KR100955032B1

KR100955032B1 - 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물, 연마용 폴리우레탄흡착 패드 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100955032B1
Application number: KR1020080046425A
Authority: KR
Inventors: 이승현; 서성호
Original assignee: (주)피에스텍
Priority date: 2008-05-20
Filing date: 2008-05-20
Publication date: 2010-04-28
Also published as: KR20090120553A

Abstract

본 발명은 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물, 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물은, 폴리우레탄 베이스 수지와, 상기 폴리우레탄 베이스 수지 100중량부에 대하여, 탄성체 칩 또는 폴리부타디엔 중 적어도 하나로 이루어진 마찰력 부여재 1 내지 30중량%를 더 포함하여 이루어진다.

본 발명에 의하면, 종래의 습식 제조법으로 제조된 흡착 패드에 비하여 제조방법이 매우 간단하고, 표면 드레싱을 통하여 표면 평탄화를 구현할 수 있고, 대형 기판의 탈부착시에 파손이 일어나는 것을 방지할 수 있으며, 종래의 흡착 패드에 비하여 수명이 향상되고 초기 평탄화 값을 장기간 유지할 수 있는 연마용 폴리우레탄 흡착 패드를 제공할 수 있다.

연마, 폴리우레탄, 흡착패드, 탄성체, 폴리부타디엔

Description

연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물, 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 및 그 제조방법{Absorbing pad composition for polishing, Absorbing pad for polishing and Method of manufacturing thereof}

본 발명은 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물, 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디스플레이용 유리기판 등의 피연마체에 마찰력을 부여하여 연마작업을 수행하기 위한 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물, 흡착 패드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치용 글라스 등의 디스플레이용 기판 재료들은 정밀하고 정확한 디스플레이를 구현하기 위하여 그 표면이 고도의 정밀한 평탄성이 요구된다. 따라서, 상기 디스플레이 기판용 재료들은 소정의 연마공정을 필수적으로 거쳐야 한다.

소위 1세대(300mm×350mm 또는 300mm×400mm) 내지 4세대 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)용 유리기판(기판의 크기 730mm×920mm)을 연마하 는 연마장치는, 상정반에 상기 유리기판을 부착하고, 하정반에는 연마 패드를 장착하여 상정반으로 유리기판을 가압하면서, 하정판의 연마패드로 연마공정을 수행하는 방법을 취하였다. 여기서, 유리기판의 상면이 금속재의 상정반과 직접 접촉하여 스크래치 등이 발생하는 것을 방지하며, 상기 유리기판에 일정한 흡착력을 가하여, 연마공정 수행시 유리기판이 움직이는 것을 방지하기 위하여 흡착 패드를 상정반에 부착한다.

그러나, 최근 유리기판의 크기가 대형화되고, 5세대(1,100mm×1,300mm) 이상의 유리기판을 연마하기 위해서는, 상정반에 유리기판을 부착하는 방식으로 연마공정을 수행하기는 어렵고, 대신 하정반에 유리기판을 부착하는 방식의 연마장치를 사용하거나, Gantry 방식의 연마장치가 개발되고 있다.

상기 연마장치를 사용한 연마공정에서는 다단 연마 및 세정을 위해서 대형 유리기판을 연마장비에 탈부착을 해야 하는 데, 이때 파손을 방지하기 위해서 하정반에 유리기판을 장착하고 하정반 자체를 이송하면서 연마와 세정, 검사를 진행하고 있다.

상기 연마공정에서 사용되는 흡착패드는 일반적으로 발포 폴리우레탄 시트가 사용되고 있는데, 상기 폴리우레탄 시트의 표면에는 치밀한 미세기공이 형성된 두께 수㎛ 정도의 발포 표면층이 형성되어 있다.

일반적인 흡착 패드는 유리 흡착력이 강하여 대형 유리기판을 탈부착할 때 파손될 수 있으며, 발포체 폴리우레탄 패드 표면이 미세기공으로 형성되어, 연마 슬러리 등으로 인하여 오염이 되었을 때에는 흡착패드와 접하는 유리면에 스크래치 등이 전사되는 등의 불량이 발생하고, 지속적으로 압력이 가해지므로 인해 폴리우레탄의 구조가 파괴되면 교체해야 하는 등 제품 수명이 일정하지 않은 단점이 있다.

