JP2012071415A - 研磨布およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】研磨布は、平均単繊維直径が0.05〜2.0μmの極細繊維が収束してなる極細繊維束が絡合してなる不織布と高分子弾性体から構成される研磨布であって、前記不織布の前記極細繊維束が構成する表面繊維立毛部分の前記極細繊維束の幅方向の平均サイズが50〜180μmである。
【選択図】図1
Description
(1)平均単繊維繊度が0.05〜2.0μmに極細繊維化可能な海島型複合繊維を作製する工程、
(2)該海島型用複合繊維を用いて、カード、クロスラッパーにより繊維ウェブを積層し、ニードルパンチにより不織布を得る工程、
(3)該不織布に高分子弾性体を、極細化後の極細繊維質量に対し10〜200質量%付与する工程、
(4)少なくとも片面にバッフィング処理を施す工程、および
(5)該海島型複合繊維に極細化処理を行う工程。
(1)平均単繊維繊度が0.05〜2.0μmに極細繊維化可能な海島型複合繊維を作製する工程、
(2)該海島型用複合繊維を用いて、カード、クロスラッパーによりウェブを積層し、ニードルパンチにより不織布を得る工程、
(3)該不織布に高分子弾性体を極細化後の極細繊維質量に対し10〜200質量%付与する工程、
(4)少なくとも片面にバッフィング処理を施す工程、および
(5)該海島型複合繊維に極細化処理を行う工程。
パーキンエルマー社(Perkin Elmaer)製DSC−7を用いて2nd runでポリマーの溶融を示すピークトップ温度をポリマーの融点とした。このときの昇温速度は16℃/分で、サンプル量は10mgとした。
試料ペレット4〜5gを、MFR計電気炉のシリンダーに入れ、東洋精機製メルトインデクサー(S101)を用いて、荷重2160gf、温度285℃の条件で、10分間に押し出される樹脂の量(g)を測定した。同様の測定を3回繰り返し、平均値をMFRとした。
図2は、ニードルパンチ時におけるニードルと複合繊維の関係について、ニードルパンチ時の複合繊維持ち込み本数の推定方法を説明するための模式図である。図2に示すニードルと複合繊維の模式図を用いて、ニードルパンチ時の複合繊維持ち込み本数の推定方法について説明する。まず、図2のBC上にバーブの先端(図2のA)とバーブの奥(図2のB)の長さと同じ長さとなる点Dを求める。次に、図2のバーブの先端AとDを線分で結び、BA=BDとなる二等辺三角形BADを作る。この二等辺三角形内に、複合繊維を細密充填し配列させる。二等辺三角形BADからはみ出して配列された複合繊維については、二等辺三角形BAD内に複合繊維の面積占有率が50%以上となる場合を持ち込める複合繊維とみなし、それらの合計本数を持ち込み本数と定義した。
研磨布を厚み方向にカットした断面を観察面として、走査型電子顕微鏡(SEM)により測定倍率5000倍で観察し、無作為に抽出した50本の単繊維直径を測定した。これを3ヶ所で行い、合計150本の単繊維の直径を測定し、これを母集団とした平均値および標準偏差値を算出する。該平均値を平均繊維直径とし、該標準偏差値を該平均値で割った値を百分率(%)で表したものを繊維直径CVとした。
図1に示されるように、研磨布表面を観察面としてSEMより倍率40倍で観察し、表面に存在する極細繊維同士が接して配列することにより形成される極細繊維束を表面繊維立毛部分の構造と定義した。この表面繊維立毛部分の構造を無作為に50個抽出し、抽出した50個の表面繊維立毛構造の幅方向および長さ方向のサイズを測定し、それらの平均値を算出した。
研磨布の表面を測定面として表面粗さ測定器SE−40Cを用い、カットオフ2.5mm、評価長さ12.5mm、評価速度0.5m/sで表面粗さ測定を行った。ナップに対して順目方向に3回測定し、平均値を算出した。
研磨布を、30mm幅のテープとした。研磨対象として、表面粗さが0.3nm以下に制御されたKMG社製のアモルファスガラスからなるガラス基板を用いた。研磨布表面に1次粒子径5nm単結晶ダイヤモンド粒子が平均径80nmにクラスター化した遊離砥粒の濃度0.01%のスラリーを、50ml/分で滴下した。また、テープ走行速度70mm/分、ディスク回転数は600rpm、揺動は100回/分とし、押付圧は1.5kgfとし、15秒間研磨した。これを、各ディスクの両面について実施した。
