JP2012049477A - Polishing method of compound semiconductor wafer - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing method exhibiting an excellent polishing rate while suppressing polishing scratch when a compound semiconductor wafer is polished.SOLUTION: In the polishing method of polishing a compound semiconductor wafer by using an abrasive material and a slurry containing abrasive grains, the abrasive material contains a nonwoven fabric consisting of extra fine single fibers having an average cross-sectional area of 0.01-30 μmand a polymer elastic body in such a range as the mass ratio of nonwoven fabric/polymer elastic body falls within a range of 90/10-55/45, and has an apparent density of 0.70-1.2 g/cmand JIS hardness of 45D-75D. The abrasive grains have a mean particle diameter of 0.01-20 μm.

Description

本発明は化合物半導体ウエハの研磨方法、そして前記研磨方法を用いる化合物半導体ウエハの製造方法に関する。   The present invention relates to a compound semiconductor wafer polishing method and a compound semiconductor wafer manufacturing method using the polishing method.

近年、集積回路の高集積化及び多層配線化に伴い、集積回路が形成される化合物半導体ウエハには、高精度の平坦性が求められている。化合物半導体ウエハを研磨するための研磨法としては、化学的機械的研磨(CMP)が知られている。CMPは、被研磨基材表面を、砥粒のスラリーを滴下しながら研磨材(パッド)により研磨する方法である。
これに対し、SiCやGaAsなどのウエハを研削後に平坦化するためには、ダイヤモンドやアルミナなど機械的要素の高い砥粒を研磨材の上に供給および噴霧することよって研磨されている。すなわち、SiCやGaAsなどの化合物半導体ウエハの研磨には、レーヨンからなる織布を用いた研磨布などが用いられているが、砥粒の種類によっては研磨傷の発生が多くなることがあり、研磨効率と表面仕上げ粗さの低減や研磨傷の低減を両立することは難しかった。
一方、不織布タイプの研磨布については、近年、より高い平坦化性能を得ること等を目的とする極細繊維束から形成される不織布を用いて得られる不織布タイプの研磨パッドが知られている(例えば、下記特許文献1〜4)。具体的には、例えば、特許文献1には、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構成されるシート状物からなる研磨パッドが記載されている。このような研磨パッドによれば、従来よりも高精度な研磨加工が実現されることが記載されている。
In recent years, with high integration of integrated circuits and multilayer wiring, compound semiconductor wafers on which integrated circuits are formed are required to have high precision flatness. As a polishing method for polishing a compound semiconductor wafer, chemical mechanical polishing (CMP) is known. CMP is a method of polishing the surface of a substrate to be polished with an abrasive (pad) while dropping slurry of abrasive grains.
On the other hand, in order to flatten a wafer such as SiC or GaAs after grinding, the wafer is polished by supplying and spraying abrasive grains having high mechanical elements such as diamond and alumina on the abrasive. That is, for polishing compound semiconductor wafers such as SiC and GaAs, a polishing cloth using a woven cloth made of rayon or the like is used, but depending on the type of abrasive grains, the occurrence of polishing flaws may increase. It has been difficult to achieve both reduction in polishing efficiency and surface finish roughness and reduction in polishing scratches.
On the other hand, with respect to the nonwoven fabric type polishing cloth, in recent years, a nonwoven fabric type polishing pad obtained by using a nonwoven fabric formed from an ultrafine fiber bundle for the purpose of obtaining higher planarization performance is known (for example, The following patent documents 1 to 4). Specifically, for example, Patent Document 1 includes as a main component a nonwoven fabric in which polyester microfiber bundles having an average fineness of 0.0001 to 0.01 dtex are intertwined and polyurethane existing in the interior space of the nonwoven fabric. A polishing pad made of a sheet-like material composed of a polymer elastic body is described. According to such a polishing pad, it is described that polishing processing with higher accuracy than before can be realized.

しかしながら、特許文献1〜4に記載されたような研磨パッドにおいては、繊度の小さい短繊維の極細繊維をニードルパンチ処理することにより得られる不織布を用いているために、見掛け密度が低く、空隙率も高かった。そのために、柔らかく剛性が低い研磨パッドしか得らないため、機械的要素の高い研磨では、長時間の研磨に耐えられなかった。このように、上記研磨パッドは寿命が短いなどの問題を有することから、仕上研磨工程など以外には採用されていなかった。
また、特許文献5〜7については、SiCなどの化合物半導体の研磨に際し、砥粒に添加する添加剤に関する記載はあるものの、不織布を研磨材として用いることは明記されていない。
However, in the polishing pads as described in Patent Documents 1 to 4, since the nonwoven fabric obtained by needle punching the ultrafine fibers with small fineness is used, the apparent density is low and the porosity is low. It was also expensive. For this reason, only a soft and low-rigidity polishing pad can be obtained. Therefore, polishing with a high mechanical element cannot withstand long-time polishing. As described above, the polishing pad has a problem such as a short life, and thus has not been adopted except for the finish polishing process.
In addition, Patent Documents 5 to 7 do not clearly describe the use of a nonwoven fabric as an abrasive, although there is a description of additives added to abrasive grains when polishing a compound semiconductor such as SiC.

特開2007−54910号公報JP 2007-54910 A 特開2003−170347号公報JP 2003-170347 A 特開2004−130395号公報JP 2004-130395 A 特開2002−172555号公報JP 2002-172555 A 特開2005−117027号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-117027 特開2008−280207号公報JP 2008-280207 A 特開2009−238891号公報JP 2009-238891 A

本発明は、化合物半導体ウエハの研磨において、研磨レートに優れるとともに研磨傷(以下、スクラッチと称することもある)を発生させにくい研磨方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a polishing method that is excellent in polishing rate and does not easily cause polishing scratches (hereinafter also referred to as scratches) in polishing a compound semiconductor wafer.

本発明者等は、化合物半導体ウエハの研磨において、特定の研磨材と特定の砥粒を組み合せて用いることで、上記課題を解決するに至った。すなわち、本発明は、研磨材と、砥粒を含有するスラリーを用いて化合物半導体ウエハを研磨する研磨方法であって、前記研磨材が、平均断面積が0.01μm2〜30μm2である極細単繊維からなる不織布及び高分子弾性体を、不織布/高分子弾性体の質量比が90/10〜55/45となる範囲で含み、かつ、0.70g/cm3〜1.2g/cm3の見掛け密度及び45D〜75DのJIS硬度を有し、前記砥粒は、0.01μm〜20μmの平均粒径を有する、研磨方法である。 The inventors of the present invention have solved the above problems by using a specific abrasive and a specific abrasive in combination in polishing a compound semiconductor wafer. That is, the present invention includes a polishing material, a polishing method of polishing a compound semiconductor wafer using a slurry containing abrasive grains, the abrasive has an average cross-sectional area is 0.01 [mu] m 2 30 .mu.m 2 ultrafine A non-woven fabric made of a single fiber and a polymer elastic body are included in a range where the mass ratio of the nonwoven fabric / polymer elastic body is 90/10 to 55/45, and 0.70 g / cm 3 to 1.2 g / cm 3. And an JIS hardness of 45D to 75D, and the abrasive grains have an average particle diameter of 0.01 μm to 20 μm.

本発明の研磨方法によれば、化合物半導体ウエハの研磨において、研磨レートに優れるとともにスクラッチの発生が抑制された化合物半導体ウエハが得られる。   According to the polishing method of the present invention, in compound semiconductor wafer polishing, a compound semiconductor wafer having an excellent polishing rate and suppressing generation of scratches can be obtained.

以下、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態により、何ら限定されるものではない。
本実施形態の研磨方法は、研磨材と、砥粒を含有するスラリー(以後、“砥粒スラリー”と呼ぶこともある)を用いて化合物半導体ウエハを研磨する方法である。その具体例としては、例えば、研磨材と化合物半導体ウエハとの間に砥粒スラリーを流入させて、化学的機械的研磨(以下、CMPという呼ぶこともある)により、化合物半導体ウエハを研磨する方法が挙げられる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments. In addition, this invention is not limited at all by embodiment described below.
The polishing method of this embodiment is a method of polishing a compound semiconductor wafer using a polishing material and a slurry containing abrasive grains (hereinafter also referred to as “abrasive slurry”). As a specific example, for example, a method of polishing a compound semiconductor wafer by chemical mechanical polishing (hereinafter also referred to as CMP) by flowing an abrasive slurry between an abrasive and a compound semiconductor wafer. Is mentioned.

以下、本実施形態の各構成要素について詳細に説明する。
1.研磨材
本実施形態の研磨材は、平均断面積が0.01μm2〜30μm2である極細単繊維からなる不織布及び高分子弾性体を、不織布/高分子弾性体の質量比が90/10〜55/45となる範囲で含む。また、本実施形態の研磨材は、0.70g/cm3〜1.2g/cm3の見掛け密度及び45D〜75DのJIS硬度を有する。
Hereinafter, each component of the present embodiment will be described in detail.
1. Abrasive polishing material present embodiment, the nonwoven fabric and the elastic polymer consisting of ultrafine single fiber average cross-sectional area is 0.01 [mu] m 2 30 .mu.m 2, the weight ratio of the nonwoven fabric / elastic polymer 90/10 In the range of 55/45. The polishing material of the present embodiment has a JIS hardness of apparent density and 45D~75D of 0.70g / cm 3 ~1.2g / cm 3 .

本実施形態の研磨材は、不織布に高分子弾性体が充填されて複合化された構造を有する。高分子弾性体は不織布の内部に含浸されていることが好ましい。
本実施形態の研磨材は、従来から知られた、一般的な研磨材に比べて、空隙を除いた部分の体積割合(研磨材充填率)が高い、すなわち、空隙率が低い。
本実施形態の研磨材充填率は特に限定はされないが、好ましくは55〜95%の範囲であり、より好ましくは60〜90%の範囲である。前記研磨材充填率が55%未満の場合には、研磨レートと平坦化性能、および研磨安定性が低下する。一方、研磨材充填率が95%を超える場合には、砥粒スラリーの保持性が低下するため研磨レートが低下する。また、研磨材の剛性が高くなりすぎることにより、被研磨基材の表面の反りやうねりに追従しにくくなり、その結果、研磨傷の発生が多くなったり、被研磨基材の全表面に対する平坦性が低下したりする。
なお、前記研磨材充填率は、研磨材の見掛け密度を求め、また、研磨材の各構成材料の構成比率およびそれぞれの密度から空隙率が0%のときの密度(理論密度)を算出し、「研磨材の見掛け密度/理論密度×100(%)」の式により算出することができる。
The abrasive of this embodiment has a structure in which a nonwoven fabric is filled with a polymer elastic body and combined. The polymer elastic body is preferably impregnated in the nonwoven fabric.
The abrasive of the present embodiment has a higher volume ratio (abrasive filling rate) of the portion excluding the voids, that is, the porosity is low, as compared with conventionally known general abrasives.
Although the abrasive filling rate of this embodiment is not particularly limited, it is preferably in the range of 55 to 95%, more preferably in the range of 60 to 90%. When the abrasive filling rate is less than 55%, the polishing rate, the planarization performance, and the polishing stability are lowered. On the other hand, when the abrasive filling rate exceeds 95%, the polishing rate decreases because the retention of the abrasive slurry decreases. Further, since the rigidity of the abrasive becomes too high, it becomes difficult to follow the warpage and undulation of the surface of the substrate to be polished, resulting in increased occurrence of polishing scratches and flatness over the entire surface of the substrate to be polished. The sex will be reduced.
The abrasive filling rate is the apparent density of the abrasive, and the density (theoretical density) when the porosity is 0% is calculated from the constituent ratio of each constituent material of the abrasive and the respective density. It can be calculated by the formula “apparent density of abrasive / theoretical density × 100 (%)”.

本実施形態の研磨材は、極細単繊維からなる不織布及び高分子弾性体を含むが、当該極細単繊維は、当該高分子弾性体により集束されて、繊維束を形成していることが好ましい。極細単繊維が集束されて形成される繊維束は、一本の太い繊維のような状態で存在しているため、研磨材の剛性が高くなる。極細単繊維が集束されていない場合には、極細単繊維が柔軟性を帯びるために、高い平坦化性能が得られない。また、繊維の抜けが多くなり、抜けた繊維に砥粒が凝集しやすくなり、それにより研磨傷が発生しやすくなる。
ここで、極細単繊維が集束されているとは、繊維束内部に存在する極細単繊維の大部分が、繊維束内部に存在する高分子弾性体により接着され拘束されている状態を意味する。
Although the abrasive of this embodiment contains the nonwoven fabric and polymer elastic body which consist of an ultrafine single fiber, it is preferable that the said ultrafine single fiber is converged by the said polymer elastic body, and forms the fiber bundle. Since the fiber bundle formed by bundling ultrafine single fibers exists in a state like a single thick fiber, the rigidity of the abrasive is increased. When the ultrafine single fibers are not bundled, the ultrafine single fibers are flexible, so that high flattening performance cannot be obtained. In addition, the number of missing fibers increases, and the abrasive grains tend to aggregate on the missing fibers, thereby easily causing polishing flaws.
Here, the fact that the ultrafine single fibers are focused means a state in which most of the ultrafine single fibers existing inside the fiber bundle are bonded and restrained by the polymer elastic body existing inside the fiber bundle.

本実施形態における研磨材は、断面積が40μm2以上の繊維束を含有することが好ましい。このような、太い繊維束を含有することにより、不織布の剛性をさらに高めることができる。なお、繊維束の断面積とは、繊維束断面における、繊維束を構成する極細単繊維及び繊維束内部に存在する高分子弾性体からなる断面の総面積である。
また、不織布の厚み方向断面に存在する単位面積当たりの繊維束数は特に限定はされないが、600束/mm2以上であることが好ましく、1000束/mm2以上であることがより好ましく、また、4000束/mm2以下であることが好ましく、3000束/mm2以下であることがより好ましい。4000束/mm2以下である場合には、研磨材表面の砥粒の保持が充分となり、研磨レートが向上しやすい。
The abrasive in the present embodiment preferably contains a fiber bundle having a cross-sectional area of 40 μm 2 or more. By including such a thick fiber bundle, the rigidity of the nonwoven fabric can be further increased. The cross-sectional area of the fiber bundle is the total area of the cross section made of the ultrafine single fibers constituting the fiber bundle and the polymer elastic body existing inside the fiber bundle in the fiber bundle cross section.
Further, the number of fiber bundles per unit area existing in the cross section in the thickness direction of the nonwoven fabric is not particularly limited, but is preferably 600 bundles / mm 2 or more, more preferably 1000 bundles / mm 2 or more, It is preferably 4000 bundles / mm 2 or less, and more preferably 3000 bundles / mm 2 or less. When it is 4000 bundles / mm 2 or less, the abrasive grains are sufficiently retained on the surface of the abrasive and the polishing rate is likely to be improved.

上述したように、本願実施例では、研磨材充填率は55〜95%の範囲であることが好ましく、このように繊維束が高密度で存在することにより、研磨の際に研磨材の表面に表出した繊維束が分繊またはフィブリル化することにより極細単繊維を形成し、これにより、砥粒の保持性が高くなるとともに、表面が柔軟になって、研磨傷の発生が抑制される。また、これにより研磨材の空隙率を低下させることができるために、研磨材の剛性が高くなる。   As described above, in the embodiment of the present invention, the abrasive filling rate is preferably in the range of 55 to 95%. Thus, the fiber bundles are present at a high density, so that the surface of the abrasive is polished during polishing. When the exposed fiber bundle is split or fibrillated, ultrafine single fibers are formed, whereby the retainability of the abrasive grains is enhanced and the surface becomes flexible, and the generation of polishing flaws is suppressed. Moreover, since the porosity of an abrasive can be lowered by this, the rigidity of the abrasive is increased.

繊維束の平均長さは、特に限定されないが、100mm以上、さらには、200mm以上であることが、極細単繊維の繊維密度を容易に高めることができる点、研磨材の剛性を容易に高めることができる点、及び、繊維の抜けを抑制できる点から好ましい。前記繊維束の長さが短すぎる場合には、極細単繊維の高密度化が困難で充分に高い剛性が得られず、研磨中に極細単繊維が抜けやすくなる。上限は、特に限定されず、例えば、後述するスパンボンド法により製造された長繊維ウェブを研磨材が含有する場合には、物理的に切れていない限り、数m、数百m、数kmあるいはそれ以上の繊維長の繊維束が含まれてもよい。
また、複数の繊維束同士は、繊維束の外側に存在する高分子弾性体により結着されて、塊状に存在していることが好ましい。このように、繊維束同士が結着されることにより、
研磨材の形態安定性が向上して、研磨安定性が向上する。
The average length of the fiber bundle is not particularly limited, but 100 mm or more, and further 200 mm or more can easily increase the fiber density of the ultrafine single fiber, and can easily increase the rigidity of the abrasive. It is preferable from the point which can do, and the point which can suppress the omission of a fiber. When the length of the fiber bundle is too short, it is difficult to increase the density of the ultrafine single fibers and a sufficiently high rigidity cannot be obtained, and the ultrafine single fibers are easily removed during polishing. The upper limit is not particularly limited. For example, in the case where the abrasive contains a long fiber web produced by a spunbond method, which will be described later, as long as it is not physically cut, it is several meters, several hundred meters, several kilometers or A fiber bundle having a longer fiber length may be included.
The plurality of fiber bundles are preferably bound together by a polymer elastic body existing outside the fiber bundle and exist in a lump shape. Thus, by binding the fiber bundles together,
The form stability of the abrasive is improved, and the polishing stability is improved.

