WO2022163766A1 - 環状多官能モノマーを含む硬化性組成物 - Google Patents

環状多官能モノマーを含む硬化性組成物 Download PDF

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康智 清水
一石 福田
剛美 川崎
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株式会社トクヤマ
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    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing

Definitions

  • the present invention provides a side chain-containing cyclic molecule containing three or more side chains having groups with active hydrogen at their ends, a urethane prepolymer having iso(thio)cyanate groups at both ends of the molecule, a diol, and an amino A curable composition containing a group-containing monomer, and a novel cured product obtained from the curable composition.
  • a polishing member is a material used for flattening a mating member with an abrasive. Specifically, the polishing member is used by sliding and contacting the surface of a member to be polished while supplying an abrasive such as slurry to the surface when flattening the surface of the member to be polished. be. Examples include polishing pads.
  • polishing pads Many polyurethane resins are used for such polishing pads.
  • a polishing member a highly durable material with good wear resistance over a long period of time is always desired for cost reduction, stable production, and improved productivity.
  • the polishing pad is specifically used as a pad material (hereinafter also referred to as a polishing pad) in the CMP (Chemical Mechanical Polishing) method.
  • the CMP method is a polishing method that imparts excellent surface flatness, and is particularly used in the manufacturing processes of liquid crystal displays (LCDs), glass substrates for hard disks, silicon wafers, and semiconductor devices.
  • Patent Literature 1 In recent years, there has been a demand for polishing pads with further improvements in performance, particularly those with excellent flatness (prevention of edge sag) and wear resistance of the member to be polished.
  • the polyurethane resin described in Patent Literature 1 cannot sufficiently satisfy the above-described problems, and has a problem of poor handleability due to the use of polyrotaxane, which is a polymer.
  • an object of the present invention is to provide a curable composition that is excellent in handleability, has high wear resistance, and becomes a cured product capable of exhibiting excellent mechanical properties.
  • a side chain-containing cyclic molecule containing three or more side chains having a group with an active hydrogen at the end a side chain-containing cyclic molecule containing three or more side chains having a group with an active hydrogen at the end, a urethane prepolymer, and an amino group-containing
  • a curable composition containing a monomer it is possible to obtain a cured body having excellent mechanical properties, and by using a diol in combination, the curable composition can be improved in handleability and obtained.
  • (A) a side chain-containing cyclic molecule containing three or more side chains having groups with active hydrogen at their terminals (hereinafter also referred to as "(A) component” or “cyclic polyfunctional monomer”); and (B) A urethane prepolymer having iso(thio)cyanate groups at both ends of the molecule (hereinafter also referred to as “(B) component” or “urethane prepolymer”) and (C) diol (hereinafter referred to as "(C) component”
  • a curable composition containing (D) an amino group-containing monomer hereinafter also referred to as "(D) component
  • the second invention is a polishing pad obtained by curing the curable composition of the first invention.
  • the present invention relates to the following [1] to [11].
  • [1] (A) a side chain-containing cyclic molecule containing three or more side chains having groups with active hydrogen at their ends, and (B) a urethane prepolymer having iso(thio)cyanate groups at both ends of the molecule , (C) a diol, and (D) an amino group-containing monomer.
  • the molecular weight of the side chains having groups with active hydrogens at their terminals is the number-average molecular weight.
  • the curable composition according to the above [1] which is 300 or more.
  • the curable composition of the present invention has excellent handleability, and the cured body obtained by curing the curable composition exhibits excellent mechanical properties. Furthermore, when applied to a polishing pad, excellent wear resistance and polishing rate can be exhibited.
  • the curable composition of the present invention comprises (A) a side chain-containing cyclic molecule containing three or more side chains having groups with active hydrogen at the ends, and (B) iso(thio)cyanate groups at both ends of the molecule. and (C) a diol, and (D) an amino group-containing monomer.
  • cyclic molecule used in component (A) is not particularly limited as long as it is a cyclic molecule capable of containing three or more side chains having groups with active hydrogen at their terminals.
  • cyclic molecules include cyclodextrin, crown ether, benzocrown, dibenzocrown, dicyclohexanocrown, cyclobis(paraquat-1,4-phenylene), dimethoxypyraarene, calixresorcinarene, calixarene, and Phenanthroline may be mentioned, among which cyclodextrin is preferred.
  • the cyclodextrin has an ⁇ form (ring inner diameter 0.45 to 0.6 nm), a ⁇ form (ring inner diameter 0.6 to 0.8 nm), and a ⁇ form (ring inner diameter 0.8 to 0.95 nm). Mixtures of these can also be used.
  • ⁇ -cyclodextrin and ⁇ -cyclodextrin are particularly preferred, and ⁇ -cyclodextrin is most preferred in terms of cost and physical properties.
  • the calixresorcinarene is a cyclic molecule obtained by a cyclic condensation reaction between resorcinol and various aldehydes.
  • the resorcinol is not limited to resorcinol, and resorcinol derivatives such as 2-nitroresorcinol may be used.
  • aldehyde known aldehydes can be used without any limitation. Examples include aliphatic aldehydes such as n-butanal, isobutanal and heptanal, and aromatic aldehydes such as benzaldehyde, vanillin and 4-nitrobenzaldehyde. More than one species may be mixed and used. Among them, heptanal, benzaldehyde and vanillin are preferably used.
  • the calixresorcinarene is preferably a tetramer, but is not limited to this.
  • the cyclic molecule used in the component (A) of the present invention contains at least three side chains having groups with active hydrogen at their terminals.
  • the group having active hydrogen include a hydroxyl group and an amino group, with a hydroxyl group being preferred.
  • the side chain having a group having an active hydrogen at its end can be contained by, for example, using a reactive functional group possessed by a cyclic molecule and allowing it to react with this reactive functional group.
  • the reactive functional group examples include hydroxyl group and amino group, among which hydroxyl group is preferred.
  • ⁇ -cyclodextrin has 21 OH groups (hydroxyl groups) as reactive functional groups, and the OH groups are reacted to introduce side chains. Therefore, up to 21 side chains can be introduced into one ⁇ -cyclodextrin.
  • at least three or more side chains having active hydrogen-bearing groups at their terminals must be introduced in order to sufficiently exhibit the functions of the side chains described above.
  • it is a cyclic molecule into which 5 or more side chains having groups having active hydrogen are introduced at the terminals, more preferably 7 or more side chains having groups having active hydrogen are introduced into the terminals.
  • it is a cyclic molecule into which 8 or more side chains having groups with active hydrogen at the terminals are introduced.
  • the upper limit is not particularly limited, but if the number of introductions is too large, the viscosity of the cyclic polyfunctional monomer may increase and the handleability may deteriorate. Therefore, it is particularly preferable to introduce 8 to 18 side chains.
  • the side chain is not particularly limited, it is preferably formed by repeating an organic chain having 3 to 20 carbon atoms.
  • the number average molecular weight of such side chains is preferably 300 or more, for example. More particularly, the number average molecular weight of such side chains ranges from 300-10,000, preferably from 350-5,000, most preferably from 400-5,000, most preferably from 400-1,500.
  • the number average molecular weight of this side chain can be adjusted by the amount used when the side chain is included, can be determined by calculation, or can be determined from 1 H-NMR measurement.
  • the component (A) preferably has a certain viscosity range. By doing so, it is possible to have excellent handleability, and the appearance and edge sag resistance when a polishing pad is formed from the curable composition tend to be good.
  • a preferable viscosity range is 500 mPa ⁇ s to 90,000 mPa ⁇ s at 60° C., more preferably 500 mPa ⁇ s to 10,000 mPa ⁇ s, and most preferably 1000 mPa ⁇ s to 6,000 mPa ⁇ s. 000 mPa ⁇ s. These can be determined, for example, with a rotational viscometer.
  • the weight average molecular weight Mw of the component (A) is 1,500 to 200,000, particularly 2,000 to 50,000, particularly preferably 2,500 to 10,000, The most preferred range is between 3,000 and 8,000.
  • the degree of dispersion is preferably 1.2 or less.
  • the weight-average molecular weight Mw and the degree of dispersion are values measured by the GPC measurement method described in Examples described later.
  • component (A) may or may not form a complex with other molecules.
  • the cyclic molecule having an active hydrogen group-containing side chain preferably does not form a complex with other molecules.
  • the side chain as described above may be linear or branched.
  • the side chain can be contained in the cyclic molecule by appropriately selecting the methods and compounds disclosed in WO 2015/159875.
  • methods include ring-opening polymerization; radical polymerization; cationic polymerization; anionic polymerization; living radical polymerization such as atom transfer radical polymerization, RAFT polymerization, NMP polymerization, and the like, among which ring-opening polymerization is preferred.
  • a side chain of an appropriate size can be contained by reacting a suitably selected compound with the reactive functional group of the cyclic molecule.
  • Examples of the compound that reacts with the reactive functional group of the cyclic molecule include, in ring-opening polymerization, cyclic ethers, cyclic siloxanes, cyclic lactones, cyclic lactams, cyclic acetals, cyclic amines, cyclic carbonates, cyclic iminoethers, and cyclic thiocarbonates. and the like, and a side chain derived from the cyclic compound can be contained in the cyclic molecule.
  • cyclic compounds it is preferable to use cyclic ethers, cyclic lactones, and cyclic lactams from the viewpoints of high reactivity and easy adjustment of the molecular weight.
  • the side chains contained by ring-opening polymerization of these cyclic lactones and cyclic ethers end with hydroxyl groups, and the side chains contained by ring-opening polymerization of the cyclic lactams are the side chains of the side chains.
  • the end will be an amino group.
  • cyclic ethers cyclic lactones, cyclic lactams, and cyclic carbonates are exemplified below.
  • cyclic ethers ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, epichlorohydrin, epibromohydrin, 1,2-butylene oxide, 2,3-butylene oxide, isobutylene oxide, oxetane, 3-methyloxetane, 3,3-dimethyloxetane, Tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 3-methyltetrahydrofuran, etc.
  • cyclic lactones 4-membered ring lactone; ⁇ -propiolactone, ⁇ -methylpropiolactone, L-serine- ⁇ -lactone, etc.
  • cyclic lactams 4-membered ring lactam; 4-benzoyloxy-2-azetidinone, etc.
  • cyclic carbonates Ethylene carbonate, propylene carbonate, 1,2-butylene glycerol carbonate 1,2-carbonate, 4-(methoxymethyl)-1,3-dioxolan-2-one, (chloromethyl) ethylene carbonate, vinylene carbonate, 4,5- Dimethyl-1,3-dioxol-2-one, 4-chloromethyl-5-methyl-1,3-dioxol-2-one, 4-vinyl-1,3-dioxolan-2-one, 4,5-diphenyl -1,3-dioxolan-2-one, 4,4-dimethyl-5-methylene-1,3-dioxolan-2-one, 1,3-dioxan-2-one, 5-methyl-5-propyl-1 ,3-dioxolan-2-one, 5,5-diethyl-1,3-dioxolan-2-one
  • the above cyclic compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the cyclic compound preferably used is a lactone compound or a lactam compound
  • lactone compounds are ⁇ -caprolactone, ⁇ -acetyl- ⁇ -butyrolactone, ⁇ -methyl- ⁇ -butyrolactone, ⁇ - lactone compounds such as valerolactone and ⁇ -butyrolactone
  • particularly preferred lactam compounds are ⁇ -caprolactam, ⁇ -butyrolactam and DL- ⁇ -amino- ⁇ -caprolactam
  • ⁇ -caprolactone, ⁇ -caprolactam is particularly preferred lactone compounds.
  • the reactive functional group (e.g., hydroxyl group) of the cyclic molecule lacks reactivity, and it is difficult to directly react a large molecule, especially due to steric hindrance.
  • the lactone compound such as caprolactone described above
  • a low-molecular-weight compound such as propylene oxide is once reacted with the reactive functional group of the cyclic molecule to perform hydroxypropylation
  • a method of forming a highly reactive functional group in advance is preferred.
  • a means of incorporating a side chain by ring-opening polymerization using the above-described cyclic compound can be adopted.
  • the hydroxypropylated moieties can also be considered side chains.
  • catalysts can be used without any restrictions for the ring-opening polymerization described above.
  • organic titanium compounds such as tetramethyl titanate, tetraethyl titanate, tetrapropyl titanate, and tetrabutyl titanate
  • organic tin compounds such as tin 2-ethylhexanoate, dibutyltin dilaurate, tin octoate, dibutyltin oxide, and dibutyltin acetate
  • stannous chloride such as tetramethyl titanate, tetraethyl titanate, tetrapropyl titanate, and tetrabutyl titanate
  • organic tin compounds such as tin 2-ethylhexanoate, dibutyltin dilaurate, tin octoate, dibutyltin oxide, and dibutyltin acetate
  • stannous chloride such as tetramethyl titan
  • the amount of the remaining catalyst is preferably 5000 ppm or less with respect to the component (A) in terms of various metals used in the catalyst. It is more preferably 1000 ppm or less, and most preferably 600 ppm or less. Incidentally, the amount of the remaining catalyst metal can be measured by ICP emission described in Examples described later.
  • the amount of the catalyst is preferably 50 ppm or more, more preferably 100 ppm or more, relative to the component (A) in terms of various metals used in the catalyst.
  • the side chain contained in the cyclic molecule can contain a side chain having a group having an active hydrogen at the end of the side chain by various methods.
  • the group having active hydrogen is not particularly limited, but examples thereof include hydroxyl group, amino group, thiol group and the like. Among them, in the present invention, the group having a preferred active hydrogen is a hydroxyl group.
  • the cyclic molecules are ⁇ -cyclodextrin and ⁇ -cyclodextrin, and the reactive functional groups of the cyclic molecules are reacted with propylene oxide to form hydroxypropyl groups. It contains 3 or more side chains as polycaprolactone chains obtained by ring-opening polymerization of ⁇ -caprolactone.
