JP2008101039A - 研磨布の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一次含浸工程でポリエステル繊維で構成された不織布基材に熱硬化性ポリウレタン樹脂と多価イソシアネート化合物とを含む溶剤溶液を含浸させ、湿式凝固の後、第1層形成工程で熱硬化性ポリウレタン樹脂を多価イソシアネート化合物で架橋してポリエステル繊維を被覆する熱硬化被覆層を形成させる。二次含浸工程でイソシアネート末端ウレタンプレポリマとMOCAとを含む溶剤溶液を含浸させ、第2層形成工程でイソシアネート末端ウレタンプレポリマをMOCAで架橋して熱硬化被覆層を更に被覆するウレタン樹脂層を形成させる。研磨加工時に摩擦等で発熱しても、熱硬化被覆層、ウレタン樹脂層がいずれも軟化しない。
【選択図】図3
Description
次に、本実施形態の研磨布1の製造方法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のエステル系ポリウレタン樹脂のDMF溶液(大日本インキ株式会社製、商品名:クリスボンUW−1、固形分濃度35重量%)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重量%の酢酸エチル溶液)とを溶解した溶剤溶液を用いた。溶剤溶液は、下表2に示すように、ポリウレタン樹脂のDMF溶液の490重量部に対して、架橋剤のDN−950の25重量部、DMFの485重量部を配合した。この溶剤溶液のポリウレタン樹脂固形分濃度、架橋剤濃度は、樹脂分換算でそれぞれ17.2重量%、1.9重量%であり、粘度は2000cPsであった。溶剤溶液にニードルパンチ不織布を、不織布(ウェブ)に対する溶剤溶液の含浸量が115%となるように含浸させ、湿式凝固、洗浄・乾燥後、105℃で16時間熱処理し第1の層を形成した。次いで、両面を0.63mmずつバフ処理し、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、ポリテトラメチレングリコールと2,4−トリレンジイソシアネートとをモル比1:2で用いて得られたイソシアネート末端ウレタンプレポリマと、架橋剤のMOCAとを溶解した溶剤溶液を用いた。この溶剤溶液は、下表3に示すように、イソシアネート末端プレポリマの426重量部に対して、MOCAの74重量部、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。溶剤溶液のウレタン樹脂固形分は、樹脂分換算で50重量%である。溶剤溶液に不織布中間体を、溶剤溶液の含浸量が67重量%となるように含浸させ、MEKを常温で風乾除去した後、乾燥し、105℃で24時間熱処理し第2層を形成した。なお、粘度は東機産業株式会社製TVB−10型回転粘度計でNo.M3のロータを使用して温度25℃の環境下にて測定した。
表1に示すように、実施例2では、一次含浸工程で溶剤溶液の含浸量が118重量%となるように含浸させ、第1層形成後に両面を0.40mmずつバフ処理し、スライス処理して厚さ1.75mmの不織布中間体を得た。二次含浸工程では、一次含浸工程で用いた熱硬化性ポリウレタン樹脂の溶剤溶液の1/2の濃度の溶剤溶液を用いた。このときの溶剤溶液の粘度は、1000cPsであった。不織布中間体を、溶剤溶液の含浸量が65重量%となるように含浸させた。
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。一次含浸工程での熱硬化性ポリウレタン樹脂の溶剤溶液の配合は、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。溶剤溶液にニードルパンチ不織布を樹脂の含浸量が109重量%となるように含浸させ、湿式凝固、洗浄・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と同様に調製したイソシアネート末端ウレタンプレポリマと、MOCAとを溶解した溶剤溶液を用いた。表1に示すように、溶剤溶液に不織布中間体を、樹脂の含浸量が73重量%となるように含浸させ、乾燥後、105℃で24時間熱処理した。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ポリウレタン樹脂との間に、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、実施例2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。厚さは、日本工業規格(JIS K 6550−1976 厚さ)に従い測定した。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 6253−1997 加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの硬さ試験方法)に従い測定した。圧縮率は、日本工業規格(JIS L 1021−1974 圧縮率及び圧縮弾性率 A法)に従い測定した。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、実施例2及び比較例1の不織布について、30、40、50、60、70℃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。各温度におけるA硬度の測定値を表5に示し、温度に対するA硬度の変化を図4に示した。また、表4の二次含浸後のA硬度の測定値(測定温度23℃)を、初期値とした。この、初期値を100としたときの温度に対する相対硬度の数値を表6に示し、相対硬度の変化を図5に示した。
