CN116568734A - 研磨垫、其制造方法及研磨加工物的制造方法、以及抛光垫、其制造方法及抛光加工物的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够对被研磨物赋予良好的平坦性、并且与浆料的亲和性优异的研磨垫等。即,提供研磨垫等,所述研磨垫具备具有细孔的树脂片材,在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的前述树脂片材的细孔分布中,0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.21cm3/g以上1.00cm3/g以下,前述树脂片材的密度为0.3g/cm3以上0.9g/cm3以下。

Description

研磨垫、其制造方法及研磨加工物的制造方法、以及抛光垫、 其制造方法及抛光加工物的制造方法
技术领域
本发明涉及研磨垫、其制造方法及研磨加工物的制造方法、以及抛光垫、其制造方法及抛光加工物的制造方法。
背景技术
(第1背景技术)
通常,针对透镜、平行平面板及反射镜这样的光学材料、半导体晶片、半导体器件、硬盘用基板、金属、以及陶瓷等材料,实施使用了研磨垫的研磨加工。
在研磨加工中,以提高被研磨物的研磨表面上的平坦性、研磨加工的研磨速率为目的,开发了各种研磨垫。例如,在专利文献1中,公开了具备具有第1空隙容量的气孔、和具有第2空隙容量的气孔的研磨垫。
(第2背景技术)
通常,针对透镜、平行平面板及反射镜这样的光学材料、半导体晶片、半导体器件、硬盘用基板、金属、以及陶瓷等材料,实施使用了研磨垫的研磨加工。
在研磨加工中,以提高被研磨物的研磨表面上的平坦性、研磨加工的研磨速率为目的,开发了各种研磨垫。例如,在专利文献2中,公开了一种研磨垫,其特征在于,其为热塑性聚氨酯的非多孔性成型体,在热塑性聚氨酯中,-70℃~-50℃的范围内的损耗角正切的最大值为4.00×10-2以下。在专利文献2中,公开了通过使用了这样的研磨垫的研磨加工,可抑制在研磨面上形成的凹部的角部的毛刺的产生。
在专利文献3中,公开了一种研磨垫,其为具备由具有微细气泡的聚氨酯树脂发泡体形成的研磨层的研磨垫,聚氨酯树脂发泡体含有Asker D硬度为20~60度并且特定的磨耗参数在规定范围内的聚氨酯树脂,此外,气泡数为200个/mm2以上并且平均气泡直径为50μm以下。在专利文献3中,公开了这样的研磨垫不易在被研磨材料的表面产生划痕,修整性优异,并且研磨速率大于现有研磨垫。
在专利文献4中,公开了一种化学机械研磨用的研磨垫,其包含具有50μm以下的平均孔径、并且75%以上的孔具有平均孔径的20μm以内的孔径的多孔质发泡体;所述研磨垫中,多孔质发泡体包含热塑性聚氨酯作为聚合物树脂;该热塑性聚氨酯为具有规定的物性的热塑性聚氨酯。在专利文献4中,公开了这样的研磨垫能够对被研磨物的研磨表面赋予优异的平坦性。
在专利文献5中,公开了一种研磨垫,其特征在于,其为使用了具有规定硬度的聚氨酯系热塑性弹性体的发泡体的研磨垫,发泡体的密度为0.2~1.3g/cm3,平均泡孔直径为1~10μm,并且泡孔数为1×107个/cm3以上。在专利文献5中,公开了这样的研磨垫可维持发泡状态良好,能够对被研磨物的研磨表面赋予优异的平坦性。
(第3背景技术)
通常,针对透镜、平行平面板及反射镜这样的光学材料、SiC圆盘这样的半导体晶片材料、结晶体、金属、石材、木材、树脂材料、以及陶瓷等材料,实施研削加工、抛光加工、及研磨,在抛光加工中使用抛光垫。
作为与抛光加工相关的技术,例如,在专利文献6中,公开了一种抛光加工系统,其具备台板、聚合物材料、和具有研磨粒子的浆料,所述聚合物材料安装于前述台板,前述聚合物材料的密度在约0.7g/cm3~约3.0g/cm3的范围内。在专利文献6中,认为通过使用了这样的聚合物材料的抛光加工,能在长期间内以高除去率进行加工,由该加工导致的缺陷少。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第5248861号公报
专利文献2:日本专利第6518680号公报
专利文献3:日本特开2014-111296号公报
专利文献4:日本专利第4624781号公报
专利文献5:日本专利第3649385号公报
专利文献6:日本特表2018-524193号公报
发明内容
发明所要解决的课题
(第1课题)
根据与第1背景技术的关系,通常,由模塑法得到的研磨垫中的发泡会对研磨特性造成较大影响。例如,研磨垫的发泡越少,则被研磨物的平坦性越提高,而由于浆料的保持性、表面的平滑化,研磨速率降低,修整性也降低。反之,发泡、尤其是连通孔越多,则被研磨物的平坦性越恶化,而研磨速率、修整性有提高的倾向。另一方面,根据专利文献1中记载的研磨垫,由于例如具备具有50μm以下的平均孔径的第1区域、及具有1μm~20μm的平均孔径的第2区域等,空隙结构在多个区域中各不相同,因此有研磨变得不均匀的倾向。
本发明是鉴于上述的问题点而作出的,其第1目的在于提供能够对被研磨物赋予良好的平坦性、并且与浆料的亲和性优异的研磨垫、其制造方法及研磨加工物的制造方法。
(第2课题)
根据与第2背景技术的关系,一般而言,在要求高度的平坦性的研磨加工中,为了使研磨垫的下沉适度,优选使用高密度的研磨垫。另一方面,高密度的研磨垫有与研磨加工中使用的浆料的亲和性差的倾向。研磨垫中,与浆料的亲和性从提高研磨速率及被研磨物的平坦性的观点考虑是重要的。
本申请的发明人对以专利文献2~5中记载的研磨垫为代表的现有研磨垫进行了详细研究,结果判明,现有研磨垫至少与浆料的亲和性不充分,或者被研磨物的平坦性不充分。
例如,就专利文献2所公开的那样的非多孔性研磨垫而言,浆料不易渗透至研磨垫中,因此与浆料的亲和性不充分。另外,就专利文献3~5所公开的那样的研磨垫而言,由于具有低密度,因此不能对被研磨物赋予充分的平坦性,另外,与浆料的亲和性也不充分。
本发明是鉴于上述的问题点而作出的,其第2目的在于提供能够对被研磨物赋予良好的平坦性、并且与浆料的亲和性优异的研磨垫、其制造方法及研磨加工物的制造方法。
(第3课题)
根据与第3背景技术的关系,对于介在有游离磨粒(浆料)的抛光加工中使用的树脂片材,具有如下所述的要求。即,在抛光加工中使用包含以金刚石为代表的高硬度磨粒(尤其是超磨粒)的浆料的情况较多,近年来,为了减少精研磨成本,在抛光加工中还要求抑制过度的划痕。作为针对这样的要求的对策,可考虑调整树脂片材的密度。例如,在使用低密度的树脂片材的情况下,磨粒容易被保持在树脂片材的发泡内,有能够抑制磨粒强劲地与被加工物相接而赋予划痕的倾向。另一方面,在仅仅降低密度的情况下,有在长时间的使用时发生由孔崩溃导致的表面平滑化的经时劣化的倾向。因此,要求具有脆性的树脂片材,该脆性能够在不对物性等造成影响的情况下期待由修整产生的夺目性(所谓的修整性)及/或以不使表面平滑化的方式磨损而呈现出新表面的自身再生性。从这样的观点考虑,专利文献6中记载的技术尚有改善的余地。
本发明是鉴于上述的问题点而作出的,其第3目的在于提供修整性优异、并且表面不易被平滑化的抛光垫、其制造方法及抛光加工物的制造方法。
(第4课题)
根据与第3背景技术的关系,对于介在有游离磨粒(浆料)的抛光加工中使用的树脂片材,具有如下所述的要求。即,在抛光加工中使用包含以金刚石为代表的昂贵的磨粒的浆料的情况较多,要求能够降低这样的浆料的使用量的那样的树脂片材。换言之,要求能够高效地利用少量的浆料的树脂片材。作为针对这样的要求的对策,可考虑调整树脂片材的密度,但在仅仅提高密度的情况下,有浆料的液体成分的利用效率降低的倾向。另一方面,在应用具有发泡的低密度的树脂片材的情况下,磨粒会进入发泡内,有磨粒成分的利用效率降低的倾向。从这样的观点考虑,专利文献6中记载的技术尚有改善的余地。
本发明是鉴于上述的问题点而作出的,其第4目的在于提供浆料的液体保持性能及磨粒保持性能(以下,有时将它们总体称为“浆料亲和性”。)这两者优异的抛光垫、其制造方法及抛光加工物的制造方法。
用于解决课题的手段
本申请的发明人为了解决第1课题而进行深入研究,结果发现,能利用具有规定物性的树脂片材来解决第1课题,从而完成了本发明。
即,本发明包括以下的方式。
[1]
研磨垫,其为具备具有细孔的树脂片材的研磨垫,
在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的前述树脂片材的细孔分布中,0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.21cm3/g以上1.00cm3/g以下,
前述树脂片材的密度为0.3g/cm3以上0.9g/cm3以下。
[2]
如[1]所述的研磨垫,其中,在前述树脂片材的前述细孔分布中,前述累积细孔容积V相对于0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0而言的比例为50%以上。
[3]
如[1]或[2]所述的研磨垫,其中,将前述树脂片材中的10μm以上的开孔作为对象而测定的平均开孔直径为50μm以上200μm以下。
[4]
如[1]~[3]中任一项所述的研磨垫,其中,在前述树脂片材的前述细孔分布中,0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置在0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内。
[5]
如[1]~[4]中任一项所述的研磨垫,其中,前述树脂片材具有微相分离结构。
[6]
如[1]~[5]中任一项所述的研磨垫,其中,前述树脂片材包含聚氨酯。
[7]
研磨垫的制造方法,其为制造[1]~[6]中任一项所述的研磨垫的方法,所述制造方法包括下述工序:
使至少1种预聚物与至少2种固化剂的混合液固化,由此得到具有微相分离结构的树脂片材。
[8]
如[7]所述的研磨垫的制造方法,其中,前述固化剂包含NH2当量为100以上300以下的第1固化剂、和OH当量为1000以上2000以下的第2固化剂。
[9]
研磨加工物的制造方法,其具有下述研磨工序:在研磨浆料的存在下,使用[1]~[6]中任一项所述的研磨垫,对被研磨物进行研磨。
本申请的发明人为了解决第2课题而进行深入研究,结果发现,能利用具有规定物性的树脂片材来解决第2课题,从而完成了本发明。
即,本发明包括以下的方式。
[2-1]
研磨垫,其为具备具有细孔的树脂片材的研磨垫,
在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的前述树脂片材的细孔分布中,0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.020cm3/g以上0.100cm3/g以下,
前述树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下。
[2-2]
如[2-1]所述的研磨垫,其中,在前述树脂片材的前述细孔分布中,0.050μm以上且小于0.100μm的细孔直径的范围内的累积细孔容积V’为0.000cm3/g以上0.120cm3/g以下。
[2-3]
如[2-1]或[2-2]所述的研磨垫,其中,在前述树脂片材的前述细孔分布中,前述累积细孔容积V相对于0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0而言的比例为50%以上。
[2-4]
如[2-1]~[2-3]中任一项所述的研磨垫,其中,在前述树脂片材的前述细孔分布中,前述累积细孔容积V相对于0.050μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0’而言的比例为50%以上。
[2-5]
如[2-1]~[2-4]中任一项所述的研磨垫,其中,在前述树脂片材的前述细孔分布中,0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置在0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内。
[2-6]
如[2-1]~[2-5]中任一项所述的研磨垫,其中,在前述树脂片材的前述细孔分布中,0.050μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置在0.050μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内。
[2-7]
如[2-1]~[2-6]中任一项所述的研磨垫,其中,在前述树脂片材的前述细孔分布中,0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0为0.040cm3/g以上0.120cm3/g以下。
[2-8]
如[2-1]~[2-7]中任一项所述的研磨垫,其中,在前述树脂片材的前述细孔分布中,0.050μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0’为0.040cm3/g以上0.200cm3/g以下。
[2-9]
如[2-1]~[2-8]中任一项所述的研磨垫,其中,前述树脂片材具有微相分离结构。
[2-10]
如[2-1]~[2-9]中任一项所述的研磨垫,其中,前述树脂片材包含聚氨酯。
[2-11]
研磨垫,其为具备具有细孔的树脂片材的研磨垫,
在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的前述树脂片材的细孔分布中,0.050μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V”为0.020cm3/g以上0.140cm3/g以下,
前述树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下。
[2-12]
研磨垫的制造方法,其为制造[2-1]~[2-11]中任一项所述的研磨垫的方法,所述制造方法包括下述工序:
使至少1种预聚物与至少2种固化剂的混合液固化,由此得到具有微相分离结构的树脂片材。
[2-13]
如[2-12]所述的研磨垫的制造方法,其中,前述固化剂包含NH2当量为100以上300以下的第1固化剂、OH当量为200以上500以下的第2固化剂、和OH当量为1000以上2000以下的第3固化剂。
[2-14]
研磨加工物的制造方法,其具有下述研磨工序:在研磨浆料的存在下,使用[2-1]~[2-11]中任一项所述的研磨垫,对被研磨物进行研磨。
本申请的发明人为了解决第3课题而进行深入研究,结果发现,能利用具有规定物性的树脂片材来解决第3课题,从而完成了本发明。
即,本发明包括以下的方式。
[3-1]
抛光垫,其为具备具有细孔的树脂片材的抛光垫,
在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的前述树脂片材的细孔分布中,0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.21cm3/g以上1.00cm3/g以下,
前述树脂片材的密度为0.3g/cm3以上0.9g/cm3以下。
[3-2]
如[3-1]所述的抛光垫,其中,在前述树脂片材的前述细孔分布中,前述累积细孔容积V相对于0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0而言的比例为50%以上。
[3-3]
如[3-1]或[3-2]所述的抛光垫,其中,将前述树脂片材中的10μm以上的开孔作为对象而测定的平均开孔直径为50μm以上200μm以下。
[3-4]
如[3-1]~[3-3]中任一项所述的抛光垫,其中,在前述树脂片材的前述细孔分布中,0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置在0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内。
[3-5]
如[3-1]~[3-4]中任一项所述的抛光垫,其中,前述树脂片材具有微相分离结构。
[3-6]
如[3-1]~[3-5]中任一项所述的抛光垫,其中,前述树脂片材包含聚氨酯。
[3-7]
抛光垫的制造方法,其为制造[3-1]~[3-6]中任一项所述的抛光垫的方法,所述制造方法包括下述工序:
使至少1种预聚物与至少2种固化剂的混合液固化,由此得到具有微相分离结构的树脂片材。
[3-8]
如[3-7]所述的抛光垫的制造方法,其中,前述固化剂包含NH2当量为100以上300以下的第1固化剂、和OH当量为1000以上2000以下的第2固化剂。
[3-9]
抛光加工物的制造方法,其具有下述抛光工序:在浆料的存在下,使用[3-1]~[3-6]中任一项所述的抛光垫,对被加工物进行抛光加工。
本申请的发明人为了解决第4课题而进行深入研究,结果发现,能利用具有规定物性的树脂片材来解决第4课题,从而完成了本发明。
即,本发明包括以下的方式。
[4-1]
抛光垫,其为具备具有细孔的树脂片材的抛光垫,
在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的前述树脂片材的细孔分布中,0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.020cm3/g以上0.100cm3/g以下,
前述树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下。
[4-2]
如[4-1]所述的抛光垫,其中,在前述树脂片材的前述细孔分布中,0.050μm以上且小于0.100μm的细孔直径的范围内的累积细孔容积V’为0.000cm3/g以上0.120cm3/g以下。
[4-3]
如[4-1]或[4-2]所述的抛光垫,其中,在前述树脂片材的前述细孔分布中,前述累积细孔容积V相对于0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0而言的比例为50%以上。
[4-4]
如[4-1]~[4-3]中任一项所述的抛光垫,其中,在前述树脂片材的前述细孔分布中,前述累积细孔容积V相对于0.050μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0’而言的比例为50%以上。
[4-5]
如[4-1]~[4-4]中任一项所述的抛光垫,其中,在前述树脂片材的前述细孔分布中,0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置在0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内。
[4-6]
如[4-1]~[4-5]中任一项所述的抛光垫,其中,在前述树脂片材的前述细孔分布中,0.050μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置在0.050μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内。
[4-7]
如[4-1]~[4-6]中任一项所述的抛光垫,其中,在前述树脂片材的前述细孔分布中,0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0为0.040cm3/g以上0.120cm3/g以下。
[4-8]
如[4-1]~[4-7]中任一项所述的抛光垫,其中,在前述树脂片材的前述细孔分布中,0.050μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0’为0.040cm3/g以上0.200cm3/g以下。
[4-9]
如[4-1]~[4-8]中任一项所述的抛光垫,其中,前述树脂片材具有微相分离结构。
[4-10]
如[4-1]~[4-9]中任一项所述的抛光垫,其中,前述树脂片材包含聚氨酯。
[4-11]
抛光垫,其为具备具有细孔的树脂片材的抛光垫,
在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的前述树脂片材的细孔分布中,0.050μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V”为0.020cm3/g以上0.140cm3/g以下,
前述树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下。
[4-12]
抛光垫的制造方法,其为制造[4-1]~[4-11]中任一项所述的抛光垫的方法,所述制造方法包括下述工序:
使至少1种预聚物与至少2种固化剂的混合液固化,由此得到具有微相分离结构的树脂片材。
[4-13]
如[4-12]所述的抛光垫的制造方法,其中,前述固化剂包含NH2当量为100以上300以下的第1固化剂、OH当量为200以上500以下的第2固化剂、和OH当量为1000以上2000以下的第3固化剂。
[4-14]
抛光加工物的制造方法,其具有下述抛光工序:在浆料的存在下,使用[4-1]~[4-11]中任一项所述的抛光垫,对被加工物进行抛光加工。
发明效果
(与第1课题对应的效果)
根据本发明,可以提供能够对被研磨物赋予良好的平坦性、并且与浆料的亲和性优异的研磨垫、其制造方法及研磨加工物的制造方法。
(与第2课题对应的效果)
根据本发明,可以提供能够对被研磨物赋予良好的平坦性、并且与浆料的亲和性优异的研磨垫、其制造方法及研磨加工物的制造方法。
(与第3课题对应的效果)
根据本发明,可以提供修整性优异、并且表面不易被平滑化的抛光垫、其制造方法及抛光加工物的制造方法。
(与第4课题对应的效果)
根据本发明,可以提供浆料的液体保持性能及磨粒保持性能这两者优异的抛光垫、其制造方法及抛光加工物的制造方法。
附图说明
(与第1实施方式对应的图)
[图1-1]图1-1为实施例1的树脂片材的基于压汞法的累积细孔容积(细孔分布)的测定结果。
[图1-2]图1-2为利用扫描型电子显微镜以500倍观察实施例1的树脂片材表面而得到的SEM图像。
[图1-3]图1-3(A)为利用扫描型电子显微镜以2000倍观察实施例1的树脂片材表面而得到的SEM图像。图1-3(B)是将图1-3(A)中观察到微相分离结构(螺旋二十四面体结构)的部分用虚线围起来的图。
[图1-4]图1-4为实施例2的树脂片材的基于压汞法的累积细孔容积(细孔分布)的测定结果。
[图1-5]图1-5为利用扫描型电子显微镜以500倍观察实施例2的树脂片材表面而得到的SEM图像。
[图1-6]图1-6为比较例1的树脂片材的基于压汞法的累积细孔容积(细孔分布)的测定结果。
[图1-7]图1-7为利用扫描型电子显微镜以500倍观察比较例1的树脂片材表面而得到的SEM图像。
(与第2实施方式对应的图)
[图2-1]图2-1为实施例1的树脂片材的基于压汞法的累积细孔容积(细孔分布)的测定结果。
[图2-2]图2-2(A)为利用扫描型电子显微镜以500倍观察实施例1的树脂片材表面而得到的SEM图像。图2-2(B)是将图2-2(A)中观察到微相分离结构(螺旋二十四面体结构)的部分用虚线围起来的图。
[图2-3]图2-3为利用扫描型电子显微镜以500倍观察实施例2的树脂片材表面而得到的SEM图像。
[图2-4]图2-4为比较例1的树脂片材的基于压汞法的累积细孔容积(细孔分布)的测定结果。
[图2-5]图2-5为利用扫描型电子显微镜以500倍观察比较例1的树脂片材表面而得到的SEM图像。
(与第3实施方式对应的图)
[图3-1]图3-1为实施例1的树脂片材的基于压汞法的累积细孔容积(细孔分布)的测定结果。
[图3-2]图3-2为利用扫描型电子显微镜以500倍观察实施例1的树脂片材表面而得到的SEM图像。
[图3-3]图3-3(A)为利用扫描型电子显微镜以2000倍观察实施例1的树脂片材表面而得到的SEM图像。图3-3(B)是将图3-3(A)中观察到微相分离结构(螺旋二十四面体结构)的部分用虚线围起来的图。
[图3-4]图3-4为实施例2的树脂片材的基于压汞法的累积细孔容积(细孔分布)的测定结果。
[图3-5]图3-5为利用扫描型电子显微镜以500倍观察实施例2的树脂片材表面而得到的SEM图像。
[图3-6]图3-6为比较例1的树脂片材的基于压汞法的累积细孔容积(细孔分布)的测定结果。
[图3-7]图3-7为利用扫描型电子显微镜以500倍观察比较例1的树脂片材表面而得到的SEM图像。
(与第4实施方式对应的图)
[图4-1]图4-1为实施例1的树脂片材的基于压汞法的累积细孔容积(细孔分布)的测定结果。
[图4-2]图4-2(A)为利用扫描型电子显微镜以500倍观察实施例1的树脂片材表面而得到的SEM图像。图4-2(B)是将图4-2(A)中观察到微相分离结构(螺旋二十四面体结构)的部分用虚线围起来的图。
[图4-3]图4-3为利用扫描型电子显微镜以500倍观察实施例2的树脂片材表面而得到的SEM图像。
[图4-4]图4-4为比较例1的树脂片材的基于压汞法的累积细孔容积(细孔分布)的测定结果。
[图4-5]图4-5为利用扫描型电子显微镜以500倍观察比较例1的树脂片材表面而得到的SEM图像。
具体实施方式
以下,对于本发明的实施方式(以下称为“本实施方式”。),按<第1实施方式>、<第2实施方式>、<第3实施方式>及<第4实施方式>的顺序进行详细说明,但本发明不限于此,可在不脱离其要旨的范围内进行各种变形。
<第1实施方式>
此处,对本实施方式涉及的第1方式(本说明书中,也称为“第1实施方式”。)进行详细说明。需要说明的是,<第1实施方式>中使用的术语、符号与后述的<第2实施方式>、<第3实施方式>及<第4实施方式>的内容独立地使用。
(研磨垫)
本实施方式(以下,只要没有特别说明,则<第1实施方式>中的“本实施方式”是指第1实施方式。)的研磨垫为具备具有细孔的树脂片材的研磨垫,在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的前述树脂片材的细孔分布中,0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.21cm3/g以上1.00cm3/g以下,前述树脂片材的密度为0.3g/cm3以上0.9g/cm3以下。本实施方式的研磨垫由于如上述的那样构成,因此能够对被研磨物赋予良好的平坦性,并且与浆料的亲和性优异。
本实施方式的研磨垫只要具备本实施方式中的树脂片材即可,没有特别限定,研磨垫也可以具有树脂片材以外的构成。作为研磨垫中的、树脂片材以外的构成,可举出以往已知的研磨层、缓冲层、及粘接层等。
本实施方式的研磨垫优选具有上述的树脂片材作为研磨层。所谓“具有树脂片材作为研磨层”,是指:本实施方式的研磨垫的至少1个表面对应于本实施方式中的树脂片材的表面,该树脂片材的表面成为在本实施方式的研磨时被压抵至被研磨物的研磨面。因此,本实施方式的研磨垫优选至少一面由本实施方式中的树脂片材构成。另外,本实施方式的研磨垫也可以仅由本实施方式中的树脂片材形成。
对于本实施方式的研磨垫而言,根据需要,可以对研磨面实施槽加工、压纹加工及/或孔加工(冲孔加工),也可以具备透光部。槽加工及压纹加工的形状没有特别限定,例如,可举出格子型、同心圆型、及放射型等的形状。
(树脂片材)
(密度)
本实施方式中的树脂片材的密度为0.3g/cm3以上0.9g/cm3以下。若本实施方式中的树脂片材的密度为0.3g/cm3以上,则研磨垫变得不易相对于压力发生变形,因此,在研磨加工中,由研磨垫赋予至被研磨物的力在研磨面方向上变得均匀。其结果是,在使用了具备这样的树脂片材的研磨垫的研磨加工中,能够使被研磨物的研磨表面更加平坦。需要说明的是,本实施方式中,所谓“被研磨物的研磨表面平坦”,是指被研磨物的经研磨的表面作为整体而言更平坦。也可以换言之为整体的平坦性良好。从同样的观点考虑,本实施方式中的树脂片材的密度优选为0.4g/cm3以上,更优选为0.45g/cm3以上。
另一方面,若本实施方式中的树脂片材的密度为0.9g/cm3以下,则有树脂片材的硬度变低的倾向,在使用了具备这样的树脂片材的研磨垫的研磨加工中,有能够抑制划痕的产生的倾向。