本実施形態の研磨材中の不織布と高分子弾性体との比率は、質量比で、90/10〜55/45であり、この範囲であると、繊維束の断面積を大きくさせやすく、また、研磨材表面に表出する極細単繊維の密度を充分に高めることができるため、研磨安定性、研磨レートおよび平坦性性能をより高めることができる。前記比率は85/15〜65/35の範囲であることが好ましい。
高分子弾性体の質量比率が10未満の場合には、繊維束の固定が不十分であることから、研磨材の形態変化が低下することで、研磨レートが低下する。また、研磨傷が増加する。また高分子弾性体の質量比率が45を超える場合、研磨材の表面や内部に砥粒が保持でき難くなり、研磨レートが低下する。
The ratio of the nonwoven fabric to the polymer elastic body in the abrasive of the present embodiment is 90/10 to 55/45 in terms of mass ratio, and if within this range, the cross-sectional area of the fiber bundle can be easily increased, Since the density of the ultrafine single fibers exposed on the surface of the abrasive can be sufficiently increased, the polishing stability, the polishing rate and the flatness performance can be further improved. The ratio is preferably in the range of 85/15 to 65/35.
When the mass ratio of the polymer elastic body is less than 10, since the fiber bundle is not sufficiently fixed, the change in the shape of the abrasive is reduced, so that the polishing rate is lowered. Also, polishing scratches increase. On the other hand, when the mass ratio of the polymer elastic body exceeds 45, it becomes difficult to hold the abrasive grains on the surface or inside of the abrasive and the polishing rate is lowered.

本実施形態の研磨材の見掛け密度は、0.7g/cm3〜1.2g/cm3であり、この範囲であると適度な剛性に優れ、研磨レートに優れる。前記見掛け密度は0.8g/cm3〜1.2g/cm3の範囲であることが好ましい。 The apparent density of the abrasive of this embodiment is 0.7 g / cm 3 to 1.2 g / cm 3 , and within this range, the rigidity is excellent and the polishing rate is excellent. The apparent density is preferably in the range of 0.8g / cm 3 ~1.2g / cm 3 .

また、本実施形態の研磨材の23℃におけるJIS−D硬度[D(23℃、dry)]は、45D〜75Dである。前記D硬度[D(23℃、dry)]は50D〜70D程度であることが好ましい。前記D硬度[D(23℃、dry)]が高すぎる場合には研磨傷が発生しやすくなり、低すぎる場合には平坦化性能が低下する傾向がある。
なお、本実施形態の研磨材は、表面に極細単繊維が高い繊維密度で形成されるために、極細単繊維を含有しない研磨材に比べて表面がソフトである。そのために、D硬度を高めてもスクラッチが発生しにくい。
Moreover, the JIS-D hardness [D (23 degreeC, dry)] in 23 degreeC of the abrasive | polishing material of this embodiment is 45D-75D. The D hardness [D (23 ° C., dry)] is preferably about 50D to 70D. If the D hardness [D (23 ° C., dry)] is too high, polishing flaws are likely to occur, and if it is too low, the planarization performance tends to decrease.
Note that the abrasive of this embodiment has a soft surface compared to an abrasive that does not contain ultrafine single fibers because the ultrafine single fibers are formed on the surface with a high fiber density. Therefore, even if the D hardness is increased, scratches are hardly generated.

また、本実施形態の研磨材は、テーバー摩耗(摩耗輪H−22、荷重500g、1000回)での摩耗減量は特に限定されないが、150mg以下であることが好ましく、100mg以下であることがより好ましい。摩耗減量が大きすぎる場合には、繊維が抜けやすくなり、そのために、研磨安定性が低下したり、脱落した繊維によりスクラッチが発生しやすくなる。また、研磨材の寿命も短くなる。
本実施形態の研磨材は、摩耗しにくい集束された高い繊維密度の極細単繊維の繊維束からなる不織布と、高分子弾性体との比率を調整することにより摩耗減量を適宜調整することができる。
In the abrasive of this embodiment, the weight loss due to Taber abrasion (wear wheel H-22, load 500 g, 1000 times) is not particularly limited, but is preferably 150 mg or less, more preferably 100 mg or less. preferable. When the wear loss is too large, the fibers are likely to come off, and as a result, the polishing stability is lowered, and scratches are likely to occur due to the dropped fibers. In addition, the life of the abrasive is shortened.
The abrasive according to the present embodiment can appropriately adjust the wear loss by adjusting the ratio of the nonwoven fabric made of a bundle of ultrafine single fibers with a high density of fibers that are hard to wear and the polymer elastic body. .

本実施形態の研磨材は、バフィング等による研磨材の平坦化処理や、ダイヤモンド等の研磨材のコンディショニングを用いた研磨前のシーズニング処理(コンディショニング処理)や、研磨時にドレッシィング処理を施すことにより、表面近傍に存在する繊維束を分繊、又はフィブリル化することにより研磨材表面に極細単繊維を形成させることができる。
研磨材表面の極細単繊維の繊維密度は特に限定されないが、600本/mm2以上であることが好ましく、1000本/mm2以上であることがより好ましく、2000本/mm2以上であることがさらに好ましい。前記繊維密度が低すぎる場合には、砥粒の保持性が不充分になる傾向がある。前記繊維密度の上限は特に限定されないが、生産性の点から、1000000本/mm2程度が好ましい。
また、研磨材表面の極細単繊維は立毛されていても、立毛されていなくても良い。極細単繊維が立毛されている場合には、研磨材の表面がより柔軟になるために研磨傷の低減効果がより高くなる。一方、極細単繊維の立毛の程度が低い場合には、ミクロ平坦性を重視する用途に有利となる。このように用途に応じて表面状態を適宜選択することが好ましい。
The polishing material of the present embodiment is obtained by subjecting the polishing material to a flattening process by buffing or the like, a seasoning process (conditioning process) before polishing using conditioning of an abrasive material such as diamond, or a dressing process at the time of polishing. By dividing or fibrillating a fiber bundle existing in the vicinity of the surface, ultrafine single fibers can be formed on the surface of the abrasive.
The fiber density of the ultrafine single fiber on the surface of the abrasive is not particularly limited, but is preferably 600 fibers / mm 2 or more, more preferably 1000 fibers / mm 2 or more, and 2000 fibers / mm 2 or more. Is more preferable. When the fiber density is too low, the retention of abrasive grains tends to be insufficient. The upper limit of the fiber density is not particularly limited, but is preferably about 1,000,000 pieces / mm 2 from the viewpoint of productivity.
Further, the ultrafine single fiber on the surface of the abrasive may be raised or not raised. When the ultrafine single fibers are raised, the surface of the abrasive becomes more flexible, so that the effect of reducing polishing scratches is further increased. On the other hand, when the degree of napping of the ultrafine single fiber is low, it is advantageous for applications in which microflatness is important. Thus, it is preferable to appropriately select the surface state according to the application.

1−1.不織布
本実施形態の研磨材に含まれる不織布は、平均断面積が0.01μm2〜30μm2の範囲である極細単繊維から構成される。前記平均断面積は、好ましくは0.1μm2〜20μm2の範囲である。前記極細単繊維の平均断面積が0.01μm2未満の場合には、不織布の表面近傍の極細単繊維が充分に分繊せず、その結果、砥粒スラリーの保持力が低下する。一方、前記極細単繊維の平均断面積が30μm2を超える場合には、不織布の表面が粗くなりすぎて、研磨傷が発生しやすくなる。
1-1. Nonwoven nonwoven fabric contained in the polishing material of this embodiment is composed of ultrafine single fiber average cross-sectional area is in the range of 0.01 [mu] m 2 30 .mu.m 2. The average cross-sectional area is preferably in the range of 0.1μm 2 ~20μm 2. When the average cross-sectional area of the ultrafine single fibers is less than 0.01 μm 2 , the ultrafine single fibers near the surface of the nonwoven fabric are not sufficiently separated, and as a result, the holding power of the abrasive slurry is reduced. On the other hand, when the average cross-sectional area of the ultrafine fibers exceeds 30 μm 2 , the surface of the nonwoven fabric becomes too rough and polishing scratches are likely to occur.

本実施形態の不織布を構成する極細単繊維の具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、イソフタル酸変性ポリエチレンテレフタレート、スルホイソフタル酸変性ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート等から形成される芳香族ポリエステル繊維;ポリ乳酸、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリヒドロキシブチレート−ポリヒドロキシバリレート共重合体等から形成される脂肪族ポリエステル繊維;ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド10、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド6−12等から形成されるポリアミド繊維;ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、塩素系ポリオレフィンなどのポリオレフィン繊維;エチレン単位を25〜70モル%含有する変性ポリビニルアルコール等から形成される変性ポリビニルアルコール繊維;ポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラストマーなどのエラストマー等から形成されるエラストマー繊維;ビニロン繊維;及びアクリル繊維等が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Specific examples of the ultrafine fibers constituting the nonwoven fabric of the present embodiment include, for example, polyethylene terephthalate (PET), isophthalic acid modified polyethylene terephthalate, sulfoisophthalic acid modified polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyhexamethylene terephthalate, and the like. Aromatic polyester fiber; aliphatic polyester fiber formed from polylactic acid, polyethylene succinate, polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, polyhydroxybutyrate-polyhydroxyvalerate copolymer, etc .; polyamide 6, polyamide 66, polyamide 10, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 6-12, etc .; polyamide fiber; polypropylene, polyethylene, polybutene, poly Polyolefin fibers such as tilpentene and chlorinated polyolefins; modified polyvinyl alcohol fibers formed from modified polyvinyl alcohol containing 25 to 70 mol% of ethylene units; formed from elastomers such as polyurethane elastomers, polyamide elastomers, and polyester elastomers Elastomer fibers; vinylon fibers; and acrylic fibers. These may be used alone or in combination of two or more.

前記極細単繊維の中でも、ガラス転移温度(Tg)が50℃以上の繊維が好ましく、60℃以上の繊維がより好ましい。また、吸水率が4質量%以下の繊維が好ましく、2質量%以下の繊維がより好ましい。
前記極細単繊維のガラス転移温度がこのような範囲である場合には、研磨材はより高い剛性を維持することができるために平坦化性能がさらに高くなり、また、研磨の際においても、剛性が経時的に低下することがなく、研磨安定性や研磨均一性に優れた研磨材が得られる。ガラス転移温度の上限は特に限定されない。
Among the ultrafine fibers, fibers having a glass transition temperature (T g ) of 50 ° C. or higher are preferable, and fibers of 60 ° C. or higher are more preferable. Further, a fiber having a water absorption rate of 4% by mass or less is preferable, and a fiber of 2% by mass or less is more preferable.
When the glass transition temperature of the ultrafine single fiber is within such a range, the polishing material can maintain higher rigidity, so that the flattening performance is further improved. Thus, a polishing material excellent in polishing stability and polishing uniformity can be obtained. The upper limit of the glass transition temperature is not particularly limited.

また、前記極細単繊維の吸水率が4質量%以下である場合には、研磨の際においても、研磨材の剛性の経時的な低下が抑制される。したがって、ラッピング性能の経時的な低下が抑制され、また、研磨レートや研磨不均一性や研磨傷などの基礎的なラッピング特性が変動しにくい研磨材が得られる。
このような極細単繊維の具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET、Tg77℃、吸水率1質量%)、イソフタル酸変性ポリエチレンテレフタレート(Tg67〜77℃、吸水率1質量%)、スルホイソフタル酸変性ポリエチレンテレフタレート(Tg67〜77℃、吸水率1〜4質量%)、ポリブチレンナフタレート(Tg85℃、吸水率1質量%)、ポリエチレンナフタレート(Tg124℃、吸水率1質量%)等から形成される芳香族ポリエステル系繊維;テレフタル酸とノナンジオールとメチルオクタンジオール共重合ポリアミド(Tg125〜140℃、吸水率1〜4質量%)等から形成される半芳香族ポリアミド系繊維、等が挙げられる。
特に、PETおよびイソフタル酸変性PET等の変性PETは、後述する海島型複合繊維からなるウェブ絡合シートから極細単繊維を形成する湿熱処理工程において大幅に捲縮するために、緻密で高密度の不織布を形成することができること、研磨材の剛性を高めやすいこと、及び、研磨の際に水分による経時変化を発生しにくいこと、等の点からも好ましい。
Moreover, when the water absorption rate of the ultrafine single fiber is 4% by mass or less, a decrease in rigidity of the abrasive over time is suppressed even during polishing. Accordingly, it is possible to obtain an abrasive that suppresses a decrease in lapping performance with time, and is less susceptible to fluctuations in basic lapping characteristics such as a polishing rate, polishing nonuniformity, and polishing scratches.
Specific examples of such ultrafine single fibers include, for example, polyethylene terephthalate (PET, T g 77 ° C., water absorption 1% by mass), isophthalic acid-modified polyethylene terephthalate (T g 67-77 ° C., water absorption 1% by mass). , Sulfoisophthalic acid modified polyethylene terephthalate (T g 67-77 ° C., water absorption 1-4% by mass), polybutylene naphthalate (T g 85 ° C., water absorption 1% by mass), polyethylene naphthalate (T g 124 ° C., aromatic polyester fibers formed from water absorption 1% by weight) and the like; terephthalic acid and nonanediol and methyl octanediol copolyamide (T g 125~140 ℃, formed from water absorption 1-4 wt%), etc. And semi-aromatic polyamide fibers.
In particular, modified PET, such as PET and isophthalic acid-modified PET, is dense and dense in order to be greatly crimped in a wet heat treatment process for forming ultrafine single fibers from a web-entangled sheet composed of sea-island type composite fibers described later. It is also preferable from the viewpoints that a nonwoven fabric can be formed, that the rigidity of the abrasive is easily increased, and that changes with time due to moisture hardly occur during polishing.

1−2.高分子弾性体
本実施形態の研磨材に含まれる高分子弾性体は樹脂を含有する。高分子弾性体に含まれる樹脂は、単独でも2種類以上の組み合わせであってもよい。
前記樹脂の具体例としては、例えば、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、(メタ)アクリル酸エステル系樹脂、(メタ)アクリル酸エステル−スチレン系樹脂、(メタ)アクリル酸エステル−アクリロニトリル系樹脂、(メタ)アクリル酸エステル−オレフィン系樹脂、(メタ)アクリル酸系エステル−(水添)イソプレン系樹脂、(メタ)アクリル酸エステル−ブタジエン系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂、スチレン−水添イソプレン系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、(メタ)アクリル酸エステル−酢酸ビニル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂、エチレン−オレフィン系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、及び、ポリエステル系樹脂が挙げられる。
1-2. Polymer elastic body The polymer elastic body contained in the abrasive of the present embodiment contains a resin. The resins contained in the polymer elastic body may be used alone or in combination of two or more.
Specific examples of the resin include, for example, polyurethane resins, polyamide resins, (meth) acrylic acid ester resins, (meth) acrylic acid ester-styrene resins, (meth) acrylic acid ester-acrylonitrile resins, ( (Meth) acrylic ester-olefin resin, (meth) acrylic ester- (hydrogenated) isoprene resin, (meth) acrylic ester-butadiene resin, styrene-butadiene resin, styrene-hydrogenated isoprene resin , Acrylonitrile-butadiene resin, acrylonitrile-butadiene-styrene resin, vinyl acetate resin, (meth) acrylic ester-vinyl acetate resin, ethylene-vinyl acetate resin, ethylene-olefin resin, silicone resin, fluorine Resin and polyester tree And the like.