또한, 종래의 연마용 흡착 패드의 제조방법은, 예를 들어 대한민국 등록특허 제828627호에 개시되어 있는 바와 같이, 지지필름 위에 폴리우레탄 혼합용액을 도포한 후, 이를 응고조 및 수세조를 거치게 한 후, 지지필름을 떼어내는 등의 습식 제조방법을 사용하는데, 상기 습식 제조방법은 응고조, 수세조, 회전 롤 등의 부피가 큰 장비 및 그에 따른 복잡한 공정을 이용하는 한편, 추후공정에서 제거될 지지필름 등을 사용하여 원가상승의 한 요인이 된다는 측면에 있어서 비경제적이라는 단점이 있다.

또한, 상기 습식 제조방법에 의하면, 폴리우레탄 혼합용액이 점성을 가지고 있기 때문에, 지지필름 위에 상기 혼합용액을 도포할 때 두께 편차가 생기며, 응고, 수세시의 유기용매와 수계 응고액과의 치환에 의해 두께 편차가 발생하기 쉽다. 이와 같은 두께 편차로 인하여, 연마가공시 두께가 큰 부분에서 피연마물에 더해지는 압력이 크기 때문에 해당부분의 가공 표면이 불균일하게 연마되어 연마효율을 저하시키게 되는 문제점이 있다.

아울러, 상기 습식 제조방법을 통해 제조된 흡착 패드는 경도가 현저히 낮아서, 연마공정 시 연마장비의 기계적인 압력이 과도하게 작용해야 하는 단점을 가지고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 흡착력을 최소화하는 대신 마찰력 유지로 유리기판이 연마공정 중에 정반에서 이탈하는 것을 막아주는 흡착 패드를 제공하여 탈부착 중 파손을 최소화하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 공정상 과도한 압력으로 인한 셀 구조의 파괴 등으로 인한 흡착 패드의 흡착력 저하, 연마공정시 연마 슬러리가 경화되어 형성되는 이물질 등에 의한 연마 패드 표면의 요철 현상이 유리면에 전사되는 현상 및 평탄성 저하를 방지하고, 드레싱 공정을 통한 폴리우레탄 흡착 패드 표면의 초기화가 용이하도록 이루어진 연마용 폴리우레탄 흡착 패드를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 간단하고, 원가 절감이 현저한 건식제조법으로 연마용 폴리우레탄 흡착 패드를 제조하여, 고경도 특성을 가진 연마용 폴리우레탄 흡착 패드를 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명에 의한 폴리우레탄 베이스 수지를 포함하는 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물은, 상기 폴리우레탄 베이스 수지 100중량부에 대하여, 0.5 내지 5.0㎛ 입도를 갖는 고상의 탄성체 칩 또는 액상의 고무 물질 중 적어도 하나로 이루어진 마찰력 부여재 1 내지 30중량부 를 더 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 탄성체 칩은 폐고무의 분쇄물, SBR(스타이렌-부타디엔 러버), SBS(스타이렌-부타디엔-스타이렌 공중합체), SEBS(스타이렌-에틸렌-부틸렌-스타이렌 공중합체), SEPS(스타이렌-에틸렌-프로필렌-스타이렌 공중합체) 등의 스타이렌 공중합체, EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 공중합체), EPM(에틸렌-프로필렌 모노머) 중 적어도 하나로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 상기 액상의 고무 물질은, 천연 고무, 폴리이소프렌 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 폴리부타디엔 고무, 이소프렌 부타디엔 고무, 스티렌 이소프렌 부타디엔 고무, 에틸렌-프로필렌 고무 중 적어도 하나의 용융액으로 이루어진 것이 바람직하다.

또한, 상기 폴리우레탄 베이스 수지 100중량%는, 폴리올 39 내지 77중량%; 이소시아네이트 22 내지 53중량%; 실리콘 정포제 0.1 내지 7중량%; 촉매 0.1 내지 6중량%; 발포제 0.005 내지 0.1중량%를 포함하여 이루어지는 것이 탄성 및 고경도 특성을 모두 보유한 흡착 패드를 제조하기 위하여 바람직하다.