  • the method for producing the component (A) is not particularly limited, but as an example of the component (A) that can be most preferably used, first, propylene oxide is reacted with the hydroxyl groups of ⁇ -cyclodextrin or ⁇ -cyclodextrin. After converting the hydroxyl group into a hydroxypropyl group, the hydroxypropyl group is preferably reacted with a polycaprolactone chain obtained by ring-opening polymerization of ⁇ -caprolactone. At this time, the hydroxypropyl group may be reacted with the polycaprolactone chain after ring-opening polymerization. It is preferable to
  • the above-mentioned catalysts and organic solvents can be used, it is more preferable to synthesize without solvents in terms of simplicity and cost.
  • the amount of metal catalyst can be reduced, and not only the cost of solvent and the time to remove the solvent, but also the cost of removing catalysts such as tin are unnecessary, which is very useful for industrial production. be.
  • the cyclic molecule may be a complex with another molecule.
  • it has a structure in which a chain-shaped axial molecule penetrates through the rings of the above-described multiple cyclic molecules, and bulky groups are bonded to both ends of the axial molecule, so that the cyclic molecule cannot come off from the axial molecule due to steric hindrance.
  • a polyrotaxane form may also be used as the component (A).
  • component (B) comprises (B2) a diol and (B1) a bifunctional iso(thio)cyanate group-containing compound having two iso(thio)cyanate groups in the molecule (hereinafter referred to as "component (B1) ", or "bifunctional iso(thio)cyanate group-containing compound").
  • component (B1) a bifunctional iso(thio)cyanate group-containing compound having two iso(thio)cyanate groups in the molecule
  • component (B1) or "bifunctional iso(thio)cyanate group-containing compound”
  • the iso(thio)cyanate group refers to an isocyanate group or an isothiocyanate group.
  • having two iso(thio)cyanate groups in the molecule means having two isocyanate groups, having two isothiocyanate groups, or having one isocyanate group and one isothiocyanate group. refers to any of
  • having an iso(thio)cyanate group at both ends of a molecule means that the molecule has isocyanate groups at both ends, has an isothiocyanate group at both ends of the molecule, or has an isocyanate group at one end of the molecule. and having an isothiocyanate group at the other end.
  • examples of the (B1) component which is a raw material for the (B) component, include polymerizable monomers described in International Publication No. 2019/198675.
  • At least one (B2) diol having a number average molecular weight of 300 to 1500 is used. It is preferred to manufacture component (B).
  • the (B2) diols having a number average molecular weight of 300 to 1500 can be used in combination of different types and different molecular weights. At that time, the (B2) diol may be combined so that the total number average molecular weight is 300 to 1,500.
  • a diol having a number average molecular weight of 300 to 1500 and a diol having a number average molecular weight of 90 to 300 can also be used in combination with the diol.
  • the number average molecular weight is Component (C) of 90 to 300 is preferably 0 to 50 parts by mass, more preferably 5 to 40 parts by mass, and most preferably 5 to 30 parts by mass.
  • component (B) must have isocyanate groups and/or isothiocyanate groups at both ends of the molecule. Therefore, in component (B), the total number of moles (n5) of isocyanate groups and/or isothiocyanate groups in component (B1) and the total number of moles (n6) of hydroxyl groups in (B2) diol are 1 ⁇ (n5 )/(n6) ⁇ 2.3.
  • the number of moles (n5) of the isocyanate groups and/or isothiocyanate groups is, of course, the sum of the isocyanate groups and/or isothiocyanate groups of the component (B1). Number of moles.
  • the number of moles (n6) of hydroxyl groups of two or more types of (B2) diols is, of course, the total number of moles of all hydroxyl groups.
  • the iso(thio)cyanate equivalent (total amount of isocyanate equivalents and/or isothiocyanate equivalents) of component (B) is determined by quantifying the isocyanate groups and/or isothiocyanate groups possessed by component (B) in accordance with JIS K 7301. can be obtained by The isocyanate group and/or isothiocyanate group can be quantified by the following back titration method. First, the obtained component (B) is dissolved in a dry solvent.
  • di-n-butylamine which is clearly in excess of the amount of isocyanate groups and/or isothiocyanate groups possessed by component (B) and has a known concentration, is added to the dry solvent, and (B ) reacting all isocyanate groups and/or isothiocyanate groups of the component with di-n-butylamine.
  • the unconsumed (did not participate in the reaction) di-n-butylamine is then titrated with acid to determine the amount of di-n-butylamine consumed. Since the consumed di-n-butylamine and the isocyanate groups and/or isothiocyanate groups of the component (B) are the same, the iso(thio)cyanate equivalent can be determined.
  • component (B) is a straight-chain urethane prepolymer having isocyanate groups and/or isothiocyanate groups at both ends, the number average molecular weight of component (B) is the iso(thio)cyanate equivalent of 2 be doubled. The molecular weight of this component (B) is likely to agree with the value measured by gel permeation chromatography (GPC).
  • the iso(thio)cyanate equivalent in the present invention is preferably 300-1000, more preferably 350-800, most preferably 400-600.
  • the reason for this is considered as follows. That is, when the component (B) having a certain molecular weight reacts with the component (A) to form a cured product, the working sites of the molecules including the side chains increase and the movement of the molecules themselves increases. It is considered that recovery from deformation (elastic recovery; low hysterics) is facilitated. Furthermore, it is believed that the use of the component (B) facilitates the dispersion of the cross-linking points in the cured product, and makes them exist randomly and uniformly, thereby exhibiting stable performance.
  • the resulting curable composition is excellent in handleability, making it easier to control during production and improving moldability.
  • a cured body obtained by curing the curable composition of the present invention is used as a polishing pad, a polishing pad having excellent moldability can be produced.
  • (B2) diol a compound having two hydroxyl groups can be used without particular limitation, and for example, a compound described later as component (C) can be used. That is, as the diol (B2), aliphatic diols, alicyclic diols, aromatic diols, polyester polyols, polyether polyols, polycaprolactone polyols, polycarbonate polyols, polyacrylic polyols, castor oil-based polyols, etc. can be used. can. Among them, aliphatic diols are preferred, and polyoxytetramethylene glycol and polypropylene glycol are more preferred.
  • the method for producing the component (B) used in the present invention is not particularly limited, and the diol (B2) and the component (B1) are reacted by a known method to form an isocyanate group and/or an isothiocyanate group at the end of the molecule. It is sufficient to produce the component (B) having
  • the component (B) for the production of the component (B), it can be produced by heating or adding a urethanization catalyst as necessary.
  • Component (C) used in the present invention can be used without limitation as long as it is a compound having two hydroxyl groups in one molecule, and may be used alone or in combination of two or more.
  • Such a (C) component can also be used as a raw material for the above-described (B) component. Further, in the present invention, the use of the component (C) makes it possible to improve handling properties and adjust the hardness of the cured body obtained by curing the curable composition, and the component (A) Excellent wear resistance can be expressed by combining with
  • Component (C) that can be suitably used in the present invention includes the following aliphatic diols, alicyclic diols, aromatic diols, polyester polyols, polyether polyols, polycaprolactone polyols, polycarbonate polyols, polyacrylic polyols, and castor oil-based Examples include, but are not limited to, polyols.
  • aliphatic diols ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene glycol, 1,5-dihydroxypentane, 1,6-dihydroxyhexane, 1,7-dihydroxyheptane, 1,8-dihydroxyoctane, 1,9-dihydroxynonane, 1,10-dihydroxydecane, 1,11-dihydroxyundecane, 1,12-dihydroxydodecane, neopentyl glycol, glyceryl monooleate, monoelaidin, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyoxytetramethylene glycol, 3-methyl-1 ,5-dihydroxypentane, dihydroxyneopentyl, 1,6-dihydroxyhexane, 2-ethyl-1,2-dihydroxyhexane, 2-methyl-1,3-dihydroxypropane, diols such as 1,10-dihydroxydecane
  • Alicyclic diol hydrogenated bisphenol A, cyclobutanediol, cyclopentanediol, cyclohexanediol, cycloheptanediol, cyclooctanediol, cyclohexanedimethanol, hydroxypropylcyclohexanol, tricyclo[5,2,1,0 2,6 ]decane-dimethanol, bicyclo[4,3,0]-nonanediol, dicyclohexanediol, tricyclo[5,3,1,13,9]dodecanediol, bicyclo[4,3,0]nonanedimethanol, tricyclo[5,3,1 ,1 3,9 ]dodecan-diethanol, hydroxypropyltricyclo[5,3,1,1 3,9 ]dodecanol, spiro[3,4]octanediol, butylcyclohex
  • polyester polyols It is a compound obtained by a condensation reaction between a polyol and a polybasic acid, and includes those having two hydroxyl groups in the molecule. Among them, the number average molecular weight is preferably from 300 to 2,000, most preferably from 400 to 1,500.
  • the polyols include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 3,3′-dimethylolheptane, 1,4-cyclohexanedimethanol, neopentyl glycol, 3,3-bis(hydroxymethyl)heptane, diethylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, etc., which are used alone However, two or more types may be mixed and used.
  • polybasic acids examples include succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, cyclopentanedicarboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, orthophthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, and naphthalenedicarboxylic acid. These may be used singly or in combination of two or more.
  • polyester polyols are commercially available as reagents or industrially.
  • Examples of commercially available products include the "Polylite (registered trademark)” series manufactured by DIC Corporation, and the “Nipporan (registered trademark)” manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd. )” series, the “Maximol (registered trademark)” series manufactured by Kawasaki Chemical Industries, Ltd., and the “Kuraray Polyol (registered trademark)” series manufactured by Kuraray Co., Ltd., and the like.
  • polyether polyols A compound obtained by ring-opening polymerization of an alkylene oxide or a reaction of a compound having two or more active hydrogen-containing groups in the molecule with an alkylene oxide, and a modified product thereof, having two hydroxyl groups in the molecule. be done.
  • the number average molecular weight is preferably from 200 to 2,000, most preferably from 200 to 1,500.
  • polyether polyols examples include polymer polyols, urethane-modified polyether polyols, and polyether ester copolymer polyols.
  • compounds having two or more hydroxyl groups in the molecule include water, ethylene glycol, and propylene glycol. , butanediol, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, triethanolamine, diglycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, hexanetriol and other glycols having two or more hydroxyl groups in the molecule, and polyol compounds such as glycerin. These may be used singly or in combination of two or more.
  • the alkylene oxides include cyclic ether compounds such as ethylene oxide, propylene oxide, and tetrahydrofuran, and these may be used alone or in combination of two or more.
  • Such polyether polyols are commercially available as reagents or industrially.
  • ADEKA CORPORATION "ADEKA POLYETHER” series and the like can be mentioned.
  • polycaprolactone polyol It is a compound obtained by ring-opening polymerization of ⁇ -caprolactone and includes two hydroxyl groups in the molecule.
  • the number average molecular weight is preferably from 300 to 2,000, most preferably from 400 to 1,500.
  • polycaprolactone polyols are commercially available as reagents or industrially.
  • examples of commercially available products include the "PLAXEL (registered trademark)” series manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.
  • polycarbonate polyols A compound obtained by phosgenation of one or more low-molecular-weight polyols or a compound obtained by transesterification using ethylene carbonate, diethyl carbonate, diphenyl carbonate, etc., and having two hydroxyl groups in the molecule.
  • the number average molecular weight is preferably from 300 to 2,000, most preferably from 400 to 1,500.
  • Low-molecular-weight polyols include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1, 4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol , 2-ethyl-4-butyl-1,3-propanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, cyclohexane-1,4-diol, cyclohexane-1,4-dimethanol, dimer acid diol, bisphenol A Low-molecular-weight polyols
  • polycarbonate polyols are commercially available as reagents or industrially, and examples of commercially available products include the "Duranol (registered trademark)” series manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation, and the “Kuraray Polyol (registered trademark)” manufactured by Kuraray Co., Ltd. )” series, Daicel Chemical Industries Ltd.'s “Placcel (registered trademark)” series, Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.'s “Nipporan (registered trademark)” series, and Ube Industries, Ltd.'s "ETERNACOLL (registered trademark)” series. be able to.
  • polyacrylic polyol It is a polyol compound obtained by polymerizing a (meth)acrylate acid ester or a vinyl monomer, and includes those having two hydroxyl groups in the molecule.
  • castor oil-based polyol examples include polyol compounds using castor oil, which is a natural fat and oil, as a starting material, and those having hydroxyl groups (two in the molecule) only at both ends of the molecule. These castor oil polyols are commercially available as reagents or industrially. Examples of commercially available products include the "URIC (registered trademark)" series manufactured by Ito Seiyu Co., Ltd.
  • the component (C) that can be particularly preferably used preferably has a number average molecular weight in the range of 100 to 2000, more preferably in the range of 150 to 1000, and more preferably in the range of 200 to 1000. is most preferred. Within this range, it is easy to impart excellent handling characteristics.
  • the number average molecular weight of the component (C) and the above-mentioned (B2) diol is the molecular weight obtained from the chemical structure in the case of a compound with no molecular weight distribution such as a low molecular weight compound, and the molecular weight is distributed in the molecular weight of a polymer compound.
  • component (C) that can be particularly suitably used includes aliphatic diols, or polyester polyols consisting only of aliphatics, polyether polyols, polycaprolactone polyols, polycarbonate polyols, polyacrylic polyols, and castor oil-based polyols. Aliphatic diols and polycarbonate polyols are more preferred, aliphatic diols are more preferred, and polyoxytetramethylene glycol is most preferred.