本願実施形態の高分子弾性体に含まれる樹脂としては、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂等のように、水素結合により結晶化あるいは凝集する樹脂が好ましい。そのような樹脂を含む高分子弾性体は、極細単繊維を集束したり、繊維束同士を結着したりするための接着性に優れている。また、研磨材の硬度を高め、研磨での経時的安定性に優れており、繊維の抜けも抑制される。
上記樹脂の中でも、研磨材の剛性、濡れ性、及び研磨の際の経時的安定性が高い点から、ポリウレタン系樹脂が好ましく、カルボキシル基、スルホン酸基、及び、炭素数3以下のポリアルキレングリコール基からなる群から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するポリウレタン系樹脂が特に好ましい。
また、ポリウレタン系樹脂の中でも水分散性ポリウレタン系樹脂が好ましい。水分散性ポリウレタン系樹脂は高濃度で粘度が低く、含浸浸透性にも優れているために、高充填しやすい。また、繊維に対する接着性にも優れている。
The resin contained in the polymer elastic body of the present embodiment is preferably a resin that crystallizes or aggregates by hydrogen bonding, such as a polyurethane resin, a polyamide resin, and a polyvinyl alcohol resin. The polymer elastic body containing such a resin is excellent in adhesiveness for focusing ultrafine single fibers or binding fiber bundles. In addition, the hardness of the abrasive is increased, the stability over time in polishing is excellent, and the loss of fibers is also suppressed.
Among the above resins, polyurethane resins are preferred because of the rigidity of the abrasive, the wettability, and the stability over time at the time of polishing, and a polyalkylene glycol having a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a carbon number of 3 or less. A polyurethane resin having at least one hydrophilic group selected from the group consisting of groups is particularly preferred.
Of the polyurethane resins, water-dispersible polyurethane resins are preferable. A water-dispersible polyurethane resin has a high concentration, a low viscosity, and an excellent impregnation permeability. Moreover, the adhesiveness with respect to a fiber is also excellent.

以下に、高分子弾性体に含まれる樹脂としてポリウレタン系樹脂を用いる場合について、代表例として詳しく説明する。
ポリウレタン系樹脂としては、平均分子量200〜6000の高分子ポリオールと有機ポリイソシアネ−トと、鎖伸長剤とを、所定のモル比で反応させることにより得られる各種のポリウレタン系樹脂が挙げられる。
Below, the case where a polyurethane-type resin is used as resin contained in a polymer elastic body is demonstrated in detail as a representative example.
Examples of the polyurethane resin include various polyurethane resins obtained by reacting a polymer polyol having an average molecular weight of 200 to 6000, an organic polyisocyanate, and a chain extender in a predetermined molar ratio.

前記高分子ポリオールの具体例としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリ(メチルテトラメチレングリコール)などのポリエーテル系ポリオールおよびその共重合体;ポリブチレンアジペートジオール、ポリブチレンセバケートジオール、ポリヘキサメチレンアジペートジオール、ポリ(3−メチル−1,5−ペンチレンアジペート)ジオール、ポリ(3−メチル−1,5−ペンチレンセバケート)ジオール、ポリカプロラクトンジオールなどのポリエステル系ポリオールおよびその共重合体;ポリヘキサメチレンカーボネートジオール、ポリ(3−メチル−1,5−ペンチレンカーボネート)ジオール、ポリペンタメチレンカーボネートジオール、ポリテトラメチレンカーボネートジオールなどのポリカーボネート系ポリオールおよびその共重合体;ポリエステルカーボネートポリオール等が挙げられる。また、必要に応じて、トリメチロールプロパン等の3官能アルコールやペンタエリスリトール等の4官能アルコールなどの多官能アルコール、又は、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等の短鎖アルコールを併用してもよい。これらは単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
特に、非晶性のポリカーボネート系ポリオール、脂環式ポリカーボネート系ポリオール、直鎖状ポリカーボネート系ポリオール、及び、これらのポリカーボネート系ポリオールとポリエーテル系ポリオール又はポリエステル系ポリオールとの混合物を用いることが、耐加水分解性や耐酸化性等の耐久性に優れた研磨材が得られる点から好ましい。
また、炭素数5以下、特には炭素数3以下のポリアルキレングリコール基を含有するポリウレタン樹脂は、水に対する濡れ性がとくに良好になる点から好ましい。
Specific examples of the polymer polyol include, for example, polyether polyols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, poly (methyltetramethylene glycol) and copolymers thereof; polybutylene adipate diol, polybutylene seba Polyester polyols such as keto diol, polyhexamethylene adipate diol, poly (3-methyl-1,5-pentylene adipate) diol, poly (3-methyl-1,5-pentylene sebacate) diol, polycaprolactone diol And copolymers thereof; polyhexamethylene carbonate diol, poly (3-methyl-1,5-pentylene carbonate) diol, polypentamethylene carbonate diol, polytetramethylene Polycarbonate polyols and copolymers thereof, such as turbo sulfonate diol; polyester carbonate polyols and the like. If necessary, a trifunctional alcohol such as trimethylolpropane or a polyfunctional alcohol such as tetrafunctional alcohol such as pentaerythritol, or ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol. Etc. You may use together short chain alcohols, such as. These may be used alone or in combination of two or more.
In particular, the use of amorphous polycarbonate polyols, alicyclic polycarbonate polyols, linear polycarbonate polyols, and mixtures of these polycarbonate polyols with polyether polyols or polyester polyols are resistant to water. This is preferable because an abrasive having excellent durability such as decomposability and oxidation resistance can be obtained.
In addition, a polyurethane resin containing a polyalkylene glycol group having 5 or less carbon atoms, particularly 3 or less carbon atoms is preferable from the viewpoint of particularly good wettability with water.

前記有機ポリイソシアネートの具体例としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂肪族あるいは脂環族ジイソシアネート等の無黄変型ジイソシアネート;2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートポリウレタン等の芳香族ジイソシアネート、等が挙げられる。また、必要に応じて、3官能イソシアネートや4官能イソシアネートなどの多官能イソシアネートを併用してもよい。これらは単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中では、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネートが、繊維に対する接着性が高く、また、硬度が高い研磨材が得られる点から好ましい。
Specific examples of the organic polyisocyanate include non-yellowing diisocyanates such as aliphatic or alicyclic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, norbornene diisocyanate, and 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate; 2,4- Examples thereof include aromatic diisocyanates such as tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, and xylylene diisocyanate polyurethane. Moreover, you may use together polyfunctional isocyanates, such as trifunctional isocyanate and tetrafunctional isocyanate, as needed. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, and xylylene diisocyanate have high adhesion to fibers, Moreover, it is preferable from the point from which an abrasive | polishing material with high hardness is obtained.

前記鎖伸長剤の具体例としては、例えば、ヒドラジン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、ピペラジンおよびその誘導体、アジピン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジドなどのジアミン類;ジエチレントリアミンなどのトリアミン類;トリエチレンテトラミンなどのテトラミン類;エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,4−シクロヘキサンジオールなどのジオール類;トリメチロールプロパンなどのトリオール類;ペンタエリスリトールなどのペンタオール類;アミノエチルアルコール、アミノプロピルアルコールなどのアミノアルコール類等が挙げられる。これらは単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中では、ヒドラジン、ピペラジン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミンおよびその誘導体、エチレントリアミンなどのトリアミンの中から2種以上組み合わせて用いることが、短時間で硬化反応が完了する点から好ましい。
また、鎖伸長反応時に、鎖伸長剤とともに、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミンなどのモノアミン類;4−アミノブタン酸、6−アミノヘキサン酸などのカルボキシル基含有モノアミン化合物;メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのモノオール類を併用してもよい。
Specific examples of the chain extender include, for example, diamines such as hydrazine, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, nonamethylenediamine, xylylenediamine, isophoronediamine, piperazine and derivatives thereof, adipic acid dihydrazide, and isophthalic acid dihydrazide. Triamines such as diethylenetriamine; tetramines such as triethylenetetramine; ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-bis (β-hydroxyethoxy) benzene, 1, Diols such as 4-cyclohexanediol; Triols such as trimethylolpropane; Pentaols such as pentaerythritol; Aminoethyl alcohol, Aminopropyl alcohol Amino alcohols such as such as Le and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, it is preferable to use a combination of two or more of hydrazine, piperazine, hexamethylenediamine, isophoronediamine and derivatives thereof, and triamines such as ethylenetriamine from the viewpoint of completing the curing reaction in a short time.
In addition, during the chain extension reaction, together with the chain extender, monoamines such as ethylamine, propylamine, and butylamine; carboxyl group-containing monoamine compounds such as 4-aminobutanoic acid and 6-aminohexanoic acid; methanol, ethanol, propanol, butanol, etc. Monools may be used in combination.

また、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)ブタン酸、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)吉草酸などのカルボキシル基含有ジオール等を併用して、ポリウレタン系樹脂の骨格にカルボキシル基などのイオン性基を導入することにより、水に対する濡れ性をさらに向上させることができる。   In addition, a polyurethane containing a carboxyl group-containing diol such as 2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid, 2,2-bis (hydroxymethyl) butanoic acid, 2,2-bis (hydroxymethyl) valeric acid, etc. By introducing an ionic group such as a carboxyl group into the skeleton of the resin, the wettability to water can be further improved.

また、高分子弾性体の吸水率や貯蔵弾性率を制御するために、ポリウレタンを形成するモノマー単位が有する官能基と反応し得る官能基を分子内に2個以上含有する架橋剤や、ポリイソシアネート系化合物、多官能ブロックイソシアネート系化合物等の自己架橋性の化合物を添加することのより、架橋構造を形成することが好ましい。   Moreover, in order to control the water absorption rate and storage elastic modulus of the polymer elastic body, a crosslinking agent containing two or more functional groups capable of reacting with the functional group of the monomer unit forming the polyurethane, or polyisocyanate It is preferable to form a crosslinked structure by adding a self-crosslinking compound such as a compound based on polyfunctional block isocyanates.

前記モノマー単位が有する官能基と架橋剤の官能基との組み合わせとしては、カルボキシル基とオキサゾリン基、カルボキシル基とカルボジイミド基、カルボキシル基とエポキシ基、カルボキシル基とシクロカーボネート基、カルボキシル基とアジリジン基、カルボニル基とヒドラジン誘導体又はヒドラジド誘導体などが挙げられる。これらの中では、カルボキシル基を有するモノマー単位とオキサゾリン基、カルボジイミド基またはエポキシ基を有する架橋剤との組み合わせ、水酸基またはアミノ基を有するモノマー単位とブロックイソシアネート基を有する架橋剤との組み合わせ、およびカルボニル基を有するモノマー単位とヒドラジン誘導体またはヒドラジド誘導体との組み合わせが、架橋形成が容易であり、得られる研磨材の剛性や耐磨耗性が優れる点から、特に好ましい。
なお、架橋構造は、不織布にポリウレタン樹脂を付与した後の熱処理工程において形成することが、高分子弾性体の水性液の安定性を維持する点から好ましい。これらの中でも、架橋性能や水性液のポットライフ性が優れ、また安全面でも問題のないカルボジイミド基および/またはオキサゾリン基が特に好ましい。
カルボジイミド基を有する架橋剤としては、例えば日清紡績株式会社製「カルボジライトE−01」、「カルボジライトE−02」、「カルボジライトV−02」などの水分散カルボジイミド系化合物を挙げることができる。
また、オキサゾリン基を有する架橋剤としては、例えば日本触媒株式会社製「エポクロスK−2010E」、「エポクロスK−2020E」、「エポクロスWS−500」などの水分散オキサゾリン系化合物を挙げることができる。
架橋剤の配合量としては、ポリウレタン樹脂に対して、架橋剤の有効成分が1〜20質量%であることが好ましく、1.5〜1質量%であることがより好ましく、2〜10質量%であることがさらに好ましい。
As a combination of the functional group of the monomer unit and the functional group of the crosslinking agent, carboxyl group and oxazoline group, carboxyl group and carbodiimide group, carboxyl group and epoxy group, carboxyl group and cyclocarbonate group, carboxyl group and aziridine group, Examples thereof include a carbonyl group and a hydrazine derivative or a hydrazide derivative. Among these, a combination of a monomer unit having a carboxyl group and a crosslinking agent having an oxazoline group, a carbodiimide group or an epoxy group, a combination of a monomer unit having a hydroxyl group or an amino group and a crosslinking agent having a blocked isocyanate group, and carbonyl A combination of a monomer unit having a group and a hydrazine derivative or a hydrazide derivative is particularly preferred because crosslinking is easy and the resulting abrasive has excellent rigidity and wear resistance.
The crosslinked structure is preferably formed in the heat treatment step after applying the polyurethane resin to the nonwoven fabric from the viewpoint of maintaining the stability of the aqueous liquid of the polymer elastic body. Among these, a carbodiimide group and / or an oxazoline group are particularly preferable because they are excellent in crosslinking performance and pot life of an aqueous liquid and have no problem in safety.
Examples of the crosslinking agent having a carbodiimide group include water-dispersed carbodiimide compounds such as “Carbodilite E-01”, “Carbodilite E-02”, and “Carbodilite V-02” manufactured by Nisshinbo Industries, Ltd.
Examples of the crosslinking agent having an oxazoline group include water-dispersed oxazoline compounds such as “Epocross K-2010E”, “Epocross K-2020E”, and “Epocross WS-500” manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.
As a compounding quantity of a crosslinking agent, it is preferable that the active ingredient of a crosslinking agent is 1-20 mass% with respect to a polyurethane resin, It is more preferable that it is 1.5-1 mass%, 2-10 mass% More preferably.

また、極細単繊維との接着性を高め繊維束の剛性を高める点から、ポリウレタン樹脂中の高分子ポリオール成分の含有率としては、65質量%以下、さらには、60質量%以下であることが好ましい。また、40質量%以上、さらには、45質量%以上であることが適度な弾性を付与することによりスクラッチの発生を抑制することができる点から好ましい。   In addition, from the viewpoint of enhancing the adhesion to the ultrafine single fiber and increasing the rigidity of the fiber bundle, the content of the polymer polyol component in the polyurethane resin is 65% by mass or less, and further 60% by mass or less. preferable. Moreover, it is preferable from the point which can suppress generation | occurrence | production of a scratch by providing moderate elasticity that it is 40 mass% or more, and also 45 mass% or more.

また、高分子弾性体は、浸透剤、消泡剤、滑剤、撥水剤、撥油剤、増粘剤、増量剤、硬化促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、蛍光剤、防黴剤、発泡剤、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロースなどの水溶性高分子化合物、染料、顔料、無機微粒子などをさらに含有してもよい。   In addition, polymer elastic bodies are penetrants, antifoaming agents, lubricants, water repellents, oil repellents, thickeners, extenders, curing accelerators, antioxidants, ultraviolet absorbers, fluorescent agents, antifungal agents, You may further contain foaming agents, water-soluble polymer compounds, such as polyvinyl alcohol and carboxymethylcellulose, dyes, pigments, and inorganic fine particles.

本願実施形態の高分子弾性体の吸水率は特に限定されないが、0.5〜8質量%であることが好ましく、1〜6質量%であることがより好ましい。高分子弾性体の吸水率がこのような範囲である場合には、研磨の際に研磨材に対する砥粒スラリーの高い濡れ性が維持されるとともに、研磨材の剛性が経時的に低下することをより抑制することができる。これにより、高い研磨レートや、研磨不均一性を維持することができる。
なお、高分子弾性体の吸水率とは、乾燥処理した樹脂フィルムを室温の水に浸漬して飽和膨潤させたときの吸水率である。また、高分子弾性体が2種以上の樹脂を含有する場合には、高分子弾性体の吸収率は各樹脂の吸水率に質量分率を乗じた値の和として理論上算出される。
Although the water absorption rate of the polymer elastic body of this embodiment is not specifically limited, It is preferable that it is 0.5-8 mass%, and it is more preferable that it is 1-6 mass%. When the water absorption rate of the polymer elastic body is within such a range, it is possible to maintain high wettability of the abrasive slurry with respect to the abrasive during polishing and to reduce the rigidity of the abrasive over time. It can be suppressed more. Thereby, a high polishing rate and polishing nonuniformity can be maintained.
The water absorption rate of the elastic polymer is the water absorption rate when the dried resin film is immersed in water at room temperature and swelled in saturation. When the polymer elastic body contains two or more kinds of resins, the absorption rate of the polymer elastic body is theoretically calculated as the sum of values obtained by multiplying the water absorption rate of each resin by the mass fraction.

このような吸水率を有する高分子弾性体は、高分子弾性体に含まれる樹脂の架橋密度の調整や、樹脂に親水性の官能基を導入すること等により得ることができる。
具体的には、例えば高分子弾性体に含まれる樹脂に、カルボキシル基、スルホン酸基、及び、炭素数3以下のポリアルキレングリコール基からなる群から選ばれる少なくとも1種の親水性基を導入することにより、高分子弾性体の吸水率や親水性を調整することができる。これにより、研磨の際における、研磨材の砥粒スラリーに対する濡れ性を向上させることができる。
このような親水性基は高分子弾性体に含まれる樹脂を製造する際のモノマー成分として、親水性基を有するモノマー成分を共重合することにより、樹脂に導入することができる。このような親水性基を有するモノマー成分の共重合割合としては、0.1〜20質量%、更には、0.5〜10質量%であることが、吸水による膨潤軟化を最小限に抑えつつ、吸水率や濡れ性を高めることができる点から好ましい。
The polymer elastic body having such a water absorption rate can be obtained by adjusting the crosslinking density of the resin contained in the polymer elastic body, introducing a hydrophilic functional group into the resin, or the like.
Specifically, for example, at least one hydrophilic group selected from the group consisting of a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a polyalkylene glycol group having 3 or less carbon atoms is introduced into a resin contained in the polymer elastic body. Thus, the water absorption and hydrophilicity of the polymer elastic body can be adjusted. Thereby, the wettability with respect to the abrasive slurry of the abrasive during polishing can be improved.
Such a hydrophilic group can be introduced into the resin by copolymerizing a monomer component having a hydrophilic group as a monomer component for producing a resin contained in the polymer elastic body. The copolymerization ratio of the monomer component having such a hydrophilic group is 0.1 to 20% by mass, and further 0.5 to 10% by mass while minimizing swelling and softening due to water absorption. From the point that water absorption and wettability can be improved.