또한, 상기 폴리올은, 경질폴리올 및 반경질 폴리올을 포함하여 이루어지며, 상기 폴리올 100중량%에 있어서, 상기 경질폴리올은 15 내지 35중량%; 상기 반경질 폴리올은 65 내지 85중량%를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 연마용 폴리우레탄 흡착 패드의 제조방법은, 폴리우레탄 베이스 수지를 포함하는 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물을 혼합하는 혼합단계; 상기 혼합된 폴리우레탄 흡착 패드 조성물을 몰드 금형에 주입하는 주입단계; 상기 주입단계 이후, 상기 폴리우레탄 베이스 수지 조성물을 경화하는 경화단계; 상기 몰드 금형을 상기 경화된 흡착 패드 조성물로부터 제거하는 탈형단계; 상기 경화된 흡착 패드 조성물을 패드 형태로 잘라내는 슬라이스단계를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물은 상기 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물인 것이 마찰력 및 흡착패드에 요구되는 고경도 효과를 얻기 위하여 바람직하다.

본 발명에 의하면, 탄성체 칩 또는 폴리부타디엔을 사용하여 마찰력을 강화한 연마용 폴리우레탄 흡착 패드와, 종래의 습식 제조방법을 건식 제조방법으로 일괄 생산함으로써, 간단하며, 시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 제조방법을 제공할 수 있는 장점이 있다.

아울러, 본 발명에 의하면 상기 건식 제조방법에 의하여 고경도의 연마용 폴리우레탄 흡착 패드를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물, 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 및 그 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물은, 폴리우레탄 베이스 수지 및 상기 폴리우레탄 베이스 수지 100중량부에 대하여, 0.5 내지 5.0㎛ 입도를 갖는 탄성체 칩 또는 폴리부타디엔 중 적어도 하나로 이루어진 마찰력 부여재 1 내지 30중량부를 더 포함하여 이루어진다.

이하에서는 상기 흡착 패드용 조성물의 구성물질에 대하여 설명한다.

1. 폴리우레탄 베이스 수지

폴리우레탄 베이스 수지로는 일반적으로 흡착 패드에 탄성을 부여하기 위한 연성 세그먼트(soft segment)로는 폴리올을 사용하고, 연마에 필요한 경도를 부여하기 위한 강성 세그먼트(hard segment)로는 이소시아네이트를 사용한 조성물을 이용하여 제조된 베이스 수지를 이용하는 것이 바람직하다.

연성 세그먼트로서 사용되는 폴리올은, 분자 중에 수산기(-OH) 혹은 아민기(-NH₂)를 2 이상 가지는 다관능 알코올 또는 방향족 아민 등의 개시제와 프로필렌 산화물 또는 에틸렌 산화물을 적정 조건 하에 반응시켜 얻을 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예로서 사용되는 폴리우레탄 베이스 수지는, 폴리우레탄 베이스 수지 100중량%에 있어서, 폴리올 39 내지 77중량%; 이소시아네이트 22 내지 53중량%; 실리콘 정포제 0.1 내지 7중량%; 촉매 0.1 내지 6중량%; 발포제 0.005 내지 0.1중량%를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

(1) 폴리올

폴리올은 경질(flexible), 반경질(semi-rigid), 연질(rigid)로 구분된다. 연질의 경우 작용기 3개를 갖는, 예를 들면 분자량이 6000g/mol정도의 글리세 롤(glycerol), 트리메틸올프로판(trimethylolpropane) 등을 사용하는 것이 바람직하고, 경질의 경우 체인 길이가 짧고 더 많은 작용기를 갖는 폴리올이 사용된다. 반경질은 연질과 경질의 중간 성질에 속하는 압축강도와 충격흡수를 갖는다.

본 발명에서의 폴리올은 경도를 높임과 동시에 전체적으로 연마용 흡착 패드의 탄성을 동시에 만족시키기 위하여 경질과 반경질을 적절히 배합하는 것이 중요하다.

폴리올은 두 가지 이상의 활성화 수소기를 함유하는 폴리올을 사용하는 것이 바람직하다. 다만, 단일 활성화 수소기를 가진다고 하더라도 동일한 작용 효과를 가진다면 폴리올은 활성화 수소기의 종류에 제한받지 않는다.

