JPH0356869B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学レンズ、金属単結晶、半導体、板
ガラス、ブラウン管等の表面研磨用として用いら
れる研磨基布及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、研磨基布はポリエステル短繊維交絡体の
空隙部にポリウレタンのジメチルフオルムアミド
溶液を含浸させた後、水を主成分とする非溶媒中
に浸漬してポリウレタンを凝固させる等の方法に
より製造されていた。しかしながらこのようにし
て製造される研磨基布は短繊維交絡体を構成する
ポリエステル短繊維が実質的に線状の繊維である
ために研磨基布表面方向に沿つて平面的に配列し
た繊維が多数存在しており、この結果、研磨基布
表面の摩擦抵抗が小さく、コロイダルシリカの研
磨液を用いて被研磨物を研磨してもコロイダルシ
リカが被研磨物表面に充分作用せず、所謂スリツ
プ現象が生じて被研磨物を均一かつ効率よく研磨
することができなかつた。このため従来はポリウ
レタンを凝固せしめて形成した基布の表面を研削
して表面を僅かな起毛状態に形成したり、充分な
ニードルパンチングを行つて短繊維の交絡状態を
高める等により表面摩擦抵抗の向上を図つてい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、ポリウレタンを凝固せしめて形
成した基布の表面を研削する方法の場合、起毛状
態が均一となるように研削することはきわめて困
難であり、製造工程が煩雑となるとともに起毛状
態が不均一な場合、被研磨物表面に擦過傷が生じ
たり研磨量のバラツキを生じ、良好な研磨を行う
ことができなかつた。しかもこのようにして製造
された研磨基布の場合、基布を構成する短繊維や
ポリウレタンの基布表面付近は研削によつて脱落
寸前の状態となつており、これが研磨中に脱落し
て研磨液中に異物として混入する等の問題があつ
た。また充分なニードルパンチングにより交絡状
態を高める方法も、ニードルパンチングに要する
手間が煩雑となるとともに、ニードルパンチング
により交絡状態が高められたとしても本質的には
繊維の直線状態は除去されず、研磨基布表面方向
に沿つて平面的に配列した繊維が、未だ多数存在
するため、大幅な研磨性能の向上は得られなかつ
た。更に従来の研磨基布は圧縮弾性回復率が必ず
しも充分とはいえず、このため研磨加工中に研磨
基布がつぶれて弾力性が減少し、研磨性能が低下
し易いという問題もあつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は上記の点に鑑み鋭意研究した結果、
螺旋状捲縮ポリエステル短繊維を含む短繊維交絡
体にポリウレタンを主体とする弾性重合体を充填
してなる研磨基布が優れた研磨性能を有するとと
もに圧縮弾性回復率に優れ、研磨性能の低下がき
わめて少ないこと、また熱処理により捲縮する潜
在捲縮性ポリエステル短繊維を含む短繊維交絡体
を熱処理して潜在捲縮性ポリエステル短繊維を螺
旋状に捲縮せしめた後、空隙部にポリウレタンを
主体とする弾性重合体を凝固充填せしめることに
より優れた研磨性能を有する研磨基布を容易に製
造し得ることを見出し本発明を完成するに至つ
た。

即ち本発明の要旨の一つは螺旋状捲縮ポリエス
テル短繊維を含む短繊維交絡体と、該短繊維交絡
体の空隙部に充填されたポリウレタンを主体とす
る熱可塑性弾性重合体とからなることを特徴とす
る研磨基布にある。また本発明のいま一つの要旨
は熱処理により螺旋状に捲縮する潜在捲縮性ポリ
エステル短繊維を含む短繊維交絡体を熱処理して
短繊維交絡体中の潜在捲縮性ポリエステル短繊維
を螺旋状に捲縮せしめ、次いで短繊維交絡体の空
隙部にポリウレタンを主体とする熱可塑性弾性重
合体の水混和性有機溶媒溶液を充填し、しかる
後、非溶媒中に浸漬して弾性重合体を凝固せしめ
ることを特徴とする研磨基布の製造方法にある。

