(57)【要約】    【課題】本発明は、特定の状況下において硬度が低くなる高分子体等を提供する。    【解決手段】本発明は、ポリウレタン樹脂を含む高分子体であって、前記ポリウレタン樹脂は、活性水素を含む化合物に由来する第１の構成単位と、イソシアネート基を含む化合物に由来する第２の構成単位とを備え、前記第１の構成単位として、ポリエチレングリコールに由来する構成単位と、アミン化合物に由来する構成単位とを備える、高分子体等である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリウレタン樹脂を含む高分子体であって、
前記ポリウレタン樹脂は、活性水素を含む化合物に由来する第１の構成単位と、イソシアネート基を含む化合物に由来する第２の構成単位とを備え、前記第１の構成単位として、ポリエチレングリコールに由来する構成単位と、アミン化合物に由来する構成単位とを備える、高分子体。
【請求項２】
前記ポリウレタン樹脂は、前記ポリエチレングリコールに由来する構成単位として、下記式（１）のポリエチレングリコールに由来する構成単位を備える、請求項１に記載の高分子体。
【化１】
2018127562.tif 000029
【請求項３】
前記ポリウレタン樹脂は、前記アミン化合物に由来する構成単位として、４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）に由来する構成単位、及び、トリエタノールアミンに由来する構成単位の少なくとも何れか一方を備える、請求項１又は２に記載の高分子体。
【請求項４】
前記ポリウレタン樹脂が架橋構造を有する、請求項１〜３の何れか１項に記載の高分子体。
【請求項５】
前記ポリウレタン樹脂を含むポリウレタン樹脂発泡体である、請求項１〜４の何れか１項に記載の高分子体。
【請求項６】
研磨パッド用であり、該研磨パッドにおける少なくとも研磨面を構成する部分として用いられる、請求項１〜５の何れか１項に記載の高分子体。
【請求項７】
請求項６の高分子体を備える、研磨パッド。
【請求項８】
ポリウレタン樹脂を含む高分子体を得る、高分子体の製造方法であって、
活性水素を含むアミン化合物と、ポリエチレングリコールと、イソシアネート基を含む化合物とを結合させることにより前記ポリウレタン樹脂を得る、高分子体の製造方法。
【請求項９】
前記イソシアネート基を含む化合物がプレポリマーである、請求項８に記載の高分子体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子体、研磨パッド、および、高分子体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリウレタン樹脂を含む高分子体は、様々な用途に用いられている。
例えば、斯かる高分子体は、被研磨物（例えば、シリコンウェーハ等）を研磨する研磨パッド等として用いられている（例えば、特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−６７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記研磨パッドを用いて被研磨物を研磨する方法としては、例えば、以下の方法がある。
まず、研磨機の上定盤の下面に円盤状の被研磨物を貼り付け、また、前記研磨機の下定盤の上面に円盤状の研磨パッドを貼り付ける。そして、前記上定盤及び前記下定盤によって、前記被研磨物を前記研磨パッドに押し付ける。次に、前記被研磨物を前記研磨パッドに押し付けた状態で、前記研磨パッド上に研磨用スラリーを供給しつつ、前記上定盤及び前記下定盤を回転させることにより、前記被研磨物を研磨する。
前記研磨用スラリーとしては、水と砥粒とを含有する研磨用スラリー等が用いられている。
【０００５】
ところで、被研磨物を研磨する際に研磨パッドが硬いと被研磨物に傷が生じやすい。
近年、被研磨物に傷が生じ難い研磨方法が求められることがあり、このことから、硬度が低い研磨パッドも求められることがある。
【０００６】
しかし、硬度が低い研磨パッドは、取扱い性に欠けるといった問題がある。
例えば、円盤状の研磨パッドは通常直径が１０００〜２５００ｍｍ程度であるが、このような大きさの研磨パッドが軟らか過ぎると、運ぶ際に変形しやすく、その結果、研磨パッドを研磨機外から研磨機の定盤上の所定位置まで運び難いという問題がある。
また、研磨パッドの定盤への貼り付け方法は、通常、以下の方法である。すなわち、両面テープの一面側を研磨パッドに貼り付け、その後、研磨パッドに貼り付いた両面テープの他面側を定盤に貼り付けることにより、研磨パッドを定盤に貼り付ける。しかし、研磨パッドは、軟らか過ぎるとハンドリング性が低いので、研磨パッドに貼り付いた両面テープの他面側が、所望の位置からずれた位置で定盤に貼り付いてしまうという問題もある。
【０００７】
また、研磨パッドの作製方法は、通常、研磨パッドとしての所望の大きさよりも大きな高分子体を一旦作製し、その後、この高分子体をスライスすることにより研磨パッドを作製する方法となっているが、高分子体は軟らか過ぎるとスライスし難いという問題を有する。
【０００８】
このような問題に着目し、本発明者が鋭意検討したところ、硬度が低い研磨パッドが要望されるのは被研磨物を研磨するときで、硬度が高い研磨パッドが要望されるのはそれ以外のときであることを見出した。
【０００９】
すなわち、本発明者が鋭意検討したところ、特定の状況下において硬度が低くなる高分子体を提供することで、研磨パッドなどに適した高分子体が提供できることを見出した。
【００１０】
そこで、本発明は、上記要望点に鑑み、特定の状況下において硬度が低くなる高分子体を提供するとともに、該高分子体を備える研磨パッド、及び、該高分子体を作製する高分子体の製造方法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】
【００１１】
