JP5091613B2 - Polishing cloth - Google Patents
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Description
本発明は研磨布に係り、特に、樹脂層で被覆された繊維により形成されたシート状の繊維集合体を有する研磨布に関する。 The present invention relates to an abrasive cloth, and more particularly, to an abrasive cloth having a sheet-like fiber aggregate formed by fibers coated with a resin layer.
従来、レンズ、平行平面板、反射ミラー等の光学材料、ハードディスク用基板、半導体用シリコンウエハ、液晶用ガラス等、高精度に平坦性が要求される材料の平坦加工には、研磨布が用いられている。例えば、シリコンウエハ等の精密研磨加工に用いられる研磨布としては、不織布やフェルト等のシート状に形成された繊維集合体が知られている。不織布等では、繊維が交絡されており、繊維間に空隙が形成されるため、この空隙に研磨液を貯留させつつ研磨加工が行われる。しかしながら、このタイプの研磨布は柔軟性を有することから、変形しやすいため、被研磨物の周縁部が中央部より研磨加工されるロールオフが生じやすく平坦性が低下する。ロールオフの発生を回避するには、研磨布の変形を抑制することが必要であるが、変形を抑制するために研磨速度を小さくすると研磨効率が低下する、という問題が生じる。このため、不織布等を樹脂溶液に含浸後乾燥させることで変形を抑制した研磨布が用いられている。 Conventionally, polishing cloth has been used for flat processing of materials that require flatness with high precision, such as optical materials such as lenses, plane parallel plates, and reflective mirrors, hard disk substrates, silicon wafers for semiconductors, and glass for liquid crystals. ing. For example, as a polishing cloth used for precision polishing processing of a silicon wafer or the like, a fiber assembly formed in a sheet shape such as a nonwoven fabric or felt is known. In a nonwoven fabric or the like, fibers are entangled and voids are formed between the fibers. Therefore, polishing is performed while storing a polishing liquid in the voids. However, since this type of polishing cloth has flexibility, it is easily deformed, so that a roll-off in which the peripheral portion of the object to be polished is polished from the central portion is likely to occur, and the flatness is lowered. In order to avoid the occurrence of roll-off, it is necessary to suppress the deformation of the polishing cloth. However, if the polishing rate is decreased to suppress the deformation, there arises a problem that the polishing efficiency is lowered. For this reason, the polishing cloth which suppressed deformation | transformation by making a resin solution impregnate a nonwoven fabric etc. and drying is used.
ところが、樹脂溶液に含浸しても不織布等を形成する繊維に付着する樹脂量が不十分なときは、不織布等の変形に対する抑制効果が不十分なため、ロールオフ等の問題が解決されない。これを解決するために、1回〜数回に分けて不織布等を樹脂溶液に含浸する技術が知られている。例えば、熱可塑性ポリウレタン樹脂に含浸させるとともに、それより硬質な熱硬化性樹脂の薄膜で被覆・補強した不織布タイプの研磨布が開示されている(特許文献1参照)。また、本出願人は、繊維の表面を被覆し架橋された第1の熱硬化性樹脂層と、該第1の熱硬化性樹脂層を被覆した第2の熱硬化性樹脂層とを有する研磨布を開示している(特許文献2)。 However, even if the resin solution is impregnated, if the amount of resin adhering to the fibers forming the nonwoven fabric or the like is insufficient, the effect of suppressing the deformation of the nonwoven fabric or the like is insufficient, and thus problems such as roll-off cannot be solved. In order to solve this, a technique for impregnating a resin solution with a nonwoven fabric or the like in one to several times is known. For example, there has been disclosed a nonwoven fabric type abrasive cloth impregnated with a thermoplastic polyurethane resin and coated and reinforced with a harder thermosetting resin thin film (see Patent Document 1). Further, the applicant of the present invention has a polishing comprising a first thermosetting resin layer that covers and crosslinks the surface of the fiber, and a second thermosetting resin layer that covers the first thermosetting resin layer. A cloth is disclosed (Patent Document 2).
しかしながら、特許文献1の技術では、熱硬化性樹脂の薄膜で補強されているものの、不織布の繊維と熱硬化性樹脂との間に熱可塑性ポリウレタン樹脂が介在しているため、研磨加工時の摩擦や化学反応等に伴う発熱により熱可塑性ポリウレタン樹脂が軟化することがある。この結果、研磨布が変形し、繊維間の空隙が塞がれてしまうため、研磨加工時に研磨液を貯留することができず研磨速度が低下し研磨布の寿命を低下させる。また、研磨加工時には、研磨布自体の摩耗により熱硬化性樹脂が削られるため、軟化した熱可塑性ポリウレタン樹脂が研磨液中に流れ出し繊維間の空隙を塞いでしまう、という問題もある。一方、特許文献2の技術では、熱による軟化の問題は生じないものの、熱硬化性樹脂層の形成時に不織布等が圧搾されることで繊維間の空隙が潰されるおそれがある。 However, in the technique of Patent Document 1, although it is reinforced with a thin film of a thermosetting resin, a thermoplastic polyurethane resin is interposed between the non-woven fabric fiber and the thermosetting resin. The thermoplastic polyurethane resin may soften due to heat generated by chemical reaction or the like. As a result, the polishing cloth is deformed and the gaps between the fibers are blocked, so that the polishing liquid cannot be stored during the polishing process, the polishing rate is lowered, and the life of the polishing cloth is reduced. Further, at the time of polishing, the thermosetting resin is scraped by abrasion of the polishing cloth itself, so that there is a problem that the softened thermoplastic polyurethane resin flows into the polishing liquid and closes the gaps between the fibers. On the other hand, in the technique of Patent Document 2, there is no problem of softening due to heat, but there is a possibility that voids between fibers may be crushed by squeezing the nonwoven fabric or the like when forming the thermosetting resin layer.
本発明は上記事案に鑑み、繊維間の空隙の目詰まりを抑制して寿命を確保することができる研磨布を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide an abrasive cloth that can prevent clogging of voids between fibers and ensure the life.
上記課題を解決するために、本発明は、樹脂層で被覆された繊維により形成されたシート状の繊維集合体を有する研磨布において、前記樹脂層は、前記繊維の表面を被覆し前記繊維間に形成された空隙を維持するための第1の熱硬化性樹脂層と、前記第1の熱硬化性樹脂層を被覆し架橋された第2の熱硬化性樹脂層と、前記第2の熱硬化性樹脂層を被覆した第3の熱硬化性樹脂層とを有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a polishing cloth having a sheet-like fiber assembly formed by fibers coated with a resin layer, wherein the resin layer covers the surface of the fibers and A first thermosetting resin layer for maintaining the voids formed in the first thermosetting resin layer, a second thermosetting resin layer that covers and crosslinks the first thermosetting resin layer, and the second thermosetting resin layer. And a third thermosetting resin layer coated with a curable resin layer.
本発明では、樹脂層が繊維集合体を形成する繊維の表面を被覆し繊維間に形成された空隙を維持するための第1の熱硬化性樹脂層と、第1の熱硬化性樹脂層を被覆し架橋された第2の熱硬化性樹脂層と、第2の熱硬化性樹脂層を被覆した第3の熱硬化性樹脂層とを有するため、樹脂層を構成する第2、第3の熱硬化性樹脂層の形成時に第1の熱硬化性樹脂層で繊維間の空隙が維持され、第2、第3の熱硬化性樹脂層を均質化することができると共に、研磨加工時に摩擦や化学反応で発熱しても、第1ないし第3の熱硬化性樹脂層がいずれも軟化せず繊維集合体の変形が抑制され、繊維間の空隙の目詰まりを抑制して寿命を確保することができる。 In the present invention, the resin layer covers the surface of the fibers forming the fiber assembly, and the first thermosetting resin layer for maintaining the gap formed between the fibers and the first thermosetting resin layer are provided. Since it has the 2nd thermosetting resin layer coat | covered and bridge | crosslinked and the 3rd thermosetting resin layer which coat | covered the 2nd thermosetting resin layer, the 2nd, 3rd which comprises a resin layer The space between the fibers is maintained in the first thermosetting resin layer at the time of forming the thermosetting resin layer, the second and third thermosetting resin layers can be homogenized, and friction or Even if heat is generated by a chemical reaction, none of the first to third thermosetting resin layers is softened, the deformation of the fiber assembly is suppressed, and clogging of voids between fibers is suppressed to ensure the life. Can do.
この場合において、第1の熱硬化性樹脂層がジイソシアネート化合物と多価アルコール化合物との反応で生成したイソシアネート基含有化合物を有してもよい。このとき、イソシアネート基含有化合物の1分子あたりの平均イソシアネート基数を2〜4の範囲とすることが好ましい。また、第2の熱硬化性樹脂層が、ジイソシアネート化合物と、分子内に2個以上の活性水素を有する活性水素化合物と、ジイソシアネート化合物及び活性水素化合物の反応生成物を架橋するための第1の架橋剤とを有してもよい。このとき、第1の架橋剤を、分子内に2つ以上のイソシアネート基を有する多価イソシアネート化合物としてもよい。このような第2の熱硬化性樹脂層は、湿式凝固されたポリウレタン樹脂を、分子内に2つ以上のイソシアネート基を有する多価イソシアネート化合物で架橋してもよい。また、第3の熱硬化性樹脂層が、分子内に2つ以上のイソシアネート基を有する多価イソシアネート化合物と、該多価イソシアネート化合物を架橋するための第2の架橋剤とを有してもよい。このとき、第2の架橋剤を有機ジアミン化合物としてもよい。この有機ジアミン化合物が3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタンであることが好ましい。また、繊維集合体の密度が0.34g/cm3〜0.51g/cm3であることが好ましい。 In this case, the 1st thermosetting resin layer may have the isocyanate group containing compound produced | generated by reaction of a diisocyanate compound and a polyhydric alcohol compound. At this time, the average number of isocyanate groups per molecule of the isocyanate group-containing compound is preferably in the range of 2 to 4. The second thermosetting resin layer is a first layer for crosslinking a reaction product of a diisocyanate compound, an active hydrogen compound having two or more active hydrogens in the molecule, and the diisocyanate compound and the active hydrogen compound. You may have a crosslinking agent. At this time, the first crosslinking agent may be a polyvalent isocyanate compound having two or more isocyanate groups in the molecule. In such a second thermosetting resin layer, the wet-coagulated polyurethane resin may be crosslinked with a polyvalent isocyanate compound having two or more isocyanate groups in the molecule. In addition, the third thermosetting resin layer may include a polyvalent isocyanate compound having two or more isocyanate groups in the molecule and a second crosslinking agent for crosslinking the polyvalent isocyanate compound. Good. At this time, the second crosslinking agent may be an organic diamine compound. This organic diamine compound is preferably 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane. Further, it is preferable that the density of the fiber aggregate is 0.34g / cm 3 ~0.51g / cm 3 .
