(57)【要約】【課題】簡易な処理のみで、接続損失が低く抑制され、かつコネクタの着脱を繰り返した場合であっても接続損失の増加が抑制されるプラスチック製光ファイバの端面処理方法の提供。【解決手段】フェルールに挿通固定されたプラスチック製光ファイバの端面に、重合体組成物液を塗布し、該重合体組成物を硬化させて塗膜を形成する端面処理方法であって、該塗膜材質の硬さがＪＩＳ−Ｋ−５４００に規定された鉛筆引っかき値でＨより硬く、ＪＩＳ−Ｃ−５９６１に規定された５００回着脱試験において、接続損失の増加が１ｄＢ以下であることを特徴とする、プラスチック製光ファイバの端面処理方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェルールに挿通固定されたプラスチック製光ファイバの端面に、重合体組成物液を塗布し、該重合体組成物を硬化させて塗膜を形成する端面処理方法であって、該塗膜材質の硬さがＪＩＳ−Ｋ−５４００に規定された鉛筆引っかき値でＨより硬く、ＪＩＳ−Ｃ−５９６１に規定された５００回着脱試験において、接続損失の増加が１ｄＢ以下であることを特徴とする、プラスチック製光ファイバの端面処理方法。
【請求項２】
重合体組成物の硬化が、架橋型硬化である請求項１に記載のプラスチック製光ファイバの端面処理方法。
【請求項３】
重合体がポリシラザンである請求項１または２に記載のプラスチック製光ファイバの端面処理方法。
【請求項４】
プラスチック製光ファイバがアクリル系樹脂を構成要素として有する請求項１、２または３に記載のプラスチック製光ファイバの端面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック製光ファイバの端面処理方法に関し、特に硬質の重合体による塗膜をプラスチック製光ファイバの端面に形成する端面処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報通信の高度化にともない、光ファイバを通信媒体として採用することが急速に普及しつつある。これは従来の基幹回線のみならず、利用者末端にまで光ファイバの利用が浸透していることによる。この利用者末端における光ファイバの利用のためには、コネクタを用いる方法が簡便で好ましい。具体的には、光ファイバどうしの接続、光ファイバと機器との接続にコネクタを用いる方法である。また光ファイバとしては、比較的大口径を有し、かつ柔軟性に富み、結果として取扱いが容易であるプラスチック製光ファイバの普及が近年著しい。
【０００３】
しかしこのコネクタを用いた光ファイバの接続には接続損失の低減および信頼性の確保という問題がある。ここで信頼性を確保するとは、具体的にコネクタの着脱を繰り返した場合において、接続損失の値がなるべく増加しないことを意味する。これらの問題は特に光ファイバの端面が比較的柔らかく、端面の損傷に基づく接続損失の増加が発生しやすいプラスチック製光ファイバにおいて重要である。前述の問題のうち接続損失の低減については、シリコーンゲルパッドを利用する技術が提案されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１１１４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし特許文献１に記載された技術を用いても、信頼性が確保しにくく、コネクタの着脱を繰り返した際に、接続損失が増加する場合があった。この接続損失の増加は、特に光ファイバとしてプラスチック製光ファイバを採用した際に多く見られた。またシリコーンゲルパッドを事前に加工する必要があり、作業性が必ずしも高いものではなかった。
【０００６】
そこで本発明においては、簡易な処理のみで、接続損失が低く抑制され、かつコネクタの着脱を繰り返した場合であっても接続損失の増加が抑制される、プラスチック製光ファイバの端面処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、フェルールに挿通固定されたプラスチック製光ファイバの端面に、重合体組成物液を塗布し、該重合体組成物を硬化させて塗膜を形成する端面処理方法であって、該塗膜材質の硬さがＪＩＳ−Ｋ−５４００に規定された鉛筆引っかき値でＨより硬く、ＪＩＳ−Ｃ−５９６１に規定された５００回着脱試験において、接続損失の増加が１ｄＢ以下であることを特徴とする、プラスチック製光ファイバの端面処理方法を提供する。本発明の端面処理方法によれば、簡易な処理のみで、接続損失が低く抑制され、かつコネクタの着脱を繰り返した場合であっても接続損失の増加が抑制される。また形成される塗膜が充分に硬いと、塗膜表面に異物が存在してもその影響が少なく、特に傷がつきにくく好ましい。また、重合体組成物の硬化が架橋型硬化であることが、塗膜の耐久性が高く好ましい。
