(57)【要約】【課題】  抗菌性を有するファイバオプティックプレートを提供する。【解決手段】  ＦＯＰ１においては、Ａｇ２Ｏを含有する抗菌ガラスからなる抗菌ガラス部１０を含んでガラス体８が構成されている。ここで、銀を含有したガラスは、化学的耐久性を有していないため、水分によって容易にＡｇイオンを放出するといった特性を有している。そして、Ａｇイオンは、優れた抗菌効果を有している。そのため、ガラス体８がＡｇ２Ｏを含有する抗菌ガラス部１０を含んで構成されることにより、ガラス体８がＡｇイオンの作用による殺菌効果を得ることができる。従って、ＦＯＰ１に抗菌性を持たせることができる。【選択図】  図３
2010122436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光ファイバが束ねられて構成されたファイバオプティックプレートであって、
光を伝搬する複数のコアと、
前記コアのそれぞれを被覆するクラッドと、
前記コアの間に配置され、前記コアから漏れて前記クラッドに入射した迷光を吸収する光吸収性、及び酸化銀を含有することにより生じる抗菌性を有するガラス体と、を備えることを特徴とするファイバオプティックプレート。
【請求項２】
前記ガラス体は、前記吸収性且つ前記抗菌性を有するガラス材料からなるガラス部を含むことを特徴とする請求項１記載のファイバオプティックプレート。
【請求項３】
前記ガラス体は、前記吸収性を有するガラス材料からなる第１のガラス部と、前記抗菌性を有するガラス材料からなる第２のガラス部と、を含むことを特徴とする請求項１記載のファイバオプティックプレート。
【請求項４】
前記第２のガラス部は、前記酸化銀を含有しない第３のガラス部によって被覆されていることを特徴とする請求項３記載のファイバオプティックプレート。
【請求項５】
複数の光ファイバが束ねられて構成されたファイバオプティックプレートの製造方法であって、
光を伝搬する複数のコアと、
前記コアのそれぞれを被覆するクラッドと、
前記コアの間に配置され、前記コアから漏れて前記クラッドに入射した迷光を吸収する光吸収性、及び酸化銀を含有することにより生じる抗菌性を有するガラス体と、を一体化することを特徴とするファイバオプティックプレートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファイバオプティックプレート及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ファイバオプティックプレートは、数ミクロンの光ファイバが束ねられて構成された光学デバイスであり、イメージインテンシファイアやＣＲＴのフェースプレート、ＣＣＤカップリング等の光学機器の光導波路として利用されている。
【０００３】
ところで、ファイバオプティックプレートの具体的な利用技術の１つとして、指紋認証装置における指紋検出（直接画像取込み）が挙げられる。ファイバオプティックプレートを用いた指紋検出にあっては、ファイバオプティックプレートに被認証者の指を接触させることが必須であることから、多くの被認証者に対して指紋検出を実施するような場合、ファイバオプティックプレートへの接触に抵抗感を感じる被認証者が少なくない。そのため、このような抵抗感を解消するための対策が求められている。
【０００４】
また、近年では、衛生上やユーザの清潔志向への高まりといった観点から、家電製品、雑貨、繊維製品等に抗菌性が求められており、それらを形成する樹脂や繊維等に抗菌性を有する抗菌ガラスが含有される場合がある（例えば特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開２０００−２０３８７６号公報
【特許文献２】特開２００１−２４７３３３号公報
【特許文献３】国際公開第０５／０８７６７５号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、家電製品、雑貨、繊維製品等においては抗菌化が実現されているが、ファイバオプティックプレートに対しても抗菌化の実現が要求され、その最適な様態が求められている。