本实施方式中的树脂片材的密度可以利用以往已知的方法测定,例如,利用通常的方法测定树脂片材片的质量及体积,由所得到的值求出密度即可。另外,作为控制树脂片材的密度的方法,没有特别限定,例如,利用后述的本实施方式的研磨垫的制造方法得到研磨垫即可。尤其是在本实施方式中的树脂片材的制造工序中,减少发泡剂的量的情况下,有树脂片材的密度变高的倾向。
(树脂片材的细孔分布)
(累积细孔容积V)
本实施方式中的树脂片材具有细孔,在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的前述树脂片材的细孔分布中,0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.21cm3/g以上1.00cm3/g以下。
需要说明的是,以下,本实施方式中,只要没有特别说明,则所谓“细孔分布”,是指通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的细孔分布。压汞法是能够通过一边使施加的压力进行扫描一边向测定试样表面的细孔中填满汞来对测定试样表面上的细孔分布进行测定的方法。因此,在通过压汞法针对发泡材料来测定细孔分布的情况下,其细孔分布主要反映出连通气泡(通常也称为“连续气泡”。)的细孔分布,独立气泡的细孔分布的贡献小。
关于本实施方式的研磨垫,本申请的发明人发现,在通过压汞法测得的细孔分布中,0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.21cm3/g以上时,研磨垫的与浆料的亲和性变得充分良好。推断这是因为,累积细孔容积V为0.21cm3/g以上时,具有0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的连通气泡变得分布于树脂片材的整体中,在研磨加工时,浆料经由该连通气泡而变得均匀渗透至树脂片材内部。但是,由于累积细孔容积V为0.21cm3/g以上而使研磨垫的与浆料的亲和性变得充分良好的原因不限于上述原因。
从进一步提高与浆料的亲和性的观点考虑,本实施方式中的树脂片材中,上述累积细孔容积V优选为0.30cm3/g以上,更优选为0.40cm3/g以上。
本实施方式中的树脂片材中,上述累积细孔容积V为1.00cm3/g以下。通过使累积细孔容积V为1.00cm3/g以下,从而有树脂片材的密度容易变为上述范围内的倾向,在使用了具备这样的树脂片材的研磨垫的研磨加工中,能够使被研磨物的研磨表面更加平坦。从同样的观点考虑,累积细孔容积V优选为0.90cm3/g以下。
若累积细孔容积V在0.21cm3/g以上1.00cm3/g以下的范围内,则树脂片材的修整性变得优异。需要说明的是,所谓“修整”或“修整处理”,是指下述处理:在对被研磨物进行研磨之前,使用固定有磨粒等的修整工具(例如,金刚石修整器或砂纸),使研磨垫的研磨面的表面粗糙度一致,或者使平坦度一致。另外,所谓“修整性优异”,是指通过比较容易的条件的处理即可进行充分的修整处理。所谓“研磨面”,是指在利用研磨垫对被研磨物进行研磨时、研磨垫与被研磨物接触的面或者设想会接触的面。
(累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0而言的比例)
本实施方式的研磨垫中,从进一步提高对被研磨物赋予的平坦性、和与浆料的亲和性的均衡性的观点考虑,在树脂片材的细孔分布中,0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V相对于0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0而言的比例优选为50%以上。换言之,累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0之比(V/V0)优选为0.50以上。根据这样的方式,树脂片材的具有相对较小的细孔直径的细孔的比例增加,因此,能够保持与现有品同等的密度,并且使树脂片材内的连通气泡的数量更多。
从同样的观点考虑,累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0而言的比例更优选为60%以上,进一步优选为65%以上,进一步更优选为70%以上。累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0而言的比例的上限没有特别限定,累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0而言的比例可以为100%以下,也可以为99%以下,也可以为95%以下,也可以为90%以下,也可以为85%以下,也可以为80%以下。
(最大峰的峰位置)
在本实施方式中的树脂片材的细孔分布中,0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置优选在0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内。一般而言,在压汞法中,细孔分布是作为从测定范围的最大的细孔直径起算的累积细孔容积而测定的。因此,所谓“0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置”,是指由利用压汞法得到的细孔分布算出的Log微分细孔容积分布(dV/d(logD))的最大峰的位置(细孔直径)。另外,所谓最大峰,在0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的极大点存在有多个的情况下,是指极大值最大的极大点。
通过使0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置在0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内,从而树脂片材具有在0.010μm以上1.0μm以下的范围内分布更加均匀的细孔,因此有研磨垫的与浆料的亲和性、及修整性进一步提高的倾向。从进一步提高研磨垫的与浆料的亲和性、及修整性的观点考虑,0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置在更优选为0.010μm以上0.5μm以下、进一步优选为0.030μm以上0.5μm以下、更进一步优选为0.050μm以上0.5μm以下的细孔直径的范围内。
从同样的观点考虑,1.0μm以上360μm以下的范围内的最大峰的位置更优选在50μm以上200μm以下的细孔直径的范围内。
(峰的数量及峰高度)
在本实施方式中的树脂片材的Log微分细孔容积分布中,0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的峰的数量优选为2以上4以下,更优选为2,进一步优选在0.010μm以上1.0μm以下的范围内为1并且在1.0μm以上360μm以下的范围内为1。通过使峰的数量在上述的范围内,从而具有分布更加均匀的细孔,因此有研磨垫的与浆料的亲和性、及修整性进一步提高的倾向。
从同样的观点考虑,在Log微分细孔容积分布中,0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围中的最大峰高度与1.0μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰高度相比,优选为2倍以上,更优选为2.5倍以上,进一步优选为3倍以上。
(累积细孔容积V0)
在本实施方式中的树脂片材的细孔分布中,0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0优选为0.1cm3/g以上2.0cm3/g以下,更优选为0.4cm3/g以上2.0cm3/g以下,进一步优选为0.5cm3/g以上1.5cm3/g以下,更进一步优选为0.6cm3/g以上1.2cm3/g以下。通过使累积细孔容积V0在上述的范围内,从而有对被研磨物赋予的平坦性、和与浆料的亲和性的均衡性进一步提高的倾向。
本实施方式中,累积细孔容积V及累积细孔容积V0由通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的细孔分布算出,更详细的压汞法的测定条件可以参照实施例中记载的方法。另外,作为控制累积细孔容积V、累积细孔容积V0、累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0而言的比例、最大峰的峰位置、峰的数量及峰高度的值的方法,没有特别限定,例如,利用后述的本实施方式的研磨垫的制造方法得到研磨垫即可。
(树脂片材的结构)
本实施方式中的树脂片材优选具有微相分离结构。本实施方式中,“微相分离结构”是指经由微相分离而形成的相分离结构。另外,本实施方式中,所谓“微相分离”,是指以在宏观上均匀的物体中、微观(典型而言为微米级)的结构图案以至少1维的周期性重复的方式产生的相分离。微相分离可以通过例如采用后述的本实施方式的研磨垫的制造方法中的优选的制造条件而产生。作为微相分离结构的典型例,虽不限于以下结构,但可举出球状结构(海岛结构)、圆筒结构、片层结构、及三维网络结构。本实施方式中的微相分离结构优选包含圆筒结构、片层结构及三维网络结构,更优选为三维网络结构。
本实施方式中,三维网络结构是指在三维方向上形成了网状的网络的结构。作为源于微相分离的三维网络结构,也可以为包含单螺旋二十四面体结构及/或双(多重)螺旋二十四面体结构的结构。本实施方式中,单螺旋二十四面体结构典型地是指2个三岔路绞合成对而成的细线结构组合形成单位胞并且该单位胞周期性地重复的网络结构,双(多重)螺旋二十四面体结构是指2个以上的单螺旋二十四面体结构组合成套盒而成的结构。
具有源于以往的发泡剂、非活性气体的注入等的连续发泡结构的树脂片材的截面有观察到大致球状的发泡截面和树脂平坦部(即,树脂的海与空隙的岛形成的海岛状)的倾向。另一方面,本实施方式中的树脂片材具有双(多重)螺旋二十四面体结构的情况下,在其截面中,典型而言,有观察到2种以上的树脂以微米级按斑驳状交缠地发生了相分离的结构的倾向。另外,本实施方式中的树脂片材具有单螺旋二十四面体结构的情况下,在其截面中,典型而言,观察到不定形的空隙截面和树脂骨架/树脂骨架截面。在树脂骨架部较之空隙而言充分大的情况下,有时不能观察到树脂骨架部而实质上以树脂的海状被观察到,即使在该情况下,本实施方式中的树脂片材的空隙也以三维网络状相互连通地形成。
需要说明的是,在观察本实施方式中的树脂片材的截面时,也存在观察到2种以上的树脂的斑驳状花纹、与不定形的空隙截面和树脂骨架/树脂骨架截面这两个特征、即双(多重)螺旋二十四面体结构与单螺旋二十四面体结构的边界无法明确区分的情况,在该情况下,可以评价为包含单螺旋二十四面体结构及双(多重)螺旋二十四面体结构中的至少一者。
本实施方式中的树脂片材具有单螺旋二十四面体结构及/或双(多重)螺旋二十四面体结构的情况下,典型而言,在Log微分细孔容积分布中,也在0.010μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内计测尖锐的峰(极大值)。
本实施方式中的树脂片材可以包含组成不同的2个以上的相。本实施方式中,所谓相的“组成”,包含作为相的主成分的树脂、及相中包含的除主成分以外的成分这两者,进而还考虑到它们的配合比。因此,本实施方式中的树脂片材所具有的微相分离结构可以包含作为相的主成分的树脂、及相中包含的除主成分以外的成分中的至少任一者彼此不同的2个以上的相,典型而言,可以包含作为相的主成分的树脂的结构、平均分子量、及官能团中的至少1种以上不同的2个以上的相。
作为组成不同的2个相的示例,例如可举出下述情况:在一个相与另一个相中,构成相的树脂的种类不同的情况;在一个相与另一个相中,含有的添加物的含量不同的情况;以及,树脂片材由AB嵌段聚合物形成,并且,一个相是以A嵌段为主成分的相,另一个相是以B嵌段为主成分的相的情况。
作为包含组成彼此不同的2个相的微相分离结构的典型示例,可举出下述情况:第1相为规定的预聚物和规定的固化剂进行固化而成的相,第2相为与第1相中的预聚物不同的预聚物和第1相中的固化剂进行固化而成的相的情况;第1相为规定的预聚物和规定的固化剂进行固化而成的相,第2相为第1相中的预聚物和与第1相中的固化剂不同的固化剂进行固化而成的相的情况;以及,第1相为规定的预聚物和规定的固化剂进行固化而成的相,第2相为与第1相中的预聚物不同的预聚物和与第1相中的固化剂不同的固化剂进行固化而成的相的情况;等等。
本实施方式中的树脂片材可以具有起因于微相分离的空隙。所述空隙也可以换言之为构成微相分离结构的空隙,作为其具体例,虽不限于以下空隙,但可举出由提供螺旋二十四面体结构的树脂骨架划分形成的空隙等。需要说明的是,本实施方式中,空隙可以是来自细孔的空隙,也可以是来自多个细孔连通而成的连通孔的空隙。
本实施方式中的具有微相分离结构的树脂片材例如可以利用后述的本实施方式的研磨垫的制造方法得到。另外,关于树脂片材具有微相分离结构,可以通过以300倍~3000倍左右的倍率利用扫描型电子显微镜(SEM)观察来确认。
需要说明的是,关于树脂片材具有包含组成不同的2个以上的相的微相分离结构或者具有前述的空隙,可以利用光学显微镜及相位差显微镜这样的光学方法、使用了扫描型电子显微镜及透射型电子显微镜这样的电子显微镜的方法、使用了光散射、中子射线小角散射及X射线小角散射这样的粒子的散射的方法、X射线衍射法、荧光法、以及脉冲NMR测定法等方法观测。
(树脂片材的平均开孔直径)
本实施方式中的树脂片材中,将10μm以上的开孔作为对象而测定的平均开孔直径没有特别限定,但优选为50μm以上300μm以下,更优选为50μm以上200μm以下。
上述平均开孔直径可以利用例如后述的实施例中记载的方法测定。另外,上述平均开孔直径可以通过例如发泡剂、稳泡剂的种类及/或添加量而调整至上述的范围内。
(树脂片材的平均厚度)
本实施方式中的树脂片材的平均厚度没有特别限定,但优选为0.5mm以上10.0mm以下,更优选为0.6mm以上8.0mm以下,进一步优选为0.7mm以上5.0mm以下。
(树脂片材的物性)
本实施方式中的树脂片材的压缩率没有特别限定,但优选为0.1%以上5.0%以下,更优选为0.3%以上3.0%以下。需要说明的是,树脂片材的压缩率可以按照日本工业标准(JIS L 1021),使用SHOP PER型厚度测定器(加压面:直径1cm的圆形)求出。具体而言,可以测定从无负荷状态起施加初始负荷30秒钟后的厚度t0,接下来,测定从厚度t0的状态起施加最终压力30秒钟后的厚度t1,由此,由以下的式子算出。需要说明的是,初始负荷为100g/cm2,最终压力为1120g/cm2
压缩率(%)=100×(t0-t1)/t0
本实施方式中的树脂片材的压缩弹性模量没有特别限定,但优选为70%以上100%以下,更优选为75%以上95%以下。需要说明的是,树脂片材的压缩弹性模量可以按照日本工业标准(JIS L 1021),使用SHOPPER型厚度测定器(加压面:直径1cm的圆形)求出。具体而言,可以测定从无负荷状态起施加初始负荷30秒钟后的厚度t0,接下来,测定从厚度t0的状态起施加最终压力30秒钟后的厚度t1,进而,测定从厚度t1的状态除去全部的负荷并放置5分钟(成为无负荷状态)后、再次施加初始负荷30秒钟后的厚度t0’,由此,由以下的式子算出。需要说明的是,初始负荷为100g/cm2,最终压力为1120g/cm2
压缩率(%)=100×(t0’-t1)/(t0-t1)
本实施方式中的树脂片材的肖氏D硬度没有特别限定,但优选为10以上70以下,更优选为20以上60以下。需要说明的是,树脂片材的肖氏D硬度可以按照日本工业标准(JIS K7311),使用D型硬度计求出。
(树脂片材的材料)
本实施方式中的树脂片材的材料没有特别限定。作为树脂片材的材料,例如,可举出聚氨酯树脂。作为聚氨酯树脂,没有特别限定,例如,可举出聚酯系聚氨酯树脂、聚醚系聚氨酯树脂、及聚碳酸酯系聚氨酯树脂。它们可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
它们之中,本实施方式中的树脂片材的材料优选包含聚酯系聚氨酯树脂、及聚醚系聚氨酯树脂中的至少任一者。尤其优选包含后文在本实施方式的研磨垫的制造方法中记述的、作为包含氨基甲酸酯预聚物和至少2种固化剂的混合液的固化物的聚氨酯树脂。通过使用这样的树脂,有能够简便地使密度及细孔分布在上述的范围内的倾向。
另外,本实施方式中的树脂片材可以除了树脂成分以外还含有来自添加剂的成分。作为这样的添加剂,例如,可举出后文在本实施方式的研磨垫的制造方法中记述的消泡剂、催化剂、发泡剂、稳泡剂、磨粒、染料、颜料、实心微粒、阻燃剂、亲水化剂、疏水化剂、耐光剂、抗氧化剂、及抗静电剂等。
[研磨垫的制造方法]
本实施方式的研磨垫的制造方法包括下述工序:使至少1种预聚物与至少2种固化剂的混合液固化,由此得到具有微相分离结构的树脂片材。根据这样的方法,能够简便地制造本实施方式的研磨垫。以下,对研磨垫的制造方法的各工序进行详述。
(混合工序)
本实施方式的研磨垫的制造方法可以包括制备至少1种预聚物与至少2种固化剂的混合液的混合工序。通过在混合工序中使用至少2种固化剂,从而在混合工序之后的成型工序中,能够得到具有微相分离结构的树脂片材。尤其是,通过使用2种以上的固化剂形成微相分离结构,从而与使用2种以上的预聚物形成微相分离结构的情况相比,有容易控制固化反应、能够容易地控制微相分离结构的形状的倾向。
混合工序中,例如,可以将已加热至30℃~90℃的至少1种预聚物、和至少2种固化剂投入可调整温度的带有夹套的混合机中,于30℃~130℃进行搅拌。此时,根据需要,也可以在带有搅拌机且带有夹套的罐中接收混合液并使其熟化。搅拌时间根据混合机的齿数、转速、间隙等而适宜调整,例如为0.1秒~60秒。
(固化剂)
混合工序中使用的固化剂没有特别限定,例如,可举出含有氨基的化合物及含有羟基的化合物。作为含有氨基的化合物,没有特别限定,例如,可举出4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)、乙二胺、丙二胺、六亚甲基二胺、异佛尔酮二胺、二环己基甲烷-4,4’-二胺、4-甲基-2,6-双(甲基硫基)-1,3-苯二胺、2-甲基-4,6-双(甲基硫基)-1,3-苯二胺、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双[3-(异丙基氨基)-4-羟基苯基]丙烷、2,2-双[3-(1-甲基丙基氨基)-4-羟基苯基]丙烷、2,2-双[3-(1-甲基戊基氨基)-4-羟基苯基]丙烷、2,2-双(3,5-二氨基-4-羟基苯基)丙烷、2,6-二氨基-4-甲基苯酚、三甲基亚乙基双-4-氨基苯甲酸酯、及聚四亚甲基氧基-二对氨基苯甲酸酯等。作为含有氨基的化合物,优选为4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)。
作为含有羟基的化合物,没有特别限定,例如,可举出乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三亚甲基二醇、四乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,2-丁二醇、3-甲基-1,2-丁二醇、1,2-戊二醇、1,4-戊二醇、2,4-戊二醇、2,3-二甲基三亚甲基二醇、四亚甲基二醇、3-甲基-4,3-戊二醇、3-甲基-4,5-戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,6-己二醇、1,5-己二醇、1,4-己二醇、2,5-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、三羟甲基甲烷、聚丁二醇、聚乙二醇、及聚丙二醇等。从控制反应的观点考虑,作为含有羟基的化合物,与3官能以上的化合物相比,更优选使用2官能(二醇)的化合物。另外,作为含有羟基的化合物,更优选为聚丁二醇。
需要说明的是,上述的固化剂可组合使用2种以上。固化剂的组合没有特别限定,但优选为后述的组合。
固化剂的活性氢当量(例如,NH2当量及OH当量)没有特别限定,例如可以为50以上5000以下,也可以为100以上4000以下,也可以为130以上3000以下。另外,作为含有羟基的化合物的固化剂的OH当量可以为100以上5000以下,也可以为200以上4000以下,也可以为300以上3000以下。作为含有氨基的化合物的固化剂的NH2当量可以为50以上2000以下,也可以为75以上1000以下,也可以为100以上300以下。
混合工序中,可使用至少2种固化剂。作为固化剂的组合,优选使用彼此相容性低的、以及/或者反应性不同的、以及/或者活性氢当量不同的固化剂。根据这样的方式,有能够更可靠地得到微相分离结构的倾向。作为反应性不同的固化剂的组合的例子,例如可举出活性氢基团不同的固化剂的组合,更具体而言,例如可举出含有氨基的化合物及含有羟基的化合物的组合。
使用2种以上的具有相同活性氢基团的固化剂的情况下,即,使用2种以上的含有羟基的化合物、或者使用2种以上的含有氨基的化合物的情况下,优选所述2种以上的固化剂包含活性氢当量之差为500以上2000以下的2种固化剂。更优选所述2种以上的固化剂包含活性氢当量为200以上500以下的固化剂、和活性氢当量为1000以上2000以下的固化剂。
在使用2种以上的具有相同活性氢基团的固化剂、并且所述2种以上的固化剂包含活性氢当量之差为500以上2000以下的2种固化剂的情况下,关于活性氢当量小的固化剂的使用量与活性氢当量大的固化剂的使用量之比,“活性氢当量小的固化剂:活性氢当量大的固化剂”以活性氢基团数比计优选为1:1~1:15,更优选为1:1~1:10。
在使用2种以上的具有相同活性氢基团的固化剂、并且所述2种以上的固化剂包含活性氢当量为200以上500以下的固化剂、和活性氢当量为1000以上2000以下的固化剂的情况下,关于活性氢当量为200以上500以下的固化剂的使用量与活性氢当量为1000以上2000以下的固化剂的使用量之比,“活性氢当量为200以上500以下的固化剂:活性氢当量为1000以上2000以下的固化剂”以活性氢基团数比计优选为1:1~1:15,更优选为1:1~1:10。
作为具体的优选的固化剂的组合,至少2种固化剂优选包含含有氨基的化合物、和含有羟基的化合物。至少2种固化剂更优选包含1种含有氨基的化合物、和2种以上的含有羟基的化合物,或者包含2种以上的含有氨基的化合物、和1种含有羟基的化合物。至少2种固化剂进一步优选包含1种含有氨基的化合物、和2种以上的含有羟基的化合物。
至少2种固化剂包含含有氨基的化合物和含有羟基的化合物的情况下,含有氨基的化合物的NH2当量、与含有羟基的化合物的OH当量之差没有特别限定,但优选含有羟基的化合物的OH当量较大,更优选含有羟基的化合物的OH当量比含有氨基的化合物的NH 2当量大100以上2000以下。
至少2种固化剂包含含有氨基的化合物和含有羟基的化合物的情况下,作为含有氨基的化合物的固化剂的使用量相对于固化剂的使用量整体而言的比例以官能团数比计优选为35%以上95%以下,更优选为40%以上90%以下。
作为优选的固化剂的组合的一例,例如,至少2种固化剂包含NH2当量为100以上300以下的第1固化剂(含有氨基的化合物)、和OH当量为1000以上2000以下的第2固化剂(含有羟基的化合物)。第1固化剂的使用量与第2固化剂的使用量之比没有特别限定,相对于固化剂的使用量整体而言,第1固化剂的使用量以官能团数比计优选为35%以上98%以下,更优选为35%以上95%以下,进一步优选为40%以上90%以下。相对于固化剂的使用量整体而言,第2固化剂的使用量以官能团数比计优选为2%以上60%以下,更优选为3%以上60%以下,进一步优选为5%以上50%以下。另外,相对于固化剂的使用量整体而言,第1固化剂的使用量以质量比计优选为10%以上90%以下,更优选为15%以上80%以下。相对于固化剂的使用量整体而言,第2固化剂的使用量以质量比计优选为10%以上50%以下,更优选为15%以上40%以下。
通常,固化剂的使用量的合计由R值规定,所述R值是将预聚物所具有的官能团的数量设为1时的、存在于固化剂中的活性氢基团(氨基及羟基)的当量比。固化剂的使用量的合计优选以R值成为0.7以上1.3以下的方式调整。R值更优选为0.8以上1.2以下。
需要说明的是,通过以适当的使用量使用上述的优选的固化剂的组合,能够更可靠地得到在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的细孔分布中、0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.21cm3/g以上1.00cm3/g以下的树脂片材及/或具有微相分离结构的树脂片材。需要说明的是,作为固化剂的组合,可以使用彼此相容性低的2种以上的固化剂、使用反应性彼此不同的2种以上的固化剂、以及/或者使用活性氢当量不同的固化剂。即使在利用这样的组合得不到具有明确的微相分离结构的树脂片材的情况下,通过实施以彼此的相容性变高的方式变更固化剂的种类、以彼此的反应性变得类似的方式变更固化剂、以及/或者以彼此的活性氢当量相近的方式变更固化剂等的调整,也有可得到具有微相分离结构的树脂片材的倾向。
(预聚物)
作为混合工序中使用的预聚物,没有特别限定,例如,可举出氨基甲酸酯预聚物。作为氨基甲酸酯预聚物,例如,可举出六亚甲基二异氰酸酯与己三醇的加成物;2,4-甲苯二异氰酸酯与邻苯二酚的加成物;2,4-甲苯二异氰酸酯与聚(氧四亚甲基)二醇与二乙二醇的加成物;甲苯二异氰酸酯与己三醇的加成物;甲苯二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物;苯二甲撑二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物;六亚甲基二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物;以及异氰脲酸与六亚甲基二异氰酸酯的加成物。另外,也可以使用除此以外的、通过多异氰酸酯化合物与多元醇化合物的反应制备的含有异氰酸酯基的化合物、市售的各种氨基甲酸酯预聚物。
作为用于制备含有异氰酸酯基的化合物的多异氰酸酯化合物,只要在分子内具有2个以上的异氰酸酯基即可,没有特别限定。例如,作为在分子内具有2个异氰酸酯基的二异氰酸酯化合物,可举出间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-TDI)、2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)、萘-1,4-二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)、4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)(氢化MDI)、3,3’-二甲氧基-4,4’-联苯二异氰酸酯、3,3’-二甲基二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、亚二甲苯基-1,4-二异氰酸酯、4,4’-二苯基丙烷二异氰酸酯、三亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、亚丙基-1,2-二异氰酸酯、亚丁基-1,2-二异氰酸酯、亚环己基-1,2-二异氰酸酯、亚环己基-1,4-二异氰酸酯、对亚苯基二异硫氰酸酯、亚二甲苯基-1,4-二异硫氰酸酯、及次乙基二异硫氰酸酯等。
这些多异氰酸酯化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上。作为多异氰酸酯化合物,优选为二异氰酸酯化合物,更优选为2,4-TDI及2,6-TDI、MDI。