高分子弾性体の150℃における貯蔵弾性率[E’(150℃、dry)]は特に限定されないが、0.1〜100MPaであることが好ましく、1〜80MPaであることがより好ましい。このような貯蔵弾性率[E’(150℃、dry)]を有する高分子弾性体は、高分子弾性体に含まれる樹脂に架橋構造を形成させることにより得ることができる。高分子弾性体に含まれる樹脂が親水性基を有することにより、高分子弾性体が水で膨潤しやすく吸水率が高くなりすぎる場合がある。このような場合には、架橋密度を調整することにより、吸水率を制御することができる。
なお、高分子弾性体が2種以上の樹脂を含有する場合には、高分子弾性体の貯蔵弾性率[E’(150℃、dry)]は、各樹脂の貯蔵弾性率[E’(150℃、dry)]に質量分率を乗じた値の和として理論上算出される。
The storage elastic modulus [E ′ (150 ° C., dry)] at 150 ° C. of the polymer elastic body is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 100 MPa, and more preferably 1 to 80 MPa. A polymer elastic body having such a storage elastic modulus [E ′ (150 ° C., dry)] can be obtained by forming a crosslinked structure in a resin contained in the polymer elastic body. When the resin contained in the polymer elastic body has a hydrophilic group, the polymer elastic body is likely to swell with water and the water absorption rate may be too high. In such a case, the water absorption rate can be controlled by adjusting the crosslinking density.
When the polymer elastic body contains two or more kinds of resins, the storage elastic modulus [E ′ (150 ° C., dry)] of the polymer elastic body is the storage elastic modulus [E ′ (150) of each resin. C, dry)] is theoretically calculated as the sum of values obtained by multiplying the mass fraction.

1−3.研磨材の製造方法
次に、本実施形態の研磨材の製造方法の一例について詳しく説明する。
本実施形態の研磨材は、例えば、
(1)水溶性熱可塑性樹脂と非水溶性熱可塑性樹脂とを溶融紡糸して得られる海島型複合繊維からなる長繊維ウェブを製造するウェブ製造工程、
(2)前記長繊維ウェブを複数枚重ねて絡合させることによりウェブ絡合シートを形成するウェブ絡合工程、
(3)前記ウェブ絡合シートを湿熱収縮させる湿熱収縮処理工程、
(5)前記ウェブ絡合シート中の前記水溶性熱可塑性樹脂を熱水中で溶解することにより、極細単繊維を形成する極細繊維形成工程、及び
(6)前記極細繊維形成工程(5)において水溶性熱可塑性樹脂が除去されたウェブ絡合シートに高分子弾性体の水性液を含浸及び乾燥凝固させる高分子弾性体充填工程、
を備える研磨材の製造方法により得ることができる。 他の一例としては、本実施形態の研磨材は、上記の工程(1)〜(3)及び(5)〜(6)に加えて、
(4)前記湿熱収縮処理工程(3)において収縮処理されたウェブ絡合シートに高分子弾性体の水性液を含浸及び乾燥凝固させることにより、繊維束を結着させる繊維束結着工程、
を備える研磨材の製造方法により得ることができる。
1-3. Next, an example of the manufacturing method of the abrasive according to the present embodiment will be described in detail.
The abrasive of this embodiment is, for example,
(1) A web production process for producing a long fiber web comprising sea-island type composite fibers obtained by melt spinning a water-soluble thermoplastic resin and a water-insoluble thermoplastic resin,
(2) A web entanglement step of forming a web entanglement sheet by overlapping and intertwining a plurality of the long fiber webs;
(3) a wet heat shrinkage treatment step for wet heat shrinkage of the web entangled sheet;
(5) In the ultrafine fiber forming step (5), the ultrafine fiber forming step of forming ultrafine single fibers by dissolving the water-soluble thermoplastic resin in the web entangled sheet in hot water; A polymer elastic body filling step of impregnating a web entangled sheet from which a water-soluble thermoplastic resin has been removed with an aqueous liquid of a polymer elastic body and drying and solidifying it,
It can obtain by the manufacturing method of an abrasive | polishing material provided with these. As another example, in addition to the above steps (1) to (3) and (5) to (6), the abrasive of the present embodiment is
(4) A fiber bundle binding step of binding a fiber bundle by impregnating and drying and solidifying an aqueous liquid of a polymer elastic body to the web entangled sheet contracted in the wet heat contraction processing step (3),
It can obtain by the manufacturing method of an abrasive | polishing material provided with these.

前記製造方法においては、長繊維を含有するウェブ絡合シートを湿熱収縮させる工程を経ることにより、短繊維を含有するウェブ絡合シートを湿熱収縮させる場合に比べて、ウェブ絡合シートを大きく収縮させることができ、そのために、極細単繊維の繊維密度が緻密になる。そして、ウェブ絡合シートの水溶性熱可塑性樹脂を溶解抽出することにより、極細繊維束が形成される。このとき、水溶性熱可塑性樹脂が溶解抽出された部分に空隙が形成される。ウェブ絡合シートの水溶性熱可塑性樹脂を溶解抽出する前に、ウェブ絡合シートに高分子弾性体の水性液を含浸及び乾燥凝固させることにより、及び/又は、ウェブ絡合シートの水溶性熱可塑性樹脂を溶解抽出した後に、形成された空隙に高分子弾性体の水性液を含浸及び乾燥凝固させることにより、極細繊維束を構成する極細単繊維が集束されるとともに、極細繊維束同士も集束される。このようにして、繊維密度が高く、空隙率が低く、極細単繊維が収束された剛性が高い研磨材が得られる。   In the above manufacturing method, the web entangled sheet containing the long fibers is subjected to the heat and heat shrinkage process, so that the web entangled sheet is largely contracted as compared with the case where the web entangled sheet containing the short fibers is subjected to the heat and heat shrinkage. As a result, the fiber density of the ultrafine single fiber becomes dense. And an ultrafine fiber bundle is formed by melt-extracting the water-soluble thermoplastic resin of a web entanglement sheet. At this time, voids are formed in the portion where the water-soluble thermoplastic resin is dissolved and extracted. Before dissolving and extracting the water-soluble thermoplastic resin of the web-entangled sheet, the web-entangled sheet is impregnated with an aqueous liquid of a polymer elastic body and dried and solidified. After the plastic resin is dissolved and extracted, the formed voids are impregnated with an aqueous liquid of a polymer elastic body and dried and solidified so that the ultrafine single fibers constituting the ultrafine fiber bundles are focused and the ultrafine fiber bundles are also focused. Is done. In this way, an abrasive having a high fiber density, a low porosity, and a high rigidity in which ultrafine fibers are converged is obtained.

以下に各工程について、詳しく説明する。
(1)ウェブ製造工程
本工程においては、はじめに、水溶性熱可塑性樹脂と非水溶性熱可塑性樹脂とを溶融紡糸して得られる海島型複合繊維からなる長繊維ウェブを製造する。
Each step will be described in detail below.
(1) Web manufacturing process In this process, first, a long fiber web made of sea-island composite fibers obtained by melt spinning a water-soluble thermoplastic resin and a water-insoluble thermoplastic resin is manufactured.

前記海島型複合繊維は、水溶性熱可塑性樹脂と、前記水溶性熱可塑性樹脂と相溶性が低い非水溶性熱可塑性樹脂とをそれぞれ溶融紡糸した後、複合化させることにより得られる。そして、このようにして得た海島型複合繊維から極細繊維形成工程(5)において水溶性熱可塑性樹脂を溶解除去または分解除去することにより、極細単繊維が形成される。海島型複合繊維の太さは、工業性の観点から、0.5〜3デシテックスであることが好ましい。
なお、本実施形態においては、極細単繊維を形成するための複合繊維として海島型複合繊維について詳しく説明するが、海島型繊維の代わりに多層積層型断面繊維等の公知の極細繊維発生型繊維を用いてもよい。
The sea-island type composite fiber is obtained by melt spinning each of a water-soluble thermoplastic resin and a water-insoluble thermoplastic resin having low compatibility with the water-soluble thermoplastic resin, and then combining them. Then, the ultrafine single fiber is formed by dissolving or removing the water-soluble thermoplastic resin from the sea-island type composite fiber thus obtained in the ultrafine fiber forming step (5). The thickness of the sea-island type composite fiber is preferably 0.5 to 3 dtex from the viewpoint of industrial properties.
In this embodiment, the sea-island type composite fiber will be described in detail as a composite fiber for forming an ultrafine single fiber. However, a known ultrafine fiber generating fiber such as a multilayer laminated cross-section fiber is used instead of the sea-island type fiber. It may be used.

前記水溶性熱可塑性樹脂としては、水、アルカリ性水溶液、酸性水溶液等により、溶解除去または分解除去できる熱可塑性樹脂であって、溶融紡糸が可能な樹脂が好ましく用いられる。このような、水溶性熱可塑性樹脂の具体例としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール共重合体等のポリビニルアルコール系樹脂(PVA系樹脂);ポリエチレングリコール及び/又はスルホン酸アルカリ金属塩を共重合成分として含有する変性ポリエステル;ポリエチレンオキシド等が挙げられる。これらの中では、特に、PVA系樹脂が以下の理由により、好ましく用いられる。   The water-soluble thermoplastic resin is preferably a thermoplastic resin that can be dissolved or removed by water, an alkaline aqueous solution, an acidic aqueous solution, or the like and that can be melt-spun. Specific examples of such a water-soluble thermoplastic resin include, for example, polyvinyl alcohol resins (PVA resins) such as polyvinyl alcohol and polyvinyl alcohol copolymers; copolymers of polyethylene glycol and / or alkali metal sulfonates. Modified polyesters contained as components; polyethylene oxide and the like. Among these, PVA-based resins are particularly preferably used for the following reasons.

PVA系樹脂を水溶性熱可塑性樹脂成分とする海島型複合繊維を用いた場合、極細繊維形成工程(5)においてPVA系樹脂を溶解することにより形成される極細単繊維が大きく捲縮する。このことにより繊維密度が高い不織布が得られる。また、PVA系樹脂を水溶性熱可塑性樹脂成分とする海島型複合繊維を用いた場合、極細繊維形成工程(5)においてPVA系樹脂を溶解させるときに、極細繊維形成工程(5)において形成される極細単繊維や繊維束結着工程(4)において充填される高分子弾性体は実質的に分解または溶解されないので、極細単繊維や高分子弾性体の物性低下が起こりにくい。さらに、環境負荷も小さい。   When the sea-island type composite fiber having a PVA resin as a water-soluble thermoplastic resin component is used, the ultrafine single fiber formed by dissolving the PVA resin in the ultrafine fiber forming step (5) is greatly crimped. As a result, a nonwoven fabric having a high fiber density can be obtained. Moreover, when the sea-island type composite fiber which uses PVA-type resin as a water-soluble thermoplastic resin component is used, when PVA-type resin is dissolved in ultrafine fiber formation process (5), it is formed in ultrafine fiber formation process (5). Since the ultrathin single fiber and the polymer elastic body filled in the fiber bundle binding step (4) are not substantially decomposed or dissolved, the physical properties of the ultrafine single fiber or the polymer elastic body are hardly lowered. Furthermore, the environmental load is small.

PVA系樹脂は、ビニルエステル単位を主体とする共重合体をケン化することにより得られる。ビニルエステル単位を形成するためのビニル単量体の具体例としては、例えば、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニル、及び、バーサティック酸ビニル等が挙げられる。これらは、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中では、酢酸ビニルが工業性の点から好ましい。   The PVA-based resin can be obtained by saponifying a copolymer mainly composed of vinyl ester units. Specific examples of vinyl monomers for forming the vinyl ester unit include, for example, vinyl acetate, vinyl formate, vinyl propionate, vinyl valelate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, Examples include vinyl pivalate and vinyl versatate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, vinyl acetate is preferable from the viewpoint of industrial properties.

PVA系樹脂は、ビニルエステル単位のみからなるホモPVAであっても、ビニルエステル単位以外の共重合単量体単位を構成単位として含有する変性PVAであってもよい。溶融紡糸性、水溶性、繊維物性を制御できる点から、変性PVAがより好ましい。
ビニルエステル単位以外の共重合単量体単位の具体例としては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテンなどの炭素数4以下のα−オレフィン類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテルなどのビニルエーテル類等が挙げられる。
ビニルエステル単位以外の共重合単量体単位の含有割合としては、1〜20モル%、さらには、4〜15モル%とくには、6〜13モル%の範囲であることが好ましい。これらの中ではエチレン単位を4〜15モル%、さらには、6〜13モル%含有するエチレン変性PVAが海島型複合繊維の物性が高くなる点から好ましい。
The PVA-based resin may be a homo PVA composed only of vinyl ester units or a modified PVA containing a comonomer unit other than the vinyl ester unit as a constituent unit. Modified PVA is more preferable from the viewpoint of controlling melt spinnability, water solubility, and fiber properties.
Specific examples of the comonomer unit other than the vinyl ester unit include, for example, α-olefins having 4 or less carbon atoms such as ethylene, propylene, 1-butene and isobutene; methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether. And vinyl ethers such as isopropyl vinyl ether and n-butyl vinyl ether.
The content ratio of the comonomer units other than the vinyl ester unit is preferably 1 to 20 mol%, more preferably 4 to 15 mol%, and particularly preferably 6 to 13 mol%. Among these, ethylene-modified PVA containing 4 to 15 mol%, more preferably 6 to 13 mol% of ethylene units is preferable from the viewpoint of improving the physical properties of the sea-island composite fibers.

PVA系樹脂の粘度平均重合度は、200〜500、さらには、230〜470、とくには、250〜450の範囲であることが、安定な海島構造が形成される点、溶融紡糸性に優れた溶融粘度を示す点、及び、溶解時の溶解速度が速い点から好ましい。なお、前記重合度は、JIS−K6726に準じて測定される。すなわち、PVA樹脂を再ケン化し、精製した後、30℃の水中で測定した極限粘度[η]から次式により求められる。
粘度平均重合度P=([η]×103/8.29)(1/0.62)
PVA系樹脂のケン化度としては、90〜99.99モル%、さらには93〜99.98モル%、とくには、94〜99.97モル%、殊には、96〜99.96モル%の範囲であることが好ましい。前記ケン化度がこのような範囲である場合には、水溶性に優れ、熱安定性が良好で、溶融紡糸性に優れ、また、生分解性にも優れたPVA系樹脂が得られる。
The viscosity average degree of polymerization of the PVA-based resin is 200 to 500, more preferably 230 to 470, and particularly 250 to 450, so that a stable sea-island structure is formed and the melt spinnability is excellent. It is preferable from the point which shows melt viscosity and the point that the melt | dissolution rate at the time of melt | dissolution is quick. The degree of polymerization is measured according to JIS-K6726. That is, after re-saponifying and purifying the PVA resin, it is obtained from the intrinsic viscosity [η] measured in water at 30 ° C. by the following equation.
Viscosity average degree of polymerization P = ([η] × 103 / 8.29) (1 / 0.62)
The saponification degree of the PVA-based resin is 90 to 99.99 mol%, more preferably 93 to 99.98 mol%, particularly 94 to 99.97 mol%, particularly 96 to 99.96 mol%. It is preferable that it is the range of these. When the saponification degree is in such a range, a PVA resin having excellent water solubility, excellent thermal stability, excellent melt spinnability, and excellent biodegradability can be obtained.

