形状に研磨するために用いる研磨材料において、上記研磨材料が基材と基材上に設けられた研磨層とを有し、上記研磨層が構成成分として砥粒と結合剤とを含む研磨コンポジットを有し、そして上記研磨層が、規則的に複数配置された所定形状の立体要素で構成された立体構造を有する研磨材料を提供するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１７】
また、本発明は、（１）規則的に複数配置された底側が先細形状の複数の凹部を有する鋳型シート内に、砥粒と結合剤と溶剤とを含む研磨材塗布液を所定の深さに充填する工程；（２）充填された研磨材塗布液から溶剤を蒸発させて除去する工程；（３）該凹部に結合剤を更に充填して満たす工程；（４）該鋳型シートに基材を重ね、結合剤を基材に接着させる工程；および（５）結合剤を硬化させる工程；を包含する、研磨層が立体構造を有する研磨材料の製造方法を提供する。
【００１８】
本発明の研磨層が立体構造を有する研磨材料は上記製造方法により製造することが好ましい。
本発明の特に好ましい実施形態の例を以下に示す。
前記立体要素の形状が、頂上で接続するリッジを有する４面体形状又はピラミッド形状である研磨材料。
前記立体要素の形状が、頂上で基材表面と平行なリッジを有するプリズム形状である研磨材料。
前記砥粒の寸法が０．０１〜２０μｍである研磨材料。
前記結合剤が、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、アクリレート化イソシアヌレート樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリレート化ウレタン樹脂、アクリレート化エポキシ樹脂、グルーおよびこれらの混合物からなる群から選択される研磨材料。
前記砥粒が、溶融酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム、シリコンカーバイド、アルミナジルコニア、ガーネット、ダイヤモンド、立方体窒化ホウ素シリカおよびこれらの混合物からなる群から選択される研磨材料。
前記基材が柔軟性であり、光ファイバーコネクタ端面を球面研磨するために特に適した研磨材料。
接続損失量が１．０ｄＢ以下の光ファイバーコネクタ端面を提供する研磨材料。
前記（１）工程で用いる研磨材塗布液に含まれる結合剤がフェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、アクリレート化イソシアヌレート樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリレート化ウレタン樹脂、アクリレート化エポキシ樹脂およびこれらの混合物からなる群から選択される、研磨層が立体構造を有する研磨材料の製造方法。
前記（３）工程で用いる結合剤がフェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、アクリレート化イソシアヌレート樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリレート化ウレタン樹脂、アクリレート化エポキシ樹脂およびこれらの混合物からなる群から選択される、研磨層が立体構造を有する研磨材料の製造方法。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施態様である研磨層が立体構造を有する研磨材料の断面図である。研磨材料１００は、基材１０１と基材の表面上に設けられた研磨層１０２とを有する研磨材料である。
【００２０】
本発明の基材に好ましい材料には、ポリマーフィルム、紙、布、金属フィルム、バルカンファイバー、不織基材、これらの組み合わせおよびこれらの処理品が含まれる。光ファイバーコネクタ端面を球面研磨する場合は、基材は柔軟性の材料であることが好ましい。球面形状を形成し易いからである。また、基材は紫外線照射に対して透明であることが好ましい。製造工程において便利だからである。
【００２１】
例えば、基材はポリエステルフィルムのようなポリマーフィルムであってよい。また、ポリマーフィルムは、研磨コンポジットの基材に対する接着を促進するためにポリエチレンアクリル酸のような材料で下塗りしてもよい。
【００２２】
研磨層１０２は結合剤のマトリックスとその中に分散させた砥粒１０３とを含む研磨コンポジットを構成成分として有している。
【００２３】
研磨コンポジットは、未硬化または未ゲル化状態の結合剤中に分散された複数の砥粒を含有するスラリーから形成される。硬化またはゲル化において、研磨コンポジットは固形化、すなわち予め定められた形状および予め定められた構造に固定される。
【００２４】
砥粒の寸法は砥粒の種類や研磨材料の用途に依存して変化する。例えば、その寸法は、最終仕上げ研磨では、０．０１〜１μｍ、好ましくは０．０１〜０．５μｍさらに好ましくは０．０１〜０．１μｍ、曲面形成のための粗研磨には、０．５〜２０μｍ、好ましくは０．５〜１０μｍである。本発明に適する砥粒の例には、ダイヤモンド、立方晶窒化ボロン、酸化セリウム、溶融酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、ゾルゲル酸化アルミニウム、シリコンカーバイド、酸化クロム、シリカ、ジルコニア、アルミナジルコニア、酸化鉄、ガーネット、およびこれらの混合物が含まれる。特に好ましいものは、粗研磨には、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、酸化アルミニウム、シリコンカーバイド、仕上げ研磨にはシリカ、酸化アルミニウムである。
【００２５】
結合剤は硬化またはゲル化することにより研磨層を形成する。本発明に好ましい結合剤の例には、フェノール樹脂、レゾール−フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ビニル樹脂、メラミン樹脂、アクリレート化イソシアヌレート樹脂、尿素-ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリレート化ウレタン樹脂、アクリレート化エポキシ樹脂およびこれらの混合物が含まれる。結合剤は熱可塑性樹脂でもよい。
【００２６】
特に好ましいものは、フェノール樹脂、レゾール−フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂である。
【００２７】
結合剤は照射硬化性であってもよい。照射硬化性結合剤は照射エネルギーにより少なくとも部分的に硬化されるか、または少なくとも部分的に重合されうるいずれかの結合剤である。用いられる結合剤に依存して、熱、赤外線、電子線、紫外線照射または可視光照射のようなエネルギー源が用いられる。
