JP5516990B2 - 湿式成膜用ウレタン樹脂組成物、それを用いて得られる多孔体及び研磨パッドならびにそれらの製造方法 - Google Patents
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一方、前記多孔体を製造する際には、前記エーテル系ウレタン樹脂とともに架橋剤を組み合わせ使用する場合があり、かかる架橋剤としてはイソシアネート系架橋剤をはじめ様々なものが知られている。
しかし、架橋剤としてイソシアネート系架橋剤を用いる場合には、多孔体を形成できないか、または形成できても非常に硬く、本願発明が課題とする優れた柔軟性等を有するものではなかった。
前記カルボジイミド化合物(B)は、得られる多孔体に良好な柔軟性と、圧力から開放された際に孔がもとの形状及び大きさに回復しうる特性とを付与するうえで必須成分であり、前記ウレタン樹脂(A)100質量部に対して、0.1質量部〜5質量部の範囲で使用することが重要である。
また、前記カルボジイミド化合物(B)としては、具体的には、ポリ[フェニレンビス(ジメチルメチレン)カルボジイミド]やポリ(メチル−1,3−フェニレンカルボジイミド)等を使用することができる。カルボジイミド化合物(B)としては、例えば日清紡ケミカル株式会社製のカルボジライトV−07やV−09等を使用することができる。
本発明では、前記ウレタン樹脂(A)等を用いて湿式成膜法により多孔体を製造する際に使用する有機溶剤(C)として、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンや、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤や、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸イソブチル、酢酸イソブチル、酢酸第2ブチル等のエステル系溶剤等を使用することができる。
攪拌機、凝縮還流器、温度計を有する反応装置に、エチレングリコールとアジピン酸とを反応させて得られるポリエステルジオール(数平均分子量2000)を102.7質量部、1,4−ブタンジオールとアジピン酸とを反応させて得られるポリエステルジオール(数平均分子量3000)を102.7質量部、エチレングリコールを14.4質量部、N,N−ジメチルホルムアミドを699.0質量部および4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを80.2質量部投入し、攪拌下60℃で6時間反応させ、引き続きイソプロピルアルコールを1.0質量部投入してさらに60℃で1時間攪拌することによってウレタン樹脂(i)の溶液(I)を得た。
ウレタン樹脂(i)溶液(I)は、不揮発分が30質量%、粘度が55Pa・sであり、ウレタン樹脂(i)のゲル浸透クロマトグラフィーによるポリスチレンを標準試料とする重量平均分子量は151000であった。
厚さ0.25mmのポリエチレンテレフタレートフィルムの表面に、前記湿式成膜用ウレタン樹脂組成物(1)をフィルムアプリケーター用いて、塗布膜厚が約1.2mmとなるように塗布し、次いで、前記塗布物を25℃に調整した水中に10分間浸漬することによって、前記湿式成膜用ウレタン樹脂組成物(1)中に含まれるウレタン樹脂(i)を湿式凝固させた。
前記で得た多孔体(1)を構成するポリエチレンテレフタレートフィルムの裏面に両面テープ(ダイタック8800HC(DIC株式会社製))を貼り付けることによって、研摩パッド(1)を得た。
攪拌機、凝縮還流器、温度計を有する反応装置に、1,6−ヘキサンジオールとアジピン酸とを反応させて得られるポリエステルジオール(数平均分子量2000)を95.9質量部、1,6−ヘキサンジオールとアジピン酸とを反応させて得られるポリエステルジオール(数平均分子量3000)を95.9質量部、1,6−ヘキサンジオールを28.0質量部、N,N−ジメチルホルムアミドを699.0質量部、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを80.1質量部混合し、攪拌下60℃で6時間反応させ、引き続きイソプロピルアルコールを1.0質量部投入してさらに60℃で1時間攪拌することによってウレタン樹脂(ii)の溶液(II)を得た。