本発明に係る高分子体は、ポリウレタン樹脂を含む高分子体であって、
前記ポリウレタン樹脂は、活性水素を含む化合物に由来する第１の構成単位と、イソシアネート基を含む化合物に由来する第２の構成単位とを備え、前記第１の構成単位として、ポリエチレングリコールに由来する構成単位と、アミン化合物に由来する構成単位とを備える。
【００１２】
斯かる高分子体に係るポリウレタン樹脂は、ポリエチレングリコールに由来する構成単位を有することにより、エーテル結合を多く含ませやすくなり、すなわち、極性を高めやすくなる。その結果、このポリウレタン樹脂は、液状の極性物質（水等）との親和性に優れた化学構造となる。よって、このポリウレタン樹脂が液状の極性物質と接触することにより、ポリウレタン樹脂のポリマー分子間に極性分子（Ｈ２Ｏ分子等）が入り込みやすくなる。その結果、このポリウレタン樹脂は、液状の極性物質と接触した状態では液状の極性物質と接触していない状態に比べて硬度が低いものとなる。
従って、斯かる高分子体は、液状の極性物質と接触した状態では液状の極性物質と接触していない状態に比べて硬度が低い高分子体となっている。
すなわち、斯かる高分子体は、特定の状況下において硬度が低くなる高分子体となっている。
【００１３】
また、本発明に係る高分子体では、好ましくは、前記ポリウレタン樹脂は、前記ポリエチレングリコールに由来する構成単位として、下記式（１）のポリエチレングリコールに由来する構成単位を備える。
【化１】
2018127562.tif 000002
【００１４】
さらに、本発明に係る高分子体では、好ましくは、前記ポリウレタン樹脂は、前記アミン化合物に由来する構成単位として、４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）に由来する構成単位、及び、トリエタノールアミンに由来する構成単位の少なくとも何れか一方を備える。
【００１５】
また、本発明に係る高分子体では、好ましくは、前記ポリウレタン樹脂が架橋構造を有する。
【００１６】
斯かる高分子体は、前記ポリウレタン樹脂が架橋構造を有しているので、液状の極性物質（水等）と接触した際にこの液状の極性物質によって膨張するのを抑制でき、その結果、この液状の極性物質との接触による変形を抑制できるという利点を有する。
【００１７】
さらに、本発明に係る高分子体は、好ましくは、前記ポリウレタン樹脂を含むポリウレタン樹脂発泡体である。
【００１８】
また、本発明に係る高分子体は、好ましくは、研磨パッド用であり、該研磨パッドにおける少なくとも研磨面を構成する部分として用いられる。
【００１９】
また、本発明に係る研磨パッドは、前記高分子体を備える。
【００２０】
さらに、本発明に係る高分子体の製造方法は、ポリウレタン樹脂を含む高分子体を得る、高分子体の製造方法であって、
活性水素を含むアミン化合物と、ポリエチレングリコールと、イソシアネート基を含む化合物とを結合させることにより前記ポリウレタン樹脂を得る。
【００２１】
また、本発明に係る高分子体の製造方法では、好ましくは、前記イソシアネート基を含む化合物がプレポリマーである。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明によれば、特定の状況下において硬度が低くなる高分子体を提供するとともに、該高分子体を備える研磨パッド、及び、該高分子体を作製する高分子体の製造方法を提供し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施例１の高分子体の断面のＳＥＭ写真。
【図２】実施例７の高分子体の断面のＳＥＭ写真。
【図３】実施例１３の高分子体の断面のＳＥＭ写真。
【図４】実施例１０の高分子体の断面のＳＥＭ写真。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、発明の一実施形態について説明する。
【００２５】
まず、本実施形態に係る高分子体について、研磨パッドに用いられる研磨パッド用高分子体を例にして説明する。
【００２６】
本実施形態に係る高分子体は、前記研磨パッドにおける少なくとも研磨面を構成する部分として用いられる。
【００２７】
本実施形態に係る高分子体は、ポリウレタン樹脂を含む高分子体である。具体的には、本実施形態に係る高分子体は、ポリウレタン樹脂を含むポリウレタン樹脂発泡体である。
【００２８】
前記ポリウレタン樹脂は、活性水素を含む化合物（以下、「活性水素化合物」ともいう。）に由来する第１の構成単位と、イソシアネート基を含む化合物（以下、「イソシアネート化合物」ともいう。）に由来する第２の構成単位とを備える。
また、前記ポリウレタン樹脂は、前記第１の構成単位として、ポリエチレングリコールに由来する構成単位と、アミン化合物に由来する構成単位とを備える。
さらに、前記ポリウレタン樹脂は、活性水素化合物たるポリオールと、イソシアネート化合物たるポリイソシアネートとを結合させた樹脂である。
また、前記ポリウレタン樹脂は、活性水素化合物とイソシアネート化合物とがウレタン結合して、活性水素化合物に由来する第１の構成単位とイソシアネート化合物に由来する第２の構成単位とが交互に繰り返した構造となっている。
【００２９】
前記ポリエチレングリコールは、ポリオールであり、下記式（１）で表される。ここで、ｎは２以上の整数である。なお、前記ポリエチレングリコールの概念には、ジエチレングリコールも含まれる。ジエチレングリコールは、下記式（２）で表される。
【００３０】
【化２】
2018127562.tif 000003
【００３１】
【化３】
2018127562.tif 000004
【００３２】
前記ポリウレタン樹脂は、前記ポリエチレングリコールに由来する構成単位として、上記式（１）におけるｎが、好ましくは２以上２０以下の整数、より好ましくは４以上１０以下の整数となるポリエチレングリコールに由来する構成単位を備える。
【００３３】