폴리올의 분자량은 500 내지 2000 이 바람직하다. 본 발명에서의 폴리올은 폴리프로필렌 글리콜(polypropylene glycol, 이하 'PPG'라 함), 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(polytetramethylene ether glycol, 이하 'PTMG'라 함), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, 이하 'PEG'라 함) 등의 폴리에테르계 폴리올을 단독 또는 2 이상 사용한다. 하지만, 이에 한정하지 않고 동일한 작용 효과를 나타낸다면 폴리에스테르계 폴리올을 사용할 수도 있으며, 경우에 따라서는 폴리에테르계와 폴리에스테르계를 함께 사용 가능하다. 폴리에스테르계 폴리올은 폴리카프로락탐 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리부타디엔 폴리올, 아크릴릭 폴리올 등을 단독 또는 2 이상 혼합하여 사용한다.

폴리올은 폴리우레탄 베이스 수지 100중량%에 있어서, 39 중량% 내지 77 중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 48 중량% 내지 68 중량%를 포 함한다. 폴리올이 39 중량%보다 작으면 본 발명에 의한 연마용 흡착 패드에서 연성 세그먼트로써 기능할 수 없고, 77 중량%보다 크면 폴리올의 연성 성질이 지나쳐, 연마용 흡착 패드가 본래의 목적인 피연마물의 고정 기능을 다하지 못한다. 또한 폴리올은 폴리에테르계 또는 폴리에스테르계를 단독 또는 혼합하여 사용할 수도 있다.

또한, 폴리올 100 중량%는 경질 폴리올을 15 중량% 내지 35 중량%, 그리고 반경질 폴리올을 65 내지 85 중량% 포함하는 것이 바람직하다. 경질이 15 중량%보다 작을 때는 본 발명의 폴리우레탄 연마용 흡착 패드가 목적하는 경도는 가질 수 없으며, 35 중량%보다 클 때는 지나치게 경도가 높아 탄성이 떨어진다.

(2) 이소시아네이트

강성 세그먼트로 사용되는 이소시아네이트는 NCO 관능기의 차이에 따라 여러 종류로 분류되며, 본 발명에서 사용하는 이소시아네이트는 방향족 이소시아네이트와 지방-환상족 이소시아네이트로 나뉜다.

방향족 이소시아네이트로는 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 이하 'MDI'라 함), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate, 이하 'TDI'라 함) 등이 있고 MDI는 다시 모노메릭 MDI(monomeric MDI), 폴리메릭 MDI(polymeric MDI), 변형 MDI(modified MDI) 등이 사용되고, TDI는 2,4-TDI(2,4-toluene diiscyanate) 또는 2,6-TDI(2,6-toluene diiscyanate) 이성질체 등을 단독 또는 2 이상 혼합하여 사용한다.

지방-환상족 이소시아네이트는 1,6-헥산메틸렌 디이소시아네이트(1,6- hexanemethylene diisocyanate, 이하 'HDI'라 함), 4,4'-디시클로헥실메탄 디이소이사네이트(4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, 이하 'H12MDI'라 함), 3-이소

시아네이토메틸-3,5,5-트리메틸시클로헥실이소시아네이트 [3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate(isophorone diisocyanate), 이하 'IPDI'라 함] 등을 단독 또는 2 이상 혼합하여 사용한다.

이소시아네이트는 22 중량% 내지 53 중량%인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 27 중량% 내지 48 중량%를 포함한다. 이소시아네이트가 22 중량%보다 작으면 폴리우레탄 반응에서 강성 세그먼트의 역할을 할 수 없고, 53 중량%보다 크면 경도는 증가하나 셀 크기가 균일하지 못하게 된다.

(3) 실리콘 정포제

실리콘 정포제는 본 발명에 의한 폴리우레탄 연마패드 제조시 유화작용을 통하여 연마패드의 원료 혼합을 용이하게 하는 특성이 있다. 연마패드 제조시 발생하는 기포가 한 곳에 뭉치지 않게 하고, 우레탄 셀이 커지고 불균일화되는 현상을 방지한다. 본 발명에서 사용하는 실리콘 정포제는 실리콘 글리콜 공중합체(silicone glycol copolymer)로서 아세톡시(acetoxy) 말단기를 가지고 5% 미만이 물에 용해 가능한 특성이 있다.