本発明によれば、樹脂層が繊維集合体を形成する繊維の表面を被覆し繊維間に形成された空隙を維持するための第1の熱硬化性樹脂層と、第1の熱硬化性樹脂層を被覆し架橋された第2の熱硬化性樹脂層と、第2の熱硬化性樹脂層を被覆した第3の熱硬化性樹脂層とを有するため、樹脂層を構成する第2、第3の熱硬化性樹脂層の形成時に第1の熱硬化性樹脂層で繊維間の空隙が維持され、第2、第3の熱硬化性樹脂層を均質化することができると共に、研磨加工時に摩擦や化学反応で発熱しても、第1ないし第3の熱硬化性樹脂層がいずれも軟化せず繊維集合体の変形が抑制され、繊維間の空隙の目詰まりを抑制して寿命を確保することができる、という効果を得ることができる。 According to the present invention, the resin layer covers the surface of the fibers forming the fiber assembly, and the first thermosetting resin layer for maintaining the void formed between the fibers, and the first thermosetting resin Since the second thermosetting resin layer that is coated and cross-linked and the third thermosetting resin layer that is coated with the second thermosetting resin layer, the second and second layers constituting the resin layer are included. The gap between fibers is maintained in the first thermosetting resin layer when the thermosetting resin layer 3 is formed, the second and third thermosetting resin layers can be homogenized, and at the time of polishing processing Even if heat is generated by friction or chemical reaction, none of the first to third thermosetting resin layers is softened, and deformation of the fiber assembly is suppressed, and clogging of voids between fibers is suppressed to ensure a long life. It is possible to obtain the effect of being able to.
以下、図面を参照して、本発明に係る研磨布の実施の形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a polishing cloth according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(研磨布)
図1に示すように、本実施形態の研磨布(以下、研磨クロスという。)1は、樹脂層で被覆された繊維により形成されたシート状の繊維集合体としての不織布2を有している。不織布2は、繊維を交絡することで立体網目状に形成されており、繊維間には空隙が形成されている。
(Polishing cloth)
As shown in FIG. 1, an abrasive cloth (hereinafter referred to as “abrasive cloth”) 1 of the present embodiment has a nonwoven fabric 2 as a sheet-like fiber aggregate formed by fibers coated with a resin layer. . The nonwoven fabric 2 is formed in a three-dimensional network by entanglement of fibers, and voids are formed between the fibers.
図2に示すように、不織布2を形成する繊維10は、原料繊維のポリエステル繊維12が樹脂層8で被覆されている。ポリエステル繊維12は、本例では、繊度3d(デニール)、繊維長51mmに設定されている。樹脂層8は、ポリエステル繊維12の表面を被覆し繊維間に形成された空隙を維持するための湿熱硬化樹脂層(第1の熱硬化性樹脂層)8aと、湿熱硬化樹脂層8aの表面を被覆し架橋された架橋ポリウレタン樹脂層(第2の熱硬化性樹脂層)8bと、架橋ポリウレタン樹脂層8bの表面を被覆した乾式硬化樹脂層(第3の熱硬化性樹脂層)8cと、を有している。すなわち、樹脂層8は3層構造を呈している。 As shown in FIG. 2, the fibers 10 forming the nonwoven fabric 2 are coated with a resin layer 8 with polyester fibers 12 as raw material fibers. In this example, the polyester fiber 12 has a fineness of 3d (denier) and a fiber length of 51 mm. The resin layer 8 covers the surface of the polyester fiber 12 and covers the surface of the wet heat curable resin layer 8a for maintaining the void formed between the fibers and the wet heat curable resin layer 8a. A crosslinked polyurethane resin layer (second thermosetting resin layer) 8b that has been coated and crosslinked, and a dry cured resin layer (third thermosetting resin layer) 8c that covers the surface of the crosslinked polyurethane resin layer 8b. Have. That is, the resin layer 8 has a three-layer structure.
湿熱硬化樹脂層8aは、ジイソシアネート化合物と多価アルコール化合物との反応で生成したイソシアネート基含有化合物が乾燥時に水分と反応することで架橋されている。イソシアネート基含有化合物は、イソシアネート基含有率が5〜25%の範囲に設定されており、1分子あたりの平均イソシアネート基数が2〜4の範囲に設定されている。 The wet heat curable resin layer 8a is cross-linked by the reaction of the isocyanate group-containing compound produced by the reaction of the diisocyanate compound and the polyhydric alcohol compound with moisture during drying. The isocyanate group-containing compound has an isocyanate group content of 5 to 25% and an average number of isocyanate groups per molecule of 2 to 4.
架橋ポリウレタン樹脂層8bは、湿式凝固されたポリウレタン樹脂が、分子内に2つ以上のイソシアネート基を有する多価イソシアネート化合物(第1の架橋剤)で架橋されている。ポリウレタン樹脂には、100%モジュラス(2倍長に引っ張る時の張力)が20MPa以下のポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系等の樹脂が用いられている。 In the cross-linked polyurethane resin layer 8b, a wet-coagulated polyurethane resin is cross-linked with a polyvalent isocyanate compound (first cross-linking agent) having two or more isocyanate groups in the molecule. As the polyurethane resin, a polyester-based, polyether-based, polycarbonate-based resin or the like having a 100% modulus (tension when pulled twice) of 20 MPa or less is used.
乾式硬化樹脂層8cは、分子内に2つ以上のイソシアネート基を有する多価イソシアネート化合物のイソシアネート末端ウレタンプレポリマが、有機ジアミン化合物(第2の架橋剤)の3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(以下、MOCAと略記する。)で架橋されている。 In the dry cured resin layer 8c, the isocyanate-terminated urethane prepolymer of a polyvalent isocyanate compound having two or more isocyanate groups in the molecule is an organic diamine compound (second crosslinking agent) 3,3′-dichloro-4, Cross-linked with 4′-diaminodiphenylmethane (hereinafter abbreviated as MOCA).
図1に示すように、不織布2は、被研磨物を研磨するための研磨面Pを有している。研磨面Pの反対面側には、両面テープ3が貼り合わされている。両面テープ3は、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略記する。)製フィルムの基材4の両面に粘着剤層5が形成されている。粘着剤層5の粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤等を挙げることができる。両面テープ3は、一面側の粘着剤層5で不織布2に貼り合わされており、他面側の粘着剤層5の表面が図示しない剥離紙で覆われている。研磨クロス1は、両面テープ3の不織布2と反対側の粘着剤層5で研磨機の研磨定盤に装着される。 As shown in FIG. 1, the nonwoven fabric 2 has a polishing surface P for polishing a workpiece. On the opposite surface side of the polishing surface P, a double-sided tape 3 is bonded. The double-sided tape 3 has adhesive layers 5 formed on both sides of a base material 4 made of polyethylene terephthalate (hereinafter abbreviated as PET). As an adhesive of the adhesive layer 5, an acrylic adhesive etc. can be mentioned, for example. The double-sided tape 3 is bonded to the non-woven fabric 2 with an adhesive layer 5 on one side, and the surface of the adhesive layer 5 on the other side is covered with a release paper (not shown). The polishing cloth 1 is mounted on a polishing surface plate of a polishing machine with an adhesive layer 5 opposite to the nonwoven fabric 2 of the double-sided tape 3.
(研磨クロスの製造)
研磨クロス1は、図3に示す各工程を経て製造される。すなわち、一次含浸工程で不織布基材に含浸させた樹脂を架橋硬化させることで湿熱硬化樹脂層8aを形成し、二次含浸工程で含浸させたポリウレタン樹脂を凝固再生させた後に架橋剤で架橋させることで架橋ポリウレタン樹脂層8bを形成し、三次含浸工程で含浸させたウレタンプレポリマを架橋させることで乾式硬化樹脂層8cを形成する。以下、工程順に説明する。
(Manufacture of polishing cloth)
The polishing cloth 1 is manufactured through the steps shown in FIG. That is, the wet impregnated resin layer 8a is formed by crosslinking and curing the resin impregnated in the nonwoven fabric substrate in the primary impregnation step, and the polyurethane resin impregnated in the secondary impregnation step is coagulated and regenerated and then crosslinked with a crosslinking agent. Thus, the crosslinked polyurethane resin layer 8b is formed, and the urethane prepolymer impregnated in the tertiary impregnation step is crosslinked to form the dry cured resin layer 8c. Hereinafter, it demonstrates in order of a process.
一次含浸工程では、ポリエステル繊維12により形成された不織布基材を、ジイソシアネート化合物と多価アルコール化合物とが反応して生成したイソシアネート基含有化合物を含む樹脂溶液に浸漬した後、1対のローラ間を加圧可能なマングルローラを用いて過剰な樹脂溶液を絞り落とし、不織布基材に樹脂溶液を略均一に含浸させる。 In the primary impregnation step, the nonwoven fabric substrate formed of the polyester fibers 12 is immersed in a resin solution containing an isocyanate group-containing compound formed by the reaction of a diisocyanate compound and a polyhydric alcohol compound, and then between a pair of rollers. The excess resin solution is squeezed out using a pressurizable mangle roller, and the nonwoven fabric substrate is impregnated with the resin solution substantially uniformly.
不織布基材としては、本例では、ポリエステル繊維12で形成されたニードルパンチ不織布が使用されている。不織布基材の厚さは、1.5mm未満では樹脂溶液に含浸後の乾燥時に不織布基材の厚さ方向で樹脂の移動(樹脂マイグレーション)が発生し樹脂の被覆厚さが偏りやすく、5.0mmを超えると不織布基材の内部まで樹脂溶液が浸透できなくなるので、1.5〜5.0mmの範囲とすることが好ましい。また、不織布基材の密度は、0.1g/cm3未満では樹脂溶液を含浸させても樹脂が原料繊維間の空隙を通じて流出し原料繊維に付着しにくく、0.2g/cm3を超えると樹脂の付着量が大きくなり繊維間の空隙を塞いでしまうので、0.1〜0.2g/cm3の範囲とすることが好ましい。発明者らの検討結果によれば、理想的な不織布基材の密度は0.12g/cm3程度である。 In this example, a needle punched nonwoven fabric formed of polyester fibers 12 is used as the nonwoven fabric substrate. When the thickness of the nonwoven fabric substrate is less than 1.5 mm, resin migration (resin migration) occurs in the thickness direction of the nonwoven fabric substrate during drying after impregnation with the resin solution, and the resin coating thickness tends to be biased. If it exceeds 0 mm, the resin solution cannot penetrate into the inside of the nonwoven fabric base material. Therefore, the range of 1.5 to 5.0 mm is preferable. Moreover, if the density of the nonwoven fabric substrate is less than 0.1 g / cm 3 , the resin does not easily flow out through the gaps between the raw fibers and adhere to the raw fibers even when impregnated with the resin solution, and exceeds 0.2 g / cm 3. Since the adhesion amount of the resin is increased and the gaps between the fibers are blocked, the range of 0.1 to 0.2 g / cm 3 is preferable. According to the examination results of the inventors, the density of an ideal nonwoven fabric substrate is about 0.12 g / cm 3 .
樹脂溶液は、イソシアネート基含有化合物を希釈溶剤に溶解させて調製される。使用する希釈溶剤としては、イソシアネート基含有化合物を溶解可能な溶剤であれば、特に制限はなく、2種以上の溶剤を混合して用いてもよい。本例では、水混和性を有する有機溶媒のN,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFと略記する。)が使用されている。樹脂溶液中のイソシアネート基含有化合物の固形分濃度は、1〜30%の範囲となるように設定されている。イソシアネート基含有化合物の濃度が1%未満では、不織布基材に対して十分な付着量が得られないため、繊維間の空隙の補強が不十分となる。空隙の補強が不十分な状態では、二次含浸工程や三次含浸工程で空隙が潰れてしまうため、樹脂層8の形成に偏りが生じ均質化が難しくなる。反対に、イソシアネート基含有化合物の濃度が30%を超えると、不織布基材に対し、繊維間の空隙の補強に寄与できない余分な樹脂の付着が生じるため、次工程以降の製造時や研磨加工時に樹脂の剥離を招きやすくなり、余分な樹脂が空隙を詰まらせるおそれもあるので、好ましくない。また、ハンドリング(作業)のしやすさを考慮すると、イソシアネート基含有化合物の固形分濃度は、3〜10%の範囲となるように設定することが好ましい。 The resin solution is prepared by dissolving an isocyanate group-containing compound in a dilution solvent. The diluting solvent to be used is not particularly limited as long as it is a solvent that can dissolve the isocyanate group-containing compound, and two or more kinds of solvents may be mixed and used. In this example, water-miscible organic solvent N, N-dimethylformamide (hereinafter abbreviated as DMF) is used. The solid content concentration of the isocyanate group-containing compound in the resin solution is set to be in the range of 1 to 30%. If the concentration of the isocyanate group-containing compound is less than 1%, a sufficient amount of adhesion cannot be obtained with respect to the nonwoven fabric base material, so that the voids between the fibers are not sufficiently reinforced. In a state where the reinforcement of the voids is insufficient, the voids are crushed in the secondary impregnation step and the tertiary impregnation step, and thus the formation of the resin layer 8 is biased and homogenization becomes difficult. On the other hand, if the concentration of the isocyanate group-containing compound exceeds 30%, extra resin adhesion that cannot contribute to reinforcing the voids between the fibers occurs on the nonwoven fabric substrate. Since it becomes easy to cause peeling of resin and there exists a possibility that an excess resin may clog a space | gap, it is not preferable. In consideration of ease of handling (work), the solid content concentration of the isocyanate group-containing compound is preferably set to be in the range of 3 to 10%.
