JP2007054910A - 研磨布 - Google Patents
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Abstract
本発明は、凹凸の鋭角性に優れ且つ線密度の高いテクスチャー痕を形成することができるとともに、スクラッチ欠点、リッジ欠点が少なく歩留まりが良く、更に基板表面上に表面粗さ0.3nm以下という高精度なテクスチャー加工を施すことができる研磨布を提供する。
【解決手段】
本発明の研磨布は、平均繊度が0.0001〜0.01dtexのポリエステル極細繊維束が絡合してなる不織布と、その不織布内部空間に存在するポリウレタンを主成分とした高分子弾性体とからなるシート状物であって、該シート状物の少なくとも片面が該極細繊維からなる立毛面を有し、極細繊維の固有粘度が0.70〜1.50であることを特徴とする研磨布である。
【選択図】 なし
Description
すなわち、本発明の研磨布は、少なくとも、平均繊度が0.0001〜0.01dtexのポリエステル極細繊維束が絡合してなる不織布と、その不織布内部空間に存在するポリウレタンを主成分とした高分子弾性体とで構成されるシート状物からなる研磨布であって、該シート状物の少なくとも片面が該極細繊維からなる立毛面を有し、該極細繊維の固有粘度が0.70〜1.50であることを特徴とする研磨布である。
IV=0.0242×ηr+0.2634
但し、ηr=(t×d)/(t0×d0)
t :ポリエステル溶液の落下時間(秒)
t0 :オルソクロロフェノールの落下時間(秒)
d :ポリエステル溶液の密度(g/cc)
d0 :オルソクロロフェノールの密度(g/cc)、である。
かかる高分子弾性体の主成分として用いるポリウレタンのポリマージオール成分の分子量としては、好ましくは500〜5000、より好ましくは1000〜3000であるのがよく、その原料であるジオール成分としては、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオール、ポリラクトンジオールもしくはこれらの共重合物が好ましく用いられる。また、ジイソシアネート成分としては、芳香族ジイソシアネート、脂環式イソシアネート、脂肪族系イソシアネートなどを使用することができる。
ポリウレタンを主成分とした高分子弾性体が、極細繊維の繊維束内部には実質的に存在しない形態を得る方法としては、ポリウレタンをジメチルホルムアミドなどの溶剤により溶液とし、(1)極細繊維発生型の海島型複合繊維が絡合した不織布に、前記ポリウレタン溶液を含浸し、水もしくは有機溶媒水溶液中で凝固させた後、海島型複合繊維の海成分を、ポリウレタンは溶解しない溶剤で溶解除去する方法、(2)極細繊維発生型の海島型複合繊維が絡合した不織布に、鹸化度が好ましくは80%以上のポリビニルアルコールを付与し、繊維の周囲の大部分を保護した後、海島型複合繊維の海成分を、ポリビニルアルコールは溶解しない溶剤で溶解除去し、次いでポリウレタンの溶液を含浸し、水もしくは有機溶剤水溶液中で凝固させた後、ポリビニルアルコールを除去する方法などを好ましく用いることができる。
表面繊維本数の線密度と表面粗さについて、本発明の要件を満足させるためには、前述した極細短繊維不織布および高分子弾性体の構成をとり、前記シート状物の製造方法を採用し、且つ研磨布の繊維見掛け密度としては、表面繊維の緻密性及び均一性を高くすることと砥粒の保持性、押しつけ力とを考慮すると、0.2〜0.5g/cm3の範囲にあることが好ましい。
tq(水滴吸収時間)=t2−t1 (秒)
ここで、水滴が研磨布上に落ちた時刻をt1とし、水滴は時間経過とともに研磨布中に吸い込まれ、表面上に水滴がなくなる時刻をt2とする。
なお、吸水時間tqは、製品から任意に取出した試料で20個の測定を行い、該20個の測定値(tq)の中で、最も大きい方の5個のデータの平均値をとり、該平均値を吸水時間の値とする。
以下、実施例により、本発明の研磨布についてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また実施例で用いた評価法とその測定条件について、以下に説明する。
オルソクロロフェノール25mlに対し、ポリエステルポリマーまたはポリエステル繊維2gを溶解したポリエステル溶液を作製し、そのポリエステル溶液の相対粘度ηrをオストワルド粘度計を用いて、25℃で測定し、次の近似式により固有粘度(IV)を算出する。
但し、ηr=(t×d)/(t0×d0)
t :ポリエステル溶液の落下時間(秒)
t0 :オルソクロロフェノールの落下時間(秒)
d :ポリエステル溶液の密度(g/cc)
d0 :オルソクロロフェノールの密度(g/cc)
(2)平均繊度及び繊度CV