【０００６】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、抗菌性を有するファイバオプティックプレート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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係るファイバオプティックプレートは、複数の光ファイバが束ねられて構成されたファイバオプティックプレートであって、光を伝搬する複数のコアと、コアのそれぞれを被覆するクラッドと、コアの間に配置され、コアから漏れてクラッドに入射した迷光を吸収する光吸収性、及び酸化銀を含有することにより生じる抗菌性を有するガラス体と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
このファイバプティックプレートでは、酸化銀を含有することにより生じる抗菌性をガラス体が有している。ここで、酸化銀を含有したガラスは、化学的耐久性を有していないため、水分によって容易にＡｇイオンを放出するといった特性を有している。そして、Ａｇイオンは、優れた抗菌効果を有している。そのため、ガラス体が酸化銀を含有することにより、ガラス体がＡｇイオンの作用による殺菌効果を得ることができる。従って、ファイバオプティックプレートに抗菌性を持たせることができる。また、コア及びクラッドに抗菌性を持たせることは、透過率や製造的に困難である。しかし、ガラス体に抗菌性を持たせることにより、上記問題を解消しつつ、ファイバオプティックプレートの抗菌化が実現できる。
【０００９】
本発明に係るファイバオプティックプレートにおいては、吸収性且つ抗菌性を有するガラス材料からなるガラス部を含むことが好ましい。この構成によれば、ガラス部が抗菌性を有しているので、ファイバオプティックプレートに抗菌性を確実に持たせることができる。
【００１０】
本発明に係るファイバオプティックプレートにおいては、ガラス体は、吸収性を有するガラス材料からなる第１のガラス部と、抗菌性を有するガラス材料からなる第２のガラス部と、を含むことが好ましい。この構成によれば、第２ガラス部が抗菌性を有しているので、ファイバオプティックプレートに抗菌性を確実に持たせることができる。
【００１１】
本発明に係るファイバオプティックプレートにおいては、第２のガラス部は、酸化銀を含有しない第３のガラス部によって被覆されていることが好ましい。Ａｇイオンは、ガラス中でＦｅイオンと共存することによって金属Ａｇとなる。この金属Ａｇは、抗菌ガラス表面の殺菌効果を低下させるおそれがある。そこで、酸化銀を含有することで抗菌性を有する第２のガラス部を、酸化銀を含有しない第３のガラス部で被覆することにより、第１のガラス部のＦｅイオンとの共存を回避することができるので、抗菌効果の低下を防止できる。その結果、ファイバオプティックプレートに抗菌性をより確実に持たせることができる。
【００１２】
本発明に係るファイバオプティックプレートの製造方法は、複数の光ファイバが束ねられて構成されたファイバオプティックプレートの製造方法であって、光を伝搬する複数のコアと、コアのそれぞれを被覆するクラッドと、コアの間に配置され、コアから漏れてクラッドに入射した迷光を吸収する光吸収性、及び酸化銀を含有することにより生じる抗菌性を有するガラス体と、を一体化することを特徴とする。
【００１３】
このファイバオプティックプレートの製造方法では、上述した本発明に係るファイバオプティックプレートを好適に製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ファイバオプティックプレートに抗菌性を持たせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るファイバオプティックプレートの斜視図である。図１に示すファイバオプティックプレート（以下、ＦＯＰ）１は、複数の光ファイバ７が束ねられて構成された円柱状の光学デバイスであり、入射面２及び出射面３を有する。ＦＯＰ１は、入射面２から入射した光や像４を出射面３に伝達する機能を備えており、例えばイメージインテンシファイアやＣＲＴのフェースプレート、ＣＣＤカップリング、指紋検出装置等、光学機器の光導波路として利用されるものである。
【００１７】
図２は、ＦＯＰの内部構造を拡大して示す斜視図である。図３は、図２の一部を拡大して示す断面図であり、図４は、図３の一部を更に拡大して示す断面図である。図２〜図４に示すように、ＦＯＰ１は、光を伝達する複数のコア５と、各コア５の外周部を被覆する複数のクラッド６と、ファイバ７の間に配置されたガラス体８とを含んで構成されている。ガラス体８は、ファイバ７から漏れる光（迷光）を吸収する吸収性、及び酸化銀を含有することにより生じる抗菌性を有する。コア５及びクラッド６は、ファイバ７を構成している。図２〜４に示すＦＯＰ１は、主にＦＯＰ１の開口数（ＮＡ）が１以下の製品に採用される。
