保持材
【課題】被研磨物に対する保持力を確保し被研磨物の着脱を容易にすることができる保持材を提供する。
【解決手段】保持材１０は、湿式凝固法により作製されたポリウレタンシート２と、ポリウレタンシート２の表面に配置された保護層５とを備えている。ポリウレタンシート２は、スキン層２ａと、スキン層２ａより内部側に形成されたナップ層２ｂとを有している。ナップ層２ｂには、ポリウレタンシート２の厚み方向に沿って縦長の多数のセル３が形成されている。保護層５は、ポリウレタンシート２を形成するポリウレタン樹脂と比べて耐酸性および耐アルカリ性の大きな樹脂で形成されている。保護層５の表面が被研磨物を保持するための保持面Ｓを形成している。保護層５には、スキン層２ａの表面が部分的に露出した凹部５ａが形成されている。凹部５ａは、保持面Ｓ内で均等となるように形成されている。保護層５がスキン層２ａを保護する機能を果たす。
【解決手段】保持材１０は、湿式凝固法により作製されたポリウレタンシート２と、ポリウレタンシート２の表面に配置された保護層５とを備えている。ポリウレタンシート２は、スキン層２ａと、スキン層２ａより内部側に形成されたナップ層２ｂとを有している。ナップ層２ｂには、ポリウレタンシート２の厚み方向に沿って縦長の多数のセル３が形成されている。保護層５は、ポリウレタンシート２を形成するポリウレタン樹脂と比べて耐酸性および耐アルカリ性の大きな樹脂で形成されている。保護層５の表面が被研磨物を保持するための保持面Ｓを形成している。保護層５には、スキン層２ａの表面が部分的に露出した凹部５ａが形成されている。凹部５ａは、保持面Ｓ内で均等となるように形成されている。保護層５がスキン層２ａを保護する機能を果たす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は保持材に係り、特に、湿式凝固法により形成されたスキン層を有し該スキン層より内部側に多数のセルが形成された軟質樹脂製の樹脂シートを備えた保持材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用ガラス基板、カラーフィルタにおける赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色の色材膜が表面に形成されたガラス基板、ＬＣＤセル等で構成されたフラットパネルディスプレイ等では、それらの製造過程で研磨加工が行われている。一般に、研磨加工では、研磨加工の対象となる被研磨物を保持する目的で、湿式凝固法により表面側にスキン層を有し内部に多数のセル（発泡）が形成された多孔質シートを備えた保持材が用いられている。すなわち、裏面側を研削処理し厚みを均一化した多孔質シート（樹脂製保持層）と、粘着層を有する基材とを接着させ多孔質シートを基材で支持させた保持材が用いられている。
【０００３】
保持材を用いた場合、被研磨物は、保持材の表面における凝着力、水等の表面張力による吸着力等の複合的作用で保持されることとなる。このような保持材では、半導体の片面研磨で通常用いられるような枠材を有するテンプレート方式の保持材と比較して、枠材を用いなくとも研磨加工中に被研磨物の横滑りを抑制することができる。このため、複数のサイズの被研磨物を同一の工程にて研磨加工する際に同一の保持材で対応することが可能であり、また、自動化ラインにおける被研磨物の脱着において位置精度が不十分な場合でも被研磨物の損傷が発生しにくくなる、という利点がある。
【０００４】
一方、生産性向上を図るために、被研磨物を大型化する傾向がある。例えば、ＬＣＤの構成材料であるガラス基板では、年々大型化が進められており、一辺が３ｍに迫る大型のガラス基板が使用されるに至っている。ガラス基板の大型化に伴い、研磨加工後に保持材からガラス基板を取り外す際に、ガラス基板にかかる力が大きくなり、ガラス基板の撓みによる割れ等が発生する、といった問題が生じている。
【０００５】
ところが、例えば、ガラス基板の研磨加工に保持材を用いる場合、研磨液に含まれる酸化セリウム等の砥粒が保持材表面に凝着することがあり、保持材に固着した砥粒から溶出する水酸化ランタンなどのアルカリ成分がスキン層表面を劣化させ、被研磨物保持性を低下させることがある。また、スキン層表面の劣化部分が多孔質シート内部への研磨液等の浸透を助長し多孔質シートの内部を劣化させることで、弾性を喪失する原因となる。さらには、保持材に凝着した砥粒が研磨加工の再開時にガラス表面に固着してしまい、研磨加工後の洗浄時でも除去できなくなる“ガラス焼け”と呼ばれる現象が生じ、ガラス基板の品質に大きな影響を及ぼすこともある。これらの問題以外にも、多孔質シートの素材である軟質樹脂を化学的に劣化させるような酸やアルカリと接触した場合には、スキン層が劣化し弾性を喪失することがある。このため、研磨加工時に被研磨物との摩擦によるスキン層表面の損傷が著しくなり、結果として被研磨物保持性の大幅な低下や保持材の弾性の喪失が生じることとなる。
【０００６】
これらの問題を回避するために、例えば、保持材の耐酸性、耐アルカリ性を改善する技術として、エアバック方式の研磨ヘッドに半導体を保持させるために塩化ビニルを材料とする弾性体の技術が開示されている（特許文献１参照）。また、耐酸性、耐アルカリ性を有するポリオレフィンやポリフェニレンスルフィドの繊維を用いた保持材の技術が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３２４４９７号公報
【特許文献２】特開２００９−８８４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術では、真空吸引力や水の表面張力により被研磨物を保持することができるものの、被研磨物の横ずれを抑制することが難しく、枠材を用いたテンプレート方式の採用を余儀なくされる。このため、被研磨物のサイズにあわせたそれぞれの枠材を要することとなり、研磨加工中に被研磨物と枠材との接触により被研磨物が損傷するおそれもある。また、特許文献２の技術では、耐酸性、耐アルカリ性が向上するものの、繊維材を用いたことで被研磨物の横ずれを抑制することが難しくなる。このため、テンプレート方式の保持材として使用せざるを得ず、特許文献１と同様の問題が生じることとなる。従って、大型の被研磨物でも着脱時の損傷を抑制するために被研磨物と保持材との密着力を制限することが重要となる一方で、枠材を用いることなく保持力の急激な低下を回避して長時間にわたる安定した保持力を確保することが重要となる。
【０００９】
本発明は上記事案に鑑み、被研磨物に対する保持力を確保し被研磨物の着脱を容易にすることができる保持材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、湿式凝固法により形成されたスキン層を有し該スキン層より内部側に多数のセルが形成された軟質樹脂製の樹脂シートと、前記スキン層の表面に配置されており、表面が被研磨物を保持するための保持面を形成するとともに前記スキン層を保護する保護層と、を備え、前記保護層は、前記樹脂シートを形成する軟質樹脂より耐酸性ないし耐アルカリ性の大きな樹脂で形成されており、前記スキン層の表面を部分的に露出させるように穴または溝が形成されていることを特徴とする保持材である。
【００１１】
本発明では、保護層が樹脂シートを形成する軟質樹脂より耐酸性ないし耐アルカリ性の大きな樹脂で形成されたため、穴または溝が形成されていても全体として酸性やアルカリ性の研磨液に対する耐性が高まり樹脂シート内への浸水が抑制されるので、被研磨物に対する保持力を確保することができ、保護層を設けることで保持面での剛性が高められ、保護層に穴または溝が形成されたことで被研磨物に対する密着力が制限されるので、被研磨物の着脱を容易にすることができる。
【００１２】