실리콘 정포제는 0.1 중량% 내지 7 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.5 중량% 내지 5 중량%를 포함한다. 실리콘 정포제가 0.1 중량%보다 작으면 발포에 의한 가스의 확산을 막을 수 없으며, 7 중량% 이상이 되면 반응물의 표면 장력을 낮춰 폐쇄셀(closed cell) 구조가 무너짐을 방지하는 효과는 크게 차 이가 나지 않는다.

(4) 촉매

촉매는 아민 계열을 사용한다. 촉매의 사용량에 따라 반응성, 반응 혼합물의 유동성, 폼 생성물의 표면, 코아(core) 층 형성 등 공정 환경 및 생성물의 물성이 달라진다. 폴리우레탄 연마패드의 제조 반응에서는 가스발생 속도와 폼의 경화(crosslinking) 속도의 균형을 유지하는 것이 중요하다. 본 발명에서 사용되는 촉매는 초기 생성 폼이 가라 앉는 것을 막는다. 촉매는 3차 아민(tertiary amine) 화합물을 단독 또는 2 이상 사용한다. 본 발명에서 사용되는 촉매인 3차 아민 화합물을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용가능한 촉매를 지칭하며, 동일한 작용 효과를 나타내는 촉매라면 본 발명에서 사용하는 촉매의 권리범위에 해당한다 할 것이다.

3차 아민 화합물에는 디메틸시클로헥실아민(dimethylcyclohexylamine, 이하 'DMCHA'라 함), 테트라메틸렌디아민(tetramethylenediamine, 이하 'TMHDA'), 펜타메틸렌디아민 디아민(pentamethylenediethylene diamine, 이하 'PMDETA'라 함), 테트라에틸렌 디아민(tetraethylene diamine, 이하 'TEDA'라 함)을 단독 또는 2 이상 혼합하여 사용한다.

촉매는 아민계열의 촉매로 3차 아민 화합물을 0.1 중량% 내지 6 중량% 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.5 중량% 내지 4 중량%를 포함한다. 촉매가 0.1 중량%보다 작을 때는 본 발명을 위한 반응에서 촉매로써 기대할 수 없으며, 6 중량%보다 클 때는 지나치게 반응이 활발하여 제어하기 힘들다.

(5) 발포제

발포제는 폼의 경화속도를 조절하여 폼의 가라앉음을 방지하고 발포된 폼이 취급가능하고 치수 안정성을 유지하도록 가스를 형성케 한다. 본 발명에서 사용하는 발포는 화학적인 발포를 사용하는 것이 일반적이나, 물리적인 발포도 사용할 수 있다.

화학적인 발포제로는 물 또는 카르복실릭 산(carboxylic acid) 등을 폴리올에 첨가하고, 이 혼합물이 이소시아네이트와 반응하면서 이산화탄소(CO2) 또는 일산화탄소(CO) 등을 발생하게 한다.

물리적인 발포제는 반응열에 의하여 끓는 점이 낮은 물질로 모노플로로트리클로로 메탄(monofluoro trichloro methane)이나 시클로펜탄(cyclopentane) 등을 단독 또는 2 이상 혼합하여 사용한다. 할로겐족 물질인 염소가 오존층 파괴를 유발

하기 때문에 염소 발생을 원하지 않는 적용 분야에서는 시클로펜탄을 사용하는 것이 바람직하다.

발포제는 0.005 중량부 내지 0.1 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.01 중량부 내지 0.05 중량부를 포함한다. 0.005 중량부보다 작을 때는 발포 효과를 기대하기 힘들고 0.1 중량부보다 클때는 폼의 경화속도를 조절하여 폼의 가라앉음을 방지하기 어렵다.

2. 마찰력 부여재

다음으로, 본 발명의 특징부라 할 마찰력 부여재에 대하여 살펴보기로 한다.