また、前記ポリウレタン樹脂は、前記ポリエチレングリコールに由来する構成単位として、ジエチレングリコールに由来する構成単位を備えることが好ましい。
【００３４】
本実施形態に係る高分子体は、前記ポリウレタン樹脂を１００質量％としたときに、前記ポリウレタン樹脂の構成単位に含まれるポリエチレングリコールを、好ましくは５〜１８質量％含有する。
本実施形態に係る高分子体は、前記ポリウレタン樹脂を１００質量％としたときに、前記ポリウレタン樹脂の構成単位に含まれるポリエチレングリコールを５質量％以上含有することにより、液状の極性物質（水等）との接触した際に硬度が低下しやすくなるという利点を有する。
また、本実施形態に係る高分子体は、前記ポリウレタン樹脂を１００質量％としたときに、前記ポリウレタン樹脂の構成単位に含まれるポリエチレングリコールを１８質量％以下含有することにより、液状の極性物質と接触していない状態において硬度が高いものとなるという利点を有する。
ポリウレタン樹脂を１００質量％としたときにおける、前記ポリウレタン樹脂の構成単位に含まれるポリエチレングリコールの含有割合は、以下のようにして求めることができる。
まず、高分子体を極性溶媒（重ＤＭＦ、重ＤＭＳＯ等）に溶かして溶解物を得る。次に、該溶解物を１Ｈ−ＮＭＲで分析することより、ポリエチレングリコールを定量し、前記ポリエチレングリコールの含有割合を求める。
また、前記ポリエチレングリコールの含有割合の別の求め方としては、以下の方法がある。
まず、高分子体をメタノールで化学分解して分解物を得る。次に、該分解物をゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）等で分画し、各分取物を１Ｈ−ＮＭＲ又はＧＣ−ＭＳで分析することより、ポリエチレングリコールを定量し、前記ポリエチレングリコールの含有割合を求める。
【００３５】
本実施形態に係る高分子体では、前記ポリウレタン樹脂は、前記第１の構成単位として、アミン化合物に由来する構成単位を備える。
本実施形態に係る高分子体は、ポリウレタン樹脂がアミン化合物に由来する構成単位を備えるので、ポリウレタン分子の骨格に窒素原子を含むことになる。窒素原子は電気陰性度が高い。よって、高分子体はポリウレタン分子の骨格に窒素原子を含むことにより、高分子体においてポリウレタン分子内の原子間で分極が生じる。そして、高分子体は、分極した原子間の静電相互作用（例えば、水素結合等）により主鎖間の凝集力が高いものとなる。その結果、斯かる高分子体は、硬度が高いものとなる。
【００３６】
前記アミン化合物は、活性水素を含む。前記アミン化合物としては、第一級アミン、第二級アミン、第三級アミンが挙げられる。前記アミン化合物では、活性水素が窒素に直接結合されていてもよく、他の元素を介して結合されていてもよい。前記アミン化合物における、活性水素を有する官能基としては、−ＮＨ２、ヒドロキシ基などが挙げられる。
前記アミン化合物は、前記官能基を１又は２つ以上有してもよい。前記アミン化合物は、前記官能基を２つ以上有することが好ましい。
【００３７】
前記アミン化合物としては、４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）（ＭＯＣＡ）、トリエタノールアミン、４，４’−メチレンジアニリン、トリメチレン  ビス（４−アミノベンゾアート）、２−メチル４，６−ビス（メチルチオ）ベンゼン−１，３−ジアミン、２−メチル４，６−ビス（メチルチオ）−１，５−ベンゼンジアミンなどが挙げられる。
なお、４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）（ＭＯＣＡ）は、下記式（３）で表され、トリエタノールアミンは、下記式（４）で表される。
【００３８】
【化４】
2018127562.tif 000005
【００３９】
【化５】
2018127562.tif 000006
【００４０】
前記ポリウレタン樹脂は、前記アミン化合物に由来する構成単位として、４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）（ＭＯＣＡ）に由来する構成単位、及び、トリエタノールアミンに由来する構成単位の少なくとも何れか一方を備えることが好ましい。
前記ポリウレタン樹脂は、斯かる構成を有することにより、高分子体の硬度を研磨パッドに適した硬度にしやすくなるという利点を有する。
また、ＭＯＣＡ及びトリエタノールアミンは、硬化剤として用いた場合に、主剤との反応速度が、ポリウレタン樹脂を成形するのに適した速度となるという利点を有する。また、ＭＯＣＡ及びトリエタノールアミンは、硬化剤として用いた場合に、ポリウレタン樹脂を作製する際の溶融時の粘度が低く、ハンドリングしやすいという利点を有する。
【００４１】
前記ポリウレタン樹脂は、前記アミン化合物に由来する構成単位として、４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）（ＭＯＣＡ）に由来する構成単位、２−メチル４，６−ビス（メチルチオ）ベンゼン−１，３−ジアミンに由来する構成単位、及び、２−メチル４，６−ビス（メチルチオ）−１，５−ベンゼンジアミンに由来する構成単位の少なくとも何れかの構成単位を有することが好ましい。
前記ポリウレタン樹脂は、斯かる構成を有することにより、ベンゼン環を有することとなり、その結果、硬度が高くなるという利点を有する。
【００４２】
前記ポリエチレングリコールや、前記トリエタノールアミン以外の前記ポリオールとしては、ポリオールモノマーや、ポリオールポリマーが挙げられる。
【００４３】