【００２８】
典型的には、これらの結合剤はフリーラジカル機構により重合される。好ましくは、これらは、アクリレート化ウレタン、アクリレート化エポキシ、α,β-不飽和カルボニル基を有するアミノプラスト誘導体、エチレン性不飽和化合物、少なくとも１個のアクリレート基を有するイソシアヌレート誘導体、少なくとも１個のアクリレート基を有するイソシアネート、およびこれらの混合物からなる群から選択される。
【００２９】
結合剤が紫外線照射により硬化される場合は、フリーラジカル重合を開始させるために光開始剤を必要とする。この目的に好ましい光開始剤の例には、有機パーオキシド、アゾ化合物、キノン、ベンゾフェノン、ニトロソ化合物、アクリルハライド、ヒドラゾン、メルカプト化合物、ピリリウム化合物、トリアクリルイミダゾール、ビスイミダゾール、クロロアルキルトリアジン、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、チオキサントンおよびアセトフェノン誘導体が含まれる。好ましい光開始剤は２,２−ジメトキシ−１,２−ジフェニル−１−エタノンである。
【００３０】
結合剤が可視照射で硬化される場合は、光開始剤はフリーラジカル重合を開始させることが必要とされる。この目的のために好ましい光開始剤の例は、ここに参照として挙げる米国特許第４,７３５,６３２号、第３欄、第２５行から第４欄第１０行、第５欄第１〜７行、第６欄第１〜３５行に記載されている。
【００３１】
砥粒の結合剤に対する重量比は、一般に、１部の結合剤に対して約１．５部〜１０部の砥粒、好ましくは１部の結合剤に対して約２〜７部の砥粒の範囲である。この割合は砥粒のサイズおよび用いる結合剤の種類や研磨材料の用途に依存して変化する。
【００３２】
光ファイバーコネクタ端面のような硬質材料を滑らかかつ精密に研磨する場合に、研磨コンポジット中に含まれる砥粒の濃度の好ましい範囲は以下の通りである。砥粒がシリコンカーバイドの場合は４３〜９０重量％、アルミナ・シリカ等の球状研磨粒子の場合は７０〜９０重量％、アルミナの場合は３７〜９０重量％、そしてダイヤモンドの場合は３９〜９０重量％。
【００３３】
研磨コンポジットは砥粒および結合剤以外の材料を含んでよい。例えば、カップリング剤、湿潤剤、染料、顔料、可塑剤、フィラー、剥離剤、研磨補助剤およびこれらの混合物のような通常の添加剤である。
【００３４】
研磨コンポジットはカップリング剤を含むことができる。カップリング剤を添加することにより、研磨コンポジットを形成するために用いるスラリーの被覆粘度を著しく低下させうる。本発明に好ましいこのようなカップリング剤の例には、有機シラン、ジルコアルミネートおよびチタネートが含まれる。カップリング剤の量は、一般に、結合剤の５重量％未満、好ましくは１重量％未満である。
【００３５】
研磨層１０２は、規則的に複数配置された一定形状の立体要素１０４で構成された立体構造を有する。この立体要素１０４はリッジが頂上の点で接続されている４面体形状である。その場合、２本のリッジで挟まれた頂角αは通常３０〜１５０゜、好ましくは４５〜１４０゜とされる。立体要素はピラミッド形状としてもよい。その場合、２本のリッジで挟まれた頂角は通常３０〜１５０゜、好ましくは４５〜１４０゜とされる。
【００３６】
立体要素１０４の頂上の点は研磨材料のほぼ全域に亘って基材表面と平行な平面上に存在している。図１中、符号ｈは基材表面からの立体要素の高さを示す。ｈは通常２〜３００μｍ、好ましくは５〜１５０μｍとされる。頂上の点の高さのばらつきは立体要素１０４の高さの２０％以内が好ましく、１０％以内がより好ましい。
【００３７】
立体要素１０４は予め定められた配列で配置される。図１では立体要素１０４は細密充填されている。一般に、立体要素は一定の周期で繰り返される。この繰り返し形状は１方向的であるか、好ましくは２方向的である。
【００３８】
砥粒は立体要素の形状の表面を越えて突出しない。つまり、立体要素１０４は平滑な平面で構成される。例えば、立体要素１０４を構成する面は表面粗度Ｒｙが２μｍ以下、好ましくは１μｍ以下である。
【００３９】
立体要素１０４において研磨機能を発揮するのはその頂上部１０５である。研磨材料が研磨に供されている間、立体要素は頂上部から分解し、未使用の砥粒が現れる。従って、研磨材料の切削性を高めるためには立体要素の頂上部に存在する研磨コンポジット中の砥粒の濃度をできるだけ高めることが好ましい。研磨材料の切削性が高まり、硬質材料の研磨用途に適するからである。立体要素の頂上部に存在する研磨コンポジット中の砥粒の濃度は臨界顔料体積濃度以上であることがより好ましい。
【００４０】
臨界顔料体積濃度とは、粒子と結合剤とを混合するとき、粒子間のすき間を結合剤がちょうど埋めるときの粒子の体積濃度で、これ以下であれば結合剤が液状であれば混合物は流動性を有し、これ以上では流動性を失うという臨界的濃度をいう。立体要素の頂上部に存在する研磨コンポジット中の砥粒の濃度が臨界顔料体積濃度以下の場合は研磨材料の切削性が不十分となり、光ファイバーコネクタ端面のような硬質材料の研磨に適さなくなる。
【００４１】
立体要素の麓部１０６、すなわち、基材に接着する研磨層の下部は、通常は研磨機能を発揮しない。研磨層がそこまで摩耗した場合は通常研磨材料が廃棄されるからである。研磨機能を発揮しない立体要素の麓部１０６は砥粒を含む必要はなく、結合剤だけで形成してもよい。
【００４２】
立体要素１０４をこのような二層構造にすることで、比較的高価な砥粒の量が節約できるので研磨材料が低コストで提供できる。また、麓部１０６の結合剤は基材に対する接着性能のみを考慮して設計できるので、基材への接着不良が生じ難くなる。
【００４３】
図１中、符号ｓは立体要素の頂上部１０５の高さを示す。ｓは、例えば、立体要素の高さｈの５〜９５％、好ましくは１０〜９０％とされる。
【００４４】
図２はこの研磨材料の上面図である。図２中、符号ｏは立体要素の底辺長さを示す。符号ｐは立体要素の頂上間距離を示す。ｏは、例えば、５〜１０００μｍ、好ましくは１０〜５００μｍとされる。ｐは、例えば、５〜１０００μｍ、好ましくは１０〜５００μｍとされる。
【００４５】
また、他の態様では、立体要素は頂上が所定の高さカットされた４面体形状又はピラミッド形状であってもよい。その場合、立体要素の頂上は基材表面と平行な三角形又は四角形の平面で構成され、この平面の実質的に全てが基材表面と平行な平面上に存在することが好ましい。立体要素の高さは頂上をカットする前の立体要素の高さｈの５〜９５％、好ましくは１０〜９０％とされる。図３はこの態様の研磨材料の上面図である。
【００４６】