ウレタン樹脂(ii)溶液(II)は、不揮発分が30質量%、粘度が45Pa・s、ゲル浸透クロマトグラフィーによるポリスチレンを標準試料とする重量平均分子量は145000であった。また、前記ウレタン樹脂(i)溶液(I)の代わりに、ウレタン樹脂(ii)溶液(II)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、湿式成膜用ウレタン樹脂組成物(2)、多孔体(2)及び研磨パッド(2)を得た。
ウレタン樹脂(i)溶液(I)を333質量部、ポリ[フェニレンビス(ジメチルメチレン)カルボジイミド]のN,N−ジメチルホルムアミド溶液(不揮発分50質量%)を8質量部、N,N−ジメチルホルムアミドを222質量部、無機系顔料としてダイラックL−5442(DIC株式会社製)を33重量部、界面活性剤としてクリスボンアシスターSD−7(DIC株式会社製)を9質量部及びクリスボンアシスターSD−11(DIC株式会社製)を6質量部、を混合することによって湿式成膜用ウレタン樹脂組成物(3)を得た。また、前記湿式成膜用ウレタン樹脂組成物(1)の代わりに、湿式成膜用ウレタン樹脂組成物(3)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、多孔体(3)及び研磨パッド(3)を得た。
ウレタン樹脂(i)溶液(I)を333質量部、ポリ(メチル−1,3−フェニレンカルボジイミド)のトルエン溶液(不揮発分50質量%)を2質量部、N,N−ジメチルホルムアミドを222質量部、無機系顔料としてダイラックL−5442(DIC株式会社製)を33重量部、界面活性剤としてクリスボンアシスターSD−7(DIC株式会社製)を9質量部及びクリスボンアシスターSD−11(DIC株式会社製)を6質量部、を混合することによって湿式成膜用ウレタン樹脂組成物(4)を得た。また、前記湿式成膜用ウレタン樹脂組成物(1)の代わりに、湿式成膜用ウレタン樹脂組成物(4)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、多孔体(4)及び研磨パッド(4)を得た。
ウレタン樹脂溶液(I)を333質量部、N,N−ジメチルホルムアミドを222質量部、無機系顔料としてダイラックL−5442(DIC株式会社製)を33重量部、界面活性剤としてクリスボンアシスターSD−7(DIC株式会社製)を9質量部及びクリスボンアシスターSD−11(DIC株式会社製)を6質量部、を混合することによって湿式成膜用ウレタン樹脂組成物(1’)を得た。また、前記湿式成膜用ウレタン樹脂組成物(1)の代わりに、湿式成膜用ウレタン樹脂組成物(1’)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、多孔体(1’)及び研磨パッド(1’)を得た。
ウレタン樹脂溶液(I)を333質量部、メチル−1,3−フェニレンジイソシアネートのアダクト体の酢酸エチル溶液(不揮発分75質量%)を1.3質量部、N,N−ジメチルホルムアミドを222質量部、無機系顔料としてダイラックL−5442(DIC株式会社製)を33重量部、界面活性剤としてクリスボンアシスターSD−7(DIC株式会社製)を9質量部及びクリスボンアシスターSD−11(DIC株式会社製)を6質量部、を混合することによって湿式成膜用ウレタン樹脂組成物(2’)を得た。また、前記湿式成膜用ウレタン樹脂組成物(1)の代わりに、湿式成膜用ウレタン樹脂組成物(2’)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、多孔体(2’)及び研磨パッド(2’)を得た。なお、前記多孔体(2’)及び研磨パッド(2’)は微細な孔構造を形成しているため厚膜な多孔体を形成できない場合があり、実施例1等で得られた多孔体(1)等と比較して薄膜のものであった。
攪拌機、凝縮還流器、温度計を有する反応装置に、ポリテトラメチレングリコール(数平均分子量2000)を102.7質量部、ポリテトラメチレングリコール(数平均分子量3000)を102.7質量部、エチレングリコールを14.4質量部、N,N−ジメチルホルムアミドを699.0質量部、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを80.2質量部投入し、攪拌下60℃で6時間反応させ、引き続きイソプロピルアルコールを1.0質量部投入してさらに60℃で1時間攪拌することによってウレタン樹脂(iii)の溶液(III)を得た。