イソシアネート基含有化合物を生成するジイソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、水素添加キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソアネート等を挙げることができ、これらの1種または2種以上を併用してもよい。 Examples of the diisocyanate compound that forms the isocyanate group-containing compound include hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, tolylene diisocyanate, and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate. These may be used alone or in combination of two or more.
また、多価アルコール化合物としては、例えば、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、トリメチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、3−メチル−1,2−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、2,3−ジメチルトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、3−メチル−4,3−ペンタンジオール、3−メチル−4,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、トリメチロールメタン等を挙げることができ、これらの1種または2種以上を併用してもよい。 Examples of the polyhydric alcohol compound include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, trimethylene glycol, tetraethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 2 , 3-butanediol, 1,2-butanediol, 3-methyl-1,2-butanediol, 1,2-pentanediol, 1,4-pentanediol, 2,4-pentanediol, 2,3-dimethyl Trimethylene glycol, tetramethylene glycol, 3-methyl-4,3-pentanediol, 3-methyl-4,5-pentanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 1,6-hexane Diol, 1,5-hexanediol, 1,4 Hexanediol, 2,5-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, neopentyl glycol, glycerin, trimethylolpropane, trimethylolethane, trimethylolmethane, etc. can be mentioned, and one or more of these May be used in combination.
ジイソシアネート化合物と多価アルコール化合物との反応条件は、特に制限されるものではないが、得られるイソシアネート基含有化合物のイソシアネート基含有率が5〜25%の範囲となるように設定することが好ましい。また、1分子あたりの平均イソシアネート基数が2〜4(好ましくは、2.5〜3.5)の範囲であることが好ましい。イソシアネート基含有率が5%未満の場合や、平均イソシアネート基数が2より小さい場合では、水分との反応で形成される架橋結合が減少するため、不織布基材の補強が不十分となり、二次含浸工程や三次含浸工程で繊維間の空隙を維持することが難しくなる。逆に、イソシアネート基含有率が25%を超える場合や、平均イソシアネート基数が4より大きい場合には、イソシアネート基含有化合物で処理した不織布基材の硬度が高くなり過ぎ、研磨加工時に被研磨物に傷を付けてしまうおそれがある。 The reaction conditions for the diisocyanate compound and the polyhydric alcohol compound are not particularly limited, but are preferably set so that the isocyanate group content of the resulting isocyanate group-containing compound is in the range of 5 to 25%. The average number of isocyanate groups per molecule is preferably in the range of 2 to 4 (preferably 2.5 to 3.5). When the isocyanate group content is less than 5% or the average number of isocyanate groups is less than 2, the cross-linking bond formed by reaction with moisture is reduced, resulting in insufficient reinforcement of the nonwoven fabric substrate and secondary impregnation. It becomes difficult to maintain the space between the fibers in the process and the tertiary impregnation process. Conversely, when the isocyanate group content exceeds 25% or the average number of isocyanate groups is greater than 4, the hardness of the nonwoven fabric substrate treated with the isocyanate group-containing compound becomes too high, and the object to be polished is polished during polishing. There is a risk of scratching.
湿熱硬化工程では、一次含浸後、マングルローラで余分な樹脂溶液を絞り落とした不織布基材を、例えば、約130℃の乾燥機中で乾燥させる。乾燥機中では、ポリエステル繊維12に付着しているイソシアネート基含有化合物のイソシアネート基同士の間に雰囲気中の水分による架橋結合が形成される。この架橋結合により、ポリエステル繊維12の表面には湿熱硬化樹脂層8aが形成される(以下、湿熱硬化樹脂層8aが形成された不織布基材を不織布中間体Aという。)。不織布中間体Aの両面にイソシアネート基含有化合物の架橋による樹脂皮膜が形成された場合は、この樹脂皮膜が二次含浸工程で樹脂の含浸を妨げるため、不織布中間体Aの両面をバフ処理して表面の樹脂皮膜を取り除けばよい。 In the wet heat curing step, after the primary impregnation, the nonwoven fabric base material in which the excess resin solution is squeezed out with a mangle roller is dried in a drier at about 130 ° C., for example. In the dryer, a cross-linking bond is formed by moisture in the atmosphere between the isocyanate groups of the isocyanate group-containing compound adhering to the polyester fiber 12. By this cross-linking, the wet heat-cured resin layer 8a is formed on the surface of the polyester fiber 12 (hereinafter, the nonwoven fabric base material on which the wet heat-cured resin layer 8a is formed is referred to as the nonwoven fabric intermediate A). When a resin film is formed by crosslinking of an isocyanate group-containing compound on both surfaces of the nonwoven fabric intermediate A, the resin film prevents impregnation of the resin in the secondary impregnation step. What is necessary is just to remove the resin film on the surface.
二次含浸工程では、不織布中間体Aを、ポリウレタン樹脂と分子内に2つ以上のイソシアネート基を有する多価イソシアネート化合物とを含むポリウレタン樹脂溶液に浸漬した後、一次含浸工程と同様にマングルローラを用いて過剰なポリウレタン樹脂溶液を絞り落とし、不織布中間体Aにポリウレタン樹脂溶液を略均一に含浸させる。 In the secondary impregnation step, the nonwoven fabric intermediate A is immersed in a polyurethane resin solution containing a polyurethane resin and a polyvalent isocyanate compound having two or more isocyanate groups in the molecule, and then the mangle roller is placed in the same manner as in the primary impregnation step. The excess polyurethane resin solution is squeezed out and the nonwoven fabric intermediate A is impregnated with the polyurethane resin solution substantially uniformly.
ポリウレタン樹脂溶液は、ポリウレタン樹脂と、有機溶媒のDMFと、多価イソシアネート化合物とを混合してポリウレタン樹脂を溶解させる。このとき、ポリウレタン樹脂の固形分濃度(樹脂換算濃度)が、例えば、19重量%となるように調製する。ポリウレタン樹脂としては、本例では、100%モジュラス9MPaのポリエステル系ポリウレタン樹脂が用いられている。 The polyurethane resin solution dissolves the polyurethane resin by mixing the polyurethane resin, the organic solvent DMF, and the polyvalent isocyanate compound. At this time, it prepares so that solid content concentration (resin conversion density) of polyurethane resin may be 19 weight%, for example. In this example, a 100% modulus 9 MPa polyester polyurethane resin is used as the polyurethane resin.
ポリウレタン樹脂溶液に混合することができる多価イソシアネート化合物としては、例えば、イソシアネート基が2つのジイソシアネート化合物、イソシアネート基が3つのトリイソシアネート化合物、イソシアネート基が4つのテトライソシアネート化合物等を挙げることができる。ジイソシアネート化合物としては、例えば、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、ナフタレン−1,4−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ビフェニルジイソシアネート、3,3’−ジメチルジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、キシリレン−1,4−ジイソシアネート、4,4’−ジフェニルプロパンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、プロピレン−1,2−ジイソシアネート、ブチレン−1,2−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−1,2−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−1,4−ジイソシアネート、p−フェニレンジイソチオシアネート、キシリレン−1,4−ジイソチオシアネート、エチリジンジイソチオシアネート等を挙げることができる。トリイソシアネート化合物としては、例えば、トリフェニルメタン−トリイソシアネート等を挙げることができる。テトライソシアネート化合物としては、4,4’−ジメチルジフェニルメタン−2,2’,5,5’−テトライソシアネート等を挙げることができる。また、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートとヘキサントリオールとの付加物、2,4−トリレンジイソシアネートとプレンツカテコールとの付加物、トリレンジイソシアネートとヘキサントリオールとの付加物、トリレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンとの付加物、キシリレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンとの付加物、ヘキサメチレンジイソシアネートとトリメチロールプロパンとの付加物、イソシアヌル酸とヘキサメチレンジイソシアネートとの付加物等のようにイソシアネート化合物をプレポリマ化した多価イソシアネートプレポリマを使用することもできる。これらの多価イソシアネート化合物や多価イソシアネートプレポリマの二種以上を併用してもよい。また、上述したように、一次含浸工程で用いたイソシアネート基含有化合物の1分子あたりのイソシアネート基数が2〜4の範囲であるため、これを二次含浸工程の多価イソシアネート化合物として使用することもできる。 Examples of the polyvalent isocyanate compound that can be mixed in the polyurethane resin solution include a diisocyanate compound having two isocyanate groups, a triisocyanate compound having three isocyanate groups, and a tetraisocyanate compound having four isocyanate groups. Examples of the diisocyanate compound include m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, naphthalene-1,4-diisocyanate, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 3,3′-dimethoxy-4,4′-biphenyl diisocyanate, 3,3′-dimethyldiphenylmethane-4,4′-diisocyanate, xylylene-1,4-diisocyanate, 4,4′-diphenylpropane diisocyanate, trimethylene diisocyanate Hexamethylene diisocyanate, propylene-1,2-diisocyanate, butylene-1,2-diisocyanate, cyclohexylene-1,2-diisocyanate, cyclohexylene-1, - diisocyanate, p- phenylenediisothiocyanate, xylylene-1,4-diisothiocyanate, mention may be made of ethylidyne diisothiocyanate like. Examples of the triisocyanate compound include triphenylmethane-triisocyanate. Examples of the tetraisocyanate compound include 4,4'-dimethyldiphenylmethane-2,2 ', 5,5'-tetraisocyanate. Also, for example, an adduct of hexamethylene diisocyanate and hexanetriol, an adduct of 2,4-tolylene diisocyanate and prenzcatechol, an adduct of tolylene diisocyanate and hexane triol, tolylene diisocyanate and trimethylolpropane Of polyisocyanate compounds such as adducts of xylylene diisocyanate and trimethylolpropane, adducts of hexamethylene diisocyanate and trimethylolpropane, and adducts of isocyanuric acid and hexamethylene diisocyanate. Isocyanate prepolymers can also be used. Two or more of these polyisocyanate compounds and polyisocyanate prepolymers may be used in combination. Moreover, as mentioned above, since the number of isocyanate groups per molecule of the isocyanate group-containing compound used in the primary impregnation step is in the range of 2 to 4, it may be used as a polyvalent isocyanate compound in the secondary impregnation step. it can.