図３中、符号ｏは立体要素の底辺長さを示す。符号ｕは立体要素の底辺間距離を示す。符号ｙは頂上平面の一辺の長さを示す。ｏは、例えば、５〜２０００μｍ、好ましくは１０〜１０００μｍとされる。ｕは、例えば、０〜１０００μｍ、好ましくは２〜５００μｍとされる。ｙは、例えば、０．５〜１８００μｍ、好ましくは１〜９００μｍとされる。
【００４７】
図４は、本発明の他の実施態様である研磨層が立体構造を有する研磨材料の断面斜視図である。研磨材料４００は、基材４０１と基材の表面上に設けられた研磨層４０２とを有する研磨材料である。
【００４８】
研磨層４０２は結合剤のマトリックスとその中に分散させた砥粒４０３とを含む研磨コンポジットを構成成分として有している。
【００４９】
研磨層４０２は、規則的に複数配置された一定形状の立体要素４０４で構成された立体構造を有する。この立体要素４０４は三角柱を横向きにしたプリズム形状である。立体要素４０４の頂角βは通常３０〜１５０゜、好ましくは４５〜１４０゜とされる。
【００５０】
立体要素４０４の頂上のリッジは研磨材料のほぼ全域に亘って基材表面と平行な平面上に存在している。図４中符号ｈは基材表面からの立体要素の高さを示す。ｈは通常２〜６００μｍ、好ましくは４〜３００μｍとされる。頂上の線の高さのばらつきは立体要素４０４の高さの２０％以内が好ましく、１０％以内がより好ましい。
【００５１】
立体要素４０４も立体要素１０４と同様に、研磨コンポジットで成る頂上部４０５と結合剤で成る麓部４０６の二層構造にすることが好ましい。図４中、符号ｓは立体要素の頂上部の高さを示す。ｓは、例えば、立体要素の高さｈの５〜９５％、好ましくは１０〜９０％とされる。
【００５２】
一般に、立体要素４０４は縞状に配置される。図４中、符号ｗは立体要素の短底辺の長さ（立体要素の幅）を示す。符号ｐは立体要素の頂上間距離を示す。符号ｕは立体要素の長底辺間距離を示す。ｗは、例えば、２〜２０００μｍ、好ましくは４〜１０００μｍとされる。ｐは、例えば、２〜４０００μｍ、好ましくは４〜２０００μｍとされる。ｕは、例えば、０〜２０００μｍ、好ましくは０〜１０００μｍとされる。
【００５３】
立体要素４０４の長さは研磨材料のほぼ全域に亘って伸長されてよい。又は、適当な長さで中断してもよい。その端部は揃えても揃えなくてもよい。プリズム形状の立体要素の端部を下から鋭角を付けて切り、四方に斜面が出た寄せ棟形状としてもよい。図５はこの態様の研磨材料の上面図である。
【００５４】
図５中、符号ｌは立体要素の長底辺長さを示す。符号ｖは立体要素の鋭角を付けて切り取られた距離を示す。符号ｘは立体要素の短底辺間距離を示す。符号ｗ、ｐ、およびｕの意義は図４と同様である。ｌは、例えば、５〜１００００μｍ、好ましくは１０〜５０００μｍとされる。ｖは、例えば、０〜２０００μｍ、好ましくは１〜１０００μｍとされる。ｘは、例えば、０〜２０００μｍ、好ましくは０〜１０００μｍとされる。ｗは、例えば、２〜２０００μｍ、好ましくは４〜１０００μｍとされる。ｐは、例えば、２〜４０００μｍ、好ましくは４〜２０００μｍとされる。ｕは、例えば、０〜２０００μｍ、好ましくは０〜１０００μｍとされる。
【００５５】
図１〜５に例示した本発明の研磨層が立体構造を有する研磨材料は光ファイバーコネクタ端面を研磨する用途に特に適しており、接続損失特性が極めて小さい光ファイバーコネクタ端面を提供することができる。例えば、本発明の研磨層が立体構造を有する研磨材料は接続損失が１．０ｄＢ以下、更には０．５ｄＢ以下の光ファイバーコネクタ端面を提供する。
【００５６】
本発明の研磨材料は以下に説明する方法により製造することが好ましい。
【００５７】
まず、砥粒と結合剤と溶剤とを含む研磨材塗布液を調製する。ここで用いる研磨材塗布液は、研磨コンポジットを構成するのに十分な量の結合剤、砥粒、要すれば光開始剤等の添加剤を含有し、この混合物に流動性を付与するのに十分な量の揮発性溶剤をさらに含有する組成物である。研磨コンポジット中の砥粒の含有量が臨界顔料体積濃度を越えている場合でも、研磨材塗布液に揮発性溶剤を含有させることにより流動性を保つことができる。
【００５８】
好ましい揮発性溶剤は結合剤を溶解し、室温〜１７０℃で揮発性を示す有機溶剤である。具体的には、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、テトラヒドロフラン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。また、他の溶剤として好ましいものは水である。
【００５９】
次いで、規則的に複数配置された底側が先細形状の複数の凹部を有する鋳型シートを調製する。凹部の形状は形成する立体要素を反転させた形状であればよい。鋳型シートの材料は、たとえば、ニッケルのような金属、ポリプロピレンのようなプラスチック等を用いてよい。例えば、ポリプロピレンのような熱可塑性樹脂は金属用具上でその溶融温度においてエンボス可能であるため、所定形状の凹部を容易に形成でき、好ましい。また、結合剤が照射硬化性樹脂である場合は、紫外線や可視光線を透過する材料を用いることが好ましい。図６は研磨層が立体構造を有する研磨材料の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。
【００６０】
図６（ａ）に示すように、得られた鋳型シート６０１に研磨材塗布液６０２を充填する。充填量は、溶剤を蒸発させ、結合剤を硬化させた後に、頂上部１０５、４０５を形成するために十分な量である。一般には、溶剤を蒸発させた後に、底からの深さが図１および４に示すｓの寸法となる量を充填すればよい。
【００６１】
充填は研磨材塗布液をロールコーター等の被覆装置で鋳型シートに塗布することにより行うことができる。塗布時の研磨材塗布液の粘度は１０〜１０6ｃｐｓ、特に１００〜１０5ｃｐｓに調製することが好ましい。
【００６２】
図６（ｂ）に示すように、充填された研磨材塗布液から溶剤を蒸発させて除去する。その際、一般には研磨材塗布液を充填した鋳型シートを５０〜１５０℃に加熱する。加熱は０．２〜１０分間行う。結合剤が熱硬化性樹脂である場合は、硬化温度で加熱して硬化工程を同時に行ってもよい。溶剤の揮発性が高い場合は室温で数分〜数時間放置してもよい。
【００６３】
図６（ｃ）に示すように、この鋳型シートにラミネート用結合剤６０３を更に充填して凹部を結合剤で満たす。ラミネート用結合剤は研磨材塗布液で用いたものと同一でも異なってもよい。基材に対する接着性が良好な結合剤がラミネート用結合剤として好ましい。
【００６４】
ラミネート用結合剤として好ましいものは、アクリレート樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂である。ラミネート用結合剤の充填は研磨材塗布液と同様の方法により行ってよい。
