JP2004027126A

JP2004027126A - 湿式フィルム積層シート及びこれを用いてなる研磨パッド

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Publication number: JP2004027126A
Application number: JP2002188539A
Authority: JP
Inventors: Koji Katayama; 片山　浩二
Original assignee: Toray Coatex Co Ltd
Current assignee: Toray Coatex Co Ltd
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-27
Also published as: JP3723897B2

Abstract

【課題】ポリエステルフィルム状にウレタン多孔質層を積層させた積層フィルムであって、ウレタンフィルムをポリエステルフィルムから一旦剥離して、別のポリエステルフィルムに貼付するという工程を経ずに得られ、高い表面精度が実現できる湿式フィルム積層シート、及びこれを用いてなる研磨パッドを提供する。
【解決手段】酸成分の７０モル％以上がテレフタル酸及び／又はナフタレンジカルボン酸からなるポリエステルの縦延伸フィルムの少なくとも片面に、二次転移点が２０〜１５０℃のポリエステル樹脂９９〜８０重量％と平均粒径０．０１〜０．１μｍの微粒子１〜２０重量％とを含む易接着水性塗液を最終的塗膜厚みが０．００５〜０．０３μｍとなる量塗布し、次いで乾燥及び横方向の延伸を施し、更に縦方向へ再延伸し、要すれば横方向の再延伸を行い、しかる後熱固定を施すことにより得られる塗膜の摩擦係数が０．４２〜０．４４であるポリエステルフィルムの前記塗液塗布面に、湿式凝固法によりウレタン多孔質層を形成させることにより湿式フィルム積層シートを形成する。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は湿式フィルム積層シート及びこれを用いてなる研磨パッドに関するものであり、詳しくは、ポリエステルフィルム上にウレタン多孔質層を積層した湿式フィルム積層シート、及びその表皮層を除去することにより得られる、液晶ガラス、ガラスディスク、ホトマスク、シリコンウエハー、ＣＣＤカバーグラス等の電子部品表面精密研磨に適した研磨パッドに関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
ポリエステルフィルム上に、湿式凝固させたウレタンの蜂窩状多孔質フィルム（以下、これを湿式フィルムという）を積層した湿式フィルム積層シートは、従来より電子部品の表面精密研磨用の研磨パッド等に使用されている。
【０００３】
上記のような湿式フィルム積層シートは、ポリエステルフィルムの上に、ポリウレタンプレポリマーの溶液を塗布し、湿式フィルムを形成させたのち、このフィルムをポリエステルフィルムより剥離して、別のポリエステルフィルム上に接着剤を用いて貼付することにより得ていた。また、研磨パッドを形成する場合は、この湿式フィルムの表皮層を、予め、研削や研磨等により除去して表面スエード状のフィルムにしてから別のポリエステルフィルム上に貼付していた。
【０００４】
上記のように、湿式フィルムをポリエステルフィルムから一旦剥離して、別のポリエステルフィルムに接着剤で貼付するのは、従来のポリエステルフィルムと湿式フィルムとは、相互の接着性に乏しく、接着剤なしでそのまま研磨パッド等として使用することができなかったためであるが、この技術には以下のような問題点があった。
【０００５】
先ず第一に、湿式フィルムをポリエステルフィルムから剥離する際に、湿式フィルムの変形を生じ易く、時には破れや切断が発生するという問題があった。従って、使用するポリウレタンの種類が制限され、湿式フィルムの厚さも制限されていた。