【０００８】
また、重合体がポリシラザンであることが、良好な塗膜が形成しやすく好ましい。さらに、プラスチック製光ファイバがアクリル系樹脂を構成要素として有することが、塗膜との組み合わせにおいて好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の端面処理方法によれば、簡易な処理のみで、接続損失が低く抑制され、かつコネクタの着脱を繰り返した場合であっても接続損失の増加が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明においては、プラスチック製光ファイバはフェルールに挿通固定される。ここでフェルールは、コネクタ（光コネクタ）の１つの部材として、光ファイバを保持、固定するために用いられる。フェルールとしては、金属製、セラミックス製、ガラス製、樹脂製等の種々の材質のものが採用される。この金属の例としては、ステンレス鋼、金属ニッケル、ニッケル合金等が挙げられる。またセラミックスの例としては、ジルコニア等が挙げられる。またガラスの例としては、結晶化ガラス等が挙げられる。また樹脂の例としては、ポリフェニレンスルフィド樹脂、液晶樹脂等が挙げられる。これらの材料のうち、樹脂製のものが、加工が容易であり、成形精度が高く、かつ安価であることから好ましい。
【００１１】
本発明におけるプラスチック製光ファイバのプラスチックとしては、アクリル系樹脂、フッ素樹脂等の樹脂が挙げられる。プラスチック製光ファイバの導光部に用いる樹脂としては、フッ素原子または重水素原子を導入してＣ−Ｈ結合を減らして、可視光から近赤外領域における伝送損失を低減させたものが好ましい。導光部に用いる樹脂の具体例としては、重水素化メタクリル酸メチル（ＭＭＡ−ｄ８）、トリフルオロ重水素化メタクリル酸メチル（ＭＭＡ−ｄ５Ｆ３）等の単量体を重合させて得られたアクリル系樹脂、パーフルオロ（ブテニルビニルエーテル）、パーフルオロ（ジメチルジオキソール）等の単量体を重合させて得られたフッ素樹脂が挙げられる。また鞘（被覆）部に用いる樹脂としては、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＥＶＡ樹脂、ナイロン系樹脂、変性ＰＰＯ樹脂等が挙げられる。
【００１２】
本発明においてプラスチック製光ファイバとしては、アクリル系樹脂を構成要素として有する光ファイバが、後述する塗膜との密着性が良好であることから好ましい。ここで構成要素として有するとは、光ファイバの導光部および／または鞘（被覆）部に、当該樹脂が用いられていることを意味する。具体的に上記プラスチック製光ファイバとしては、導光部および鞘部がアクリル系樹脂製の光ファイバ、導光部がフッ素樹脂製であり、かつ鞘部がアクリル系樹脂製である光ファイバ等が例示できる。特に導光部がフッ素樹脂製であり、かつ鞘部がアクリル系樹脂製であるものが、伝送損失が低くかつ塗膜との密着性にも優れ、結果として着脱の繰り返しによっても接続損失が増加しにくいことから好ましい。
【００１３】
本発明における重合体組成物液とは、後述する重合体を含有する液体である。この重合体組成物液は、溶剤により希釈された液であっても、溶剤を含まない液であってもよいが、作業性の点で低粘度が好ましいことから、溶剤により希釈された液であることが好ましい。ただし溶剤を用いた場合に、重合体は溶剤に溶解していても、分散していてもよい。この溶剤としては、芳香族炭化水素系溶剤、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、含フッ素溶剤等が挙げられる。ただし、芳香族炭化水素系溶剤としては、トルエン、キシレン等が例示できる。アルコール系溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブタノール、イソブタノール等が例示できる。ケトン系溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等が例示できる。エステル系溶剤としては、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル等が例示できる。含フッ素溶剤としては、１，３−ジクロロ−１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパン等が例示できる。上記溶剤は１種のみを単独で用いても、２種以上を混合して用いてもよいが、後述する重合体が任意に均質な組成で溶解できるものを選択することが好ましい。また溶剤を用いる場合、均質で表面が滑らかな塗膜が形成しやすい点から、比較的高沸点の溶剤を選択することが好ましく、具体的にその沸点としては、８０〜１５０℃の範囲が好ましい。