  • component (D) ⁇ (D) amino group-containing monomer; component (D)>
  • Component (D) contained in the curable composition of the present invention can be used without limitation as long as it is a compound having two or more primary and/or secondary amino groups in one molecule, and can be used singly or You may use 2 or more types together.
  • the component (D) preferably has at least a primary amino group in one molecule, more preferably two or more primary amino groups in one molecule.
  • the obtained cured product becomes a urethane urea resin having a urea bond. Therefore, it is useful for improving the mechanical strength of the obtained cured product.
  • the number of amino groups that the component (D) has in the molecule is not particularly limited as long as it is two or more. Taking this into consideration, the number is preferably 2 to 6, more preferably 2 to 4, even more preferably 2 to 3, and particularly preferably 2.
  • the component (D) can be broadly classified into aliphatic amines, alicyclic amines, aromatic amines, and polyrotaxanes having an amino group polymerizable with an isocyanate group. Specific examples of component (D) include the following.
  • Bifunctional amines such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, nonamethylenediamine, undecanemethylenediamine, dodecamethylenediamine, metaxylenediamine, 1,3-propanediamine, and polyamines such as polyamines such as diethylenetriamine.
  • aromatic amines 4,4′-methylenebis(o-chloroaniline) (MOCA), 2,6-dichloro-p-phenylenediamine, 4,4′-methylenebis(2,3-dichloroaniline), 4,4′-methylenebis(2 -ethyl-6-methylaniline), 3,5-bis(methylthio)-2,4-toluenediamine, 3,5-bis(methylthio)-2,6-toluenediamine, 3,5-diethyltoluene-2, 4-diamine, 3,5-diethyltoluene-2,6-diamine, trimethylene glycol-di-p-aminobenzoate, polytetramethylene glycol-di-p-aminobenzoate, 4,4'-diamino-3,3 ',5,5'-tetraethyldiphenylmethane, 4,4'-diamino-3,3'-diisopropyl-5,5'-d
  • the most preferable component (D) among those mentioned above is 4,4′-methylenebis(o-chloroaniline) (MOCA), 4,4′-diamino-3,3′-diethyl-5,5′- dimethyldiphenylmethane, 3,5-diethyltoluene-2,4-diamine, 3,5-diethyltoluene-2,6-diamine, 3,5-bis(methylthio)-2,4-toluenediamine, 3,5-bis (methylthio)-2,6-toluenediamine, trimethylene glycol-di-p-aminobenzoate and the like.
  • MOCA 4,4′-methylenebis(o-chloroaniline)
  • the curable composition containing components (A), (B), (C), and (D) preferably has the following formulation.
  • 2 to 50 parts by mass of component (A) and 2 to 50 parts by mass of component (B) are It is preferable to contain 30 to 90 parts by mass, 2 to 50 parts by mass of component (C), and 2 to 20 parts by mass of component (D), and 5 to 40 parts by mass of component (A), ( It is more preferable to contain 50 to 80 parts by mass of component B, 5 to 40 parts by mass of component (C), and 3 to 10 parts by mass of component (D), and 8 to 8 parts by mass of component (A). It is most preferable to contain 30 parts by mass, 55 to 80 parts by mass of component (B), 8 to 30 parts by mass of component (C), and 4 to 10 parts by mass of component (D). By containing it in such a range, the cured body obtained by curing the curable composition can exhibit excellent wear resistance and polishing properties.
  • a reaction catalyst for urethane or urea can be used in order to speed up the curing.
  • urethane or urea reaction catalysts known ones can be used without any limitation, and as specific examples, those described in International Publication No. 2015/068798 can be used.
  • the urethane or urea reaction catalysts may be used alone or in combination of two or more. It may be in the range of 0.001 to 10 parts by weight, particularly 0.01 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of the total of component and component (D).
  • the curable composition of the present invention can use various known compounding agents within a range that does not impair the effects of the present invention.
  • abrasive grains, antioxidants, ultraviolet absorbers, infrared absorbers, anti-coloring agents, fluorescent dyes, dyes, photochromic compounds, pigments, fragrances, surfactants, flame retardants, plasticizers, fillers, antistatic agents, Foam stabilizers, solvents, leveling agents and other additives may be added.
  • These additives may be used alone or in combination of two or more.
  • These additives can be incorporated into the cured product of the present invention by incorporating them into the curable composition and curing the curable composition.
  • the cured product obtained by curing the curable composition may be a foamed cured product obtained by foaming the cured product.
  • a foaming hardened body or a non-foaming hardened body may be selected depending on the desired application and hardness, but when the hardened body of the present invention is used as a polishing pad, the foamed hardened body is more preferable.
  • Such a foamed cured product can be obtained by a known foaming method, for example, by blending a foaming agent or fine particles into the curable composition, or by blowing gas into the curable composition and then curing the curable composition. Thus, a foamed cured product can be obtained.
  • Examples of specific methods for foaming the cured product include a foaming agent foaming method in which a volatile foaming agent such as a low boiling point hydrocarbon or water is added, and a method in which fine hollow particles (microballoons) are dispersed and cured. , a method of mixing thermally expandable fine particles and then heating the fine particles to foam them, or a mechanical froth foaming method of blowing an inert gas such as air or nitrogen during mixing.
  • a foaming agent foaming method in which a volatile foaming agent such as a low boiling point hydrocarbon or water is added
  • fine hollow particles microballoons
  • a method of mixing thermally expandable fine particles and then heating the fine particles to foam them or a mechanical froth foaming method of blowing an inert gas such as air or nitrogen during mixing.
  • (E) component As the (E) hollow microparticles (hereinafter also referred to as "(E) component") contained in the curable composition of the present invention, known ones can be used without any limitation. Specific examples include particles having outer shells made of vinylidene chloride resin, (meth)acrylate resin, acrylonitrile-vinylidene chloride copolymer, epoxy resin, phenol resin, melamine resin, urethane resin, or the like. Among them, the component (E) is preferably made of a urethane-based resin or a melamine-based resin. It is preferably a fine hollow particle composed of a hollow portion.
  • the urethane-based resin is a resin having a urethane bond and/or a urea bond.
  • a melamine-based resin is a resin produced by polycondensation of melamine and formaldehyde. When these fine hollow particles are used, uniform foams can be produced efficiently and easily. Furthermore, when these fine hollow particles are used, defects such as scratches are less likely to occur, and hysteresis loss is also reduced.
  • the average particle size of the component (E) is not particularly limited, it is preferably within the following range. Specifically, it is preferably 1 ⁇ m to 500 ⁇ m, more preferably 5 ⁇ m to 200 ⁇ m, and most preferably 10 to 100 ⁇ m.
  • the bulk density of the component (E) is also not particularly limited, but is preferably within the following range. Specifically, it is preferably 0.01 g/cm 3 to 0.5 g/cm 3 , more preferably 0.02 g/cm 3 to 0.3 g/cm 3 .
  • the bulk density is the density of the component (E) when expanded. In the stage of mixing with the curable composition of the present invention, if the component (E) is an unexpanded type particle that expands due to heat during curing, the bulk density when expanded is the above bulk Density is preferred.
  • component (E) may be appropriately determined according to the intended use. Above all, when the obtained cured product is used as a polishing pad, the following compounding amounts are preferred. Specifically, component (E) is preferably 0.1 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of component (A), component (B), component (C), and component (D). , more preferably 0.2 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 8 parts by mass.
  • the density of the cured product when foamed is preferably 0.40 to 0.95 g/cm 3 .
  • carbon dioxide serves as a foaming gas, while the amino groups are further iso(thio) It reacts with cyanate groups to form urea and/or thiourea bonds.
  • the cured body obtained from the curable composition of the present invention can have any suitable hardness.
  • the hardness can be measured according to the Shore method, for example, according to JIS standard (hardness test) K6253.
  • the cured product preferably has a Shore hardness of 30A to 70D, more preferably 40A to 60D ("A" is Shore "A '' scale, and ''D'' indicates hardness on the Shore ''D'' scale).
  • the hardness can be arbitrarily set by changing the compounding composition and compounding amount as necessary.
  • the cured body obtained from the curable composition of the present invention is used as a polishing pad, it is preferable that the cured body has a certain range of compressibility in order to develop the flatness of the object to be polished. Compression rate can be measured by a method conforming to JIS L 1096. The compressibility of the cured body is preferably 0.5% to 50%. Within the above range, it is possible to exhibit excellent flatness of the object to be polished.
  • the hysteresis loss of the cured body is preferably 60% or less, more preferably 50% or less. % or less.
  • Hysteresis loss can be measured by a method conforming to JIS K 6251, for example. Specifically, the test piece prepared in the shape of a dumbbell is stretched 100% and then returned to its original state, resulting in a hysteresis loss (area of elongation and stress when stretched and restored / elongation and stress when stretched area of stress x 100) can be measured.
  • the low hysteresis loss when used as a polishing pad, it is presumed that the kinetic energy of the abrasive grains can be uniformly used for polishing the object to be polished, so excellent flatness and a high polishing rate are exhibited. becomes possible. Furthermore, it is believed that the low hysteresis loss enables the development of an excellent polishing rate even with a soft pad.
  • the “elongation and stress area when stretched and undone” is represented by “the area of the stress-strain curve during stretching ⁇ the area of the stress-strain curve during contraction”, and is described above. "Elongation vs. stress area in elongation” means "area of stress-strain curve in elongation”.
  • the abrasion resistance of the cured body is such that the wear amount in the Taber abrasion test is preferably 60 mg or less, more preferably 50 mg or less. It is preferable to be By reducing the amount of Taber wear, it is possible to exhibit excellent wear resistance when used as a polishing pad.
  • the method described in Examples described later can be used as a detailed execution method of the Taber abrasion test.
  • the polishing pad when the polishing pad is composed of a plurality of layers, at least one of the layers can use the above-mentioned cured body as a member of the polishing pad.
  • a polishing layer also referred to as a first layer
  • the base layer also referred to as the second layer
  • the underlayer preferably has a lower hardness than the polishing layer.
  • the hardening material may be used not only for the polishing layer but also for the underlying layer.
  • the cured body when used as a polishing pad, the cured body can be made into a fixed abrasive cured body by adding abrasive grains to the curable composition and curing the composition.
  • abrasive grains for example, particles made of a material selected from cerium oxide, silicon oxide, alumina, silicon carbide, zirconia, iron oxide, manganese dioxide, titanium oxide and diamond, or particles of two or more kinds of these materials. etc.
  • the method for containing these abrasive grains is not particularly limited, but for example, after dispersing these abrasive grains in the curable composition, the curable composition can be cured to include them in the cured product.
  • the shape of the polishing pad is not particularly limited, and a groove structure can be formed on its surface.
  • the groove structure preferably has a shape that retains and renews the slurry when polishing the member to be polished.
  • X (stripe) grooves XY lattice grooves, concentric circular grooves, through holes, non-through holes, polygonal columns, cylinders, spiral grooves, eccentric circular grooves, radial grooves, and these A combination of grooves may be mentioned.
  • the method for producing the groove structure is not particularly limited.
  • a method of mechanical cutting using a tool such as a tool of a predetermined size, a method of manufacturing by pouring resin into a mold with a predetermined surface shape and curing it, and a press plate with a predetermined surface shape
  • a method of manufacturing by pressing a resin with a method of manufacturing using photolithography, a method of manufacturing using a printing method, and a manufacturing method using a laser beam such as a carbon dioxide laser.
  • the curable composition can be applied or impregnated on a nonwoven fabric, for example, and then cured to form a nonwoven polishing pad.
  • Viscosity measurement Viscosity was measured using a Brookfield rotational viscometer (BROOKFIELD RST-CPS Rheometer manufactured by Eiko Seiki Co., Ltd.) at 60° C. under a shear stress of 100 (Pa).
  • ICP emission Measurement of ICP luminescence was carried out by dissolving a sample in a mixture of methyl isobutyl ketone and isopropyl alcohol at 1000 ppm as a solvent, and using an ICP emission spectrometer (i CAP 6500 DUO manufactured by Thermo Fisher Scientific Co., Ltd.). The amount of metal contained was calculated.
  • Density Density (g/cm 3 ) was measured with (DSG-1) manufactured by Toyo Seiki.
  • Shore D hardness was measured with a durometer manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd. according to JIS standard (hardness test) K6253. The thickness was measured so as to be 6 mm. Relatively low hardness was measured by Shore A hardness, and relatively high hardness was measured by Shore D hardness.
  • Abrasion resistance A Taber abrasion test was measured with a 5130 type apparatus manufactured by Taber. A Taber wear test was performed with a load of 1 kg, a rotation speed of 60 rpm, a number of revolutions of 1000, and an abrasion wheel of H-18 to measure the amount of wear.
  • Hysteresis loss A resin punched into a dumbbell No. 8 shape with a thickness of 2 mm is stretched by 20 mm at 10 mm / min with an autograph of AG-SX manufactured by Shimadzu Corporation, and then hysteresis when returning until the stress becomes zero. loss was measured.
  • Polishing rate was measured under the following conditions. The polishing rate is the average value of ten 2-inch sapphire wafers.