마찰력 부여재는 상기 폴리우레탄 베이스 수지 100중량부에 대하여, 0.5 내 지 5.0㎛ 입도를 갖는 고상의 탄성체 칩 또는 액상의 고무 물질 중 적어도 하나가 단독 또는 혼합되어 이루어진다. 이는 상기 흡착 패드용 조성물이 경화된 후에 조성물 내에 균일하게 분포되어 흡착 패드에 마찰력을 부여하여 연마공정에 있어서 피연마물이 이탈되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

구체적으로, 기존의 흡착 패드가 흡착력으로 피연마물이 이탈되는 것을 방지하였으나, 피연마물의 탈부착 과정에서 피연마물의 파손이 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 흡착 패드에 흡착력 대신 마찰력을 부여함으로써, 안정적인 공정 수행이 가능하도록 하기 위해 적용되는 것이라 할 것이다.

(1) 탄성체 칩

탄성체 칩은 고무 탄성체 칩 형태로 제조되는 것이라면 특별히 제한되지 아니하며, 바람직하게는 폐타이어 또는 폐고무의 분쇄물, SBR(스타이렌-부타디엔 러버), SBS(스타이렌-부타디엔-스타이렌 공중합체), SEBS(스타이렌-에틸렌-부틸렌-스타이렌 공중합체), SEPS(스타이렌-에틸렌-프로필렌-스타이렌 공중합체) 등의 스타이렌 공중합체, EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 공중합체), EPM(에틸렌-프로필렌 모노머) 등의 고무 성분 중 어느 하나를 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 제조된 분쇄물 형태의 탄성체 칩을 사용한다.

이러한 탄성체 칩의 입도는 0.5 내지 5.0㎛인 것이 바람직하다. 입도가 0.5㎛ 미만인 경우에는 원하는 마찰력을 부여하기 어려우며, 반면에 5.0㎛을 초과하는 경우에는, 마찰력은 일정량 담보된다고 할 것이나, 흡착 패드에 일정한 경도를 확보하게끔 하지 못하는 문제점이 있다.

(2) 액상의 고무 물질

본 발명에서 사용되는 마찰력 부여재로는 상술한 탄성체 칩을 대신하여, 혹은 상기 탄성체 칩과 더불어 액상의 고무 물질을 일정량 첨가할 수 있다.

천연 고무, 폴리이소프렌 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 폴리부타디엔 고무, 이소프렌 부타디엔 고무, 스티렌 이소프렌 부타디엔 고무, 에틸렌-프로필렌 고무, 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.

상기 마찰력 부여재의 함량은 상기 폴리우레탄 베이스 수지 100중량부에 대하여 1 내지 30중량부가 포함되어 이루어지는 것이 바람직하다. 마찰력 부여재의 함량이 1중량부 미만으로 첨가된 경우에는 흡착 패드에 마찰력이 충분히 공급되지 아니하며, 30중량부를 초과하여 첨가된 경우에는 흡착 패드의 경도가 충분히 발휘되지 못하는 단점이 있다.

이하에서는 상기 조성물로 본 발명에 의한 연마용 폴리우레탄 흡착 패드를 제조하는 제조방법에 대하여 알아보기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 연마용 폴리우레탄 흡착 패드의 제조방법을 순차적으로 나타낸 순서도이며, 도 2는 상기 제조방법을 수행하기 위한 제조장치를 나타낸 간략한 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 연마용 폴리우레탄 흡착 패드의 제조방법은, 혼합단계(S10), 주입단계(S20), 경화단계(S30), 탈형단계(S40), 슬라이스단계(S50)를 포함하여 이루어진다.

혼합단계(S10)는 상기 폴리우레탄 베이스 수지를 포함하는 연마용 폴리우레 탄 흡착 패드 조성물을 혼합하는 단계이다. 혼합단계(S10)는 도 2의 제조장치의 혼합장치(10)에 의하여 수행되며, 혼합챔버(11) 내에 상기 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물을 주입하고, 발생되는 가스를 가스 배출기(13)에 의하여 배출시키면서 임팰러(12)에 의하여 혼합을 수행한다. 상기 혼합에 의하여 다. 혼합 시 온도는 상온 조건으로 한다.