【００１４】
本発明における重合体とは、透明で散乱が少なくかつ所定の硬さを有することが好ましく、無機系重合体であることが好ましい。ここで、重合体は、反応性重合体であっても非反応性重合体であってもよいが、塗膜の耐久性の点から反応性重合体であることが好ましい。ここで反応性重合体とは、例えば主剤と硬化剤の組み合わせ等の２または３以上の原料を混合して得られる重合体、または紫外光、湿気により硬化する１液型硬化性組成物からなる重合体をいい、架橋型の硬化で得られる重合体を意味する。前記の重合体としては、例えばシリカ系重合体、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、（非ウレタン系の）アクリル系樹脂等が挙げられる。このうちシリカ系重合体としては、ポリシラザン等が例示できる。これらの重合体のうち、シリカ系重合体が、接続損失が低く、塗膜の耐久性が良好である点で好ましい。
【００１５】
また重合体組成物液には、必要に応じて添加剤（助剤）として、酸化防止剤、熱重合防止剤等の安定剤類；レベリング剤、消泡剤、増粘剤、沈降防止剤、顔料分散剤、帯電防止剤、防曇剤等の界面活性剤類；近赤外線吸収剤、紫外線吸収剤等の光線吸収剤等が適宜配合されていてもよい。特にシリコーンオイル等の潤滑剤が配合されると、得られた塗膜が保護されやすく好ましい。具体的には、コネクタを長期接続した後に他の場所に差し替える場合に、光ファイバの端面から塗膜が剥離することが防止できる。
【００１６】
前述の重合体組成物液としては、具体的にはポリシラザンのキシレン溶液等が、塗膜形成における作業性の点で好ましく例示できる。この重合体組成物液の固形分濃度は、５〜１００質量％が好ましく、５〜３０質量％がより好ましい。ただし固形分濃度が１００質量％とは、溶剤を用いない場合を意味する。また重合体組成物液の２０℃における粘度は、１〜１０，０００ｍＰａ・ｓが好ましく、１〜１００ｍＰａ・ｓがより好ましい。
【００１７】
本発明においては、プラスチック製光ファイバの端面に、前記重合体組成物液を塗布し、前記重合体組成物を硬化させて塗膜を形成する。
【００１８】
この塗布方法としては、公知の塗布方法が採用される。具体的には、ディップコート法、フローコート法、スプレーコート法、バーコート法、グラビアロールコート法、ロールコート法、ブレードコート法、エアーナイフコート法、スピンコート法、フローコート法等が例示される。このうち特別な工具の準備が不要であり、作業性が高いことからディップコート法またはスプレーコート法が好ましい。
【００１９】
また前記硬化方法としては、熱および／または光による硬化方法が採用される。ここで硬化は、熱を加えて溶剤を蒸発させる、いわゆる乾燥を含む。しかし本発明において重合体の硬化は、単なる乾燥よりも架橋型の硬化であることが好ましい。すなわち前記の反応性重合体を採用し、これを熱および／または光により硬化させることが、塗膜の耐久性が高くなることから好ましい。
【００２０】
また熱硬化型樹脂（反応性重合体）を用いた場合には、所定の硬化温度まで加熱して樹脂を硬化させる。この熱による硬化の際の熱源としては、熱風循環式オーブン、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等が使用できる。また光による硬化は、紫外線による硬化を採用することが好ましい。この際の紫外線源としてはキセノンランプ、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンアーク灯、タングステンランプ等が使用できる。
【００２１】
本発明においては、前述のように重合体組成物液を塗布し、重合体組成物を硬化させて塗膜を得る。ここで前記塗膜材質の硬さは、ＪＩＳ−Ｋ−５４００に規定された鉛筆引っかき値で、Ｈより硬く、３Ｈより硬いことが好ましく、５Ｈより硬いことが特に好ましい。ただし塗膜材質の硬さとは、基材の影響を除いた重合体のみに基づく硬さを測定する。形成される塗膜が硬いと、塗膜表面に異物が存在してもその影響が少なく、特に傷がつきにくく好ましい。ここで異物とは、数μｍから数十μｍ程度の大きさのもので、主には大気中の粉塵である。これらの異物が塗膜表面に存在した場合であっても、硬い塗膜により光ファイバ端面自体は保護される。また塗膜が硬いことにより、塗膜自体に傷がつきにくく耐擦傷性が高く好ましい。
【００２２】