【００１８】
コア５は、繊維状の部材であり、軸線方向と交差する方向に整列して配設されている。コア５は、コアガラスにより形成され、一方の端から入射した光を他方の端へ伝達する機能を備えている。
【００１９】
クラッド６は、複数のコア５にそれぞれ対応して複数設けられており、コアガラスよりも屈折率の低いクラッドガラスにより形成される。クラッド６の屈折率がコア５の屈折率よりも低いため、コア５内に入射した光は、コア５とクラッド６との境界面で全反射される。よって、コア５は、光を一方の端から他方の端へ伝搬することができる。
【００２０】
ガラス体８は、複数のファイバ７の間に介在している。ガラス体８は、ファイバ７の外周部を覆って配設されている。ガラス体８は、吸収ガラス部（第１のガラス部）９と、抗菌ガラス部（第２のガラス部）１０とから構成されている。
【００２１】
吸収ガラス部９は、図４に示すように、棒状の形状（シングルファイバ）からなり、クラッド６の外周部を囲うように複数本配設されている。吸収ガラス部９は、迷光を吸収する吸収性を有する吸収ガラスから形成されている。
【００２２】
抗菌ガラス部１０は、図４に示すように、棒状の形状（シングルファイバ）からなり、クラッド６の外周部、且つ吸収ガラス部９の間に複数本（図４では４本）配設されている。抗菌ガラス部１０は、抗菌性を有する抗菌ガラスから形成されている。また、図５は、抗菌ガラス部１０の詳細を示す断面図である。図５に示すように、抗菌ガラス部１０の外周部は、酸化銀を含有しないクラッドガラスから形成される被覆ガラス部（第３のガラス部）１１によって被覆されている。被覆ガラス部１１は、後述するクラッド６の組成と同一のものである。抗菌ガラス部１０は、ＦＯＰ１の端面全体（図３参照）の６％程度を占めている。
【００２３】
次に、図６を参照して、上述したコア５、クラッド６、吸収ガラス部９、及び抗菌ガラス部１０のサイズについて説明する。図６に示すように、コア５は、直径が３０ｍｍ、クラッド６は、直径が４０ｍｍで厚さが４ｍｍとなっている。また、吸収ガラス部９及び抗菌ガラス部１０は、直径が共に４ｍｍとなっている。
【００２４】
続いて、図７を参照してＦＯＰ１の構成材料について詳細に説明する。図７は、上述したコア５、クラッド６、吸収ガラス部９、及び抗菌ガラス部１０の組成及び特性の一例を示す図である。図７においては、組成物の含有量をそれぞれ重量百分率で示す。図７に示すように、コア５を形成するコアガラス及びクラッド６を形成するクラッドガラスは、ガラス網目形成酸化物（ＮＷＦ：Network former）であるＳｉＯ２を主成分として形成されている。また、コアガラス及びクラッドガラスは、単独ではガラスにならず、ＮＷＦと溶融することによりガラスに適当な性質を与えるガラス網目修飾酸化物（ＮＷＭ：Networkmodifier）や、両者の中間的な性質を持つ中間酸化物を含んで構成されている。
【００２５】
吸収ガラス部９を形成する吸収ガラスは、ＳｉＯ２を主成分として形成されている。また、吸収ガラスには、Ｆｅ３Ｏ４が含有されている。このＦｅ３Ｏ４は、幅広い吸収帯域を有しており、Ｆｅ３Ｏ４を吸収ガラス部９に含有させることで、可視光域から近赤外域にわたり優れた吸収特性を得ることができる。吸収ガラス部９は、その他ＰｂＯ等も含んで構成されている。
【００２６】
抗菌ガラス部１０を形成する抗菌ガラスは、原材料として、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、ＢａＯ、ＣａＯ、Ａｇ２Ｏを含有している。Ｂ２Ｏ３は、ガラスの骨格を形成するＮＷＦとしての作用を有する共に、銀イオン（Ａｇイオン）の均一な放出にも寄与する。Ｂ２Ｏ３は、抗菌ガラス部１０全体の２〜３割程度含有されている。ＳｉＯ２は、ＮＷＦとしての作用を有する共に、Ａｇ２Ｏによる黄変の防止にも寄与する。Ａｌ２Ｏ３は、アルミニウムイオンを放出し、銀イオンとの結合を図ることで、銀イオンの安定化に寄与するものである。Ｎａ２Ｏは、ＮＷＭとしての作用を有する共に、抗菌ガラス部１０の透明性を改善するための作用及びガラスの溶融や溶出を促進する作用を有する。ＢａＯ及びＣａＯは、ガラスの溶融を補助する作用を有する。
【００２７】
また、Ａｇ２Ｏ（酸化銀）は、抗菌ガラス部１０の必須構成成分であり、ガラス中において溶出することにより抗菌性を示す銀イオンとなり、抗菌ガラス部１０に抗菌性をもたせるものである。Ａｇ２Ｏの含有率は、０．５質量％程度となっている。
【００２８】