該ポリオールモノマーとしては、例えば、１，４−ベンゼンジメタノール、１，４−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、エチレングリコール、プロピレングリコール１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール等の直鎖脂肪族グリコールが挙げられ、ネオペンチルグリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、２−ブチル−２−エチル−１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，８−オクタンジオール等の分岐脂肪族グリコールが挙げられ、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、水添加ビスフェノールＡ等の脂環族ジオールが挙げられ、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリブチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の多官能ポリオールなどが挙げられる。
【００４４】
前記ポリオールモノマーとしては、反応時の強度がより高くなりやすく、製造された発泡ポリウレタンを含む研磨パッドの剛性がより高くなりやすく、比較的安価であるという点で、エチレングリコール、ジエチレングリコールが好ましい。
【００４５】
前記ポリオールポリマーとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエステルポリカーボネートポリオール、ポリカーボネートポリオールなどが挙げられる。なお、ポリオールポリマーとしては、ヒドロキシ基を分子中に３以上有する多官能ポリオールポリマーも挙げられる。
【００４６】
詳しくは、前記ポリエーテルポリオールとしては、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、エチレンオキサイド付加ポリプロピレンポリオールなどが挙げられる。
【００４７】
前記ポリエステルポリオールとしては、ポリエチレンアジペートグリコール、ポリブチレンアジペートグリコール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリヘキサメチレンアジペートグリコールなどが挙げられる。
【００４８】
前記ポリエステルポリカーボネートポリオールとしては、ポリカプロラクトンポリオールなどのポリエステルグリコールとアルキレンカーボネートとの反応生成物が挙げられ、また、エチレンカーボネートを多価アルコールと反応させて得られた反応混合物をさらに有機ジカルボン酸と反応させた反応生成物などが挙げられる。
【００４９】
前記ポリカーボネートポリオールとしては、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、又はポリテトラメチレンエーテルグリコールなどのジオールと、ホスゲン、ジアリルカーボネート（例えばジフェニルカーボネート）又は環式カーボネート（例えばプロピレンカーボネート）との反応生成物などが挙げられる。
【００５０】
前記ポリオールポリマーとしては、弾性のある発泡ポリウレタンが得られやすいという点で、数平均分子量が８００〜８０００であるものが好ましく、具体的には、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）、エチレンオキサイド付加ポリプロピレンポリオールが好ましい。
なお、本願明細書において、数平均分子量は、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）によって測定した値を意味する。
【００５１】
また、前記ポリオールとしては、その他に、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール等も挙げられる。
【００５２】
前記ポリイソシアネートとしては、ポリイソシアネート、ポリイソシアネートプレポリマーが挙げられる。
【００５３】
前記ポリイソシアネートとしては、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネートなどが挙げられる。
【００５４】
前記芳香族ジイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、１，３−フェニレンジイソシアネート、１，４−フェニレンジイソシアネートが挙げられる。また、前記芳香族ジイソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）の変性物なども挙げられる。
【００５５】
ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）の変性物としては、例えば、カルボジイミド変性物、ウレタン変性物、アロファネート変性物、ウレア変性物、ビューレット変性物、イソシアヌレート変性物、オキサゾリドン変性物等が挙げられる。斯かる変性物としては、具体的には、例えば、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート（カルボジイミド変性ＭＤＩ）が挙げられる。
【００５６】
前記脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、エチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサ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（ＨＤＩ）などが挙げられる。
【００５７】
前記脂環族ジイソシアネートとしては、例えば、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、４，４’−ジシクロへキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、メチレンビス（４，１−シクロヘキシレン）＝ジイソシアネートなどが挙げられる。