前記PVA系樹脂の融点としては、160〜250℃、さらには170〜227℃、特には175〜224℃、殊には180〜220℃の範囲であることが、機械的特性及び熱安定性に優れる点、及び溶融紡糸性に優れる点から好ましい。
なお、前記PVA系樹脂の融点が高すぎる場合には、融点と分解温度が近づくために、溶融紡糸の際に分解を生じることにより、溶融紡糸性が低下する傾向がある。
また、前記PVA系樹脂の融点が、前記非水溶性熱可塑性樹脂の融点に比べて低すぎる場合には、溶融紡糸性が低下する点から好ましくない。
このような観点から、PVA系樹脂の融点は、前記非水溶性熱可塑性樹脂の融点に比べて60℃以上低すぎないことが好ましく、30℃以上低すぎないことがより好ましい。
The melting point of the PVA-based resin is 160 to 250 ° C., more preferably 170 to 227 ° C., particularly 175 to 224 ° C., particularly 180 to 220 ° C., in view of mechanical properties and thermal stability. It is preferable from the point which is excellent, and the point which is excellent in melt spinnability.
When the melting point of the PVA-based resin is too high, the melting point and the decomposition temperature are close to each other, so that the melt spinnability tends to be reduced by causing decomposition during melt spinning.
Moreover, when the melting point of the PVA-based resin is too low as compared with the melting point of the water-insoluble thermoplastic resin, it is not preferable because the melt spinnability is lowered.
From such a viewpoint, the melting point of the PVA-based resin is preferably not lower than 60 ° C. or higher, more preferably not lower than 30 ° C. or lower, compared to the melting point of the water-insoluble thermoplastic resin.

前記非水溶性熱可塑性樹脂としては、水、アルカリ性水溶液、酸性水溶液等により、溶解除去または分解除去されない熱可塑性樹脂であって、溶融紡糸が可能な樹脂が好ましく用いられる。
前記非水溶性熱可塑性樹脂の具体例としては、上述した不織布を構成する極細単繊維の具体例において、極細単繊維の具体例を形成する樹脂として記載した樹脂が挙げられる。
前記非水溶性熱可塑性樹脂は各種添加剤を含有してもよい。前記添加材の具体例としては、例えば、触媒、着色防止剤、耐熱剤、難燃剤、滑剤、防汚剤、蛍光増白剤、艶消剤、着色剤、光沢改良剤、制電剤、芳香剤、消臭剤、抗菌剤、防ダニ剤、無機微粒子等が挙げられる。
As the water-insoluble thermoplastic resin, a resin that can be melt-spun and is a thermoplastic resin that is not dissolved or removed by water, an alkaline aqueous solution, an acidic aqueous solution, or the like.
Specific examples of the water-insoluble thermoplastic resin include the resins described as the resin forming the specific example of the ultrafine single fiber in the specific example of the ultrafine single fiber constituting the nonwoven fabric described above.
The water-insoluble thermoplastic resin may contain various additives. Specific examples of the additive include, for example, a catalyst, an anti-coloring agent, a heat-resistant agent, a flame retardant, a lubricant, an antifouling agent, a fluorescent whitening agent, a matting agent, a coloring agent, a gloss improving agent, an antistatic agent, and an aroma. Agents, deodorants, antibacterial agents, acaricides, inorganic fine particles and the like.

次に、前記水溶性熱可塑性樹脂と前記非水溶性熱可塑性樹脂とを溶融紡糸して海島型複合繊維を形成し、得られた海島型複合繊維から長繊維ウェブを形成する方法について、詳しく説明する。
前記長繊維ウェブは、例えば、前記水溶性熱可塑性樹脂と前記非水溶性熱可塑性樹脂とを溶融紡糸することにより複合化した後、スパンボンド法により、延伸後、堆積させることにより得られる。このように、スパンボンド法によりウェブを形成することにより、繊維の抜けが少なく、繊維密度が高く、形態安定性が良好な海島型複合繊維からなる長繊維ウェブが得られる。なお、長繊維とは、短繊維を製造するときのような切断工程を経ずに製造された繊維である。
Next, a method for forming a sea-island composite fiber by melt spinning the water-soluble thermoplastic resin and the water-insoluble thermoplastic resin and forming a long fiber web from the obtained sea-island composite fiber will be described in detail. To do.
The long fiber web can be obtained, for example, by combining the water-soluble thermoplastic resin and the water-insoluble thermoplastic resin by melt spinning and then stretching and depositing by a spunbond method. In this way, by forming the web by the spunbond method, a long fiber web made of sea-island type composite fibers with less fiber loss, high fiber density, and good shape stability can be obtained. In addition, a long fiber is a fiber manufactured without passing through a cutting process like manufacturing a short fiber.

海島型複合繊維の製造においては、水溶性熱可塑性樹脂と非水溶性熱可塑性樹脂とがそれぞれ溶融紡糸され、複合化される。
水溶性熱可塑性樹脂と非水溶性熱可塑性樹脂との質量比としては、5/95〜50/50、さらには、10/90〜40/60の範囲であることが好ましい。水溶性熱可塑性樹脂と非水溶性熱可塑性樹脂との質量比がこのような範囲である場合には、高密度の不織布が得られ、また、極細単繊維の形成性にも優れる。
In the production of a sea-island type composite fiber, a water-soluble thermoplastic resin and a water-insoluble thermoplastic resin are melt-spun and combined.
The mass ratio of the water-soluble thermoplastic resin to the water-insoluble thermoplastic resin is preferably in the range of 5/95 to 50/50, more preferably 10/90 to 40/60. When the mass ratio of the water-soluble thermoplastic resin and the water-insoluble thermoplastic resin is within such a range, a high-density nonwoven fabric can be obtained and the formability of ultrafine single fibers is excellent.

水溶性熱可塑性樹脂と非水溶性熱可塑性樹脂とを溶融紡糸により複合化した後、スパンボンド法により、長繊維ウェブを形成する方法について、以下に詳しく説明する。   A method for forming a long fiber web by a spunbond method after combining a water-soluble thermoplastic resin and a water-insoluble thermoplastic resin by melt spinning will be described in detail below.

はじめに、水溶性熱可塑性樹脂及び非水溶性熱可塑性樹脂をそれぞれ別々の押出機により溶融混練し、それぞれ異なる紡糸口金から溶融樹脂のストランドを同時に吐出させる。そして、吐出されたストランドを複合ノズルで複合させた後、紡糸ヘッドのノズル孔から吐出させることにより海島型複合繊維を形成する。
溶融複合紡糸においては、海島型複合繊維における島数は4〜4000島/繊維、さらには10〜1000島/繊維にすることが、単繊維繊度が小さく、繊維密度の高い繊維束が得られる点から好ましい。
First, a water-soluble thermoplastic resin and a water-insoluble thermoplastic resin are melted and kneaded by separate extruders, and molten resin strands are simultaneously discharged from different spinnerets. Then, after the discharged strands are combined with the composite nozzle, the sea-island type composite fibers are formed by discharging from the nozzle holes of the spinning head.
In melt composite spinning, the number of islands in a sea-island type composite fiber is 4 to 4000 islands / fiber, more preferably 10 to 1000 islands / fiber, so that a fiber bundle having a small single fiber fineness and a high fiber density can be obtained. To preferred.

前記海島型複合繊維は冷却装置で冷却された後、エアジェット・ノズルなどの吸引装置を用いて目的の繊度となるように1000〜6000m/分の引き取り速度に相当する速度の高速気流により延伸される。その後、延伸された複合繊維を移動式の捕集面の上に堆積することにより長繊維ウェブが形成される。なお、このとき、必要に応じて堆積された長繊維ウェブを、部分的に圧着してもよい。
繊維ウェブの目付量は、20〜500g/m2の範囲であることが均一な不織布が得られ、また、工業性の点から好ましい。
After the sea-island type composite fiber is cooled by a cooling device, it is stretched by a high-speed air current at a speed corresponding to a take-up speed of 1000 to 6000 m / min so as to obtain a desired fineness using a suction device such as an air jet nozzle. The Thereafter, the stretched composite fibers are deposited on a movable collection surface to form a long fiber web. At this time, the long fiber web deposited may be partially crimped as necessary.
A nonwoven fabric having a uniform basis weight of the fiber web in the range of 20 to 500 g / m 2 is obtained, and is preferred from the viewpoint of industrial properties.

(2)ウェブ絡合工程
次に、得られた前記長繊維ウェブを複数枚重ねて絡合させることによりウェブ絡合シートを形成するウェブ絡合工程について説明する。
ウェブ絡合シートは、ニードルパンチや高圧水流処理等の公知の不織布製造方法を用いて長繊維ウェブに絡合処理を行うことにより形成される。以下に、代表例として、ニードルパンチによる絡合処理について詳しく説明する。
(2) Web entanglement process Next, the web entanglement process which forms a web entanglement sheet | seat by accumulating and entwining a plurality of the said long fiber webs is demonstrated.
The web entangled sheet is formed by performing an entanglement treatment on the long fiber web using a known nonwoven fabric manufacturing method such as needle punching or high-pressure water flow treatment. Below, the entanglement process by a needle punch is demonstrated in detail as a typical example.

はじめに、長繊維ウェブに針折れ防止油剤、帯電防止油剤、絡合向上油剤などのシリコーン系油剤または鉱物油系油剤を付与する。なお、目付ムラを低減させるために、2枚以上の繊維ウェブを、クロスラッパーにより重ね合わせ、油剤を付与してもよい。
その後、例えば、ニードルパンチにより三次元的に繊維を絡合させる絡合処理を行う。ニードルパンチ処理を行うことにより、繊維密度が高く、繊維の抜けを起こしにくいウェブ絡合シートが得られる。
なお、ウェブ絡合シートの目付量は、目的とする研磨材(以下研磨パッドと称することもある。)の厚さ等に応じて適宜選択されるが、具体的には、例えば、100〜1500g/m2の範囲であることが取扱い性に優れる点から好ましい。
First, a silicone oil agent or a mineral oil agent such as a needle breakage prevention oil agent, an antistatic oil agent, and an entanglement improving oil agent is applied to the long fiber web. In order to reduce unevenness in weight per unit area, two or more fiber webs may be overlapped with a cross wrapper and an oil agent may be applied.
Thereafter, for example, an entanglement process is performed in which the fibers are entangled three-dimensionally by a needle punch. By performing the needle punching process, a web entangled sheet having a high fiber density and hardly causing the fiber to come off can be obtained.
The basis weight of the web entangled sheet is appropriately selected according to the thickness of the target abrasive (hereinafter also referred to as a polishing pad), and specifically, for example, 100 to 1500 g. / M 2 is preferable from the viewpoint of excellent handleability.

油剤の種類や量、及び、ニードルパンチにおけるニードル形状、ニードル深度、パンチ数などのニードル条件は、ウェブ絡合シートの層間剥離力が高くなるような条件が適宜選択される。
バーブ数は針折れが生じない範囲で多いほうが好ましく、具体的には、例えば、1〜9バーブの中から選ばれる。ニードル深度は重ね合わせたウェブ表面までバーブが貫通するような条件、かつ、ウェブ表面にニードルパンチ後の模様が強く出ない範囲で設定することが好ましい。
また、ニードルパンチ数はニードル形状、油剤の種類と使用量等により調整されるが、具体的には、500〜5000パンチ/cm2が好ましい。
また、絡合処理後の目付量が、絡合処理前の目付量の質量比で1.2倍以上、さらには、1.5倍以上となるように絡合処理することが、繊維密度が高い不織布が得られ、また、繊維の抜けを低減できる点から好ましい。上限は特に限定されないが、処理速度の低下による製造コストの増大を避ける点で4倍以下であることが好ましい。
The conditions such that the delamination force of the web entangled sheet is increased as appropriate for the needle conditions such as the type and amount of the oil agent and the needle shape, needle depth, and number of punches in the needle punch.
The number of barbs is preferably as large as possible without causing needle breakage. Specifically, for example, the number of barbs is selected from 1 to 9 barbs. The needle depth is preferably set so that the barb penetrates to the overlapped web surface, and in a range where the pattern after needle punching does not appear strongly on the web surface.
The number of needle punches is adjusted according to the shape of the needle, the type and amount of oil used, and specifically, 500 to 5000 punches / cm 2 is preferable.
In addition, the fiber density can be obtained by performing the entanglement process so that the basis weight after the entanglement process is 1.2 times or more by mass ratio of the basis weight before the entanglement process, and further 1.5 times or more. A high non-woven fabric is obtained, and it is preferable from the viewpoint that the loss of fibers can be reduced. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 4 times or less from the viewpoint of avoiding an increase in manufacturing cost due to a decrease in processing speed.

ウェブ絡合シートの層間剥離力は、2kg/2.5cm以上、さらには、4kg/2.5cm以上であることが、形態保持性が良好で、且つ、繊維の抜けが少なく、繊維密度が高い不織布が得られる点から好ましい。
なお、層間剥離力は、三次元絡合の度合いの目安になる。層間剥離力が小さすぎる場合には、不織布の繊維密度が充分に高くない。また、不織布の層間剥離力の上限は特に限定されないが、絡合処理効率の点から30kg/2.5cm以下であることが好ましい。
The delamination force of the web entangled sheet is 2 kg / 2.5 cm or more, more preferably 4 kg / 2.5 cm or more, the shape retention is good, the fibers are not easily pulled out, and the fiber density is high. It is preferable from the point by which a nonwoven fabric is obtained.
Note that the delamination force is a measure of the degree of three-dimensional entanglement. If the delamination force is too small, the fiber density of the nonwoven fabric is not sufficiently high. Moreover, although the upper limit of the delamination force of a nonwoven fabric is not specifically limited, From the point of entanglement process efficiency, it is preferable that it is 30 kg / 2.5 cm or less.

また、本実施形態の(2)ウェブ絡合工程では、不織布の硬さを調節する目的で、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、上記のように長繊維ウェブを複数枚重ねて絡合させることにより得られた長繊維ウェブ絡合体に、さらに極細単繊維からなる編物または織物(編織物)を重ねて、ニードルパンチング処理および/または高圧水流処理により絡合処理を行ってもよい。即ち、長繊維ウェブ絡合体をウェブ絡合シートとして用いてもよいが、長繊維ウェブ絡合体に編織物が絡合一体化させた積層構造体、例えば、編織物/長繊維ウェブ絡合体、長繊維ウェブ絡合体/編織物/長繊維ウェブ絡合体などの積層構造体をウェブ絡合シートとして用いてもよい。   Moreover, in the (2) web entanglement process of this embodiment, in order to adjust the hardness of the non-woven fabric, a plurality of long fiber webs are used as described above within a range not impairing the effects of the present invention. Further, a knitted fabric or a woven fabric (knitted fabric) made of ultrafine fibers is further stacked on the long fiber web entangled body obtained by entanglement, and the entanglement treatment is performed by needle punching treatment and / or high-pressure water flow treatment. Also good. That is, a long fiber web entangled body may be used as a web entangled sheet, but a laminated structure in which a knitted fabric is entangled and integrated with the long fiber web entangled body, for example, a knitted fabric / long fiber web entangled body, a long A laminated structure such as a fiber web entangled body / knitted fabric / long fiber web entangled body may be used as the web entangled sheet.

前記編織物を構成する極細単繊維は、特に限定されない。具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、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(PBT)、ポリエステルエラストマー等から形成されるポリエステル系繊維;ポリアミド6、ポリアミド66、芳香族ポリアミド、ポリアミドエラストマー等から形成されるポリアミド系繊維;ウレタン系ポリマー、オレフィン系ポリマー、アクリロニトリル系ポリマー等からなる繊維が好ましく用いられる。
これらの中では、PET、PBT、ポリアミド6、ポリアミド66等から形成される繊維が、工業性の点から好ましい。
The ultrafine single fiber which comprises the said knitted fabric is not specifically limited. Specifically, for example, polyester fiber formed from polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate (PBT), polyester elastomer, etc .; from polyamide 6, polyamide 66, aromatic polyamide, polyamide elastomer, etc. Polyamide fibers to be formed; fibers made of urethane polymers, olefin polymers, acrylonitrile polymers and the like are preferably used.
In these, the fiber formed from PET, PBT, polyamide 6, polyamide 66 etc. is preferable from an industrial point.

また、前記編織物を形成するための海島型複合繊維の除去成分の具体例としては、例えば、ポリスチレンおよびその共重合体、ポリエチレン、PVA系樹脂、共重合ポリエステル、共重合ポリアミド等が挙げられる。
これらの中では、溶解除去する際に大きな収縮を生じる点からPVA系樹脂が好ましく用いられる。
Specific examples of the removal component of the sea-island type composite fiber for forming the knitted fabric include polystyrene and its copolymer, polyethylene, PVA resin, copolymer polyester, copolymer polyamide, and the like.
Among these, PVA-based resins are preferably used because they cause large shrinkage when dissolved and removed.

(3)湿熱収縮処理工程
次に、ウェブ絡合シートを湿熱収縮させることにより、ウェブ絡合シートの繊維密度及び絡合度合を高めるための湿熱収縮処理工程について説明する。なお、本工程においては、長繊維を含有するウェブ絡合シートを湿熱収縮させることにより、短繊維を含有するウェブ絡合シートを湿熱収縮させる場合に比べて、ウェブ絡合シートを大きく収縮させることができ、そのために、極細単繊維の繊維密度が特に高くなる。
(3) Wet heat shrinkage treatment step Next, a wet heat shrinkage treatment step for increasing the fiber density and the degree of entanglement of the web entangled sheet by shrinking the web entangled sheet with heat and moisture will be described. In this step, the web-entangled sheet containing long fibers is contracted by wet heat, so that the web-entangled sheet is contracted greatly compared to the case where the web-entangled sheet containing short fibers is contracted by wet heat. As a result, the fiber density of the ultrafine single fiber is particularly high.