本発明において螺旋状捲縮ポリエステル短繊維
としては、熱処理により螺旋状に捲縮する潜在捲
縮性ポリエステル短繊維を熱処理して捲縮せしめ
たものが挙げられ、潜在捲縮性ポリエステル短繊
維としては固有粘度の異なるポリエステルを同時
に溶融紡糸する等により得られるポリエステルの
サイドバイサイド接合型繊維が好ましい。上記潜
在捲縮性ポリエステル短繊維は、第１図に示すよ
うに熱処理前は線状の繊維であるが、熱処理する
ことによつて第２図に示すように螺旋状に捲縮す
る。

本発明において螺旋状に捲縮したポリエステル
短繊維を含む短繊維交絡体の空隙部に充填される
弾性重合体としてはポリウレタンを主体とするも
のが用いられる。ポリウレタンは通常の研磨基布
用に用いられるものであれば良く、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等のポリエーテル
ポリオールやポリエチレンアジペート、ポリブチ
レンアジペート、ポリエチレンブチレンアジペー
ト、ポリ−ε−カプロラクトン等のポリエステル
ポリオール等と、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′−ジフエニルメタ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、
イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジ
イソシアネート等のポリイソシアネートとを構成
成分とするポリウレタンが挙げられる。これらの
ポリウレタンを主体とする弾性重合体中にはポリ
ウレタンの凝固速度調節のためにポリエチレング
リコール脂肪酸エステル、ポリエチレングリコー
ルアルキルエーテル、ジアルキルスルフオサクシ
ネート、ポリエチレングリコール、ポリプロピレ
ングリコール−ポリエチレングリコールブロツク
共重合体等の界面活性剤、ひまし油、石油、トル
エン、キシレン等の疎水性物質等を添加すること
ができる。また耐光性改良のためベンゾトリアゾ
ール系化合物、ベンゾフエノン系化合物、ヒンダ
ードアミン系化合物、フエノール系化合物等を添
加することもでき、更に着色のために顔料を添加
しても良い。

本発明の研磨基布表面には、表面方向に沿つて
平面的に配列した繊維が殆ど存在せず、基布表面
には螺旋状に捲縮した繊維を含むことによつて均
一で微細な凹凸が形成される。

次に本発明の研磨基布の製造方法について説明
する。

まずカード、ニードルパンチング等の通常の方
法により前記潜在捲縮性ポリエステル短繊維を含
む短繊維交絡体を製造し、該交絡体を熱処理して
潜在捲縮性ポリエステル短繊維を螺旋状に捲縮せ
しめる。交絡体の製造に用いる繊維は、特に均一
微細な表面凹凸を有する研磨基布を得る上で潜在
捲縮性ポリエステル短繊維を60％以上含有するこ
とが好ましい。これは潜在捲縮性繊維が60％以上
含有されると、他の非捲縮性繊維を含有していて
も、熱処理によつて潜在捲縮性繊維が捲縮する際
に、非捲縮性繊維が潜在捲縮性繊維に巻き込まれ
て三次元的に変形せしめられる結果、潜在捲縮性
繊維が60％未満の場合に比べてより均一で微細な
表面凹凸が形成されるものと考えられる。また交
絡体の製造に用いられる繊維は、予め押込型クリ
ンパー等により平面的な捲縮を施しておいても良
い。交絡体の熱処理は、加熱温度130〜170℃１〜
10分程度の条件で行うことが好ましい。次いで短
繊維交絡体をポリウレタンを主体とする熱可塑性
弾性重合体の水混和性有機溶媒溶液に浸漬する等
により交絡体の空隙部に上記弾性重合体の有機溶
媒溶液を充填する。ポリウレタンを主体とする弾
性重合体を溶解せしめる水混和性有機溶媒として
はジメチルフオルムアミド、アセトン、ジオキサ
ン、テトラヒドロフラン等が挙げられるが、ジメ
チルフオルムアミドが好ましい。弾性重合体の水
混和性有機溶媒溶液を空隙部に充填した後、短繊
維交絡体を非溶媒中に浸漬して水混和性有機溶媒
を非溶媒中に溶解除去し、弾性重合体を凝固せし
めることにより研磨基布が得られる。非溶媒とし
てはポリウレタンを主体とする弾性重合体を溶解
する有機溶媒とは親和性を有し、ポリウレタンは
溶解しない水を主成分とする溶媒が挙げられる
が、通常は水が用いられる。