주입단계(S20)는 상기 충분히 혼합된 폴리우레탄 흡착 패드 조성물을 몰드 금형에 주입하는 단계이다. 혼합 이후에, 혼합챔버(11) 하부에 구비된 몰드 금형(20)에 상기 조성물을 붓어서, 금형 모양의 흡착 패드를 얻기 위하여 수행된다.

경화단계(S30)는 상기 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물을 경화시키는 단계이다. 조성물의 경화는 24시간 실온에서 방치하는 방법을 사용한다. 경화를 원활하게 수행하기 위하여, 상기 조성물에 미리 경화촉진 촉매를 더 포함시킬 수 있으며, 이때 사용되는 경화촉진 촉매로는 옥틸산주석, 디부틸틴디아세테이트, 디부틸틴디라우레이트, 디부틸틴마카푸티드, 디부틸틴치오카르복실레이트, 디부틸틴디말레이트, 디부틸틴오키사이트, 모노부틸틴옥시드, 지오쿠틸틴디오칼복실레이트, 디오쿠틸틴마카치프트 등의 유기주석화합물, 옥텐산아연 등의 유기아연화합물, 페닐수은프로피온산염 등 유기수은 화합물, 유기 안티몬 화합물, 칼륨, 나트륨, 칼슘, 마그네슘, 수은, 닉켈, 코발트, 아연, 알루미늄, 주석, 바나듐, 티탄 등의 칼본산염, 디부틸아민-2-에틸헥소에이트 증의 아민산, 기타 산성촉매 및 염기성 촉매 등을 들 수 있으며, 이중, 특히 한정하지는 않으나 유기주석화합물이 바람직하다.

탈형단계(S40)는 상기 몰드 금형을 상기 경화된 흡착 패드 조성물로부터 제 거하는 단계이며, 슬라이스단계(S50)는 상기 경화된 흡착 패드 조성물을 패드 형태로 잘라내는 단계이다. 슬라이스단계(S50)를 통해 슬라이싱 기계를 이용하여 경화된 조성물을 각각 0.3 내지 5.0mm 두께씩 커팅함으로써 본 발명에 의한 연마용 폴리우레탄 흡착 패드가 완성된다. 기계식으로 커팅하였기 때문에 두께 편차가 없고, 평탄도가 우수한 흡착 패드를 얻을 수 있다.

상기 제조방법은 종래의 습식 제조방법이 아닌 건식 제조방법에 의한 것으로서, 공정 수가 적고, 간단하여 대량 생산이 가능할 뿐 아니라, 경화과정을 거치면서 고경도 연마품질을 갖춘 흡착 패드를 제공할 수 있는 장점이 있다. 예를 들어, 본 발명에 의한 흡착 패드의 표면 경도는 JIS A 50 내지 90으로서, 종래 흡착 패드의 Shore A 15 내지 50의 경우보다 월등히 높은 제품을 얻을 수 있다.

또한, 상기 흡착 패드와 아울러, 바람직하게는 폴리우레탄 베이스 수지에 희토류 산화물(rare earth oxide)등의 연마재를 함유한 조성물로서 이루어진 연마패드를 상기 제조방법에 의하여 제조할 수 있으며, 연마공정에 있어서, 피연마물의 상하에 존재하는 연마 패드 및 흡착 패드의 경도를 유사하게 조절하면, 높은 연마품질을 얻을 수 있어 연마 효율이 증가한다.

다음으로, 마찰력 부여재의 첨가량에 따른 마찰계수의 변화를 실험하기 dln하여, [표 1]에서 나타난 본 발명의 실시예 및 비교예의 조성물을 통하여 제조된 흡착 패드의 마찰계수를 검토하도록 한다. 마찰계수 평가시험은 ASTM D1894에 의거하였다.