【００６５】
図６（ｄ）に示すように、鋳型シート６０１に基材６０４を重ね結合剤を基材に接着させる。接着は、例えば、ロールで加圧、ラミネートする方法により行う。
【００６６】
結合剤を硬化させる。ここで用いられる「硬化」と言う用語は固体状態に重合させることを意味する。硬化の後は研磨層の特定形状は変化しない。硬化は、研磨材塗布液の結合剤と後に単独で充填したラミネート用結合剤とについて別々に行ってもよく、同時に行ってもよい。
【００６７】
結合剤は、熱、赤外線照射または、電子線照射、紫外線照射または可視光照射のような他の照射エネルギーにより硬化される。照射エネルギーの印加量は用いる結合剤の種類および照射エネルギー源により異なる。通常、当業者であれば照射エネルギーの印加量を適宜決定することができる。硬化に要する時間は結合剤の厚さ、密度、温度および組成物の特性等に依存して変化する。
【００６８】
例えば、透明基材の上から紫外線（ＵＶ）を照射して結合剤を硬化させてよい。
【００６９】
図６（ｅ）に示すように、鋳型シートを除去することにより、基材６０４と立体構造を有する研磨層６０５とから成る研磨材料６０６が得られる。鋳型シートを除去した後に結合剤を硬化させてもよい。
【００７０】
【実施例】
以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００７１】
実施例１
表１に示す成分を配合することにより研磨材塗布液を調製した。
【００７２】
【表１】
砥粒／(バインダー＋添加剤) 比＝2.86
【００７３】
表２に示す成分を配合することによりラミネート用結合剤を調製した。
【００７４】
【表２】
図４に示す立体要素を反転させた形状の凹部を有するポリプロピレン製鋳型シートを準備した。鋳型シートに研磨材塗布液をロールコーターにより塗布し、５０℃で５分間乾燥させた。この上にラミネート用結合剤を塗布し、厚さ７５μｍの透明ポリエステルフィルムを重ね、ロールで圧力をかけてラミネートした。ポリエステルフィルムの側から紫外線を照射し、ラミネート用結合剤を硬化させた。次いで、７０℃で２４時間加熱して研磨材塗布液の結合剤を硬化させた。
【００７６】
鋳型シートを除去し、室温まで冷却して研磨材料を得た。この研磨材料は、研磨層が図４に示される縞状に配置されたプリズム形状の立体構造を有している。各寸法を表３に示す。
【００７７】
【表３】
この研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。
【００７９】
得られた研磨ディスクを用いて、光ファイバーコネクタ端面を研磨した。研磨条件を表４に示す。
【００８０】
【表４】
切削量の経時変化を図７に示す。研磨後、この光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図８に示す。
【００８２】
実施例２
表５に示す成分を配合することにより研磨材塗布液を調製した。
【００８３】
【表５】
砥粒／(バインダー＋添加剤) 比＝2.86
【００８４】
この研磨材塗布液を用いること以外は実施例１と同様にして研磨ディスクを作製し、光ファイバーコネクタ端面を研磨した。切削量の経時変化を図７に示す。研磨後、この光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図９に示す。
【００８５】
比較例１
ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング社製の研磨材料「インペリアル印ダイヤモンドラッピングフィルム３ミル３ミクロンタイプＨ」を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。この研磨ディスクを用いること以外は実施例１と同様にして光ファイバーコネクタ端面を研磨した。切削量の経時変化を図７に示す。研磨後、この光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、粗い表面が確認された。顕微鏡写真を図１０に示す。
【００８６】
比較例２
実施例１で調製した研磨材塗布液を厚さ７５μｍのポリエステルフィルムにナイフコーターを用いて塗布し、溶剤を蒸発させて除去し、厚さ１１μｍの研磨層を形成した。この研磨層を７０℃で２４時間加熱して結合剤を硬化させた。得られた研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜き、研磨ディスクを作製した。
【００８７】
この研磨ディスクを用いること以外は実施例１と同様にして光ファイバーコネクタ端面を研磨した。切削量の経時変化を図７に示す。研磨後、この光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、粗い表面が確認された。顕微鏡写真を図１１に示す。
【００８８】
比較例３
実施例２で調製した研磨材塗布液を厚さ７５μｍのポリエステルフィルムにナイフコーターを用いて塗布し、溶剤を蒸発させて除去し、厚さ１１μｍの研磨層を形成した。この研磨層を７０℃で２４時間加熱して結合剤を硬化させた。得られた研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜き、研磨ディスクを作製した。
【００８９】
この研磨ディスクを用いること以外は実施例１と同様にして光ファイバーコネクタ端面を研磨した。切削量の経時変化を図７に示す。研磨後、この光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、粗い表面が確認された。顕微鏡写真を図１２に示す。
【００９０】
図８および９と図１０とを比較すると、実施例１および２の研磨材料は現行製品である比較例１の研磨材料より滑らかな研磨表面を与えることが解る。また、図８と図１１とを比較すると、実施例１の研磨材料は、同じ研磨材塗布液から形成されているが研磨層が立体構造を有しない研磨材料である比較例２の研磨材料より滑らかな研磨表面を与えることが解る。図９と図１２とを比較すると、実施例２の研磨材料は同じ研磨材塗布液から形成されているが研磨層が立体構造を有しない研磨材料である比較例３の研磨材料より滑らかな研磨表面を与えることが解る。
【００９１】
図７のグラフより、実施例２の研磨ディスクは比較例１〜３の研磨ディスクより高い切削性を示すことが解る。
【００９２】
実施例３
表６に示す成分を配合することにより研磨材塗布液を調製した。
【００９３】
【表６】
砥粒／(バインダー＋添加剤) 比＝1.96
【００９４】