次に、上述した構成材料を用いたＦＯＰ１の製造方法の一例について説明する。なお、上述した構成を有するＦＯＰ１（図２参照）の作成方法を、ＥＭＡ（Extra Mural Absorption）方法と称する。
【００２９】
まず、コア５を形成するコアガラス、クラッド６を形成するクラッドガラス、吸収ガラス部９及び抗菌ガラス部１０からなる複合体を、加熱装置に通しローラーで延伸することにより、シングルファイバが得られる。
【００３０】
次に、作成したシングルファイバを用いて、マルチファイバを作成する。マルチファイバは、複数のシングルファイバを整列させて加熱装置に通しローラーで延伸することによよって、複数のシングルファイバが加熱溶着することにより得られる。
【００３１】
続いて、マルチファイバを加熱プレス装置の八角形の金型に整列して高温プレスすることにより、複数のマルチファイバが加熱溶着され、八角形状のインゴットが得られる。そして、インゴットを軸線方向に垂直にスライスし、研磨することでＦＯＰ１が得られる。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態に係るＦＯＰ１においては、Ａｇ２Ｏを含有する抗菌ガラスからなる抗菌ガラス部１０を含んでガラス体８が構成されている。ここで、銀を含有したガラスは、化学的耐久性を有していないため、水分によって容易にＡｇイオンを放出するといった特性を有している。そして、Ａｇイオンは、優れた抗菌効果を有している。そのため、ガラス体８がＡｇ２Ｏを含有する抗菌ガラス部１０を含んで構成されることにより、ガラス体８がＡｇイオンの作用による殺菌効果を得ることができる。従って、ＦＯＰ１に抗菌性を持たせることができる。
【００３３】
また、コア５及びクラッド６は、抗菌ガラスを材料として形成することが透過率や製造的に困難である。しかし、ガラス体８を構成する抗菌ガラス部１０を抗菌ガラスによって形成することにより、上記問題を解消しつつ、ＦＯＰ１の抗菌化を実現することができる。
【００３４】
また、抗菌ガラス部１０は、酸化銀を含有しない被覆ガラス部１１によって被覆されている。Ａｇイオンは、ガラス中でＦｅイオンと共存することによって金属Ａｇとなる。この金属Ａｇは、抗菌ガラス表面の殺菌効果を低下させるおそれがある。そこで、Ａｇ２Ｏを含有することで抗菌性を有する抗菌ガラス部１０を、Ａｇ２Ｏを含有しない被覆ガラス部１１で被覆することにより、吸収体ガラス部９のＦｅイオンとの共存を回避することができるので、抗菌効果の低下を防止できる。その結果、ＦＯＰ１に抗菌性をより確実に持たせることができる。
【実施例１】
【００３５】
以下、実施例及び従来例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００３６】
本発明者らは、上述の構成を有するＦＯＰを作成した。図８は、そのＦＯＰの作成に用いられた抗菌ガラスそれぞれの組成及び特性を示している。このＦＯＰの抗菌効果を以下の手順で評価した。ＦＯＰの抗菌試験は、JIS Z 2801 2000に準じた試験方法で行った。すなわち、試験菌をＡｇ２Ｏが含有されていない従来の無加工試験片及び実施例の試験片の表面に接種し、２４時間培養した後の生菌数を測定した。抗菌効果は、従来の無加工試験片の生菌数と実施例の試験片の生菌数との対数値の差（抗菌活性値）が、２．０以上でる場合に有しているとJISで定められている。試験菌株には、黄色ぶどう球菌及び大腸菌を用いた。なお、黄色ぶどう球菌の植菌数は、１．８×１０５、大腸菌の植菌数は、２．９×１０５としている。
【００３７】
上記試験によって得られた結果を図９（ａ），（ｂ）に示す。図９（ａ），（ｂ）に示す結果は、図８のＮｏ１１の抗菌ガラスを備えたＦＯＰの結果を示すものである。図９（ａ），（ｂ）に示すように、実施例のＦＯＰは、抗菌効果があることが確認された。
【００３８】
また、図１０に従来のＦＯＰ及び実施例のＦＯＰの相対透過率を示す。ＦＯＰは、従来例及び実施例共にファイバサイズが１５μｍ、厚さ１．７５ｍｍである。なお、図１０に示す相対透過率は、８５０ｎｍの拡散光での相対透過率である。図１０に示すように、実施例のＦＯＰの相対透過率は、従来のＦＯＰの相対透過率と略同一であり、光学的な特性は従来品とほとんど変わらないことが確認された。画質についても、ほぼ同様の結果を得ることができた。
【００３９】
［第２実施形態］
図１１は、本発明の第２実施形態に係るファイバオプティックプレートの一部を拡大した断面図である。図１１に示すように、ＦＯＰ２０は、第１実施形態のＦＯＰ１とほぼ同様に構成されるものであり、ガラス体２１が吸収ガラス部（ガラス部）２２によって構成されている点で第１実施形態と異なっている。