【０００６】
また、精密研磨を行うための研磨パッドには、平坦度（表面の凹凸）の精度が要求され、近年、精密研磨面の測定機器の発達とあいまって、ユーザーからの要求品質が高くなり、ますます精度の高い研磨パットが必要になってきているが、上記のようにポリエステルフィルム上に接着剤を用いて湿式フィルムを貼付すると、接着剤の凹凸による影響が湿式フィルム表面に生じて平坦度の精度が悪くなるという問題もあった。
【０００７】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、上記のように湿式フィルムをポリエステルフィルムから一旦剥離して、別のポリエステルフィルムに貼付するという工程なしに得られ、研磨パッドとして使用したときに高い精度が実現できる湿式フィルム積層シートを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意研究を進めた結果、特開平７−４１５８４号公報（特許公報第３２７０２０５号公報）に開示された製造方法により製造されるポリエステルフィルムを基材として用いて湿式凝固法によりウレタン多孔質層を形成した場合に、形成された湿式フィルムの基材に対する接着性等が極めて優れ、上記のような剥離・貼付工程なしに、精密研磨用の研磨パッドとして好適に用いられる湿式フィルム積層シートが得られることを見出し、本発明に至った。
【０００９】
すなわち、本発明の湿式フィルム積層シートは、酸成分の７０モル％以上がテレフタル酸及び／又はナフタレンジカルボン酸からなるポリエステルの縦延伸フィルムの少なくとも片面に、二次転移点が２０〜１５０℃のポリエステル樹脂９９〜８０重量％と平均粒径０．０１〜０．１μｍの微粒子１〜２０重量％とを含む易接着水性塗液を最終的塗膜厚みが０．００５〜０．０３μｍとなる量塗布し、次いで乾燥及び横方向の延伸を施し、更に縦方向へ再延伸し、要すれば横方向の再延伸を行い、しかる後熱固定を施すことにより得られる塗膜の摩擦係数が０．４２〜０．４４であるポリエステルフィルムの前記塗液塗布面に、湿式凝固法によりウレタン多孔質層を形成させてなるものである。
【００１０】
また、本発明の研磨パッドは、上記した本発明の湿式フィルム積層シートのウレタン多孔質層の表皮部分の全部又は一部が除去されてなるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明で使用するポリエステルフィルムは、上記のように、特開平７−４１５８４号公報に示された製造方法により得られるものである。同公報に記載のように、縦延伸フィルムを構成するポリエステルの例としては、ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートが挙げられ、塗液を構成するポリエステル樹脂の例としては、分子内にスルホン酸塩基又はカルボン酸塩基を有するものが挙げられ、微粒子の例としては、シリカ、炭酸カルシウム、アルミナ、カオリン、酸化チタン、架橋アクリル樹脂、架橋ポリスチレン、シリコーン樹脂、カーボンブラック、酸化錫等が挙げられる。
【００１２】
上記ポリエステルフィルムを用いて本発明の湿式フィルム積層シートを製造するには、ポリエステルフィルムの易接着水性塗液塗布面に、例えばポリウレタンのＤＭＦ溶液を塗布し、凝固浴中にて処理し、上記ポリウレタンを湿式凝固させて所謂蜂窩状多孔質層を形成させた後、洗浄、乾燥すればよい。
【００１３】
上記において蜂窩状多孔質層を形成させるのに使用されるポリウレタンの例としては、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系、ポリカプロラクタン系等のポリウレタンが挙げられる。
【００１４】
上記ポリウレタンを溶解させる溶剤としては、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）が好適に用いられるが、これに限定されない。