湿式凝固工程では、二次含浸後の不織布中間体Aをポリウレタン樹脂に対して貧溶媒である水を主成分とする水系の凝固液中に常温で浸漬することでポリウレタン樹脂を凝固再生させる。凝固液中では、湿熱硬化樹脂層8aの表面に付着しているポリウレタン樹脂溶液のDMFと凝固液との置換の進行によりポリウレタン樹脂が湿熱硬化樹脂層8aの表面に凝固再生される。凝固再生を常温で行うことで、ポリウレタン樹脂溶液に含有された多価イソシアネート化合物による架橋反応の進行が抑制される。ポリウレタン樹脂が凝固再生された不織布中間体Aを水等の洗浄液中で洗浄し残存するDMF等を除去する。洗浄後、不織布中間体Aを洗浄液から引き上げ、マングルローラで余分な洗浄液を絞り落とす。 In the wet coagulation step, the polyurethane resin is coagulated and regenerated by immersing the nonwoven fabric intermediate A after the secondary impregnation in a water-based coagulation liquid mainly composed of water which is a poor solvent for the polyurethane resin at room temperature. In the coagulation liquid, the polyurethane resin is coagulated and regenerated on the surface of the wet heat curable resin layer 8a by the progress of substitution of the DMF of the polyurethane resin solution adhering to the surface of the wet heat curable resin layer 8a with the coagulation liquid. By performing the coagulation regeneration at room temperature, the progress of the crosslinking reaction by the polyvalent isocyanate compound contained in the polyurethane resin solution is suppressed. The nonwoven fabric intermediate A obtained by coagulating and regenerating the polyurethane resin is washed in a washing liquid such as water to remove the remaining DMF and the like. After cleaning, the nonwoven fabric intermediate A is pulled up from the cleaning liquid, and excess cleaning liquid is squeezed out with a mangle roller.
熱処理工程では、洗浄後の不織布中間体Aを、例えば、約130℃の乾燥機中で乾燥させた後、約110℃に設定された加熱機中でおよそ17時間熱処理する。この熱処理により、凝固再生したポリウレタン樹脂の分子間に、多価イソシアネート化合物で架橋結合が形成される。この架橋結合により、湿熱硬化樹脂層8aの表面には、架橋されたポリウレタン樹脂による架橋ポリウレタン樹脂層8bが形成される(以下、架橋ポリウレタン樹脂層8bが形成された不織布中間体Aを不織布中間体Bという。)。不織布中間体Bでは、両面側でポリウレタン樹脂の付着量が多く、繊維間の空隙が狭められている。三次含浸工程で樹脂を含浸させるため、不織布中間体Bの両面をバフ処理することで、空隙が狭められた部分を除去する。 In the heat treatment step, the washed nonwoven fabric intermediate A is dried in, for example, a dryer at about 130 ° C. and then heat treated in a heater set at about 110 ° C. for about 17 hours. By this heat treatment, a cross-linking bond is formed with the polyvalent isocyanate compound between the polyurethane resin molecules that have been coagulated and regenerated. By this cross-linking, a cross-linked polyurethane resin layer 8b made of a cross-linked polyurethane resin is formed on the surface of the wet heat curing resin layer 8a (hereinafter, the non-woven fabric intermediate A formed with the cross-linked polyurethane resin layer 8b is referred to as a non-woven fabric intermediate). B.) In the nonwoven fabric intermediate B, the adhesion amount of polyurethane resin is large on both sides, and the gap between fibers is narrowed. In order to impregnate the resin in the tertiary impregnation step, both portions of the nonwoven fabric intermediate B are buffed to remove the portion where the gap is narrowed.
バフ処理された不織布中間体Bの密度は、0.15g/cm3未満では三次含浸工程で樹脂マイグレーションが発生しやすく樹脂が付着しにくくなり、0.32g/cm3を超えると三次含浸工程で樹脂が付着することで繊維間の空隙が塞がれてしまい研磨加工時に研磨液等の目詰まりが生じやすくなるので、0.15〜0.32g/cm3の範囲に設定することが好ましい。密度をこの範囲とするには、二次含浸での樹脂付着量を40〜80%の範囲に設定することが好ましい。 If the density of the buffed nonwoven fabric intermediate B is less than 0.15 g / cm 3 , resin migration is likely to occur in the tertiary impregnation step, and the resin hardly adheres. If it exceeds 0.32 g / cm 3 , As the resin adheres, the gaps between the fibers are blocked and clogging of the polishing liquid or the like is likely to occur during polishing, so it is preferably set in the range of 0.15 to 0.32 g / cm 3 . In order to make the density within this range, it is preferable to set the resin adhesion amount in the secondary impregnation to a range of 40 to 80%.
三次含浸工程では、不織布中間体Bを、分子内に2つ以上のイソシアネート基を有する多価イソシアネート化合物と、有機ジアミン化合物の架橋剤とを含む樹脂溶液に浸漬した後、一次含浸工程と同様にマングルローラを用いて過剰な樹脂溶液を絞り落とし、不織布中間体Bに樹脂溶液を略均一に含浸させる。三次含浸を常温で行うことで、樹脂溶液に含有された有機ジアミン化合物による架橋反応の進行が抑制される。 In the tertiary impregnation step, the nonwoven fabric intermediate B is dipped in a resin solution containing a polyvalent isocyanate compound having two or more isocyanate groups in the molecule and a crosslinking agent of an organic diamine compound, and then the same as in the primary impregnation step. The excess resin solution is squeezed out using a mangle roller, and the nonwoven fabric intermediate B is impregnated with the resin solution substantially uniformly. By performing the tertiary impregnation at room temperature, the progress of the crosslinking reaction by the organic diamine compound contained in the resin solution is suppressed.
三次含浸工程の樹脂溶液に配合可能な多価イソシアネート化合物としては、分子内に2つ以上の水酸基を有する化合物(ポリオール成分)と、分子内に2つのイソシアネート基を有する化合物(イソシアネート成分)とを反応させることで生成したDMF等の有機溶媒に可溶性のイソシアネート末端ウレタンプレポリマを用いることができる。ポリオール成分と、イソシアネート成分とを反応させるときに、イソシアネート成分のイソシアネート基のモル量をポリオール成分の水酸基のモル量より大きくすることで、イソシアネート末端ウレタンプレポリマを得ることができる。本例では、ポリオール成分のポリテトラメチレングリコール(PTMG)と、イソシアネート成分の2,4−トリレンジイソシアネート(TDI)とを反応させたイソシアネート末端ウレタンプレポリマが使用されている。 The polyvalent isocyanate compound that can be blended in the resin solution in the tertiary impregnation step includes a compound having two or more hydroxyl groups in the molecule (polyol component) and a compound having two isocyanate groups in the molecule (isocyanate component). An isocyanate-terminated urethane prepolymer that is soluble in an organic solvent such as DMF produced by the reaction can be used. When the polyol component and the isocyanate component are reacted, the isocyanate-terminated urethane prepolymer can be obtained by making the molar amount of the isocyanate group of the isocyanate component larger than the molar amount of the hydroxyl group of the polyol component. In this example, an isocyanate-terminated urethane prepolymer obtained by reacting a polyol component polytetramethylene glycol (PTMG) with an isocyanate component 2,4-tolylene diisocyanate (TDI) is used.
イソシアネート末端ウレタンプレポリマの生成に用いられるポリオール成分としては、低分子量のジオール化合物(低分子ジオール)及び高分子量のジオール化合物(高分子ジオール)のいずれも使用することができる。低分子ジオールとしては、エチレングリコール、ブチレングリコール等を挙げることができる。高分子ジオールとしては、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化合物、エチレングリコールとアジピン酸との反応物やブチレングリコールとアジピン酸との反応物等のポリエステルポリオール化合物、ポリカーボネートポリオール化合物、ポリカプロラクトンポリオール化合物等を挙げることができる。一方、イソシアネート成分としては、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’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート等を挙げることができる。 As the polyol component used for the production of the isocyanate-terminated urethane prepolymer, both a low molecular weight diol compound (low molecular diol) and a high molecular weight diol compound (high molecular diol) can be used. Examples of the low molecular diol include ethylene glycol and butylene glycol. Examples of the polymer diol include polyether polyol compounds such as polytetramethylene glycol, polyester polyol compounds such as a reaction product of ethylene glycol and adipic acid and a reaction product of butylene glycol and adipic acid, a polycarbonate polyol compound, and a polycaprolactone polyol compound. Etc. On the other hand, examples of the isocyanate component include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, and the like. Can do.
三次含浸工程で使用される有機ジアミン化合物の架橋剤としては、脂肪族又は芳香族のジアミン化合物を挙げることができ、本例では、MOCAが用いられている。なお、本例では、不織布の強度を向上させるために、樹脂溶液にジイソシアネート化合物のジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネートが更に添加されている。 Examples of the crosslinking agent for the organic diamine compound used in the tertiary impregnation step include aliphatic or aromatic diamine compounds. In this example, MOCA is used. In this example, in order to improve the strength of the nonwoven fabric, a diisocyanate compound, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, is further added to the resin solution.
乾式硬化工程では、三次含浸後の不織布中間体Bを、例えば、約130℃の乾燥機中で乾燥させた後、約110℃に設定された加熱機中でおよそ24時間熱処理する。この熱処理により、イソシアネート末端ウレタンプレポリマの分子間に、MOCAによる架橋結合が形成され、架橋ポリウレタン樹脂層8bの表面に、架橋されたウレタンプレポリマによる乾式硬化樹脂層8cが形成される。乾式硬化樹脂層8cが形成された不織布中間体Bでは、両面側でポリウレタン樹脂の付着量が多く、繊維間の空隙が狭められている。研磨加工時に研磨液を貯留させるため、一面側をバフ処理し空隙が狭められた部分を除去することで、一面側に研磨面Pを有する不織布2が得られる。 In the dry curing step, the non-woven fabric intermediate B after the third impregnation is dried in, for example, a dryer at about 130 ° C. and then heat-treated in a heater set at about 110 ° C. for about 24 hours. By this heat treatment, a cross-linking bond by MOCA is formed between the molecules of the isocyanate-terminated urethane prepolymer, and a dry cured resin layer 8c of the cross-linked urethane prepolymer is formed on the surface of the cross-linked polyurethane resin layer 8b. In the nonwoven fabric intermediate B on which the dry cured resin layer 8c is formed, the adhesion amount of the polyurethane resin is large on both sides, and the gaps between the fibers are narrowed. In order to store the polishing liquid during the polishing process, the non-woven fabric 2 having the polishing surface P on the one surface side is obtained by buffing one surface side and removing the portion where the gap is narrowed.
三次含浸により乾式硬化樹脂層8cが形成された不織布2の密度は、0.34g/cm3未満では樹脂層8の全体の樹脂量が少なく研磨布での強度が不足し、0.51g/cm3を超えると繊維10間の空隙が塞がれてしまい研磨加工時に研磨液を貯留することができなくなるので、0.34〜0.51g/cm3の範囲に設定することが好ましい。不織布2の密度をこの範囲になるようにするためには、樹脂付着量を40〜100%の範囲に調整することが好ましい。また、このときの不織布2の通気度は、10ml/cm2/sec以上であることが好ましく、20ml/cm2/sec以上であることが更に好ましい。通気度が10ml/cm2/secより小さい不織布で形成した研磨クロスでは、研磨加工時に研磨剤の循環が悪くなるため、研磨クロスの目詰まりが起こりやすくなる。 The density of the non-woven fabric 2 on which the dry cured resin layer 8c is formed by tertiary impregnation is less than 0.34 g / cm 3 , and the total resin amount of the resin layer 8 is small and the strength of the polishing cloth is insufficient, so that 0.51 g / cm If it exceeds 3 , the gaps between the fibers 10 are blocked, and it becomes impossible to store the polishing liquid during the polishing process. Therefore, it is preferably set in the range of 0.34 to 0.51 g / cm 3 . In order to make the density of the nonwoven fabric 2 fall within this range, it is preferable to adjust the resin adhesion amount to a range of 40 to 100%. In addition, the air permeability of the nonwoven fabric 2 at this time is preferably 10 ml / cm 2 / sec or more, and more preferably 20 ml / cm 2 / sec or more. In a polishing cloth formed of a nonwoven fabric having an air permeability of less than 10 ml / cm 2 / sec, the abrasive cloth is not easily circulated during polishing, so that the polishing cloth is easily clogged.