Veeco社製“AFM NanoScope”(登録商標)IIIaを用い、タッピングモードで測定した。基板上の観察領域は、10μm×10μmとし、基板上の任意の1点を測定し、任意の3点の平均値を表面粗さ(Ra)とした。基板表面粗さが2.0nm以下を研磨性能良好とした。
研磨加工後の基板5枚の両面、すなわち計10表面の全領域を測定対象として、光学表面分析計(Candela6100)を用いて、深さ2nm以上の溝をスクラッチとしてスクラッチ点数を測定し、10表面の測定値の平均値で評価した。数値が低いほど高性能であることを示す。スクラッチ個数が、20個以下を研磨性能良好とした。
(原綿)
(海成分と島成分)
融点220℃、MFR10.5のナイロン6を島成分とし、融点53℃、MFR12のアクリル酸2‐エチルヘキシルを22mol%共重合した共重合ポリスチレン(co−PSt)を海成分とした。
上記の海成分と島成分を用い、376島/ホールの海島型複合口金を用いて、紡糸温度285℃、島/海質量比率40/60、吐出量1.7g/分・ホール、紡糸速度1200m/分で海島繊維を溶融紡糸した。次いで、85℃の温度の紡糸用の油剤液浴中で3.0倍に延伸し、押し込み型捲縮機を用いて捲縮を付与し、カットして、繊度6.5dtex、繊維長51mmの海島型複合繊維の原綿を得た。
上記の海島型複合繊維の原綿を用いて、カードとクロスラッパー工程を経て、積層繊維ウェブを形成した。次いで、得られた積層繊維ウェブをスロートデプス60μm、キックアップ0μm、アンダーカットアングル4°、スロートレングス0.9mmのニードルを植込んだニードルパンチ機を用いて、針深度8mm、パンチ本数3200本/cm2でニードルパンチし、目付800g/m2、見掛け密度0.190g/cm3の海島型複合繊維からなる不織布を作製した。ニードルパンチによる海島型複合繊維の持ち込み本数は、3本/1バーブであった。
上記の海島型複合繊維からなる不織布を、熱水収縮処理させた後、ポリビニルアルコール12%水溶液に含浸し乾燥した。その後、トリクロロエチレン中で海成分のco−PSTを溶解除去し、乾燥を行って、極細繊維束が絡合してなる極細繊維不織布を得た。
(原綿)
(海成分と島成分)
海成分と島成分は、実施例1で用いたのと同様のものを用いた。
上記の海成分と島成分を用い、200島/ホールの海島型複合口金を用いて、紡糸温度285℃、島/海質量比率40/60、吐出量0.9g/分・ホール、紡糸速度1200m/分の条件で、海島型複合繊維を溶融紡糸した。次いで、85℃の温度で紡糸用の油剤液浴中で3.0倍に延伸し、押し込み型捲縮機を用いて捲縮を付与し、カットして、繊度5.2dtex、繊維長51mmの海島型複合繊維の原綿を得た。
実施例1と同様にして、目付が680g/m2で、見掛け密度が0.224g/cm3の海島型複合繊維からなる不織布を作製した。
実施例1と同様にして研磨布を得た。得られた研磨布は、極細繊維の平均単繊維径が1.53μmであり、繊維直径のCV値は5.8%であり、厚さが0.51mmであり、目付が186g/m2であり、見かけ密度が0.365g/cm3であった。結果を表1に示す。
(原綿)
(海成分と島成分)
海成分と島成分は、実施例1で用いたのと同様のものを用いた。
紡糸と延伸は、実施例1と同様に行った。
スロートデプス60μm、キックアップ10μm、アンダーカットアングル27°、スロートレングス0.8mmのニードルを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、目付が800g/m2であり、見掛け密度が0.190g/cm3の極細繊維発生型繊維不織布を作製した。
実施例1と同様にして研磨布を得た。
(原綿)
海成分と島成分は、実施例2と用いたのと同様のものを用いた。
紡糸と延伸は、実施例2と同様に行った。
実施例3と同様にして目付が680g/m2であり、見掛け密度が0.224g/cm3の海島型複合繊維からなる不織布を作製した。
実施例1と同様にして研磨布を得た。
(原綿)
(海成分と島成分)
海成分と島成分は、実施例1で用いたのと同様のものを用いた。
上記の海成分と島成分を用い、800島/ホールの海島型複合口金を用いて、紡糸温度285℃、島/海質量比率30/70、吐出量2.1g/分・ホール、紡糸速度1200m/分の条件で、海島型複合繊維を溶融紡糸した。次いで、85℃の温度の液浴中で3.0倍に延伸し、押し込み型捲縮機を用いて捲縮を付与し、カットして、繊度が12.1dtexで、繊維長が51mmの海島型複合繊維の原綿を得た。