【００１５】
上記のポリウレタン溶液には、他の樹脂、たとえばポリ塩化ビニル、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン等を適宜配合できる。また、必要に応じて、カーボンを代表とする有機顔料、表面張力を下げる界面活性剤、撥水性を付与できる撥水剤等を添加することもできる。
【００１６】
基材に上記ポリウレタン溶液を塗布する手段は特に限定されないが、例としては、ロールコーター、ナイフコーター、ナイフオーバーロールコーター、ダイコーター等が挙げられる。塗布した後、蜂窩状多孔質層を形成させる凝固浴には、ＤＭＦとは親和性が有るが、ポリウレタンは溶解しない溶媒を使用する。一般的には水または水とＤＭＦの混合溶液が使用される。
【００１７】
上記により得られる湿式フィルム積層シートは、湿式フィルムの剥離強度が３００ｇ／ｃｍ以上という高い接着性を有するので、上記した従来技術における剥離及び貼付という工程を経ずに、そのまま研磨パッド等の材料として好適に使用できるものとなる。
【００１８】
上記により得られた湿式フィルム積層シートから研磨パッドを製造するには、得られた蜂窩状多孔質層の表皮部分を全部又は一部除去すればよい。この表皮部分を除去する方法は特に限定されないが、サンドペーパーで研削する方法、ニードルで引っかく方法、ニードルで穴を開ける方法、グラビアロールを使ってＤＭＦを転写して表皮を溶解させる方法等が用いられる。
【００１９】
本発明の湿式フィルム積層シートの用途は研磨パッドに限定されず、例えば、表皮部分を除去せずに、ポリエステルフィルム側に両面粘着テープを貼付して、バックパッドとして使用することも可能である。
【００２０】
【実施例】
［実施例］
酸成分の７０モル％以上がテレフタル酸及び／又はナフタレンジカルボン酸からなるポリエステルの縦延伸フィルムの片面（表面）に、二次転移点が２０〜１５０℃のポリエステル樹脂９９〜８０重量％と平均粒径０．０１〜０．１μｍの微粒子１〜２０重量％とを含む易接着水性塗液を最終的塗膜厚みが０．００５〜０．０３μｍとなる量塗布し、次いで乾燥及び横方向の延伸を施し、更に縦方向へ再延伸し、要すれば横方向の再延伸を行い、しかる後熱固定を施すことにより得られた塗膜の摩擦係数が０．４２〜０．４４である易接着性ポリエステルフィルム（商品名「ＳＧ２」、帝人デュポンフィルム（株）製、厚さ１２５μｍ）を用い、このフィルムの表面（上記塗液を塗布して易接着処理を施した面、以下単に「処理面」という）に以下の要領で蜂窩状多孔質層を形成させた。
【００２１】
ポリブチレンアジペートジオールをポリオール成分として用い、ジフェニルメタン−４，４−ジイソシアネート、ジエチレングリコールをＤＭＦ中で溶液重合させ、固形分３０％のポリウレタン溶液を得た。このポリウリタン溶液１００部に、カーボンブラック７部、アニオン活性剤１部、ＤＭＦ７０部を混合してポリウレタン調合液を得た。
【００２２】
得られた調合液を易接着性ポリエステルフィルムの表面（処理面）に、ナイフオーバーロールコーターを用いて塗布量１１００ｇ／ｍ^２で塗布し、直ちに１０％ＤＭＦ水に浸漬して凝固させ、蜂窩状多孔質層を形成させた。次いで温水にて十分洗浄してＤＭＦを除去した後、１４０℃の熱風乾燥機で乾燥し、湿式フィルム積層シートを得た。
【００２３】
この形成膜表面にサンメルコＢＷ−２（サン化成製）巾２．５ｃｍ、長さ１５ｃｍを気泡の入らないように１２０℃のアイロンで密着させ、テープ巾に切り出し、１８０度で剥離した時の強度を測定し、ｃｍ巾に換算することにより剥離強度（ｇ／ｃｍ）を求めた。結果を表１に示す。
【００２４】
次に、この積層シートの湿式フィルムの表皮部分をベルトサンダー機により＃２４０ペーパーで５０μｍの厚さで除去して研磨パッドを製造した。
【００２５】