湿熱収縮処理は、スチーム加熱により行うことが好ましい。
スチーム加熱条件としては特に限定されないが、雰囲気温度が60〜130℃の範囲で、相対湿度75%以上、さらには相対湿度90%以上で、60〜600秒間加熱処理することが好ましい。このような加熱条件の場合には、ウェブ絡合シートを高収縮率で収縮させることができるので好ましい。なお、相対湿度が低すぎる場合には、繊維に接触した水分が速やかに乾燥することにより、収縮が不充分になる傾向がある。
The wet heat shrinkage treatment is preferably performed by steam heating.
Although it does not specifically limit as steam heating conditions, It is preferable to heat-process for 60 to 600 second by relative humidity 75% or more and also relative humidity 90% or more in the range of 60-130 degreeC of atmospheric temperature. Such heating conditions are preferable because the web-entangled sheet can be shrunk at a high shrinkage rate. In addition, when relative humidity is too low, there exists a tendency for shrinkage | contraction to become inadequate because the water | moisture content which contacted the fiber dries rapidly.

湿熱収縮処理は、前記ウェブ絡合シートを面積収縮率が35%以上、さらには、40%以上になるように収縮させることが好ましい。このように高い収縮率で収縮させることにより、高い繊維密度が得られる。前記面積収縮率の上限は特に限定されないが、収縮の限度や処理効率の点から80%以下程度であることが好ましい。
なお、面積収縮率(%)は、下記式(1):
(収縮処理前のシート面の面積−収縮処理後のシート面の面積)/収縮処理前のシート面の面積×100・・・(1)、により計算される。前記面積は、シートの表面の面積と裏面の面積の平均面積を意味する。
In the wet heat shrinkage treatment, the web entangled sheet is preferably shrunk so that the area shrinkage rate is 35% or more, and further 40% or more. By shrinking at such a high shrinkage rate, a high fiber density can be obtained. The upper limit of the area shrinkage rate is not particularly limited, but is preferably about 80% or less from the viewpoint of shrinkage limit and processing efficiency.
The area shrinkage rate (%) is expressed by the following formula (1):
(Area of sheet surface before shrinking process−Area of sheet surface after shrinking process) / Area of sheet surface before shrinking process × 100 (1) The said area means the average area of the area of the surface of a sheet | seat, and the area of a back surface.

このように湿熱収縮処理されたウェブ絡合シートは、海島型複合繊維の熱変形温度以上の温度で加熱ロールや加熱プレスすることにより、さらに、繊維密度が高められてもよい。
また、湿熱収縮処理前後におけるウェブ絡合シートの目付量の変化としては、収縮処理後の目付量が、収縮処理前の目付量に比べて、1.2倍(質量比)以上、さらには、1.5倍以上で、4倍以下、さらには3倍以下であることが好ましい。
The web entangled sheet thus subjected to the wet heat shrinkage treatment may be further increased in fiber density by heating roll or hot pressing at a temperature equal to or higher than the heat deformation temperature of the sea-island type composite fiber.
In addition, as a change in the basis weight of the web-entangled sheet before and after the wet heat shrinkage treatment, the basis weight after the shrinkage treatment is 1.2 times (mass ratio) or more compared to the basis weight before the shrinkage treatment, It is preferably 1.5 times or more, 4 times or less, and more preferably 3 times or less.

(4)繊維束結着工程
極細繊維形成工程(5)においてウェブ絡合シートの極細繊維化処理を行う前に、ウェブ絡合シートの形態安定性を高める目的や、得られる研磨材の空隙率を低減させることを目的として、必要に応じて、収縮処理されたウェブ絡合シートに高分子弾性体の水性液を含浸及び乾燥凝固させることにより、予め、繊維束を結着させておいてもよい。
(4) Fiber bundle binding step Before the ultra-fine fiber forming process (5), the web-entangled sheet is subjected to ultrafine fiber treatment, and the purpose of improving the morphological stability of the web-entangled sheet and the porosity of the resulting abrasive material For the purpose of reducing the fiber bundle, the fiber entangled sheet that has been subjected to the shrinkage treatment is impregnated with an aqueous liquid of a polymer elastic body and dried and solidified as necessary, so that the fiber bundle may be bound in advance. Good.

本工程においては、収縮処理されたウェブ絡合シートに高分子弾性体の水性液を含浸させ、乾燥凝固させることにより、ウェブ絡合シートに高分子弾性体を充填する。水性液の状態で高分子弾性体を含浸させ、乾燥凝固または感熱ゲル化凝固させることにより、高分子弾性体を形成することができる。従って、本工程により充填された高分子弾性体は、長繊維の海島型複合繊維を強固に拘束する。   In this step, the web entangled sheet is filled with the polymer elastic body by impregnating the contracted web entangled sheet with the aqueous liquid of the polymer elastic body and drying and solidifying it. A polymer elastic body can be formed by impregnating a polymer elastic body in the state of an aqueous liquid and drying and solidifying or heat-gelling and solidifying. Therefore, the polymer elastic body filled in this step firmly binds the long-sea sea-island composite fiber.

高分子弾性体の水性液とは、高分子弾性体を形成する成分を水系媒体に分散させた水性分散液、又は高分子弾性体を形成する成分を水系媒体に溶解した水性溶液である。なお、水性分散液には、懸濁分散液及び乳化分散液が含まれる。特に、耐水性に優れている点から、水性分散液を用いることがより好ましい。
なお、高分子弾性体の水性液に含まれる樹脂は、高分子弾性体に含まれる樹脂として上述した通りである。
The aqueous liquid of the polymer elastic body is an aqueous dispersion in which a component forming the polymer elastic body is dispersed in an aqueous medium, or an aqueous solution in which a component forming the polymer elastic body is dissolved in the aqueous medium. The aqueous dispersion includes a suspension dispersion and an emulsion dispersion. In particular, it is more preferable to use an aqueous dispersion from the viewpoint of excellent water resistance.
In addition, the resin contained in the aqueous liquid of the polymer elastic body is as described above as the resin contained in the polymer elastic body.

水性溶液または水性分散液を作製する方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。具体的には、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、水酸基などの親水性基を有するモノマー単位を樹脂に含有させることにより、水性媒体に対する分散性を樹脂に付与する方法、または、樹脂に界面活性剤を添加して、乳化又は懸濁させる方法が挙げられる。また、このような水性の高分子弾性体は水に対する濡れ性に優れていることにより、砥粒を均一且つ多量に保持する特性に優れている。   The method for producing the aqueous solution or the aqueous dispersion is not particularly limited, and a known method can be used. Specifically, for example, by adding a monomer unit having a hydrophilic group such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, or a hydroxyl group to the resin, a method of imparting dispersibility to an aqueous medium to the resin, or a surface activity of the resin The method of emulsifying or suspending by adding an agent is mentioned. Further, such an aqueous polymer elastic body has excellent wettability to water, and thus has excellent characteristics for holding a large amount of abrasive grains.

前記乳化又は懸濁に用いられる界面活性剤の具体例としては、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸アンモニウム、ポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルフォン酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムなどのアニオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体などのノニオン性界面活性剤などが挙げられる。また、反応性を有する、いわゆる反応性界面活性剤を用いてもよい。また、界面活性剤の曇点を適宜選ぶことにより、樹脂に感熱ゲル化性を付与することもできる。
樹脂の水性分散液の分散平均粒子径としては、0.01〜1μm、さらには、0.03〜0.5μmであることが好ましい。
Specific examples of the surfactant used for the emulsification or suspension include, for example, sodium lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate, sodium polyoxyethylene tridecyl ether acetate, sodium dodecylbenzene sulfonate, sodium alkyldiphenyl ether disulfonate, dioctyl sulfosuccinate. Anionic surfactants such as sodium oxide; nonions such as polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymer Surfactants and the like. Moreover, you may use what is called reactive surfactant which has reactivity. Moreover, heat-sensitive gelling property can also be provided to resin by selecting suitably the cloud point of surfactant.
The dispersion average particle size of the aqueous resin dispersion is preferably 0.01 to 1 μm, and more preferably 0.03 to 0.5 μm.

本工程においては、高分子弾性体を形成するために、従来一般的に用いられている高分子弾性体の有機溶媒溶液を用いる代わりに、高分子弾性体の水性液を用いている。このように高分子弾性体の水性液を用いることにより、より高い濃度で樹脂を含有する樹脂液を含浸させることができる。そして、これにより、得られる研磨材の空隙率を充分に低下させることができる。
高分子弾性体の水性液の固形分濃度としては、15質量%以上、さらには、25質量%以上であることが、空隙率を充分に低下させることができる点から好ましい。
In this step, in order to form the polymer elastic body, an aqueous solution of the polymer elastic body is used instead of the organic solvent solution of the polymer elastic body generally used conventionally. Thus, by using the aqueous liquid of the polymer elastic body, it is possible to impregnate the resin liquid containing the resin at a higher concentration. And thereby, the porosity of the obtained abrasive can be sufficiently reduced.
The solid content concentration of the aqueous liquid of the polymer elastic body is preferably 15% by mass or more, and more preferably 25% by mass or more from the viewpoint that the porosity can be sufficiently reduced.

前記ウェブ絡合シートに高分子弾性体の水性液を含浸させる方法としては、例えば、ナイフコーター、バーコーター、又はロールコーターを用いる方法、または、ディッピングする方法等が挙げられる。
そして、高分子弾性体の水性液が含浸されたウェブ絡合シートを乾燥することにより、高分子弾性体を凝固させることができる。乾燥方法としては、50〜200℃の乾燥装置中で熱処理する方法や、赤外線加熱の後に乾燥機中で熱処理する方法等が挙げられる。
Examples of the method of impregnating the web entangled sheet with the aqueous polymer elastic liquid include a method using a knife coater, a bar coater, or a roll coater, or a dipping method.
The polymer elastic body can be solidified by drying the web entangled sheet impregnated with the aqueous liquid of the polymer elastic body. As a drying method, the method of heat-processing in a 50-200 degreeC drying apparatus, the method of heat-processing in a dryer after infrared heating, etc. are mentioned.

なお、前記ウェブ絡合シートに高分子弾性体の水性液を含浸させた後、乾燥する場合、該水性液がウェブ絡合シートの表層に移行(マイグレーション)することにより、均一な充填状態が得られないことがある。このような場合には、水性液中の樹脂の粒径を調整すること;水性液中の樹脂のイオン性基の種類や量を調整すること、あるいは、水性液のpH等を変えてその安定性を調整すること;1価または2価のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩、ノニオン系乳化剤、会合型水溶性増粘剤、水溶性シリコーン系化合物などの会合型感熱ゲル化剤、または、水溶性ポリウレタン系化合物を併用すること等により、40〜100℃程度における水分散安定性を低下させること;等によりマイグレーションを抑制することができる。なお、必要に応じて、高分子弾性体の水性液が表面に偏在するようにマイグレーションさせてもよい。   When the web entangled sheet is impregnated with an aqueous liquid of a polymer elastic body and then dried, the aqueous liquid migrates to the surface layer of the web entangled sheet, thereby obtaining a uniform filling state. It may not be possible. In such cases, adjust the particle size of the resin in the aqueous liquid; adjust the type and amount of the ionic group of the resin in the aqueous liquid, or change the pH of the aqueous liquid to stabilize it. Adjusting the property; associative heat-sensitive gelling agent such as monovalent or divalent alkali metal salt or alkaline earth metal salt, nonionic emulsifier, associative water-soluble thickener, water-soluble silicone compound, or Migration can be suppressed by reducing the water dispersion stability at about 40 to 100 ° C. by using a water-soluble polyurethane compound in combination. In addition, you may make it migrate so that the aqueous liquid of a polymeric elastic body may be unevenly distributed on the surface as needed.

(5)極細繊維形成工程
次に、水溶性熱可塑性樹脂を熱水中で溶解することにより、極細単繊維を形成する工程である、極細繊維形成工程について説明する。
本工程は、水溶性熱可塑性樹脂を除去することにより極細単繊維を形成する工程である。このとき、前記ウェブ絡合シートの水溶性熱可塑性樹脂が溶解抽出された部分に空隙が形成される。そして、この空隙に、後の高分子弾性体充填工程(6)において、高分子弾性体を充填することにより、極細単繊維が集束される。
(5) Ultrafine fiber formation process Next, the ultrafine fiber formation process which is a process of forming ultrafine single fiber by melt | dissolving a water-soluble thermoplastic resin in hot water is demonstrated.
This step is a step of forming ultrafine single fibers by removing the water-soluble thermoplastic resin. At this time, voids are formed in the portion of the web entangled sheet where the water-soluble thermoplastic resin is dissolved and extracted. Then, in the subsequent polymer elastic body filling step (6), the ultrafine single fibers are focused by filling the voids with the polymer elastic body.

極細繊維化処理は、湿熱収縮処理工程(3)を経て得たウェブ絡合シート又は、繊維束結着工程(4)を経て得たウェブ絡合シートと高分子弾性体との複合体を、水、アルカリ性水溶液、酸性水溶液等で熱水加熱処理することにより、水溶性熱可塑性樹脂を溶解除去、または、分解除去する処理である。
熱水加熱処理条件の具体例としては、例えば、第1段階として、65〜90℃の熱水中に5〜300秒間浸漬した後、さらに、第2段階として、85〜100℃の熱水中で100〜600秒間処理することが好ましい。また、溶解効率を高めるために、必要に応じて、ロールでのニップ処理、高圧水流処理、超音波処理、シャワー処理、攪拌処理、揉み処理等を行ってもよい。
The ultrafine fiber treatment is a web entangled sheet obtained through the wet heat shrinkage treatment step (3) or a composite of the web entangled sheet obtained through the fiber bundle binding step (4) and the polymer elastic body. In this process, the water-soluble thermoplastic resin is dissolved or removed by hot water heat treatment with water, an alkaline aqueous solution, an acidic aqueous solution or the like.
As a specific example of the hot water heat treatment conditions, for example, as a first stage, after being immersed in hot water at 65 to 90 ° C. for 5 to 300 seconds, further as a second stage, hot water at 85 to 100 ° C. It is preferable to perform the treatment for 100 to 600 seconds. Moreover, in order to improve dissolution efficiency, you may perform the nip process by a roll, a high pressure water flow process, an ultrasonic process, a shower process, a stirring process, a stagnation process, etc. as needed.

本工程においては、海島型複合繊維から水溶性熱可塑性樹脂を溶解して極細単繊維を形成する際に、極細繊維が大きく捲縮される。この捲縮により繊維密度が緻密になるために、高密度の不織布が得られる。   In this step, the ultrafine fiber is greatly crimped when the ultrafine single fiber is formed by dissolving the water-soluble thermoplastic resin from the sea-island type composite fiber. Since the fiber density becomes dense by this crimping, a high-density nonwoven fabric is obtained.

(6)高分子弾性体充填工程
次に、極細単繊維から形成される極細繊維束内部に高分子弾性体を充填することにより、前記極細単繊維を集束するとともに、繊維束同士を結着する工程について説明する。
極細繊維形成工程(5)において、海島型複合繊維に極細繊維化処理を施すことにより、水溶性熱可塑性樹脂が除去されて極細繊維束の内部に空隙が形成される。本工程においては、このような空隙に高分子弾性体を充填することにより、極細単繊維を集束するとともに、研磨材の空隙率を低下させることができる。なお、極細単繊維が繊維束を形成している場合には、毛細管現象により高分子弾性体の水性液が含浸されやすいので極細単繊維はより集束されて拘束されやすい。
(6) Polymer elastic body filling step Next, by filling a polymer elastic body into an ultrafine fiber bundle formed of ultrafine single fibers, the ultrafine single fibers are focused and the fiber bundles are bound together. The process will be described.
In the ultrafine fiber forming step (5), the sea-island type composite fiber is subjected to ultrafine fiber treatment, whereby the water-soluble thermoplastic resin is removed and voids are formed inside the ultrafine fiber bundle. In this step, by filling the voids with a polymer elastic body, the ultrafine fibers can be focused and the porosity of the abrasive can be reduced. When the ultrafine single fibers form a fiber bundle, the ultrafine single fibers are more easily focused and constrained because they are easily impregnated with an aqueous liquid of a polymer elastic body due to capillary action.