実施例3と同様にして、目付が680g/m2であり、見掛け密度が0.224g/cm3の海島型複合繊維からなる不織布を作製した。
実施例3と同様にして研磨布を得た。
(原綿)
(海成分と島成分)
海成分と島成分は、実施例1で用いたのと同様のものを用いた。
上記の海成分と島成分を50重量%混合して、紡糸温度285℃で海島型複合繊維を溶融紡糸する、いわゆる混合紡糸法により海成分中に島成分が約1000個配置された海島型複合繊維を紡糸速度1200m/分の条件で溶融紡糸した。次いで、85℃の温度の紡糸用の油剤液浴中で3.0倍に延伸し、押し込み型捲縮機を用いて捲縮を付与し、カットして、繊度が11.6dtexで、繊維長が51mmの海島型複合繊維の原綿を得た。
JIS#320番のサンドペーパーを用いたこと以外は、実施例1と同様にして海島型複合繊維からなる不織布を得た。
上記の海島型複合繊維からなる不織布を熱水収縮させた後、ポリビニルアルコール12%水溶液に含浸し乾燥した。この不織布に、ポリマージオールがポリエーテル系75質量%とポリエステル系25質量%とからなるポリウレタンを、繊維質量に対して固形分で20質量%付与し、液温35℃の30%DMF水溶液でポリウレタンを凝固させ、約85℃の温度の熱水でDMFを除去した。その後、トリクロロエチレン中で海成分のco−PSTを溶解除去し、乾燥を行って、極細繊維束とポリウレタンからなる極細繊維不織布を得た。
(原綿)
(海成分と島成分)
海成分と島成分は、実施例5で用いたのと同様のものを用いた。
紡糸と延伸は、実施例5と同様に行った。
実施例3と同様にして、海島型複合繊維からなる不織布を得た。
実施例5と同様にして研磨布を得た。得られた研磨布は極細繊維の平均繊維径が0.72μmであり、繊維直径のCV値は32.3%であり、厚さが0.5mmであり、目付が190g/m2であり、見かけ密度が0.380g/cm3であった。結果を表1に示す。
(原綿)
(海成分と島成分)
海成分と島成分は、実施例1で用いたのと同様のものを用いた。
島本数600島/ホールの海島型複合口金を用いて、吐出量1.0g/分・ホールとしたこと以外は、実施例1と同様にして、単繊維繊度が2.2dtex、繊維長が51mmの海島型複合繊維の原綿を得た。
実施例6と同様にして、海島型複合繊維からなる不織布を得た。
実施例1と同様にして研磨布を得た。得られた研磨布は、極細繊維の平均繊維径が0.35μmであり、繊維直径のCV値は6.2%、厚さが0.5mmであり、目付177g/m2であり、見かけ密度が0.354g/cm3であった。結果を表1に示す。
(原綿)
(海成分と島成分)
海成分と島成分は、実施例1で用いたのと同様のものを用いた。
448島/ホールの海島型複合口金を用いて、島/海質量比率50/50、吐出量2.0/分・ホールとしたこと以外は、実施例1と同様にして、繊度6.8dtex、繊維長51mmの海島型複合繊維の原綿を得た。
実施例1と同様にして、目付が680g/m2で、見掛け密度が0.224g/cm3の海島型複合繊維からなる不織布を作製した。ニードルパンチによる海島型複合繊維の持ち込み本数は、3本/1バーブであった。
実施例1と同様にして研磨布を得た。得られた研磨布は、極細繊維の平均繊維径が0.52μmであり、繊維直径のCV値は5.5%であり、厚さは0.5mmであり、目付は180g/m2であり、見かけ密度は0.36g/cm3であった。得られた研磨布を用いて研磨性能評価を実施したところ、基板表面粗さ、スクラッチ個数ともに満足のいくものであり、研磨後の表面も均一性の高いものであった。結果を表1に示す。
(原綿)
(海成分と島成分)
海成分と島成分は、実施例1で用いたのと同様のものを用いた。
紡糸と延伸は、実施例1と同様に行った。
スロートデプス65μm、キックアップ10μm、アンダーカットアングル35°、スロートレングス0.9μmのニードルを用いたこと以外は、実施例1と同様にして目付が870g/m2で、見掛け密度が0.220g/cm3の海島型複合繊維からなる不織布を作製した。
実施例1と同様にして、研磨布を得た。得られた研磨布は、極細繊維の平均繊維径が0.72μmであり、繊維直径のCV値は7.0%であり、厚さ0.51mmであり、目付180g/m2であり、見かけ密度が0.360g/cm3であった。得られた研磨布を用いて研磨性能評価を実施したところ、基板表面粗さおよびスクラッチ個数ともに満足のいくものではなかった。結果を表1に示す。