[표 1]

	폴리우레탄 흡착 패드 조성물							마찰계수(μ)
	폴리우레탄 베이스수지(100중량%)					마찰력 부여재(중량부)
	폴리올 (R/SR)	이소시아네이트	정포제	촉매	발포제	탄성체 칩(SBR)	폴리부타디엔
비교예	63(34/66)	33	3	0.95	0.05	-	-	0.67
실시예 1	63(34/66)	33	3	0.95	0.05	5	-	0.70
실시예 2	63(34/66)	33	3	0.95	0.05	10	-	0.72
실시예 3	63(34/66)	33	3	0.95	0.05	15	-	0.75
실시예 4	63(34/66)	33	3	0.95	0.05	20	-	0.80
실시예 5	63(34/66)	33	3	0.95	0.05	-	5	0.80
실시예 6	63(34/66)	33	3	0.95	0.05	-	10	0.80
실시예 7	63(34/66)	33	3	0.95	0.05	-	15	0.80
살시예 8	63(34/66)	33	3	0.95	0.05	-	20	0.85

[표 1]에서 'R'은 경질 폴리올을 나타내며, 'SR'은 반경질 폴리올을 나타낸다. R/SR의 비율은 폴리올 100중량%에 대한 각각 경질 폴리올과 반경질 폴리올의 비율이다. 상기 평가시험 결과, 마찰력 부여재를 함유하지 아니한 흡착 패드에 비하여 본 발명의 흡착 패드가 우수한 마찰계수를 보이는 것을 알 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

도 1은 본 발명에 의한 연마용 폴리우레탄 흡착 패드의 제조방법을 순차적으로 나타낸 순서도

도 2는 상기 제조방법을 수행하기 위한 제조장치를 나타낸 간략한 구성도

Claims

폴리우레탄 베이스 수지를 포함하는 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물에 있어서,

상기 폴리우레탄 베이스 수지 100중량부에 대하여,

0.5 내지 5.0㎛ 입도를 갖는 고상의 탄성체 칩 또는 액상의 고무 물질 중 적어도 하나로 이루어진 마찰력 부여재 1 내지 30중량부를 더 포함하며,

상기 탄성체 칩은 폐고무의 분쇄물, SBR(스타이렌-부타디엔 러버), SBS(스타이렌-부타디엔-스타이렌 공중합체), SEBS(스타이렌-에틸렌-부틸렌-스타이렌 공중합체), SEPS(스타이렌-에틸렌-프로필렌-스타이렌 공중합체)로 이루어진 군에서 선택되는 스타이렌 공중합체, EPDM(에틸렌-프로필렌-디엔 삼원 공중합체), EPM(에틸렌-프로필렌 모노머) 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물.
삭제
제1항에 있어서,

상기 액상의 고무 물질은, 천연 고무, 폴리이소프렌 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 폴리부타디엔 고무, 이소프렌 부타디엔 고무, 스티렌 이소프렌 부타디엔 고무, 에틸렌-프로필렌 고무 중 적어도 하나의 용융액으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물.
제1항에 있어서,

상기 폴리우레탄 베이스 수지 100중량%는,

폴리올 39 내지 77중량%;

이소시아네이트 22 내지 53중량%;

실리콘 정포제 0.1 내지 7중량%;

촉매 0.1 내지 6중량%;

발포제 0.005 내지 0.1중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물.
제4항에 있어서,

상기 폴리올은, 경질폴리올 및 반경질 폴리올을 포함하여 이루어지며,

상기 폴리올 100중량%에 있어서,

상기 경질폴리올은 15 내지 35중량%;

상기 반경질 폴리올은 65 내지 85중량%를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물.
연마용 폴리우레탄 흡착 패드의 제조방법에 있어서,

폴리우레탄 베이스 수지를 포함하는 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물을 혼합하는 혼합단계;

상기 혼합된 폴리우레탄 흡착 패드 조성물을 몰드 금형에 주입하는 주입단계;

상기 주입단계 이후, 상기 폴리우레탄 베이스 수지 조성물을 경화하는 경화단계;

상기 몰드 금형을 상기 경화된 흡착 패드 조성물로부터 제거하는 탈형단계;

상기 경화된 흡착 패드 조성물을 패드 형태로 잘라내는 슬라이스단계를 포함하여 이루어지는 연마용 폴리우레탄 흡착 패드의 제조방법.
제5항에 있어서,

상기 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물은 제1항, 제3항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서의 연마용 폴리우레탄 흡착 패드 조성물인 것을 특징으로 하는 연마용 폴리우레탄 흡착 패드의 제조방법.
제6항에 있어서,

상기 연마용 폴리우레탄 흡착 패드의 제조방법에 의하여 제조된 연마용 폴리우레탄 흡착 패드.