本工程に用いられる高分子弾性体の水性液は、繊維束結着工程(4)で説明した高分子弾性体の水性液と同様のものが用いられうる。
本工程において極細単繊維から形成される極細繊維束内部に高分子弾性体を充填する方法は、繊維束結着工程(4)で用いられる方法と同様の方法が適用できる。このようにして、研磨材が形成される。
そして、本発明では、高分子弾性体を付与する方法として、繊維束結着工程(4)および高分子弾性体充填工程(6)の少なくとも1つの工程を行えばよく、両工程を行うことが、前記したそれぞれの理由から好ましい。
The aqueous polymer liquid used in this step may be the same as the aqueous polymer elastic liquid described in the fiber bundle binding step (4).
A method similar to the method used in the fiber bundle binding step (4) can be applied to the method of filling the polymer elastic body into the ultrafine fiber bundle formed from the ultrafine single fibers in this step. In this way, an abrasive is formed.
In the present invention, as a method for applying the polymer elastic body, at least one step of the fiber bundle binding step (4) and the polymer elastic body filling step (6) may be performed, and both steps may be performed. Are preferable for the reasons described above.

[研磨材の後加工]
得られた研磨材は、必要に応じて、成形処理、平坦化処理、起毛処理、積層処理、及び表面処理等の後加工処理が施されてもよい。
[Post-processing of abrasives]
The obtained abrasive may be subjected to post-processing treatment such as molding treatment, flattening treatment, raising treatment, laminating treatment, and surface treatment as necessary.

前記成形処理、及び平坦化処理は、得られた研磨材を研削により所定の厚みに熱プレス成形したり、所定の外形に切断したりする加工である。研磨材としては、厚み0.5〜3mm程度に研削加工されたものであることが好ましい。
前記起毛処理とは、サンドペーパー、針布、ダイヤモンド等により研磨材表面に機械的な摩擦力や研磨力を与えて、集束された極細単繊維を分繊する処理である。このような起毛処理により、研磨材表層部に存在する繊維束がフィブリル化され、表面に多数の極細単繊維が形成される。
The forming process and the flattening process are processes in which the obtained abrasive is hot-press formed to a predetermined thickness by grinding or cut into a predetermined outer shape. The abrasive is preferably ground to a thickness of about 0.5 to 3 mm.
The raising treatment is a treatment for separating the converged ultrafine single fibers by applying mechanical frictional force or polishing force to the surface of the abrasive with sandpaper, needle cloth, diamond or the like. By such raising treatment, the fiber bundle existing in the surface layer of the abrasive is fibrillated, and a large number of ultrafine single fibers are formed on the surface.

前記積層処理とは、得られた研磨材を基材に張り合わせて積層化することにより剛性を調整する処理である。例えば、研磨材を硬度の低い弾性体シートと積層することにより、被研磨面のグローバル平坦性(非研磨基材全体の平坦性)をさらに向上させることができる。なお、積層の際の接着は、溶融接着でも、接着剤や粘着剤を介した接着であってもよい。
前記基材の具体例としては、例えば、ポリウレタン等からなる弾性スポンジ体;ポリウレタンを含浸した不織布(例えば、ニッタ・ハース(株)製の商品名Suba400);天然ゴム、ニトリルゴム、ポリブタジエンゴム、シリコーンゴムなどのゴムやポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマーからなる弾性樹脂フィルム;発泡プラスチック;編物、織物等のシート状基材が挙げられる。
The laminating process is a process of adjusting rigidity by laminating the obtained abrasive on a base material. For example, by laminating an abrasive with an elastic sheet having low hardness, the global flatness of the surface to be polished (the flatness of the entire non-polishing substrate) can be further improved. The adhesion at the time of lamination may be fusion adhesion or adhesion via an adhesive or a pressure-sensitive adhesive.
Specific examples of the substrate include, for example, an elastic sponge body made of polyurethane or the like; a nonwoven fabric impregnated with polyurethane (for example, trade name Suba400 manufactured by Nita Haas Co.); natural rubber, nitrile rubber, polybutadiene rubber, silicone Examples thereof include elastic resin films composed of rubbers such as rubber, thermoplastic elastomers such as polyester-based thermoplastic elastomers, polyamide-based thermoplastic elastomers, and fluorine-based thermoplastic elastomers; foamed plastics; sheet-like substrates such as knitted fabrics and woven fabrics.

また、前記表面処理は、砥粒スラリーの保持性や排出性を調整するために研磨材表面に、格子状、同心円状、渦巻き状等の溝や孔を形成する処理である。   The surface treatment is a treatment for forming grooves, holes such as lattices, concentric circles, and spirals on the surface of the abrasive material in order to adjust the retention and discharge of the abrasive slurry.

2.砥粒を含有するスラリー(砥粒スラリー)
本実施形態の研磨方法は、砥粒を含有するスラリーを用いる。
本実施形態の砥粒スラリーは、水やオイルなどの液状媒体に砥粒が分散されたスラリーである。また、砥粒スラリーは、必要に応じて、塩基、酸、界面活性剤などの成分を含有してもよい。また、本実施形態の研磨方法では、CMPを行うに際し、必要に応じ、研磨スラリーと共に、潤滑油、冷却剤などを供給してもよい。
砥粒スラリーにおける砥粒の含有量は、あまりに少ないと研磨速度が低下する傾向があり、反対にあまりに多いと砥粒の分散安定性が低下する傾向がありコスト高にもなることから、0.001質量%〜25質量%であることが好ましく、0.005質量%〜15質量%であることがより好ましく、0.1質量%〜13質量%であることがさらに好ましい。
2. Slurry containing abrasive grains (abrasive slurry)
The polishing method of this embodiment uses a slurry containing abrasive grains.
The abrasive slurry of this embodiment is a slurry in which abrasive particles are dispersed in a liquid medium such as water or oil. Moreover, an abrasive grain slurry may contain components, such as a base, an acid, and surfactant, as needed. Further, in the polishing method of this embodiment, when performing CMP, lubricating oil, coolant, and the like may be supplied together with the polishing slurry as necessary.
When the content of the abrasive grains in the abrasive slurry is too small, the polishing rate tends to decrease. On the other hand, when the content is too large, the dispersion stability of the abrasive grains tends to decrease and the cost increases. The content is preferably 001% by mass to 25% by mass, more preferably 0.005% by mass to 15% by mass, and still more preferably 0.1% by mass to 13% by mass.

本実施形態の砥粒は、シリカ、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、ダイヤモンド等の無機粒子が好ましい。
砥粒の粒径は、本実施形態の研磨材の特性を生かすべく平均粒径が0.01μm〜20μmである。平均粒径が0.01μm未満の場合、粒径が小さすぎて本発明で用いる研磨材の表面に保持し難いため、研磨レートが低下する。また、20μmを超える場合には、研磨レートは研磨当初は向上するが、研磨材表面の繊維を切断しやすく、研磨傷が発生する。砥粒の平均粒径は0.05μm〜15μmであることが好ましく、0.1μm〜10μmであることがより好ましい。
The abrasive grains of this embodiment are preferably inorganic particles such as silica, aluminum oxide, cerium oxide, zirconium oxide, silicon carbide and diamond.
The average particle diameter of the abrasive grains is 0.01 μm to 20 μm in order to take advantage of the characteristics of the abrasive of the present embodiment. When the average particle size is less than 0.01 μm, the polishing rate decreases because the particle size is too small to be held on the surface of the abrasive used in the present invention. On the other hand, if it exceeds 20 μm, the polishing rate is improved at the beginning of polishing, but the fibers on the surface of the abrasive are easily cut, and polishing scratches are generated. The average grain size of the abrasive grains is preferably 0.05 μm to 15 μm, and more preferably 0.1 μm to 10 μm.

3.化合物半導体ウエハ
本実施形態の研磨方法は、化合物半導体ウエハ基材等のラッピングに好ましく用いられる。
化合物半導体ウエハ(化合物半導体デバイスも含む)の具体例としては、例えば、GaAs化合物半導体ウエハまたはSiC化合物半導体ウエハが挙げられる。
3. Compound Semiconductor Wafer The polishing method of the present embodiment is preferably used for lapping a compound semiconductor wafer substrate or the like.
Specific examples of compound semiconductor wafers (including compound semiconductor devices) include, for example, GaAs compound semiconductor wafers or SiC compound semiconductor wafers.

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明は実施例により何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. In addition, this invention is not limited at all by the Example.

[実施例1]
水溶性熱可塑性ポリビニルアルコール系樹脂(以下、PVA系樹脂という)と、変性度6モル%のイソフタル酸変性ポリエチレンテレフタレ−ト(以下、変性PETという:Tg77℃、吸水率1質量%、公定水分率0.4質量%)とを25:75(質量比)の割合で溶融複合紡糸用口金から吐出することにより、海島型複合繊維を形成した。なお、溶融複合紡糸用口金は、島数が25島/繊維で、口金温度は260℃であった。そして、エジェクター圧力を紡糸速度4000m/minとなるように調整して、平均繊度2.0dtexの長繊維をネット上に捕集することにより、目付量30g/m2のスパンボンドシート(長繊維ウェブ)が得られた。
得られたスパンボンドシートをクロスラッピングにより16枚重ねて、総目付が480g/m2の重ね合わせウェブを作製した。そして、得られた重ね合わせウェブに、針折れ防止油剤をスプレーした。次に、バーブ数1個でニードル番手42番のニードル針、及びバーブ数6個でニードル番手42番のニードル針を用いて、重ね合わせウェブを1800パンチ/cm2でニードルパンチ処理して絡合させることにより、ウェブ絡合シートを得た。得られたウェブ絡合シートの目付量は740g/m2、層間剥離力は10.0kg/2.5cmであった。また、ニードルパンチ処理による面積収縮率は35%であった。
次に、得られたウェブ絡合シートを70℃、95%RHの条件で90秒間スチーム処理した。このときの面積収縮率は50%であった。そして、140℃のオーブン中で乾燥させた後、140℃で熱プレスすることにより、目付量1480g/m2、見掛け密度0.78g/cm3、厚み1.90mmのウェブ絡合シートを得た。このとき、熱プレス後のウェブ絡合シートの厚みは、熱プレス前の厚みの0.70倍であった。
次に、高分子弾性体を形成するための第1の樹脂であるポリウレタン樹脂A(ポリカーボネート系ポリオールと、炭素数2〜3のポリアルキレングリコールと、炭素数4のポリアルキレングリコールとを、6:0.5:3.5(モル比)で混合したポリカーボネート/ポリエーテル(6/4)系ポリオールをポリオール成分とする無黄変型ポリウレタン樹脂である。ポリウレタン樹脂Aの吸水率は5質量%、150℃における貯蔵弾性率[E(150℃、dry)]は60MPaである。)の水性分散液(固形分濃度25質量%)を熱プレス後のウェブ絡合シートに水性分散液の固形分付着量はウェブ絡合シートの質量に対して12%となるように含浸し、水性分散液が含浸されたウェブ絡合シートを90℃、50%RH雰囲気下で乾燥凝固処理し、さらに、140℃で乾燥処理した。得られたウェブ絡合シートを構成する海島型複合繊維はポリウレタン樹脂Aによって予め結着したものであった。
次にポリウレタン樹脂Aが結着したウェブ絡合シートを高圧水流処理及びニップ処理しながら95℃の熱水中に10分間浸漬することによりPVA系樹脂を溶解除去し、さらに、乾燥することにより、極細繊維束がポリウレタン樹脂Aによって結着された不織布を得た。
そして、前記不織布に更に高分子弾性体を充填させるため、第2の樹脂であるポリウレタン樹脂B(ポリカーボネート系ポリオールと炭素数2〜3のポリアルキレングリコールとを99.8:0.2(モル比)で混合した混合物をポリオール成分とし、カルボキシル基含有モノマーを1.5質量%含有する無黄変型ポリウレタン樹脂100質量部にカルボジイミド系架橋剤5質量部を添加して、熱処理することにより架橋構造を形成させたポリウレタン樹脂である。ポリウレタン樹脂Bの吸水率は2質量%、150℃における貯蔵弾性率[E(150℃、dry)]は40MPa)の水性分散液(固形分濃度25質量%)を、前記不織布に含浸させた。そして、90℃、50%RH雰囲気下で凝固処理し、さらに、150℃で乾燥した。水性分散液の固形分付着量は研磨材の質量に対して12質量%であった。得られた研磨材は、目付量1190g/m2、見掛け密度0.85g/cm3、厚み1.4mm、研磨材充填率60%、不織布とポリウレタン弾性体(高分子弾性体)との質量比率は85/15であった。得られた研磨材を後述する研磨方法で研磨し評価した。結果を表1に示す。
[Example 1]
Water-soluble thermoplastic polyvinyl alcohol resin (hereinafter referred to as PVA resin), isophthalic acid-modified polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as modified PET: T g 77 ° C., water absorption 1% by mass, A sea-island type composite fiber was formed by discharging it from the melt composite spinning die at a ratio of 25% (mass ratio). The melt compound spinning die had 25 islands / fiber and a die temperature of 260 ° C. Then, by adjusting the ejector pressure to a spinning speed of 4000 m / min and collecting long fibers having an average fineness of 2.0 dtex on the net, a spunbond sheet (long fiber web) having a basis weight of 30 g / m 2 is collected. )was gotten.
Sixteen spunbond sheets obtained were overlapped by cross-wrapping to produce an overlap web having a total basis weight of 480 g / m 2 . And the needle | hook breaking prevention oil agent was sprayed on the obtained overlapping web. Next, using the needle needle of 42 needle count with 1 barb and the needle needle of 42 needle count with 6 barbs, the overlap web is needle-punched at 1800 punch / cm 2 and entangled By doing so, a web entangled sheet was obtained. The basis weight of the obtained web entangled sheet was 740 g / m 2 , and the delamination force was 10.0 kg / 2.5 cm. Moreover, the area shrinkage rate by the needle punch process was 35%.
Next, the obtained web-entangled sheet was steam-treated for 90 seconds under the conditions of 70 ° C. and 95% RH. The area shrinkage rate at this time was 50%. And after drying in 140 degreeC oven, the web entanglement sheet | seat of the amount per unit area of 1480 g / m < 2 >, the apparent density of 0.78 g / cm < 3 >, and the thickness of 1.90 mm was obtained by heat-pressing at 140 degreeC. . At this time, the thickness of the web entangled sheet after hot pressing was 0.70 times the thickness before hot pressing.
Next, polyurethane resin A (polycarbonate-based polyol, polyalkylene glycol having 2 to 3 carbon atoms, and polyalkylene glycol having 4 carbon atoms, which is a first resin for forming a polymer elastic body, 6: This is a non-yellowing type polyurethane resin comprising a polycarbonate / polyether (6/4) polyol mixed at 0.5: 3.5 (molar ratio) as a polyol component, and the water absorption of polyurethane resin A is 5% by mass, 150%. The storage elastic modulus [E (150 ° C., dry)] at 60 ° C. is 60 MPa.) An aqueous dispersion (solid content concentration of 25% by mass) of the aqueous dispersion is attached to the web-entangled sheet after hot pressing. Impregnates the web entangled sheet to 12% with respect to the mass of the web entangled sheet, and dries and solidifies the web entangled sheet impregnated with the aqueous dispersion in an atmosphere of 90 ° C. and 50% RH. And management, was further dried at 140 ° C.. The sea-island type composite fiber constituting the obtained web entangled sheet was previously bound with polyurethane resin A.
Next, the PVA resin is dissolved and removed by immersing the web entangled sheet with the polyurethane resin A bound in 95 ° C. hot water for 10 minutes while performing high-pressure water flow treatment and nip treatment, and further, by drying, A nonwoven fabric in which the ultrafine fiber bundle was bound by the polyurethane resin A was obtained.
Then, in order to further fill the nonwoven fabric with a polymer elastic body, the second resin, polyurethane resin B (polycarbonate-based polyol and C2-C3 polyalkylene glycol, 99.8: 0.2 (molar ratio) ) Is used as a polyol component, and 5 parts by mass of a carbodiimide-based crosslinking agent is added to 100 parts by mass of a non-yellowing polyurethane resin containing 1.5% by mass of a carboxyl group-containing monomer, followed by heat treatment to form a crosslinked structure. Polyurethane resin B. Water dispersion of polyurethane resin B is 2% by mass, storage elastic modulus at 150 ° C. [E (150 ° C., dry)] is 40 MPa). The nonwoven fabric was impregnated. And it solidified in 90 degreeC and 50% RH atmosphere, and also dried at 150 degreeC. The solid content adhesion amount of the aqueous dispersion was 12% by mass relative to the mass of the abrasive. The obtained abrasive has a basis weight of 1190 g / m 2 , an apparent density of 0.85 g / cm 3 , a thickness of 1.4 mm, an abrasive filling rate of 60%, and a mass ratio of the nonwoven fabric and polyurethane elastic body (polymer elastic body). Was 85/15. The obtained abrasive was polished and evaluated by a polishing method described later. The results are shown in Table 1.