【００４０】
すなわち、第１実施形態においては、クラッド６の外周部が吸収ガラス部９及び抗菌ガラス部１０により構成されるガラス体８によって被覆されていたが、第２実施形態においては、吸収ガラス部２２により構成されるガラス体２１によって被覆されている。吸収ガラス部２２は、吸収性且つ抗菌性を有するガラス材から形成されている。このガラス材は、第１実施形態に示した吸収ガラス及びＡｇ２Ｏを含有した抗菌ガラスから構成される。また、コア５、クラッド６に用いられる材料は、第１実施形態と同様である。上記ＦＯＰ１は、第１実施形態のＦＯＰ１と同様の製造方法で作成される。
【００４１】
以上説明したように、第２実施形態に係るＦＯＰ２０においては、第１実施形態と同様に、吸収ガラス部２２がＡｇ２Ｏを含有しているので、ガラス体２１がＡｇイオンの作用による殺菌効果を得ることができる。従って、ＦＯＰ２０に抗菌性を持たせることができる。
【００４２】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００４３】
例えば、第１実施形態のガラス体８は、上記構成に限定されない。ガラス体８は、吸収性且つ抗菌性を有する吸収体及び抗菌ガラス部によって構成されてもよい。また、ガラス体８は、吸収体及び吸収性且つ抗菌性を有する抗菌ガラス部によって構成されてもよい。
【００４４】
また、上述したＦＯＰ１，２０は、ＥＭＡ方法によって作成されるものであるが、ＩＳＡ（InterstitialAbsorption）方法と称される方法によって作成されてもよい。具体的には、図１２にＩＳＡ方法によって作成されたＦＯＰを示す。同図に示すように、ＩＳＡ方法によって作成されたＦＯＰ３０は、クラッド３１が一体化して複数のコア５の外周部を覆う構成となっている。そして、クラッド３１が吸収ガラス部３２それぞれの外周部を被覆する構成となっている。なお、吸収ガラス部３２は、第２実施形態と同様の材料によって構成される。
【００４５】
また、吸収ガラス部９，２２，３２は、棒状ではなく管状であってもよい。また、抗菌ガラス部１０を被覆するクラッド６は、必ずしも設けられなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るファイバオプティックプレートの斜視図である。
【図２】ファイバオプティックプレートの内部構造を拡大して示す斜視図である。
【図３】図２の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】図３の一部を更に拡大して示す断面図である。
【図５】抗菌ガラス部の詳細を示す断面図である。
【図６】ファイバオプティックプレートの構成材料のサイズを示す図である。
【図７】ファイバオプティックプレートの構成材料の組成及び特性の一例を示す図である。
【図８】ファイバオプティックプレートの作成に用いられた抗菌ガラスそれぞれの組成及び特性を示す図である。
【図９】ファイバオプティックプレートの抗菌効果判定結果である。
【図１０】従来のファイバオプティックプレート及び実施例のファイバオプティックプレートの相対透過率を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るファイバオプティックプレートの一部を拡大した断面図である。
【図１２】ＩＳＡ方法によって作成されたファイバオプティックプレートの内部構造を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１，２０，３０…ファイバオプティックプレート（ＦＯＰ）、５…コア、６，３１…クラッド、８，２１…ガラス体、９…吸収ガラス部（第１のガラス部）、１０…抗菌ガラス部（第２のガラス部）、１１…被覆ガラス部（第３のガラス部）、２２，３２…吸収体（ガラス部）。
【図１】
2010122436.tif 000003
【図２】
2010122436.tif 000004
【図３】
2010122436.tif 000005
【図４】
2010122436.tif 000006
【図５】
2010122436.tif 000007
【図６】
2010122436.tif 000008
【図７】
2010122436.tif 000009
【図８】
2010122436.tif 000010
【図９】
2010122436.tif 000011
【図１０】
2010122436.tif 000012
【図１１】
2010122436.tif 000013
【図１２】
2010122436.tif 000014