  • CMP polishing pad 500 mm diameter, 1 mm thick pad with concentric grooves formed on the surface
  • Slurry FUJIMI Compol 80 undiluted solution Pressure: 4 psi Rotation speed: 45rpm Time: 1 hour
  • Scratch resistance Ten wafers were checked for scratches when polished under the conditions described in (6) above. Evaluation was performed according to the following criteria. 1: Measured with a laser microscope, all 10 wafers have no defects 2: Measured with a laser microscope, 1 out of 10 wafers have scratches 3: Measured with a laser microscope, 10 wafers Two or more wafers with scratches
  • Edge sagging Edge sagging of a 2-inch sapphire wafer when polished under the conditions described in the same manner as for the scratch resistance in (7) was checked. Evaluation was performed according to the following criteria. 1: Measure the edge portion of the wafer with a laser microscope, and the edge sag is within 30 ⁇ m 2: Measure the edge portion of the wafer with a laser microscope, and the edge sag is within 60 ⁇ m 3: Measure the edge portion of the wafer with a laser microscope Measured and the edge sag exceeds 90 ⁇ m 4: The edge portion of the wafer is measured with a laser microscope and the edge sag exceeds 120 ⁇ m 5: The edge portion of the wafer is measured with a laser microscope and the edge sag exceeds 150 ⁇ m
  • A-1 A cyclic polyfunctional monomer using ⁇ -cyclodextrin as a cyclic molecule and having nine side chains with hydroxyl groups at the ends
  • Weight average molecular weight Mw (GPC): 4800 Dispersion degree (GPC): 1.05 Modification degree of side chain: 0.43 (43% when displayed in %)
  • Group with active hydrogen at side chain end hydroxyl Number of side chains contained in cyclic molecule: 9
  • Molecular weight of side chain about 560 in terms of number average molecular weight
  • Residual tin content 300 ppm
  • Manufacturing method of A-1) Hydroxypropylated ⁇ -cyclodextrin (manufactured by CycloChem Co., Ltd.): 10 g and ⁇ -caprolactone: 32.0 g were stirred while heating to 130° C.
  • A-2 Polyrotaxane having a cyclic polyfunctional monomer using ⁇ -cyclodextrin as a cyclic molecule and having nine side chains having hydroxyl groups at the ends (physical properties of A-2) Weight average molecular weight Mw (GPC): 120,000 Degree of dispersion (GPC): 1.23 Modification degree of side chain: 0.5 (50% when displayed in %) Group with active hydrogen at side chain end: hydroxyl Number of side chains contained in cyclic molecule: 9 Molecular weight of side chain: about 350 in terms of number average molecular weight Viscosity: 71,000mPa s Residual tin content: 800 ppm (Manufacturing method of A-2) Linear polyethylene glycol (PEG) with a molecular weight of 10,000 was used as the axis molecule, PEG: 10 g, TEMPO (2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy radical): 100 mg, bromide Sodium: 1 g was dissolved in water
  • the prepared PEG-COOH: 3 g and ⁇ -cyclodextrin ( ⁇ -CD): 12 g were each dissolved in 50 mL of water at 70°C, and the resulting solutions were mixed and shaken well. Next, this mixed solution was reprecipitated at a temperature of 4° C. for 12 hours, and the precipitated inclusion complex was freeze-dried and recovered. Thereafter, after dissolving 0.13 g of adamantaneamine in 50 ml of dimethylformamide (DMF) at room temperature, the above inclusion complex was added and the mixture was quickly shaken.
  • DMF dimethylformamide
  • the slurry reagent obtained above was allowed to stand at 4° C. for 12 hours. Then, DMF/methanol mixed solvent (volume ratio 1/1): 50 ml was added, mixed and centrifuged, and the supernatant was discarded. Furthermore, after washing with the above DMF/methanol mixed solution, washing with methanol and centrifugation were performed to obtain a precipitate. After drying the resulting precipitate by vacuum drying, it was dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO): 50 mL, and the obtained transparent solution was dropped into 700 mL of water to precipitate polyrotaxane. The precipitated polyrotaxane was collected by centrifugation and vacuum dried.
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • Polyrotaxane purified above 500 mg was dissolved in 1 mol/L NaOH aqueous solution: 50 mL, propylene oxide: 3.83 g (66 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 12 hours under an argon atmosphere. Next, the above polyrotaxane solution was neutralized with a 1 mol/L HCl aqueous solution to a pH of 7 to 8, dialyzed with a dialysis tube, and freeze-dried to obtain a hydroxypropylated polyrotaxane. The obtained hydroxypropylated polyrotaxane was identified by 1 H-NMR and GPC, and confirmed to be a hydroxypropylated polyrotaxane having the desired structure. The degree of modification of the hydroxyl group of the cyclic molecule with the hydroxypropyl group was 0.5, and the weight average molecular weight Mw was 50,000 by GPC measurement.
  • a mixed solution was prepared by dissolving 5 g of the obtained hydroxypropylated polyrotaxane in 15 g of ⁇ -caprolactone at 80°C. This mixture was stirred at 110° C. for 1 hour while blowing dry nitrogen, then 0.16 g of a 50 wt % xylene solution of tin(II) 2-ethylhexanoate was added, and the mixture was stirred at 130° C. for 6 hours. After that, xylene was added to obtain an A-2 xylene solution with a non-volatile concentration of about 35% by mass.
  • A-2 was obtained by dropping the A-2 xylene solution prepared above into hexane, collecting it, and drying it.
  • ⁇ Pre-2 A urethane prepolymer having an iso(thio)cyanate equivalent weight of 460 and iso(thio)cyanate groups at both ends of the molecule (method for producing Pre-2)
  • a urethane prepolymer having an iso(thio)cyanate equivalent weight of 460 and iso(thio)cyanate groups at both ends of the molecule (method for producing Pre-2)
  • 1000 g of 2,4-tolylene diisocyanate and 1100 g of polypropylene glycol (number average molecular weight: 500) were reacted at 80° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere.
  • Diethylene glycol: 120 g was added and reacted at 80° C. for 5 hours to obtain a terminal isocyanate urethane prepolymer (Pre-2) having an iso(thio)cyanate equivalent of 460.
  • PCD5 Duranol manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation (polycarbonate diol made from 1,5-pentanediol and hexanediol, number average molecular weight 500).
  • PCD10 Duranol manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation (polycarbonate diol made from 1,5-pentanediol and hexanediol, number average molecular weight 1000).
  • PCD20 Duranol manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation (polycarbonate diol made from 1,5-pentanediol and hexanediol, number average molecular weight 2000).
  • PTG2.5 Polyoxytetramethylene glycol with a number average molecular weight of 250
  • PTG6.5 Polyoxytetramethylene glycol with a number average molecular weight of 650
  • PTG10 Polyoxytetramethylene glycol with a number average molecular weight of 1000
  • PTG20 Number average molecular weight of 2000
  • PEG10 polyethylene glycol with a number average molecular weight of 1000
  • PPG10 polypropylene glycol with a number average molecular weight of 1000 P530: manufactured by Kuraray Co., Ltd.
  • ⁇ DEG diethylene glycol
  • ⁇ MPD 3-methyl-1,5-pentanediol
  • ⁇ C1 1,6-dihydroxyhexane
  • ⁇ C2 1,10-dihydroxydecane
  • ⁇ C3 cyclohexanedimethanol
  • C4 tricyclo[5,2, 1,0 2,6 ]decane-dimethanol
  • C5 Tetrabromobisphenol A bis(2-hydroxyethyl) ether
  • the prepared components (a) and (b) were mixed and stirred at 2,000 rpm for 10 minutes at 25°C using a high-speed shearing disperser to prepare an O/W emulsion.
  • a microballoon dispersion was obtained in which the resin film was made of melamine resin.
  • the resulting microballoon dispersion was filtered to remove the microballoons, which were vacuum-dried at 60° C. for 24 hours to obtain fine hollow particles. After that, aggregates were removed by a sieve with an opening of 75 ⁇ m to obtain E2.