【００５８】
前記ポリイソシアネートプレポリマーとしては、ポリオールと、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネートの少なくとも何れかのジイソシアネートが結合されてなるプレポリマー等が挙げられる。
【００５９】
前記ポリウレタン樹脂は、架橋構造を有することが好ましい。
前記ポリウレタン樹脂は、活性水素を有する官能基及びイソシアネート基の少なくとも一方の官能基を有し、且つ、活性水素を有する官能基とイソシアネート基とを合計３つ以上有する多官能化合物に由来する構成単位を備えることが好ましい。
前記ポリウレタン樹脂の構成単位に含まれる多官能化合物は、主鎖に結合した官能基とは別に余剰の官能基を有する。そして、前記ポリウレタン樹脂は、この余剰の官能基から活性水素化合物に由来する第１の構成単位とイソシアネート化合物に由来する第２の構成単位とが交互に繰り返した構造が形成される。これにより、前記ポリウレタン樹脂は架橋構造を有する。
該多官能化合物としては、例えば、下記式（５）の化合物などが挙げられる。ここで、「下記式（５）」の「Ｒ」は、「（ＣｎＨ２ｎ）」（ｎは、正の整数である。例えば、ｎ＝１〜１０）が挙げられる。
下記式（５）の化合物としては、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体（Ｒ＝Ｃ６Ｈ１２）が挙げられる。
【００６０】
【化６】
2018127562.tif 000007
【００６１】
前記ポリウレタン樹脂における前記架橋濃度は、０．０６〜０．８０ｍｍｏｌ／ｇであることが好ましい。
なお、架橋濃度は、ポリウレタン樹脂１ｇにおける架橋点の量をモル単位で表したものである。
【００６２】
本実施形態に係る高分子体は、酸化セリウムを含んでもよい。
本実施形態に係る高分子体は、酸化セリウムを含むことにより、以下の利点を有する。
すなわち、本実施形態に係る高分子体は、研磨パッドのカットレートを向上させることができるという利点を有する。また、本実施形態に係る高分子体は、被研磨物に傷を生じ難くできるという利点を有する。さらに、本実施形態に係る高分子体は、研磨レートを高めることができるという利点を有する。
【００６３】
ポリウレタン樹脂発泡体の見掛け密度は、０．４〜０．７ｇ／ｃｍ３が好ましい。
なお、見掛け密度は、ＪＩＳ  Ｋ７２２２：２００５に基づいて測定できる。
【００６４】
本実施形態に係る高分子体は、上記の如く構成されてなるが、次に、本実施形態に係る高分子体の製造方法について説明する。
【００６５】
本実施形態に係る高分子体の製造方法では、ポリウレタン樹脂を有する高分子体を得る。
また、本実施形態に係る高分子体の製造方法では、活性水素を含むアミン化合物と、ポリエチレングリコールと、イソシアネート基を含む化合物とを結合させることにより前記ポリウレタン樹脂を得る。
本実施形態に係る高分子体の製造方法では、具体的には、活性水素を含むアミン化合物と、ポリエチレングリコールと、イソシアネート基を含む化合物と、発泡剤とを混合して混合物を得、該混合物を重合し発泡させることにより、高分子体を得る。
【００６６】
本実施形態に係る高分子体の製造方法では、前記イソシアネート基を含む化合物がプレポリマーであることが好ましい。
言い換えれば、本実施形態に係る高分子体の製造方法では、イソシアネート基を２つ以上含むプレポリマーと、硬化剤としての前記ポリエチレングリコール及び前記アミン化合物とを反応させることにより、前記高分子体を得ることが好ましい。
斯かる高分子体の製造方法は、前記ポリエチレングリコール及び前記アミン化合物を硬化剤として用いることにより、前記ポリエチレングリコールと前記アミン化合物との配合比を調整することにより、高分子体を所望の硬度のものにしやすくなるという利点を有する。
【００６７】
本実施形態に係る高分子体の製造方法では、前記プレポリマー１００質量部に対して、硬化剤としてのポリエチレングリコールが好ましくは３〜２０質量部、より好ましくは５〜１３質量部である。
前記硬化剤としてのポリエチレングリコールの質量平均分子量は、好ましくは２００〜８０００、より好ましくは４００〜４０００である。
なお、本願明細書において、質量平均分子量は、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）によって測定した値を意味する。
前記質量平均分子量が大きいほど（上記式（１）のｎが大きいほど）、ポリエチレングリコールが吸湿し難くなる。イソシアネート基は水と反応すると二酸化炭素が生成するが、ポリエチレングリコールが吸湿し難くなることで、主剤のイソシアネート基と水との反応を抑制でき、非意図的な二酸化炭素によるポリウレタン樹脂の発泡を抑制できる。その結果、高分子体を所望の見掛け密度に調整しやすくなる。
また、前記質量平均分子量が大きいほど（上記式（１）のｎが大きいほど）、ポリエチレングリコールの沸点が高くなる。ポリエチレングリコールを主剤と反応させる際に、ポリエチレングリコールと主剤とを加熱するが、この加熱によるポリエチレングリコールの蒸発を抑制できる。
一方で、前記質量平均分子量が小さいほど（上記式（１）のｎが小さいほど）、ポリエチレングリコールと主剤との反応速度が高くなる。
また、前記質量平均分子量が小さいほど（上記式（１）のｎが小さいほど）、ポリエチレングリコールの粘度が低くなり、その結果、高分子体を生成する際に、ポリエチレングリコールをハンドリングしやすくなる。
【００６８】
また、本実施形態に係る高分子体の製造方法では、硬化剤としてのポリエチレングリコール１００質量部に対して、硬化剤としてのアミン化合物が好ましくは３０〜３００質量部、より好ましくは５０〜１５０質量部である。
【００６９】