この場合において、保護層を、スキン層の表面に対する被覆率が５０％〜９９％の範囲とすることができる。保護層にはスキン層の表面を部分的に露出させるように穴が形成されており、穴が、２ｍｍ以下の直径を有する円形状で、保持面内で均等となるように形成されていてもよい。保護層を構成する樹脂を、液温が５０℃でｐＨ１３の水酸化ナトリウム水溶液に１週間浸漬した前後における引張強度保持率が８０％以上とすることができる。保護層を構成する樹脂を、液温が５０℃でｐＨ１．５の塩酸水溶液に３週間浸漬した前後における引張強度保持率が８０％以上とすることができる。また、保護層の厚みを１μｍ〜１００μｍの範囲とし、樹脂シートの厚みを２００μｍ〜２０００μｍの範囲としてもよい。このとき、樹脂シートをポリウレタン樹脂製とし、保護層を構成する樹脂をエラストマとしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、保護層が樹脂シートを形成する軟質樹脂より耐酸性ないし耐アルカリ性の大きな樹脂で形成されたため、穴または溝が形成されていても全体として酸性やアルカリ性の研磨液に対する耐性が高まり樹脂シート内への浸水が抑制されるので、被研磨物に対する保持力を確保することができ、保護層を設けることで保持面での剛性が高められ、保護層に穴または溝が形成されたことで被研磨物に対する密着力が制限されるので、被研磨物の着脱を容易にすることができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用した実施形態の保持材を模式的に示す断面図である。
【図２】保持材の保護層における凹部の形成パターンを示す平面図であり、（Ａ）は実施形態の保持材を示し、円形状の凹部が均等に分散するように形成された形成パターン、（Ｂ）は別の態様の保持材を示し、凹部として格子状の溝が形成された形成パターン、（Ｃ）は他の態様の保持材を示し、凹部として同心円状の溝が形成された形成パターンをそれぞれ示す。
【図３】保持材の被研磨物保持性を評価するときの保持材および被研磨物の位置関係を模式的に示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明を適用した保持材の実施の形態について説明する。
【００１６】
＜構成＞
本実施形態の保持材１０は、図１に示すように、湿式凝固法により作製されたポリウレタン樹脂（軟質樹脂）製の樹脂シートとしてのポリウレタンシート２と、ポリウレタンシート２の表面に配置された保護層５とを備えている。
【００１７】
ポリウレタンシート２は、湿式凝固法による作製時に形成され表面平坦性を有するスキン層２ａと、スキン層２ａより内部側に形成されたナップ層２ｂとを有している。ナップ層２ｂには、ポリウレタンシート２の厚み方向（図１の縦方向）に沿って縦長で丸みを帯びた円錐状（断面縦長三角状）の多数のセル（気孔）３が略均等に分散した状態で形成されている。セル３の縦長方向の長さは、ポリウレタンシート２の厚みの範囲でバラツキを有している。スキン層２ａの近傍では、長さの小さい多数のセル３が形成された微細セル構造を形成している。セル３は、スキン層２ａ側の孔径がスキン層２ａと反対の面側（以下、スキン層２ａと反対の面を裏面と呼称する。）の孔径より小さく形成されている。すなわち、セル３はスキン層２ａ側が裏面側より縮径されている。セル３の間のポリウレタン樹脂は、セル３より小さい孔径の多数の図示しない微細孔が形成されたマイクロポーラス状に形成されている。スキン層２ａ、セル３、図示しない微細孔が不図示の連通孔で網目状に連通しており、ポリウレタンシート２が全体として連続セル構造を有するものとなる。ポリウレタンシート２の厚みは、２００〜２０００μｍの範囲で調整することができ、本例では、８００μｍに調整されている。
【００１８】
また、スキン層２ａの表面に配置された保護層５は、ポリウレタンシート２を形成するポリウレタン樹脂と比べて耐酸性および耐アルカリ性の大きな樹脂で形成されている。耐酸性としては、保護層５を形成する樹脂を、液温が５０℃でｐＨ１．５の塩酸水溶液に３週間浸漬した後の引張強度をＡ１とし、当該塩酸水溶液に浸漬する前の引張強度をＢ１としたときに、１００×Ａ１／Ｂ１で表される引張強度保持率が８０％以上を示す。一方、耐アルカリ性としては、液温が５０℃でｐＨ１３の水酸化ナトリウム水溶液に１週間浸漬した後の引張強度をＡ２とし、当該水酸化ナトリウム水溶液に浸漬する前の引張強度をＢ２としたときに、１００×Ａ２／Ｂ２で表される引張強度保持率が８０％以上を示す。このような樹脂としては、ゴム材等のエラストマを挙げることができ、具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴムから選択される少なくとも１種を用いることができる。本例では、保護層５の樹脂として、クロロプレンゴムが用いられている。耐酸性、耐アルカリ性に優れた保護層５がスキン層２ａの表面に配置されたことで、保護層５がスキン層２ａを保護する機能を果たすこととなる。
【００１９】
保護層５は、湿式凝固法によるポリウレタンシート２の作製後にスキン層２ａの表面を覆うように形成されている。保護層５の表面が被研磨物を保持するための保持面Ｓを形成している。保護層５には、この保護層５の厚み分を貫通するように凹部５ａが形成されている。すなわち、保護層５がスキン層２ａの表面に形成されているため、スキン層２ａの表面が部分的に露出している。また、スキン層２ａが湿式凝固法により形成されたまま残されていることで、ナップ層２ｂに形成されたセル３は、保持面Ｓや凹部５ａの位置で開孔を形成していない。保護層５の厚みは、１〜１００μｍの範囲で形成することができ、本例では、５０μｍに調整されている。
【００２０】
保護層５に形成された凹部５ａは、穴または溝として形成することができるが、本例では、円形状の穴として形成されている。すなわち、図２（Ａ）に示すように、本例では、円形状の凹部５ａが均等に分散するように形成されている。凹部５ａの大きさは、直径２ｍｍ以下で調整することができる。また、凹部５ａは、保持面Ｓに１〜２５０個／ｃｍ２の割合で形成されている。保護層５がスキン層２ａの表面を覆うように形成されているものの、凹部５ａが形成されたことで、保護層５の形成された面積のスキン層２ａの表面の全面積に対する割合を示す被覆率を５０〜９９％の範囲で調整することができる。例えば、直径１．５ｍｍの円形状の凹部５ａを３個／ｃｍ２の割合で形成すれば、被覆率が約９５％となる。
【００２１】
また、保持材１０では、ポリウレタンシート２の裏面側に両面テープ７が貼り合わされている。両面テープ７は、可撓性を有する樹脂製フィルム等の基材を有している。基材としては、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略記する。）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等を用いることができるが、本例では、ＰＥＴ製フィルムが用いられている。基材は、両面にそれぞれ粘着剤が塗布された粘着剤層（不図示）を有している。粘着剤層の粘着剤には、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系等の粘着剤を用いることができるが、本例では、アクリル系粘着剤が用いられている。両面テープ７は、一面側の粘着剤層を介してポリウレタンシート２の裏面側と貼り合わされており、他面側の粘着剤層が剥離紙８で覆われている。なお、本例では、両面テープ７の基材が保持材１０の全体を支持する機能も兼ねている。
【００２２】
＜製造＞
保持材１０は、湿式凝固法により作製したポリウレタン樹脂製のシートのスキン層２ａ側に保護層５、凹部５ａを形成し、両面テープ７と貼り合わせることで製造される。すなわち、ポリウレタン樹脂を溶解させた樹脂溶液を準備する準備工程、水系凝固液中で樹脂溶液を凝固させてシート状のポリウレタン樹脂を形成するシート形成工程、ポリウレタン樹脂を洗浄し乾燥させる洗浄・乾燥工程、スキン層２ａ側に水性クロロプレンゴムエマルションを塗工して保護層５、凹部５ａを形成する被覆工程、両面テープと貼り合わせるラミネート工程を経て保持材１０を製造する。以下、工程順に説明する。
【００２３】
準備工程では、ポリウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂を溶解可能な水混和性の有機溶媒および添加剤を混合してポリウレタン樹脂を溶解させる。有機溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下、ＤＭＦと略記する。）やＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）等を用いることができるが、本例では、ＤＭＦを用いる。ポリウレタン樹脂には、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から、１００％モジュラスが２０ＭＰａ以下のものを選択して用い、例えば、ポリウレタン樹脂が３０質量％（ｗｔ％）となるようにＤＭＦに溶解させる。添加剤としては、セル３の大きさや量（個数）を制御するカーボンブラック等の顔料、セル形成を促進させる親水性活性剤およびポリウレタン樹脂の再生を安定化させる疎水性活性剤等を用いることができる。得られた溶液を減圧下で脱泡し樹脂溶液を調製する。