一次含浸、二次含浸、三次含浸でポリエステル繊維12が樹脂層8で被覆された不織布2の研磨面Pの反対面側に、両面テープ3を一面側の粘着剤層5で貼り合わせる。その後、円形等の所望の形状、サイズに裁断した後、汚れや異物等の付着がないことを確認する等の検査を行い研磨クロス1を完成させる。 The double-sided tape 3 is bonded to the opposite side of the polishing surface P of the nonwoven fabric 2 in which the polyester fiber 12 is coated with the resin layer 8 by primary impregnation, secondary impregnation, and tertiary impregnation, with the adhesive layer 5 on the one surface side. Thereafter, after cutting into a desired shape and size such as a circle, an inspection such as confirming that there is no adhesion of dirt or foreign matter is performed to complete the polishing cloth 1.
被研磨物の研磨加工を行うときは、研磨機の研磨定盤に研磨クロス1を両面テープ3の剥離紙を剥離して貼着する。研磨加工時には、被研磨物の加工面及び研磨面P間に研磨粒子を含む研磨液を供給すると共に、被研磨物及び研磨面P間を加圧しながら研磨定盤を回転させることで、被研磨物の加工面を研磨加工する。 When polishing an object to be polished, the polishing cloth 1 is attached to the polishing surface plate of the polishing machine by peeling the release paper of the double-sided tape 3. At the time of polishing, a polishing liquid containing abrasive particles is supplied between the processed surface of the object to be polished and the polishing surface P, and the polishing surface plate is rotated while pressing between the object to be polished and the polishing surface P, thereby polishing the object to be polished. The processed surface of the object is polished.
(作用等)
次に、本実施形態の研磨クロス1の作用等について説明する。
(Action etc.)
Next, the operation and the like of the polishing cloth 1 according to this embodiment will be described.
本実施形態の研磨クロス1では、ポリエステル繊維12の表面を被覆する樹脂層8が、湿熱硬化樹脂層8aと、架橋ポリウレタン樹脂層8bと、乾式硬化樹脂層8cとの3層で構成されている。架橋ポリウレタン樹脂層8b、乾式硬化樹脂層8cの形成時には、ポリエステル繊維12の表面に湿熱硬化樹脂層8aが形成されているため、不織布中間体Aや不織布中間体Bの変形が抑制され、繊維間の空隙が維持される。このため、架橋ポリウレタン樹脂層8bや乾式硬化樹脂層8cを構成する樹脂が繊維間の空隙に略均等に含浸されるので、繊維間の空隙を維持しつつ架橋ポリウレタン樹脂層8b、乾式硬化樹脂層8cを均質化することができる。 In the polishing cloth 1 of the present embodiment, the resin layer 8 covering the surface of the polyester fiber 12 is composed of three layers of a wet heat curing resin layer 8a, a crosslinked polyurethane resin layer 8b, and a dry curing resin layer 8c. . When the crosslinked polyurethane resin layer 8b and the dry cured resin layer 8c are formed, since the wet heat cured resin layer 8a is formed on the surface of the polyester fiber 12, the deformation of the nonwoven fabric intermediate A and the nonwoven fabric intermediate B is suppressed, The air gap is maintained. For this reason, since the resin constituting the crosslinked polyurethane resin layer 8b and the dry cured resin layer 8c is substantially uniformly impregnated in the gaps between the fibers, the crosslinked polyurethane resin layer 8b and the dry cured resin layer are maintained while maintaining the gaps between the fibers. 8c can be homogenized.
また、本実施形態の研磨クロス1では、研磨加工時に研磨クロス1及び被研磨物間の摩擦や研磨液と被研磨物との化学反応等により発熱しても、樹脂層8を構成する湿熱硬化樹脂層8a、架橋ポリウレタン樹脂層8b、乾式硬化樹脂層8cがいずれも軟化しないので、不織布2の変形を抑制することができる。これにより、樹脂層8で被覆された繊維10間の空隙が維持され目詰まりが抑制される(不織布2の空隙構造が変化しにくい)ので、この空隙に研磨液を貯留させつつ研磨加工することで、研磨速度の低下を抑制し研磨布の寿命を向上させることができる。 Further, in the polishing cloth 1 of the present embodiment, the wet heat curing that forms the resin layer 8 even if heat is generated due to friction between the polishing cloth 1 and the object to be polished or a chemical reaction between the polishing liquid and the object to be polished during polishing. Since none of the resin layer 8a, the crosslinked polyurethane resin layer 8b, and the dry cured resin layer 8c is softened, deformation of the nonwoven fabric 2 can be suppressed. Thereby, since the space | gap between the fibers 10 covered with the resin layer 8 is maintained and clogging is suppressed (the space structure of the nonwoven fabric 2 is not easily changed), polishing is performed while storing the polishing liquid in the space. Thus, it is possible to suppress the decrease in the polishing rate and improve the life of the polishing cloth.
更に、本実施形態の研磨クロス1では、湿熱硬化樹脂層8a、架橋ポリウレタン樹脂層8b、乾式硬化樹脂層8cがいずれも架橋されている。このため、研磨加工時に不織布2の研磨面Pが摩耗しても樹脂層8を構成する樹脂(の成分)が研磨液中に流れ出さず不織布2の空隙を塞ぐことがない(目詰まりしない)ので、研磨加工を安定して継続することができる。更に、樹脂層8の架橋により耐薬品性が向上するため、例えば、アルカリ性の研磨液等を使用しても安定な研磨加工を行うことができる。 Furthermore, in the polishing cloth 1 of this embodiment, the wet heat curing resin layer 8a, the crosslinked polyurethane resin layer 8b, and the dry curing resin layer 8c are all crosslinked. For this reason, even if the polishing surface P of the nonwoven fabric 2 is worn during polishing, the resin (component) constituting the resin layer 8 does not flow into the polishing liquid and does not block the gap in the nonwoven fabric 2 (no clogging). Therefore, the polishing process can be continued stably. Furthermore, since chemical resistance is improved by crosslinking of the resin layer 8, for example, stable polishing can be performed even when an alkaline polishing liquid or the like is used.
また更に、本実施形態の研磨クロス1では、不織布2の密度が0.34〜0.51g/cm3の範囲に調整されている。研磨クロス1の製造に用いた(樹脂層8の形成前の)不織布基材の密度が0.1〜0.2g/cm3の範囲であることから、不織布2では樹脂層8の密度が0.14〜0.41g/cm3の範囲となる。このため、樹脂層8の形成により不織布2の強度が増大するので、研磨加工時に被研磨物の加工面及び研磨クロス1の研磨面P間を略均等に加圧することができる。これにより、被研磨物のロールオフの発生を抑制し平坦性を向上させることができる。 Furthermore, in the polishing cloth 1 of this embodiment, the density of the nonwoven fabric 2 is adjusted to a range of 0.34 to 0.51 g / cm 3 . Since the density of the nonwoven fabric substrate (before formation of the resin layer 8) used for the production of the polishing cloth 1 is in the range of 0.1 to 0.2 g / cm 3 , the density of the resin layer 8 is 0 in the nonwoven fabric 2. .14 to 0.41 g / cm 3 . For this reason, since the strength of the nonwoven fabric 2 is increased by the formation of the resin layer 8, it is possible to press the space between the processed surface of the object to be polished and the polishing surface P of the polishing cloth 1 substantially evenly during polishing. Thereby, generation | occurrence | production of the roll-off of a to-be-polished object can be suppressed, and flatness can be improved.
従来知られている不織布やフェルト等のシート状に形成された繊維集合体を有する研磨布では、柔軟で変形しやすいため、被研磨物のロールオフが生じやすく平坦性が低下する。ロールオフの発生を回避するには、研磨布の変形を抑制することが必要であるが、変形を抑制するために研磨速度を小さくすると研磨効率が低下する、という問題が生じる。また、変形を抑制するために、不織布を樹脂溶液に含浸後乾燥させた研磨布が用いられているが、繊維に付着する樹脂量が不十分なときは、不織布の変形を十分に抑制することができない。更に、不織布を熱可塑性樹脂に含浸させた後、熱硬化性樹脂で補強した研磨布では、繊維と熱硬化性樹脂との間に介在する熱可塑性樹脂が、研磨加工時の摩擦や化学反応等に伴う発熱により軟化することがある。この結果、研磨布が変形し、繊維間の空隙が塞がれてしまうため、研磨加工時に研磨液を貯留することができなくなり研磨速度が低下し、研磨布の寿命も低下する。また、研磨加工時には、研磨布自体の摩耗により研磨面で繊維を被覆する熱硬化性樹脂が削られるため、軟化した熱可塑性ポリウレタン樹脂が研磨液中に流れ出し繊維間の空隙を塞いでしまうこともある。更に、熱硬化性樹脂で補強するときの圧搾等により不織布が変形することで繊維間の空隙が潰れてしまい空隙を塞いでしまう、という問題もある。本実施形態は、これらの問題を解決することができる研磨布である。 A conventionally known polishing cloth having a fiber assembly formed into a sheet shape such as a nonwoven fabric or felt is flexible and easily deformed, so that roll-off of an object to be polished easily occurs and flatness is lowered. In order to avoid the occurrence of roll-off, it is necessary to suppress the deformation of the polishing cloth. However, if the polishing rate is decreased to suppress the deformation, there arises a problem that the polishing efficiency is lowered. Moreover, in order to suppress deformation, a polishing cloth in which a nonwoven fabric is impregnated with a resin solution and then dried is used. However, when the amount of resin adhering to the fiber is insufficient, the deformation of the nonwoven fabric is sufficiently suppressed. I can't. Furthermore, in a polishing cloth reinforced with a thermosetting resin after impregnating the nonwoven fabric with a thermoplastic resin, the thermoplastic resin interposed between the fiber and the thermosetting resin is free from friction, chemical reaction, etc. May be softened by the heat generated by As a result, the polishing cloth is deformed and the gaps between the fibers are blocked, so that the polishing liquid cannot be stored during the polishing process, the polishing rate is reduced, and the life of the polishing cloth is also reduced. Also, at the time of polishing, since the thermosetting resin that covers the fiber with the polishing surface is scraped by abrasion of the polishing cloth itself, the soft thermoplastic polyurethane resin may flow out into the polishing liquid and block the gaps between the fibers. is there. Furthermore, there is also a problem in that the non-woven fabric is deformed by squeezing when it is reinforced with a thermosetting resin, so that the gap between the fibers is crushed and the gap is blocked. The present embodiment is an abrasive cloth that can solve these problems.