前記プレポリマーとしては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）、及び、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）を反応させることで得られるプレポリマーや、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、及び、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）を反応させることで得られるプレポリマーが好適に用いられる。
【００７０】
前記発泡剤としては、前記発泡ポリウレタンが成形される際に、気体を発生させて気泡となり、前記発泡ポリウレタン中に気泡を形成させるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、加熱により分解してガスを発生させる有機化学発泡剤、沸点が−５〜７０℃の低沸点炭化水素、ハロゲン化炭化水素、水、液化炭酸ガスなどを単独でまたは組み合わせて用いることができる。
【００７１】
前記有機化学発泡剤としては、例えば、アゾ系化合物（アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、ジアゾアミノベンゼン、アゾジカルボン酸バリウム等）、ニトロソ化合物（Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソ−Ｎ，Ｎ’−ジメチルテレフタルアミド等）、スルホニルヒドラジド化合物〔ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド等〕等が挙げられる。
前記低沸点炭化水素としては、例えば、ブタン、ペンタン、シクロペンタン、及びこれらの混合物などが挙げられる。
前記ハロゲン化炭化水素としては、塩化メチレン、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン類）等が挙げられる。
【００７２】
また、前記発泡剤は、加熱膨張性球状体であってもよい。該加熱膨張性球状体の粒径は、例えば、２〜１００μｍである。該加熱膨張性球状体は、熱可塑性樹脂で形成された中空体と、中空体の中空部分に設けられた液状の炭化水素とを備える。前記加熱膨張性球状体としては、例えば、日本フィライト社製のＥｘｐａｎｃｅｌ（登録商標）や、松本油脂製薬社製の熱膨張性マイクロカプセル（商品名：マツモトマイクロスフェアー（登録商標）などが挙げられる。
【００７３】
前記混合物は、下記式（６）の化合物を含有してもよい。前記混合物は、下記式（６）の化合物を含有することにより、粘度が低くなりやすくなり、その結果、混合物から所望の形状の高分子体を得やすくなるという利点がある。また、前記混合物は、下記式（６）の化合物を含有することにより、高分子体の極性を高めることができるという利点がある。
なお、下記式（６）の「ｎ」は、１以上の整数である。
【００７４】
【化７】
2018127562.tif 000008
【００７５】
本実施形態に係る研磨パッドは、本実施形態に係る高分子体を備える。
【００７６】
なお、本発明に係る高分子体、研磨パッド、および、高分子体の製造方法は、上記実施形態に限定されるものではない。また、本発明に係る高分子体、研磨パッド、および、高分子体の製造方法は、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明に係る高分子体、研磨パッド、および、高分子体の製造方法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００７７】
すなわち、本実施形態に係る高分子体は、前記混合物に発泡剤を含有させて形成されてなるが、撹拌により前記混合物に空気を混入させて形成されてもよい。
【００７８】
また、本実施形態に係る高分子体は、ポリウレタン樹脂発泡体であるが、本発明に係る高分子体は、不織布にポリウレタン樹脂が含浸された高分子体であってもよい。
さらに、本発明に係る高分子体のポリウレタン樹脂は、前記混合物に微小中空体を含有させて形成されてもよい。
【００７９】
また、本実施形態に係る高分子体は、研磨パッド用の高分子体であるが、本発明に係る高分子体は、他の用途に用いられてもよく、例えば、化粧品の材料、事務用スポンジ、洗浄用スポンジ、樹脂改質用のフィラー等として用いてもよい。
【実施例】
【００８０】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。
【００８１】
以下の材料を用いた。
＜主剤＞
・主剤１：トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）、及び、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）を反応させることで得られるウレタンプレポリマー（末端基としてイソシアネートを有するウレタンプレポリマー）（ＮＣＯ％：９．５％）
・主剤２：トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、及び、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）を反応させることで得られるウレタンプレポリマー（末端基としてイソシアネートを有するウレタンプレポリマー）（ＮＣＯ％：８．０％）
・主剤３：下記式（５）の化合物（Ｒ＝Ｃ６Ｈ１２）
・主剤４：トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）とポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）を反応させることで得られるウレタンプレポリマー（末端基としてイソシアネートを有するウレタンプレポリマー）（ＮＣＯ％：８．００）
【００８２】
【化８】
2018127562.tif 000009
＜硬化剤＞