【００２４】
シート形成工程では、準備工程で準備した樹脂溶液を成膜基材に連続的に塗布し、水系凝固液中で樹脂溶液を凝固させてシート状のポリウレタン樹脂を形成する。樹脂溶液を、塗布装置により常温下で帯状の成膜基材に均一な厚さとなるように塗布する。塗布装置として、本例では、ナイフコータを用い、ナイフコータと成膜基材との間隙（クリアランス）を調整することで、樹脂溶液の塗布厚み（塗布量）を調整する。本例では、得られるポリウレタンシートの厚みを上述した範囲とするため、塗布厚みを５００〜２０００μｍの範囲に調整する。成膜基材には、可撓性フィルム、不織布、織布等を用いることができるが、本例では、成膜基材をＰＥＴ製フィルムとして説明する。
【００２５】
成膜基材に塗布された樹脂溶液を、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凝固液（水系凝固液）中に案内する。凝固液としては、水にＤＭＦやＤＭＡｃ等の有機溶媒を混合しておくこともできるが、本例では、水を用いる。凝固液中では、まず、塗布された樹脂溶液の表面側にスキン層２ａが厚さ数μｍ程度にわたって形成される。その後、樹脂溶液中のＤＭＦと凝固液（水）との置換の進行によりナップ層２ｂが形成されポリウレタン樹脂がシート状に再生する。ＤＭＦが樹脂溶液から脱溶媒し、ＤＭＦと凝固液とが置換することにより、スキン層２ａより内側のポリウレタン樹脂中にセル３および図示しない微細孔が形成され、スキン層２ａ、セル３、図示しない微細孔が網目状に連通した連続セル構造が形成される。このとき、成膜基材のＰＥＴ製フィルムが水を浸透させないため、樹脂溶液の表面側（スキン層２ａ側）で脱溶媒が生じて成膜基材側が表面側より大きなセル３が形成される。
【００２６】
洗浄・乾燥工程では、再生した帯状（長尺シート状）のポリウレタン樹脂を洗浄した後乾燥させる。すなわち、ポリウレタン樹脂を、成膜基材から剥離した後、水等の洗浄液中で洗浄してポリウレタン樹脂中に残留するＤＭＦを除去する。洗浄後、本例では、内部に熱源を有するシリンダを備えたシリンダ乾燥機を使用しポリウレタン樹脂を乾燥させる。ポリウレタン樹脂がシリンダの周面に沿って通過することで乾燥しポリウレタンシート２が得られる。
【００２７】
保護層５を形成するときは、本例では、スクリーン印刷機を使用したスクリーン印刷の手法を用いる。換言すれば、保護層５は、ポリウレタンシート２のスキン層２ａ上にスクリーン印刷されたものである。具体的には、凹部５ａの形成パターンに合わせてホールパターンを形成した版を、乾燥後のポリウレタンシート２のスキン層２ａ側の表面に載置する。水性クロロプレンゴムエマルションを版に注ぎ込みスキージで一様な厚みとなるように延ばす。加熱雰囲気下で溶媒を除去することでクロロプレンゴム製の保護層５が形成され、保護層５に凹部５ａが形成される。なお、保護層５の厚みは、版の厚さ、樹脂濃度で調整することができる。
【００２８】
ラミネート工程では、ポリウレタンシート２の保護層５と反対の面、つまり裏面側と、両面テープ７とを貼り合わせる。このとき、両面テープ７の一面側の粘着剤層と、ポリウレタンシート２の裏面側とを貼り合わせる。ポリウレタンシート２および両面テープ７を貼り合わせた後、所望のサイズ、形状に裁断する。そして、キズや汚れ、異物等の付着がないことを確認する等の検査を行い、保持材１０を完成させる。
【００２９】
保持材１０を用いて被研磨物の研磨加工を行うときは、例えば、保持用定盤および研磨用定盤が対向するように配置された片面研磨機が使用される。保持用定盤には保持材１０を貼着し、研磨用定盤には研磨パッドを装着する。保持用定盤に保持材１０を貼着するときは、剥離紙８を取り除き露出した粘着剤層で貼着する。被研磨物を保持させるときは、保持面Ｓに被研磨物を当接させ保持用定盤側に押し付ける。被研磨物は保持材１０を介して保持用定盤に保持されることとなる。被研磨物の加工面と研磨パッドとの間に研磨粒子を含む研磨液を循環供給するとともに、被研磨物に研磨圧をかけながら保持用定盤ないし研磨用定盤を回転させることで、被研磨物（加工面）を研磨加工する。
【００３０】
＜作用等＞
次に、本実施形態の保持材１０の作用等について説明する。
【００３１】
本実施形態では、ポリウレタンシート２のスキン層２ａの表面に保護層５が形成されている。保護層５では、ポリウレタン樹脂より耐酸性、耐アルカリ性の大きなクロロプレンゴムが用いられている。保護層５を形成するクロロプレンゴムがポリウレタンシート２と比べて耐酸性、耐アルカリ性に優れるため、保護層５には凹部５ａが形成されているものの、研磨加工時に研磨液と接触したときに保護層５によりスキン層２ａの全体として劣化を抑制しスキン層２ａを保護することができる。保護層５を有していない従来の保持材では、スキン層表面が酸性やアルカリ性の研磨液との接触により劣化することでポリウレタンシート内に研磨液が急激に浸入し、被研磨物の脱落や破損、さらには、ポリウレタンシートと両面テープとの剥離を招くことがあった。これに対して、保持材１０では、スキン層２ａの表面が保護層５で保護されるため、ポリウレタンシート２内に研磨液が浸入しにくくなり、長時間にわたり安定した被研磨物保持性を確保することができる。
【００３２】
また、保護層５には、保持面Ｓ内で円形状の凹部５ａが均等となるように形成されている。このため、被研磨物を保持させるときに被研磨物および保持材１０間でエアの咬み込みが生じても、凹部５ａにより保持面Ｓと被研磨物との間でのエアの貯留を抑制することができる。これにより、被研磨物を平坦に保持することができ、研磨加工による被研磨物の平坦性向上を図ることができる。このような保持材１０では、スキン層２ａの表面にクロロプレンゴムの保護層５が形成されたことで、保持面Ｓでの剛性が高まり被研磨物に対する密着力、換言すれば保持力が制限される。これにより、面積が１０，０００ｃｍ２以上の大型被研磨物の研磨加工においても、被研磨物に対する最低限の保持力を確保しながら、被研磨物の着脱を容易にすることができ、被研磨物の撓みによる損傷を抑制することができる。さらには、被研磨物の損傷が抑制されることで、被研磨物の損傷に伴う研磨機の停止を減少させることができ、研磨加工の効率向上を図ることができる。
【００３３】
更に、本実施形態では、保持材１０を構成するポリウレタンシート２内への研磨液の急激な浸入が抑制されるため、ポリウレタンシート２と両面テープ７との剥離を抑制することができる。このため、被研磨物保持性が安定化されることから、被研磨物に対する研磨ムラの発生を抑制することができる。また、被研磨物を保持したときでも、凹部５ａの位置で部分的に露出したスキン層２ａの表面と被研磨物とが直接接触することが抑制されるため、スキン層２ａ表面の損傷を抑制することができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、保護層５を形成する樹脂として耐酸性および耐アルカリ性に優れるクロロプレンゴムを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。ポリウレタンシート２を形成するポリウレタン樹脂と比べて、耐酸性ないし耐アルカリ性の大きな材料であれば、いずれの材料も使用することができる。すなわち、耐酸性および耐アルカリ性のいずれかを有していればよく、酸性またはアルカリ性の研磨液にあわせて選定すればよい。このような材料としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴムから選択される少なくとも１種を挙げることができる。
【００３５】
また、本実施形態では、保護層５のスキン層２ａに対する被覆率を５０〜９９％の範囲に調整する例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。被覆率が５０％を下回ると、凹部５ａの位置で露出したスキン層２ａの表面と被研磨物とが接触することがあり、保護層５のスキン層２ａに対する保護機能が不十分となる。反対に、被覆率が９９％を上回ると、被研磨物を保持させるときに、保持面Ｓと被研磨物との間に咬み込まれたエアを除去することが難しくなり、エアの貯留を招くため、研磨加工による被研磨物の平坦性向上を阻害することとなる。また、保持面Ｓと被研磨物との接触面積が大きくなるため、被研磨物を取り外すときに被研磨物の損傷を招くこともある。従って、スキン層２ａの保護やエアの除去を考慮すれば、被覆率を５０〜９９％の範囲とすることが好ましい。