作为用于制备含有异氰酸酯基的化合物的多元醇化合物,例如,可举出乙二醇、二乙二醇(DEG)、丁二醇等二醇化合物、三醇化合物等;聚丙二醇(PPG)、及聚(氧四亚甲基)二醇(PTMG)等聚醚多元醇化合物;乙二醇与己二酸的反应物、丁二醇与己二酸的反应物等聚酯多元醇化合物;聚碳酸酯多元醇化合物、以及聚己内酯多元醇化合物等。另外,也可以使用使环氧乙烷加成而得到的3官能性丙二醇。多元醇化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
氨基甲酸酯预聚物的NCO当量优选为150以上700以下,更优选为200以上600以下,进一步优选为200以上500以下。所谓“NCO当量”,是通过“(多异氰酸酯化合物的质量份+多元醇化合物的质量份)/[(每1分子多异氰酸酯化合物的官能团数×多异氰酸酯化合物的质量份/多异氰酸酯化合物的分子量)-(每1分子多元醇化合物的官能团数×多元醇化合物的质量份/多元醇化合物的分子量)]”求出的、表示按每1个NCO基计的氨基甲酸酯预聚物的分子量的数值。
混合工序中,可使用至少1种预聚物。预聚物也可以将上述的预聚物组合2种以上而使用,但优选单独使用1种。根据这样的方式,有容易控制固化反应、能够容易地控制微相分离结构的形状的倾向。作为预聚物,优选单独使用将甲苯二异氰酸酯作为主成分的氨基甲酸酯预聚物。
预聚物的使用量没有特别限定,相对于混合液整体而言,优选为30质量份以上80质量份以下,更优选为40质量份以上75质量份以下。
(添加剂)
混合工序中,也可以混合除预聚物及固化剂以外的成分作为添加剂。作为添加剂,可举出聚丙二醇这样的溶剂(稀释剂);有机硅系消泡剂这样的消泡剂;催化剂;水、中空微粒这样的发泡剂;有机硅系稳泡剂这样的稳泡剂;以及,氧化铈这样的填料(磨粒);染料;颜料;实心微粒;阻燃剂;亲水化剂;疏水化剂;耐光剂;抗氧化剂;抗静电剂等。从使所得到的树脂片材的密度为0.3g/cm3以上0.9g/cm3以下的观点考虑,优选为了调整密度而添加发泡剂,更优选调整发泡剂的添加量。
混合工序中,通过调整添加的催化剂的种类及使用量,能够控制固化反应的反应速度,从而控制所形成的微相分离结构。
(成型工序)
成型工序是通过使如上所述地得到的混合液固化而得到具有微相分离结构的树脂片材的工序。成型工序中,例如,可以将通过混合工序得到的混合液浇注到已预热至30℃~150℃的模框内,于30℃~150℃左右进行10分钟~5小时左右的加热。由此,预聚物与固化剂反应而形成树脂,由此,上述混合液固化。另外,也可以进一步利用烘箱于50℃~180℃左右进行10分钟~10小时左右的加热,由此进行2次固化。本实施方式的研磨垫的制造方法中,由于混合液为上述的混合液,因此能够得到具有微相分离结构的树脂块。
需要说明的是,成型工序中的使混合液固化时的反应温度可以根据使用的预聚物、固化剂及添加剂的种类、配合比等而适宜调整,通过调整反应温度,存在能够控制固化反应的反应速度、从而控制所形成的微相分离结构的倾向。
另外,成型工序中,从如上所述地得到的树脂块切出适当的厚度的树脂片材,由此得到具有微相分离结构的树脂片材。所得到的树脂片材也可以于30℃~150℃进行1小时~24小时左右的老化。
对于如上所述地得到的树脂片材而言,例如,然后在一面贴附双面胶带,切割成规定形状、优选为圆板状,作为本实施方式的研磨垫而完成。作为双面胶带,没有特别限定,可以从以往已知的双面胶带中任意地选择使用。
另外,本实施方式的研磨垫可以为仅由树脂片材形成的单层结构,也可以由在树脂片材的一面贴合有其他层(缓冲层或基板层)的多层形成。具有多层结构的情况下,可以使用双面胶带、粘接剂等,将多个层彼此根据需要一边加压一边进行粘接、固定。作为可使用的双面胶带及粘接剂,没有特别限定,可以从以往已知的双面胶带及粘接剂中任意地选择使用。
此外,对于本实施方式的研磨垫而言,根据需要,可以对表面实施槽加工、压纹加工及/或孔加工(冲孔加工)。槽加工及压纹加工的形状没有特别限定,例如,可举出格子型、同心圆型、放射型等的形状。
另外,对于研磨垫而言,也可以对树脂片材的表面及/或背面实施修整(研削处理)。本实施方式的研磨垫的制造方法中的树脂片材具有连通的细孔,因此修整性优异,能够以容易的条件进行修整处理。作为修整处理,没有特别限定,可以通过基于金刚石修整器的研削等已知的方法来修整。
[研磨加工物的制造方法]
本实施方式的研磨加工物的制造方法具有下述研磨工序:在研磨浆料的存在下,使用上述的研磨垫对被研磨物进行研磨,得到研磨加工物。研磨工序可以为一次研磨(粗研磨),也可以为精研磨,还可以兼具这两种研磨。
本实施方式的研磨加工物的制造方法中,在供给研磨浆料的同时,在保持平台上,一边将被研磨物向研磨垫侧按压,一边使保持平台和研磨用平台相对地旋转,由此,利用研磨垫通过化学机械研磨对被研磨物的加工面进行研磨加工。保持平台与研磨用平台可以以彼此不同的旋转速度沿相同方向旋转,也可以沿不同方向旋转。另外,对于被研磨物而言,在研磨加工中,也可以一边在框部的内侧移动(自转)一边进行研磨加工。
研磨浆料可以根据被研磨物、研磨条件等而包含水、以过氧化氢为代表的氧化剂、酸成分、碱成分等化学成分、添加剂、以及磨粒(研磨粒子;例如,SiC、SiO2、Al2O3、及CeO2)等。
另外,作为被研磨物,没有特别限定,例如,可举出透镜、平行平面板及反射镜这样的光学材料、半导体晶片、半导体器件、硬盘用基板、金属、以及陶瓷等材料。
<第2实施方式>
此处,对本实施方式涉及的第2方式(本说明书中,也称为“第2实施方式”。)进行详细说明。需要说明的是,<第2实施方式>中使用的术语、符号与后述的<第1实施方式>、<第3实施方式>及<第4实施方式>的内容独立地使用。
(研磨垫)
本实施方式(以下,只要没有特别说明,则<第2实施方式>中的“本实施方式”是指第2实施方式。)的研磨垫具备具有细孔的树脂片材,在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的树脂片材的细孔分布中,0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.020cm3/g以上0.100cm3/g以下,树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下。本实施方式的研磨垫由于如上述的那样构成,因此能够对被研磨物赋予良好的平坦性,并且与浆料的亲和性优异。
另外,本实施方式的研磨垫也可以出于后述的累积细孔容积V’的观点而如下所述地规定。即,本实施方式的研磨垫具备具有细孔的树脂片材,在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的树脂片材的细孔分布中,0.050μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V”为0.020cm3/g以上0.140cm3/g以下,树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下。这样规定的本实施方式的研磨垫也能够对被研磨物赋予良好的平坦性,并且与浆料的亲和性优异。
本实施方式的研磨垫只要具备本实施方式中的树脂片材即可,没有特别限定,研磨垫也可以具有树脂片材以外的构成。作为研磨垫中的、树脂片材以外的构成,可举出以往已知的研磨层、缓冲层、及粘接层等。
需要说明的是,本实施方式中,称为“本实施方式中的树脂片材”时,包括如下两者:“树脂片材,其为具有细孔的树脂片材,在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的该树脂片材的细孔分布中,0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.020cm3/g以上0.100cm3/g以下,该树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下”;以及,“树脂片材,其为具有细孔的树脂片材,在通过设定汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的该树脂片材的细孔分布中,0.050μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V”为0.020cm3/g以上0.140cm3/g以下,该树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下”。
本实施方式的研磨垫优选具有上述的树脂片材作为研磨层。所谓“具有树脂片材作为研磨层”,是指:本实施方式的研磨垫的至少1个表面对应于本实施方式中的树脂片材的表面,该树脂片材的表面成为在本实施方式的研磨时被压抵至被研磨物的研磨面。因此,本实施方式的研磨垫优选至少一面由本实施方式中的树脂片材构成。另外,本实施方式的研磨垫也可以仅由本实施方式中的树脂片材形成。
对于本实施方式的研磨垫而言,根据需要,可以对研磨面实施槽加工、压纹加工及/或孔加工(冲孔加工),也可以具备透光部。槽加工及压纹加工的形状没有特别限定,例如,可举出格子型、同心圆型、及放射型等的形状。
(树脂片材)
(密度)
本实施方式中的树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下。若本实施方式中的树脂片材的密度为0.9g/cm3以上、即树脂片材为高密度,则研磨垫变得不易相对于压力发生变形,因此,在研磨加工中,由研磨垫赋予至被研磨物的力在研磨面方向上变得均匀。其结果是,在使用了具备这样的树脂片材的研磨垫的研磨加工中,能够使被研磨物的研磨表面更加平坦。需要说明的是,本实施方式中,所谓“被研磨物的研磨表面平坦”,是指被研磨物的经研磨的表面作为整体而言更平坦。也可以换言之为整体的平坦性良好。
从同样的观点考虑,本实施方式中的树脂片材的密度优选大于0.9g/cm3,更优选为1.0g/cm3以上,进一步优选为1.1g/cm3以上。需要说明的是,所谓树脂片材的密度大于0.9g/cm3,是指以两位有效数字测定的树脂的密度为0.91g/cm3以上。
若本实施方式中的树脂片材的密度为1.3g/cm3以下,则有树脂片材的硬度变低的倾向,在使用了具备这样的树脂片材的研磨垫的研磨加工中,有能够抑制划痕的产生的倾向。
本实施方式中的树脂片材的密度可以利用以往已知的方法测定,例如,利用通常的方法测定树脂片材片的质量及体积,由所得到的值求出密度即可。另外,作为控制树脂片材的密度的方法,没有特别限定,例如,利用后述的本实施方式的研磨垫的制造方法得到研磨垫即可。尤其是在本实施方式中的树脂片材的制造工序中,通过减少发泡剂的量,或者不使用发泡剂,能够提高树脂片材的密度。
(树脂片材的细孔分布)
(累积细孔容积V)
本实施方式中的树脂片材具有细孔,在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的细孔分布中,0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.020cm3/g以上0.100cm3/g以下。
需要说明的是,以下,本实施方式中,只要没有特别说明,则所谓“细孔分布”,是指通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的细孔分布。压汞法是能够通过一边使施加的压力进行扫描一边向测定试样表面的细孔中填满汞来对测定试样表面上的细孔分布进行测定的方法。因此,在通过压汞法针对发泡材料来测定细孔分布的情况下,其细孔分布主要反映出连通气泡(通常也称为“连续气泡”。)的细孔分布,独立气泡的细孔分布的贡献小。
关于本实施方式的研磨垫,本申请的发明人发现,在通过压汞法测得的细孔分布中,0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.020cm3/g以上时,研磨垫的与浆料的亲和性变得充分良好。推断这是因为,累积细孔容积V为0.020cm3/g以上时,具有0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的连通气泡变得分布于树脂片材的整体中,在研磨加工时,浆料经由该连通气泡而变得均匀渗透至树脂片材内部。但是,由于累积细孔容积V为0.020cm3/g以上而使研磨垫的与浆料的亲和性变得充分良好的原因不限于上述原因。
从进一步提高与浆料的亲和性的观点考虑,本实施方式中的树脂片材中,上述累积细孔容积V优选为0.030cm3/g以上,更优选为0.040cm3/g以上,进一步优选为0.050cm3/g以上。另外,若累积细孔容积V在上述的范围内,则树脂片材即使为高密度,修整性也变得优异。需要说明的是,所谓“修整”或“修整处理”,是指下述处理:在对被研磨物进行研磨之前,使用固定有磨粒等的修整工具(例如,金刚石修整器或砂纸),使研磨垫的研磨面的表面粗糙度一致,或者使平坦度一致。另外,所谓“修整性优异”,是指通过比较容易的条件的处理即可进行充分的修整处理。所谓“研磨面”,是指在利用研磨垫对被研磨物进行研磨时、研磨垫与被研磨物接触的面或者设想会接触的面。
本实施方式中的树脂片材中,上述累积细孔容积V为0.100cm3/g以下。通过使累积细孔容积V为0.100cm3/g以下,从而有树脂片材的密度容易变为上述范围内的倾向,在使用了具备这样的树脂片材的研磨垫的研磨加工中,能够使被研磨物的研磨表面更加平坦。从同样的观点考虑,累积细孔容积V优选为0.090cm3/g以下,更优选为0.080cm3/g以下。
(累积细孔容积V’)
在本实施方式中的树脂片材的细孔分布中,0.050μm以上且小于0.100μm的细孔直径的范围内的累积细孔容积V’典型而言为0.000cm3/g以上0.120cm3/g以下,从进一步提高对被研磨物赋予的平坦性、和与浆料的亲和性的均衡性的观点考虑,优选为0.000cm3/g以上0.100cm3/g以下,更优选为0.000cm3/g以上0.080cm3/g以下。
从上述观点考虑,可以规定,本实施方式的研磨垫具备具有细孔的树脂片材,在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的树脂片材的细孔分布中,0.050μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V”为0.020cm3/g以上0.140cm3/g以下,树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下。需要说明的是,本实施方式中的0.050μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V”可以规定为本实施方式中的累积细孔容积V与累积细孔容积V’之和,从进一步提高对被研磨物赋予的平坦性、和与浆料的亲和性的均衡性的观点考虑,为0.020cm3/g以上0.140cm3/g以下,优选为0.030cm3/g以上0.130cm3/g以下,更优选为0.050cm3/g以上0.120cm3/g以下。
(累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0而言的比例)
本实施方式的研磨垫中,从进一步提高对被研磨物赋予的平坦性、和与浆料的亲和性的均衡性的观点考虑,在树脂片材的细孔分布中,0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V相对于0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0而言的比例优选为50%以上。换言之,累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0之比(V/V0)优选为0.50以上。根据这样的方式,树脂片材的具有相对较小的细孔直径的细孔的比例增加,因此,能够将密度保持为高密度,并且使树脂片材内的连通气泡的数量更多。
从同样的观点考虑,累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0而言的比例更优选为60%以上,进一步优选为65%以上,进一步更优选为70%以上。累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0而言的比例的上限没有特别限定,累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0而言的比例可以为100%以下,也可以为99%以下,也可以为95%以下,也可以为90%以下,也可以为80%以下。
另外,在本实施方式中的树脂片材的细孔分布中,从与上述同样的观点考虑,累积细孔容积V相对于0.050μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0’之比(V/V0’)优选为50%以上,更优选为60%以上,进一步优选为65%以上,进一步更优选为70%以上。另外,V/V0’可以为100%以下,也可以为99%以下,也可以为95%以下,也可以为90%以下,也可以为80%以下。
(最大峰的峰位置)
在本实施方式中的树脂片材的细孔分布中,0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置优选在0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内。一般而言,在压汞法中,细孔分布是作为从测定范围的最大的细孔直径起算的累积细孔容积而测定的。因此,所谓“0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置”,是指由利用压汞法得到的细孔分布算出的Log微分细孔容积分布(dV/d(logD))的最大峰的位置(细孔直径)。另外,所谓最大峰,在0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的极大点存在有多个的情况下,是指极大值最大的极大点。
通过使0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置在0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内,从而树脂片材具有在0.100μm以上10.0μm以下的范围内分布更加均匀的细孔,因此有研磨垫的与浆料的亲和性、及修整性进一步提高的倾向。从进一步提高研磨垫的与浆料的亲和性、及修整性的观点考虑,0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置更优选在0.500μm以上5.00μm以下的细孔直径的范围内。
另外,在本实施方式中的树脂片材的细孔分布中,0.050μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置优选在0.050μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内,更优选在0.050μm以上5.00μm以下的细孔直径的范围内。
(峰的数量及峰高度)
在本实施方式中的树脂片材的细孔分布中,0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的峰的数量优选为1以上3以下,更优选为1以上2以下,进一步优选为1。通过使峰的数量在上述的范围内,从而具有分布更加均匀的细孔,因此有研磨垫的与浆料的亲和性、及修整性进一步提高的倾向。
从同样的观点考虑,在0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围内存在2个以上的峰的情况下,最大峰的峰高度与第二高的峰的峰高度相比,优选为2倍以上,更优选为5倍以上,进一步优选为10倍以上。
(累积细孔容积V0)
在本实施方式中的树脂片材的细孔分布中,0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0优选为0.040cm3/g以上0.120cm3/g以下,更优选为0.050cm3/g以上0.110cm3/g以下,进一步优选为0.060cm3/g以上0.100cm3/g以下。通过使累积细孔容积V0在上述的范围内,从而有对被研磨物赋予的平坦性、和与浆料的亲和性的均衡性进一步提高的倾向。
另外,在本实施方式中的树脂片材的细孔分布中,0.050μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0’可以规定为本实施方式中的累积细孔容积V0与累积细孔容积V’之和,从与上述同样的观点考虑,优选为0.040cm3/g以上0.200cm3/g以下,更优选为0.050cm3/g以上0.180cm3/g以下,进一步优选为0.060cm3/g以上0.160cm3/g以下。
本实施方式中,累积细孔容积V、累积细孔容积V’、累积细孔容积V”、累积细孔容积V0、累积细孔容积V0’最大峰的峰位置、峰的数量及峰高度的值由通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的细孔分布算出,更详细的压汞法的测定条件可以参照实施例中记载的方法。另外,作为控制累积细孔容积V、累积细孔容积V’、累积细孔容积V”、累积细孔容积V0、累积细孔容积V0’最大峰的峰位置、峰的数量及峰高度的值的方法,没有特别限定,例如,利用后述的本实施方式的研磨垫的制造方法得到研磨垫即可。
(树脂片材的结构)
本实施方式中的树脂片材优选具有微相分离结构。本实施方式中,“微相分离结构”是指经由微相分离而形成的相分离结构。另外,本实施方式中,所谓“微相分离”,是指以在宏观上均匀的物体中、微观(典型而言为微米级)的结构图案以至少1维的周期性重复的方式产生的相分离。微相分离可以通过例如采用后述的本实施方式的研磨垫的制造方法中的优选的制造条件而产生。作为微相分离结构的典型例,虽不限于以下结构,但可举出球状结构(海岛结构)、圆筒结构、片层结构、及三维网络结构。本实施方式中的微相分离结构优选包含圆筒结构、片层结构及三维网络结构,更优选为三维网络结构。
本实施方式中,三维网络结构是指在三维方向上形成了网状的网络的结构。作为源于微相分离的三维网络结构,也可以为包含单螺旋二十四面体结构及/或双(多重)螺旋二十四面体结构的结构。本实施方式中,单螺旋二十四面体结构典型地是指2个三岔路绞合成对而成的细线结构组合形成单位胞并且该单位胞周期性地重复的网络结构,双(多重)螺旋二十四面体结构是指2个以上的单螺旋二十四面体结构组合成套盒而成的结构。
具有源于以往的发泡剂、非活性气体的注入等的连续发泡结构的树脂片材的截面有观察到大致球状的发泡截面和树脂平坦部(即,树脂的海与空隙的岛形成的海岛状)的倾向。另一方面,本实施方式中的树脂片材具有双(多重)螺旋二十四面体结构的情况下,在其截面中,典型而言,有观察到2种以上的树脂以微米级按斑驳状交缠地发生了相分离的结构的倾向。另外,本实施方式中的树脂片材具有单螺旋二十四面体结构的情况下,在其截面中,典型而言,观察到不定形的空隙截面和树脂骨架/树脂骨架截面。在树脂骨架部较之空隙而言充分大的情况下,有时不能观察到树脂骨架部而实质上以树脂的海状被观察到,即使在该情况下,本实施方式中的树脂片材的空隙也以三维网络状相互连通地形成。
需要说明的是,在观察本实施方式中的树脂片材的截面时,也存在观察到2种以上的树脂的斑驳状花纹、与不定形的空隙截面和树脂骨架/树脂骨架截面这两个特征、即双(多重)螺旋二十四面体结构与单螺旋二十四面体结构的边界无法明确区分的情况,在该情况下,可以评价为包含单螺旋二十四面体结构及双(多重)螺旋二十四面体结构中的至少一者。
本实施方式中的树脂片材具有单螺旋二十四面体结构及/或双(多重)螺旋二十四面体结构的情况下,典型而言,在Log微分细孔容积分布中,也在0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内计测尖锐的峰(极大值)。
以下,对在本实施方式的研磨垫中观察到的优选的结构进行详述,但前提是均为源于微相分离的结构。
本实施方式中的树脂片材可以包含组成不同的2个以上的相。本实施方式中,所谓相的“组成”,包含作为相的主成分的树脂、及相中包含的除主成分以外的成分这两者,进而还考虑到它们的配合比。因此,本实施方式中的树脂片材所具有的微相分离结构可以包含作为相的主成分的树脂、及相中包含的除主成分以外的成分中的至少任一者彼此不同的2个以上的相,典型而言,可以包含作为相的主成分的树脂的结构、平均分子量、及官能团中的至少1种以上不同的2个以上的相。
作为组成不同的2个相的示例,例如可举出下述情况:在一个相与另一个相中,构成相的树脂的种类不同的情况;在一个相与另一个相中,含有的添加物的含量不同的情况;以及,树脂片材由AB嵌段聚合物形成,并且,一个相是以A嵌段为主成分的相,另一个相是以B嵌段为主成分的相的情况。
作为包含组成彼此不同的2个相的微相分离结构的典型示例,可举出下述情况:第1相为规定的预聚物和规定的固化剂进行固化而成的相,第2相为与第1相中的预聚物不同的预聚物和第1相中的固化剂进行固化而成的相的情况;第1相为规定的预聚物和规定的固化剂进行固化而成的相,第2相为第1相中的预聚物和与第1相中的固化剂不同的固化剂进行固化而成的相的情况;以及,第1相为规定的预聚物和规定的固化剂进行固化而成的相,第2相为与第1相中的预聚物不同的预聚物和与第1相中的固化剂不同的固化剂进行固化而成的相的情况;等等。
本实施方式中的树脂片材可以具有起因于微相分离的空隙。所述空隙也可以换言之为构成微相分离结构的空隙,作为其具体例,虽不限于以下空隙,但可举出由提供螺旋二十四面体结构的树脂骨架划分形成的空隙等。需要说明的是,本实施方式中,空隙可以是来自细孔的空隙,也可以是来自多个细孔连通而成的连通孔的空隙。
本实施方式中的具有微相分离结构的树脂片材例如可以利用后述的本实施方式的研磨垫的制造方法得到。另外,关于树脂片材具有微相分离结构,可以通过以300倍~3000倍左右的倍率利用扫描型电子显微镜(SEM)观察来确认。
需要说明的是,关于树脂片材具有包含组成不同的2个以上的相的微相分离结构或者具有前述的空隙,可以利用光学显微镜及相位差显微镜这样的光学方法、使用了扫描型电子显微镜及透射型电子显微镜这样的电子显微镜的方法、使用了光散射、中子射线小角散射及X射线小角散射这样的粒子的散射的方法、X射线衍射法、荧光法、以及脉冲NMR测定法等方法观测。
(树脂片材的平均厚度)
本实施方式中的树脂片材的平均厚度没有特别限定,但优选为0.5mm以上10.0mm以下,更优选为0.6mm以上8.0mm以下,进一步优选为0.7mm以上5.0mm以下。
(树脂片材的物性)
本实施方式中的树脂片材的压缩率没有特别限定,但优选为0.1%以上10.0%以下,更优选为0.5%以上5.0%以下。需要说明的是,树脂片材的压缩率可以按照日本工业标准(JIS L 1021),使用SH OPPER型厚度测定器(加压面:直径1cm的圆形)求出。具体而言,可以测定从无负荷状态起施加初始负荷30秒钟后的厚度t0,接下来,测定从厚度t0的状态起施加最终压力30秒钟后的厚度t1,由此,由以下的式子算出。需要说明的是,初始负荷为100g/cm2,最终压力为1120g/cm2
压缩率(%)=100×(t0-t1)/t0
本实施方式中的树脂片材的压缩弹性模量没有特别限定,但优选为65%以上98%以下,更优选为70%以上95%以下。需要说明的是,树脂片材的压缩弹性模量可以按照日本工业标准(JIS L 1021),使用SHOPPER型厚度测定器(加压面:直径1cm的圆形)求出。具体而言,可以测定从无负荷状态起施加初始负荷30秒钟后的厚度t0,接下来,测定从厚度t0的状态起施加最终压力30秒钟后的厚度t1,进而,测定从厚度t1的状态除去全部的负荷并放置5分钟(成为无负荷状态)后、再次施加初始负荷30秒钟后的厚度t0’,由此,由以下的式子算出。需要说明的是,初始负荷为100g/cm2,最终压力为1120g/cm2
压缩弹性模量(%)=100×(t0’-t1)/(t0-t1)
本实施方式中的树脂片材的肖氏D硬度没有特别限定,但优选为30以上90以下,更优选为40以上80以下。需要说明的是,树脂片材的肖氏D硬度可以按照日本工业标准(JIS K7311),使用D型硬度计求出。