〔実施例〕 以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明
する。

実施例 １ 熱処理前は第１図に示すように線状を有する固
有粘度0.68及び0.60のポリエチレンテレフタレー
トよりなるサイドバイサイド型接合短繊維（繊度
2.0デニール、繊維長51mmを押込型クリンパーに
より捲縮数９山／インチに捲縮させたもので捲縮
は実質的に平面的な捲縮であつた。）を用いてカ
ード、クロスラツパー、ニードルパンチングを行
なつた後、150℃で10分間熱処理し、厚さ2.5mm、
坪量475ｇ/m²の短繊維交絡体を得た。この短繊維
交絡体における短繊維は第２図に示すように螺旋
状に捲縮し、捲縮数30山／インチであつた。次ぎ
にポリエチレンブチレンテレフタレート、ブタン
ジオール、４，4′−ジフフエニルメタンジイソシ
アネートを構成成分とするポリウレタン（商品
名：クリスボン、大日本インキ化学工業(株)製）の
20％ジメチルフオルムアミド溶液中に浸漬して該
溶液を短繊維交絡体の空隙部に充填せしめた後、
水90％、ジメチルフオルムアミド10％とからなる
20℃の凝固浴中に浸漬してポリウレタンを凝固さ
せた。充分水洗して120℃で乾燥した後、スライ
スマシンにより表裏両面を漉き取り、厚さ1.5mm
の研磨基布を得た。この研磨基布の表面はきわめ
て平滑性に優れていたが、電子顕微鏡により表面
を観察したところ表面方向に沿つて平面的に配列
した繊維は全く存在せず、表面には均一で微細な
凹凸が形成されていた。この研磨基布の半導体
（シリコン）の研磨における加工速度は0.55μ／分
であり、研磨性能に優れるとともに、圧縮弾性回
復率も96.1％を有し、研磨加工中の研磨性能の低
下も生じなかつた。

実施例 ２ 実施例１と同様の潜在捲縮性ポリエステル短繊
維70％と、非捲縮性ポリエステル短繊維（繊度
3.0デニール、繊維長38mm）30％とを混合して実
施例１と同様の押込型クリンパーにより捲縮数９
山／インチに捲縮させカード、クロスラツパー、
ニードルパンチングを行つた後、150℃で10分間
熱処理して厚さ3.0mm、坪量550ｇ/m²の短繊維交
絡体を得た。この短繊維交絡体を実施例１と同様
のポリウレタンの25％ジメチルフオルムアミド溶
液中に浸漬した後、実施例１と同様の凝固浴に浸
漬してポリウレタンを凝固せしめた。充分に水洗
した後、120℃で乾燥し、スライスマシンにより
表裏両面を漉き取り、厚さ1.3mmの研磨基布を得
た。この研磨基布の表面はきわめて平滑性に優れ
ていたが、電子顕微鏡により表面を観察したとこ
ろ表面方向に沿つて平面的に配列した繊維はほと
んど存在せず、表面には均一で微細な凹凸が形成
されていた。この研磨基布は、実施例１と同様の
半導体の研磨における加工速度が0.65μ／分であ
り、研磨性能に優れるとともに、圧縮弾性回復率
も91％を有し、研磨加工中の研磨性能の低下も生
じなかつた。

比較例 １ 潜在捲縮性を有さないポリエチレンテレフタレ
ート短繊維（繊度2.0デニール、繊維長38mm）を
用い、カード、クロスラツパー、ニードルパンチ
ングを行つて厚さ2.5mm、坪量475ｇの短繊維交絡
体を得た。この短繊維交絡体を実施例１と同様の
ポリウレタンのジメチルフルムアミド溶液中に浸
漬した後、凝固浴中に浸漬してポリウレタンを凝
固せしめ、水洗、乾燥及びスライスマシンによる
表裏両面の漉き取りを行つて、厚さ1.3mmの研磨
基布を得た。この研磨基布の表面を電子顕微鏡で
観察したところ、表面方向に沿つて平面的に配列
した繊維が多数存在していた。また実施例１と同
様の半導体の研磨試験では加工速度0.42μ／分で
あり研磨性能に劣つていたとともに、圧縮弾性回
復率が85.0％と低く、研磨加工中に研磨性能の低
下が生じた。

