JP2007092252A - 研磨布 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】研磨クロスは、ポリエステル繊維12が樹脂層8で被覆された繊維10によりシート状に形成された不織布を有している。樹脂層8は、ポリエステル繊維12の表面を被覆し架橋された架橋ポリウレタン樹脂層8aと、架橋ポリウレタン樹脂層8aを被覆するウレタン樹脂層8bとを有している。架橋ポリウレタン樹脂層8aは、湿式凝固されたポリウレタン樹脂が多価イソシアネート化合物で架橋されている。ウレタン樹脂層8bは、イソシアネート末端ウレタンプレポリマが3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタンで架橋されている。研磨加工時に、摩擦等で発熱しても、架橋ポリウレタン樹脂層8aと、ウレタン樹脂層8bとがいずれも軟化しない。
【選択図】図2
Description
図1に示すように、本実施形態の研磨布(以下、研磨クロスという。)1は、樹脂層で被覆された繊維によりシート状に形成された繊維集合体としての不織布2を有している。不織布2は、繊維を交絡することで立体網目状に形成されており、繊維間には空隙が形成されている。
研磨クロス1は、図3に示す各工程を経て製造される。まず、一次含浸工程では、ポリエステル繊維12により形成された不織布基材を、ポリウレタン樹脂と架橋剤とを含む樹脂溶液に浸漬した後、1対のローラ間を加圧可能なマングルローラを用いて過剰な樹脂溶液を絞り落とし、不織布基材に樹脂溶液を均一に含浸させる。
次に、本実施形態の研磨クロス1の作用等について説明する。
下表1に示すように、実施例1では、不織布基材に、繊度2.5dのポリエステル繊維で形成された厚さ3.0mm、密度0.138g/cm3、目付(単位面積あたり重量)414g/cm2のニードルパンチ不織布を用いた。一次含浸工程では、100%モジュラスが9MPaの熱可塑性ポリウレタン(ポリウレタン純分35%のDMF溶液)と、架橋剤の3官能末端イソシアネート化合物(大日本インキ株式会社製、商品名:バーノックDN−950)(架橋剤純分75%の酢酸エチル溶液)とを溶解した樹脂溶液を用いた。樹脂溶液は、下表2に示すように、ポリウレタン樹脂の490重量部に対して、架橋剤のDN−950の25重量部、有機溶剤のDMFの485重量部を配合した。この樹脂溶液のポリウレタン樹脂固形分濃度は、樹脂分換算で19%である。樹脂溶液にニードルパンチ不織布を、不織布(ウェブ)に対する樹脂の含浸量が115%となるように含浸させ、乾燥後、105°Cで16時間熱処理した。一次含浸後のニードルパンチ不織布の両面をバフ処理し、不織布中間体を得た。二次含浸工程では、下表1に示すように、イソシアネート末端ウレタンプレポリマと、架橋剤のMOCAとを溶解した樹脂溶液を用いた。樹脂溶液は、下表3に示すように、プレポリマの426重量部に対して、架橋剤のMOCAの74重量部、有機溶媒のDMFの150重量部、メチルエチルケトン(以下、MEKと略記する。表3においても同じ。)の350重量部を配合した。この樹脂溶液のウレタン樹脂固形分は、樹脂分換算で50%である。樹脂溶液に不織布中間体を、樹脂の含浸量が67%となるように含浸させ、乾燥後、105°Cで24時間キュアリングした。
表1に示すように、比較例1では、実施例1と同様のニードルパンチ不織布を用いた。一次含浸工程での樹脂溶液の配合は、表2に示すように、架橋剤を用いずに、ポリウレタン樹脂の543重量部に対してDMFを457重量部とした。樹脂溶液にニードルパンチ不織布を樹脂の含浸量が109%となるように含浸させ、乾燥後、熱処理せずに一次含浸後のニードルパンチ不織布の両面をバフ処理し、不織布中間体を得た。二次含浸工程では、表3に示すように、実施例1と同様に調製した樹脂溶液を用いた。表1に示すように、樹脂溶液に不織布中間体を、樹脂の含浸量が65%となるように含浸させ、乾燥後、105°Cで24時間キュアリングした。従って、比較例1では、不織布を形成する原料繊維と、二次含浸による熱硬化性樹脂との間に、一次含浸による架橋されていない熱可塑性樹脂が介在している。
(物性)
実施例1及び比較例1で得られた不織布中間体と、二次含浸後のニードルパンチ不織布について、厚さ、密度、A硬度、圧縮率をそれぞれ測定した。厚さ及び密度は、日本工業規格(JIS K 6550)に従い測定した。すなわち、厚さは、ダイヤルゲージ(最小目盛り0.01mm)を使用し加重100g/cm2をかけて測定した。また、密度は、単位面積あたりの重量を測定し、厚さの測定結果を用いて算出した。A硬度は、日本工業規格(JIS K 6253)に従い、バネを介して試験片表面へ押し付けられた押針の押し込み深さから求めた。圧縮率は、日本工業規格(JIS L 1021)に従い、圧縮時の厚み減少分を測定し、圧縮前の厚さに対する圧縮時の厚み減少分の百分率を算出した。厚さ、密度、A硬度、圧縮率の測定結果を下表4に示す。