(树脂片材的材料)
本实施方式中的树脂片材的材料没有特别限定。作为树脂片材的材料,例如,可举出聚氨酯树脂。作为聚氨酯树脂,没有特别限定,例如,可举出聚酯系聚氨酯树脂、聚醚系聚氨酯树脂、及聚碳酸酯系聚氨酯树脂。它们可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
它们之中,本实施方式中的树脂片材的材料优选包含聚酯系聚氨酯树脂、及聚醚系聚氨酯树脂中的至少任一者。尤其优选包含后文在本实施方式的研磨垫的制造方法中记述的、作为包含氨基甲酸酯预聚物和至少2种固化剂的混合液的固化物的聚氨酯树脂。通过使用这样的树脂,有能够简便地使密度及细孔分布在上述的范围内的倾向。
另外,本实施方式中的树脂片材可以除了树脂成分以外还含有来自添加剂的成分。作为这样的添加剂,例如,可举出后文在本实施方式的研磨垫的制造方法中记述的消泡剂、催化剂、发泡剂、稳泡剂、磨粒、染料、颜料、实心微粒、阻燃剂、亲水化剂、疏水化剂、耐光剂、抗氧化剂、及抗静电剂等。
[研磨垫的制造方法]
本实施方式的研磨垫的制造方法包括下述工序:使至少1种预聚物与至少2种固化剂的混合液固化,由此得到具有微相分离结构的树脂片材。根据这样的方法,能够简便地制造本实施方式的研磨垫。以下,对研磨垫的制造方法的各工序进行详述。
(混合工序)
本实施方式的研磨垫的制造方法可以包括制备至少1种预聚物与至少2种固化剂的混合液的混合工序。通过在混合工序中使用至少2种固化剂,从而在混合工序之后的成型工序中,能够得到具有微相分离结构的树脂片材。尤其是,通过使用2种以上的固化剂形成微相分离结构,从而与使用2种以上的预聚物形成微相分离结构的情况相比,有容易控制固化反应、能够容易地控制微相分离结构的形状的倾向。
混合工序中,例如,可以将已加热至30℃~90℃的至少1种预聚物、和至少2种固化剂投入可调整温度的带有夹套的混合机中,于30℃~130℃进行搅拌。此时,根据需要,也可以在带有搅拌机且带有夹套的罐中接收混合液并使其熟化。搅拌时间根据混合机的齿数、转速、间隙等而适宜调整,例如为0.1秒~60秒。
(固化剂)
混合工序中使用的固化剂没有特别限定,例如,可举出含有氨基的化合物及含有羟基的化合物。作为含有氨基的化合物,没有特别限定,例如,可举出4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)、乙二胺、丙二胺、六亚甲基二胺、异佛尔酮二胺、二环己基甲烷-4,4’-二胺、4-甲基-2,6-双(甲基硫基)-1,3-苯二胺、2-甲基-4,6-双(甲基硫基)-1,3-苯二胺、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双[3-(异丙基氨基)-4-羟基苯基]丙烷、2,2-双[3-(1-甲基丙基氨基)-4-羟基苯基]丙烷、2,2-双[3-(1-甲基戊基氨基)-4-羟基苯基]丙烷、2,2-双(3,5-二氨基-4-羟基苯基)丙烷、2,6-二氨基-4-甲基苯酚、三甲基亚乙基双-4-氨基苯甲酸酯、及聚四亚甲基氧基-二对氨基苯甲酸酯等。作为含有氨基的化合物,优选为4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)。
作为含有羟基的化合物,没有特别限定,例如,可举出乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三亚甲基二醇、四乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,2-丁二醇、3-甲基-1,2-丁二醇、1,2-戊二醇、1,4-戊二醇、2,4-戊二醇、2,3-二甲基三亚甲基二醇、四亚甲基二醇、3-甲基-4,3-戊二醇、3-甲基-4,5-戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,6-己二醇、1,5-己二醇、1,4-己二醇、2,5-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、三羟甲基甲烷、聚丁二醇、聚乙二醇、及聚丙二醇等。从控制反应的观点考虑,作为含有羟基的化合物,与3官能以上的化合物相比,更优选使用2官能(二醇)的化合物。另外,作为含有羟基的化合物,更优选为聚丁二醇。
需要说明的是,上述的固化剂可组合使用2种以上。固化剂的组合没有特别限定,但优选为后述的组合。
固化剂的活性氢当量(例如,NH2当量及OH当量)没有特别限定,例如可以为50以上5000以下,也可以为100以上4000以下,也可以为130以上3000以下。另外,作为含有羟基的化合物的固化剂的OH当量可以为100以上5000以下,也可以为200以上4000以下,也可以为300以上3000以下。作为含有氨基的化合物的固化剂的NH2当量可以为50以上2000以下,也可以为75以上1000以下,也可以为100以上300以下。
混合工序中,可使用至少2种固化剂。作为固化剂的组合,优选使用彼此相容性低的、以及/或者反应性不同的、以及/或者活性氢当量不同的固化剂。根据这样的方式,有能够更可靠地得到微相分离结构的倾向。作为反应性不同的固化剂的组合的例子,例如可举出活性氢基团不同的固化剂的组合,更具体而言,例如可举出含有氨基的化合物及含有羟基的化合物的组合。
使用2种以上的具有相同活性氢基团的固化剂的情况下,即,使用2种以上的含有羟基的化合物、或者使用2种以上的含有氨基的化合物的情况下,优选所述2种以上的固化剂包含活性氢当量之差为500以上2000以下的2种固化剂。更优选所述2种以上的固化剂包含活性氢当量为200以上500以下的固化剂、和活性氢当量为1000以上2000以下的固化剂。
在使用2种以上的具有相同活性氢基团的固化剂、并且所述2种以上的固化剂包含活性氢当量之差为500以上2000以下的2种固化剂的情况下,关于活性氢当量小的固化剂的使用量与活性氢当量大的固化剂的使用量之比,“活性氢当量小的固化剂:活性氢当量大的固化剂”以活性氢基团数比计优选为1:1~15:1,更优选为1:1~10:1。
在使用2种以上的具有相同活性氢基团的固化剂、并且所述2种以上的固化剂包含活性氢当量为200以上500以下的固化剂、和活性氢当量为1000以上2000以下的固化剂的情况下,关于活性氢当量为200以上500以下的固化剂的使用量与活性氢当量为1000以上2000以下的固化剂的使用量之比,“活性氢当量为200以上500以下的固化剂:活性氢当量为1000以上2000以下的固化剂”以活性氢基团数比计优选为1:1~15:1,更优选为1:1~10:1。
作为具体的优选的固化剂的组合,至少2种固化剂优选包含含有氨基的化合物、和含有羟基的化合物。至少2种固化剂更优选包含1种含有氨基的化合物、和2种以上的含有羟基的化合物,或者包含2种以上的含有氨基的化合物、和1种含有羟基的化合物。至少2种固化剂进一步优选包含1种含有氨基的化合物、和2种以上的含有羟基的化合物。
至少2种固化剂包含含有氨基的化合物和含有羟基的化合物的情况下,含有氨基的化合物的NH2当量、与含有羟基的化合物的OH当量之差没有特别限定,但优选含有羟基的化合物的OH当量较大,更优选含有羟基的化合物的OH当量比含有氨基的化合物的NH 2当量大100以上2000以下。
至少2种固化剂包含含有氨基的化合物和含有羟基的化合物的情况下,作为含有氨基的化合物的固化剂的使用量相对于固化剂的使用量整体而言的比例以官能团数比计优选为35%以上95%以下,更优选为40%以上90%以下。
作为优选的固化剂的组合的一例,例如,至少2种固化剂包含NH2当量为100以上300以下的第1固化剂(含有氨基的化合物)、OH当量为200以上600以下的第2固化剂(含有羟基的化合物)、和OH当量为1000以上2000以下的第3固化剂(含有羟基的化合物)。第1固化剂的使用量、第2固化剂的使用量与第3固化剂的使用量之比没有特别限定,相对于固化剂的使用量整体而言,第1固化剂的使用量以官能团数比计优选为30%以上95%以下,更优选为40%以上90%以下。相对于固化剂的使用量整体而言,第2固化剂的使用量以官能团数比计优选为1%以上70%以下,更优选为5%以上60%以下。相对于固化剂的使用量整体而言,第3固化剂的使用量以官能团数比计优选为3%以上60%以下,更优选为5%以上50%以下。
通常,固化剂的使用量的合计由R值规定,所述R值是将预聚物所具有的官能团的数量设为1时的、存在于固化剂中的活性氢基团(氨基及羟基)的当量比。固化剂的使用量的合计优选以R值成为0.7以上1.3以下的方式调整。R值更优选为0.8以上1.2以下。
需要说明的是,通过以适当的使用量使用上述的优选的固化剂的组合,能够更可靠地得到在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的细孔分布中、0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.020cm3/g以上0.100cm3/g以下的树脂片材及/或具有微相分离结构的树脂片材。需要说明的是,作为固化剂的组合,可以使用彼此相容性低的2种以上的固化剂、使用反应性彼此不同的2种以上的固化剂、以及/或者使用活性氢当量不同的固化剂。即使在利用这样的组合得不到具有明确的微相分离结构的树脂片材的情况下,通过实施以彼此的相容性变高的方式变更固化剂的种类、以彼此的反应性变得类似的方式变更固化剂、以及/或者以彼此的活性氢当量相近的方式变更固化剂等的调整,也有可得到具有微相分离结构的树脂片材的倾向。
(预聚物)
作为混合工序中使用的预聚物,没有特别限定,例如,可举出氨基甲酸酯预聚物。作为氨基甲酸酯预聚物,例如,可举出六亚甲基二异氰酸酯与己三醇的加成物;2,4-甲苯二异氰酸酯与邻苯二酚的加成物;2,4-甲苯二异氰酸酯与聚(氧四亚甲基)二醇与二乙二醇的加成物;甲苯二异氰酸酯与己三醇的加成物;甲苯二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物;苯二甲撑二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物;六亚甲基二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物;以及异氰脲酸与六亚甲基二异氰酸酯的加成物。另外,也可以使用除此以外的、通过多异氰酸酯化合物与多元醇化合物的反应制备的含有异氰酸酯基的化合物、市售的各种氨基甲酸酯预聚物。
作为用于制备含有异氰酸酯基的化合物的多异氰酸酯化合物,只要在分子内具有2个以上的异氰酸酯基即可,没有特别限定。例如,作为在分子内具有2个异氰酸酯基的二异氰酸酯化合物,可举出间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-TDI)、2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)、萘-1,4-二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)、4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)(氢化MDI)、3,3’-二甲氧基-4,4’-联苯二异氰酸酯、3,3’-二甲基二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、亚二甲苯基-1,4-二异氰酸酯、4,4’-二苯基丙烷二异氰酸酯、三亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、亚丙基-1,2-二异氰酸酯、亚丁基-1,2-二异氰酸酯、亚环己基-1,2-二异氰酸酯、亚环己基-1,4-二异氰酸酯、对亚苯基二异硫氰酸酯、亚二甲苯基-1,4-二异硫氰酸酯、及次乙基二异硫氰酸酯等。
这些多异氰酸酯化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上。作为多异氰酸酯化合物,优选为二异氰酸酯化合物,更优选为2,4-TDI及2,6-TDI、MDI。
作为用于制备含有异氰酸酯基的化合物的多元醇化合物,例如,可举出乙二醇、二乙二醇(DEG)、丁二醇等二醇化合物、三醇化合物等;聚丙二醇(PPG)、及聚(氧四亚甲基)二醇(PTMG)等聚醚多元醇化合物;乙二醇与己二酸的反应物、丁二醇与己二酸的反应物等聚酯多元醇化合物;聚碳酸酯多元醇化合物、以及聚己内酯多元醇化合物等。另外,也可以使用使环氧乙烷加成而得到的3官能性丙二醇。多元醇化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
氨基甲酸酯预聚物的NCO当量优选为150以上700以下,更优选为200以上600以下,进一步优选为200以上500以下。所谓“NCO当量”,是通过“(多异氰酸酯化合物的质量份+多元醇化合物的质量份)/[(每1分子多异氰酸酯化合物的官能团数×多异氰酸酯化合物的质量份/多异氰酸酯化合物的分子量)-(每1分子多元醇化合物的官能团数×多元醇化合物的质量份/多元醇化合物的分子量)]”求出的、表示按每1个NCO基计的氨基甲酸酯预聚物的分子量的数值。
混合工序中,可使用至少1种预聚物。预聚物也可以将上述的预聚物组合2种以上而使用,但优选单独使用1种。根据这样的方式,有容易控制固化反应、能够容易地控制微相分离结构的形状的倾向。作为预聚物,优选单独使用将甲苯二异氰酸酯作为主成分的氨基甲酸酯预聚物。
预聚物的使用量没有特别限定,相对于混合液整体而言,优选为30质量份以上80质量份以下,更优选为40质量份以上75质量份以下。
(添加剂)
混合工序中,也可以混合除预聚物及固化剂以外的成分作为添加剂。作为添加剂,可举出聚丙二醇这样的溶剂(稀释剂);有机硅系消泡剂这样的消泡剂;催化剂;水、中空微粒这样的发泡剂;有机硅系稳泡剂这样的稳泡剂;以及,氧化铈这样的填料(磨粒);染料;颜料;实心微粒;阻燃剂;亲水化剂;疏水化剂;耐光剂;抗氧化剂;抗静电剂等。从使所得到的树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下的观点考虑,优选不添加发泡剂、或者使添加量为少量,更优选使用消泡剂。
混合工序中,通过调整添加的催化剂的种类及使用量,能够控制固化反应的反应速度,从而控制所形成的微相分离结构。
(成型工序)
成型工序是通过使如上所述地得到的混合液固化而得到具有微相分离结构的树脂片材的工序。成型工序中,例如,可以将通过混合工序得到的混合液浇注到已预热至30℃~150℃的模框内,于30℃~150℃左右进行10分钟~5小时左右的加热。由此,预聚物与固化剂反应而形成树脂,由此,上述混合液固化。另外,也可以进一步利用烘箱于50℃~180℃左右进行10分钟~12小时左右的加热,由此进行2次固化。本实施方式的研磨垫的制造方法中,由于混合液为上述的混合液,因此能够得到具有微相分离结构的树脂块。
需要说明的是,成型工序中的使混合液固化时的反应温度可以根据使用的预聚物、固化剂及添加剂的种类、配合比等而适宜调整,通过调整反应温度,存在能够控制固化反应的反应速度、从而控制所形成的微相分离结构的倾向。
另外,成型工序中,从如上所述地得到的树脂块切出适当的厚度的树脂片材,由此得到具有微相分离结构的树脂片材。所得到的树脂片材也可以于30℃~150℃进行1小时~24小时左右的老化。
对于如上所述地得到的树脂片材而言,例如,然后在一面贴附双面胶带,切割成规定形状、优选为圆板状,作为本实施方式的研磨垫而完成。作为双面胶带,没有特别限定,可以从以往已知的双面胶带中任意地选择使用。
另外,本实施方式的研磨垫可以为仅由树脂片材形成的单层结构,也可以由在树脂片材的一面贴合有其他层(缓冲层或基板层)的多层形成。具有多层结构的情况下,可以使用双面胶带、粘接剂等,将多个层彼此根据需要一边加压一边进行粘接、固定。作为可使用的双面胶带及粘接剂,没有特别限定,可以从以往已知的双面胶带及粘接剂中任意地选择使用。
此外,对于本实施方式的研磨垫而言,根据需要,可以对表面实施槽加工、压纹加工及/或孔加工(冲孔加工)。槽加工及压纹加工的形状没有特别限定,例如,可举出格子型、同心圆型、放射型等的形状。
另外,对于研磨垫而言,也可以对树脂片材的表面及/或背面实施修整(研削处理)。本实施方式的研磨垫的制造方法中的树脂片材虽然为高密度,但具有连通的细孔,因此修整性优异,能够以容易的条件进行修整处理。作为修整处理,没有特别限定,可以通过基于金刚石修整器的研削等已知的方法来修整。
[研磨加工物的制造方法]
本实施方式的研磨加工物的制造方法具有下述研磨工序:在研磨浆料的存在下,使用上述的研磨垫对被研磨物进行研磨,得到研磨加工物。研磨工序可以为一次研磨(粗研磨),也可以为精研磨,还可以兼具这两种研磨。
本实施方式的研磨加工物的制造方法中,在供给研磨浆料的同时,在保持平台上,一边将被研磨物向研磨垫侧按压,一边使保持平台和研磨用平台相对地旋转,由此,利用研磨垫通过化学机械研磨对被研磨物的加工面进行研磨加工。保持平台与研磨用平台可以以彼此不同的旋转速度沿相同方向旋转,也可以沿不同方向旋转。另外,对于被研磨物而言,在研磨加工中,也可以一边在框部的内侧移动(自转)一边进行研磨加工。
研磨浆料可以根据被研磨物、研磨条件等而包含水、以过氧化氢为代表的氧化剂、酸成分、碱成分等化学成分、添加剂、以及磨粒(研磨粒子;例如,SiC、SiO2、Al2O3、及CeO2)等。
另外,作为被研磨物,没有特别限定,例如,可举出透镜、平行平面板及反射镜这样的光学材料、半导体晶片、半导体器件、硬盘用基板、金属、以及陶瓷等材料。
<第3实施方式>
此处,对本实施方式涉及的第3方式(本说明书中,也称为“第3实施方式”。)进行详细说明。需要说明的是,<第3实施方式>中使用的术语、符号与后述的<第1实施方式>、<第2实施方式>及<第4实施方式>的内容独立地使用。
(抛光垫)
本实施方式(以下,只要没有特别说明,则<第3实施方式>中的“本实施方式”是指第3实施方式。)的抛光垫是具备具有细孔的树脂片材的抛光垫,在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的前述树脂片材的细孔分布中,0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.21cm3/g以上1.00cm3/g以下,前述树脂片材的密度为0.3g/cm3以上0.9g/cm3以下。本实施方式的抛光垫由于如上述的那样构成,因此修整性优异,并且表面不易被平滑化。
本实施方式的抛光垫只要具备本实施方式中的树脂片材即可,没有特别限定,抛光垫也可以具有树脂片材以外的构成。作为抛光垫中的、树脂片材以外的构成,可举出以往已知的抛光层、缓冲层、及粘接层等。
本实施方式的抛光垫优选具有上述的树脂片材作为抛光层。所谓“具有树脂片材作为抛光层”,是指:本实施方式的抛光垫的至少1个表面对应于本实施方式中的树脂片材的表面,该树脂片材的表面成为在本实施方式的抛光加工时被压抵至被加工物的抛光面。因此,本实施方式的抛光垫优选至少一面由本实施方式中的树脂片材构成。另外,本实施方式的抛光垫也可以仅由本实施方式中的树脂片材形成。
对于本实施方式的抛光垫而言,根据需要,可以对抛光面实施槽加工、压纹加工及/或孔加工(冲孔加工),也可以具备透光部。槽加工及压纹加工的形状没有特别限定,例如,可举出格子型、同心圆型、及放射型等的形状。
(树脂片材)
(密度)
本实施方式中的树脂片材的密度为0.3g/cm3以上0.9g/cm3以下。若本实施方式中的树脂片材的密度为0.3g/cm3以上,则抛光垫变得不易相对于压力发生变形,因此,在抛光加工中,由抛光垫赋予至被加工物的力在抛光面方向上变得均匀。其结果是,在使用了具备这样的树脂片材的抛光垫的抛光加工中,能够使被加工物的表面更加平坦。需要说明的是,本实施方式中,所谓“被加工物的表面平坦”,是指被加工物的经抛光加工的表面作为整体而言更平坦。也可以换言之为整体的平坦性良好。从同样的观点考虑,本实施方式中的树脂片材的密度优选为0.4g/cm3以上,更优选为0.45g/cm3以上。
另一方面,若本实施方式中的树脂片材的密度为0.9g/cm3以下,则能够抑制磨粒强劲地与被加工物相接而赋予划痕。另外,有树脂片材的硬度变低的倾向,从这样的观点考虑,也有能够抑制划痕的产生的倾向。
本实施方式中的树脂片材的密度可以利用以往已知的方法测定,例如,利用通常的方法测定树脂片材片的质量及体积,由所得到的值求出密度即可。另外,作为控制树脂片材的密度的方法,没有特别限定,例如,利用后述的本实施方式的抛光垫的制造方法得到抛光垫即可。尤其是在本实施方式中的树脂片材的制造工序中,减少发泡剂的量的情况下,有树脂片材的密度变高的倾向。
(树脂片材的细孔分布)
(累积细孔容积V)
本实施方式中的树脂片材具有细孔,在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的前述树脂片材的细孔分布中,0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.21cm3/g以上1.00cm3/g以下。
需要说明的是,以下,本实施方式中,只要没有特别说明,则所谓“细孔分布”,是指通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的细孔分布。压汞法是能够通过一边使施加的压力进行扫描一边向测定试样表面的细孔中填满汞来对测定试样表面上的细孔分布进行测定的方法。因此,在通过压汞法针对发泡材料来测定细孔分布的情况下,其细孔分布主要反映出连通气泡(通常也称为“连续气泡”。)的细孔分布,独立气泡的细孔分布的贡献小。
关于本实施方式的抛光垫,本申请的发明人发现,在通过压汞法测得的细孔分布中,0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.21cm3/g以上时,抛光垫的与浆料的亲和性变得充分良好。推断这是因为,累积细孔容积V为0.21cm3/g以上时,具有0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的连通气泡变得分布于树脂片材的整体中,在抛光加工时,浆料经由该连通气泡而变得均匀渗透至树脂片材内部。但是,由于累积细孔容积V为0.21cm3/g以上而使抛光垫的与浆料的亲和性变得充分良好的原因不限于上述原因。
从进一步提高与浆料的亲和性的观点考虑,本实施方式中的树脂片材中,上述累积细孔容积V优选为0.30cm3/g以上,更优选为0.40cm3/g以上。
本实施方式中的树脂片材中,上述累积细孔容积V为1.00cm3/g以下。通过使累积细孔容积V为1.00cm3/g以下,从而有树脂片材的密度容易变为上述范围内的倾向,在使用了具备这样的树脂片材的抛光垫的抛光加工中,能够使被加工物的表面更加平坦。从同样的观点考虑,累积细孔容积V优选为0.90cm3/g以下。
若累积细孔容积V在0.21cm3/g以上1.00cm3/g以下的范围内,则树脂片材的修整性变得优异。需要说明的是,所谓“修整”或“修整处理”,是指下述处理:在对被加工物进行抛光加工之前,使用固定有磨粒等的修整工具(例如,金刚石修整器或砂纸),使抛光垫的抛光面的表面粗糙度一致,或者使平坦度一致。另外,所谓“修整性优异”,是指通过比较容易的条件的处理即可进行充分的修整处理。所谓“抛光面”,是指在利用抛光垫对被加工物进行抛光加工时、抛光垫与被加工物接触的面或者设想会接触的面。
(累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0而言的比例)
本实施方式的抛光垫中,从进一步提高对被加工物赋予的平坦性、和与浆料的亲和性的均衡性的观点考虑,在树脂片材的细孔分布中,0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V相对于0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0而言的比例优选为50%以上。换言之,累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0之比(V/V0)优选为0.50以上。根据这样的方式,树脂片材的具有相对较小的细孔直径的细孔的比例增加,因此,能够保持与现有品同等的密度,并且使树脂片材内的连通气泡的数量更多。
从同样的观点考虑,累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0而言的比例更优选为60%以上,进一步优选为65%以上,进一步更优选为70%以上。累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0而言的比例的上限没有特别限定,累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0而言的比例可以为100%以下,也可以为99%以下,也可以为95%以下,也可以为90%以下,也可以为85%以下,也可以为80%以下。
(最大峰的峰位置)
在本实施方式中的树脂片材的细孔分布中,0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置优选在0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内。一般而言,在压汞法中,细孔分布是作为从测定范围的最大的细孔直径起算的累积细孔容积而测定的。因此,所谓“0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置”,是指由利用压汞法得到的细孔分布算出的Log微分细孔容积分布(dV/d(logD))的最大峰的位置(细孔直径)。另外,所谓最大峰,在0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的极大点存在有多个的情况下,是指极大值最大的极大点。
通过使0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置在0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内,从而树脂片材具有在0.010μm以上1.0μm以下的范围内分布更加均匀的细孔,因此有抛光垫的与浆料的亲和性、及修整性进一步提高的倾向。从进一步提高抛光垫的与浆料的亲和性、及修整性的观点考虑,在更优选为0.010μm以上0.5μm以下、进一步优选为0.030μm以上0.5μm以下、更进一步优选为0.050μm以上0.5μm以下的细孔直径的范围内。
从同样的观点考虑,1.0μm以上360μm以下的范围内的最大峰的位置更优选在50μm以上200μm以下的细孔直径的范围内。
(峰的数量及峰高度)
在本实施方式中的树脂片材的Log微分细孔容积分布中,0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的峰的数量优选为2以上4以下,更优选为2,进一步优选在0.010μm以上1.0μm以下的范围内为1并且在1.0μm以上360μm以下的范围内为1。通过使峰的数量在上述的范围内,从而具有分布更加均匀的细孔,因此有抛光垫的与浆料的亲和性、及修整性进一步提高的倾向。
从同样的观点考虑,在Log微分细孔容积分布中,0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围中的最大峰高度与1.0μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰高度相比,优选为2倍以上,更优选为2.5倍以上,进一步优选为3倍以上。
(累积细孔容积V0)
在本实施方式中的树脂片材的细孔分布中,0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0优选为0.1cm3/g以上2.0cm3/g以下,更优选为0.4cm3/g以上2.0cm3/g以下,进一步优选为0.5cm3/g以上1.5cm3/g以下,更进一步优选为0.6cm3/g以上1.2cm3/g以下。通过使累积细孔容积V0在上述的范围内,从而有对被加工物赋予的平坦性、和与浆料的亲和性的均衡性进一步提高的倾向。