【００３６】
更に、本実施形態では、凹部５ａを直径２ｍｍ以下の円形状とする例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図２（Ｂ）に示すように、格子状の溝が形成された形成パターンとしてもよく、図２（Ｃ）に示すように、同心円状の溝が形成された形成パターンとしてもよい。このような溝が形成された形成パターン、換言すれば、保護層５を形成する水性クロロプレンゴムエマルションの塗工されない部分が連続して形成されたパターンでは、研磨加工中に被研磨物に対する保持性が低下する可能性がある。従って、被研磨物保持性を考慮すれば、上述した円形状の凹部５ａが分散するように形成されていることが好ましい。
【００３７】
また更に、本実施形態では、保護層５の厚みを１〜１００μｍの範囲とする例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。保護層５の厚みが１μｍに満たないとスキン層２ａの表面を保護するためには不十分であり、反対に、１００μｍを超えると保護層５自体の剛性が高くなりすぎるため、被研磨物に対する密着性を確保することができなくなる。換言すれば、保護層５の厚みが保持面Ｓでの剛性に影響するため、被研磨物の大きさに合わせて保護層５の厚みを調整すればよい。例えば、保護層５の厚みを大きくした場合、剛性が高くなり大型の被研磨物には適しているものの、小型（小径）の被研磨物では保持性の低下を招くことがある。また、保護層５の厚みが１００μｍを超える場合は、３ｍ級の大型被研磨物でも研磨加工中に保持材から脱落する可能性がある。従って、スキン層２ａの保護や被研磨物に対する密着性を考慮すれば、保護層５の厚みを上述した範囲とすることが好ましい。
【００３８】
更にまた、本実施形態では、保護層５、凹部５ａの形成にスクリーン印刷機を使用する例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。一様な厚みとなるように保護層５を形成し、スキン層２ａの表面を部分的に露出させるように凹部５ａを形成することができる方法であれば、いかなる方法を採用するようにしてもよい。このような方法として、例えば、グラビア印刷の手法による転写法を挙げることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、ポリウレタン樹脂製のポリウレタンシート２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、ポリエチレン樹脂等を用いてもよく、湿式凝固法によりスキン層が形成されたセル構造を有するものであればよい。更に付言すれば、軟質樹脂については、日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ６９００−１９９４ プラスチック−用語）に、「指定条件のもとで、曲げ試験、またはそれが適用できない場合には引張試験における弾性率が、７０ＭＰａより大きくないプラスチック」と定められていることから、この条件を満たすものであればよい。
【００４０】
更に、本実施形態では特に言及していないが、ポリウレタンシート２の厚みの均一化を図るために、ポリウレタンシート２のスキン層２ａと反対の面、つまり裏面側にバフ処理やスライス処理等を施すようにしてもよい。例えば、バフ処理を行うときは、乾燥後の成膜樹脂のスキン層２ａ側の表面に、表面が平坦な圧接治具を圧接し、裏面側に出現した凹凸をバフ処理等で除去すればよい。
【実施例】
【００４１】
次に、本実施形態に従い製造した保持材１０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保持材についても併記する。
【００４２】
（実施例１）
実施例１では、湿式凝固法により厚み８００μｍのポリウレタンシート２を形成し、スキン層２ａの表面に水性クロロプレンゴムエマルションを塗工し厚み５０μｍの保護層５を形成した。この保護層５には、直径１．５ｍｍで、保持面Ｓ側に１０個／ｃｍ２の割合で凹部５ａを形成し保持材１０を製造した。この保持材１０では、保護層５の被覆率が約８２％となる。
【００４３】
（比較例１）
比較例１では、保護層５、凹部５ａを形成しないこと以外は実施例１と同様にして保持材を製造した。すなわち、比較例１は従来のスキン層２ａを有する保持材である。
【００４４】
（評価）
各実施例および比較例の保持材について、被研磨物保持性を評価した。被研磨物保持性は、以下の方法で測定した。図３に示すように、保持材１０を表面が略平坦な定盤８１に貼付し、保持材１０の表面（保持面Ｓ）上に縦１０ｃｍ×横１０ｃｍのガラス板８２を置き、ガラス板８２に８０ｇｆ／ｃｍ２（７８４ｍＮ／ｃｍ２）の荷重がかかるようにおもり８３を載せた後、大型被研磨物での保持材との保持力を再現するために、灰化炉にて６０℃で２時間かけて十分に圧接することで密着性を向上させた。ガラス板８２を横（水平）方向（図３の矢印Ａ方向）に引っ張り、ガラス板８２がずれるときの引張力のピーク値（最大値）を測定した。測定は５回行い、平均値を算出して保持性を評価した。
【００４５】
保護層５を形成していない比較例１の保持材では、５回中３回の測定で引張力が平均で８９０Ｎを示したが、２回はガラス板に破損が生じてデータの入手ができなかった。これは、比較例１の保持材ではガラス板を保持することができるものの、ガラス板と保持材との凝着力が大きすぎるため、研磨加工後の取り外し作業が難しくなり、ガラス板を損傷させたものと考えられる。これに対して、保持面Ｓ側に保護層５、凹部５ａを形成した実施例１の保持材１０では、保持性が６３８Ｎを示し、比較例１の保持材より若干小さくなり、保持性の評価後には、ガラス板を損傷させることはなかった。このことから、保持面Ｓ側に保護層５、凹部５を形成することで、保持材表面での剛性が高まり、被研磨物に対する密着性が制限されるので、ガラス板８２（研磨加工における被研磨物に相当。）を取り外す際に破損する可能性が低くなることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は被研磨物に対する保持力を確保し被研磨物の着脱を容易にすることができる保持材を提供するものであるため、保持材の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００４７】
Ｓ 保持面
２ ポリウレタンシート（樹脂シート）
２ａ スキン層
２ｂ ナップ層
３ セル
５ 保護層
５ａ 凹部
１０ 保持材
【技術分野】
【０００１】
本発明は保持材に係り、特に、湿式凝固法により形成されたスキン層を有し該スキン層より内部側に多数のセルが形成された軟質樹脂製の樹脂シートを備えた保持材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用ガラス基板、カラーフィルタにおける赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色の色材膜が表面に形成されたガラス基板、ＬＣＤセル等で構成されたフラットパネルディスプレイ等では、それらの製造過程で研磨加工が行われている。一般に、研磨加工では、研磨加工の対象となる被研磨物を保持する目的で、湿式凝固法により表面側にスキン層を有し内部に多数のセル（発泡）が形成された多孔質シートを備えた保持材が用いられている。すなわち、裏面側を研削処理し厚みを均一化した多孔質シート（樹脂製保持層）と、粘着層を有する基材とを接着させ多孔質シートを基材で支持させた保持材が用いられている。
【０００３】
保持材を用いた場合、被研磨物は、保持材の表面における凝着力、水等の表面張力による吸着力等の複合的作用で保持されることとなる。このような保持材では、半導体の片面研磨で通常用いられるような枠材を有するテンプレート方式の保持材と比較して、枠材を用いなくとも研磨加工中に被研磨物の横滑りを抑制することができる。このため、複数のサイズの被研磨物を同一の工程にて研磨加工する際に同一の保持材で対応することが可能であり、また、自動化ラインにおける被研磨物の脱着において位置精度が不十分な場合でも被研磨物の損傷が発生しにくくなる、という利点がある。