前記ウレタン樹脂(iii)溶液(III)は、不揮発分が30質量%、粘度が40Pa・s、ゲル浸透クロマトグラフィーによるポリスチレンを標準試料とする重量平均分子量は145000であった。また、前記ウレタン樹脂(i)溶液(I)の代わりに、ウレタン樹脂(iii)溶液(III)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、湿式成膜用ウレタン樹脂組成物(3’)、多孔体(3’)及び研磨パッド(3’)を得た。なお、前記多孔体(3’)等は微細な孔構造を形成しているため厚膜な多孔体を形成できない場合があり、実施例1等で得られた多孔体(1)等と比較して薄膜のものであった。
攪拌機、凝縮還流器、温度計を有する反応装置に、1,6−ヘキサンジオールのポリカーボネートジオール(数平均分子量2000)を102.7質量部、1,6−ヘキサンジオールのポリカーボネートジオール(数平均分子量3000)を102.7質量部、エチレングリコールを14.4質量部、N,N−ジメチルホルムアミドを699.0質量部、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを80.2質量部投入し、攪拌下60℃で6時間反応させ、引き続きイソプロピルアルコールを1.0質量部投入してさらに60℃で1時間攪拌することによってウレタン樹脂(iv)の溶液(IV)を得た
ウレタン樹脂(iv)溶液(IV)は、不揮発分が30質量%、粘度が60Pa・s、ゲル浸透クロマトグラフィーによるポリスチレンを標準試料とする重量平均分子量は145000であった。また、前記ウレタン樹脂(i)溶液(I)の代わりに、ウレタン樹脂(iv)溶液(IV)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、湿式成膜用ウレタン樹脂組成物(4’)、多孔体(4’)及び研磨パッド(4’)を得た。なお、前記多孔体(4’)等は微細な孔構造を形成しているため厚膜な多孔体を形成できない場合があり、実施例1等で得られた多孔体(1)等と比較して薄膜のものであった。
攪拌機、凝縮還流器、温度計を有する反応装置に、エチレングリコールとアジピン酸とを反応させて得られるポリエステルジオール(数平均分子量2000)を112.6質量部、1,4−ブタンジオールとアジピン酸とを反応させて得られるポリエステルジオール(数平均分子量3000)を112.6質量部、エチレングリコールを15.8質量部、N,N−ジメチルホルムアミドを699.0質量部、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートを59.1質量部投入し、攪拌下60℃で9時間反応させ、引き続きイソプロピルアルコールを1.0質量部投入し、さらに60℃で1時間攪拌することによってウレタン樹脂(i’)の溶液(I’)を得た。前記ウレタン樹脂(i’)の溶液(I’)は、不揮発分が30質量%、粘度が38Pa・s、ゲル浸透クロマトグラフィーによるポリスチレンを標準試料とする重量平均分子量は136000であった。
また、前記ウレタン樹脂(i)溶液(I)の代わりに、ウレタン樹脂(i’)溶液(I’)を使用すること以外は、実施例1と同様の方法で、湿式成膜用ウレタン樹脂組成物(5’)、多孔体(5’)及び研磨パッド(5’)を得た。なお、前記多孔体(5’)等は微細な孔構造を形成しているため厚膜な多孔体を形成できない場合があり、実施例1等で得られた多孔体(1)等と比較して薄膜のものであった。
[柔軟性の評価方法]
前記で得た多孔体の厚みを、厚さ測定器CR−10A(株式会社大栄科学精機製作所製)を用いて測定した。前記厚みの測定は、前記多孔体に1.96kPaの荷重が加えられた状態で1分間放置した後に行った(厚み1)。したがって、前記測定で得られた多孔体の厚みは、1.96kPaの荷重が加えられた状態の厚みを示す。
次に、23.5kPaの荷重が加えられた状態で1分間放置した後の、多孔体の厚みを、前記と同様の厚さ測定器を用いて行った(厚み2)。
前記(厚み2)の値が、前記(厚み1)の値に対して60%以下であったものを「○」と評価し、特に55%以下であったものを「◎」と評価した。一方、前記(厚み2)の値が、前記(厚み1)の値に対して60%を超えるものを「△」と評価し、特に70%を超えるものを「×」と評価した。