なお、本実施形態の研磨クロス1では、湿熱硬化樹脂層8aを形成するイソシアネート基含有化合物のイソシアネート基含有率を5〜25%の範囲に設定し、1分子あたりの平均イソシアネート基数を2〜4の範囲に設定する例を示した。架橋ポリウレタン樹脂層8bや乾式硬化樹脂層8cの形成時に繊維間の空隙を維持し、得られる研磨クロス1が硬くなり過ぎないことを考慮すれば、イソシアネート基含有率を10〜20%の範囲に設定することが好ましく、平均イソシアネート基数を2.5〜3.5の範囲に設定することが好ましい。 In the polishing cloth 1 of this embodiment, the isocyanate group content of the isocyanate group-containing compound that forms the wet heat curable resin layer 8a is set in the range of 5 to 25%, and the average number of isocyanate groups per molecule is 2 to 4. An example of setting this range was shown. Considering that the gap between fibers is maintained when the crosslinked polyurethane resin layer 8b and the dry cured resin layer 8c are formed, and that the obtained polishing cloth 1 is not too hard, the isocyanate group content is in the range of 10 to 20%. It is preferable to set, and it is preferable to set the average number of isocyanate groups in the range of 2.5 to 3.5.
また、本実施形態の研磨クロス1では、湿熱硬化樹脂層8aの形成にジイソシアネート化合物と多価アルコール化合物とが反応して生成したイソシアネート基含有化合物を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。湿熱硬化樹脂層8aの形成に使用できる樹脂としては、架橋硬化することで、架橋ポリウレタン樹脂層8bや乾式硬化樹脂層8cの形成時に繊維間の空隙を維持することができ、熱に対して軟化、溶融しない熱硬化性樹脂であれば、特に制限されるものではない。 Moreover, in the polishing cloth 1 of this embodiment, although the isocyanate group containing compound produced | generated by reacting a diisocyanate compound and a polyhydric alcohol compound was illustrated in formation of the wet heat curing resin layer 8a, this invention is limited to this. It is not a thing. As a resin that can be used for the formation of the wet heat curing resin layer 8a, it is possible to maintain a gap between fibers when forming the crosslinked polyurethane resin layer 8b or the dry curing resin layer 8c by crosslinking and softening against heat. Any thermosetting resin that does not melt is not particularly limited.
更に、本実施形態の研磨クロス1では、架橋ポリウレタン樹脂層8bを形成するポリウレタン樹脂に100%モジュラス9MPaのポリエステル系ポリウレタン樹脂を用いる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ポリエーテル系やポリカーボネート系のポリウレタンを用いてもよく、また、分子内に2つのイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物と、分子内に2つ以上の活性水素を有する活性水素化合物とを反応させることで、DMF等の有機溶剤に可溶な中間のポリマ(ウレタンプレポリマ)を生成するようにしてもよい。このジイソシアネート化合物としては、上述した二次含浸工程の多価イソシアネート化合物として例示したm−フェニレンジイソシアネート等のジイソシアネート化合物を用いることができる。一方、活性水素化合物は、分子内に、少なくとも水酸基、カルボキシル基及びアミノ基のうち2つ以上を有する化合物であればよい。このようにすれば、イソシアネート基が活性水素と容易に反応しウレタンプレポリマを生成することができる。水酸基を2つ以上有する化合物としては、三次含浸工程でイソシアネート末端ウレタンプレポリマの生成に用いるポリオール成分として例示した化合物を用いることができる。また、ジカルボン酸やジアミンでもよく、分子内にカルボキシル基とアミノ基とを有する化合物、分子内に水酸基とカルボキシル基を有する化合物、分子内に水酸基とアミノ基とを有する化合物を用いてもよい。ジイソシアネート化合物と、活性水素化合物とを反応させるときに、活性水素化合物の活性水素のモル量をジイソシアネート化合物のイソシアネート基のモル量より大きくすることで、活性水素末端のウレタンプレポリマを得ることができる。 Furthermore, in the polishing cloth 1 of the present embodiment, an example in which a 100% modulus 9 MPa polyester-based polyurethane resin is used as the polyurethane resin forming the crosslinked polyurethane resin layer 8b is shown, but the present invention is not limited to this. . For example, polyether-based or polycarbonate-based polyurethane may be used, and a diisocyanate compound having two isocyanate groups in the molecule is reacted with an active hydrogen compound having two or more active hydrogens in the molecule. Thus, an intermediate polymer (urethane prepolymer) soluble in an organic solvent such as DMF may be produced. As this diisocyanate compound, diisocyanate compounds such as m-phenylene diisocyanate exemplified as the polyvalent isocyanate compound in the secondary impregnation step described above can be used. On the other hand, the active hydrogen compound may be a compound having at least two of a hydroxyl group, a carboxyl group, and an amino group in the molecule. If it does in this way, an isocyanate group can react with an active hydrogen easily, and can produce | generate a urethane prepolymer. As the compound having two or more hydroxyl groups, the compounds exemplified as the polyol component used for producing the isocyanate-terminated urethane prepolymer in the tertiary impregnation step can be used. Moreover, dicarboxylic acid and diamine may be sufficient, the compound which has a carboxyl group and an amino group in a molecule | numerator, the compound which has a hydroxyl group and a carboxyl group in a molecule | numerator, and the compound which has a hydroxyl group and an amino group in a molecule | numerator may be used. When reacting the diisocyanate compound with the active hydrogen compound, the active hydrogen-terminated urethane prepolymer can be obtained by making the molar amount of the active hydrogen of the active hydrogen compound larger than the molar amount of the isocyanate group of the diisocyanate compound. .
また更に、本実施形態の研磨クロス1では、二次含浸工程で多価イソシアネート化合物にジイソシアネート化合物、トリイソシアネート化合物、テトライソシアネート化合物等を例示したが本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、二次含浸工程で例示した多価イソシアネート化合物の1種以上と、活性水素を有する化合物であるブロック化剤の1種以上とを反応して得られるブロックイソシアネート化合物を用いてもよい。このブロックイソネート化合物は、加熱処理を施すことによりブロック化剤が解離し、イソシアネート基を再生するため、活性水素末端のウレタンプレポリマと反応することができる。 Furthermore, in the polishing cloth 1 of the present embodiment, a diisocyanate compound, a triisocyanate compound, a tetraisocyanate compound and the like are exemplified as the polyvalent isocyanate compound in the secondary impregnation step, but the present invention is not limited thereto. For example, a blocked isocyanate compound obtained by reacting at least one polyvalent isocyanate compound exemplified in the secondary impregnation step with at least one blocking agent that is a compound having active hydrogen may be used. This blocked isonate compound can be reacted with a urethane prepolymer having an active hydrogen terminal because the blocking agent is dissociated by heat treatment and the isocyanate group is regenerated.
ブロックイソシアネート化合物に用いられる多価イソシアネート化合物としては、一般に公知のイソシアネート類であれば、いずれも使用できるが、それらのうちでも特に代表的なもののみを例示するに止めれば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフタレン−1,5−ジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、ジベンジルジイソシアネート、ジフェニルエーテルジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、p−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネートモノマ類、トリフェニルメタントリイソシアネート等の芳香族トリイソシアネートモノマ類、水添トリレンジイソシアネート、水添ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、シクロヘキシル−1,4−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートモノマ類、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネートモノマ類等を挙げることができる。また、これらの単独又は2種以上から構成される多価イソシアネート化合物を単独又は2種以上を併用してもよい。 As the polyvalent isocyanate compound used for the blocked isocyanate compound, any generally known isocyanate can be used, but tolylene diisocyanate, diphenylmethane can be used as long as only typical ones are exemplified. Fragrance such as -4,4'-diisocyanate, xylylene diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, dibenzyl diisocyanate, diphenyl ether diisocyanate, m-tetramethylxylylene diisocyanate, p-tetramethylxylylene diisocyanate Aromatic diisocyanate monomers, aromatic triisocyanate monomers such as triphenylmethane triisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, hydrogenated diphenyl Alicyclic diisocyanate monomers such as tan-4,4′-diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, cyclohexyl-1,4-diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, etc. And aliphatic diisocyanate monomers. Moreover, you may use these polyisocyanate compounds comprised individually or in combination of 2 or more types individually or in combination of 2 or more types.
更に、これらのジイソシアネートモノマ類による3官能以上のポリイソシアヌレート型多価イソシアネート又はビューレット型多価イソシアネート等の各種の変性多価イソシアネート類を用いることもできる。また更に、ジイソシアネートモノマ類や変性多価イソシアネート類の1種以上と、多価アルコール、ポリウレタンポリオール、アクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ラクトン変性ポリエステルポリオール、ポリエステルアミドポリオール、アルキドポリオール、ポリエーテルポリオール、変性ポリエーテルポリオール、ポリチオエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリアセタールポリオール、ポリオレフィンポリオール、エポキシ変性ポリオール、シリコンポリオール、フッ素ポリオール等のポリヒドロキシ化合物の1種以上と、をウレタン化反応させて得られる末端イソシアネート基を有するウレタン変性多価イソシアネートプレポリマ類等でもよく、これらの単独又は2種以上を併用してもよい。 Further, various modified polyisocyanates such as polyisocyanurate type polyisocyanate having a trifunctional or higher functionality or diuret type polyisocyanate using these diisocyanate monomers can also be used. Furthermore, at least one of diisocyanate monomers and modified polyvalent isocyanates, polyhydric alcohol, polyurethane polyol, acrylic polyol, polyester polyol, lactone modified polyester polyol, polyesteramide polyol, alkyd polyol, polyether polyol, modified polyether. Urethane modification having a terminal isocyanate group obtained by urethanation reaction with one or more polyhydroxy compounds such as polyol, polythioether polyol, polycarbonate polyol, polyacetal polyol, polyolefin polyol, epoxy-modified polyol, silicon polyol, fluorine polyol and the like. Polyvalent isocyanate prepolymers may be used, and these may be used alone or in combination of two or more.
このような多価イソシアネート化合物の選択にあたり、加熱黄変性や機械的物性等を考慮した場合には、原料ジイソシアネートモノマ類としては、脂肪族モノマ類及び/又は脂環式モノマ類が好ましい。また、多価イソシアネート化合物の取り扱い上の安全性や、毒性を考慮した場合には、ウレタン変性多価イソシアネートプレポリマ類が好ましい。 In selecting such a polyvalent isocyanate compound, in consideration of heat yellowing and mechanical properties, the raw material diisocyanate monomer is preferably an aliphatic monomer and / or an alicyclic monomer. Also, urethane-modified polyisocyanate prepolymers are preferable in consideration of safety in handling the polyisocyanate compound and toxicity.
一方、多価イソシアネート化合物のイソシアネート基をブロックするブロック化剤としては、一般に公知の活性水素を有する化合物であれば、いずれも使用できるが、それらのうちで特に代表的なもののみを例示するに止めれば、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、2−エチルヘキサノール等のアルコール類、メチルエチルケトオキシム等のケトオキシム類、フェノール、ε−カプロラクタム、アセト酢酸エチル、マロン酸ジエチル等であり、これらは単独使用でも2種以上の併用でもよい。ブロック化剤の解離性や、得られる樹脂層8の着色を考慮した場合には、ブロック化剤としてはメチルエチルケトオキシムやε−カプロラクタムが特に好ましい。 On the other hand, as the blocking agent for blocking the isocyanate group of the polyvalent isocyanate compound, any compound having a generally known active hydrogen can be used, but only typical ones among them are exemplified. If stopped, methanol, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, alcohols such as 2-ethylhexanol, ketoximes such as methyl ethyl ketoxime, phenol, ε-caprolactam, acetoacetate Examples thereof include ethyl and diethyl malonate, and these may be used alone or in combination of two or more. In consideration of dissociation property of the blocking agent and coloring of the resulting resin layer 8, methyl ethyl ketoxime and ε-caprolactam are particularly preferable as the blocking agent.