・ＰＥＧ−１：ポリエチレングリコール（質量平均分子量：２００）
・ＰＥＧ−２：ポリエチレングリコール（質量平均分子量：６００）
・ＰＥＧ−３：ポリエチレングリコール（質量平均分子量：３１００）
・ＤＥＧ：ジエチレングリコール
・ＭＯＣＡ：４，４’−メチレンビス（２−クロロアニリン）
・ＴＥＯＡ：トリエタノールアミン
【００８３】
＜添加剤＞
・発泡剤：加熱膨張性球状体の発泡剤（殻：熱可塑性高分子、内部：炭化水素）
・酸化セリウム：粉状の酸化セリウム
・下記式（６）の化合物
【００８４】
【化９】
2018127562.tif 000010
【００８５】
（実施例１）
下記表１に示す主剤及び添加剤を、この表に示す温度にしてから混合して、第１混合物を得た。
次に、この表に示す硬化剤をこの表に示す温度にしてから第１混合物に混合し、６０秒間撹拌させて第２混合物を得た。なお、第２混合物中の各材料の配合割合は、この表に示す割合とした。
そして、第２混合物を１００℃で１０時間加熱することにより重合し発泡させることにより、高分子体を得た。
【００８６】
【表１】
2018127562.tif 000011
【００８７】
（実施例２）
下記表２に示す主剤及び添加剤を、この表に示す温度にしてから混合して、第１混合物を得た。
次に、この表に示す硬化剤をこの表に示す温度にしてから第１混合物に混合し、４０秒間撹拌させて第２混合物を得た。なお、第２混合物中の各材料の配合割合は、この表に示す割合とした。
そして、第２混合物を１００℃で１０時間加熱することにより重合し発泡させることにより、高分子体を得た。
【００８８】
【表２】
2018127562.tif 000012
【００８９】
（実施例３）
下記表３に示す主剤及び添加剤を、この表に示す温度にしてから混合して、第１混合物を得た。
次に、この表に示す硬化剤をこの表に示す温度にしてから第１混合物に混合し、７０秒間撹拌させて第２混合物を得た。なお、第２混合物中の各材料の配合割合は、この表に示す割合とした。
そして、第２混合物を１００℃で１０時間加熱することにより重合し発泡させることにより、高分子体を得た。
【００９０】
【表３】
2018127562.tif 000013
【００９１】
（実施例４）
下記表４に示す主剤及び添加剤を、この表に示す温度にしてから混合して、第１混合物を得た。
次に、この表に示す硬化剤をこの表に示す温度にしてから第１混合物に混合し、６０秒間撹拌させて第２混合物を得た。なお、第２混合物中の各材料の配合割合は、この表に示す割合とした。
そして、第２混合物を１００℃で１０時間加熱することにより重合し発泡させることにより、高分子体を得た。
【００９２】
【表４】
2018127562.tif 000014
【００９３】
（実施例５）
下記表５に示す主剤及び添加剤を、この表に示す温度にしてから混合して、第１混合物を得た。
次に、この表に示す硬化剤をこの表に示す温度にしてから第１混合物に混合し、９０秒間撹拌させて第２混合物を得た。なお、第２混合物中の各材料の配合割合は、この表に示す割合とした。
そして、第２混合物を１００℃で１０時間加熱することにより重合し発泡させることにより、高分子体を得た。
【００９４】
【表５】
2018127562.tif 000015
【００９５】
（実施例６）
下記表６に示す主剤及び添加剤を、この表に示す温度にしてから混合して、第１混合物を得た。
次に、この表に示す硬化剤をこの表に示す温度にしてから第１混合物に混合し、１２０秒間撹拌させて第２混合物を得た。なお、第２混合物中の各材料の配合割合は、この表に示す割合とした。
そして、第２混合物を１００℃で１０時間加熱することにより重合し発泡させることにより、高分子体を得た。
【００９６】
【表６】
2018127562.tif 000016
【００９７】
（実施例７）
下記表７に示す主剤及び添加剤を、この表に示す温度にしてから混合して、第１混合物を得た。
次に、この表に示す硬化剤をこの表に示す温度にしてから第１混合物に混合し、７０秒間撹拌させて第２混合物を得た。なお、第２混合物中の各材料の配合割合は、この表に示す割合とした。
そして、第２混合物を１００℃で１０時間加熱することにより重合し発泡させることにより、高分子体を得た。
【００９８】
【表７】
2018127562.tif 000017
【００９９】
（実施例８）
下記表８に示す主剤及び添加剤を、この表に示す温度にしてから混合して、第１混合物を得た。
次に、この表に示す硬化剤をこの表に示す温度にしてから第１混合物に混合し、９０秒間撹拌させて第２混合物を得た。なお、第２混合物中の各材料の配合割合は、この表に示す割合とした。
そして、第２混合物を１００℃で１０時間加熱することにより重合し発泡させることにより、高分子体を得た。
【０１００】
【表８】
2018127562.tif 000018
【０１０１】
（実施例９）
下記表９に示す主剤及び添加剤を、この表に示す温度にしてから混合して、第１混合物を得た。
次に、この表に示す硬化剤をこの表に示す温度にしてから第１混合物に混合し、１００秒間撹拌させて第２混合物を得た。なお、第２混合物中の各材料の配合割合は、この表に示す割合とした。
そして、第２混合物を１００℃で１０時間加熱することにより重合し発泡させることにより、高分子体を得た。
【０１０２】
【表９】
2018127562.tif 000019
【０１０３】
（実施例１０）
下記表１０に示す主剤及び添加剤を、この表に示す温度にしてから混合して、第１混合物を得た。
次に、この表に示す硬化剤をこの表に示す温度にしてから第１混合物に混合し、６０秒間撹拌させて第２混合物を得た。なお、第２混合物中の各材料の配合割合は、この表に示す割合とした。
そして、第２混合物を１００℃で１０時間加熱することにより重合し発泡させることにより、高分子体を得た。
【０１０４】
【表１０】
2018127562.tif 000020
【０１０５】
（実施例１１）