本発明における端面処理方法の具体例について以下に述べる。プラスチック製光ファイバをフェルールに挿通固定し、コネクタを組み立てる。フェルールの端面においてプラスチック製光ファイバを切断する。切断された端面の研磨は行わなくてもよいが、行うことが好ましい。光ファイバの端面はフェルールの端面と同一平面をなしていてもよく、光ファイバ端面がわずかに突出していてもよい。端面の研磨は、２または３段階の粗さの研磨紙を用いて湿式または乾式で研磨することが好ましい。この端面に重合体組成物液を塗布する。例えばポリシラザンの１０質量％キシレン溶液をディップコート法で塗布する。
【００２３】
重合体組成物液の塗布の以前にフェルール単独でまたはフェルールと光ファイバとの双方にさらに前処理を行ってもよい。具体的にはプライマーを塗布することにより塗膜とフェルールとの密着性をより強固にできる。また上記重合体組成物液を塗布する前に、この重合体組成物を硬化させて得られる塗膜よりも、柔らかい材質の別の塗膜（以下、下塗膜という）を設けてもよい。この下塗膜は、柔らかい材質の塗膜が得られる重合体組成物を塗布し、これを硬化させて得ることが好ましい。具体的な重合体としては、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂等の樹脂が例示できる。
【００２４】
重合体組成物液を塗布後に加熱および／または光照射により重合体を硬化させる。この硬化して得られる塗膜の厚さは、０．２〜５０μｍが好ましい。なお塗布は１回のみでも数回繰り返して行ってもよい。重合体組成物液の塗布の際、フェルールの端面以外の部分、すなわち側面には、塗膜が形成されないようにすることが好ましい。これは成形精度の高いフェルールの側面に塗膜が付着することにより、挿入に悪影響を与えないためである。具体的には側面をマスキングする、または重合体組成物液を塗布後直ちに液をきれいに拭き取る等の方法が挙げられる。以上の作業により塗膜で保護された端面を有するプラスチック製光ファイバが得られる。
【００２５】
本発明において、性能の評価は以下の方法を採用した。接続損失は、ＪＩＳ−Ｃ−５９６１の６．１に規定された挿入損失の評価方法に準拠した方法で測定する。また、着脱による接続損失の増加は、ＪＩＳ−Ｃ−５９６１の７．３に規定された繰返し動作の評価方法（繰り返し回数は５００回）に準拠した方法で測定する。
【実施例】
【００２６】
以下に、具体的な実施例により本発明の詳細を述べる。プラスチック製光ファイバとしては、導光部がフッ素樹脂製であり、かつ鞘部がアクリル系樹脂製である屈折率分布型プラスチック製光ファイバ（商品名：ルキナ、旭硝子社製）を用いた。フェルールは液晶樹脂製のものを用い、コネクタとしてはＳＣコネクタを用いた。コネクタを組み立てて、光ファイバの端面を切断し、９μｍ、１μｍ、０．３μｍの３種類の研磨紙を用いて湿式で光ファイバの端面を研磨した。顕微鏡を用いて光ファイバの端面を観察したところ、平滑な端面であった。以上の前処理を端面に施した光ファイバを有するコネクタを準備し、試験を実施した。
【００２７】
また重合体組成物液としては、クラリアント社製のポリシラザンＮ−Ｖ１１０をキシレンで希釈して固形分濃度が１０質量％となるようにして重合体組成物液を準備した。なおこの重合体組成物液をポリエステル（ＰＥＴ）のフィルム上に塗布し硬化させて、１０ｃｍ×１０ｃｍ×０．６μｍの塗膜を形成した試験片を作成し、鉛筆引っかき値を測定したところ、２Ｈであった。
【００２８】
接続損失の評価は、以下のように行った。光源は安藤電気社製のＡＱ４２１５（０８５）ＬＥＤ  ＵＮＩＴ、パワーメータは安藤電気社製のＡＱ２７３０ＯＰＭ  ＵＮＩＴ、励振器はアンリツ社製のＭＯＤＥ  ＳＣＲＡＭＢＬＥＲ  ＭＺ１０６Ｃを使用した。また接続損失として挿入損失は、ＪＩＳ−Ｃ−５９６１の６．１に記載された方法４（挿入法Ｂ）に準じて測定した。
【００２９】
（比較例１）
前処理を施した光ファイバを有するコネクタに重合体組成物液を塗布せずに、着脱試験を行った。着脱試験前の接続損失は０．５ｄＢであり、試験後の接続損失は１．５ｄＢであり、１．０ｄＢの接続損失の増加となった。
【００３０】
（実施例１）
前処理を施した光ファイバを有するコネクタのフェルールの端面（光ファイバ端面も同時に処理）にディップコート法で重合体組成物液を１回塗布した。１時間室温で放置（室温乾燥）した後、湿度（ＲＨ）９５％、温度６０℃の湿熱オーブンで２４時間かけて重合体の硬化を行い塗膜を形成した。着脱試験前の接続損失は０．２ｄＢであり、試験後の接続損失は０．３ｄＢであり、０．１ｄＢの接続損失の増加となった。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、プラスチック製光ファイバの端面処理方法にかかり、簡易な処理のみで、接続損失が低く抑制され、かつコネクタの着脱を繰り返した場合であっても接続損失の増加が抑制されるため、着脱回数の多いコネクタに好適な処理方法である。