実施例１で用いたのと同じポリプロピレン製鋳型シートを準備した。鋳型シートに研磨材塗布液をロールコーターにより塗布し、６０℃で５分間乾燥させた。この上に実施例１で調製したラミネート用結合剤を塗布し、厚さ７５μｍの透明ポリエステルフィルムを重ね、ロールで圧力をかけてラミネートした。ポリエステルフィルムの側から紫外線を照射し、結合剤を硬化させた。鋳型シートを除去し、室温まで冷却して研磨材料を得た。この研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。
【００９５】
他方、光コネクタフェルールを準備し、その端面を、ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング社製の研磨材料「インペリアル印ダイヤモンドラッピングフィルム３ミル０．５ミクロンタイプＨ」を用いて表７と同じ研磨条件で研磨した。
【００９６】
この光ファイバーコネクタ端面を作製した研磨ディスクを用いて研磨した。研磨条件を表７に示す。
【００９７】
【表７】
研磨後、この光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図１３に示す。
【００９９】
研磨後の光ファイバーコネクタ端面について、形状をダイレクト・オプティカル・リサーチ・カンパニー（ＤＯＲＣ）製「ズーム・インターフェロメーター・ＺＸ−１・ミニ・ＰＭＳ」で測定し、反射減衰量をＪＤＳ・ＦＩＴＥＬ製「バックリフレクション・メーター・ＲＭ３００Ａ」で測定した。結果を表９に示す。
【０１００】
実施例４
表８に示す成分を配合することにより研磨材塗布液を調製した。
【０１０１】
【表８】
砥粒／(バインダー＋添加剤) 比＝1.96
【０１０２】
この研磨材塗布液を用いること以外は実施例３と同様にして、研磨ディスクを作製し、光ファイバーコネクタ端面を研磨した。研磨後の端面の顕微鏡写真を図１４に示す。端面形状、および反射減衰量を表９に示す。
【０１０３】
比較例４
ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング社製の研磨材料「インペリアル印ダイヤモンドラッピングフィルム３ミル０．０５ミクロンＡＯタイプＰ」を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。この研磨ディスクを用いること以外は実施例３と同様にして光ファイバーコネクタ端面を研磨した。研磨後の端面の顕微鏡写真を図１５に示す。端面形状、および反射減衰量を表９に示す。
【０１０４】
比較例５
実施例３で調製した研磨材塗布液を厚さ７５μｍのポリエステルフィルムにナイフコーターを用いて塗布し、溶剤を蒸発させて除去し、厚さ４μｍの研磨層を形成した。この研磨層の上に厚さ３１μｍのポリエステルフィルムをラミネートし、紫外線を照射して結合剤を硬化させた。得られた研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。
【０１０５】
この研磨ディスクを用いること以外は実施例３と同様にして光ファイバーコネクタ端面を研磨した。しかしながら、研磨中に端面に付着物がたまり、有効に研磨ができなかった。
【０１０６】
比較例６
実施例４で調製した研磨材塗布液を厚さ７５μｍのポリエステルフィルムにナイフコーターを用いて塗布し、溶剤を蒸発させて除去し、厚さ４μｍの研磨層を形成した。この研磨層の上に厚さ３１μｍのポリエステルフィルムをラミネートし、紫外線を照射して結合剤を硬化させた。得られた研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。
【０１０７】
この研磨ディスクを用いること以外は実施例３と同様にして光ファイバーコネクタ端面を研磨した。しかしながら、研磨中に端面に付着物がたまり、有効に研磨ができなかった。
【０１０８】
【表９】
図１３および１４に示されているように、実施例３および４の研磨材料を用いた場合は、ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング社製の研磨材料「インペリアル印ダイヤモンドラッピングフィルム３ミル０．５ミクロンタイプＨ」での研磨で生じた研磨目（図１０）が、６０秒の研磨で消えていた。この光ファイバーコネクタ端面は非常に滑らか微細に仕上がっており、表９に示されるように、反射減衰量も比較例４と比較して非常に小さかった。実施例４の研磨材料は、冷却液として２−プロパノールを用いて研磨を行うと、特に良好な結果を示した。
【０１１０】
実施例５
表１０に示す成分を配合することにより研磨材塗布液を調製した。
【０１１１】
【表１０】
砥粒／(バインダー＋添加剤) 比＝2.69
【０１１２】
実施例１で用いたのと同じポリプロピレン製鋳型シートを準備した。鋳型シートに研磨材塗布液をロールコーターにより塗布し、７０℃で５分間乾燥させた。この上に実施例１で調製したラミネート用結合剤を塗布し、厚さ７５μｍの透明ポリエステルフィルムを重ね、ロールで圧力をかけてラミネートした。ポリエステルフィルムの側から紫外線を照射してラミネート結合剤を硬化させた。次いで、７０℃で２４時間加熱して研磨材塗布液の結合剤を硬化させた。
【０１１３】
室温まで冷却し、鋳型シートを除去して研磨材料を得た。この研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜き、研磨ディスクを作製した。
【０１１４】
得られた研磨ディスクを用いて、ジルコニアの丸棒（直径３ｍｍ）を研磨した。研磨条件を表１１に示す。
【０１１５】
【表１１】
切削量の経時変化を図１６に示す。
【０１１７】
ついで、研磨ディスクを新しいものと取り替え、光ファイバーコネクタ端面を研磨した。研磨条件を表１２に示す。
【０１１８】
【表１２】
研磨後、この光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図１７に示す。
【０１２０】
実施例６
図５に示す立体要素を反転させた形状の凹部を有するポリプロピレン製鋳型シートを用いること以外は実施例５と同様にして研磨材料を作製した。この研磨材料は、研磨層が図５に示される縞状に配置された寄せ棟形状の立体構造を有している。各寸法を表１３に示す。
【０１２１】
【表１３】
【０１２２】
得られた研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜き、研磨ディスクを作製した。この研磨ディスクを用いて、実施例５と同様にジルコニアの丸棒および光ファイバーコネクタ端面を研磨した。ジルコニアの丸棒の切削量の経時変化を図１６に示す。光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図１８に示す。