  • Example applied to a polishing pad> ⁇ Example 1> 12 parts by mass of A-1 as component (A), 11 parts by mass of PCD as component (C) and 6 parts by mass of MOCA as component (D) were mixed at 120° C. to form a homogeneous solution, and then sufficiently It was degassed to prepare a liquid A.
  • B liquid was prepared. Liquid A was added to liquid B prepared above and uniformly mixed to obtain a curable composition.
  • the curable composition was injected into the mold, it was defoamed under a reduced pressure of 5 kPa for 2 minutes, and then cured at 100° C. for 15 hours. After curing, it was removed from the mold to obtain a cured body. Table 1 shows the amount of each compound.
  • the obtained hardened body was sliced to prepare hardened bodies having a thickness of 2 mm and a thickness of 1 mm.
  • the resulting cured product had a density of 0.85 g/cm 3 , a Shore D hardness of 23D, an abrasion resistance of 30 mg, a hysteresis loss of 44%, and an external appearance evaluation of the foamed cured product of 1.
  • a spiral groove was formed on the surface of the 1 mm-thick hardened body obtained by slicing, and a double-sided tape was attached to the back surface to obtain a polishing pad made of the hardened body with a size of 500 mm ⁇ and a thickness of 1 mm. .
  • the polishing rate of the polishing pad made of the cured product obtained above was 3.0 ⁇ m/hr, and the number of scratches was 1. The results are also shown in Table 1.
  • Examples 2 to 42, Comparative Examples 1 to 4> A cured body and a polishing pad were produced and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the composition shown in Table 1 was used. The results are listed in Table 1.
  • the curable composition of each example had good handleability.
  • the curable composition of Comparative Example 4 had poor handleability.

Abstract

本発明は、(A)末端に活性水素を持つ基を有する側鎖を3個以上含有する側鎖含有環状分子と、(B)分子の両末端にイソ(チオ)シアネート基を有するウレタンプレポリマーと、(C)ジオールと、(D)アミノ基含有モノマーとを含む硬化性組成物である。 本発明によれば、耐摩耗性が高く、優れた機械特性を発現できる硬化体となる硬化性組成物、特に研磨用パッドに好適に使用できる硬化体となり得る硬化性組成物を提供することができる。

Description

環状多官能モノマーを含む硬化性組成物
 本発明は、末端に活性水素を持つ基を有する側鎖を3個以上含有する側鎖含有環状分子と、分子の両末端にイソ(チオ)シアネート基を有するウレタンプレポリマーと、ジオールと、アミノ基含有モノマーとを含む硬化性組成物、および該硬化性組成物より得られる新規な硬化体に関する。
 研磨用部材は、相手方の部材を研磨剤より平坦化する際に使用される材料である。具体的には、該研磨用部材とは、被研磨部材の表面を平坦化するに際し、スラリー等の研磨剤を該表面に供給しながら、該表面に摺動させながら接触させて使用するものである。例えば、研磨用パッドが含まれる。
 このような研磨用パッドには、ポリウレタン樹脂が数多く用いられている。一般的に研磨用部材としては、コスト低減、安定製造、及び生産性の向上から長期にわたって耐摩耗が良好な耐久性の高い材料が常に望まれる。
 研磨用パッドは、具体的には、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法におけるパッド材(以下、研磨用パッドとする場合もある)として使用される。CMP法は、優れた表面平坦性を付与する研磨方法であり、特に、液晶ディスプレイ(LCD)、ハードディスク用ガラス基盤、シリコンウェハ、半導体デバイスの製造プロセスで採用されている。
 近年、新規な構造の化合物として、ポリロタキサンが着目されており、ポリウレタン樹脂の原料として、このポリロタキサンを用いることで、このポリウレタン樹脂からなる研磨用パッドは、優れた研磨特性の発現が可能であることが開示されている(特許文献1参照)。
国際公開第2018/092826号
 近年、研磨用パッドは、より一層の性能向上、特に、被研磨部材の平坦性(縁ダレ防止)や耐摩耗性に優れたものが求められている。しかしながら、特許文献1に記載のポリウレタン樹脂では、上記の課題を十分に満足できるものではなく、且つ、高分子であるポリロタキサンを用いているため、ハンドリング性に劣るという課題があった。
 したがって、本発明の目的は、ハンドリング性に優れ、且つ耐摩耗性が高く、優れた機械特性を発現できる硬化体となる硬化性組成物を提供することにある。特に、研磨用パッドに好適に使用できる硬化体となり得る硬化性組成物を提供することにある。
 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた。そして、上記課題を克服することを目的として本発明者らが検討した結果、末端に活性水素を持つ基を有する側鎖を3個以上含有する側鎖含有環状分子、ウレタンプレポリマーおよびアミノ基含有モノマーを含む硬化性組成物を用いることで、優れた力学特性を有する硬化体とすることが出来ること、さらに、ジオールを併用することで、硬化性組成物のハンドリング性の向上、及び、得られる硬化体の硬度を調整し、さらにはジオールと末端に活性水素を持つ基を有する側鎖を3個以上含有する側鎖含有環状分子との組み合わせにより優れた耐摩耗性を有する硬化体を得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。
 すなわち、第一の本発明によれば、
 (A)末端に活性水素を持つ基を有する側鎖を3個以上含有する側鎖含有環状分子(以下、「(A)成分」、または「環状多官能モノマー」ともいう)と、(B)分子の両末端にイソ(チオ)シアネート基を有するウレタンプレポリマー(以下、「(B)成分」、または「ウレタンプレポリマー」ともいう)と、(C)ジオール(以下、「(C)成分」ともいう)と、(D)アミノ基含有モノマー(以下、「(D)成分」ともいう)とを含む硬化性組成物であり、
 第二の本発明は、第一の本発明である硬化性組成物を硬化して得られる研磨用パッドである。
 本発明は、以下の[1]~[11]に関する。
[1](A)末端に活性水素を持つ基を有する側鎖を3個以上含有する側鎖含有環状分子と、(B)分子の両末端にイソ(チオ)シアネート基を有するウレタンプレポリマーと、(C)ジオールと、(D)アミノ基含有モノマーと、を含む硬化性組成物。
[2]前記(A)末端に活性水素を持つ基を有する側鎖を3個以上含有する側鎖含有環状分子において、前記末端に活性水素を持つ基を有する側鎖の分子量が数平均分子量で300以上である上記[1]に記載の硬化性組成物。
[3]前記(A)末端に活性水素を持つ基を有する側鎖を3個以上含有する側鎖含有環状分子において、前記環状分子がシクロデキストリンである上記[1]または[2]に記載の硬化性組成物。
[4]前記(A)末端に活性水素を持つ基を有する側鎖を3個以上含有する側鎖含有環状分子において、前記活性水素を持つ基が水酸基である上記[1]~[3]のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
[5]前記(C)ジオールの分子量が100~2000である上記[1]~[4]のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
[6]前記(B)分子の両末端にイソ(チオ)シアネート基を有するウレタンプレポリマーのイソ(チオ)シアネート当量が、300~1000である上記[1]~[5]のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
[7]前記(C)ジオールの配合量が、前記(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分の合計100質量部に対して、2~50質量部である上記[1]~[6]のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
[8]さらに、(E)微小中空粒子を含む上記[1]~[7]のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
[9]前記(E)微小中空粒子がウレタン系樹脂、またはメラミン系樹脂からなる微小中空粒子である上記[8]に記載の硬化性組成物。
[10]上記[1]~[9]のいずれか1項に記載の硬化性組成物を硬化して得られる硬化体。
[11]上記[10]に記載の硬化体からなる研磨用パッド。
 本発明の硬化性組成物は、ハンドリング性に優れており、且つ、該硬化性組成物を硬化して得られる硬化体は、優れた機械特性を発現する。さらに、研磨用パッドに適用した場合、優れた耐摩耗性、研磨レートを発現可能である。
 本発明の硬化性組成物は、(A)末端に活性水素を持つ基を有する側鎖を3個以上含有する側鎖含有環状分子と、(B)分子の両末端にイソ(チオ)シアネート基を有するウレタンプレポリマーと、(C)ジオールと、(D)アミノ基含有モノマーを含む硬化性組成物である。
 以下、本発明で用いられる各成分について説明する。
 <(A)末端に活性水素を持つ基を有する側鎖を3個以上含有する側鎖含有環状分子;(A)成分>
 (A)成分において用いられる環状分子としては、末端に活性水素を持つ基を有する側鎖を3個以上含有することができる環状分子であれば特に制限されない。たとえば、このような環状分子としては、シクロデキストリン、クラウンエーテル、ベンゾクラウン、ジベンゾクラウン、ジシクロヘキサノクラウン、シクロビス(パラクアット-1,4-フェニレン)、ジメトキシピラーアレーン、カリックスレゾルシンアレーン、カリックスアレーン、及びフェナントロリンを挙げることができ、中でもシクロデキストリンが好ましい。
 前記シクロデキストリンには、α体(環内径0.45~0.6nm)、β体(環内径0.6~0.8nm)、γ体(環内径0.8~0.95nm)がある。また、これらの混合物を使用することもできる。本発明では、特にα-シクロデキストリン、及びβ-シクロデキストリンが好ましく、コスト面と物性から最も好ましいのはβ-シクロデキストリンである。
 該カリックスレゾルシンアレーンは、レゾルシノールと様々なアルデヒドを環状縮合反応させることで得られる環状分子である。前記レゾルシノールとしては、レゾルシノールだけに限定されず、たとえば2-ニトロレゾルシノール等のレゾルシノール誘導体をもちいてもよい。前記アルデヒドとしては、公知のアルデヒドが何ら制限なく使用でき、例えば、n-ブタナール、イソブタナール、ヘプタナール等の脂肪族アルデヒド、ベンズアルデヒド、バニリン、4-ニトロベンズアルデヒド等の芳香族アルデヒドが挙げられ、これらを2種以上混合して用いてもよい。中でもヘプタナール、ベンズアルデヒド、バニリンが好適に用いられる。また、本発明において、前記カリックスレゾルシンアレーンは、4量体であることが好ましいが、これに限定されるものではない。
 本発明の(A)成分で用いられる環状分子は、少なくとも末端に活性水素を持つ基を有する側鎖が3個以上含有している。該活性水素を持つ基としては、水酸基又はアミノ基が挙げられ、中でも水酸基が好ましい。
 前記末端に活性水素を持つ基を有する側鎖は、たとえば環状分子が有する反応性官能基を利用し、この反応性官能基に反応させて含有させることができる。
 該反応性官能基としては、たとえば、水酸基、アミノ基などが挙げられ、中でも水酸基が好ましい。たとえば、β-シクロデキストリンは、反応性官能基として21個のOH基(水酸基)を有しており、このOH基に反応させて側鎖が導入される。そのため、1つのβ-シクロデキストリンに対しては最大で21個の側鎖を導入できることとなる。本発明においては、前述した側鎖の機能を十分に発揮させるためには、少なくとも、該末端に活性水素を持つ基を有する側鎖は3個以上導入されている必要がある。好ましくは、該末端に活性水素を持つ基を有する側鎖が5個以上導入されている環状分子であり、より好ましくは該末端に活性水素を持つ基を有する側鎖が7個以上導入されている環状分子であり、もっとも好ましくは該末端に活性水素を持つ基を有する側鎖が8個以上導入されている環状分子である。上限は特に限定されないが、導入数が多すぎると環状多官能モノマーの粘度が高くなりハンドリング性が低下する恐れがある。その為、8個~18個の範囲で側鎖が導入されていることが特に好ましい。
 上記側鎖としては、特に制限されるものではないが、炭素数が3~20の範囲にある有機鎖の繰り返しにより形成されていることが好適である。このような側鎖の数平均分子量は、たとえば300以上であることが好ましい。より詳細には、このような側鎖の数平均分子量は、300~10000、好ましくは350~5000、最も好ましくは、400~5000の範囲であり、最も好ましいのは400~1500の範囲である。この側鎖の数平均分子量は、側鎖の含有時に使用する量により調整ができ、計算により求めることができ、または、H-NMRの測定からも求めることができる。
 前記側鎖の数平均分子量の下限を上記のとおりにすることにより、優れた力学特性が発現し、本発明の硬化性組成物を硬化させた硬化体を研磨用パッドに用いる際、研磨レートが向上する傾向にある。さらに、(B)成分、(C)成分、及び、(D)成分との相溶性も向上する傾向にある。一方、側鎖の数平均分子量の上限を上記のとおりにすることにより、該硬化体の硬度が低下せず、耐摩耗性も低下しない傾向にある。
 また、前記(A)成分は、ある粘度範囲を持つことが好ましい。そうすることで、優れたハンドリング性を有することが可能であり、また硬化性組成物により研磨用パッドを形成させた際の外観や縁ダレ性が良好になりやすい。好ましい粘度範囲としては、60℃での粘度が500mPa・s~90,000mPa・sであり、さらに好ましくは、500mPa・s~10,000mPa・sであり、最も好ましいのは1000mPa・s~6,000mPa・sである。これらは、たとえば回転粘度計で求めることができる。
 さらに、(A)成分の分子量は、大きすぎると、他の成分、たとえば、(B)成分と混合した際に、扱いが困難となるばかりか、相溶性が悪くなる傾向がある。このような観点から(A)成分の重量平均分子量Mwは、1,500~200,000であり、特に2,000~50,000、特に好ましくは2,500~10,000の範囲にあり、最も好ましいのは3,000~8,000の範囲にあることが好適である。また、安定した物性を発揮するためには、分散度は1.2以下であることが好ましい。なお、この重量平均分子量Mwと分散度は、後述する実施例で記載したGPC測定方法で測定した値である。また、(A)成分は他の分子と複合体を形成してもよいし、形成していなくてもよいが、上記したとおり、(A)成分の分子量は大きすぎると、取り扱い性や相溶性が悪くなる傾向があるため、(A)活性水素基含有側鎖を有する環状分子は、他の分子と複合体を形成していないことが好ましい。
 本発明において、上記のような側鎖は、直鎖状であってもよいし、分枝状であってもよい。前記側鎖は、国際公開第2015/159875号に開示されている手法や化合物を適宜選択して、前記環状分子に含有させることが可能であり、たとえば、手法としては、開環重合;ラジカル重合;カチオン重合;アニオン重合;原子移動ラジカル重合、RAFT重合、NMP重合などのリビングラジカル重合などが利用でき、中でも開環重合が好適である。上記手法により、適宜選択された化合物を前記環状分子が有する反応性官能基に反応させることによって適宜の大きさの側鎖を含有させることができる。
 環状分子が有する反応性官能基に反応させる化合物としては、たとえば、開環重合では、環状エーテル、環状シロキサン、環状ラクトン、環状ラクタム、環状アセタール、環状アミン、環状カーボネート、環状イミノエーテル、環状チオカーボネート等の環状化合物が挙げられ、該環状化合物に由来する側鎖を環状分子に含有させることができる。