(原綿)
(海成分と島成分)
海成分と島成分は、実施例2で用いたのと同様のものを用いた。
紡糸と延伸は、実施例2と同様に行った。
比較例1と同様にして、海島型複合繊維からなる不織布を得た。
実施例1と同様にして研磨布を得た。得られた研磨布は、極細繊維の平均繊維径が1.53μmであり、繊維直径のCV値は5.8%であり、厚さ0.51mmであり、目付180g/m2、であり、見かけ密度0.353g/cm3であった。結果を表1に示す。
(海成分と島成分)
海成分と島成分は、実施例1で用いたのと同様のものを用いた。
上記海成分・島成分を用い、36島/ホールの海島型複合口金を用いて、紡糸温度285℃、島/海質量比率50/50、吐出量1.5g/分・ホール、紡糸速度1000m/分にて溶融紡糸した。次いで、85℃の温度の紡糸用の油剤液浴中で3.0倍に延伸し、押し込み型捲縮機にて捲縮を付与し、カットして、繊度が3.8dtexで、繊維長が51mmの海島型複合繊維の原綿を得た。
比較例1と同様にして、海島型複合繊維からなる不織布を得た。
実施例6と同様にして研磨布を得た。得られた研磨布は、極細繊維の平均繊維径が3.73μm、繊維直径のCV値は6.9%であり、厚さが0.53mmであり、目付が184g/m2であり、見かけ密度が0.347g/cm3であった。結果を表1に示す。
(原綿)
(海成分と島成分)
海成分と島成分は、実施例5で用いたものと同様のものを用いた。
紡糸と延伸は、実施例5と同様に行った。
スロートデプス40μm、キックアップ0μm、アンダーカットアングル2°、スロートレングス0.8mmのニードルを用いこと以外は、実施例1と同様にして目付660G/m2、見掛け密度0.188g/cm3の海島型複合繊維からなる不織布を作製した。
実施例1と同様にして研磨布を得た。得られた研磨布は、極細繊維の平均繊維径が0.50μmであり、繊維直径のCV値は7.7%であり、厚さが0.52mmであり、目付が162g/m2であり、見かけ密度が0.311g/cm3であった。結果を表1に示す。
(原綿)
(海成分と島成分)
海成分と島成分は、比較例3で用いたものと同様のものを用いた。
紡糸と延伸は、実施例3と同様に行った。
実施例1と同様にして目付640g/m2、見掛け密度0.196g/cm3の海島型複合繊維からなる不織布を作製した。
実施例1と同様にして研磨布を得た。
B:バーブの奥
C:Bから針先端方向の任意の点(但し、BC>BAを満足する点)
D:BC上にありBAと同じ長さになる点
Claims (6)
- 平均単繊維直径が0.05〜2.0μmの極細繊維からなる極細繊維束が絡合してなる不織布と高分子弾性体を主体として構成される研磨布であって、前記不織布の前記極細繊維束が構成する表面繊維立毛部分の極細繊維束の幅方向の平均サイズが、50〜180μmであることを特徴とする研磨布。
- 表面繊維立毛部分の極細繊維束の幅方向の平均サイズが、50〜120μmであることを特徴とする請求項1記載の研磨布。
- 研磨布の表面粗さが5〜18μmであることを特徴とする請求項1または2記載の研磨布。
- 極細繊維のCV値が1〜30%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の研磨布。
- 少なくとも下記工程(1)〜(5)を組み合わせてなる研磨布の製造方法であって、下記工程(2)のニードルパンチで持ち込まれる極細繊維化可能な海島型複合繊維の本数を3〜6本/1バーブとすることを特徴とする研磨布の製造方法。
(1)平均単繊維繊度が0.05〜2.0μmに極細繊維化可能な海島型複合繊維を作製する工程、
(2)該海島型複合繊維を用いて、カード、クロスラッパーによりウェブを積層し、ニードルパンチにより不織布を得る工程、
(3)該不織布に高分子弾性体を、極細化後の極細繊維質量に対し10〜200質量%付与する工程、
(4)少なくとも片面にバッフィング処理を施す工程、および
(5)該海島型複合繊維に極細化処理を行う工程。 - ニードルパンチで持ち込まれる海島型複合繊維の本数が、3〜4本/1バーブであることを特徴とする請求項5記載の研磨布の製造方法。
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