【０１２３】
実施例７
図１および２に示す立体要素を反転させた形状の凹部を有するポリプロピレン製鋳型シートを用いること以外は実施例５と同様にして研磨材料を作製した。この研磨材料は、研磨層が図１および２に示される細密充填された４面体形状の立体構造を有している。各寸法を表１４に示す。
【０１２４】
【表１４】
得られた研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜き、研磨ディスクを作製した。この研磨ディスクを用いて、実施例５と同様にジルコニアの丸棒および光ファイバーコネクタ端面を研磨した。ジルコニアの丸棒の切削量の経時変化を図１６に示す。光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図１９に示す。
【０１２６】
実施例８
実施例５で用いたのとは別種類の図４に示す立体要素を反転させた形状の凹部を有するポリプロピレン製鋳型シートを用いること以外は実施例５と同様にして研磨材料を作製した。この研磨材料は、研磨層が図４に示される縞状に配置されたプリズム形状の立体構造を有している。各寸法を表１５に示す。
【０１２７】
【表１５】
得られた研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜き、研磨ディスクを作製した。この研磨ディスクを用いて、実施例５と同様にジルコニアの丸棒および光ファイバーコネクタ端面を研磨した。ジルコニアの丸棒の切削量の経時変化を図１６に示す。光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図２０に示す。
【０１２９】
比較例７
ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング社製の研磨材料「インペリアル印ダイヤモンドラッピングフィルム３ミル９ミクロンタイプＨ」を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。この研磨ディスクを用いること以外は実施例５と同様にして、ジルコニアの丸棒および光ファイバーコネクタ端面を研磨した。ジルコニアの丸棒の切削量の経時変化を図１６に示す。光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、粗い表面が確認された。顕微鏡写真を図２１に示す。
【０１３０】
比較例８
実施例５で調製した研磨材塗布液を厚さ７５μｍのポリエステルフィルムにナイフコーターを用いて塗布し、溶剤を蒸発させて除去し、厚さ１４μｍの研磨層を形成した。この研磨層を７０℃で２４時間加熱し、更に１００℃で２４時間加熱して結合剤を硬化させた。室温に冷却して得られた研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを得た。
【０１３１】
この研磨ディスクを用いること以外は実施例６と同様にして、ジルコニアの丸棒および光ファイバーコネクタ端面を研磨した。ジルコニアの丸棒の切削量の経時変化を図１６に示す。光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、粗い表面が確認された。顕微鏡写真を図２２に示す。
【０１３２】
実施例９
表１６に示す成分を配合することにより研磨材塗布液を調製した。
【０１３３】
【表１６】
砥粒／(バインダー＋添加剤) 比＝2.82
【０１３４】
表１７に示す成分を配合することによりラミネート用結合剤を調製した。
【０１３５】
【表１７】
実施例１で用いたのと同じポリプロピレン製鋳型シートを準備した。鋳型シートに研磨材塗布液をロールコーターにより塗布し、７０℃で５分間乾燥させた。この上にラミネート用結合剤を塗布し、厚さ７５μｍの透明ポリエステルフィルムを重ね、ロールで圧力をかけてラミネートした。ポリエステルフィルムの側から紫外線を照射してラミネート結合剤を硬化させた。次いで、７０℃で２４時間加熱して研磨材塗布液の結合剤を硬化させた。
【０１３７】
室温まで冷却し、鋳型シートを除去し、更に１００℃で２４時間加熱して研磨層の結合剤を硬化させた。この研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。
【０１３８】
得られた研磨ディスクを用いること以外は実施例５と同様にして、ジルコニアの丸棒および光ファイバーコネクタ端面を研磨した。ジルコニアの丸棒の切削量の経時変化を図１６に示す。光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図２３に示す。
【０１３９】
実施例１０
実施例６で用いたのと同じポリプロピレン製鋳型シートを用いること以外は実施例９と同様にして研磨材料を作製した。この研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜いて研磨ディスクを作製した。
【０１４０】
得られた研磨ディスクを用いること以外は実施例５と同様にして、ジルコニアの丸棒および光ファイバーコネクタ端面を研磨した。ジルコニアの丸棒の切削量の経時変化を図１６に示す。光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図２４に示す。
【０１４１】
実施例１１
図３に示す立体要素を反転させた形状の凹部を有するポリプロピレン製鋳型シートを用いること以外は実施例９と同様にして研磨材料を作製した。この研磨材料は、研磨層が図３に示される頂上が所定の高さカットされたピラミッド形状の立体構造を有している。各寸法を表１８に示す。
【０１４２】
【表１８】
【０１４３】
得られた研磨材料を直径１１０ｍｍの円形に打ち抜き、研磨ディスクを作製した。この研磨ディスクを用いること以外は実施例５と同様にして、ジルコニアの丸棒および光ファイバーコネクタ端面を研磨した。ジルコニアの丸棒の切削量の経時変化を図１６に示す。光ファイバーコネクタ端面を電子顕微鏡で観察したところ、滑らかな表面が確認された。顕微鏡写真を図２５に示す。
【０１４４】
図１６のグラフより、実施例５〜１１の研磨ディスクは比較例７および８の研磨ディスクより高い切削性および長い製品寿命を示すことが解る。また、図１７〜２０、および２３〜２５と図２１および２２とを比較すると、実施例５〜１１の研磨ディスクは現行製品である比較例７の研磨ディスク、および研磨層が立体構造を有しない比較例８の研磨ディスクより滑らかな研磨表面を与えることが解る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施態様である研磨層が立体構造を有する研磨材料の断面図である。