 前記環状化合物の中でも、反応性が高く、さらには分子量の調整が容易であるという観点から、環状エーテル、環状ラクトン、環状ラクタムを用いることが好ましい。
 これら環状ラクトンや環状エーテルを開環重合して含有させた側鎖は、該側鎖の末端が水酸基となることとなり、環状ラクタムを開環重合して含有させた側鎖は、該側鎖の末端がアミノ基となることとなる。
 以下、好適に用いられる環状エーテル、環状ラクトン、環状ラクタム、および環状カーボネートを例示する。
 環状エーテル;
 エチレンオキシド、1,2-プロピレンオキシド、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、1,2-ブチレンオキシド、2,3-ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド、オキセタン、3-メチルオキセタン、3,3-ジメチルオキセタン、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、3-メチルテトラヒドロフラン等
 環状ラクトン;
 4員環ラクトン;β-プロピオラクトン、β-メチルプロピオラクトン、L-セリン-β-ラクトン等
 5員環ラクトン;γ-ブチロラクトン、γ-ヘキサノラクトン、γ-ヘプタノラクトン、γ-オクタノラクトン、γ-デカノラクトン、γ-ドデカノラクトン、α-ヘキシル-γ-ブチロラクトン、α-ヘプチル-γ-ブチロラクトン、α-ヒドロキシ-γ-ブチロラクトン、γ-メチル-γ-デカノラクトン、α-メチレン-γ-ブチロラクトン、α,α-ジメチル-γ-ブチロラクトン、D-エリスロノラクトン、α-メチル-γ-ブチロラクトン、γ-ノナノラクトン、DL-パントラクトン、γ-フェニル-γ-ブチロラクトン、γ-ウンデカノラクトン、γ-バレロラクトン、2,2-ペンタメチレン-1,3-ジオキソラン-4-オン、α-ブロモ-γ-ブチロラクトン、γ-クロトノラクトン、α-メチレン-γ-ブチロラクトン、α-メタクリロイルオキシ-γ-ブチロラクトン、β-メタクリロイルオキシ-γ-ブチロラクトン等
 6員環ラクトン;δ-バレロラクトン、δ-ヘキサノラクトン、δ-オクタノラクトン、δ-ノナノラクトン、δ-デカノラクトン、δ-ウンデカノラクトン、δ-ドデカノラクトン、δ-トリデカノラクトン、δ-テトラデカノラクトン、DL-メバロノラクトン、4-ヒドロキシ-1-シクロヘキサンカルボン酸δ-ラクトン、モノメチル-δ-バレロラクトン、モノエチル-δ-バレロラクトン、モノヘキシル-δ-バレロラクトン、1,4-ジオキサン-2-オン、1,5-ジオキセパン-2-オン等
 7員環ラクトン;ε-カプロラクトン、モノメチル-ε-カプロラクトン、モノエチル-ε-カプロラクトン、モノヘキシル-ε-カプロラクトン、ジメチル-ε-カプロラクトン、ジ-n-プロピル-ε-カプロラクトン、ジ-n-ヘキシル-ε-カプロラクトン、トリメチル-ε-カプロラクトン、トリエチル-ε-カプロラクトン、トリ-n-ε-カプロラクトン、ε-カプロラクトン、5-ノニル-オキセパン-2-オン、4,4,6-トリメチル-オキセパン-2-オン、4,6,6-トリメチル-オキセパン-2-オン、5-ヒドロキシメチル-オキセパン-2-オン等
 8員環ラクトン;ζ-エナントラクトン等
 その他のラクトン;ラクトン、ラクチド、ジラクチド、テトラメチルグリコシド、1,5-ジオキセパン-2-オン、t-ブチルカプロラクトン等
 環状ラクタム;
 4員環ラクタム;4-ベンゾイルオキシ-2-アゼチジノン等
 5員環ラクタム;γ-ブチロラクタム、2-アザビシクロ(2,2,1)ヘプタ-5-エン-3-オン、5-メチル-2-ピロリドン等
 6員環ラクタム;2-ピペリドン-3-カルボン酸エチル等
 7員環ラクタム;ε-カプロラクタム、DL-α-アミノ-ε-カプロラクタム等
 8員環ラクタム;ω-ヘプタラクタム等
 環状カーボネート;
 エチレンカーボネート、炭酸プロピレン、炭酸1,2-ブチレングリセロール1,2-カルボナート、4-(メトキシメチル)-1,3-ジオキソラン-2-オン、(クロロメチル)エチレンカーボネート、炭酸ビニレン、4,5-ジメチル-1,3-ジオキソール-2-オン、4-クロロメチル-5-メチル-1,3-ジオキソール-2-オン、4-ビニル-1,3-ジオキソラン-2-オン、4,5-ジフェニル-1,3-ジオキソラン-2-オン、4,4-ジメチル-5-メチレン-1,3-ジオキソラン-2-オン、1,3-ジオキサン-2-オン、5-メチル-5-プロピル-1,3-ジオキソラン-2-オン、5,5-ジエチル-1,3-ジオキソラン-2-オン
 上記の環状化合物は、単独で使用することも、2種以上を併用して使用することもできる。
 本発明において、好適に使用される環状化合物は、ラクトン化合物またはラクタム化合物であり、特に好適なラクトン化合物は、ε-カプロラクトン、α-アセチル-γ-ブチロラクトン、α-メチル-γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、γ-ブチロラクトン等のラクトン化合物であり、特に好適なラクタム化合物は、ε-カプロラクタム、γ-ブチロラクタム、DL-α-アミノ-ε-カプロラクタムであり、これらの中で、さらに最も好ましいのはε-カプロラクトン、ε-カプロラクタムである。
 また、開環重合により環状化合物を反応させて側鎖を含有させる場合、環状分子の反応性官能基(たとえば水酸基)が反応性に乏しく、特に立体障害などにより大きな分子を直接反応させることが困難な場合がある。このような場合には、たとえば、前記したカプロラクトンなどのラクトン化合物を十分に反応させるため、一旦、プロピレンオキシドなどの低分子化合物を環状分子の反応性官能基と反応させてヒドロキシプロピル化を行ない、事前に反応性に富んだ官能基とする方法が好適である。その後、前記した環状化合物を用いた開環重合により、側鎖を含有させるという手段を採用することができる。この場合、ヒドロキシプロピル化した部分も側鎖と見なすことができる。
 さらに上述した開環重合には公知の触媒が何ら制限なく利用できる。たとえば、テトラメチルチタネート、テトラエチルチタネート、テトラプロピルチタネート、テトラブチルチタネート等の有機チタン化合物、2-エチルヘキサ酸スズ、ジブチルスズジラウレート、オクチル酸スズ、ジブチルスズオキサイド、ジブチルスズアセテート等の有機スズ化合物、塩化第一スズ、臭化第一スズ、ヨウ化第一スズ等のハロゲン化第一スズ化合物、さらに種々の金属のアセチルアセトナート化合物、有機カルボン酸金属塩等が使用できる。なお、上述した触媒が側鎖含有後にある量が残存していると、(B)成分と硬化させる際に触媒として作用してしまい、硬化が早すぎて硬化不良になるおそれがある。そのため、残存する触媒量は、触媒に利用した種々の金属換算で(A)成分に対して5000ppm以下とすることが好ましい。より好ましくは1000ppm以下であることがより好ましく、最も好ましいのは600ppm以下である。なお、残存する触媒金属量に関しては、後述する実施例で記載したICP発光で測定することができる。一方、触媒が少なすぎると反応が遅すぎる場合もある。よって、触媒を用いる際の触媒量は、触媒に利用した種々の金属換算で、(A)成分に対して50ppm以上が好ましく、100ppm以上がさらに好ましい。
 上記した説明から理解されるように、環状分子に含有される側鎖は、様々な方法で側鎖末端に活性水素を持つ基を有する側鎖を含有させることが可能である。
 前記活性水素を持つ基としては、特に限定されないがたとえば、水酸基、アミノ基、チオール基等が挙げられる。中でも、本発明において、好ましい活性水素を持つ基は、水酸基である。
 本発明で最も好適に利用できる(A)成分は、環状分子がα-シクロデキストリン、及びβ-シクロデキストリンであり、該環状分子の反応性官能基にプロピレンオキシドを反応させてヒドロキシプロピル基とした上に、ε-カプロラクトンを開環重合して得られるポリカプロラクトン鎖とした側鎖を3個以上含有させたものである。
 また、前記(A)成分の製造方法は、特に限定されないが、前記最も好適に利用できる(A)成分で例示すると、まず、プロピレンオキシドをα-シクロデキストリンまたはβ-シクロデキストリンの水酸基と反応させて、該水酸基をヒドロキシプロピル基とした後、該ヒドロキシプロピル基にε-カプロラクトンを開環重合して得られるポリカプロラクトン鎖を反応させることが好ましい。この際、該ヒドロキシプロピル基と開環重合後の該ポリカプロラクトン鎖とを反応させてもよいが、開環重合時に該ヒドロキシプロピル基を起点としてε-カプロラクトンを開環重合させて該ポリカプロラクトン鎖とすることが好ましい。
 また、上述した触媒や有機溶媒を用いることができるが、簡便性やコスト面からは無溶剤で合成することがより好ましい。無溶剤で合成を実施することにより、金属触媒の量も低減可能であり、溶媒費用や溶媒留去の時間のみならず、スズ等の触媒の除去費用等も必要なくなり、工業生産に大きく有用である。
 また、本発明において、前記環状分子は、他の分子との複合体としてもよい。たとえば、上記した複数の環状分子の環内を鎖状の軸分子が貫通し、且つ軸分子の両端に嵩高い基が結合して、立体障害により環状分子が軸分子から抜けなくなった構造を有するポリロタキサンにした形態も(A)成分として使用してもよい。
 <(B)分子の両末端にイソ(チオ)シアネート基を有するウレタンプレポリマー;(B)成分>
 本発明において、(B)成分は、(B2)ジオールと、(B1)分子内に2つのイソ(チオ)シアネート基を有する2官能イソ(チオ)シアネート基含有化合物(以下、「(B1)成分」、または「2官能イソ(チオ)シアネート基含有化合物」ともいう)と、を反応させて得られる、分子の両末端にイソ(チオ)シアネート基を有するウレタンプレポリマーである。
 なお、本発明においてイソ(チオ)シアネート基とは、イソシアネート基、又はイソチオシアネート基を指す。そのため、分子内に2つのイソ(チオ)シアネート基を有するとは、2つのイソシアネート基を有する場合、2つのイソチオシアネート基を有する場合、又は1つのイソシアネート基と1つのイソチオシアネート基とを有する場合のいずれも指す。また、分子の両末端にイソ(チオ)シアネート基を有するとは、分子の両末端にイソシアネート基を有する場合、分子の両末端にイソチオシアネート基を有する場合、分子の一方の末端にイソシアネート基を有し、他方の末端にイソチオシアネート基を有する場合のいずれも指す。
 これらの(B)成分は、分子の両末端にイソ(チオ)シアネート基を含んでいれば、公知のものが、何ら制限なく使用でき、単独または2種以上を併用してもよい。
 本発明において、(B)成分の原料となる前記(B1)成分としては、たとえば、国際公開第2019/198675号に記載されている重合性モノマーがあげられる。
 その中でも、具体的には、1,5-ナフタレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート(o-,m-,p-)、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、フェニレンジイソシアネート(o-,m-,p-)、2,2’-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、4,4’-ジフェニ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、1,3-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート、(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,5(2,6)-ジイル)ビスメチレンジイソシアネートを(B1)成分として使用することが好ましく、特に好ましくは、芳香族イソシアネートからなる(B1)成分が好ましく、最も好ましいのは2,4-トリレンジイソシアネート、または、2,6-トリレンジイソシアネートである。すなわち、このような(B1)成分と(B2)ジオールとを反応させて得られるウレタンプレポリマーが特に好ましい。
 また、本発明の硬化性組成物を硬化して得られる硬化体が、特に優れた特性を発揮するためには、少なくとも1種類の数平均分子量が300~1500の(B2)ジオールを使用して(B)成分を製造することが好ましい。
 前記数平均分子量が300~1500の(B2)ジオールは、種類の異なるもの、分子量の異なるものを組み合わせて使用することもできる。その際、(B2)ジオール全体の数平均分子量が300~1500となるように組み合わせればよい。
 また、得られる硬化体の硬度や強度等を調整するために、(B)成分を製造する際に、該数平均分子量が300~1500の(B2)ジオールと、該数平均分子量が90~300の(B2)ジオールとを組み合わせて使用することもできる。この場合、使用する(B2)ジオール、および(B1)成分の種類、およびそれらの使用量にもよるが、数平均分子量300~1500の(B2)ジオールを100質量部としたとき、数平均分子量90~300の(C)成分を0~50質量部とすることが好ましく、5~40質量部がより好ましく、5~30質量部が最も好ましい。
 また、(B)成分は、分子の両末端がイソシアネート基および/またはイソチオシアネート基とならなければならない。そのため、(B)成分は、(B1)成分におけるイソシアネート基および/またはイソチオシアネート基の合計モル数(n5)と、(B2)ジオールの水酸基の合計モル数(n6)とが、1<(n5)/(n6)≦2.3となる範囲で製造することが好ましい。2種類以上の、分子の末端が(B1)成分を用いる場合、該イソシアネート基および/またはイソチオシアネート基のモル数(n5)は、もちろん(B1)成分のイソシアネート基および/またはイソチオシアネート基の合計モル数とする。また、2種類以上の(B2)ジオールの水酸基のモル数(n6)は、もちろん全ての水酸基の合計モル数とする。
 前記(B)成分のイソ(チオ)シアネート当量(イソシアネート当量および/またはイソチオシアネート当量の総量)は、(B)成分が有するイソシアネート基および/またはイソチオシアネート基をJIS K 7301に準拠して定量することにより、求めることができる。該イソシアネート基および/またはイソチオシアネート基は、以下の逆滴定法によって定量できる。先ず、得られた(B)成分を乾燥溶媒に溶解させる。次に、(B)成分が有するイソシアネート基および/またはイソチオシアネート基の量よりも、明らかに過剰量であって、かつ濃度が既知のジ-n-ブチルアミンを、該乾燥溶媒に加え、(B)成分の全イソシアネート基および/またはイソチオシアネート基と、ジ-n-ブチルアミンとを反応させる。次いで、消費されなかった(反応に関与しなかった)ジ-n-ブチルアミンを酸で滴定して、消費されたジ-n-ブチルアミンの量を求める。この消費されたジ-n-ブチルアミンと、(B)成分が有するイソシアネート基および/またはイソチオシアネート基とは、同量であることからイソ(チオ)シアネート当量を求めることができる。また、(B)成分は、両末端がイソシアネート基および/またはイソチオシアネート基の直鎖状のウレタンプレポリマーであることから、(B)成分の数平均分子量は、イソ(チオ)シアネート当量の2倍となる。この(B)成分の分子量は、ゲルパーミネーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した値と一致し易い。
 前記(B)成分は、特に制限されるものではないが、本発明において好ましイソ(チオ)シアネート当量は300~1000であり、より好ましくは350~800が好ましく、400~600が最も好ましい。この理由は、以下のように考えられる。すなわち、ある程度の分子量を有する(B)成分が(A)成分と反応して硬化体としたとき、側鎖を含めた分子の稼働部位が大きくなって分子自体の動きが大きくなり、その結果、変形に対しても回復(弾性回復;低ヒステリック)し易くなると考えられる。さらには、(B)成分が使用されることにより、前記硬化体における架橋点が分散し易くなってランダムに且つ均一に存在するようになり、安定した性能が発揮されるものと考えられる。そして、上述した範囲にある(B)成分は、得られる硬化性組成物のハンドリング性が優れており、製造時の制御がし易くなって、成型性を向上することが可能である。たとえば、本発明の硬化性組成物を硬化させた硬化体を研磨用パッドとして用いる際には、成型性が優れた研磨用パッドを製造できるようになる。
 (B2)ジオールとしては、水酸基を2個有する化合物を特に制限なく使用することができ、例えば、後述する(C)成分として説明する化合物を使用することができる。すなわち、(B2)ジオールとしては、脂肪族ジオール、脂環族ジオール、芳香族ジオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリアクリルポリオール、ヒマシ油系ポリオールなどを使用することができる。中でも、脂肪族ジオールが好ましく、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコールがより好ましい。
 本発明に用いる、(B)成分の製造方法は、特に制限なく、公知の方法で、(B2)ジオールと(B1)成分とを反応させて、分子の末端にイソシアネート基および/またはイソチオシアネート基を有する(B)成分を製造すればよい。
 また、(B)成分の製造のために、必要に応じて加熱やウレタン化触媒を添加することで製造することが可能である。
 <(C)ジオール;(C)成分>
 本発明に使用される(C)成分は、一分子中に水酸基を2個有している化合物であれば制限なく使用でき、単独または2種以上を併用してもよい。
 このような、(C)成分は、上述した(B)成分の原料としても使用できる。また、本発明においては、(C)成分を用いることでハンドリング性の向上や、硬化性組成物を硬化して得られる硬化体の硬度を調整することが可能であり、且つ、(A)成分と組み合わせることで優れた耐摩耗性を発現できる。