研磨布を厚み方向にカットした断面を観察面として走査型電子顕微鏡(SEM)により観察し、束状繊維の1つの束内を構成する極細繊維の繊維径を測定し、各極細繊維について繊維成分の比重と繊維径から繊度を算出する。同様の測定を合計5つの束状繊維について行い、これを母集団とした標準偏差値および平均値を算出する。該平均値を平均繊度とし、該標準偏差値を該平均値で割った値を百分率(%)で表したものを繊度CVとした。
研磨布の立毛面を観察面として走査型電子顕微鏡(SEM)により観察し、シート連続長手方向において、任意に1mm間隔で100μm幅の30カ所を抽出する。各抽出箇所における最表層に存在する極細繊維の繊維本数を測定し、その平均値を表面繊維本数の線密度とした。
FACE/CA−A型の接触角測定装置(協和界面科学(株)製)を用い、注射器に蒸留水を入れ、注射針(外径0.60mm、内径0.45mm)から水滴1滴を研磨布上に滴下し、その水滴を該装置の接眼レンズから観察し、吸収時間(tq)を次式にて求めた。
tq=t2−t1 (秒)
t1:水滴が研磨布上に落ちた時間
t2:研磨布中に水滴が吸い込まれ、表面上に水滴がなくなる時間
このt1、t2の状態は、通常の場合(およそtqが10秒以上)では目視で測定可能であるが、非常に速い場合や観察し難い場合は、前述の装置で水滴が注射針から滴下開始する時間から水滴が研磨布中に十分吸収されるまでの状態を該装置の接眼レンズを通して水滴の状態の全画像をビデオに撮影してから測定することができる。
このようにして、製品から任意に取出した試料で20個の測定を行い、該20個の測定値(tq)の中で、最も大きい方の5個のデータの平均値をとり、該平均値を吸水時間の値とした。
JIS B−0601(2001年版)に準拠して、大きさ3cm×3cmの試験片を10枚準備する。次いで、その中の1枚を表面粗さ計SURFCOM1400Dに取り付ける。室温20℃、湿度60%下で、測定検知部の曲率半径1.25μm、検知部速度0.6mm/秒、測定倍率タテ500倍、測定倍率ヨコ20倍、カットオフ長2.5mmの条件下にて、試料1枚あたりにつき、測定長5mmの試料表面粗さを測定する。同様の方法で計10枚測定を行い、得られた試料10枚の表面粗さの平均値で評価する。
試料5gに硫酸を添加し、一昼夜放置して炭化させた後、ホットプレートにて硫酸を揮散させた。得られた炭化物を電気炉にて550℃、2時間加熱し、灰化処理を行った。得られた灰化物を炭酸ナトリウム融解し、希塩酸に溶解させたものを試料溶液とした。試料溶液をICP発光分光分析装置に導入し、珪素の定量を行った。
試料5gを白金るつぼに秤り取り、硫酸を加えガスバーナー、電気炉を用いて灰化処理を行った。得られた残留物を重硫酸カリウム融解処理し、蒸留水に溶解させたものを試料溶液として、ICP発光分析装置に導入し、チタンの定量を行った。前記と同様の操作にて試料溶液を作製し、原子吸光分析装置に導入し、鉄の定量を行った。このチタンと鉄の含有量の合計を金属含有量とした。
JIS B 0601(2001年版)に準拠して、Schmitt Measurement Systems,Inc製TMS−2000表面粗さ測定器を用いて、テクスチャー加工後のディスク基板サンプル5枚の両面、すなわち計10表面の全領域平均粗さを測定し、10表面の測定値を平均することにより基板表面粗さを算出した。数値が低いほど高性能であることを示す。
テクスチャー加工後の基板5枚の両面、すなわち計10表面の全領域を測定対象として、Candela5100光学表面分析計を用いて、深さ3nm以上の溝をスクラッチとし、スクラッチ点数を測定し、10表面の測定値の平均値で評価した。数値が低いほど高性能であることを示す。
原子間力顕微鏡AFMを用いて、テクスチャー加工後の基板サンプル表面の任意の10カ所(1カ所あたりの観察領域はディスク表面上の5μm×5μmの領域である)について、高さ5nm以上の突起をリッジとして、その個数を測定し、その合計点数をリッジ点数とした。
原子間力顕微鏡AFMを用いて、テクスチャー加工後の基板サンプル表面の任意の10カ所について、半径方向長さ1μmあたりに形成されているテクスチャー痕の本数を測定し、その平均値をラインデンシティ(テクスチャー痕の線密度)とした。数値が大きいほど高性能であることを示す。
(シート状物の製造)
島成分として固有粘度が1.28のポリブチレンテレフタレートを、また海成分として共重合ポリスチレンを用いて、島本数200島/ホールの高分子相互配列体方式の海島型複合用口金を通して、島/海重量比率50/50で溶融紡糸した後、延伸、捲縮、カットを経て、単繊維繊度4dtexの海島型複合繊維の原綿を作製した。
該研磨布を40mm幅のテープとし、以下の条件でテクスチャー加工を行った。