【０００４】
一方、生産性向上を図るために、被研磨物を大型化する傾向がある。例えば、ＬＣＤの構成材料であるガラス基板では、年々大型化が進められており、一辺が３ｍに迫る大型のガラス基板が使用されるに至っている。ガラス基板の大型化に伴い、研磨加工後に保持材からガラス基板を取り外す際に、ガラス基板にかかる力が大きくなり、ガラス基板の撓みによる割れ等が発生する、といった問題が生じている。
【０００５】
ところが、例えば、ガラス基板の研磨加工に保持材を用いる場合、研磨液に含まれる酸化セリウム等の砥粒が保持材表面に凝着することがあり、保持材に固着した砥粒から溶出する水酸化ランタンなどのアルカリ成分がスキン層表面を劣化させ、被研磨物保持性を低下させることがある。また、スキン層表面の劣化部分が多孔質シート内部への研磨液等の浸透を助長し多孔質シートの内部を劣化させることで、弾性を喪失する原因となる。さらには、保持材に凝着した砥粒が研磨加工の再開時にガラス表面に固着してしまい、研磨加工後の洗浄時でも除去できなくなる“ガラス焼け”と呼ばれる現象が生じ、ガラス基板の品質に大きな影響を及ぼすこともある。これらの問題以外にも、多孔質シートの素材である軟質樹脂を化学的に劣化させるような酸やアルカリと接触した場合には、スキン層が劣化し弾性を喪失することがある。このため、研磨加工時に被研磨物との摩擦によるスキン層表面の損傷が著しくなり、結果として被研磨物保持性の大幅な低下や保持材の弾性の喪失が生じることとなる。
【０００６】
これらの問題を回避するために、例えば、保持材の耐酸性、耐アルカリ性を改善する技術として、エアバック方式の研磨ヘッドに半導体を保持させるために塩化ビニルを材料とする弾性体の技術が開示されている（特許文献１参照）。また、耐酸性、耐アルカリ性を有するポリオレフィンやポリフェニレンスルフィドの繊維を用いた保持材の技術が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３２４４９７号公報
【特許文献２】特開２００９−８８４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の技術では、真空吸引力や水の表面張力により被研磨物を保持することができるものの、被研磨物の横ずれを抑制することが難しく、枠材を用いたテンプレート方式の採用を余儀なくされる。このため、被研磨物のサイズにあわせたそれぞれの枠材を要することとなり、研磨加工中に被研磨物と枠材との接触により被研磨物が損傷するおそれもある。また、特許文献２の技術では、耐酸性、耐アルカリ性が向上するものの、繊維材を用いたことで被研磨物の横ずれを抑制することが難しくなる。このため、テンプレート方式の保持材として使用せざるを得ず、特許文献１と同様の問題が生じることとなる。従って、大型の被研磨物でも着脱時の損傷を抑制するために被研磨物と保持材との密着力を制限することが重要となる一方で、枠材を用いることなく保持力の急激な低下を回避して長時間にわたる安定した保持力を確保することが重要となる。
【０００９】
本発明は上記事案に鑑み、被研磨物に対する保持力を確保し被研磨物の着脱を容易にすることができる保持材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、湿式凝固法により形成されたスキン層を有し該スキン層より内部側に多数のセルが形成された軟質樹脂製の樹脂シートと、前記スキン層の表面に配置されており、表面が被研磨物を保持するための保持面を形成するとともに前記スキン層を保護する保護層と、を備え、前記保護層は、前記樹脂シートを形成する軟質樹脂より耐酸性ないし耐アルカリ性の大きな樹脂で形成されており、前記スキン層の表面を部分的に露出させるように穴または溝が形成されていることを特徴とする保持材である。
【００１１】
本発明では、保護層が樹脂シートを形成する軟質樹脂より耐酸性ないし耐アルカリ性の大きな樹脂で形成されたため、穴または溝が形成されていても全体として酸性やアルカリ性の研磨液に対する耐性が高まり樹脂シート内への浸水が抑制されるので、被研磨物に対する保持力を確保することができ、保護層を設けることで保持面での剛性が高められ、保護層に穴または溝が形成されたことで被研磨物に対する密着力が制限されるので、被研磨物の着脱を容易にすることができる。
【００１２】
この場合において、保護層を、スキン層の表面に対する被覆率が５０％〜９９％の範囲とすることができる。保護層にはスキン層の表面を部分的に露出させるように穴が形成されており、穴が、２ｍｍ以下の直径を有する円形状で、保持面内で均等となるように形成されていてもよい。保護層を構成する樹脂を、液温が５０℃でｐＨ１３の水酸化ナトリウム水溶液に１週間浸漬した前後における引張強度保持率が８０％以上とすることができる。保護層を構成する樹脂を、液温が５０℃でｐＨ１．５の塩酸水溶液に３週間浸漬した前後における引張強度保持率が８０％以上とすることができる。また、保護層の厚みを１μｍ〜１００μｍの範囲とし、樹脂シートの厚みを２００μｍ〜２０００μｍの範囲としてもよい。このとき、樹脂シートをポリウレタン樹脂製とし、保護層を構成する樹脂をエラストマとしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、保護層が樹脂シートを形成する軟質樹脂より耐酸性ないし耐アルカリ性の大きな樹脂で形成されたため、穴または溝が形成されていても全体として酸性やアルカリ性の研磨液に対する耐性が高まり樹脂シート内への浸水が抑制されるので、被研磨物に対する保持力を確保することができ、保護層を設けることで保持面での剛性が高められ、保護層に穴または溝が形成されたことで被研磨物に対する密着力が制限されるので、被研磨物の着脱を容易にすることができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用した実施形態の保持材を模式的に示す断面図である。
【図２】保持材の保護層における凹部の形成パターンを示す平面図であり、（Ａ）は実施形態の保持材を示し、円形状の凹部が均等に分散するように形成された形成パターン、（Ｂ）は別の態様の保持材を示し、凹部として格子状の溝が形成された形成パターン、（Ｃ）は他の態様の保持材を示し、凹部として同心円状の溝が形成された形成パターンをそれぞれ示す。
【図３】保持材の被研磨物保持性を評価するときの保持材および被研磨物の位置関係を模式的に示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明を適用した保持材の実施の形態について説明する。
【００１６】
＜構成＞
本実施形態の保持材１０は、図１に示すように、湿式凝固法により作製されたポリウレタン樹脂（軟質樹脂）製の樹脂シートとしてのポリウレタンシート２と、ポリウレタンシート２の表面に配置された保護層５とを備えている。
【００１７】
ポリウレタンシート２は、湿式凝固法による作製時に形成され表面平坦性を有するスキン層２ａと、スキン層２ａより内部側に形成されたナップ層２ｂとを有している。ナップ層２ｂには、ポリウレタンシート２の厚み方向（図１の縦方向）に沿って縦長で丸みを帯びた円錐状（断面縦長三角状）の多数のセル（気孔）３が略均等に分散した状態で形成されている。セル３の縦長方向の長さは、ポリウレタンシート２の厚みの範囲でバラツキを有している。スキン層２ａの近傍では、長さの小さい多数のセル３が形成された微細セル構造を形成している。セル３は、スキン層２ａ側の孔径がスキン層２ａと反対の面側（以下、スキン層２ａと反対の面を裏面と呼称する。）の孔径より小さく形成されている。すなわち、セル３はスキン層２ａ側が裏面側より縮径されている。セル３の間のポリウレタン樹脂は、セル３より小さい孔径の多数の図示しない微細孔が形成されたマイクロポーラス状に形成されている。スキン層２ａ、セル３、図示しない微細孔が不図示の連通孔で網目状に連通しており、ポリウレタンシート２が全体として連続セル構造を有するものとなる。ポリウレタンシート２の厚みは、２００〜２０００μｍの範囲で調整することができ、本例では、８００μｍに調整されている。
【００１８】