 本発明において好適に使用できる(C)成分は以下に示す、脂肪族ジオール、脂環族ジオール、芳香族ジオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリアクリルポリオール、ヒマシ油系ポリオールなどが挙げられるが、これに限定されない。
 脂肪族ジオール;
 エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、1,5-ジヒドロキシペンタン、1,6-ジヒドロキシヘキサン、1,7-ジヒドロキシヘプタン、1,8-ジヒドロキシオクタン、1,9-ジヒドロキシノナン、1,10-ジヒドロキシデカン、1,11-ジヒドロキシウンデカン、1,12-ジヒドロキシドデカン、ネオペンチルグリコール、モノオレイン酸グリセリル、モノエライジン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、3-メチル-1,5-ジヒドロキシペンタン、ジヒドロキシネオペンチル、1,6-ジヒドロキシヘキサン、2-エチル-1,2-ジヒドロキシヘキサン、2-メチル-1,3-ジヒドロキシプロパン、1,10-ジヒドロキシデカン等のジオール
 脂環族ジオール;
 水添ビスフェノールA、シクロブタンジオール、シクロペンタンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘプタンジオール、シクロオクタンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ヒドロキシプロピルシクロヘキサノール、トリシクロ〔5,2,1,02,6〕デカン-ジメタノール、ビシクロ〔4,3,0〕-ノナンジオール、ジシクロヘキサンジオール、トリシクロ〔5,3,1,13,9〕ドデカンジオール、ビシクロ〔4,3,0〕ノナンジメタノール、トリシクロ〔5,3,1,13,9〕ドデカン-ジエタノール、ヒドロキシプロピルトリシクロ〔5,3,1,13,9〕ドデカノール、スピロ〔3,4〕オクタンジオール、ブチルシクロヘキサンジオール、1,1’-ビシクロヘキシリデンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,2-シクロヘキサンジメタノール、及びo-ジヒドロキシキシリレン等のジオール
 芳香族ジオール
 ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゼン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、キシリレングリコール、テトラブロムビスフェノールA、ビス(4-ヒドロキシフェニル)メタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、1,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)フェニルメタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-ナフチルメタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン、2-(4-ヒドロキシフェニル)-2-(3-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-3-メチルブタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ペンタン、3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)オクタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-4-メチルペンタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘプタン、4,4-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘプタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)トリデカン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)オクタン、2,2-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-エチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-n-プロピル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-イソプロピル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-sec-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-シクロヘキシル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-アリル-4'-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-メトキシ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(2,3,5,6-テトラメチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)シアノメタン、1-シアノ-3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘプタン、1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(3,5-ジメチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(3,5-ジクロロ-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)-4-メチルシクロヘキサン、1,1-ビス (4-ヒドロキシフェニル)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ノルボルナン、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)アダマンタン、4,4'- ジヒドロキシジフェニルエーテル、4,4'- ジヒドロキシ-3,3'-ジメチルジフェニルエーテル、エチレングリコールビス(4-ヒドロキシフェニル)エーテル、4,4'- ジヒドロキシジフェニルスルフィド、3,3'-ジメチル-4,4'-ジヒドロキシジフェニルスルフィド、3,3'-ジシクロヘキシル-4,4'-ジヒドロキシジフェニルスルフィド、3,3'-ジフェニル-4,4'-ジヒドロキシジフェニルスルフィド、4,4'-ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、3,3'-ジメチル-4,4'-ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、4,4'-ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4'-ジヒドロキシ-3,3'-ジメチルジフェニルスルホン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)ケトン、ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)ケトン、7,7'-ジヒドロキシ-3,3',4,4'-テトラヒドロ-4,4,4',4'-テトラメチル-2,2'-スピロビ(2H-1-ベンゾピラン)、トランス-2,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2-ブテン、9,9-ビス(4-ヒドロキシフェニル)フルオレン、3,3-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-2-ブタノン、1,6-ビス(4-ヒドロキシフェニル)-1,6-ヘキサンジオン、4,4'-ジヒドロキシビフェニル、m-ジヒドロキシキシリレン、p-ジヒドロキシキシリレン、1,4-ビス(2-ヒドロキシエチル)ベンゼン、1,4-ビス(3-ヒドロキシプロピル)ベンゼン、1,4-ビス(4-ヒドロキシブチル)ベンゼン、1,4-ビス(5-ヒドロキシペンチル)ベンゼン、1,4-ビス(6-ヒドロキシヘキシル)ベンゼン、2,2-ビス〔4-(2”-ヒドロキシエチルオキシ)フェニル〕プロパン、4,4’-イソプロピリデンビス(2-フェノキシエタノール)、テトラブロモビスフェノールAビス(2-ヒドロキシエチル)エーテル、及びハイドロキノン、レゾールシン等のジオール
 ポリエステルポリオール;
 ポリオールと多塩基酸との縮合反応により得られる化合物であり、分子中に水酸基を2個有するものが挙げられる。中でも、数平均分子量が300~2000であることが好ましく、400~1500が最も好ましい。ここで、前記ポリオールとしては、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、3,3’-ジメチロールヘプタン、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、3,3-ビス(ヒドロキシメチル)ヘプタン、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、などが挙げられ、これらは単独で使用しても、2種類以上を混合して使用しても構わない。また、前記多塩基酸としては、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、シクロペンタンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、オルトフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などが挙げられ、これらは単独で使用しても、2種類以上を混合して使用しても構わない。
 これらポリエステルポリオールは、試薬としてまたは工業的に入手可能であり、市販されているものを例示すれば、DIC株式会社製「ポリライト(登録商標)」シリーズ、日本ポリウレタン工業株式会社製「ニッポラン(登録商標)」シリーズ、川崎化成工業株式会社製「マキシモール(登録商標)」シリーズ、株式会社クラレ製「クラレポリオール(登録商標)」シリーズなどを挙げることができる。
 ポリエーテルポリオール;
 アルキレンオキシドの開環重合、または、分子中に活性水素含有基を2個以上有する化合物とアルキレンオキサイドとの反応により得られる化合物およびその変性体であり、分子中に水酸基を2個有するものが挙げられる。中でも、数平均分子量が200~2000であることが好ましく、200~1500が最も好ましい。
 なお、ポリエーテルポリオールとしては、ポリマーポリオール、ウレタン変性ポリエーテルポリオール、ポリエーテルエステルコポリマーポリオール等を挙げることができ、上記分子中に水酸基を2個以上有する化合物としては、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、トリエタノールアミン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールなどの分子中に水酸基を2個以上有するグリコール、グリセリン等のポリオール化合物が挙げられ、これらは単独で使用しても、2種類以上を混合して使用してもよい。
 また、前記アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン等の環状エーテル化合物が挙げられ、これらは単独で使用しても2種類以上を混合して使用しても構わない。
 このようなポリエーテルポリオールは、試薬としてまたは工業的に入手可能であり、市販されているものを例示すれば、旭硝子株式会社製「エクセノール(登録商標)」シリーズ、「エマルスター(登録商標)」、株式会社ADEKA製「アデカポリエーテル」シリーズなどを挙げることができる。
 ポリカプロラクトンポリオール;
 ε-カプロラクトンの開環重合により得られる化合物であり、分子中に水酸基を2個有するものが挙げられる。中でも、数平均分子量が300~2000であることが好ましく、400~1500が最も好ましい。
 これらポリカプロラクトンポリオールは、試薬としてまたは工業的に入手可能であり、市販されているものを例示すれば、ダイセル化学工業株式会社製「プラクセル(登録商標)」シリーズなどを挙げることができる。
 ポリカーボネートポリオール;
 低分子ポリオールの1種類以上をホスゲン化して得られる化合物あるいはエチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート等を用いてエステル交換して得られる化合物であり、分子中に水酸基を2個有するものが挙げられる。中でも、数平均分子量が300~2000であることが好ましく、400~1500が最も好ましい。
 低分子ポリオールとしては、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、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、1,10-デカンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-エチル-4-ブチル-1,3-プロパンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン-1,4-ジオール、シクロヘキサン-1,4-ジメタノール、ダイマー酸ジオール、ビスフェノールA のエチレンオキサイドやプロピレンオキサイド付加物、ビス(β-ヒドロキシエチル)ベンゼン、キシリレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の低分子ポリオール類が挙げられる。
 これらポリカーボネートポリオールは、試薬としてまたは工業的に入手可能であり、市販されているものを例示すれば、旭化成ケミカルズ株式会社製「デュラノール(登録商標)」シリーズ、株式会社クラレ製「クラレポリオール(登録商標)」シリーズ、ダイセル化学工業株式会社製「プラクセル(登録商標)」シリーズ、日本ポリウレタン工業株式会社製「ニッポラン(登録商標)」シリーズ、宇部興産株式会社製「ETERNACOLL(登録商標)」シリーズなどを挙げることができる。
 ポリアクリルポリオール;
 (メタ)アクリレート酸エステルやビニルモノマーを重合させて得られるポリオール化合物であり、分子中に水酸基を2個有するものが挙げられる。
 ヒマシ油系ポリオール;
 ヒマシ油系ポリオールとしては、天然油脂であるひまし油を出発原料としているポリオール化合物が挙げられ、分子の両末端にのみ(分子内に2つの)水酸基を有するものが挙げられる。
 これらヒマシ油ポリオールは、試薬としてまたは工業的に入手可能であり、市販されているものを例示すれば、伊藤製油株式会社製「URIC(登録商標)」シリーズなどを挙げることができる。
 本発明において、特に好適に使用できる(C)成分は、数平均分子量が100~2000の範囲にあることが好ましく、150~1000の範囲にあることがさらに好ましく、200~1000の範囲にあることが最も好ましい。この範囲にあることで、優れたハンドリング特性を付与し易い。
 なお、(C)成分及び上記した(B2)ジオールの数平均分子量は、低分子量化合物などの分子量に分布がない化合物の場合はその化学構造から求められる分子量とし、高分子化合物などの分子量に分布がある化合物の場合はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される標準ポリスチレン換算値とする。
 また、本発明において、特に好適に使用できる(C)成分としては、脂肪族ジオール、または脂肪族のみからなるポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリアクリルポリオール、ヒマシ油系ポリオールから選ばれることが好ましく、より好ましいのは脂肪族ジオール、ポリカーボネートポリオールであり、さらに好ましいのは脂肪族ジオールであり、最も好ましいのはポリオキシテトラメチレングリコールである。
 <(D)アミノ基含有モノマー;(D)成分>
 本発明の硬化性組成物に含有される(D)成分は、一分子中に1級および/または2級のアミノ基を2個以上有している化合物であれば制限なく使用でき、単独または2種以上を併用してもよい。中でも、(D)成分は、一分子中に1級のアミノ基を少なくとも有することが好ましく、1分子中に1級のアミノ基を2個以上有することがより好ましい。
 このような、(D)成分を使用することにより、得られる硬化体が、ウレア結合を有するウレタンウレア樹脂となる。そのため、得られる硬化体の機械的強度を向上させるのに有用である。
 本発明において、(D)成分が分子内に有するアミノ基の数は、2つ以上であれば特に制限されるものではないが、中でも、得られる硬化体の製造のし易さ、効果等を勘案すると、2~6個であることが好ましく、2~4個であることがより好ましく、2~3個であることがさらに好ましく、2個であることが特に好ましい。
 前記(D)成分を大きく分類すれば、脂肪族アミン、脂環族アミン、芳香族アミン、およびイソシアネート基と重合可能なアミノ基を有するポリロタキサンに分類される。(D)成分の具体例としては、以下のものが挙げられる。
 脂肪族アミン;
 エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカンメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、メタキシレンジアミン、1,3-プロパンジアミン、プトレシン等の2官能アミン