更にまた、本実施形態の研磨クロス1では、三次含浸工程の多価イソシアネート化合物に、ポリオール成分と、イソシアネート成分とを反応させたイソシアネート末端ウレタンプレポリマを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。イソシアネート末端ウレタンプレポリマとしては、三次含浸工程で用いるDMF等の有機溶媒に可溶性であればよく、主鎖構造についても制限されない。また、架橋剤の有機ジアミン化合物にMOCAを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、分子内に2つのアミノ基を有する化合物であれば、三次含浸工程の架橋剤に用いることができる。 Furthermore, in the polishing cloth 1 of the present embodiment, an isocyanate-terminated urethane prepolymer obtained by reacting a polyol component and an isocyanate component with the polyvalent isocyanate compound in the tertiary impregnation step is exemplified, but the present invention is limited to this. It is not something. The isocyanate-terminated urethane prepolymer only needs to be soluble in an organic solvent such as DMF used in the tertiary impregnation step, and the main chain structure is not limited. Moreover, although MOCA was illustrated as the organic diamine compound of the crosslinking agent, the present invention is not limited to this, and any compound having two amino groups in the molecule can be used as the crosslinking agent in the tertiary impregnation step. Can do.
また、本実施形態の研磨クロス1では、架橋ポリウレタン樹脂層8bと、乾式硬化樹脂層8cとに異なる樹脂を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、二次含浸工程で、ジイソシアネート化合物と、分子内に2つ以上のアミノ基を有するジアミン化合物(活性水素化合物)を反応させることでアミノ基末端のウレタンプレポリマを生成し、多価イソシアネート化合物で架橋するようにすれば、架橋ポリウレタン樹脂層8bと乾式硬化樹脂層8cとを同じ構造の樹脂で形成することができる。本実施形態の三次含浸で用いた架橋剤のMOCAで架橋すると、架橋に伴う樹脂の収縮が大きくなり、不織布の引裂強度が低下するため、二次含浸工程でMOCAを使用しないことが好ましい。 In the polishing cloth 1 of the present embodiment, different resins are exemplified for the crosslinked polyurethane resin layer 8b and the dry cured resin layer 8c, but the present invention is not limited to this. For example, in the secondary impregnation step, a diisocyanate compound is reacted with a diamine compound having two or more amino groups in the molecule (active hydrogen compound) to produce an amino group-terminated urethane prepolymer, and a polyvalent isocyanate compound By cross-linking, the cross-linked polyurethane resin layer 8b and the dry cured resin layer 8c can be formed of a resin having the same structure. Crosslinking with MOCA, the crosslinking agent used in the third impregnation of the present embodiment, increases the shrinkage of the resin accompanying the cross-linking and reduces the tear strength of the nonwoven fabric. Therefore, it is preferable not to use MOCA in the secondary impregnation step.
更に、本実施形態の研磨クロス1では、不織布にポリエステル繊維12で形成されたニードルパンチ不織布を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。不織布の原料繊維としては、例えば、ナイロン繊維等のポリアミド繊維やアクリル繊維等の樹脂繊維を用いてもよく、綿、麻等の天然繊維を用いてもよい。製造工程中でDMF等の有機溶剤や水等の洗浄液を吸収することによる繊維の膨潤を防止することや繊維の量産性を考慮すれば、樹脂繊維を用いることが好ましい。また、ニードルパンチ不織布以外に水流交絡による不織布等を用いてもよい。厚さ1.5〜5.0mmの範囲の不織布が好ましいことを考慮すれば、ニードルパンチ不織布を用いることが好適である。 Furthermore, in the polishing cloth 1 of the present embodiment, the needle punched nonwoven fabric formed of the polyester fiber 12 on the nonwoven fabric is exemplified, but the present invention is not limited to this. As raw material fibers of the nonwoven fabric, for example, polyamide fibers such as nylon fibers and resin fibers such as acrylic fibers may be used, and natural fibers such as cotton and hemp may be used. Resin fibers are preferably used in view of preventing fiber swelling due to absorption of organic solvents such as DMF and cleaning liquids such as water during the manufacturing process and considering mass productivity of the fibers. Moreover, you may use the nonwoven fabric etc. by hydroentanglement other than a needle punch nonwoven fabric. Considering that a nonwoven fabric having a thickness in the range of 1.5 to 5.0 mm is preferable, it is preferable to use a needle punched nonwoven fabric.
また更に、本実施形態の研磨クロス1では、不織布2と両面テープ3とを貼り合わせた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、不織布2と両面テープ3との間にポリエステル等のポリオレフィン製の基材を介在させてもよい。このようにすれば、不織布2が基材により支持されるので、研磨クロス1の搬送時や、研磨クロス1を研磨定盤に貼付するときの取り扱いを容易にすることができる。また、不織布に粘着剤5のみを塗布し、剥離紙を貼り合わせるようにしてもよい。このようにすれば、両面テープ3のコスト分を削減することができる。 Furthermore, in the polishing cloth 1 of the present embodiment, an example in which the nonwoven fabric 2 and the double-sided tape 3 are bonded together is shown, but the present invention is not limited to this. For example, a base material made of polyolefin such as polyester may be interposed between the nonwoven fabric 2 and the double-sided tape 3. If it does in this way, since the nonwoven fabric 2 is supported by a base material, the handling at the time of conveyance of the polishing cloth 1 or affixing the polishing cloth 1 to a polishing surface plate can be made easy. Moreover, you may make it apply | coat only the adhesive 5 to a nonwoven fabric, and affix a release paper. In this way, the cost of the double-sided tape 3 can be reduced.
次に、本実施形態に従い製造した研磨クロス1の実施例について説明する。なお、比較のために製造した比較例の研磨クロスについても併記する。 Next, examples of the polishing cloth 1 manufactured according to this embodiment will be described. In addition, it describes together about the polishing cloth of the comparative example manufactured for the comparison.
(実施例1)
下表1に示すように、実施例1では、次のようにして、樹脂層8を形成した不織布2を作製し、研磨クロス1を製造した。すなわち、不織布基材として、繊度3dのポリエステル繊維で形成された厚さ3.4mm、密度0.12g/cm3、目付(単位面積あたり重量)414g/cm2のニードルパンチ不織布を用いた。一次含浸工程では、トリメチロールプロパンとヘキサメチレンジイソシアネートとを反応させて得られたイソシアネート基含有化合物を用いた。このイソシアネート基含有化合物では、イソシアネート基含有率(NCO%)が17.1%であり、未反応ジイソシアネート量が0.1%であった。このイソシアネート基含有化合物をDMFに3.75重量%の濃度で溶解させて樹脂溶液を調製した。不織布基材に対する樹脂の付着量は、10.2%であった。乾燥により樹脂を湿熱硬化させて不織布中間体Aを得た。
Example 1
As shown in Table 1 below, in Example 1, a non-woven fabric 2 having a resin layer 8 formed thereon was produced as follows, and an abrasive cloth 1 was produced. That is, a needle punched nonwoven fabric having a thickness of 3.4 mm, a density of 0.12 g / cm 3 , and a basis weight (weight per unit area) of 414 g / cm 2 made of polyester fiber having a fineness of 3d was used as the nonwoven fabric substrate. In the primary impregnation step, an isocyanate group-containing compound obtained by reacting trimethylolpropane and hexamethylene diisocyanate was used. In this isocyanate group-containing compound, the isocyanate group content (NCO%) was 17.1%, and the amount of unreacted diisocyanate was 0.1%. This isocyanate group-containing compound was dissolved in DMF at a concentration of 3.75% by weight to prepare a resin solution. The amount of the resin adhered to the nonwoven fabric substrate was 10.2%. The resin was wet-heat cured by drying to obtain a nonwoven fabric intermediate A.
二次含浸工程では、100%モジュラスが9MPaの熱可塑性ポリウレタン樹脂(ポリウレタン純分35%のDMF溶液)と、架橋剤として一次含浸工程で用いたイソシアネート基含有化合物とを用いた。ポリウレタン樹脂の490重量部に対して、イソシアネート基含有化合物の18.5重量部、有機溶剤のDMFの625重量部を配合しポリウレタン樹脂溶液を調製した。このポリウレタン樹脂溶液のポリウレタン樹脂固形分濃度は、樹脂分換算で15.1%であった。ポリウレタン樹脂溶液に不織布中間体Aを浸漬し、凝固再生、洗浄後、130℃にて乾燥させた。不織布中間体Aに対するポリウレタン樹脂の付着量は、54.3%であった。乾燥後、110℃で17時間熱処理し、両面をバフ処理して不織布中間体Bを得た。 In the secondary impregnation step, a thermoplastic polyurethane resin having a 100% modulus of 9 MPa (DMF solution having a pure polyurethane content of 35%) and an isocyanate group-containing compound used in the primary impregnation step as a crosslinking agent were used. A polyurethane resin solution was prepared by blending 18.5 parts by weight of the isocyanate group-containing compound and 625 parts by weight of organic solvent DMF with respect to 490 parts by weight of the polyurethane resin. The polyurethane resin solid content concentration of this polyurethane resin solution was 15.1% in terms of resin content. The nonwoven fabric intermediate A was immersed in the polyurethane resin solution, regenerated and washed, and then dried at 130 ° C. The adhesion amount of the polyurethane resin to the nonwoven fabric intermediate A was 54.3%. After drying, heat treatment was performed at 110 ° C. for 17 hours, and both surfaces were buffed to obtain a nonwoven fabric intermediate B.
三次含浸工程では、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)と2,4−トリレンジイソシアネート(TDI)とを反応させたイソシアネート末端ウレタンプレポリマを用いた。このイソシアネート末端ウレタンプレポリマでは、イソシアネート基含有率が7.6%であった。プレポリマの426重量部に対して、架橋剤のMOCAの74重量部、有機溶媒のDMFの150重量部、メチルエチルケトン(以下、MEKと略記する。)の350重量部を配合し樹脂溶液を調製した。この樹脂溶液のウレタン樹脂固形分は、樹脂分換算で50%であった。この樹脂溶液に不織布中間体Bを浸漬し、130℃で乾燥させた。不織布中間体Bに対する樹脂の付着量は、76.6%であった。110℃で24時間熱処理した後、一側表面をバフ処理し、不織布2を得た。 In the tertiary impregnation step, an isocyanate-terminated urethane prepolymer obtained by reacting polytetramethylene glycol (PTMG) and 2,4-tolylene diisocyanate (TDI) was used. In this isocyanate-terminated urethane prepolymer, the isocyanate group content was 7.6%. To 426 parts by weight of the prepolymer, 74 parts by weight of MOCA as a crosslinking agent, 150 parts by weight of DMF as an organic solvent, and 350 parts by weight of methyl ethyl ketone (hereinafter abbreviated as MEK) were blended to prepare a resin solution. The solid content of the urethane resin in this resin solution was 50% in terms of resin content. Nonwoven fabric intermediate B was immersed in this resin solution and dried at 130 ° C. The amount of the resin adhered to the nonwoven fabric intermediate B was 76.6%. After heat treatment at 110 ° C. for 24 hours, the one side surface was buffed to obtain a nonwoven fabric 2.
(比較例1)
比較例1では、実施例1と同様のニードルパンチ不織布を用いた。一次含浸に用いる樹脂溶液の濃度を0.75重量%(1%未満)に設定する以外は、実施例1と同様にして二次含浸、三次含浸を行い、樹脂層を形成した。
(Comparative Example 1)
In Comparative Example 1, the same needle punched nonwoven fabric as in Example 1 was used. Secondary impregnation and tertiary impregnation were performed in the same manner as in Example 1 except that the concentration of the resin solution used for the primary impregnation was set to 0.75 wt% (less than 1%) to form a resin layer.