本实施方式中,累积细孔容积V及累积细孔容积V0由通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的细孔分布算出,更详细的压汞法的测定条件可以参照实施例中记载的方法。另外,作为控制累积细孔容积V、累积细孔容积V0、累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0而言的比例、最大峰的峰位置、峰的数量及峰高度的值的方法,没有特别限定,例如,利用后述的本实施方式的抛光垫的制造方法得到抛光垫即可。
(树脂片材的结构)
本实施方式中的树脂片材优选具有微相分离结构。本实施方式中,“微相分离结构”是指经由微相分离而形成的相分离结构。另外,本实施方式中,所谓“微相分离”,是指以在宏观上均匀的物体中、微观(典型而言为微米级)的结构图案以至少1维的周期性重复的方式产生的相分离。微相分离可以通过例如采用后述的本实施方式的抛光垫的制造方法中的优选的制造条件而产生。作为微相分离结构的典型例,虽不限于以下结构,但可举出球状结构(海岛结构)、圆筒结构、片层结构、及三维网络结构。本实施方式中的微相分离结构优选包含圆筒结构、片层结构及三维网络结构,更优选为三维网络结构。
本实施方式中,三维网络结构是指在三维方向上形成了网状的网络的结构。作为源于微相分离的三维网络结构,也可以为包含单螺旋二十四面体结构及/或双(多重)螺旋二十四面体结构的结构。本实施方式中,单螺旋二十四面体结构典型地是指2个三岔路绞合成对而成的细线结构组合形成单位胞并且该单位胞周期性地重复的网络结构,双(多重)螺旋二十四面体结构是指2个以上的单螺旋二十四面体结构组合成套盒而成的结构。
具有源于以往的发泡剂、非活性气体的注入等的连续发泡结构的树脂片材的截面有观察到大致球状的发泡截面和树脂平坦部(即,树脂的海与空隙的岛形成的海岛状)的倾向。另一方面,本实施方式中的树脂片材具有双(多重)螺旋二十四面体结构的情况下,在其截面中,典型而言,有观察到2种以上的树脂以微米级按斑驳状交缠地发生了相分离的结构的倾向。另外,本实施方式中的树脂片材具有单螺旋二十四面体结构的情况下,在其截面中,典型而言,观察到不定形的空隙截面和树脂骨架/树脂骨架截面。在树脂骨架部较之空隙而言充分大的情况下,有时不能观察到树脂骨架部而实质上以树脂的海状被观察到,即使在该情况下,本实施方式中的树脂片材的空隙也以三维网络状相互连通地形成。
需要说明的是,在观察本实施方式中的树脂片材的截面时,也存在观察到2种以上的树脂的斑驳状花纹、与不定形的空隙截面和树脂骨架/树脂骨架截面这两个特征、即双(多重)螺旋二十四面体结构与单螺旋二十四面体结构的边界无法明确区分的情况,在该情况下,可以评价为包含单螺旋二十四面体结构及双(多重)螺旋二十四面体结构中的至少一者。
本实施方式中的树脂片材具有单螺旋二十四面体结构及/或双(多重)螺旋二十四面体结构的情况下,典型而言,在Log微分细孔容积分布中,也在0.010μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内计测尖锐的峰(极大值)。
本实施方式中的树脂片材可以包含组成不同的2个以上的相。本实施方式中,所谓相的“组成”,包含作为相的主成分的树脂、及相中包含的除主成分以外的成分这两者,进而还考虑到它们的配合比。因此,本实施方式中的树脂片材所具有的微相分离结构可以包含作为相的主成分的树脂、及相中包含的除主成分以外的成分中的至少任一者彼此不同的2个以上的相,典型而言,可以包含作为相的主成分的树脂的结构、平均分子量、及官能团中的至少1种以上不同的2个以上的相。
作为组成不同的2个相的示例,例如可举出下述情况:在一个相与另一个相中,构成相的树脂的种类不同的情况;在一个相与另一个相中,含有的添加物的含量不同的情况;以及,树脂片材由AB嵌段聚合物形成,并且,一个相是以A嵌段为主成分的相,另一个相是以B嵌段为主成分的相的情况。
作为包含组成彼此不同的2个相的微相分离结构的典型示例,可举出下述情况:第1相为规定的预聚物和规定的固化剂进行固化而成的相,第2相为与第1相中的预聚物不同的预聚物和第1相中的固化剂进行固化而成的相的情况;第1相为规定的预聚物和规定的固化剂进行固化而成的相,第2相为第1相中的预聚物和与第1相中的固化剂不同的固化剂进行固化而成的相的情况;以及,第1相为规定的预聚物和规定的固化剂进行固化而成的相,第2相为与第1相中的预聚物不同的预聚物和与第1相中的固化剂不同的固化剂进行固化而成的相的情况;等等。
本实施方式中的树脂片材可以具有起因于微相分离的空隙。所述空隙也可以换言之为构成微相分离结构的空隙,作为其具体例,虽不限于以下空隙,但可举出由提供螺旋二十四面体结构的树脂骨架划分形成的空隙等。需要说明的是,本实施方式中,空隙可以是来自细孔的空隙,也可以是来自多个细孔连通而成的连通孔的空隙。
本实施方式中的具有微相分离结构的树脂片材例如可以利用后述的本实施方式的抛光垫的制造方法得到。另外,关于树脂片材具有微相分离结构,可以通过以300倍~3000倍左右的倍率利用扫描型电子显微镜(SEM)观察来确认。
需要说明的是,关于树脂片材具有包含组成不同的2个以上的相的微相分离结构或者具有前述的空隙,可以利用光学显微镜及相位差显微镜这样的光学方法、使用了扫描型电子显微镜及透射型电子显微镜这样的电子显微镜的方法、使用了光散射、中子射线小角散射及X射线小角散射这样的粒子的散射的方法、X射线衍射法、荧光法、以及脉冲NMR测定法等方法观测。
(树脂片材的平均开孔直径)
本实施方式中的树脂片材中,将10μm以上的开孔作为对象而测定的平均开孔直径没有特别限定,但优选为50μm以上300μm以下,更优选为50μm以上200μm以下。
上述平均开孔直径可以利用例如后述的实施例中记载的方法测定。另外,上述平均开孔直径可以通过例如发泡剂、稳泡剂的种类及/或添加量而调整至上述的范围内。
(树脂片材的平均厚度)
本实施方式中的树脂片材的平均厚度没有特别限定,但优选为0.5mm以上10.0mm以下,更优选为0.6mm以上8.0mm以下,进一步优选为0.7mm以上5.0mm以下。
(树脂片材的物性)
本实施方式中的树脂片材的压缩率没有特别限定,但优选为0.1%以上5.0%以下,更优选为0.3%以上3.0%以下。需要说明的是,树脂片材的压缩率可以按照日本工业标准(JIS L 1021),使用SHOP PER型厚度测定器(加压面:直径1cm的圆形)求出。具体而言,可以测定从无负荷状态起施加初始负荷30秒钟后的厚度t0,接下来,测定从厚度t0的状态起施加最终压力30秒钟后的厚度t1,由此,由以下的式子算出。需要说明的是,初始负荷为100g/cm2,最终压力为1120g/cm2
压缩率(%)=100×(t0-t1)/t0
本实施方式中的树脂片材的压缩弹性模量没有特别限定,但优选为70%以上100%以下,更优选为75%以上95%以下。需要说明的是,树脂片材的压缩弹性模量可以按照日本工业标准(JIS L 1021),使用SHOPPER型厚度测定器(加压面:直径1cm的圆形)求出。具体而言,可以测定从无负荷状态起施加初始负荷30秒钟后的厚度t0,接下来,测定从厚度t0的状态起施加最终压力30秒钟后的厚度t1,进而,测定从厚度t1的状态除去全部的负荷并放置5分钟(成为无负荷状态)后、再次施加初始负荷30秒钟后的厚度t0’,由此,由以下的式子算出。需要说明的是,初始负荷为100g/cm2,最终压力为1120g/cm2
压缩率(%)=100×(t0’-t1)/(t0-t1)
本实施方式中的树脂片材的肖氏D硬度没有特别限定,但优选为10以上70以下,更优选为20以上60以下。需要说明的是,树脂片材的肖氏D硬度可以按照日本工业标准(JIS K7311),使用D型硬度计求出。
(树脂片材的材料)
本实施方式中的树脂片材的材料没有特别限定。作为树脂片材的材料,例如,可举出聚氨酯树脂。作为聚氨酯树脂,没有特别限定,例如,可举出聚酯系聚氨酯树脂、聚醚系聚氨酯树脂、及聚碳酸酯系聚氨酯树脂。它们可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
它们之中,本实施方式中的树脂片材的材料优选包含聚酯系聚氨酯树脂、及聚醚系聚氨酯树脂中的至少任一者。尤其优选包含后文在本实施方式的抛光垫的制造方法中记述的、作为包含氨基甲酸酯预聚物和至少2种固化剂的混合液的固化物的聚氨酯树脂。通过使用这样的树脂,有能够简便地使密度及细孔分布在上述的范围内的倾向。
另外,本实施方式中的树脂片材可以除了树脂成分以外还含有来自添加剂的成分。作为这样的添加剂,例如,可举出后文在本实施方式的抛光垫的制造方法中记述的消泡剂、催化剂、发泡剂、稳泡剂、磨粒、染料、颜料、实心微粒、阻燃剂、亲水化剂、疏水化剂、耐光剂、抗氧化剂、及抗静电剂等。
[抛光垫的制造方法]
本实施方式的抛光垫的制造方法包括下述工序:使至少1种预聚物与至少2种固化剂的混合液固化,由此得到具有微相分离结构的树脂片材。根据这样的方法,能够简便地制造本实施方式的抛光垫。以下,对抛光垫的制造方法的各工序进行详述。
(混合工序)
本实施方式的抛光垫的制造方法可以包括制备至少1种预聚物与至少2种固化剂的混合液的混合工序。通过在混合工序中使用至少2种固化剂,从而在混合工序之后的成型工序中,能够得到具有微相分离结构的树脂片材。尤其是,通过使用2种以上的固化剂形成微相分离结构,从而与使用2种以上的预聚物形成微相分离结构的情况相比,有容易控制固化反应、能够容易地控制微相分离结构的形状的倾向。
混合工序中,例如,可以将已加热至30℃~90℃的至少1种预聚物、和至少2种固化剂投入可调整温度的带有夹套的混合机中,于30℃~130℃进行搅拌。此时,根据需要,也可以在带有搅拌机且带有夹套的罐中接收混合液并使其熟化。搅拌时间根据混合机的齿数、转速、间隙等而适宜调整,例如为0.1秒~60秒。
(固化剂)
混合工序中使用的固化剂没有特别限定,例如,可举出含有氨基的化合物及含有羟基的化合物。作为含有氨基的化合物,没有特别限定,例如,可举出4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)、乙二胺、丙二胺、六亚甲基二胺、异佛尔酮二胺、二环己基甲烷-4,4’-二胺、4-甲基-2,6-双(甲基硫基)-1,3-苯二胺、2-甲基-4,6-双(甲基硫基)-1,3-苯二胺、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双[3-(异丙基氨基)-4-羟基苯基]丙烷、2,2-双[3-(1-甲基丙基氨基)-4-羟基苯基]丙烷、2,2-双[3-(1-甲基戊基氨基)-4-羟基苯基]丙烷、2,2-双(3,5-二氨基-4-羟基苯基)丙烷、2,6-二氨基-4-甲基苯酚、三甲基亚乙基双-4-氨基苯甲酸酯、及聚四亚甲基氧基-二对氨基苯甲酸酯等。作为含有氨基的化合物,优选为4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)。
作为含有羟基的化合物,没有特别限定,例如,可举出乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三亚甲基二醇、四乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,2-丁二醇、3-甲基-1,2-丁二醇、1,2-戊二醇、1,4-戊二醇、2,4-戊二醇、2,3-二甲基三亚甲基二醇、四亚甲基二醇、3-甲基-4,3-戊二醇、3-甲基-4,5-戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,6-己二醇、1,5-己二醇、1,4-己二醇、2,5-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、三羟甲基甲烷、聚丁二醇、聚乙二醇、及聚丙二醇等。从控制反应的观点考虑,作为含有羟基的化合物,与3官能以上的化合物相比,更优选使用2官能(二醇)的化合物。另外,作为含有羟基的化合物,更优选为聚丁二醇。
需要说明的是,上述的固化剂可组合使用2种以上。固化剂的组合没有特别限定,但优选为后述的组合。
固化剂的活性氢当量(例如,NH2当量及OH当量)没有特别限定,例如可以为50以上5000以下,也可以为100以上4000以下,也可以为130以上3000以下。另外,作为含有羟基的化合物的固化剂的OH当量可以为100以上5000以下,也可以为200以上4000以下,也可以为300以上3000以下。作为含有氨基的化合物的固化剂的NH2当量可以为50以上2000以下,也可以为75以上1000以下,也可以为100以上300以下。
混合工序中,可使用至少2种固化剂。作为固化剂的组合,优选使用彼此相容性低的、以及/或者反应性不同的、以及/或者活性氢当量不同的固化剂。根据这样的方式,有能够更可靠地得到微相分离结构的倾向。作为反应性不同的固化剂的组合的例子,例如可举出活性氢基团不同的固化剂的组合,更具体而言,例如可举出含有氨基的化合物及含有羟基的化合物的组合。
使用2种以上的具有相同活性氢基团的固化剂的情况下,即,使用2种以上的含有羟基的化合物、或者使用2种以上的含有氨基的化合物的情况下,优选所述2种以上的固化剂包含活性氢当量之差为500以上2000以下的2种固化剂。更优选所述2种以上的固化剂包含活性氢当量为200以上500以下的固化剂、和活性氢当量为1000以上2000以下的固化剂。
在使用2种以上的具有相同活性氢基团的固化剂、并且所述2种以上的固化剂包含活性氢当量之差为500以上2000以下的2种固化剂的情况下,关于活性氢当量小的固化剂的使用量与活性氢当量大的固化剂的使用量之比,“活性氢当量小的固化剂:活性氢当量大的固化剂”以活性氢基团数比计优选为1:1~1:15,更优选为1:1~1:10。
在使用2种以上的具有相同活性氢基团的固化剂、并且所述2种以上的固化剂包含活性氢当量为200以上500以下的固化剂、和活性氢当量为1000以上2000以下的固化剂的情况下,关于活性氢当量为200以上500以下的固化剂的使用量与活性氢当量为1000以上2000以下的固化剂的使用量之比,“活性氢当量为200以上500以下的固化剂:活性氢当量为1000以上2000以下的固化剂”以活性氢基团数比计优选为1:1~1:15,更优选为1:1~1:10。
作为具体的优选的固化剂的组合,至少2种固化剂优选包含含有氨基的化合物、和含有羟基的化合物。至少2种固化剂更优选包含1种含有氨基的化合物、和2种以上的含有羟基的化合物,或者包含2种以上的含有氨基的化合物、和1种含有羟基的化合物。至少2种固化剂进一步优选包含1种含有氨基的化合物、和2种以上的含有羟基的化合物。
至少2种固化剂包含含有氨基的化合物和含有羟基的化合物的情况下,含有氨基的化合物的NH2当量、与含有羟基的化合物的OH当量之差没有特别限定,但优选含有羟基的化合物的OH当量较大,更优选含有羟基的化合物的OH当量比含有氨基的化合物的NH 2当量大100以上2000以下。
至少2种固化剂包含含有氨基的化合物和含有羟基的化合物的情况下,作为含有氨基的化合物的固化剂的使用量相对于固化剂的使用量整体而言的比例以官能团数比计优选为35%以上95%以下,更优选为40%以上90%以下。
作为优选的固化剂的组合的一例,例如,至少2种固化剂包含NH2当量为100以上300以下的第1固化剂(含有氨基的化合物)、和OH当量为1000以上2000以下的第2固化剂(含有羟基的化合物)。第1固化剂的使用量与第2固化剂的使用量之比没有特别限定,相对于固化剂的使用量整体而言,第1固化剂的使用量以官能团数比计优选为35%以上98%以下,更优选为35%以上95%以下,进一步优选为40%以上90%以下。相对于固化剂的使用量整体而言,第2固化剂的使用量以官能团数比计优选为2%以上60%以下,更优选为3%以上60%以下,进一步优选为5%以上50%以下。另外,相对于固化剂的使用量整体而言,第1固化剂的使用量以质量比计优选为10%以上90%以下,更优选为15%以上80%以下。相对于固化剂的使用量整体而言,第2固化剂的使用量以质量比计优选为10%以上50%以下,更优选为15%以上40%以下。
通常,固化剂的使用量的合计由R值规定,所述R值是将预聚物所具有的官能团的数量设为1时的、存在于固化剂中的活性氢基团(氨基及羟基)的当量比。固化剂的使用量的合计优选以R值成为0.7以上1.3以下的方式调整。R值更优选为0.8以上1.2以下。
需要说明的是,通过以适当的使用量使用上述的优选的固化剂的组合,能够更可靠地得到在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的细孔分布中、0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.21cm3/g以上1.00cm3/g以下的树脂片材及/或具有微相分离结构的树脂片材。需要说明的是,作为固化剂的组合,可以使用彼此相容性低的2种以上的固化剂、使用反应性彼此不同的2种以上的固化剂、以及/或者使用活性氢当量不同的固化剂。即使在利用这样的组合得不到具有明确的微相分离结构的树脂片材的情况下,通过实施以彼此的相容性变高的方式变更固化剂的种类、以彼此的反应性变得类似的方式变更固化剂、以及/或者以彼此的活性氢当量相近的方式变更固化剂等的调整,也有可得到具有微相分离结构的树脂片材的倾向。
(预聚物)
作为混合工序中使用的预聚物,没有特别限定,例如,可举出氨基甲酸酯预聚物。作为氨基甲酸酯预聚物,例如,可举出六亚甲基二异氰酸酯与己三醇的加成物;2,4-甲苯二异氰酸酯与邻苯二酚的加成物;2,4-甲苯二异氰酸酯与聚(氧四亚甲基)二醇与二乙二醇的加成物;甲苯二异氰酸酯与己三醇的加成物;甲苯二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物;苯二甲撑二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物;六亚甲基二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物;以及异氰脲酸与六亚甲基二异氰酸酯的加成物。另外,也可以使用除此以外的、通过多异氰酸酯化合物与多元醇化合物的反应制备的含有异氰酸酯基的化合物、市售的各种氨基甲酸酯预聚物。
作为用于制备含有异氰酸酯基的化合物的多异氰酸酯化合物,只要在分子内具有2个以上的异氰酸酯基即可,没有特别限定。例如,作为在分子内具有2个异氰酸酯基的二异氰酸酯化合物,可举出间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-TDI)、2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)、萘-1,4-二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)、4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)(氢化MDI)、3,3’-二甲氧基-4,4’-联苯二异氰酸酯、3,3’-二甲基二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、亚二甲苯基-1,4-二异氰酸酯、4,4’-二苯基丙烷二异氰酸酯、三亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、亚丙基-1,2-二异氰酸酯、亚丁基-1,2-二异氰酸酯、亚环己基-1,2-二异氰酸酯、亚环己基-1,4-二异氰酸酯、对亚苯基二异硫氰酸酯、亚二甲苯基-1,4-二异硫氰酸酯、及次乙基二异硫氰酸酯等。
这些多异氰酸酯化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上。作为多异氰酸酯化合物,优选为二异氰酸酯化合物,更优选为2,4-TDI及2,6-TDI、MDI。
作为用于制备含有异氰酸酯基的化合物的多元醇化合物,例如,可举出乙二醇、二乙二醇(DEG)、丁二醇等二醇化合物、三醇化合物等;聚丙二醇(PPG)、及聚(氧四亚甲基)二醇(PTMG)等聚醚多元醇化合物;乙二醇与己二酸的反应物、丁二醇与己二酸的反应物等聚酯多元醇化合物;聚碳酸酯多元醇化合物、以及聚己内酯多元醇化合物等。另外,也可以使用使环氧乙烷加成而得到的3官能性丙二醇。多元醇化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
氨基甲酸酯预聚物的NCO当量优选为150以上700以下,更优选为200以上600以下,进一步优选为200以上500以下。所谓“NCO当量”,是通过“(多异氰酸酯化合物的质量份+多元醇化合物的质量份)/[(每1分子多异氰酸酯化合物的官能团数×多异氰酸酯化合物的质量份/多异氰酸酯化合物的分子量)-(每1分子多元醇化合物的官能团数×多元醇化合物的质量份/多元醇化合物的分子量)]”求出的、表示按每1个NCO基计的氨基甲酸酯预聚物的分子量的数值。
混合工序中,可使用至少1种预聚物。预聚物也可以将上述的预聚物组合2种以上而使用,但优选单独使用1种。根据这样的方式,有容易控制固化反应、能够容易地控制微相分离结构的形状的倾向。作为预聚物,优选单独使用将甲苯二异氰酸酯作为主成分的氨基甲酸酯预聚物。
预聚物的使用量没有特别限定,相对于混合液整体而言,优选为30质量份以上80质量份以下,更优选为40质量份以上75质量份以下。
(添加剂)
混合工序中,也可以混合除预聚物及固化剂以外的成分作为添加剂。作为添加剂,可举出聚丙二醇这样的溶剂(稀释剂);有机硅系消泡剂这样的消泡剂;催化剂;水、中空微粒这样的发泡剂;有机硅系稳泡剂这样的稳泡剂;以及,氧化铈这样的填料(磨粒);染料;颜料;实心微粒;阻燃剂;亲水化剂;疏水化剂;耐光剂;抗氧化剂;抗静电剂等。从使所得到的树脂片材的密度为0.3g/cm3以上0.9g/cm3以下的观点考虑,优选为了调整密度而添加发泡剂,更优选调整发泡剂的添加量。
混合工序中,通过调整添加的催化剂的种类及使用量,能够控制固化反应的反应速度,从而控制所形成的微相分离结构。
(成型工序)
成型工序是通过使如上所述地得到的混合液固化而得到具有微相分离结构的树脂片材的工序。成型工序中,例如,可以将通过混合工序得到的混合液浇注到已预热至30℃~150℃的模框内,于30℃~150℃左右进行10分钟~5小时左右的加热。由此,预聚物与固化剂反应而形成树脂,由此,上述混合液固化。另外,也可以进一步利用烘箱于50℃~180℃左右进行10分钟~10小时左右的加热,由此进行2次固化。本实施方式的抛光垫的制造方法中,由于混合液为上述的混合液,因此能够得到具有微相分离结构的树脂块。
需要说明的是,成型工序中的使混合液固化时的反应温度可以根据使用的预聚物、固化剂及添加剂的种类、配合比等而适宜调整,通过调整反应温度,存在能够控制固化反应的反应速度、从而控制所形成的微相分离结构的倾向。
另外,成型工序中,从如上所述地得到的树脂块切出适当的厚度的树脂片材,由此得到具有微相分离结构的树脂片材。所得到的树脂片材也可以于30℃~150℃进行1小时~24小时左右的老化。
对于如上所述地得到的树脂片材而言,例如,然后在一面贴附双面胶带,切割成规定形状、优选为圆板状,作为本实施方式的抛光垫而完成。作为双面胶带,没有特别限定,可以从以往已知的双面胶带中任意地选择使用。
另外,本实施方式的抛光垫可以为仅由树脂片材形成的单层结构,也可以由在树脂片材的一面贴合有其他层(缓冲层或基板层)的多层形成。具有多层结构的情况下,可以使用双面胶带、粘接剂等,将多个层彼此根据需要一边加压一边进行粘接、固定。作为可使用的双面胶带及粘接剂,没有特别限定,可以从以往已知的双面胶带及粘接剂中任意地选择使用。
此外,对于本实施方式的抛光垫而言,根据需要,可以对表面实施槽加工、压纹加工及/或孔加工(冲孔加工)。槽加工及压纹加工的形状没有特别限定,例如,可举出格子型、同心圆型、放射型等的形状。
另外,对于抛光垫而言,也可以对树脂片材的表面及/或背面实施修整(研削处理)。本实施方式的抛光垫的制造方法中的树脂片材虽然为高密度,但具有连通的细孔,因此修整性优异,能够以容易的条件进行修整处理。作为修整处理,没有特别限定,可以通过基于金刚石修整器的研削等已知的方法来修整。
[抛光加工物的制造方法]
本实施方式的抛光加工物的制造方法具有下述抛光工序:在浆料的存在下,使用上述的抛光垫对被加工物进行抛光加工,得到抛光加工物。
本实施方式的抛光加工物的制造方法中,在供给浆料的同时,在保持平台上,一边将被加工物向抛光垫侧按压,一边使保持平台和抛光用平台相对地旋转,由此使被加工物的加工面受到抛光垫的作用从而进行抛光加工。保持平台与抛光用平台可以以彼此不同的旋转速度沿相同方向旋转,也可以沿不同方向旋转。另外,对于被加工物而言,在抛光加工中,也可以一边在框部的内侧移动(自转)一边进行抛光加工。
浆料可以根据被加工物、抛光条件等而包含水、油等液体成分、添加剂、以及磨粒(研磨粒子;例如,金刚石、SiC、B4C、及Al2O3)等。
另外,作为被加工物,没有特别限定,例如,可举出透镜、平行平面板及反射镜这样的光学材料、SiC圆盘这样的半导体晶片材料、结晶体、金属、石材、木材、树脂材料、以及陶瓷等材料。
<第4实施方式>
此处,对本实施方式涉及的第4方式(本说明书中,也称为“第4实施方式”。)进行详细说明。需要说明的是,<第4实施方式>中使用的术语、符号与后述的<第1实施方式>、<第2实施方式>及<第3实施方式>的内容独立地使用。
(抛光垫)
本实施方式(以下,只要没有特别说明,则<第4实施方式>中的“本实施方式”是指第4实施方式。)的抛光垫具备具有细孔的树脂片材,在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的树脂片材的细孔分布中,0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.020cm3/g以上0.100cm3/g以下,树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下。本实施方式的抛光垫由于如上述的那样构成,因此在维持高密度的同时,浆料的液体保持性能及磨粒保持性能这两者优异。
另外,本实施方式的抛光垫也可以出于后述的累积细孔容积V’的观点而如下所述地规定。即,本实施方式的抛光垫具备具有细孔的树脂片材,在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的树脂片材的细孔分布中,0.050μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V”为0.020cm3/g以上0.140cm3/g以下,树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下。这样规定的本实施方式的抛光垫也能够对被加工物赋予良好的平坦性,并且,与浆料的亲和性优异。
本实施方式的抛光垫只要具备本实施方式中的树脂片材即可,没有特别限定,抛光垫也可以具有树脂片材以外的构成。作为抛光垫中的、树脂片材以外的构成,可举出以往已知的抛光层、缓冲层、及粘接层等。
需要说明的是,本实施方式中,称为“本实施方式中的树脂片材”时,包括如下两者:“树脂片材,其为具有细孔的树脂片材,在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的该树脂片材的细孔分布中,0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.020cm3/g以上0.100cm3/g以下,该树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下”;以及,“树脂片材,其为具有细孔的树脂片材,在通过设定汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的该树脂片材的细孔分布中,0.050μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V”为0.020cm3/g以上0.140cm3/g以下,该树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下”。