実施例1、実施例2及び比較例1の研磨布について、DMFに浸漬して1時間放置したときの研磨布の重量変化を測定し、研磨布重量を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に示した。
実施例1、実施例2及び比較例1の研磨布のそれぞれ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測定結果を下表8に示し、研磨レートの変化を図6に示した。
使用研磨機:不二越株式会社製、MCP−150X
回転数:(定盤)100rpm、(トップリング)75rpm
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℃
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
8a 熱硬化被覆層
8b ウレタン樹脂層(架橋被覆層)
12 ポリエステル繊維
Claims (6)
- シート状に形成された繊維集合体を有する研磨布の製造方法であって、
前記繊維集合体を熱硬化性ポリウレタン樹脂を含む溶剤溶液に含浸する一次含浸ステップと、
前記一次含浸ステップで含浸した熱硬化性ポリウレタン樹脂を湿式凝固させた後乾燥し、熱処理により前記湿式凝固した熱硬化性ポリウレタン樹脂を架橋させて前記繊維集合体を構成する繊維を被覆する熱硬化被覆層を形成する第1の層形成ステップと、
前記第1の層形成ステップで前記繊維に熱硬化被覆層が形成された繊維集合体の両面をバフ処理した後、前記バフ処理された繊維集合体をイソシアネート末端ウレタンプレポリマと架橋剤との溶剤溶液に含浸する二次含浸ステップと、
乾燥熱処理により前記二次含浸ステップで含浸したイソシアネート末端ウレタンプレポリマを前記架橋剤で架橋させて前記熱硬化被覆層を更に被覆する架橋被覆層を形成する第2の層形成ステップと、
を含む製造方法。 - シート状に形成された繊維集合体を有する研磨布の製造方法であって、
前記繊維集合体を熱硬化性ポリウレタン樹脂を含む溶剤溶液に含浸する一次含浸ステップと、
前記一次含浸ステップで含浸した熱硬化性ポリウレタン樹脂を湿式凝固させた後乾燥し、熱処理により前記湿式凝固した熱硬化性ポリウレタン樹脂を架橋させて前記繊維集合体を構成する繊維を被覆する熱硬化被覆層を形成する第1の層形成ステップと、
前記第1の層形成ステップで前記繊維に熱硬化被覆層が形成された繊維集合体の両面をバフ処理した後厚さ0.5〜2.0mmにスライスするスライスステップと、
前記スライスされた繊維集合体を前記一次含浸ステップの溶剤溶液に含まれる熱硬化性ポリウレタン樹脂の濃度の少なくとも1/2以下の濃度で熱硬化性ポリウレタン樹脂を含む溶剤溶液に含浸する二次含浸ステップと、
乾燥熱処理により前記二次含浸ステップで含浸した熱硬化性ポリウレタン樹脂で前記熱硬化被覆層を更に被覆する熱硬化被覆層を形成する第2の層形成ステップと、
を含む製造方法。 - 前記一次含浸ステップの溶剤溶液に含まれる熱硬化性ポリウレタン樹脂の固形分濃度が10〜40重量%であり、前記一次含浸ステップの溶剤溶液の25℃における粘度が1000〜4000cPsであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の製造方法。
- 前記二次含浸ステップの溶剤溶液に含まれる熱硬化性ポリウレタン樹脂の固形分濃度が5〜10重量%であり、前記二次含浸ステップの溶剤溶液の25℃における粘度が500〜1000cPsであることを特徴とする請求項2に記載の製造方法。
- 前記バフ処理するときのバフ処理量が、前記繊維集合体の両面で、それぞれ厚み方向に0.4〜0.7mmであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の製造方法。
- 前記繊維集合体は、前記二次含浸ステップ前の密度が0.26〜0.49g/cm3であり、前記第2の層形成ステップ後の密度が0.34〜0.51g/cm3であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の製造方法。
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