また、スキン層２ａの表面に配置された保護層５は、ポリウレタンシート２を形成するポリウレタン樹脂と比べて耐酸性および耐アルカリ性の大きな樹脂で形成されている。耐酸性としては、保護層５を形成する樹脂を、液温が５０℃でｐＨ１．５の塩酸水溶液に３週間浸漬した後の引張強度をＡ１とし、当該塩酸水溶液に浸漬する前の引張強度をＢ１としたときに、１００×Ａ１／Ｂ１で表される引張強度保持率が８０％以上を示す。一方、耐アルカリ性としては、液温が５０℃でｐＨ１３の水酸化ナトリウム水溶液に１週間浸漬した後の引張強度をＡ２とし、当該水酸化ナトリウム水溶液に浸漬する前の引張強度をＢ２としたときに、１００×Ａ２／Ｂ２で表される引張強度保持率が８０％以上を示す。このような樹脂としては、ゴム材等のエラストマを挙げることができ、具体的には、シリコーンゴム、フッ素ゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴムから選択される少なくとも１種を用いることができる。本例では、保護層５の樹脂として、クロロプレンゴムが用いられている。耐酸性、耐アルカリ性に優れた保護層５がスキン層２ａの表面に配置されたことで、保護層５がスキン層２ａを保護する機能を果たすこととなる。
【００１９】
保護層５は、湿式凝固法によるポリウレタンシート２の作製後にスキン層２ａの表面を覆うように形成されている。保護層５の表面が被研磨物を保持するための保持面Ｓを形成している。保護層５には、この保護層５の厚み分を貫通するように凹部５ａが形成されている。すなわち、保護層５がスキン層２ａの表面に形成されているため、スキン層２ａの表面が部分的に露出している。また、スキン層２ａが湿式凝固法により形成されたまま残されていることで、ナップ層２ｂに形成されたセル３は、保持面Ｓや凹部５ａの位置で開孔を形成していない。保護層５の厚みは、１〜１００μｍの範囲で形成することができ、本例では、５０μｍに調整されている。
【００２０】
保護層５に形成された凹部５ａは、穴または溝として形成することができるが、本例では、円形状の穴として形成されている。すなわち、図２（Ａ）に示すように、本例では、円形状の凹部５ａが均等に分散するように形成されている。凹部５ａの大きさは、直径２ｍｍ以下で調整することができる。また、凹部５ａは、保持面Ｓに１〜２５０個／ｃｍ２の割合で形成されている。保護層５がスキン層２ａの表面を覆うように形成されているものの、凹部５ａが形成されたことで、保護層５の形成された面積のスキン層２ａの表面の全面積に対する割合を示す被覆率を５０〜９９％の範囲で調整することができる。例えば、直径１．５ｍｍの円形状の凹部５ａを３個／ｃｍ２の割合で形成すれば、被覆率が約９５％となる。
【００２１】
また、保持材１０では、ポリウレタンシート２の裏面側に両面テープ７が貼り合わされている。両面テープ７は、可撓性を有する樹脂製フィルム等の基材を有している。基材としては、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略記する。）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等を用いることができるが、本例では、ＰＥＴ製フィルムが用いられている。基材は、両面にそれぞれ粘着剤が塗布された粘着剤層（不図示）を有している。粘着剤層の粘着剤には、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系等の粘着剤を用いることができるが、本例では、アクリル系粘着剤が用いられている。両面テープ７は、一面側の粘着剤層を介してポリウレタンシート２の裏面側と貼り合わされており、他面側の粘着剤層が剥離紙８で覆われている。なお、本例では、両面テープ７の基材が保持材１０の全体を支持する機能も兼ねている。
【００２２】
＜製造＞
保持材１０は、湿式凝固法により作製したポリウレタン樹脂製のシートのスキン層２ａ側に保護層５、凹部５ａを形成し、両面テープ７と貼り合わせることで製造される。すなわち、ポリウレタン樹脂を溶解させた樹脂溶液を準備する準備工程、水系凝固液中で樹脂溶液を凝固させてシート状のポリウレタン樹脂を形成するシート形成工程、ポリウレタン樹脂を洗浄し乾燥させる洗浄・乾燥工程、スキン層２ａ側に水性クロロプレンゴムエマルションを塗工して保護層５、凹部５ａを形成する被覆工程、両面テープと貼り合わせるラミネート工程を経て保持材１０を製造する。以下、工程順に説明する。
【００２３】
準備工程では、ポリウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂を溶解可能な水混和性の有機溶媒および添加剤を混合してポリウレタン樹脂を溶解させる。有機溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下、ＤＭＦと略記する。）やＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）等を用いることができるが、本例では、ＤＭＦを用いる。ポリウレタン樹脂には、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から、１００％モジュラスが２０ＭＰａ以下のものを選択して用い、例えば、ポリウレタン樹脂が３０質量％（ｗｔ％）となるようにＤＭＦに溶解させる。添加剤としては、セル３の大きさや量（個数）を制御するカーボンブラック等の顔料、セル形成を促進させる親水性活性剤およびポリウレタン樹脂の再生を安定化させる疎水性活性剤等を用いることができる。得られた溶液を減圧下で脱泡し樹脂溶液を調製する。
【００２４】
シート形成工程では、準備工程で準備した樹脂溶液を成膜基材に連続的に塗布し、水系凝固液中で樹脂溶液を凝固させてシート状のポリウレタン樹脂を形成する。樹脂溶液を、塗布装置により常温下で帯状の成膜基材に均一な厚さとなるように塗布する。塗布装置として、本例では、ナイフコータを用い、ナイフコータと成膜基材との間隙（クリアランス）を調整することで、樹脂溶液の塗布厚み（塗布量）を調整する。本例では、得られるポリウレタンシートの厚みを上述した範囲とするため、塗布厚みを５００〜２０００μｍの範囲に調整する。成膜基材には、可撓性フィルム、不織布、織布等を用いることができるが、本例では、成膜基材をＰＥＴ製フィルムとして説明する。
【００２５】
成膜基材に塗布された樹脂溶液を、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凝固液（水系凝固液）中に案内する。凝固液としては、水にＤＭＦやＤＭＡｃ等の有機溶媒を混合しておくこともできるが、本例では、水を用いる。凝固液中では、まず、塗布された樹脂溶液の表面側にスキン層２ａが厚さ数μｍ程度にわたって形成される。その後、樹脂溶液中のＤＭＦと凝固液（水）との置換の進行によりナップ層２ｂが形成されポリウレタン樹脂がシート状に再生する。ＤＭＦが樹脂溶液から脱溶媒し、ＤＭＦと凝固液とが置換することにより、スキン層２ａより内側のポリウレタン樹脂中にセル３および図示しない微細孔が形成され、スキン層２ａ、セル３、図示しない微細孔が網目状に連通した連続セル構造が形成される。このとき、成膜基材のＰＥＴ製フィルムが水を浸透させないため、樹脂溶液の表面側（スキン層２ａ側）で脱溶媒が生じて成膜基材側が表面側より大きなセル３が形成される。
【００２６】
洗浄・乾燥工程では、再生した帯状（長尺シート状）のポリウレタン樹脂を洗浄した後乾燥させる。すなわち、ポリウレタン樹脂を、成膜基材から剥離した後、水等の洗浄液中で洗浄してポリウレタン樹脂中に残留するＤＭＦを除去する。洗浄後、本例では、内部に熱源を有するシリンダを備えたシリンダ乾燥機を使用しポリウレタン樹脂を乾燥させる。ポリウレタン樹脂がシリンダの周面に沿って通過することで乾燥しポリウレタンシート２が得られる。
【００２７】
保護層５を形成するときは、本例では、スクリーン印刷機を使用したスクリーン印刷の手法を用いる。換言すれば、保護層５は、ポリウレタンシート２のスキン層２ａ上にスクリーン印刷されたものである。具体的には、凹部５ａの形成パターンに合わせてホールパターンを形成した版を、乾燥後のポリウレタンシート２のスキン層２ａ側の表面に載置する。水性クロロプレンゴムエマルションを版に注ぎ込みスキージで一様な厚みとなるように延ばす。加熱雰囲気下で溶媒を除去することでクロロプレンゴム製の保護層５が形成され、保護層５に凹部５ａが形成される。なお、保護層５の厚みは、版の厚さ、樹脂濃度で調整することができる。
【００２８】