【図２】 本発明の一実施態様である研磨層が立体構造を有する研磨材料の上面図である。
【図３】 本発明の一実施態様である研磨層が立体構造を有する研磨材料の上面図である。
【図４】 本発明の一実施態様である研磨層が立体構造を有する研磨材料の断面斜視図である。
【図５】 本発明の一実施態様である研磨層が立体構造を有する研磨材料の上面図である。
【図６】 研磨層が立体構造を有する研磨材料の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。
【図７】 光ファイバーコネクタ端面を種々の研磨材料で研磨した場合の切削量の経時変化を示すグラフである。
【図８】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図９】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図１０】 従来技術の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図１１】 従来技術の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図１２】 従来技術の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図１３】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図１４】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図１５】 従来技術の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図１６】 ジルコニアの丸棒を種々の研磨材料で研磨した場合の切削量の経時変化を示すグラフである。
【図１７】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図１８】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図１９】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図２０】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図２１】 従来技術の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図２２】 従来技術の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図２３】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図２４】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【図２５】 本発明の研磨材料で研磨した後の光ファイバーコネクタ端面の顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１００、４００…研磨材料、
１０１、４０１…基材、
１０２、４０２…研磨層、
１０３、４０３…砥粒、
１０４、４０４立体要素。
Claims (8)
- （１）規則的に複数配置された凹部を有する鋳型シート内に、砥粒と結合剤と溶剤とを含む研磨材塗布液を所定の深さに充填する工程；
（２）該凹部内に充填された研磨材塗布液から溶剤を蒸発させて除去する工程；
（３）該凹部にラミネート用結合剤を更に充填して満たす工程；
（４）該鋳型シートに基材を重ね、結合剤を基材に接着させる工程；および
（５）結合剤を硬化させる工程；
を包含する、研磨層が立体構造を有する研磨材料の製造方法。 - 前記ラミネート用結合剤が紫外線照射により硬化される請求項１記載の方法。
- 溶剤を蒸発させた研磨塗布液に含まれる砥粒の濃度が臨界顔料体積濃度を越えている請求項１又は２記載の方法。
- 前記研磨材塗布液に含まれる結合剤が熱により硬化される請求項１又は２記載の方法。
- 光ファイバーコネクタ端面を所定の形状に研磨するために用いる研磨材料であって、
該研磨材料が基材と基材上に設けられた研磨層とを有し、
該研磨層が、（１）結合剤中に分散された砥粒を含有する研磨コンポジットからなる頂上部と、（２）結合剤を含有する麓部とを有し、そして
該研磨層が、規則的に複数配置された所定形状の立体要素で構成された立体構造を有する研磨材料であって、
該頂上部に含まれる砥粒の濃度が臨界顔料体積濃度を越えている研磨材料。 - 前記立体要素の形状が、頂上で基材表面と平行な頂上線を有する、三角柱を横向きにした形状である請求項５記載の研磨材料。
- 前記砥粒の寸法が０．０１〜２０μｍである請求項５又は６記載の研磨材料。
- 請求項５〜７のいずれかに記載の研磨材料を用いて行われる光ファイバーコネクタ端面の研磨方法。
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| US7267700B2 (en) | 2003-09-23 | 2007-09-11 | 3M Innovative Properties Company | Structured abrasive with parabolic sides |
| JP2005319528A (ja) * | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Three M Innovative Properties Co | 工作物の曲面の研磨方法 |
| US7404756B2 (en) | 2004-10-29 | 2008-07-29 | 3M Innovative Properties Company | Process for manufacturing optical and semiconductor elements |
| JP2006142388A (ja) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Nihon Micro Coating Co Ltd | 研磨テープ及び方法 |
| KR100772034B1 (ko) * | 2006-12-08 | 2007-10-31 | 주식회사 썬텍인더스트리 | 코팅된 3차원 연마재 구조물을 갖는 연마포지의 제조방법 |
| CN100482420C (zh) * | 2007-04-06 | 2009-04-29 | 大连理工大学 | 一种磨料三维多层可控优化排布电镀工具制作方法 |