本实施方式的抛光垫优选具有上述的树脂片材作为抛光层。所谓“具有树脂片材作为抛光层”,是指:本实施方式的抛光垫的至少1个表面对应于本实施方式中的树脂片材的表面,该树脂片材的表面成为在本实施方式的抛光加工时被压抵至被加工物的抛光面。因此,本实施方式的抛光垫优选至少一面由本实施方式中的树脂片材构成。另外,本实施方式的抛光垫也可以仅由本实施方式中的树脂片材形成。
对于本实施方式的抛光垫而言,根据需要,可以对抛光面实施槽加工、压纹加工及/或孔加工(冲孔加工),也可以具备透光部。槽加工及压纹加工的形状没有特别限定,例如,可举出格子型、同心圆型、及放射型等的形状。
(树脂片材)
(密度)
本实施方式中的树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下。若本实施方式中的树脂片材的密度为0.9g/cm3以上、即树脂片材为高密度,则能够抑制在抛光加工时磨粒迁移至树脂片材内而不贡献于研磨的情况。另外,抛光垫变得不易相对于压力发生变形,因此,在抛光加工中,由抛光垫赋予至被加工物的力在抛光面方向上变得均匀。其结果是,在使用了具备这样的树脂片材的抛光垫的抛光加工中,能够使被加工物的表面更加平坦。需要说明的是,本实施方式中,所谓“被加工物的表面平坦”,是指被加工物的经抛光加工的表面作为整体而言更平坦。也可以换言之为整体的平坦性良好。
从同样的观点考虑,本实施方式中的树脂片材的密度优选大于0.9g/cm3,更优选为1.0g/cm3以上,进一步优选为1.1g/cm3以上。需要说明的是,所谓树脂片材的密度大于0.9g/cm3,是指以两位有效数字测定的树脂的密度为0.91g/cm3以上。
若本实施方式中的树脂片材的密度为1.3g/cm3以下,则浆料的液体保持性能提高。另外,有树脂片材的硬度变低的倾向,在使用了具备这样的树脂片材的抛光垫的抛光加工中,有能够抑制划痕的产生的倾向。
本实施方式中的树脂片材的密度可以利用以往已知的方法测定,例如,利用通常的方法测定树脂片材片的质量及体积,由所得到的值求出密度即可。另外,作为控制树脂片材的密度的方法,没有特别限定,例如,利用后述的本实施方式的抛光垫的制造方法得到抛光垫即可。尤其是在本实施方式中的树脂片材的制造工序中,通过减少发泡剂的量,或者不使用发泡剂,能够提高树脂片材的密度。
(树脂片材的细孔分布)
(累积细孔容积V)
本实施方式中的树脂片材具有细孔,在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的细孔分布中,0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.020cm3/g以上0.100cm3/g以下。
需要说明的是,以下,本实施方式中,只要没有特别说明,则所谓“细孔分布”,是指通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的细孔分布。压汞法是能够通过一边使施加的压力进行扫描一边向测定试样表面的细孔中填满汞来对测定试样表面上的细孔分布进行测定的方法。因此,在通过压汞法针对发泡材料来测定细孔分布的情况下,其细孔分布主要反映出连通气泡(通常也称为“连续气泡”。)的细孔分布,独立气泡的细孔分布的贡献小。
关于本实施方式的抛光垫,本申请的发明人发现,在通过压汞法测得的细孔分布中,0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.020cm3/g以上时,抛光垫的磨粒保持性能变得充分良好。推断这是因为,累积细孔容积V为0.020cm3/g以上时,具有0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的连通气泡变得分布于树脂片材的整体中,起因于该连通气泡的凹凸在树脂片材表面形成,由此,在抛光加工时,该凹凸有助于磨粒的保持,能够高效地利用少量的浆料。但是,由于累积细孔容积V为0.020cm3/g以上而使抛光垫的与浆料的亲和性变得充分良好的原因不限于上述原因。
从进一步提高磨粒保持性能的观点考虑,本实施方式中的树脂片材中,上述累积细孔容积V优选为0.030cm3/g以上,更优选为0.040cm3/g以上,进一步优选为0.050cm3/g以上。另外,若累积细孔容积V在上述的范围内,则树脂片材即使为高密度,修整性也变得优异。需要说明的是,所谓“修整”或“修整处理”,是指下述处理:在对被加工物进行抛光之前,使用固定有磨粒等的修整工具(例如,金刚石修整器或砂纸),使抛光垫的抛光面的表面粗糙度一致,或者使平坦度一致。另外,所谓“修整性优异”,是指通过比较容易的条件的处理即可进行充分的修整处理。所谓“抛光面”,是指在利用抛光垫对被加工物进行抛光加工时、抛光垫与被加工物接触的面或者设想会接触的面。
本实施方式中的树脂片材中,上述累积细孔容积V为0.100cm3/g以下。通过使累积细孔容积V为0.100cm3/g以下,从而有树脂片材的密度容易变为上述范围内的倾向,在使用了具备这样的树脂片材的抛光垫的抛光加工中,能够使被加工物的表面更加平坦。从同样的观点考虑,累积细孔容积V优选为0.090cm3/g以下,更优选为0.080cm3/g以下。
(累积细孔容积V’)
在本实施方式中的树脂片材的细孔分布中,0.050μm以上且小于0.100μm的细孔直径的范围内的累积细孔容积V’典型而言为0.000cm3/g以上0.120cm3/g以下,从进一步提高对被加工物赋予的平坦性、和与浆料的亲和性的均衡性的观点考虑,优选为0.000cm3/g以上0.100cm3/g以下,更优选为0.000cm3/g以上0.080cm3/g以下。
从上述观点考虑,可以规定,本实施方式的抛光垫具备具有细孔的树脂片材,在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的树脂片材的细孔分布中,0.050μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V”为0.020cm3/g以上0.140cm3/g以下,树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下。需要说明的是,本实施方式中的0.050μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V”可以规定为本实施方式中的累积细孔容积V与累积细孔容积V’之和,从进一步提高对被加工物赋予的平坦性、和与浆料的亲和性的均衡性的观点考虑,为0.020cm3/g以上0.140cm3/g以下,优选为0.030cm3/g以上0.130cm3/g以下,更优选为0.050cm3/g以上0.120cm3/g以下。
(累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0而言的比例)
本实施方式的抛光垫中,从进一步提高对被加工物赋予的平坦性、和与浆料的亲和性的均衡性的观点考虑,在树脂片材的细孔分布中,0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V相对于0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0而言的比例优选为50%以上。换言之,累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0之比(V/V0)优选为0.50以上。根据这样的方式,树脂片材的具有相对较小的细孔直径的细孔的比例增加,因此,能够将密度保持为高密度,并且使树脂片材内的连通气泡的数量更多。
从同样的观点考虑,累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0而言的比例更优选为60%以上,进一步优选为65%以上,进一步更优选为70%以上。累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0而言的比例的上限没有特别限定,累积细孔容积V相对于累积细孔容积V0而言的比例可以为100%以下,也可以为99%以下,也可以为95%以下,也可以为90%以下,也可以为80%以下。
另外,在本实施方式中的树脂片材的细孔分布中,从与上述同样的观点考虑,累积细孔容积V相对于0.050μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0’之比(V/V0’)优选为50%以上,更优选为60%以上,进一步优选为65%以上,进一步更优选为70%以上。另外,V/V0’可以为100%以下,也可以为99%以下,也可以为95%以下,也可以为90%以下,也可以为80%以下。
(最大峰的峰位置)
在本实施方式中的树脂片材的细孔分布中,0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置优选在0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内。一般而言,在压汞法中,细孔分布是作为从测定范围的最大的细孔直径起算的累积细孔容积而测定的。因此,所谓“0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置”,是指由利用压汞法得到的细孔分布算出的Log微分细孔容积分布(dV/d(logD))的最大峰的位置(细孔直径)。另外,所谓最大峰,在0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的极大点存在有多个的情况下,是指极大值最大的极大点。
通过使0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置在0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内,从而树脂片材具有在0.100μm以上10.0μm以下的范围内分布更加均匀的细孔,因此有抛光垫的与浆料的亲和性、及修整性进一步提高的倾向。从进一步提高抛光垫的与浆料的亲和性、及修整性的观点考虑,0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置更优选在0.500μm以上5.00μm以下的细孔直径的范围内。
另外,在本实施方式中的树脂片材的细孔分布中,0.050μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置优选在0.050μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内,更优选在0.050μm以上5.00μm以下的细孔直径的范围内。
(峰的数量及峰高度)
在本实施方式中的树脂片材的细孔分布中,0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的峰的数量优选为1以上3以下,更优选为1以上2以下,进一步优选为1。通过使峰的数量在上述的范围内,从而具有分布更加均匀的细孔,因此有抛光垫的与浆料的亲和性、及修整性进一步提高的倾向。
从同样的观点考虑,在0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围内存在2个以上的峰的情况下,最大峰的峰高度与第二高的峰的峰高度相比,优选为2倍以上,更优选为5倍以上,进一步优选为10倍以上。
(累积细孔容积V0)
在本实施方式中的树脂片材的细孔分布中,0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0优选为0.040cm3/g以上0.120cm3/g以下,更优选为0.050cm3/g以上0.110cm3/g以下,进一步优选为0.060cm3/g以上0.100cm3/g以下。通过使累积细孔容积V0在上述的范围内,从而有对被加工物赋予的平坦性、和与浆料的亲和性的均衡性进一步提高的倾向。
另外,在本实施方式中的树脂片材的细孔分布中,0.050μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0’可以规定为本实施方式中的累积细孔容积V0与累积细孔容积V’之和,从与上述同样的观点考虑,优选为0.040cm3/g以上0.200cm3/g以下,更优选为0.050cm3/g以上0.180cm3/g以下,进一步优选为0.060cm3/g以上0.160cm3/g以下。
本实施方式中,累积细孔容积V、累积细孔容积V’、累积细孔容积V”、累积细孔容积V0、累积细孔容积V0’最大峰的峰位置、峰的数量及峰高度的值由通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的细孔分布算出,更详细的压汞法的测定条件可以参照实施例中记载的方法。另外,作为控制累积细孔容积V、累积细孔容积V’、累积细孔容积V”、累积细孔容积V0、累积细孔容积V0’最大峰的峰位置、峰的数量及峰高度的值的方法,没有特别限定,例如,利用后述的本实施方式的抛光垫的制造方法得到抛光垫即可。
(树脂片材的结构)
本实施方式中的树脂片材优选具有微相分离结构。本实施方式中,“微相分离结构”是指经由微相分离而形成的相分离结构。另外,本实施方式中,所谓“微相分离”,是指以在宏观上均匀的物体中、微观(典型而言为微米级)的结构图案以至少1维的周期性重复的方式产生的相分离。微相分离可以通过例如采用后述的本实施方式的抛光垫的制造方法中的优选的制造条件而产生。作为微相分离结构的典型例,虽不限于以下结构,但可举出球状结构(海岛结构)、圆筒结构、片层结构、及三维网络结构。本实施方式中的微相分离结构优选包含圆筒结构、片层结构及三维网络结构,更优选为三维网络结构。
本实施方式中,三维网络结构是指在三维方向上形成了网状的网络的结构。作为源于微相分离的三维网络结构,也可以为包含单螺旋二十四面体结构及/或双(多重)螺旋二十四面体结构的结构。本实施方式中,单螺旋二十四面体结构典型地是指2个三岔路绞合成对而成的细线结构组合形成单位胞并且该单位胞周期性地重复的网络结构,双(多重)螺旋二十四面体结构是指2个以上的单螺旋二十四面体结构组合成套盒而成的结构。
具有源于以往的发泡剂、非活性气体的注入等的连续发泡结构的树脂片材的截面有观察到大致球状的发泡截面和树脂平坦部(即,树脂的海与空隙的岛形成的海岛状)的倾向。另一方面,本实施方式中的树脂片材具有双(多重)螺旋二十四面体结构的情况下,在其截面中,典型而言,有观察到2种以上的树脂以微米级按斑驳状交缠地发生了相分离的结构的倾向。另外,本实施方式中的树脂片材具有单螺旋二十四面体结构的情况下,在其截面中,典型而言,观察到不定形的空隙截面和树脂骨架/树脂骨架截面。在树脂骨架部较之空隙而言充分大的情况下,有时不能观察到树脂骨架部而实质上以树脂的海状被观察到,即使在该情况下,本实施方式中的树脂片材的空隙也以三维网络状相互连通地形成。
需要说明的是,在观察本实施方式中的树脂片材的截面时,也存在观察到2种以上的树脂的斑驳状花纹、与不定形的空隙截面和树脂骨架/树脂骨架截面这两个特征、即双(多重)螺旋二十四面体结构与单螺旋二十四面体结构的边界无法明确区分的情况,在该情况下,可以评价为包含单螺旋二十四面体结构及双(多重)螺旋二十四面体结构中的至少一者。
本实施方式中的树脂片材具有单螺旋二十四面体结构及/或双(多重)螺旋二十四面体结构的情况下,典型而言,在Log微分细孔容积分布中,也在0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内计测尖锐的峰(极大值)。
以下,对在本实施方式的抛光垫中观察到的优选的结构进行详述,但前提是均为源于微相分离的结构。
本实施方式中的树脂片材可以包含组成不同的2个以上的相。本实施方式中,所谓相的“组成”,包含作为相的主成分的树脂、及相中包含的除主成分以外的成分这两者,进而还考虑到它们的配合比。因此,本实施方式中的树脂片材所具有的微相分离结构可以包含作为相的主成分的树脂、及相中包含的除主成分以外的成分中的至少任一者彼此不同的2个以上的相,典型而言,可以包含作为相的主成分的树脂的结构、平均分子量、及官能团中的至少1种以上不同的2个以上的相。
作为组成不同的2个相的示例,例如可举出下述情况:在一个相与另一个相中,构成相的树脂的种类不同的情况;在一个相与另一个相中,含有的添加物的含量不同的情况;以及,树脂片材由AB嵌段聚合物形成,并且,一个相是以A嵌段为主成分的相,另一个相是以B嵌段为主成分的相的情况。
作为包含组成彼此不同的2个相的微相分离结构的典型示例,可举出下述情况:第1相为规定的预聚物和规定的固化剂进行固化而成的相,第2相为与第1相中的预聚物不同的预聚物和第1相中的固化剂进行固化而成的相的情况;第1相为规定的预聚物和规定的固化剂进行固化而成的相,第2相为第1相中的预聚物和与第1相中的固化剂不同的固化剂进行固化而成的相的情况;以及,第1相为规定的预聚物和规定的固化剂进行固化而成的相,第2相为与第1相中的预聚物不同的预聚物和与第1相中的固化剂不同的固化剂进行固化而成的相的情况;等等。
本实施方式中的树脂片材可以具有起因于微相分离的空隙。所述空隙也可以换言之为构成微相分离结构的空隙,作为其具体例,虽不限于以下空隙,但可举出由提供螺旋二十四面体结构的树脂骨架划分形成的空隙等。需要说明的是,本实施方式中,空隙可以是来自细孔的空隙,也可以是来自多个细孔连通而成的连通孔的空隙。
本实施方式中的具有微相分离结构的树脂片材例如可以利用后述的本实施方式的抛光垫的制造方法得到。另外,关于树脂片材具有微相分离结构,可以通过以300倍~3000倍左右的倍率利用扫描型电子显微镜(SEM)观察来确认。
需要说明的是,关于树脂片材具有包含组成不同的2个以上的相的微相分离结构或者具有前述的空隙,可以利用光学显微镜及相位差显微镜这样的光学方法、使用了扫描型电子显微镜及透射型电子显微镜这样的电子显微镜的方法、使用了光散射、中子射线小角散射及X射线小角散射这样的粒子的散射的方法、X射线衍射法、荧光法、以及脉冲NMR测定法等方法观测。
(树脂片材的平均厚度)
本实施方式中的树脂片材的平均厚度没有特别限定,但优选为0.5mm以上10.0mm以下,更优选为0.6mm以上8.0mm以下,进一步优选为0.7mm以上5.0mm以下。
(树脂片材的物性)
本实施方式中的树脂片材的压缩率没有特别限定,但优选为0.1%以上10.0%以下,更优选为0.5%以上5.0%以下。需要说明的是,树脂片材的压缩率可以按照日本工业标准(JIS L 1021),使用SH OPPER型厚度测定器(加压面:直径1cm的圆形)求出。具体而言,可以测定从无负荷状态起施加初始负荷30秒钟后的厚度t0,接下来,测定从厚度t0的状态起施加最终压力30秒钟后的厚度t1,由此,由以下的式子算出。需要说明的是,初始负荷为100g/cm2,最终压力为1120g/cm2
压缩率(%)=100×(t0-t1)/t0
本实施方式中的树脂片材的压缩弹性模量没有特别限定,但优选为65%以上98%以下,更优选为70%以上95%以下。需要说明的是,树脂片材的压缩弹性模量可以按照日本工业标准(JIS L 1021),使用SHOPPER型厚度测定器(加压面:直径1cm的圆形)求出。具体而言,可以测定从无负荷状态起施加初始负荷30秒钟后的厚度t0,接下来,测定从厚度t0的状态起施加最终压力30秒钟后的厚度t1,进而,测定从厚度t1的状态除去全部的负荷并放置5分钟(成为无负荷状态)后、再次施加初始负荷30秒钟后的厚度t0’,由此,由以下的式子算出。需要说明的是,初始负荷为100g/cm2,最终压力为1120g/cm2
压缩弹性模量(%)=100×(t0’-t1)/(t0-t1)
本实施方式中的树脂片材的肖氏D硬度没有特别限定,但优选为30以上90以下,更优选为40以上80以下。需要说明的是,树脂片材的肖氏D硬度可以按照日本工业标准(JIS K7311),使用D型硬度计求出。
(树脂片材的材料)
本实施方式中的树脂片材的材料没有特别限定。作为树脂片材的材料,例如,可举出聚氨酯树脂。作为聚氨酯树脂,没有特别限定,例如,可举出聚酯系聚氨酯树脂、聚醚系聚氨酯树脂、及聚碳酸酯系聚氨酯树脂。它们可以单独使用1种或者组合使用2种以上。
它们之中,本实施方式中的树脂片材的材料优选包含聚酯系聚氨酯树脂、及聚醚系聚氨酯树脂中的至少任一者。尤其优选包含后文在本实施方式的抛光垫的制造方法中记述的、作为包含氨基甲酸酯预聚物和至少2种固化剂的混合液的固化物的聚氨酯树脂。通过使用这样的树脂,有能够简便地使密度及细孔分布在上述的范围内的倾向。
另外,本实施方式中的树脂片材可以除了树脂成分以外还含有来自添加剂的成分。作为这样的添加剂,例如,可举出后文在本实施方式的抛光垫的制造方法中记述的消泡剂、催化剂、发泡剂、稳泡剂、磨粒、染料、颜料、实心微粒、阻燃剂、亲水化剂、疏水化剂、耐光剂、抗氧化剂、及抗静电剂等。
[抛光垫的制造方法]
本实施方式的抛光垫的制造方法包括下述工序:使至少1种预聚物与至少2种固化剂的混合液固化,由此得到具有微相分离结构的树脂片材。根据这样的方法,能够简便地制造本实施方式的抛光垫。以下,对抛光垫的制造方法的各工序进行详述。
(混合工序)
本实施方式的抛光垫的制造方法可以包括制备至少1种预聚物与至少2种固化剂的混合液的混合工序。通过在混合工序中使用至少2种固化剂,从而在混合工序之后的成型工序中,能够得到具有微相分离结构的树脂片材。尤其是,通过使用2种以上的固化剂形成微相分离结构,从而与使用2种以上的预聚物形成微相分离结构的情况相比,有容易控制固化反应、能够容易地控制微相分离结构的形状的倾向。
混合工序中,例如,可以将已加热至30℃~90℃的至少1种预聚物、和至少2种固化剂投入可调整温度的带有夹套的混合机中,于30℃~130℃进行搅拌。此时,根据需要,也可以在带有搅拌机且带有夹套的罐中接收混合液并使其熟化。搅拌时间根据混合机的齿数、转速、间隙等而适宜调整,例如为0.1秒~60秒。
(固化剂)
混合工序中使用的固化剂没有特别限定,例如,可举出含有氨基的化合物及含有羟基的化合物。作为含有氨基的化合物,没有特别限定,例如,可举出4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)、乙二胺、丙二胺、六亚甲基二胺、异佛尔酮二胺、二环己基甲烷-4,4’-二胺、4-甲基-2,6-双(甲基硫基)-1,3-苯二胺、2-甲基-4,6-双(甲基硫基)-1,3-苯二胺、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双[3-(异丙基氨基)-4-羟基苯基]丙烷、2,2-双[3-(1-甲基丙基氨基)-4-羟基苯基]丙烷、2,2-双[3-(1-甲基戊基氨基)-4-羟基苯基]丙烷、2,2-双(3,5-二氨基-4-羟基苯基)丙烷、2,6-二氨基-4-甲基苯酚、三甲基亚乙基双-4-氨基苯甲酸酯、及聚四亚甲基氧基-二对氨基苯甲酸酯等。作为含有氨基的化合物,优选为4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)。
作为含有羟基的化合物,没有特别限定,例如,可举出乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三亚甲基二醇、四乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,2-丁二醇、3-甲基-1,2-丁二醇、1,2-戊二醇、1,4-戊二醇、2,4-戊二醇、2,3-二甲基三亚甲基二醇、四亚甲基二醇、3-甲基-4,3-戊二醇、3-甲基-4,5-戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,6-己二醇、1,5-己二醇、1,4-己二醇、2,5-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、新戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、三羟甲基甲烷、聚丁二醇、聚乙二醇、及聚丙二醇等。从控制反应的观点考虑,作为含有羟基的化合物,与3官能以上的化合物相比,更优选使用2官能(二醇)的化合物。另外,作为含有羟基的化合物,更优选为聚丁二醇。
需要说明的是,上述的固化剂可组合使用2种以上。固化剂的组合没有特别限定,但优选为后述的组合。
固化剂的活性氢当量(例如,NH2当量及OH当量)没有特别限定,例如可以为50以上5000以下,也可以为100以上4000以下,也可以为130以上3000以下。另外,作为含有羟基的化合物的固化剂的OH当量可以为100以上5000以下,也可以为200以上4000以下,也可以为300以上3000以下。作为含有氨基的化合物的固化剂的NH2当量可以为50以上2000以下,也可以为75以上1000以下,也可以为100以上300以下。
混合工序中,可使用至少2种固化剂。作为固化剂的组合,优选使用彼此相容性低的、以及/或者反应性不同的、以及/或者活性氢当量不同的固化剂。根据这样的方式,有能够更可靠地得到微相分离结构的倾向。作为反应性不同的固化剂的组合的例子,例如可举出活性氢基团不同的固化剂的组合,更具体而言,例如可举出含有氨基的化合物及含有羟基的化合物的组合。
使用2种以上的具有相同活性氢基团的固化剂的情况下,即,使用2种以上的含有羟基的化合物、或者使用2种以上的含有氨基的化合物的情况下,优选所述2种以上的固化剂包含活性氢当量之差为500以上2000以下的2种固化剂。更优选所述2种以上的固化剂包含活性氢当量为200以上500以下的固化剂、和活性氢当量为1000以上2000以下的固化剂。
在使用2种以上的具有相同活性氢基团的固化剂、并且所述2种以上的固化剂包含活性氢当量之差为500以上2000以下的2种固化剂的情况下,关于活性氢当量小的固化剂的使用量与活性氢当量大的固化剂的使用量之比,“活性氢当量小的固化剂:活性氢当量大的固化剂”以活性氢基团数比计优选为1:1~15:1,更优选为1:1~10:1。
在使用2种以上的具有相同活性氢基团的固化剂、并且所述2种以上的固化剂包含活性氢当量为200以上500以下的固化剂、和活性氢当量为1000以上2000以下的固化剂的情况下,关于活性氢当量为200以上500以下的固化剂的使用量与活性氢当量为1000以上2000以下的固化剂的使用量之比,“活性氢当量为200以上500以下的固化剂:活性氢当量为1000以上2000以下的固化剂”以活性氢基团数比计优选为1:1~15:1,更优选为1:1~10:1。
作为具体的优选的固化剂的组合,至少2种固化剂优选包含含有氨基的化合物、和含有羟基的化合物。至少2种固化剂更优选包含1种含有氨基的化合物、和2种以上的含有羟基的化合物,或者包含2种以上的含有氨基的化合物、和1种含有羟基的化合物。至少2种固化剂进一步优选包含1种含有氨基的化合物、和2种以上的含有羟基的化合物。
至少2种固化剂包含含有氨基的化合物和含有羟基的化合物的情况下,含有氨基的化合物的NH2当量、与含有羟基的化合物的OH当量之差没有特别限定,但优选含有羟基的化合物的OH当量较大,更优选含有羟基的化合物的OH当量比含有氨基的化合物的NH 2当量大100以上2000以下。
至少2种固化剂包含含有氨基的化合物和含有羟基的化合物的情况下,作为含有氨基的化合物的固化剂的使用量相对于固化剂的使用量整体而言的比例以官能团数比计优选为35%以上95%以下,更优选为40%以上90%以下。
作为优选的固化剂的组合的一例,例如,至少2种固化剂包含NH2当量为100以上300以下的第1固化剂(含有氨基的化合物)、OH当量为200以上600以下的第2固化剂(含有羟基的化合物)、和OH当量为1000以上2000以下的第3固化剂(含有羟基的化合物)。第1固化剂的使用量、第2固化剂的使用量与第3固化剂的使用量之比没有特别限定,相对于固化剂的使用量整体而言,第1固化剂的使用量以官能团数比计优选为30%以上95%以下,更优选为40%以上90%以下。相对于固化剂的使用量整体而言,第2固化剂的使用量以官能团数比计优选为1%以上70%以下,更优选为5%以上60%以下。相对于固化剂的使用量整体而言,第3固化剂的使用量以官能团数比计优选为3%以上60%以下,更优选为5%以上50%以下。