得られた研磨パッドを４Ｂ型両面研磨機（キャリアサイズ４インチ）の、上・下定盤に両面テープを用いて張りつけ、研磨荷重５０ｇ／ｃｍ^２、被研磨物とパッドの相対速度３０ｍ／分とし、研磨剤として酸化セリウム系研磨剤を使用してホウケイ酸ガラス５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｔを上下のパッドの間に挟んで両面研磨した。
【００２６】
この操作により両面研磨されたホウケイ酸ガラスを得、立ち上がり時間、研磨面の平坦性、キズの発生の有無を調べた。結果を表１に示す。
【００２７】
なお、立ち上がり時間は、次に示す方法で測定される平坦性が０．５ｎｍ以下になるまでの時間を求めた。
【００２８】
平坦性の測定は、工学干渉式フラットネス測定装置により行い、２５〜２５０ミクロンのパンドパスフィルターで処理したＲａ値（２５〜２５０ミクロンの波長成分の微少うねりを評価した数値）を示した。測定はＡ面のみ行った。
【００２９】
また、キズの発生の有無は、集中灯を用い、暗視野中にて被研磨物の研磨面で１０万ルクスに設定して目視により行った。
【００３０】
［比較例１］
実施例で使用した易接着性ポリエステルフィルムの裏面（非処理面）に実施例と同じ方法で蜂窩状多孔質層を形成させ、湿式フィルム積層シートを得た。この積層シートにつき、実施例１と同じ方法で剥離強度を測定した。結果を表１に示す。なお、この積層シートは剥離強度が低く、研磨パッドに供することのできるレベルではなかった。
【００３１】
［比較例２］
ウレタン樹脂（ニッポラン２３０４、日本ポリウレタン製）２５部、塩ビ・酢ビ樹脂（エスレックＡ、積水化学製）５０部、分散剤（レシオンＰ、理研ビタミン製）１部、磁性剤（ＣＴＸ−８６０、戸田化学製）５００部（以上、固形分換算）をメチルエチルケトン／トルエン／シクロヘキサノン混合溶剤に溶解して４０％に調整し、サンドグラインダーで２時間分散させた。次に架橋剤のコロネートＬ２５部（固形分換算）を添加し、十分攪拌して評価用磁性塗料を得た。
【００３２】
実施例で使用した易接着性ポリエステルフィルムの表面（処理面）に、この評価用塗料をワイヤーバーで乾燥後の厚さが４μｍになるように塗布し、１００℃で３分間乾燥することにより、乾式フィルム積層シートを得た。この積層シートにつき、実施例１と同じ方法で剥離強度を測定した。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【発明の効果】
本発明の湿式フィルム積層シートは、基材であるポリエステルフィルムとその上に形成される湿式フィルムとの接着性が非常に優れ、従来技術のもののようにポリエステルフィルム上に形成した湿式フィルムを一旦剥離して別のポリエステルフィルムに接着剤で貼付するという工程なしに得られる。従って、従来品と比較して表面の平滑性もより優れ、製造コストも削減することができる。
【００３５】
そして、これを用いて得られる本発明の研磨パッドは、積層シートの優れた表面の平滑性を活かした高品質のものとなり、この研磨パッドによれば精密研磨における作業効率と研磨対象の品質の大幅な向上が可能となる。

Claims

酸成分の７０モル％以上がテレフタル酸及び／又はナフタレンジカルボン酸からなるポリエステルの縦延伸フィルムの少なくとも片面に、二次転移点が２０〜１５０℃のポリエステル樹脂９９〜８０重量％と平均粒径０．０１〜０．１μｍの微粒子１〜２０重量％とを含む易接着水性塗液を最終的塗膜厚みが０．００５〜０．０３μｍとなる量塗布し、次いで乾燥及び横方向の延伸を施し、更に縦方向へ再延伸し、要すれば横方向の再延伸を行い、しかる後熱固定を施すことにより得られる塗膜の摩擦係数が０．４２〜０．４４であるポリエステルフィルムの前記塗液塗布面に、湿式凝固法によりウレタン多孔質層を形成させてなる、湿式フィルム積層シート。
請求項１に記載の湿式フィルム積層シートのウレタン多孔質層の表皮部分の全部又は一部が除去されてなる研磨パッド。