下記表１１に示す主剤及び添加剤を、この表に示す温度にしてから混合して、第１混合物を得た。
次に、この表に示す硬化剤をこの表に示す温度にしてから第１混合物に混合し、９０秒間撹拌させて第２混合物を得た。なお、第２混合物中の各材料の配合割合は、この表に示す割合とした。
そして、第２混合物を１００℃で１０時間加熱することにより重合し発泡させることにより、高分子体を得た。
【０１０６】
【表１１】
2018127562.tif 000021
【０１０７】
（実施例１２）
下記表１２に示す主剤及び添加剤を、この表に示す温度にしてから混合して、第１混合物を得た。
次に、この表に示す硬化剤をこの表に示す温度にしてから第１混合物に混合し、９０秒間撹拌させて第２混合物を得た。なお、第２混合物中の各材料の配合割合は、この表に示す割合とした。
そして、第２混合物を１００℃で１０時間加熱することにより重合し発泡させることにより、高分子体を得た。
【０１０８】
【表１２】
2018127562.tif 000022
【０１０９】
（実施例１３）
下記表１３に示す主剤及び添加剤を、この表に示す温度にしてから混合して、第１混合物を得た。
次に、この表に示す硬化剤をこの表に示す温度にしてから第１混合物に混合し、８０秒間撹拌させて第２混合物を得た。なお、第２混合物中の各材料の配合割合は、この表に示す割合とした。
そして、第２混合物を１００℃で１０時間加熱することにより重合し発泡させることにより、高分子体を得た。
【０１１０】
【表１３】
2018127562.tif 000023
【０１１１】
（実施例１４）
下記表１４に示す主剤及び添加剤を、この表に示す温度にしてから混合して、第１混合物を得た。
次に、この表に示す硬化剤をこの表に示す温度にしてから第１混合物に混合し、１２０秒間撹拌させて第２混合物を得た。なお、第２混合物中の各材料の配合割合は、この表に示す割合とした。
そして、第２混合物を１００℃で１０時間加熱することにより重合し発泡させることにより、高分子体を得た。
【０１１２】
【表１４】
2018127562.tif 000024
【０１１３】
（比較例１）
下記表１５に示す主剤及び添加剤を、この表に示す温度にしてから混合して、第１混合物を得た。
次に、この表に示す硬化剤をこの表に示す温度にしてから第１混合物に混合し、１２０秒間撹拌させて第２混合物を得た。なお、第２混合物中の各材料の配合割合は、この表に示す割合とした。
そして、第２混合物を１００℃で１０時間加熱することにより重合し発泡させることにより、高分子体を得た。
【０１１４】
【表１５】
2018127562.tif 000025
【０１１５】
（実施例１５）
下記表１６に示す主剤及び添加剤を、この表に示す温度にしてから混合して、第１混合物を得た。
次に、この表に示す硬化剤をこの表に示す温度にしてから第１混合物に混合し、１２０秒間撹拌させて第２混合物を得た。なお、第２混合物中の各材料の配合割合は、この表に示す割合とした。
そして、第２混合物を１００℃で１０時間加熱することにより重合し発泡させることにより、高分子体を得た。
【０１１６】
【表１６】
2018127562.tif 000026
【０１１７】
（実施例１６）
下記表１７に示す主剤及び添加剤を、この表に示す温度にしてから混合して、第１混合物を得た。
次に、この表に示す硬化剤をこの表に示す温度にしてから第１混合物に混合し、１２０秒間撹拌させて第２混合物を得た。なお、第２混合物中の各材料の配合割合は、この表に示す割合とした。
そして、第２混合物を１００℃で１０時間加熱することにより重合し発泡させることにより、高分子体を得た。
【０１１８】
【表１７】
2018127562.tif 000027
【０１１９】
（見掛け密度）
見掛け密度は、上述した方法により求めた。
【０１２０】
（硬度（ＪＩＳ−Ａ））
硬度（ＪＩＳ−Ａ）は、ＪＩＳ  Ｋ７３１２−１９９６のタイプＡによる硬さ試験に準拠して測定した。
なお、乾燥時の硬度は、２３℃下で測定した。また、湿潤時の硬度は、４０℃の温水に高分子体を２４時間浸漬し、２３℃下で測定した。
そして、下記式で表される「硬度変化量」を算出した。
硬度変化量  ＝  乾燥時の硬度  −  湿潤時の硬度
【０１２１】
（気泡の大きさ）
気泡の大きさを確認するため、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、実施例１、７、１３、実施例１０の高分子体の断面を撮影した。
【０１２２】
実施例１、７、１３、１０のＳＥＭ写真をそれぞれ図１〜４に示す。また、それ以外の結果を下記表１８に示す。また、各高分子体における、前記ポリウレタン樹脂を１００質量％としたときの、前記ポリウレタン樹脂の構成単位に含まれるポリエチレングリコールの含有割合（以下、単に「ＰＥＧの含有割合」ともいう。）も下記表１８に示す。
【０１２３】
【表１８】
2018127562.tif 000028
【０１２４】
表１８に示すように、実施例１〜１４の高分子体は、比較例１の高分子体に比べて、水との接触によって硬度が大幅に低下した。よって、本発明によれば、特定の状況下において硬度が低くなる高分子体となっていることが分かる。
【０１２５】
図１〜４に示すように、見掛け密度が０．４〜０．７ｇ／ｃｍ３である実施例１、７、１３の高分子体は、見掛け密度が０．３６ｇ／ｃｍ３である実施例１０の高分子体に比べて、気泡が小さかった。
よって、発泡体たる高分子体の見掛け密度を０．４〜０．７ｇ／ｃｍ３の範囲内とすることにより、気泡径を小さくすることができ、その結果、研磨レートを向上させ得ることがわかる。
また、実施例１〜１４の高分子体は、ＰＥＧの含有割合が大きい実施例１５、１６に比べて、乾燥時の硬度が高い値を示した。
【図１】
2018127562.tif 000030
【図２】
2018127562.tif 000031
【図３】
2018127562.tif 000032
【図４】
2018127562.tif 000033