通常,固化剂的使用量的合计由R值规定,所述R值是将预聚物所具有的官能团的数量设为1时的、存在于固化剂中的活性氢基团(氨基及羟基)的当量比。固化剂的使用量的合计优选以R值成为0.7以上1.3以下的方式调整。R值更优选为0.8以上1.2以下。
需要说明的是,通过以适当的使用量使用上述的优选的固化剂的组合,能够更可靠地得到在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的细孔分布中、0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.020cm3/g以上0.100cm3/g以下的树脂片材及/或具有微相分离结构的树脂片材。需要说明的是,作为固化剂的组合,可以使用彼此相容性低的2种以上的固化剂、使用反应性彼此不同的2种以上的固化剂、以及/或者使用活性氢当量不同的固化剂。即使在利用这样的组合得不到具有明确的微相分离结构的树脂片材的情况下,通过实施以彼此的相容性变高的方式变更固化剂的种类、以彼此的反应性变得类似的方式变更固化剂、以及/或者以彼此的活性氢当量相近的方式变更固化剂等的调整,也有可得到具有微相分离结构的树脂片材的倾向。
(预聚物)
作为混合工序中使用的预聚物,没有特别限定,例如,可举出氨基甲酸酯预聚物。作为氨基甲酸酯预聚物,例如,可举出六亚甲基二异氰酸酯与己三醇的加成物;2,4-甲苯二异氰酸酯与邻苯二酚的加成物;2,4-甲苯二异氰酸酯与聚(氧四亚甲基)二醇与二乙二醇的加成物;甲苯二异氰酸酯与己三醇的加成物;甲苯二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物;苯二甲撑二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物;六亚甲基二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物;以及异氰脲酸与六亚甲基二异氰酸酯的加成物。另外,也可以使用除此以外的、通过多异氰酸酯化合物与多元醇化合物的反应制备的含有异氰酸酯基的化合物、市售的各种氨基甲酸酯预聚物。
作为用于制备含有异氰酸酯基的化合物的多异氰酸酯化合物,只要在分子内具有2个以上的异氰酸酯基即可,没有特别限定。例如,作为在分子内具有2个异氰酸酯基的二异氰酸酯化合物,可举出间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-TDI)、2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)、萘-1,4-二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)、4,4’-亚甲基双(环己基异氰酸酯)(氢化MDI)、3,3’-二甲氧基-4,4’-联苯二异氰酸酯、3,3’-二甲基二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、亚二甲苯基-1,4-二异氰酸酯、4,4’-二苯基丙烷二异氰酸酯、三亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、亚丙基-1,2-二异氰酸酯、亚丁基-1,2-二异氰酸酯、亚环己基-1,2-二异氰酸酯、亚环己基-1,4-二异氰酸酯、对亚苯基二异硫氰酸酯、亚二甲苯基-1,4-二异硫氰酸酯、及次乙基二异硫氰酸酯等。
这些多异氰酸酯化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上。作为多异氰酸酯化合物,优选为二异氰酸酯化合物,更优选为2,4-TDI及2,6-TDI、MDI。
作为用于制备含有异氰酸酯基的化合物的多元醇化合物,例如,可举出乙二醇、二乙二醇(DEG)、丁二醇等二醇化合物、三醇化合物等;聚丙二醇(PPG)、及聚(氧四亚甲基)二醇(PTMG)等聚醚多元醇化合物;乙二醇与己二酸的反应物、丁二醇与己二酸的反应物等聚酯多元醇化合物;聚碳酸酯多元醇化合物、以及聚己内酯多元醇化合物等。另外,也可以使用使环氧乙烷加成而得到的3官能性丙二醇。多元醇化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
氨基甲酸酯预聚物的NCO当量优选为150以上700以下,更优选为200以上600以下,进一步优选为200以上500以下。所谓“NCO当量”,是通过“(多异氰酸酯化合物的质量份+多元醇化合物的质量份)/[(每1分子多异氰酸酯化合物的官能团数×多异氰酸酯化合物的质量份/多异氰酸酯化合物的分子量)-(每1分子多元醇化合物的官能团数×多元醇化合物的质量份/多元醇化合物的分子量)]”求出的、表示按每1个NCO基计的氨基甲酸酯预聚物的分子量的数值。
混合工序中,可使用至少1种预聚物。预聚物也可以将上述的预聚物组合2种以上而使用,但优选单独使用1种。根据这样的方式,有容易控制固化反应、能够容易地控制微相分离结构的形状的倾向。作为预聚物,优选单独使用将甲苯二异氰酸酯作为主成分的氨基甲酸酯预聚物。
预聚物的使用量没有特别限定,相对于混合液整体而言,优选为30质量份以上80质量份以下,更优选为40质量份以上75质量份以下。
(添加剂)
混合工序中,也可以混合除预聚物及固化剂以外的成分作为添加剂。作为添加剂,可举出聚丙二醇这样的溶剂(稀释剂);有机硅系消泡剂这样的消泡剂;催化剂;水、中空微粒这样的发泡剂;有机硅系稳泡剂这样的稳泡剂;以及,氧化铈这样的填料(磨粒);染料;颜料;实心微粒;阻燃剂;亲水化剂;疏水化剂;耐光剂;抗氧化剂;抗静电剂等。从使所得到的树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下的观点考虑,优选不添加发泡剂、或者使添加量为少量,更优选使用消泡剂。
混合工序中,通过调整添加的催化剂的种类及使用量,能够控制固化反应的反应速度,从而控制所形成的微相分离结构。
(成型工序)
成型工序是通过使如上所述地得到的混合液固化而得到具有微相分离结构的树脂片材的工序。成型工序中,例如,可以将通过混合工序得到的混合液浇注到已预热至30℃~150℃的模框内,于30℃~150℃左右进行10分钟~5小时左右的加热。由此,预聚物与固化剂反应而形成树脂,由此,上述混合液固化。另外,也可以进一步利用烘箱于50℃~180℃左右进行10分钟~12小时左右的加热,由此进行2次固化。本实施方式的抛光垫的制造方法中,由于混合液为上述的混合液,因此能够得到具有微相分离结构的树脂块。
需要说明的是,成型工序中的使混合液固化时的反应温度可以根据使用的预聚物、固化剂及添加剂的种类、配合比等而适宜调整,通过调整反应温度,存在能够控制固化反应的反应速度、从而控制所形成的微相分离结构的倾向。
另外,成型工序中,从如上所述地得到的树脂块切出适当的厚度的树脂片材,由此得到具有微相分离结构的树脂片材。所得到的树脂片材也可以于30℃~150℃进行1小时~24小时左右的老化。
对于如上所述地得到的树脂片材而言,例如,然后在一面贴附双面胶带,切割成规定形状、优选为圆板状,作为本实施方式的抛光垫而完成。作为双面胶带,没有特别限定,可以从以往已知的双面胶带中任意地选择使用。
另外,本实施方式的抛光垫可以为仅由树脂片材形成的单层结构,也可以由在树脂片材的一面贴合有其他层(缓冲层或基板层)的多层形成。具有多层结构的情况下,可以使用双面胶带、粘接剂等,将多个层彼此根据需要一边加压一边进行粘接、固定。作为可使用的双面胶带及粘接剂,没有特别限定,可以从以往已知的双面胶带及粘接剂中任意地选择使用。
此外,对于本实施方式的抛光垫而言,根据需要,可以对表面实施槽加工、压纹加工及/或孔加工(冲孔加工)。槽加工及压纹加工的形状没有特别限定,例如,可举出格子型、同心圆型、放射型等的形状。
另外,对于抛光垫而言,也可以对树脂片材的表面及/或背面实施修整(研削处理)。本实施方式的抛光垫的制造方法中的树脂片材虽然为高密度,但具有连通的细孔,因此修整性优异,能够以容易的条件进行修整处理。作为修整处理,没有特别限定,可以通过基于金刚石修整器的研削等已知的方法来修整。
[抛光加工物的制造方法]
本实施方式的抛光加工物的制造方法具有下述抛光工序:在浆料的存在下,使用上述的抛光垫对被加工物进行抛光加工,得到抛光加工物。
本实施方式的抛光加工物的制造方法中,在供给浆料的同时,在保持平台上,一边将被加工物向抛光垫侧按压,一边使保持平台和抛光用平台相对地旋转,由此使被加工物的加工面受到抛光垫的作用从而进行抛光加工。保持平台与抛光用平台可以以彼此不同的旋转速度沿相同方向旋转,也可以沿不同方向旋转。另外,对于被加工物而言,在抛光加工中,也可以一边在框部的内侧移动(自转)一边进行抛光加工。
浆料可以根据被加工物、抛光条件等而包含水、以过氧化氢为代表的氧化剂、酸成分、碱成分等化学成分、添加剂、以及磨粒(研磨粒子;例如,金刚石、SiC、B4C、及Al2O3)等。
另外,作为被加工物,没有特别限定,例如,可举出透镜、平行平面板及反射镜这样的光学材料、SiC圆盘这样的半导体晶片材料、结晶体、金属、石材、木材、树脂材料、以及陶瓷等材料。
实施例
以下,使用实施例及比较例对本实施方式进行更具体的说明。本实施方式不受以下实施例的任何限定。
需要说明的是,以下,将对应于<第1实施方式>的实施例及比较例作为<实施例组1>,将对应于<第2实施方式>的实施例及比较例作为<实施例组2>,将对应于<第3实施方式>的实施例及比较例作为<实施例组3>,将对应于<第4实施方式>的实施例及比较例作为<实施例组4>,分别进行说明。
<实施例组1>
实施例及比较例中的各评价方法如下所述。
[基于压汞法的累积细孔容积(细孔分布)的测定]
树脂片材的累积细孔容积(细孔分布)是通过压汞法测定的。从厚度为2mm的树脂片材切出10mm见方的试样片,用于测定。累积细孔容积的测定是在接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的条件下使用Micromeritics公司制的制品名“Auto Pore III”进行的。将汞压从0.5psia扫描至30000psia,由此求出从细孔直径360μm至细孔直径0.005μm为止的累积细孔容积。细孔分布使用测孔仪用数据处理软件(岛津制作所制,制品名“POREPLOT-PCW”)求出。需要说明的是,关于各测定结果,示出从细孔直径360μm至细孔直径0.010μm为止的细孔分布。
[树脂片材的观察]
关于树脂片材是否具有微相分离结构,通过基于扫描型电子显微镜(SEM)的观察来确认。SEM观察的倍率设定为300倍~3000倍左右。
[平均开孔直径的测定]
利用显微镜(VH-6300,KEYENCE制)将研磨垫表面的约1.3mm见方的范围放大至175倍来进行观察,利用图像处理软件(Ima ge Analyzer V20LAB Ver.1.3,Nikon制)对所得到的图像进行二值化处理,确认气泡个数,由各个开孔的面积求出当量圆直径,将它们的平均值作为平均开孔直径(μm)。此时,开孔直径的截止值(下限)设定为10μm,由此,作为10μm以上的开孔直径的平均值而得到平均开孔直径。
[实施例1-1]
准备将2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)作为主成分的、NCO当量为407的氨基甲酸酯预聚物。在该氨基甲酸酯预聚物61.83质量份中混合4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)(NH2当量为134)15.18质量份、及聚丙二醇(OH当量为1345)5.65质量份。向其中进一步添加有机硅系稳泡剂(Dow Corning Toray Co.,Ltd.制,制品名“SH193”)0.15质量份、催化剂(TOSOH株式会社制,制品名“TOYOCAT ET”)0.03质量份、作为发泡剂的水0.16质量份、及作为磨粒的碳酸钙填料17质量份,由此得到成为树脂片材的前体的混合液。混合液的R值为0.9。
将所得到的混合液浇铸到已预热至50℃的模框中,以15分钟、50℃的条件进行1次固化。将所形成的块状成型物从模框取出,在烘箱中以8小时、120℃的条件进行2次固化,得到氨基甲酸酯树脂块。将所得到的氨基甲酸酯树脂块放置冷却至25℃后,实施切片处理,得到厚度为2.0mm的树脂片材。
由从树脂片材切出的样品的体积和重量算出密度,结果,所得到的树脂片材的密度为0.55g/cm3。将细孔分布的测定结果示于图1-1。另外,将由细孔分布求出的、0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V、0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0、比V/V0、平均开孔直径、0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置示于表1。
另外,利用扫描型电子显微镜观察树脂片材的表面,结果,确认了具有微相分离结构(三维网络结构)。将SEM图像的一例示于图1-2(500倍)及图1-3(A)(2000倍)。如在图1-3(B)中用虚线围起来的那样,尤其是在该图的左上部分,确认到具有不定形的空隙截面和树脂骨架/树脂骨架截面,因此评价为至少具有单螺旋二十四面体结构。
[实施例1-2]
准备将2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)作为主成分的、NCO当量为382的氨基甲酸酯预聚物。在该氨基甲酸酯预聚物55.26质量份中混合4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)(NH2当量为134)15.27质量份、及聚丁二醇(OH当量为972)7.04质量份、及聚丙二醇(OH当量为1345)4.24质量份。向其中进一步添加有机硅系稳泡剂(Dow Corning Toray Co.,Ltd.制,制品名“SH193”)0.11质量份、催化剂(TOSOH株式会社制,制品名“TOYOCAT ET”)0.03质量份、作为发泡剂的水0.05质量份、及作为磨粒的碳酸钙填料18质量份,由此得到成为树脂片材的前体的混合液。混合液的R值为0.9。
将所得到的混合液浇铸到已预热至50℃的模框中,以15分钟、50℃的条件进行1次固化。将所形成的块状成型物从模框取出,在烘箱中以8小时、120℃的条件进行2次固化,得到氨基甲酸酯树脂块。将所得到的氨基甲酸酯树脂块放置冷却至25℃后,实施切片处理,得到厚度为2.0mm的树脂片材。
由从树脂片材切出的样品的体积和重量算出密度,结果,所得到的树脂片材的密度为0.89g/cm3。将细孔分布的测定结果示于图1-4。另外,将由细孔分布求出的、0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V、0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0、比V/V0、平均开孔直径、0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置示于表1。另外,将SEM图像的一例示于图1-5。
[比较例1-1]
在与实施例1-1相同的氨基甲酸酯预聚物61.59质量份中混合4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)(NH2当量为134)9.24质量份、及粗制MOCA(NH2当量为189)9.24质量份。向其中进一步添加有机硅系稳泡剂(Dow Corning Toray Co.,Ltd.制,制品名“SH193”)0.18质量份、作为稀释剂的聚醚(OH当量为1007)2.58质量份、催化剂(TOSOH株式会社制,制品名“TOYOCAT ET”)0.04质量份、作为发泡剂的水0.13质量份、及作为磨粒的碳酸钙填料17质量份,由此得到成为树脂片材的前体的混合液。混合液的R值为0.9。
将所得到的混合液浇铸到已预热至50℃的模框中,以15分钟、50℃的条件进行1次固化。将所形成的块状成型物从模框取出,在烘箱中以8小时、120℃的条件进行2次固化,得到氨基甲酸酯树脂块。将所得到的氨基甲酸酯树脂块放置冷却至25℃后,实施切片处理,得到厚度为2.0mm的树脂片材。
由从树脂片材切出的样品的体积和重量算出密度,结果,所得到的树脂片材的密度为0.53g/cm3。将细孔分布的测定结果示于图1-6。另外,将由细孔分布求出的、0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V、0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0、比V/V0、平均开孔直径、0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置示于表1。
另外,利用扫描型电子显微镜观察比较例1-1的树脂片材的表面,结果,未确认到微相分离结构。将SEM图像的一例示于图1-7。比较例1-1中,认为至少由于OH当量为1000以上2000以下的固化剂使用量不足而导致未进行所期望的固化反应,未产生微相分离。
[表1]
实施例1-1中的1.0μm以上360μm以下的范围内的最大峰的位置为129μm,其高度为0.40cm3/g。另外,0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的位置为0.0822μm,其高度为1.65cm3/g。
由以上的测定结果确认到:实施例1-1的树脂片材包含源于发泡剂的空隙、和源于微相分离结构的空隙这两者,后者的空隙遍及研磨垫整体地相互连通。
实施例1-2中的1.0μm以上360μm以下的范围内的最大峰的位置为77μm,其高度为0.075cm3/g。另外,0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的位置为0.0411μm,其高度为0.447cm3/g。
由以上的测定结果确认到:实施例1-2的树脂片材包含源于发泡剂的空隙、和源于微相分离结构的空隙这两者,后者的空隙遍及研磨垫整体地相互连通。
使用实施例1-1及实施例1-2的研磨垫,进行研磨试验及与浆料的亲和性的评价试验。作为对照,使用比较例1-1的研磨垫,在相同条件下进行研磨试验及与浆料的亲和性的评价试验。其结果可知,实施例1-1及实施例1-2的研磨垫与比较例1-1的研磨垫相比,能够对被研磨物赋予良好的平坦性,并且与浆料的亲和性优异。
<实施例组2>
实施例及比较例中的各评价方法如下所述。
[基于压汞法的累积细孔容积(细孔分布)的测定]
树脂片材的累积细孔容积(细孔分布)是通过压汞法测定的。从厚度为2mm的树脂片材切出10mm见方的试样片,用于测定。累积细孔容积的测定是在接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的条件下使用Micromeritics公司制的制品名“Auto Pore III”进行的。将汞压从0.5psia扫描至30000psia,由此求出从细孔直径360μm至细孔直径0.005μm为止的累积细孔容积。细孔分布使用测孔仪用数据处理软件(岛津制作所制,制品名“POREPLOT-PCW”)求出。需要说明的是,关于各测定结果,示出从细孔直径360μm至细孔直径0.100μm为止的细孔分布。
[树脂片材的观察]
关于树脂片材是否具有微相分离结构,通过基于扫描型电子显微镜(SEM)的观察来确认。SEM观察的倍率设定为300倍~3000倍左右。
[实施例2-1]
准备将2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)作为主成分的、NCO当量为407的氨基甲酸酯预聚物。
在上述的氨基甲酸酯预聚物48.7质量份中混合4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)(NH2当量为134)14.1质量份、聚丁二醇(OH当量为325)5.7质量份、及聚丙二醇(OH当量为1345)11.3质量份。进一步向上述混合液中添加有机硅系消泡剂(DOW CORNI NG公司制,制品名“71additive”)0.25质量份、催化剂(TOSOH株式会社制,制品名“TOYOCAT ET”)0.01质量份、及作为磨粒的氧化铈填料20.0质量份,由此得到成为树脂片材的前体的混合液。混合液的R值为1.1。
将所得到的混合液浇铸到已预热至50℃的模框中,以15分钟、50℃的条件进行1次固化。将所形成的块状成型物从模框取出,在烘箱中以8小时、120℃的条件进行2次固化,得到氨基甲酸酯树脂块。将所得到的氨基甲酸酯树脂块放置冷却至25℃后,实施切片处理,得到厚度为2.0mm的树脂片材。
所得到的树脂片材的密度为1.2g/cm3,肖氏D硬度为54度,压缩率为0.8%,压缩弹性模量为85%。将细孔分布的测定结果示于图2-1。另外,将由细孔分布求出的、0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V、0.050μm以上且小于0.100μm的细孔直径的范围内的累积细孔容积V’、0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0、比V/V0示于表1。
另外,利用扫描型电子显微镜观察树脂片材的表面,结果,确认了具有微相分离结构(三维网络结构)。具体而言,观察到组成不同的至少2种树脂以斑驳状交缠而成的结构,评价为至少具有双螺旋二十四面体结构。更具体而言,将SEM图像的一例示于图2-2(A)。如在图2-2(B)中用虚线围起来的那样,在多个位置确认到微相分离结构。
[实施例2-2]
将与实施例2-1同样的氨基甲酸酯预聚物54.0质量份、4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)(NH2当量为134)9.6质量份、聚丁二醇(OH当量为325)22.9质量份、聚丙二醇(OH当量为1345)13.2质量份、有机硅系消泡剂(DOW CORNING公司制,制品名“71additive”)0.33质量份、催化剂(TOSOH株式会社制,制品名“TOYOCAT ET”)0.01质量份混合,得到成为树脂片材的前体的混合液。需要说明的是,混合液的R值为0.9。
将所得到的混合液浇铸到已预热至70℃的模框中,以10分钟、70℃的条件进行1次固化。将所形成的块状成型物从模框取出,在烘箱中以15分钟、120℃的条件进行2次固化,得到氨基甲酸酯树脂块。将所得到的氨基甲酸酯树脂块放置冷却至25℃后,实施切片处理,得到厚度为2.0mm的树脂片材。
所得到的树脂片材的密度为1.1g/cm3,肖氏D硬度为64度,压缩率为1.3%,压缩弹性模量为80%。所得到的树脂片材的累积细孔容积V、0.050μm以上且小于0.100μm的细孔直径的范围内的累积细孔容积V’、累积细孔容积V0、比V/V0的值分别为0.020cm3/g以上0.100cm3/g以下、0.000cm3/g以上0.120cm3/g以下、0.040cm3/g以上0.120cm3/g以下、及50%以上。利用扫描型电子显微镜观察该树脂片材的表面,结果,未观察到树脂的海部与空隙的岛部的结构,评价为至少具有单螺旋二十四面体结构。将SEM图像的一例示于图2-3。
[比较例2-1]
准备将2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)作为主成分的第1氨基甲酸酯预聚物(NCO当量400)、及将六亚甲基二异氰酸酯作为主成分的第2氨基甲酸酯预聚物(NCO当量200)。
在第1氨基甲酸酯预聚物51.6质量份、及第2氨基甲酸酯预聚物17.2质量份中混合4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)(NH2当量为134)23.3质量份、及聚丁二醇(OH当量为500)4.7质量份。进一步向上述混合液中添加作为稀释剂的聚醚1.39质量份、有机硅系消泡剂(DOW CORNING公司制,制品名“71additive”)1.67质量份、催化剂(TOSOH株式会社制,制品名“TOYOCAT ET”)0.04质量份、作为发泡剂的水0.07质量份、及有机硅系稳泡剂(Do wCorning Toray Co.,Ltd.制,制品名“SH193”)0.10质量份,由此得到成为树脂片材的前体的混合液。混合液的R值为0.9。
将所得到的混合液浇铸到已预热至50℃的模框中,以15分钟、50℃的条件进行1次固化。将所形成的块状成型物从模框取出,在烘箱中以8小时、120℃的条件进行2次固化,得到氨基甲酸酯树脂块。将所得到的氨基甲酸酯树脂块放置冷却至25℃后,实施切片处理,得到厚度为2.0mm的树脂片材。
所得到的树脂片材的密度为1.1g/cm3,肖氏D硬度为69度,压缩率为1.1%,压缩弹性模量为90%。将细孔分布的测定结果示于图2-4。另外,将由细孔分布求出的、0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V、0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0、比V/V0示于表1。
另外,利用扫描型电子显微镜观察树脂片材的表面,结果,未确认到微相分离结构。将SEM图像的一例示于图2-5。比较例2-1中,认为至少由于OH当量为1000以上2000以下的固化剂不足而导致未进行所期望的固化反应,未产生微相分离。
[表2]
使用实施例2-1~2-2的研磨垫,进行研磨试验及与浆料的亲和性的评价试验。作为对照,使用比较例2-1的研磨垫,在相同条件下进行研磨试验及与浆料的亲和性的评价试验。其结果可知,实施例2-1~2-2的研磨垫与比较例2-1的研磨垫相比,能够对被研磨物赋予良好的平坦性,并且与浆料的亲和性优异。
<实施例组3>
实施例及比较例中的各评价方法如下所述。
[基于压汞法的累积细孔容积(细孔分布)的测定]
树脂片材的累积细孔容积(细孔分布)是通过压汞法测定的。从厚度为2mm的树脂片材切出10mm见方的试样片,用于测定。累积细孔容积的测定是在接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的条件下使用Micromeritics公司制的制品名“Auto Pore III”进行的。将汞压从0.5psia扫描至30000psia,由此求出从细孔直径360μm至细孔直径0.005μm为止的累积细孔容积。细孔分布使用测孔仪用数据处理软件(岛津制作所制,制品名“POREPLOT-PCW”)求出。需要说明的是,关于各测定结果,示出从细孔直径360μm至细孔直径0.010μm为止的细孔分布。
[树脂片材的观察]
关于树脂片材是否具有微相分离结构,通过基于扫描型电子显微镜(SEM)的观察来确认。SEM观察的倍率设定为300倍~3000倍左右。
[平均开孔直径的测定]
利用显微镜(VH-6300,KEYENCE制)将抛光垫表面的约1.3mm见方的范围放大至175倍来进行观察,利用图像处理软件(Ima ge Analyzer V20LAB Ver.1.3,Nikon制)对所得到的图像进行二值化处理,确认气泡个数,由各个开孔的面积求出当量圆直径,将它们的平均值作为平均开孔直径(μm)。此时,开孔直径的截止值(下限)设定为10μm,由此,作为10μm以上的开孔直径的平均值而得到平均开孔直径。
[实施例3-1]