(試験・評価)
(物性)
実施例1および比較例1の不織布中間体A、不織布中間体Bおよび不織布2について、密度、A硬度、圧縮率をそれぞれ測定した。また、不織布2については、通気度も測定した。密度は、日本工業規格(JIS K 6550)に従い、単位面積あたりの重量を測定し、ダイヤルゲージ(最小目盛り0.01mm)を使用し加重100g/cm2をかけて測定した厚さの測定結果を用いて算出した。A硬度は、日本工業規格(JIS K 6253)に従い、バネを介して試験片表面へ押し付けられた押針の押し込み深さから求めた。圧縮率は、日本工業規格(JIS L 1021)に従い、圧縮時の厚み減少分を測定し、圧縮前の厚さに対する圧縮時の厚み減少分の百分率を算出した。通気度は、日本工業規格(JIS L 1096)に従い、織布通気度試験機(安田精機製作所)にて測定した。密度、A硬度、圧縮率および通気度の測定結果を、各含浸工程での樹脂の付着量と共に、下表1に示す。
(Test / Evaluation)
(Physical properties)
About the nonwoven fabric intermediate body A of Example 1 and the comparative example 1, the nonwoven fabric intermediate body B, and the nonwoven fabric 2, the density, A hardness, and the compressibility were measured, respectively. Moreover, about the nonwoven fabric 2, the air permeability was also measured. Density is measured according to Japanese Industrial Standard (JIS K 6550) by measuring the weight per unit area and using a dial gauge (minimum scale 0.01 mm) and applying a weight of 100 g / cm 2. Used to calculate. The A hardness was determined from the indentation depth of the push needle pressed against the surface of the test piece via a spring according to Japanese Industrial Standard (JIS K 6253). The compression rate was measured in accordance with Japanese Industrial Standard (JIS L 1021) by measuring the thickness reduction during compression and calculating the percentage of thickness reduction during compression relative to the thickness before compression. The air permeability was measured with a woven fabric air permeability tester (Yasuda Seiki Seisakusho) according to Japanese Industrial Standard (JIS L 1096). The measurement results of density, A hardness, compression rate and air permeability are shown in Table 1 below together with the amount of resin adhered in each impregnation step.
表1に示すように、比較例1の不織布中間体Aでは、密度が0.10g/cm3となり、A硬度が29.0度、圧縮率が26.8%であった。これに対して、実施例1の不織布中間体Aでは、密度が0.10g/cm3、A硬度が44.5度、圧縮率が12.4%を示した。これらの結果から、比較例1の不織布中間体Aでは、実施例1の不織布中間体Aと比べて圧縮による変形が大きいことが明らかとなった。これは、比較例1では一次含浸樹脂濃度が低すぎるため、樹脂付着量が少なくなり、不織布の空隙が保持されていないことが原因と考えられる。また、不織布中間体Bについて、実施例1では密度が0.15g/cm3、A硬度が49.5度、圧縮率が9.4%を示したのに対し、比較例1では密度が0.13g/cm3、A硬度が34.4度、圧縮率が18.5%を示した。また、不織布2について、実施例1では密度が0.36g/cm3、A硬度が73.8度、圧縮率が4.7%を示したのに対し、比較例1では密度が0.27g/cm3、A硬度が61.0度、圧縮率が10.3%を示した。これらのことから、実施例1では、一次含浸によって空隙部分が保持されたため、二次含浸や三次含浸で樹脂が均等に行き渡っていることが確認できた。また、実施例1の不織布2では、通気度が20ml/cm2/secを超え十分な値を示した。これに対して、一次含浸で空隙部分が保持されなかった比較例1の不織布2では、不織布中間体が押しつぶされたときに空隙部分も潰されてしまい、含浸時に樹脂が均等に行き渡らなかったため、樹脂付着量が実施例1に比べて低く、通気度も10ml/cm2/secより小さくなってしまった。 As shown in Table 1, in the nonwoven fabric intermediate A of Comparative Example 1, the density was 0.10 g / cm 3 , the A hardness was 29.0 degrees, and the compression rate was 26.8%. On the other hand, in the nonwoven fabric intermediate A of Example 1, the density was 0.10 g / cm 3 , the A hardness was 44.5 degrees, and the compression rate was 12.4%. From these results, it was revealed that the nonwoven fabric intermediate A of Comparative Example 1 is largely deformed by compression as compared with the nonwoven fabric intermediate A of Example 1. This is considered to be because the primary impregnation resin concentration in Comparative Example 1 is too low, so that the amount of resin adhesion decreases and the voids of the nonwoven fabric are not retained. Further, regarding the nonwoven fabric intermediate B, the density in Example 1 was 0.15 g / cm 3 , the A hardness was 49.5 degrees, and the compression rate was 9.4%, whereas in Comparative Example 1, the density was 0. .13 g / cm 3 , A hardness was 34.4 degrees, and compression ratio was 18.5%. Further, regarding the nonwoven fabric 2, the density in Example 1 was 0.36 g / cm 3 , the A hardness was 73.8 degrees, and the compression rate was 4.7%, whereas in Comparative Example 1, the density was 0.27 g. / Cm 3 , A hardness was 61.0 degrees, and compression rate was 10.3%. From these things, in Example 1, since the space | gap part was hold | maintained by the primary impregnation, it has confirmed that resin was spreading evenly by the secondary impregnation or the tertiary impregnation. Moreover, in the nonwoven fabric 2 of Example 1, air permeability exceeded 20 ml / cm < 2 > / sec and showed sufficient value. On the other hand, in the nonwoven fabric 2 of Comparative Example 1 in which the void portion was not retained by the primary impregnation, the void portion was also crushed when the nonwoven fabric intermediate was crushed, and the resin did not spread evenly during the impregnation, The resin adhesion amount was lower than that of Example 1, and the air permeability was smaller than 10 ml / cm 2 / sec.
図4、5、6、7は、実施例1および比較例1の不織布2について、断面および表面をそれぞれ観察した電子顕微鏡写真である。図6、7に示すように、比較例1の不織布2では、架橋ポリウレタン樹脂層8bや乾式硬化樹脂層8cを構成する樹脂が繊維間の空隙を塞いでおり、空隙が狭められていることが判る。このような不織布を用いた研磨クロスでは、研磨加工時に研磨液を貯留させることができず、研磨レートを低下させ、寿命低下を招くこととなる。これに対して、実施例1の不織布2では、図4、5から明らかなように、全体にわたってほぼ一様に繊維間の空隙が確保されており、研磨加工時に研磨液を貯留させることが可能である。従って、実施例1の不織布2を用いた研磨クロス1では、研磨レートの低下を抑制し、寿命向上を図ることができる。 4, 5, 6, and 7 are electron micrographs obtained by observing the cross section and the surface of the nonwoven fabric 2 of Example 1 and Comparative Example 1, respectively. As shown in FIGS. 6 and 7, in the nonwoven fabric 2 of Comparative Example 1, the resin constituting the crosslinked polyurethane resin layer 8b and the dry-cured resin layer 8c blocks the gaps between the fibers, and the gaps are narrowed. I understand. In the polishing cloth using such a non-woven fabric, the polishing liquid cannot be stored at the time of polishing processing, so that the polishing rate is lowered and the life is shortened. On the other hand, in the nonwoven fabric 2 of Example 1, as is clear from FIGS. 4 and 5, the gaps between the fibers are almost uniformly ensured throughout, and the polishing liquid can be stored during the polishing process. It is. Therefore, in the polishing cloth 1 using the nonwoven fabric 2 of Example 1, it is possible to suppress the decrease in the polishing rate and to improve the life.
(研磨加工時の安定性)
実施例1及び比較例1の研磨クロスのそれぞれ1枚について、以下の条件で研磨加工を5回繰り返し、各回の研磨レートを測定した。研磨レートは、研磨効率を示す数値の一つであり、一分間当たりの研磨量を厚さで表したものである。研磨加工前後の被研磨物の重量減少を測定し、被研磨物の研磨面積及び比重から計算により算出した。各回の研磨レートの測定結果を下表2に示す。
使用研磨機:不二越株式会社製、MCP−150X
回転数:(定盤)40r/m、(トップリング)30r/m
研磨圧力:222g/cm2
揺動幅:10mm(揺動中心値より200mm)
揺動移動:1mm/min
研磨剤:Nalco社製、品番2350(2350原液:水=1:9の混合液を使用)
研磨剤温度:30℃
研磨剤吐出量:900cc/min
使用ワーク(被研磨物):8インチφシリコンウエハ
バックパッド(ワーク保持用):フジボウ愛媛株式会社製、品番TP102(240−8−1)550
研磨時間:60分間/各回
ドレッシング:(研磨布貼付後)10min
(Stability during polishing)
For each of the polishing cloths of Example 1 and Comparative Example 1, the polishing process was repeated 5 times under the following conditions, and the polishing rate was measured each time. The polishing rate is one of the numerical values indicating the polishing efficiency, and represents the polishing amount per minute by the thickness. The decrease in weight of the object to be polished before and after the polishing process was measured and calculated from the polishing area and specific gravity of the object to be polished. The measurement results of the polishing rate for each round are shown in Table 2 below.
Used polishing machine: Fujikoshi Co., Ltd., MCP-150X
Rotation speed: (Surface plate) 40r / m, (Top ring) 30r / m
Polishing pressure: 222 g / cm 2
Swing width: 10mm (200mm from the swing center value)
Swing movement: 1 mm / min
Abrasive: manufactured by Nalco, product number 2350 (2350 stock solution: water = 1: 9 mixed solution used)
Abrasive temperature: 30 ° C
Abrasive discharge rate: 900cc / min
Workpiece (object to be polished): 8 inch φ silicon wafer Back pad (for holding workpiece): Fujibow Ehime Co., Ltd., product number TP102 (240-8-1) 550
Polishing time: 60 minutes / each time Dressing: (after applying polishing cloth) 10 min
表2に示すように、比較例1では、研磨加工を繰り返すにつれて、研磨レートが大きく低下している。これに対して、実施例1では、研磨レートの低下が抑制されており、各回の研磨レートも比較例1より大きいことが明らかとなった。従って、実施例1の研磨クロス1を用いることで、優れた研磨レートで安定した研磨加工を繰り返すことができることが判明した。 As shown in Table 2, in Comparative Example 1, the polishing rate is greatly reduced as the polishing process is repeated. On the other hand, in Example 1, it became clear that the fall of a polishing rate was suppressed and the polishing rate of each time was also larger than the comparative example 1. Therefore, it has been found that by using the polishing cloth 1 of Example 1, stable polishing can be repeated at an excellent polishing rate.
本発明は繊維間の空隙の目詰まりを抑制して寿命を確保することができる研磨布を提供するため、研磨布の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。 Since the present invention provides an abrasive cloth that can prevent clogging of voids between fibers and ensure the life, it contributes to the manufacture and sale of the abrasive cloth, and thus has industrial applicability.
1 研磨クロス(研磨布)
2 不織布(繊維集合体)
8 樹脂層(第1の熱硬化性樹脂層、第2の熱硬化性樹脂層、第3の熱硬化性樹脂層)
8a 湿熱硬化樹脂層(第1の熱硬化性樹脂層)
8b 架橋ポリウレタン樹脂層(第2の熱硬化性樹脂層)
8c 乾式硬化樹脂層(第3の熱硬化性樹脂層)
10 繊維
1 Polishing cloth (polishing cloth)
2 Nonwoven fabric (fiber assembly)
8 resin layers (first thermosetting resin layer, second thermosetting resin layer, third thermosetting resin layer)
8a Wet thermosetting resin layer (first thermosetting resin layer)
8b Crosslinked polyurethane resin layer (second thermosetting resin layer)
8c Dry cured resin layer (third thermosetting resin layer)
10 fibers
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