ラミネート工程では、ポリウレタンシート２の保護層５と反対の面、つまり裏面側と、両面テープ７とを貼り合わせる。このとき、両面テープ７の一面側の粘着剤層と、ポリウレタンシート２の裏面側とを貼り合わせる。ポリウレタンシート２および両面テープ７を貼り合わせた後、所望のサイズ、形状に裁断する。そして、キズや汚れ、異物等の付着がないことを確認する等の検査を行い、保持材１０を完成させる。
【００２９】
保持材１０を用いて被研磨物の研磨加工を行うときは、例えば、保持用定盤および研磨用定盤が対向するように配置された片面研磨機が使用される。保持用定盤には保持材１０を貼着し、研磨用定盤には研磨パッドを装着する。保持用定盤に保持材１０を貼着するときは、剥離紙８を取り除き露出した粘着剤層で貼着する。被研磨物を保持させるときは、保持面Ｓに被研磨物を当接させ保持用定盤側に押し付ける。被研磨物は保持材１０を介して保持用定盤に保持されることとなる。被研磨物の加工面と研磨パッドとの間に研磨粒子を含む研磨液を循環供給するとともに、被研磨物に研磨圧をかけながら保持用定盤ないし研磨用定盤を回転させることで、被研磨物（加工面）を研磨加工する。
【００３０】
＜作用等＞
次に、本実施形態の保持材１０の作用等について説明する。
【００３１】
本実施形態では、ポリウレタンシート２のスキン層２ａの表面に保護層５が形成されている。保護層５では、ポリウレタン樹脂より耐酸性、耐アルカリ性の大きなクロロプレンゴムが用いられている。保護層５を形成するクロロプレンゴムがポリウレタンシート２と比べて耐酸性、耐アルカリ性に優れるため、保護層５には凹部５ａが形成されているものの、研磨加工時に研磨液と接触したときに保護層５によりスキン層２ａの全体として劣化を抑制しスキン層２ａを保護することができる。保護層５を有していない従来の保持材では、スキン層表面が酸性やアルカリ性の研磨液との接触により劣化することでポリウレタンシート内に研磨液が急激に浸入し、被研磨物の脱落や破損、さらには、ポリウレタンシートと両面テープとの剥離を招くことがあった。これに対して、保持材１０では、スキン層２ａの表面が保護層５で保護されるため、ポリウレタンシート２内に研磨液が浸入しにくくなり、長時間にわたり安定した被研磨物保持性を確保することができる。
【００３２】
また、保護層５には、保持面Ｓ内で円形状の凹部５ａが均等となるように形成されている。このため、被研磨物を保持させるときに被研磨物および保持材１０間でエアの咬み込みが生じても、凹部５ａにより保持面Ｓと被研磨物との間でのエアの貯留を抑制することができる。これにより、被研磨物を平坦に保持することができ、研磨加工による被研磨物の平坦性向上を図ることができる。このような保持材１０では、スキン層２ａの表面にクロロプレンゴムの保護層５が形成されたことで、保持面Ｓでの剛性が高まり被研磨物に対する密着力、換言すれば保持力が制限される。これにより、面積が１０，０００ｃｍ２以上の大型被研磨物の研磨加工においても、被研磨物に対する最低限の保持力を確保しながら、被研磨物の着脱を容易にすることができ、被研磨物の撓みによる損傷を抑制することができる。さらには、被研磨物の損傷が抑制されることで、被研磨物の損傷に伴う研磨機の停止を減少させることができ、研磨加工の効率向上を図ることができる。
【００３３】
更に、本実施形態では、保持材１０を構成するポリウレタンシート２内への研磨液の急激な浸入が抑制されるため、ポリウレタンシート２と両面テープ７との剥離を抑制することができる。このため、被研磨物保持性が安定化されることから、被研磨物に対する研磨ムラの発生を抑制することができる。また、被研磨物を保持したときでも、凹部５ａの位置で部分的に露出したスキン層２ａの表面と被研磨物とが直接接触することが抑制されるため、スキン層２ａ表面の損傷を抑制することができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、保護層５を形成する樹脂として耐酸性および耐アルカリ性に優れるクロロプレンゴムを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。ポリウレタンシート２を形成するポリウレタン樹脂と比べて、耐酸性ないし耐アルカリ性の大きな材料であれば、いずれの材料も使用することができる。すなわち、耐酸性および耐アルカリ性のいずれかを有していればよく、酸性またはアルカリ性の研磨液にあわせて選定すればよい。このような材料としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴムから選択される少なくとも１種を挙げることができる。
【００３５】
また、本実施形態では、保護層５のスキン層２ａに対する被覆率を５０〜９９％の範囲に調整する例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。被覆率が５０％を下回ると、凹部５ａの位置で露出したスキン層２ａの表面と被研磨物とが接触することがあり、保護層５のスキン層２ａに対する保護機能が不十分となる。反対に、被覆率が９９％を上回ると、被研磨物を保持させるときに、保持面Ｓと被研磨物との間に咬み込まれたエアを除去することが難しくなり、エアの貯留を招くため、研磨加工による被研磨物の平坦性向上を阻害することとなる。また、保持面Ｓと被研磨物との接触面積が大きくなるため、被研磨物を取り外すときに被研磨物の損傷を招くこともある。従って、スキン層２ａの保護やエアの除去を考慮すれば、被覆率を５０〜９９％の範囲とすることが好ましい。
【００３６】
更に、本実施形態では、凹部５ａを直径２ｍｍ以下の円形状とする例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図２（Ｂ）に示すように、格子状の溝が形成された形成パターンとしてもよく、図２（Ｃ）に示すように、同心円状の溝が形成された形成パターンとしてもよい。このような溝が形成された形成パターン、換言すれば、保護層５を形成する水性クロロプレンゴムエマルションの塗工されない部分が連続して形成されたパターンでは、研磨加工中に被研磨物に対する保持性が低下する可能性がある。従って、被研磨物保持性を考慮すれば、上述した円形状の凹部５ａが分散するように形成されていることが好ましい。
【００３７】
また更に、本実施形態では、保護層５の厚みを１〜１００μｍの範囲とする例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。保護層５の厚みが１μｍに満たないとスキン層２ａの表面を保護するためには不十分であり、反対に、１００μｍを超えると保護層５自体の剛性が高くなりすぎるため、被研磨物に対する密着性を確保することができなくなる。換言すれば、保護層５の厚みが保持面Ｓでの剛性に影響するため、被研磨物の大きさに合わせて保護層５の厚みを調整すればよい。例えば、保護層５の厚みを大きくした場合、剛性が高くなり大型の被研磨物には適しているものの、小型（小径）の被研磨物では保持性の低下を招くことがある。また、保護層５の厚みが１００μｍを超える場合は、３ｍ級の大型被研磨物でも研磨加工中に保持材から脱落する可能性がある。従って、スキン層２ａの保護や被研磨物に対する密着性を考慮すれば、保護層５の厚みを上述した範囲とすることが好ましい。
【００３８】
更にまた、本実施形態では、保護層５、凹部５ａの形成にスクリーン印刷機を使用する例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。一様な厚みとなるように保護層５を形成し、スキン層２ａの表面を部分的に露出させるように凹部５ａを形成することができる方法であれば、いかなる方法を採用するようにしてもよい。このような方法として、例えば、グラビア印刷の手法による転写法を挙げることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、ポリウレタン樹脂製のポリウレタンシート２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、ポリエチレン樹脂等を用いてもよく、湿式凝固法によりスキン層が形成されたセル構造を有するものであればよい。更に付言すれば、軟質樹脂については、日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ６９００−１９９４ プラスチック−用語）に、「指定条件のもとで、曲げ試験、またはそれが適用できない場合には引張試験における弾性率が、７０ＭＰａより大きくないプラスチック」と定められていることから、この条件を満たすものであればよい。
【００４０】