准备将2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)作为主成分的、NCO当量为407的氨基甲酸酯预聚物。在该氨基甲酸酯预聚物61.83质量份中混合4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)(NH2当量为134)15.18质量份、及聚丙二醇(OH当量为1345)5.65质量份。向其中进一步添加有机硅系稳泡剂(Dow Corning Toray Co.,Ltd.制,制品名“SH193”)0.15质量份、催化剂(TOSOH株式会社制,制品名“TOYOCAT ET”)0.03质量份、作为发泡剂的水0.16质量份、及作为磨粒的碳酸钙填料17质量份,由此得到成为树脂片材的前体的混合液。混合液的R值为0.9。
将所得到的混合液浇铸到已预热至50℃的模框中,以15分钟、50℃的条件进行1次固化。将所形成的块状成型物从模框取出,在烘箱中以8小时、120℃的条件进行2次固化,得到氨基甲酸酯树脂块。将所得到的氨基甲酸酯树脂块放置冷却至25℃后,实施切片处理,得到厚度为2.0mm的树脂片材。
由从树脂片材切出的样品的体积和重量算出密度,结果,所得到的树脂片材的密度为0.55g/cm3。将细孔分布的测定结果示于图3-1。另外,将由细孔分布求出的、0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V、0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0、比V/V0、平均开孔直径、0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置示于表1。
另外,利用扫描型电子显微镜观察树脂片材的表面,结果,确认了具有微相分离结构(三维网络结构)。将SEM图像的一例示于图3-2(500倍)及图3-3(A)(2000倍)。如在图3-3(B)中用虚线围起来的那样,尤其是在该图的左上部分,确认到具有不定形的空隙截面和树脂骨架/树脂骨架截面,因此评价为至少具有单螺旋二十四面体结构。
[实施例3-2]
准备将2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)作为主成分的、NCO当量为382的氨基甲酸酯预聚物。在该氨基甲酸酯预聚物55.26质量份中混合4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)(NH2当量为134)15.27质量份、及聚丁二醇(OH当量为972)7.04质量份、及聚丙二醇(OH当量为1345)4.24质量份。向其中进一步添加有机硅系稳泡剂(Dow Corning Toray Co.,Ltd.制,制品名“SH193”)0.11质量份、催化剂(TOSOH株式会社制,制品名“TOYOCAT ET”)0.03质量份、作为发泡剂的水0.05质量份、及作为磨粒的碳酸钙填料18质量份,由此得到成为树脂片材的前体的混合液。混合液的R值为0.9。
将所得到的混合液浇铸到已预热至50℃的模框中,以15分钟、50℃的条件进行1次固化。将所形成的块状成型物从模框取出,在烘箱中以8小时、120℃的条件进行2次固化,得到氨基甲酸酯树脂块。将所得到的氨基甲酸酯树脂块放置冷却至25℃后,实施切片处理,得到厚度为2.0mm的树脂片材。
由从树脂片材切出的样品的体积和重量算出密度,结果,所得到的树脂片材的密度为0.89g/cm3。将细孔分布的测定结果示于图3-4。另外,将由细孔分布求出的、0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V、0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0、比V/V0、平均开孔直径、0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置示于表1。另外,将SEM图像的一例示于图3-5。
[比较例3-1]
在与实施例3-1相同的氨基甲酸酯预聚物61.59质量份中混合4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)(NH2当量为134)9.24质量份、及粗制MOCA(NH2当量为189)9.24质量份。向其中进一步添加有机硅系稳泡剂(Dow Corning Toray Co.,Ltd.制,制品名“SH193”)0.18质量份、作为稀释剂的聚醚(OH当量为1007)2.58质量份、催化剂(TOSOH株式会社制,制品名“TOYOCAT ET”)0.04质量份、作为发泡剂的水0.13质量份、及作为磨粒的碳酸钙填料17质量份,由此得到成为树脂片材的前体的混合液。混合液的R值为0.9。
将所得到的混合液浇铸到已预热至50℃的模框中,以15分钟、50℃的条件进行1次固化。将所形成的块状成型物从模框取出,在烘箱中以8小时、120℃的条件进行2次固化,得到氨基甲酸酯树脂块。将所得到的氨基甲酸酯树脂块放置冷却至25℃后,实施切片处理,得到厚度为2.0mm的树脂片材。
由从树脂片材切出的样品的体积和重量算出密度,结果,所得到的树脂片材的密度为0.53g/cm3。将细孔分布的测定结果示于图3-6。另外,将由细孔分布求出的、0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V、0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0、比V/V0、平均开孔直径、0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置示于表1。
另外,利用扫描型电子显微镜观察比较例3-1的树脂片材的表面,结果,未确认到微相分离结构。将SEM图像的一例示于图3-7。比较例3-1中,认为至少由于OH当量为1000以上2000以下的固化剂使用量不足而导致未进行所期望的固化反应,未产生微相分离。
[表3]
实施例3-1中的1.0μm以上360μm以下的范围内的最大峰的位置为129μm,其高度为0.40cm3/g。另外,0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的位置为0.0822μm,其高度为1.65cm3/g。
由以上的测定结果确认到:实施例3-1的树脂片材包含源于发泡剂的空隙、和源于微相分离结构的空隙这两者,后者的空隙遍及抛光垫整体地相互连通。
实施例3-2中的1.0μm以上360μm以下的范围内的最大峰的位置为77μm,其高度为0.075cm3/g。另外,0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的位置为0.0411μm,其高度为0.447cm3/g。
由以上的测定结果确认到:实施例3-2的树脂片材包含源于发泡剂的空隙、和源于微相分离结构的空隙这两者,后者的空隙遍及抛光垫整体地相互连通。
使用实施例3-1及实施例3-2的抛光垫,进行抛光加工试验及与浆料的亲和性的评价试验。作为对照,使用比较例3-1的抛光垫,在相同条件下进行抛光加工试验及与浆料的亲和性的评价试验。其结果可知,实施例3-1及实施例3-2的抛光垫与比较例3-1的抛光垫相比,能够对被加工物赋予良好的平坦性,并且与浆料的亲和性优异。
<实施例组4>
实施例及比较例中的各评价方法如下所述。
[基于压汞法的累积细孔容积(细孔分布)的测定]
树脂片材的累积细孔容积(细孔分布)是通过压汞法测定的。从厚度为2mm的树脂片材切出10mm见方的试样片,用于测定。累积细孔容积的测定是在接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的条件下使用Micromeritics公司制的制品名“Auto Pore III”进行的。将汞压从0.5psia扫描至30000psia,由此求出从细孔直径360μm至细孔直径0.005μm为止的累积细孔容积。细孔分布使用测孔仪用数据处理软件(岛津制作所制,制品名“POREPLOT-PCW”)求出。需要说明的是,关于各测定结果,示出从细孔直径360μm至细孔直径0.100μm为止的细孔分布。
[树脂片材的观察]
关于树脂片材是否具有微相分离结构,通过基于扫描型电子显微镜(SEM)的观察来确认。SEM观察的倍率设定为300倍~3000倍左右。
[实施例4-1]
准备将2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)作为主成分的、NCO当量为407的氨基甲酸酯预聚物。
在上述的氨基甲酸酯预聚物48.7质量份中混合4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)(NH2当量为134)14.1质量份、聚丁二醇(OH当量为325)5.7质量份、及聚丙二醇(OH当量为1345)11.3质量份。进一步向上述混合液中添加有机硅系消泡剂(DOW CORNI NG公司制,制品名“71additive”)0.25质量份、催化剂(TOSOH株式会社制,制品名“TOYOCAT ET”)0.01质量份、及作为磨粒的氧化铈填料20.0质量份,由此得到成为树脂片材的前体的混合液。混合液的R值为1.1。
将所得到的混合液浇铸到已预热至50℃的模框中,以15分钟、50℃的条件进行1次固化。将所形成的块状成型物从模框取出,在烘箱中以8小时、120℃的条件进行2次固化,得到氨基甲酸酯树脂块。将所得到的氨基甲酸酯树脂块放置冷却至25℃后,实施切片处理,得到厚度为2.0mm的树脂片材。
所得到的树脂片材的密度为1.2g/cm3,肖氏D硬度为54度,压缩率为0.8%,压缩弹性模量为85%。将细孔分布的测定结果示于图4-1。另外,将由细孔分布求出的、0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V、0.050μm以上且小于0.100μm的细孔直径的范围内的累积细孔容积V’、0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0、比V/V0示于表1。
另外,利用扫描型电子显微镜观察树脂片材的表面,结果,确认了具有微相分离结构(三维网络结构)。具体而言,观察到组成不同的至少2种树脂以斑驳状交缠而成的结构,评价为至少具有双螺旋二十四面体结构。更具体而言,将SEM图像的一例示于图4-2(A)。如在图4-2(B)中用虚线围起来的那样,在多个位置确认到微相分离结构。
[实施例4-2]
将与实施例4-1同样的氨基甲酸酯预聚物54.0质量份、4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)(NH2当量为134)9.6质量份、聚丁二醇(OH当量为325)22.9质量份、聚丙二醇(OH当量为1345)13.2质量份、有机硅系消泡剂(DOW CORNING公司制,制品名“71additive”)0.33质量份、催化剂(TOSOH株式会社制,制品名“TOYOCAT ET”)0.01质量份混合,得到成为树脂片材的前体的混合液。需要说明的是,混合液的R值为0.9。
将所得到的混合液浇铸到已预热至70℃的模框中,以10分钟、70℃的条件进行1次固化。将所形成的块状成型物从模框取出,在烘箱中以15分钟、120℃的条件进行2次固化,得到氨基甲酸酯树脂块。将所得到的氨基甲酸酯树脂块放置冷却至25℃后,实施切片处理,得到厚度为2.0mm的树脂片材。
所得到的树脂片材的密度为1.1g/cm3,肖氏D硬度为64度,压缩率为1.3%,压缩弹性模量为80%。所得到的树脂片材的累积细孔容积V、0.050μm以上且小于0.100μm的细孔直径的范围内的累积细孔容积V’、累积细孔容积V0、比V/V0的值分别为0.020cm3/g以上0.100cm3/g以下、0.000cm3/g以上0.120cm3/g以下、0.040cm3/g以上0.120cm3/g以下、及50%以上。利用扫描型电子显微镜观察该树脂片材的表面,结果,未观察到树脂的海部与空隙的岛部的结构,评价为至少具有单螺旋二十四面体结构。将SEM图像的一例示于图4-3。
[比较例4-1]
准备将2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)作为主成分的第1氨基甲酸酯预聚物(NCO当量400)、及将六亚甲基二异氰酸酯作为主成分的第2氨基甲酸酯预聚物(NCO当量200)。
在第1氨基甲酸酯预聚物51.6质量份、及第2氨基甲酸酯预聚物17.2质量份中混合4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)(NH2当量为134)23.3质量份、及聚丁二醇(OH当量为500)4.7质量份。进一步向上述混合液中添加作为稀释剂的聚醚1.39质量份、有机硅系消泡剂(DOW CORNING公司制,制品名“71additive”)1.67质量份、催化剂(TOSOH株式会社制,制品名“TOYOCAT ET”)0.04质量份、作为发泡剂的水0.07质量份、及有机硅系稳泡剂(Do wCorning Toray Co.,Ltd.制,制品名“SH193”)0.10质量份,由此得到成为树脂片材的前体的混合液。混合液的R值为0.9。
将所得到的混合液浇铸到已预热至50℃的模框中,以15分钟、50℃的条件进行1次固化。将所形成的块状成型物从模框取出,在烘箱中以8小时、120℃的条件进行2次固化,得到氨基甲酸酯树脂块。将所得到的氨基甲酸酯树脂块放置冷却至25℃后,实施切片处理,得到厚度为2.0mm的树脂片材。
所得到的树脂片材的密度为1.1g/cm3,肖氏D硬度为69度,压缩率为1.1%,压缩弹性模量为90%。将细孔分布的测定结果示于图4-4。另外,将由细孔分布求出的、0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V、0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0、比V/V0示于表1。
另外,利用扫描型电子显微镜观察树脂片材的表面,结果,未确认到微相分离结构。将SEM图像的一例示于图4-5。比较例4-1中,认为至少由于OH当量为1000以上2000以下的固化剂不足而导致未进行所期望的固化反应,未产生微相分离。
[表4]
使用实施例4-1~4-2的抛光垫,进行抛光加工试验及与浆料的亲和性的评价试验。作为对照,使用比较例4-1的抛光垫,在相同条件下进行抛光加工试验及与浆料的亲和性的评价试验。其结果可知,实施例4-1~4-2的抛光垫与比较例4-1的抛光垫相比,能够对被加工物赋予良好的平坦性,并且与浆料的亲和性优异。
本申请是基于2020年12月25日提出申请的日本专利申请(日本特愿2020-216946号、日本特愿2020-216988号、日本特愿2020-216952号及日本特愿2020-217005号)、以及2021年12月17日提出申请的日本专利申请(日本特愿2021-205117号、日本特愿2021-205047号、日本特愿2021-205119号及日本特愿2021-205051号)而完成的,它们的内容通过引用并入本申请中。
产业上的可利用性
本发明的第1实施方式涉及的研磨垫作为在透镜、平行平面板及反射镜这样的光学材料、半导体晶片、半导体器件、硬盘用基板、金属、以及陶瓷等材料的研磨(尤其是化学机械研磨(CMP))中使用的研磨垫而具有产业上的可利用性。
本发明的第2实施方式涉及的研磨垫作为在透镜、平行平面板及反射镜这样的光学材料、半导体晶片、半导体器件、硬盘用基板、金属、以及陶瓷等材料的研磨(尤其是化学机械研磨(CMP))中使用的研磨垫而具有产业上的可利用性。
本发明的第3实施方式涉及的抛光垫作为在透镜、平行平面板及反射镜这样的光学材料、SiC圆盘这样的半导体晶片材料、结晶体、金属、石材、木材、树脂材料、以及陶瓷等材料的抛光加工中使用的抛光垫而具有产业上的可利用性。
本发明的第4实施方式涉及的抛光垫作为在透镜、平行平面板及反射镜这样的光学材料、SiC圆盘这样的半导体晶片材料、结晶体、金属、石材、木材、树脂材料、以及陶瓷等材料的抛光加工中使用的抛光垫而具有产业上的可利用性。

Claims (46)

1.研磨垫,其为具备具有细孔的树脂片材的研磨垫,
在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的所述树脂片材的细孔分布中,0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.21cm3/g以上1.00cm3/g以下,
所述树脂片材的密度为0.3g/cm3以上0.9g/cm3以下。
2.如权利要求1所述的研磨垫,其中,在所述树脂片材的所述细孔分布中,所述累积细孔容积V相对于0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0而言的比例为50%以上。
3.如权利要求1或2所述的研磨垫,其中,将所述树脂片材中的10μm以上的开孔作为对象而测定的平均开孔直径为50μm以上200μm以下。
4.如权利要求1~3中任一项所述的研磨垫,其中,在所述树脂片材的所述细孔分布中,0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置在0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内。
5.如权利要求1~4中任一项所述的研磨垫,其中,所述树脂片材具有微相分离结构。
6.如权利要求1~5中任一项所述的研磨垫,其中,所述树脂片材包含聚氨酯。
7.研磨垫的制造方法,其为制造权利要求1~6中任一项所述的研磨垫的方法,所述制造方法包括下述工序:
使至少1种预聚物与至少2种固化剂的混合液固化,由此得到具有微相分离结构的树脂片材。
8.如权利要求7所述的研磨垫的制造方法,其中,所述固化剂包含NH2当量为100以上300以下的第1固化剂、和OH当量为1000以上2000以下的第2固化剂。
9.研磨加工物的制造方法,其具有下述研磨工序:在研磨浆料的存在下,使用权利要求1~6中任一项所述的研磨垫,对被研磨物进行研磨。
10.研磨垫,其为具备具有细孔的树脂片材的研磨垫,
在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的所述树脂片材的细孔分布中,0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.020cm3/g以上0.100cm3/g以下,
所述树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下。
11.如权利要求10所述的研磨垫,其中,在所述树脂片材的所述细孔分布中,0.050μm以上且小于0.100μm的细孔直径的范围内的累积细孔容积V’为0.000cm3/g以上0.120cm3/g以下。
12.如权利要求10或11所述的研磨垫,其中,在所述树脂片材的所述细孔分布中,所述累积细孔容积V相对于0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0而言的比例为50%以上。
13.如权利要求10~12中任一项所述的研磨垫,其中,在所述树脂片材的所述细孔分布中,所述累积细孔容积V相对于0.050μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0’而言的比例为50%以上。
14.如权利要求10~13中任一项所述的研磨垫,其中,在所述树脂片材的所述细孔分布中,0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置在0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内。
15.如权利要求10~14中任一项所述的研磨垫,其中,在所述树脂片材的所述细孔分布中,0.050μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置在0.050μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内。
16.如权利要求10~15中任一项所述的研磨垫,其中,在所述树脂片材的所述细孔分布中,0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0为0.040cm3/g以上0.120cm3/g以下。
17.如权利要求10~16中任一项所述的研磨垫,其中,在所述树脂片材的所述细孔分布中,0.050μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0’为0.040cm3/g以上0.200cm3/g以下。
18.如权利要求10~17中任一项所述的研磨垫,其中,所述树脂片材具有微相分离结构。
19.如权利要求10~18中任一项所述的研磨垫,其中,所述树脂片材包含聚氨酯。
20.研磨垫,其为具备具有细孔的树脂片材的研磨垫,
在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的所述树脂片材的细孔分布中,0.050μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V”为0.020cm3/g以上0.140cm3/g以下,
所述树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下。
21.研磨垫的制造方法,其为制造权利要求10~20中任一项所述的研磨垫的方法,所述制造方法包括下述工序:
使至少1种预聚物与至少2种固化剂的混合液固化,由此得到具有微相分离结构的树脂片材。
22.如权利要求21所述的研磨垫的制造方法,其中,所述固化剂包含NH2当量为100以上300以下的第1固化剂、OH当量为200以上500以下的第2固化剂、和OH当量为1000以上2000以下的第3固化剂。
23.研磨加工物的制造方法,其具有下述研磨工序:在研磨浆料的存在下,使用权利要求10~20中任一项所述的研磨垫,对被研磨物进行研磨。
24.抛光垫,其为具备具有细孔的树脂片材的抛光垫,
在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的所述树脂片材的细孔分布中,0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.21cm3/g以上1.00cm3/g以下,
所述树脂片材的密度为0.3g/cm3以上0.9g/cm3以下。
25.如权利要求24所述的抛光垫,其中,在所述树脂片材的所述细孔分布中,所述累积细孔容积V相对于0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0而言的比例为50%以上。
26.如权利要求24或25所述的抛光垫,其中,将所述树脂片材中的10μm以上的开孔作为对象而测定的平均开孔直径为50μm以上200μm以下。
27.如权利要求24~26中任一项所述的抛光垫,其中,在所述树脂片材的所述细孔分布中,0.010μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置在0.010μm以上1.0μm以下的细孔直径的范围内。
28.如权利要求24~27中任一项所述的抛光垫,其中,所述树脂片材具有微相分离结构。
29.如权利要求24~28中任一项所述的抛光垫,其中,所述树脂片材包含聚氨酯。
30.抛光垫的制造方法,其为制造权利要求24~29中任一项所述的抛光垫的方法,所述制造方法包括下述工序:
使至少1种预聚物与至少2种固化剂的混合液固化,由此得到具有微相分离结构的树脂片材。
31.如权利要求30所述的抛光垫的制造方法,其中,所述固化剂包含NH2当量为100以上300以下的第1固化剂、和OH当量为1000以上2000以下的第2固化剂。
32.抛光加工物的制造方法,其具有下述抛光工序:在浆料的存在下,使用权利要求24~29中任一项所述的抛光垫,对被加工物进行抛光加工。
33.抛光垫,其为具备具有细孔的树脂片材的抛光垫,
在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的所述树脂片材的细孔分布中,0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V为0.020cm3/g以上0.100cm3/g以下,
所述树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下。
34.如权利要求33所述的抛光垫,其中,在所述树脂片材的所述细孔分布中,0.050μm以上且小于0.100μm的细孔直径的范围内的累积细孔容积V’为0.000cm3/g以上0.120cm3/g以下。
35.如权利要求33或34所述的抛光垫,其中,在所述树脂片材的所述细孔分布中,所述累积细孔容积V相对于0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0而言的比例为50%以上。
36.如权利要求33~35中任一项所述的抛光垫,其中,在所述树脂片材的所述细孔分布中,所述累积细孔容积V相对于0.050μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0’而言的比例为50%以上。
37.如权利要求33~36中任一项所述的抛光垫,其中,在所述树脂片材的所述细孔分布中,0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置在0.100μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内。
38.如权利要求33~37中任一项所述的抛光垫,其中,在所述树脂片材的所述细孔分布中,0.050μm以上360μm以下的细孔直径的范围中的最大峰的峰位置在0.050μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内。
39.如权利要求33~38中任一项所述的抛光垫,其中,在所述树脂片材的所述细孔分布中,0.100μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0为0.040cm3/g以上0.120cm3/g以下。
40.如权利要求33~39中任一项所述的抛光垫,其中,在所述树脂片材的所述细孔分布中,0.050μm以上360μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V0’为0.040cm3/g以上0.200cm3/g以下。
41.如权利要求33~40中任一项所述的抛光垫,其中,所述树脂片材具有微相分离结构。
42.如权利要求33~41中任一项所述的抛光垫,其中,所述树脂片材包含聚氨酯。
43.抛光垫,其为具备具有细孔的树脂片材的抛光垫,
在通过设定接触角为130°、汞表面张力为485dyn/cm的压汞法测得的所述树脂片材的细孔分布中,0.050μm以上10.0μm以下的细孔直径的范围内的累积细孔容积V”为0.020cm3/g以上0.140cm3/g以下,
所述树脂片材的密度为0.9g/cm3以上1.3g/cm3以下。
44.抛光垫的制造方法,其为制造权利要求33~43中任一项所述的抛光垫的方法,所述制造方法包括下述工序:
使至少1种预聚物与至少2种固化剂的混合液固化,由此得到具有微相分离结构的树脂片材。
45.如权利要求44所述的抛光垫的制造方法,其中,所述固化剂包含NH2当量为100以上300以下的第1固化剂、OH当量为200以上500以下的第2固化剂、和OH当量为1000以上2000以下的第3固化剂。
46.抛光加工物的制造方法,其具有下述抛光工序:在浆料的存在下,使用权利要求33~43中任一项所述的抛光垫,对被加工物进行抛光加工。
CN202180078379.6A 2020-12-25 2021-12-24 研磨垫、其制造方法及研磨加工物的制造方法、以及抛光垫、其制造方法及抛光加工物的制造方法 Pending CN116568734A (zh)

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