島成分として固有粘度が0.88のポリブチレンテレフタレートを、また海成分として共重合ポリスチレンを用いて、島本数200島/ホールの高分子相互配列体方式の海島型複合用口金を通して、島/海重量比率60/40で溶融紡糸した後、延伸、捲縮、カットを経て、単繊維繊度3.5dtexの海島型複合繊維の原綿を作製した。
島成分として固有粘度が0.88のポリブチレンテレフタレートを、また海成分として共重合ポリスチレンを用いて、島本数200島/ホールの高分子相互配列体方式の海島型複合用口金を通して、島/海重量比率40/60で溶融紡糸した後、延伸、捲縮、カットを経て、単繊維繊度3.5dtexの海島型複合繊維の原綿を作製した。
島成分として固有粘度が1.20のポリエチレンテレフタレートを、また海成分としてポリスチレンを用いて、島本数200島/ホールの高分子相互配列体方式の海島型複合用口金を通して、島/海重量比率50/50で溶融紡糸した後、延伸、捲縮、カットを経て、単繊維繊度4dtexの海島型複合繊維の原綿を作製した。
島成分として固有粘度が1.50のポリエチレンテレフタレートを、また海成分としてポリスチレンを用いて、島本数200島/ホールの高分子相互配列体方式の海島型複合用口金を通して、島/海重量比率50/50で溶融紡糸した後、延伸、捲縮、カットを経て、単繊維繊度4dtexの海島型複合繊維の原綿を作製した。
実施例1で得られた立毛シート状物に、スルホポリエステル系樹脂を固形分0.5重量%が付与されるように浸漬処理した後、乾燥し130℃で乾熱熱処理し、研磨布とした。
実施例1の海島型複合繊維の原綿に、平均繊度0.01dtexのナイロン6極細繊維発生型繊維(海成分ポリスチレン)を、極細繊維の総重量に対して、ナイロン6極細繊維の混合量が30重量%となるように混合し、その後は実施例1と同様の製造方法にてシート化を行い、研磨布を得た。
島成分として固有粘度が1.28のポリブチレンテレフタレートを、また海成分として共重合ポリスチレンを用いて、島本数100島/ホールの高分子相互配列体方式の海島型複合用口金を通して、島/海重量比率50/50で溶融紡糸した後、延伸、捲縮、カットを経て、単繊維繊度3.5dtexの海島型複合繊維の原綿を作製した。
島成分として固有粘度0.65のポリエチレンテレフタレートを用いる以外は、実施例4と同一の製造方法で立毛シート状物の作製を行い、厚さ0.55mm、目付180g/m2 、繊維見掛け密度0.26g/cm3 の研磨布を得た。
Claims (9)
- 少なくとも、平均繊度が0.0001〜0.01dtexのポリエステル極細繊維束が絡合してなる不織布と、その不織布内部空間に存在するポリウレタンを主成分とした高分子弾性体とで構成されるシート状物からなる研磨布であって、該シート状物の少なくとも片面が該極細繊維からなる立毛面を有し、該極細繊維の固有粘度が0.70〜1.50であることを特徴とする研磨布。
- ポリエステル極細繊維の固有粘度が0.80〜1.50であることを特徴とする請求項1記載の研磨布。
- ポリエステル極細繊維の固有粘度が0.90〜1.35であることを特徴とする請求項1記載の研磨布
- ポリエステル極細繊維が、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートおよびそれらを主体とした共重合体からなる群から選ばれた少なくとも1種のポリマーから構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の研磨布。
- ポリエステル極細繊維束内の単繊維の繊度CVが10%以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の研磨布。
- 高分子弾性体の含有率が、シート状物の総重量に対し、5重量%以上60重量%以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の研磨布。
- シート状物の立毛面における表面繊維本数の線密度が、30本/100μm幅以上1000本/100μm幅以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の研磨布。
- JIS B−0601(2001年版)の規定に基づいて測定されるシート状物の表面粗さが、0.1〜30μmであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の研磨布。
- 水滴吸収時間が1〜60秒であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の研磨布。
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