更に、本実施形態では特に言及していないが、ポリウレタンシート２の厚みの均一化を図るために、ポリウレタンシート２のスキン層２ａと反対の面、つまり裏面側にバフ処理やスライス処理等を施すようにしてもよい。例えば、バフ処理を行うときは、乾燥後の成膜樹脂のスキン層２ａ側の表面に、表面が平坦な圧接治具を圧接し、裏面側に出現した凹凸をバフ処理等で除去すればよい。
【実施例】
【００４１】
次に、本実施形態に従い製造した保持材１０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保持材についても併記する。
【００４２】
（実施例１）
実施例１では、湿式凝固法により厚み８００μｍのポリウレタンシート２を形成し、スキン層２ａの表面に水性クロロプレンゴムエマルションを塗工し厚み５０μｍの保護層５を形成した。この保護層５には、直径１．５ｍｍで、保持面Ｓ側に１０個／ｃｍ２の割合で凹部５ａを形成し保持材１０を製造した。この保持材１０では、保護層５の被覆率が約８２％となる。
【００４３】
（比較例１）
比較例１では、保護層５、凹部５ａを形成しないこと以外は実施例１と同様にして保持材を製造した。すなわち、比較例１は従来のスキン層２ａを有する保持材である。
【００４４】
（評価）
各実施例および比較例の保持材について、被研磨物保持性を評価した。被研磨物保持性は、以下の方法で測定した。図３に示すように、保持材１０を表面が略平坦な定盤８１に貼付し、保持材１０の表面（保持面Ｓ）上に縦１０ｃｍ×横１０ｃｍのガラス板８２を置き、ガラス板８２に８０ｇｆ／ｃｍ２（７８４ｍＮ／ｃｍ２）の荷重がかかるようにおもり８３を載せた後、大型被研磨物での保持材との保持力を再現するために、灰化炉にて６０℃で２時間かけて十分に圧接することで密着性を向上させた。ガラス板８２を横（水平）方向（図３の矢印Ａ方向）に引っ張り、ガラス板８２がずれるときの引張力のピーク値（最大値）を測定した。測定は５回行い、平均値を算出して保持性を評価した。
【００４５】
保護層５を形成していない比較例１の保持材では、５回中３回の測定で引張力が平均で８９０Ｎを示したが、２回はガラス板に破損が生じてデータの入手ができなかった。これは、比較例１の保持材ではガラス板を保持することができるものの、ガラス板と保持材との凝着力が大きすぎるため、研磨加工後の取り外し作業が難しくなり、ガラス板を損傷させたものと考えられる。これに対して、保持面Ｓ側に保護層５、凹部５ａを形成した実施例１の保持材１０では、保持性が６３８Ｎを示し、比較例１の保持材より若干小さくなり、保持性の評価後には、ガラス板を損傷させることはなかった。このことから、保持面Ｓ側に保護層５、凹部５を形成することで、保持材表面での剛性が高まり、被研磨物に対する密着性が制限されるので、ガラス板８２（研磨加工における被研磨物に相当。）を取り外す際に破損する可能性が低くなることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は被研磨物に対する保持力を確保し被研磨物の着脱を容易にすることができる保持材を提供するものであるため、保持材の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００４７】
Ｓ 保持面
２ ポリウレタンシート（樹脂シート）
２ａ スキン層
２ｂ ナップ層
３ セル
５ 保護層
５ａ 凹部
１０ 保持材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿式凝固法により形成されたスキン層を有し該スキン層より内部側に多数のセルが形成された軟質樹脂製の樹脂シートと、
前記スキン層の表面に配置されており、表面が被研磨物を保持するための保持面を形成するとともに前記スキン層を保護する保護層と、
を備え、
前記保護層は、前記樹脂シートを形成する軟質樹脂より耐酸性ないし耐アルカリ性の大きな樹脂で形成されており、前記スキン層の表面を部分的に露出させるように穴または溝が形成されていることを特徴とする保持材。
【請求項２】
前記保護層は、前記スキン層の表面に対する被覆率が５０％〜９９％の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の保持材。
【請求項３】
前記保護層には前記スキン層の表面を部分的に露出させるように穴が形成されており、前記穴は、２ｍｍ以下の直径を有する円形状であり、前記保持面内で均等となるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の保持材。
【請求項４】
前記保護層を構成する樹脂は、液温が５０℃でｐＨ１３の水酸化ナトリウム水溶液に１週間浸漬した前後における引張強度保持率が８０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の保持材。
【請求項５】
前記保護層を構成する樹脂は、液温が５０℃でｐＨ１．５の塩酸水溶液に３週間浸漬した前後における引張強度保持率が８０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の保持材。
【請求項６】
前記保護層の厚みは１μｍ〜１００μｍの範囲であり、前記樹脂シートの厚みは２００μｍ〜２０００μｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の保持材。
【請求項７】
前記樹脂シートはポリウレタン樹脂製であり、前記保護層を構成する樹脂はエラストマであることを特徴とする請求項６に記載の保持材。
【請求項１】
湿式凝固法により形成されたスキン層を有し該スキン層より内部側に多数のセルが形成された軟質樹脂製の樹脂シートと、
前記スキン層の表面に配置されており、表面が被研磨物を保持するための保持面を形成するとともに前記スキン層を保護する保護層と、
を備え、
前記保護層は、前記樹脂シートを形成する軟質樹脂より耐酸性ないし耐アルカリ性の大きな樹脂で形成されており、前記スキン層の表面を部分的に露出させるように穴または溝が形成されていることを特徴とする保持材。
【請求項２】
前記保護層は、前記スキン層の表面に対する被覆率が５０％〜９９％の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の保持材。
【請求項３】
前記保護層には前記スキン層の表面を部分的に露出させるように穴が形成されており、前記穴は、２ｍｍ以下の直径を有する円形状であり、前記保持面内で均等となるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の保持材。
【請求項４】
前記保護層を構成する樹脂は、液温が５０℃でｐＨ１３の水酸化ナトリウム水溶液に１週間浸漬した前後における引張強度保持率が８０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の保持材。
【請求項５】
前記保護層を構成する樹脂は、液温が５０℃でｐＨ１．５の塩酸水溶液に３週間浸漬した前後における引張強度保持率が８０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の保持材。
【請求項６】
前記保護層の厚みは１μｍ〜１００μｍの範囲であり、前記樹脂シートの厚みは２００μｍ〜２０００μｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の保持材。
【請求項７】
前記樹脂シートはポリウレタン樹脂製であり、前記保護層を構成する樹脂はエラストマであることを特徴とする請求項６に記載の保持材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−７１３９９（Ｐ２０１２−７１３９９Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１９２４８（Ｐ２０１０−２１９２４８）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００５３５９）富士紡ホールディングス株式会社 (180)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００５３５９）富士紡ホールディングス株式会社 (180)
【Ｆターム（参考）】
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