比較例 ２ 押込型クリンパーにて30山／インチに捲縮さ
せ、実質的に平面的な捲縮を有するポリエチレン
テレフタレート繊維を用いてカード、クロスラツ
パー、ニードルパンチングを行い、厚さ3.2mm、
坪量590ｇ/m²の短繊維交絡体を得た。この短繊維
交絡体の空隙部に実施例１と同様の方法によりポ
リウレタンを充填凝固せしめ、厚さ1.3mmの研磨
基布を得た。この研磨基布表面を電子顕微鏡で観
察したところ、表面方向に沿つて平面的に配列し
た繊維が多数存在していた。また実施例１と同様
の半導体の研磨試験では加工速度0.48μ／分であ
り研磨性能に劣つていたとともに、圧縮弾性回復
率が88％と低く、研磨加工中に研磨性能の低下が
生じた。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の研磨基布は、螺旋
状に捲縮したポリエステル短繊維を含む短繊維交
絡体を用いたことにより、研磨基布表面には表面
方向に沿つて平面的に配列した繊維が殆ど存在せ
ず、基布表面は均一で微細な凹凸を有し、充分な
摩擦抵抗を有するため優れた研磨性能を示すとと
もに、立体的な螺旋状に捲縮した繊維を含むため
に圧縮弾性回復率に優れ、研磨加工中に研磨基布
がつぶれて弾性力が低下し、研磨性能の低下をき
たす虞れがなく、効率良い研磨加工を行うことが
できる。また本発明製造方法は、潜在捲縮性ポリ
エステル短繊維を含む短繊維交絡体を熱処理して
潜在捲縮性繊維を捲縮せしめ、しかる後、交絡体
の空隙部にポリウレタンを主体とする弾性重合体
を充填凝固せしめるという、きわめて簡単な方法
により優れた研磨性能を有する研磨基布を効率良
く製造することができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１において用いた潜在捲縮性ポ
リエステル短繊維の熱処理前の状態に示す電子顕
微鏡写真（倍率35倍）、第２図は熱処理によつて
捲縮した繊維の電子顕微鏡写真（倍率35倍）であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 螺旋状捲縮ポリエステル短繊維を含む短繊維
   交絡体と、該短繊維交絡体の空隙部に充填された
   ポリウレタンを主体とする熱可塑性弾性重合体と
   からなることを特徴とする研磨基布。 ２ 螺旋状捲縮ポリエステル短繊維が短繊維交絡
   体中に60％以上含有される特許請求の範囲第１項
   記載の研磨基布。 ３ 螺旋状捲縮ポリエステル短繊維が、捲縮発現
   されたポリエステルのサイドバイサイド型接合繊
   維である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   研磨基布。 ４ 熱処理により螺旋状に捲縮する潜在捲縮性ポ
   リエステル短繊維を含む短繊維交絡体を熱処理し
   て短繊維交絡体中の潜在捲縮性ポリエステル短繊
   維を螺旋状に捲縮せしめ、次いで短繊維交絡体の
   空隙部にポリウレタンを主体とする熱可塑性弾性
   重合体の水混和性有機溶媒溶液を充填し、しかる
   後、非溶媒中に浸漬して弾性重合体を凝固せしめ
   ることを特徴とする研磨基布の製造方法。 ５ 潜在捲縮性ポリエステル短繊維が短繊維交絡
   体中に60％以上含有される特許請求の範囲第４項
   記載の研磨基布の製造方法。 ６ 潜在捲縮性ポリエステル短繊維がポリエステ
   ルのサイドバイサイド型接合繊維である特許請求
   の範囲第４項又は第５項記載の研磨基布の製造方
   法。