| JP5555453B2 (ja) * | 2008-07-24 | 2014-07-23 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 研磨材製品、その製造方法及び使用方法 |
| KR101120034B1 (ko) * | 2008-10-08 | 2012-03-23 | 태양연마 주식회사 | 요철을 갖는 이형성 기재를 이용한 연마포지의 제조방법 |
| CN102554811B (zh) * | 2010-12-31 | 2014-04-16 | 东莞市常晋凹版模具有限公司 | 一种湿法制备砂轮的方法 |
| JP5901155B2 (ja) * | 2011-06-27 | 2016-04-06 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 研磨用構造体及びその製造方法 |
| CN105073343B (zh) * | 2013-03-29 | 2017-11-03 | 圣戈班磨料磨具有限公司 | 具有特定形状的磨粒、形成这种粒子的方法及其用途 |
| WO2015047939A1 (en) * | 2013-09-25 | 2015-04-02 | 3M Innovative Properties Company | Composite ceramic abrasive polishing solution |
| CN106413986A (zh) | 2014-01-24 | 2017-02-15 | 3M创新有限公司 | 具有结构化表面的磨料 |
| CN104017329A (zh) * | 2014-04-08 | 2014-09-03 | 张家口宣泰叁鑫机械制造有限责任公司 | 高分子聚合高耐磨材料及其加工方法 |
| JP6611414B2 (ja) | 2014-05-27 | 2019-11-27 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 塗装表面の仕上げ方法及び研磨材料 |
| JP6157578B2 (ja) * | 2015-12-24 | 2017-07-05 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 研磨用構造体及びその製造方法 |
| US11865663B2 (en) * | 2018-05-10 | 2024-01-09 | George Shuai | Optical surface polishing |
| CN110104974B (zh) * | 2019-03-11 | 2021-06-08 | 山东天汇研磨耐磨技术开发有限公司 | 一种防撞兼改性机床工业专用微晶陶瓷磨料及其制造方法 |
| WO2021245492A1 (en) * | 2020-06-04 | 2021-12-09 | 3M Innovative Properties Company | Incomplete polygonal shaped abrasive particles, methods of manufacture and articles containing the same |
| CN113910119A (zh) * | 2021-10-13 | 2022-01-11 | 杭州中欣晶圆半导体股份有限公司 | 一种抛光垫陈化处理方法及滚轴夹具及操作方法 |
| CN115558411B (zh) * | 2022-11-09 | 2023-10-20 | 河北思瑞恩新材料科技有限公司 | 一种绒基v栅状立体磨料及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH035943U (ja) * | 1989-06-01 | 1991-01-21 | ||
| JPH06505200A (ja) * | 1991-02-06 | 1994-06-16 | ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング・カンパニー | 構造を有する研摩用品 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5096283U (ja) * | 1973-12-29 | 1975-08-12 | ||
| JP3145439B2 (ja) * | 1991-09-27 | 2001-03-12 | 三井研削砥石株式会社 | ビトリファイド超砥粒砥石の製造方法 |
| KR0165625B1 (ko) * | 1993-06-02 | 1999-02-01 | 기타지마 요시토시 | 연마테이프 및 그 제조방법 |
| US6231629B1 (en) * | 1997-03-07 | 2001-05-15 | 3M Innovative Properties Company | Abrasive article for providing a clear surface finish on glass |
| US6217432B1 (en) * | 1998-05-19 | 2001-04-17 | 3M Innovative Properties Company | Abrasive article comprising a barrier coating |
-
1999
- 1999-12-21 JP JP36283799A patent/JP4519970B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-12-21 DE DE60005216T patent/DE60005216T2/de not_active Expired - Lifetime
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-
2002
- 2002-07-18 ZA ZA200205760A patent/ZA200205760B/en unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH035943U (ja) * | 1989-06-01 | 1991-01-21 | ||
| JPH06505200A (ja) * | 1991-02-06 | 1994-06-16 | ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング・カンパニー | 構造を有する研摩用品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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