前記で得た多孔体の厚みを、厚さ測定器CR−10A(株式会社大栄科学精機製作所製)を用いて測定した。前記厚みの測定は、前記多孔体に1.96kPaの荷重が加えられた状態で1分間放置した後に行った(厚み1)。したがって、前記測定で得られた多孔体の厚みは、1.96kPaの荷重が加えられた状態の厚みを示す。
次に、23.5kPaの荷重が加えられた状態で1分間放置した後の多孔体の厚みを、前記と同様の厚さ測定器を用いて行った(厚み2)。
次に、前記荷重を当初の1.96kPaに戻し、1分間放置した後の多孔体の厚みを、前記と同様の厚さ測定器を用いて行った(厚み3)。
前記(厚み3)の値が、前記(厚み1)の値に対して95%以上であったものを「◎」と評価し、90%以上95%未満であったものを「○」と評価した。一方、前記(厚み3)の値が、前記(厚み1)の値に対して80%以上90%未満であるものを「△」と評価し、特に80%に満たないものを「×」と評価した。
前記で得た多孔体を、40℃及び95%Rhに調整した湿熱試験機内に7日間保存した後、40℃に調整した熱風乾燥機を用いて4時間乾燥した。
次いで、25℃の常温環境下に20時間静置した多孔体の厚みを、厚さ測定器CR−10A(株式会社大栄科学精機製作所製)を用いて測定した。前記厚みの測定は、前記多孔体に1.96kPaの荷重が加えられた状態で1分間放置した後に行った(厚み4)。したがって、前記測定で得られた多孔体の厚みは、1.96kPaの荷重が加えられた状態の厚みを示す。
次に、23.5kPaの荷重が加えられた状態で1分間放置した後の多孔体の厚みを、前記と同様の厚さ測定器を用いて行った(厚み5)。
次に、前記荷重を当初の1.96kPaに戻し、1分間放置した後の多孔体の厚みを、前記と同様の厚さ測定器を用いて行った(厚み6)。
前記(厚み6)の値が、前記(厚み3)の値に対して95%以上であったものを「◎」と評価し、90%以上95%未満であったものを「○」と評価した。一方、前記(厚み6)の値が、前記(厚み3)の値に対して80%以上90%未満であるものを「△」と評価し、特に80%に満たないものを「×」と評価した。
Claims (7)
- 脂肪族ポリエステルポリオールを含むポリオール(a1)と、芳香族ポリイソシアネートを含むポリイソシアネート(a2)とを反応させて得られるウレタン樹脂(A)、カルボジイミド化合物(B)及び有機溶剤(C)を含有する湿式成膜用ウレタン樹脂組成物であって、前記カルボジイミド化合物(B)が、キシリレンジイソシアネートまたはテトラメチルキシリレンジイソシアネートの脱二酸化炭素縮合物を含むものであり、前記カルボジイミド化合物(B)が、前記ウレタン樹脂(A)100質量部に対して0.1質量部〜5質量部の範囲で含まれることを特徴とする湿式成膜用ウレタン樹脂組成物。
- 前記脂肪族ポリエステルポリオールが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール及び1,4−ブタンジオールからなる群より選ばれる1種以上を含む脂肪族ポリオールと、アジピン酸を含む脂肪族ポリカルボン酸とを反応させて得られるものである、請求項1に記載の湿式成膜用ウレタン樹脂組成物。
- 前記有機溶剤(C)が、前記有機溶剤(C)全体に対して70質量%以上のN,N−ジメチルホルムアミドを含むものである、請求項1に記載の湿式成膜用ウレタン樹脂組成物。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の湿式成膜用ウレタン樹脂組成物を用い、湿式成膜法によって加工して得られる多孔体。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の湿式成膜用ウレタン樹脂組成物を用い、湿式成膜法によって加工して得られる研磨用パッド。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の湿式成膜用ウレタン樹脂組成物を基材表面に塗布または含浸し、次いで、該塗布面または含浸面に、水または水蒸気を接触させることを特徴とする多孔体の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の湿式成膜用ウレタン樹脂組成物を基材表面に塗布または含浸し、次いで、該塗布面または含浸面に、水または水蒸気を接触させることを特徴とする研磨用パッドの製造方法。
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