実施例1及び比較例1の不織布について、20、30、40、50、60、70°Cの各温度環境下でそれぞれ1時間放置後のA硬度を測定した。温度に対するA硬度の変化を図4に示し、図4のグラフ作製に用いたA硬度の測定値を下表5に示す。また、ブランクのA硬度の測定値を100としたときの温度に対する相対硬度の変化を図5に示し、図5のグラフ作製に用いた相対硬度の数値を下表6に示す。なお、ブランクのA硬度の測定値は、表4の測定値を示している。
実施例1及び比較例1の研磨クロスについて、有機溶剤のDMFに浸漬して1時間放置したときの研磨クロスの重量変化を測定し、研磨クロス重量を100としたときの重量の減少割合を溶出率として求めた。すなわち、重量減少分はDMF中に溶出した樹脂分に相当する。溶出率の測定結果を下表7に示す。
実施例1及び比較例1の研磨クロスのそれぞれ1枚について、以下の条件で研磨加工を10回繰り返し、各回の研磨レートを測定した。研磨レートは、研磨効率を示す数値の一つであり、一分間当たりの研磨量を厚さで表したものである。研磨加工前後の被研磨物の重量減少を測定し、被研磨物の研磨面積及び比重から計算により算出した。各回の研磨レートの変化を図6に示し、図6のグラフ作製に用いた研磨レートの測定結果を下表8に示す。
使用研磨機:不二越株式会社製、MCP−150X
回転数:(定盤)100r/m、(トップリング)75r/m
研磨圧力:330g/cm2
揺動幅:10mm(揺動中心値より200mm)
揺動移動:1mm/min
研磨剤:Nalco社製、品番2350(2350原液:水=1:9の混合液を使用)
研磨剤温度:20°C
研磨剤吐出量:300cc/min
使用ワーク(被研磨物):8インチφシリコンウエハ
バックパッド(ワーク保持用):フジボウ愛媛株式会社製、品番TP102(240−8−1)550
研磨時間:20分間/各回
シーズニング:(研磨布貼付後)10min、(各回終了後)5min
2 不織布(繊維集合体)
8 樹脂層(第1の熱硬化性樹脂層、第2の熱硬化性樹脂層)
8a 架橋ポリウレタン樹脂層(第1の熱硬化性樹脂層)
8b ウレタン樹脂層(第2の熱硬化性樹脂層)
12 ポリエステル繊維(繊維)
Claims (9)
- 樹脂層で被覆された繊維によりシート状に形成された繊維集合体を有する研磨布において、前記樹脂層は、前記繊維の表面を被覆し架橋された第1の熱硬化性樹脂層と、該第1の熱硬化性樹脂層を被覆した第2の熱硬化性樹脂層とを有していることを特徴とする研磨布。
- 前記第1の熱硬化性樹脂層は、ジイソシアネート化合物と、分子内に2つ以上の活性水素を有する活性水素化合物と、前記ジイソシアネート化合物及び前記活性水素化合物の反応生成物を架橋するための第1の架橋剤とを有することを特徴とする請求項1に記載の研磨布。
- 前記第1の架橋剤は、分子内に2つ以上のイソシアネート基を有する多価イソシアネート化合物であることを特徴とする請求項2に記載の研磨布。
- 前記活性水素化合物は、分子内に、少なくとも水酸基、カルボキシル基及びアミノ基のうち2つ以上を有することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の研磨布。
- 前記第1の熱硬化性樹脂層は、湿式凝固されたポリウレタン樹脂が前記多価イソシアネート化合物で架橋されていることを特徴とする請求項3に記載の研磨布。
- 前記第2の熱硬化性樹脂層は、分子内に2つ以上のイソシアネート基を有する多価イソシアネート化合物と、該多価イソシアネート化合物を架橋するための第2の架橋剤とを有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の研磨布。
- 前記第2の架橋剤は、有機ジアミン化合物であることを特徴とする請求項6に記載の研磨布。
- 前記有機ジアミン化合物は、3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタンであることを特徴とする請求項7に記載の研磨布。
- 前記繊維集合体の密度は、0.34g/cm3〜0.51g/cm3であることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の研磨布。
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