[実施例2]
海島型複合繊維の製造において、PVA系樹脂と変性PETの比率を25:75とする代わりに、15:85とし、また、第1の樹脂(ポリウレタン樹脂A)の水性分散液、及び第2の樹脂(ポリウレタン樹脂B)の水性分散液固形分濃度をそれぞれ50質量%とした以外は、実施例1と同様にして研磨材を得た。得られた研磨材は、目付量1900g/m2、見掛け密度1.12g/cm3、厚み1.7m、研磨材充填率90%、不織布とポリウレタン弾性体との質量比率は58/42であった。得られた研磨材を後述する評価方法により評価した。結果を表1に示す。
[Example 2]
In the production of the sea-island type composite fiber, the ratio of the PVA resin to the modified PET is set to 15:85 instead of 25:75, the aqueous dispersion of the first resin (polyurethane resin A), and the second An abrasive was obtained in the same manner as in Example 1 except that the solid concentration of the aqueous dispersion of the resin (polyurethane resin B) was 50% by mass. The obtained abrasive had a basis weight of 1900 g / m 2 , an apparent density of 1.12 g / cm 3 , a thickness of 1.7 m, an abrasive filling rate of 90%, and a mass ratio of the nonwoven fabric to the polyurethane elastic body was 58/42. It was. The obtained abrasive was evaluated by the evaluation method described later. The results are shown in Table 1.

[実施例3]
第2の樹脂(ポリウレタン樹脂B)の水性分散液固形分濃度を10%に変更した以外は、実施例1と同様に研磨材を製造した。得られた研磨材は、目付量1120g/m2、見掛け密度0.80g/cm3、厚み1.4m、研磨材充填率62%、不織布とポリウレタン弾性体との質量比率は78/22であった。得られた研磨材を後述する評価方法により評価した。結果を表1に示す。
[Example 3]
An abrasive was produced in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion solid content concentration of the second resin (polyurethane resin B) was changed to 10%. The obtained abrasive had a basis weight of 1120 g / m 2 , an apparent density of 0.80 g / cm 3 , a thickness of 1.4 m, an abrasive filling rate of 62%, and a mass ratio of the nonwoven fabric to the polyurethane elastic body was 78/22. It was. The obtained abrasive was evaluated by the evaluation method described later. The results are shown in Table 1.

[実施例4]
海島型複合繊維を形成するために、島数25島/繊維の溶融複合紡糸用口金を用いる代わりに、島数5島/繊維の溶融複合紡糸用口金を用いた以外は実施例2と同様にして研磨材を得た。得られた研磨材は、目付量1580g/m2、見掛け密度0.88g/cm3、厚み1.8m、SEMによる観察から、表面の繊維密度は700本/mm2であった。得られた不織布を後述する評価方法により評価した。結果を表1に示す。
[Example 4]
In order to form a sea-island type composite fiber, the same procedure as in Example 2 was used, except that a melt composite spinning base with 5 islands / fiber was used instead of a melt composite spinning base with 25 islands / fiber. To obtain an abrasive. The obtained abrasive had a basis weight of 1580 g / m 2 , an apparent density of 0.88 g / cm 3 , a thickness of 1.8 m, and a fiber density on the surface of 700 fibers / mm 2 as observed by SEM. The obtained nonwoven fabric was evaluated by an evaluation method described later. The results are shown in Table 1.

[比較例1]
PVA系樹脂と変性PETとを40:60(質量比)の割合で溶融複合紡糸用口金から吐出することにより、海島型複合繊維を形成した。そして得られた海島型複合繊維を延伸及び捲縮した後、カットすることにより、繊度6dtex、繊維長51mmの短繊維を得た。得られた短繊維をカード及びクロスラッパーすることにより、目付量30g/m2の短繊維ウェブが得られた。
スパンボンドシート(長繊維ウェブ)を用いる代わりに、得られた短繊維ウェブを用いた以外は実施例2と同様にして研磨材を作成し、評価した。なお、短繊維ウェブから得られたウェブ絡合シートをスチーム処理したときの面積収縮率は30%であった。得られた研磨材を後述する評価方法により評価した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
A sea-island type composite fiber was formed by discharging the PVA resin and the modified PET from the melt composite spinning die at a ratio of 40:60 (mass ratio). The obtained sea-island type composite fiber was drawn and crimped, and then cut to obtain a short fiber having a fineness of 6 dtex and a fiber length of 51 mm. A short fiber web having a basis weight of 30 g / m 2 was obtained by carding and cross-wrapping the obtained short fibers.
An abrasive was prepared and evaluated in the same manner as in Example 2 except that the obtained short fiber web was used instead of the spunbond sheet (long fiber web). In addition, the area shrinkage rate when the web entangled sheet obtained from the short fiber web was steam-treated was 30%. The obtained abrasive was evaluated by the evaluation method described later. The results are shown in Table 1.

[比較例2]
実施例1の海島型複合繊維からなるスパンボンドシートを用いる代わりに、平均繊度0.2dtexのPET長単繊維をネット上に捕集して得られた目付量30g/m2のスパンボンドシートを用い、PVA系樹脂の溶解除去工程を省略した以外は、実施例1と同様にして研磨材を得た。SEMによる断面観察から、得られた研磨材の極細単繊維は、繊維束を形成していなかった。得られた研磨材を後述する評価方法により評価した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
Instead of using the spunbond sheet made of the sea-island type composite fiber of Example 1, a spunbond sheet with a basis weight of 30 g / m 2 obtained by collecting PET long single fibers having an average fineness of 0.2 dtex on a net was obtained. An abrasive was obtained in the same manner as in Example 1 except that the step of dissolving and removing the PVA-based resin was omitted. From the cross-sectional observation by SEM, the ultrafine single fiber of the obtained abrasive did not form a fiber bundle. The obtained abrasive was evaluated by the evaluation method described later. The results are shown in Table 1.

[比較例3]
実施例1と同様にして製造された、熱プレスされたウェブ絡合シートに、ポリウレタン樹脂Aの水性分散液(固形分濃度40質量%)を含浸させた。このとき水分散液の固形分付着量はウェブ絡合シートの質量に対して、30質量%であった。そして、水分散液が含浸されたウェブ絡合シートを90℃、50%RH雰囲気で凝固処理し、さらに、140℃で乾燥処理した。そして、バフィング処理を行って表面と裏面とを平坦化した。次に、ポリウレタン樹脂Aが充填されたウェブ絡合シートを95℃の熱水中に10分間浸漬してPVA系樹脂を溶解除去し、さらに、乾燥することにより研磨材を得た。得られた研磨材を後述する評価方法により評価した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
A hot-pressed web entangled sheet produced in the same manner as in Example 1 was impregnated with an aqueous dispersion of polyurethane resin A (solid content concentration 40% by mass). At this time, the solid content adhesion amount of the aqueous dispersion was 30% by mass with respect to the mass of the web entangled sheet. The web entangled sheet impregnated with the aqueous dispersion was coagulated in an atmosphere of 90 ° C. and 50% RH, and further dried at 140 ° C. And the buffing process was performed and the surface and the back surface were planarized. Next, the web entangled sheet filled with the polyurethane resin A was immersed in hot water at 95 ° C. for 10 minutes to dissolve and remove the PVA resin, and further dried to obtain an abrasive. The obtained abrasive was evaluated by the evaluation method described later. The results are shown in Table 1.

[比較例4]
実施例1の海島型複合繊維からなるスパンボンドシートを用いる代わりに、平均繊度2dtexのPET長繊維をネット上に捕集して得られたスパンボンドシートを用い、PVA系樹脂の溶解除去工程を省略した以外は、実施例1と同様にして研磨材を得た。得られた研磨材を後述する評価方法により評価した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 4]
Instead of using the spunbond sheet made of the sea-island type composite fiber of Example 1, a spunbond sheet obtained by collecting PET continuous fibers having an average fineness of 2 dtex on the net is used to perform a PVA resin dissolution and removal step. An abrasive was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was omitted. The obtained abrasive was evaluated by the evaluation method described later. The results are shown in Table 1.

[比較例5]
極細繊維化した後にポリウレタン樹脂Bを充填する代わりに、メチルメタクリレートモノマーをシートに浸漬し窒素中で重合した以外は、実施例1と同様にして研磨材を作成した。得られた研磨材を後述する評価方法により評価した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 5]
An abrasive was prepared in the same manner as in Example 1 except that methyl methacrylate monomer was immersed in a sheet and polymerized in nitrogen instead of filling with polyurethane resin B after ultrafine fiber formation. The obtained abrasive was evaluated by the evaluation method described later. The results are shown in Table 1.

[比較例6]
レーヨン織布の片面に粘着加工を施した日本エンギス社製ポリシングクロス(HYPREZ:415)を用いて評価した。結果を表1に示す
[Comparative Example 6]
Evaluation was performed using a polishing cloth (HYPREZ: 415) manufactured by Nippon Engis Co., Ltd., in which one side of the rayon woven fabric was subjected to adhesive processing. The results are shown in Table 1.

[比較例7]
研磨定盤にローム&ハース社製SUBA800を貼り付け評価した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 7]
Evaluation was made by attaching SUBA800 manufactured by Rohm & Haas Co. to the polishing surface plate. The results are shown in Table 1.

得られた研磨材は以下の評価方法により評価した。
[評価方法]
(1)極細単繊維の平均断面積
得られた研磨材をカッター刃を用い厚み方向に切断することにより、厚み方向の切断面を形成した。そして、得られた切断面を酸化オスミウムで染色した。そして、前記切断面を走査型電子顕微鏡(SEM)の倍率500〜1000倍で観察し、その画像を撮影した。そして、得られた画像から切断面に存在する極細単繊維の断面積を求めた。ランダムに選択した100個の断面積を平均した値を平均断面積とした。
(2)研磨材の見掛け密度
JIS K7112に準じて、得られた研磨材の見掛け密度を測定した。
(3)D硬度測定
研磨材の23℃におけるJIS−D硬度をJIS K7311に準じて測定した。
(4)テーバー摩耗減量
研磨材を、JIS L1096の8.17.3C(テーバー形式)に準じ、摩耗輪をH−22、荷重500g、1000回にて摩耗減量を測定した。
150mg/1000回を上回る摩耗減量の場合は×、それ以下を○と判定した。
(5)研磨性能評価
円形状研磨材の裏面に粘着テープを貼り付けた後、1次研磨として、CMP研磨装置(株式会社エム・エー・ティー社製「BC−15」)に装着した。そして、50ccの水を定量スプレーで噴霧し、研磨材表面を水分で濡れた状態にした。次いで、多結晶ダイヤモンド砥粒水分散液(Komet社1−W2−PC−STD砥粒の平均粒径1.0μm:光子相関法で求めた自己相関関数よりキュムラント法で平均粒子径を求めた。)を1cc/min.で追加噴霧し、SiCウエハ(Tanke Blue社製2インチ、厚み0.4mm)を研磨ヘッドに装着し15分間ラッピングした。このときの荷重は0.15(kgf/cm2)でプラテン回転数:40(rpm)、ウエハ回転数39(rpm)とした。研磨レートは研磨前後の重量を測定してその重量減量により研磨レートに換えた。
研磨レートが30mg/hr未満の場合、研磨効率が著しく低下する為判定を×とし、それ以上であれば○と判定した。
また、研磨傷については、倍率を200倍に設定したScalar社製デジタルマイクロスコープによってウエハ表面を観察し、無傷なものを○、若干傷(ウエハ上に5本以下)が確認できるものを△、多数傷が確認できるものを×(ウエハ上に6本以上)として評価した。
次に仕上げ研磨として平均粒径0.1μmの砥粒を用いる以外は、同様の方法で研磨レートを測定し、研磨レートが10mg/hr未満の場合、研磨効率が著しく低下する為判定を×とし、それ以上であれば○と判定した。
砥粒の平均粒径は、大塚電子製ELS−Zにて測定した。
The obtained abrasive was evaluated by the following evaluation method.
[Evaluation methods]
(1) Average cross-sectional area of ultrafine single fiber The obtained abrasive was cut in the thickness direction using a cutter blade to form a cut surface in the thickness direction. The obtained cut surface was stained with osmium oxide. And the said cut surface was observed with the magnification of 500-1000 times of the scanning electron microscope (SEM), and the image was image | photographed. And the cross-sectional area of the ultrafine fiber which exists in a cut surface was calculated | required from the obtained image. A value obtained by averaging 100 randomly selected cross-sectional areas was defined as an average cross-sectional area.
(2) Apparent density of abrasive The apparent density of the obtained abrasive was measured according to JIS K7112.
(3) D hardness measurement The JIS-D hardness at 23 ° C of the abrasive was measured according to JIS K7311.
(4) Taber Abrasion Loss Abrasion loss was measured for the abrasive material in accordance with JIS L1096 8.17.3C (Taber format) with a wear wheel of H-22, a load of 500 g and 1000 times.
In the case of the weight loss of wear exceeding 150 mg / 1000 times, it was determined to be “x”, and less than that was evaluated as “good”.
(5) Polishing performance evaluation After sticking an adhesive tape on the back surface of the circular abrasive, it was mounted as a primary polishing on a CMP polishing apparatus ("BC-15" manufactured by MG Corporation). Then, 50 cc of water was sprayed with a quantitative spray, and the abrasive surface was wetted with moisture. Subsequently, the average particle diameter was calculated | required by the cumulant method from the autocorrelation function calculated | required by the average particle diameter 1.0micrometer: Photon correlation method of the polycrystalline diamond abrasive water dispersion (Komet 1-W2-PC-STD abrasive grain). ) 1 cc / min. The SiC wafer (Tank Blue 2 inch, thickness 0.4 mm) was mounted on the polishing head and lapped for 15 minutes. The load at this time was 0.15 (kgf / cm 2 ), the platen rotation speed was 40 (rpm), and the wafer rotation speed was 39 (rpm). The polishing rate was changed to the polishing rate by measuring the weight before and after polishing and reducing the weight.
When the polishing rate was less than 30 mg / hr, the polishing efficiency was remarkably lowered, so that the determination was x.
As for the polishing scratches, the surface of the wafer was observed with a digital microscope manufactured by Scalar with a magnification set to 200 times. The scratches were undamaged, and those with slight scratches (5 or less on the wafer) could be confirmed. Those in which many scratches could be confirmed were evaluated as x (six or more on the wafer).
Next, except that abrasive grains having an average particle size of 0.1 μm are used as final polishing, the polishing rate is measured by the same method. When the polishing rate is less than 10 mg / hr, the polishing efficiency is remarkably lowered, and thus the determination is x. If it was more than that, it was judged as “good”.
The average particle size of the abrasive grains was measured with ELS-Z manufactured by Otsuka Electronics.

Figure 2012049477
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Figure 2012049477
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Claims (6)

研磨材と、砥粒を含有するスラリーを用いて化合物半導体ウエハを研磨する研磨方法であって、
前記研磨材が、平均断面積が0.01μm2〜30μm2である極細単繊維からなる不織布及び高分子弾性体を、不織布/高分子弾性体の質量比が90/10〜55/45となる範囲で含み、かつ、0.70g/cm3〜1.2g/cm3の見掛け密度及び45D〜75DのJIS硬度を有し、
前記砥粒は、0.01μm〜20μmの平均粒径を有する、研磨方法。
A polishing method for polishing a compound semiconductor wafer using an abrasive and a slurry containing abrasive grains,
The abrasive has an average cross-sectional area of the nonwoven fabric and the elastic polymer consisting of ultrafine single fibers is 0.01 [mu] m 2 30 .mu.m 2, the weight ratio of the nonwoven fabric / elastic polymer is 90 / 10-55 / 45 wherein in the range, and has a JIS hardness of apparent density and 45D~75D of 0.70g / cm 3 ~1.2g / cm 3 ,
The polishing method, wherein the abrasive has an average particle size of 0.01 μm to 20 μm.
前記高分子弾性体がポリウレタン系樹脂を含む請求項1に記載の研磨方法。   The polishing method according to claim 1, wherein the polymer elastic body includes a polyurethane-based resin. 前記ポリウレタン系樹脂が水分散性ポリウレタン系樹脂である請求項2記載の研磨方法。   The polishing method according to claim 2, wherein the polyurethane resin is a water dispersible polyurethane resin. 前記極細単繊維が芳香族ポリエステル繊維、脂肪族ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリオレフィン繊維、ビニロン繊維及びアクリル繊維からなる群から選ばれる少なくとも1つの繊維を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の研磨方法。   The said ultra fine single fiber contains at least 1 fiber chosen from the group which consists of an aromatic polyester fiber, an aliphatic polyester fiber, a polyamide fiber, a polyolefin fiber, a vinylon fiber, and an acrylic fiber, The any one of Claims 1-3. Polishing method. 前記化合物半導体ウエハが、GaAs化合物半導体ウエハまたはSiC化合物半導体ウエハである請求項1〜4のいずれか1項に記載の研磨方法。   The polishing method according to claim 1, wherein the compound semiconductor wafer is a GaAs compound semiconductor wafer or a SiC compound semiconductor wafer. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の研磨方法によって化合物半導体ウエハを研磨する工程を含む化合物半導体ウエハの製造方法。   The manufacturing method of a compound semiconductor wafer including the process of grind | polishing a compound semiconductor wafer with the grinding | polishing method of any one of Claims 1-5.
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