ジエチレントリアミン等のポリアミン等の多官能アミン。
 脂環族アミン;
 イソホロンジアミン、シクロヘキシルジアミン等の2官能アミン
 芳香族アミン;
 4,4’-メチレンビス(o-クロロアニリン)(MOCA)、2,6-ジクロロ-p-フェニレンジアミン、4,4’-メチレンビス(2,3-ジクロロアニリン)、4,4’-メチレンビス(2-エチル-6-メチルアニリン)、3,5-ビス(メチルチオ)-2,4-トルエンジアミン、3,5-ビス(メチルチオ)-2,6-トルエンジアミン、3,5-ジエチルトルエン-2,4-ジアミン、3,5-ジエチルトルエン-2,6-ジアミン、トリメチレングリコール-ジ-p-アミノベンゾエート、ポリテトラメチレングリコール-ジ-p-アミノベンゾエート、4,4’-ジアミノ-3,3’,5,5’-テトラエチルジフェニルメタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジイソプロピル-5,5’-ジメチルジフェニルメタン、4,4’-ジアミノ-3,3’,5,5’-テトライソプロピルジフェニルメタン、1,2-ビス(2-アミノフェニルチオ)エタン、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジエチル-5,5’-ジメチルジフェニルメタン、N,N’-ジ-sec-ブチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジエチル-4,4’-ジアミノジフェニルメタン、m-キシリレンジアミン、N,N’-ジ-sec-ブチル-p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、p-キシリレンジアミン、p-フェニレンジアミン、3,3’-メチレンビス(メチル-6-アミノベンゾエート)、2,4-ジアミノ-4-クロロ安息香酸-2-メチルプロピル、2,4-ジアミノ-4-クロロ安息香酸-イソプロピル、2,4-ジアミノ-4-クロロフェニル酢酸-イソプロピル、テレフタル酸-ジ-(2-アミノフェニル)チオエチル、ジフェニルメタンジアミン、トリレンジアミン、ピペラジン等の2官能アミン
1,3,5-ベンゼントリアミン、メラミン等の多官能アミン。
 本発明において、上述した中でも最も好ましい(D)成分は、4,4’-メチレンビス(o-クロロアニリン)(MOCA)、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジエチル-5,5’-ジメチルジフェニルメタン、3,5-ジエチルトルエン-2,4-ジアミン、3,5-ジエチルトルエン-2,6-ジアミン、3,5-ビス(メチルチオ)-2,4-トルエンジアミン、3,5-ビス(メチルチオ)-2,6-トルエンジアミン、トリメチレングリコール-ジ-p-アミノベンゾエート等が挙げられる。
 本発明において、(A)成分、(B)成分、(C)成分、および、(D)成分を含む硬化性組成物は、以下の配合となることが好ましい。
 具体的には、(A)成分、(B)成分、(C)成分、および、(D)成分の合計100質量部に対し、(A)成分を2~50質量部、(B)成分を30~90質量部、(C)成分を2~50質量部、および、(D)成分を2~20質量部の範囲で含有することが好ましく、(A)成分を5~40質量部、(B)成分を50~80質量部、(C)成分を5~40質量部、および、(D)成分を3~10質量部の範囲で含有することがより好ましく、(A)成分を8~30質量部、(B)成分を55~80質量部、(C)成分を8~30質量部、および、(D)成分を4~10質量部の範囲で含有することが最も好ましい。このような範囲で含有することで、前記硬化性組成物を硬化して得られる硬化体は、優れた耐摩耗性と研磨特性を発現させることが可能となる。
 <硬化性組成物に配合されるその他の配合成分>
 本発明の硬化性組成物において、その硬化を速やかに促進させるためにウレタンあるいはウレア用反応触媒を使用することもできる。これらのウレタンあるいはウレア用反応触媒は公知のものが何ら制限なく使用できるが、具体例としては、国際公開第2015/068798号に記載されているものを用いることができる。
 また、ウレタンあるいはウレア用反応触媒は、単独でも、2種以上を併用することもできるが、その使用量は、所謂触媒量でよく、たとえば、(A)成分、(B)成分、(C)成分、および、(D)成分の合計100質量部当たり、0.001~10質量部、特に0.01~5質量部の範囲でよい。
 本発明の硬化性組成物は、その他にも、本発明の効果を損なわない範囲で、公知の各種配合剤を用いることができる。たとえば、砥粒、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、着色防止剤、蛍光染料、染料、フォトクロミック化合物、顔料、香料、界面活性剤、難燃剤、可塑剤、充填剤、帯電防止剤、整泡剤、溶剤、レベリング剤、その他の添加剤を加えてもよい。これらの添加剤は単独で用いても2種以上を併用してもよい。これら添加剤は、硬化性組成物に含有させ、該硬化性組成物を硬化することにより、本発明の硬化体に含有させることができる。
 本発明で用いられる硬化方法は、公知の方法、たとえば、国際公開第2015/068798号、国際公開第2016/143910、国際公開第2018/092826号に記載の方法が採用できる。具体的には、ワンポット法、プレポリマー法等の乾式法、および、溶剤を用いた湿式法等を用いることができる。その中でも、乾式法が好適に採用される。
 本発明において、前記硬化性組成物を硬化させた硬化体は、前記硬化体を発泡させた発泡硬化体とすることもできる。所望する用途や硬度などから発泡硬化体とするか、無発泡硬化体とするかを選択すればよいが、本発明の硬化体を研磨用パッドとして用いる場合は発泡硬化体であることがより好ましい。このような発泡硬化体は、公知で知られている発泡方法等、たとえば、前記硬化性組成物に発泡剤や微粒子を配合する、又は、ガスを吹き込んだ後、該硬化性組成物を硬化することで発泡硬化体を得ることができる。前記硬化体を発泡させる具体的な方法を例示すれば、低沸点炭化水素等の揮発性の発泡剤や、水などを添加する発泡剤発泡法、微小中空粒子(マイクロバルーン)を分散硬化させる方法、熱膨張性の微粒子を混合したのち加熱し微粒子を発泡させる方法、または混合中に空気や窒素等の不活性ガスを吹き込むメカニカルフロス発泡法が例示できる。中でも、本発明の研磨用パッドを研磨層として使用する際に得られる硬化体を発泡体とする場合は、上記した微小中空粒子を用いる方法が好適である。
 以下、微小中空粒子について説明する。
 <(E)微小中空粒子;(E)成分>
 本発明の硬化性組成物に含有される(E)微小中空粒子(以下、「(E)成分」ともいう)は、公知のものが何ら制限なく使用できる。具体例を示せば、塩化ビニリデン樹脂、(メタ)アクリレート系樹脂、アクリロニトリル-塩化ビニリデン共重合体、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂等が外殻を形成する粒子を使用できる。中でも、前記(E)成分は、ウレタン系樹脂、またはメラミン系樹脂からなることが好ましく、より詳細には、ウレタン系樹脂またはメラミン系樹脂からなる外殻部と、該外殻部に囲まれた中空部とから構成される微小中空粒子であることが好ましい。本発明において、該ウレタン系樹脂とは、ウレタン結合、および/またはウレア結合を有する樹脂である。メラミン系樹脂とはメラミンとホルムアルデヒドを重縮合により作製される樹脂である。これらの微小中空粒子を使用した場合には、効率よく、容易に、均一な発泡体を製造できる。さらに、この微小中空粒子を使用した場合には、スクラッチ等の欠陥が出にくくなり、さらにヒステリシスロスも低減される。
 前記(E)成分の平均粒子径は、特に制限されるものではないが、以下の範囲であることが好ましい。具体的には、1μm~500μmであることが好ましく、5μm~200μmであることがより好ましく、10~100μmであることが最も好ましい。
 また、(E)成分の嵩密度も、特に制限されるものではないが、以下の範囲であることが好ましい。具体的には、0.01g/cm~0.5g/cmであることが好ましく、0.02g/cm~0.3g/cmであることがより好ましい。なお、前記嵩密度は、膨張した際の(E)成分の密度である。なお、本発明の硬化性組成物と混合する段階では未膨張タイプの粒子であって、硬化させる際の熱によって膨張する(E)成分であれば、膨張した際の嵩密度が、上記の嵩密度であることが好ましい。
 前記(E)成分の配合量は、目的とする用途に応じて適宜決定すればよい。中でも、得られる硬化体を研磨用パッドとして使用する場合には、以下の配合量とすることが好ましい。具体的には、(A)成分、(B)成分、(C)成分、および、(D)成分の合計100質量部当たり、(E)成分を0.1~20質量部とすることが好ましく、0.2~10質量部とすることがより好ましく、0.5~8質量部とすることがさらに好ましい。
 発泡させた場合の前記硬化体の密度は、0.40~0.95g/cmであることが好ましい。また、水を添加する発泡剤発泡法では、水とイソ(チオ)シアネート基とが反応した後、二酸化炭素とアミノ基となり、二酸化炭素が発泡ガスとして、一方、アミノ基はさらにイソ(チオ)シアネート基と反応しウレア結合および/またはチオウレア結合を形成する。
 本発明の硬化性組成物から得られる硬化体を研磨用パッドとして用いる場合、該硬化体は、任意の好適な硬度を有することができる。硬度は、ショアー(Shore)法に従って測定することができ、たとえば、JIS規格(硬さ試験)K6253に従って測定することができる。該硬化体は、本発明において、研磨用パットとして用いる場合の該硬化体のショアー硬度は、30A~70Dであることが好ましく、40A~60Dであることがさらに好ましい(「A」はショアー「A」スケールを、「D」はショアー「D」スケールでの硬さを示している)。硬度は、必要に応じて配合組成、及び配合量を変えることにより、任意の硬さとすることができる。
 さらに、本発明の硬化性組成物から得られる硬化体を研磨用パッドとして用いる場合、硬化体がある範囲の圧縮率であることが被研磨物の平坦性を発現させる上で好ましい。圧縮率は、JIS L 1096に準拠した方法により測定することが可能である。該硬化体の圧縮率は、0.5%~50%であることが好ましい。上記範囲内であることで、優れた被研磨物の平坦性を発現させることが可能となる。
 また、本発明の硬化性組成物から得られる硬化体を研磨用パッドとして用いる場合、該硬化体のヒステリシスロスは、60%以下となることが好ましく、50%以下となることがより好ましく、40%以下となることがさらに好ましい。ヒステリシスロスは、例えば、JIS K 6251に準拠した方法で測定できる。具体的には、ダンベル状に準備した試験片を、100%伸長した後、元に戻すことで、ヒステリシスロス(伸長し、元に戻した際の伸びと応力の面積/伸長した際の伸びと応力の面積×100)を測定できる。ヒステリシスロスが低くなることにより、研磨用パッドとして使用し場合に、砥粒の運動エネルギーを均一に被研磨物の研磨に利用できると推察されるため、優れた平坦性、高い研磨レートを発現することが可能となる。さらに、ヒステリシスロスが低くなることで、柔らかいパッドにおいても、優れた研磨レートを発現できるものと考えられる。前記したヒステリシスロスの測定における「伸長し、元に戻した際の伸びと応力の面積」は、「伸長時の応力歪み曲線の面積-収縮時の応力歪み曲線の面積」で表され、前記した「伸長した際の伸びと応力の面積」は、「伸長時の応力歪み曲線の面積」を意味する。
 本発明の硬化性組成物から得られる硬化体を研磨用パッドとして用いる場合、硬化体の耐摩耗性は、テーバー摩耗試験における摩耗量が60mg以下となることが好ましく、さらに好ましくは、50mg以下となることが好ましい。テーバー摩耗量が少なくなることにより、研磨用パッドとして使用し場合に、優れた耐摩耗性を発現することが可能となる。テーバー摩耗試験の詳しい実施方法は、後述する実施例で記載した方法を用いることが出来る。
 また、複数の層で研磨用パットを構成する場合、少なくともいずれかの層で前記した硬化体を研磨用パットの部材として用いることができる。たとえば、研磨用パットを2層で構成する場合、研磨を行う際に被研磨物と接触する研磨面を有する研磨層(第1層ともいう)と、前記第1層の研磨面に相対する面で前記第1層と接する下地層(第2層ともいう)との2層構成となる。この場合、第2層と第1層とを違う硬度や弾性率とすることで、研磨用パッドの特性を調整することが可能となる。この場合、下地層は研磨層よりも硬度が小さいことが好ましい。本発明においては、研磨層のみならず、下地層にも前記した硬化体を用いてもよい。
 また、前記硬化体は、研磨用パッドとして用いる場合、前記硬化性組成物に砥粒を含有させて硬化することにより、固定砥粒硬化体とすることもできる。前記砥粒としては、たとえば、酸化セリウム、酸化珪素、アルミナ、炭化珪素、ジルコニア、酸化鉄、二酸化マンガン、酸化チタン及びダイヤモンドから選択される材料からなる粒子、またはこれら材料からなる二種以上の粒子等が挙げられる。これら砥粒を含有させる方法は、特に限定されないが、たとえば上記硬化性組成物にこれら砥粒を分散させた後に、該硬化性組成物を硬化させることで、硬化体に含有させることができる。
 本発明において、研磨用パッドの形状は、特に制限されるものではなく、その表面に溝構造を形成することもできる。特に、該溝構造は、被研磨部材を研磨する際に、スラリーを保持・更新する形状とすることが好ましい。具体的には、たとえば、X(ストライプ)溝、XY格子溝、同心円状溝、貫通孔、貫通していない穴、多角柱、円柱、螺旋状溝、偏心円状溝、放射状溝、およびこれらの溝を組み合わせたものが挙げられる。
 上記溝構造の作製方法は特に限定されるものではない。たとえば、所定サイズのバイトのような治具を用い機械切削する方法、所定の表面形状を有した金型に樹脂を流しこみ、硬化させることにより作製する方法、所定の表面形状を有したプレス板で樹脂をプレスし作製する方法、フォトリソグラフィを用いて作製する方法、印刷手法を用いて作製する方法、炭酸ガスレーザーなどを用いたレーザー光による作製方法などが挙げられる。
 本発明においては、前記硬化性組成物を、たとえば、不織布に塗布あるいは含浸させた後、硬化して、不織布状の研磨用パッドとすることもできる。
 次に、実施例及び比較例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。以下の実施例及び比較例において、評価方法等は、以下のとおりである。
[測定方法]
 (分子量測定;ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC測定))
 GPCの測定は、装置として液体クロマトグラフ装置(日本ウォーターズ社製)を用いた。カラムは分析するサンプルの分子量に応じて、昭和電工株式会社製Shodex GPC KF-802(排除限界分子量:5000)、KF802.5(排除限界分子量:20000)を適宜使用した。また、展開液としてジメチルホルムアミド(DMF)を用い、流速1ml/min、温度40℃の条件にて測定した。標準試料にポリエチレンオキサイドを用い、比較換算により重量平均分子量を求めた。なお、検出器には示差屈折率計を用いた。
 (粘度測定)
 粘度測定は、ブルックフィールド式回転粘度計(英弘精機株式会社製BROOKFIELD RST-CPS  Rheometer)を用い、60℃でせん断応力100(Pa)の条件下で測定した。
 (残存スズ測定;ICP発光)
 ICP発光の測定は、溶媒をメチルイソブチルケトンとイソプロピルアルコールの混合液にサンプルを1000ppmで溶解させ、ICP発光分光分析装置(サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製i CAP 6500 DUO)を用い、抽出液に含まれる金属量を算出した。
[評価方法]
 (1)密度:東洋精機製の(DSG-1)にて密度(g/cm)を測定した。
 (2)D硬度:JIS規格(硬さ試験)K6253に従って、高分子計器製のデュロメーターによりショアーD硬度を測定した。厚みは6mmになるように重ねて測定した。硬度が比較的低いものはショアーA硬度、比較的高いものはショアーD硬度で測定した。
 (3)耐摩耗性:テーバー社製の5130型の装置でテーバー摩耗試験を測定した。荷重は1Kg、回転速度は60rpm、回転数は1000回転、摩耗輪はH-18でテーバー摩耗試験を実施し、摩耗量を測定した。
 (4)ヒステリシスロス:厚み2mmのダンベル8号形状に打ち抜いた樹脂を島津社製AG-SXのオートグラフにて10mm/minで20mm伸長させ、その後、応力がゼロになるまで戻した際のヒステリシスロスを測定した。
 (5)外観評価
 作製した研磨用パッド(500mmφ)10枚の表面外観(片面)の評価で200μmを超えるボイドなどの外観不良の個数の合計
 1:2個未満
 2:2個以上5個未満
 3:5個以上10個未満
 4:10個以上
 (6)研磨レート:下記条件にて、研磨を実施した際の研磨レートを測定した。研磨レートは2インチサファイアウエハの10枚での平均値である。
 CMP研磨パッド:表面に同心円状の溝を形成した、大きさ500mmφ、厚さ1mmのパッド
 スラリー:FUJIMI コンポール 80原液
 圧力:4psi
 回転数:45rpm
 時間:1時間
 (7)耐スクラッチ性:上記(6)で記載した条件で研磨した際の10枚のウエハのスクラッチの有無を確認した。評価は以下の基準で実施した。
 1:レーザー顕微鏡で測定し、10枚のウエハ全てに欠陥がないもの
 2:レーザー顕微鏡で測定し、10枚のウエハ中、1枚にスクラッチがあるもの
 3:レーザー顕微鏡で測定し、10枚のウエハ中、2枚以上にスクラッチがあるもの
(8)縁ダレ性:(7)の耐スクラッチ性と同様に記載した条件で研磨した際の2インチサファイアウェハの縁ダレを確認した。
評価は以下の基準で実施した。
1:レーザー顕微鏡でウェハのエッジ部位を測定し、縁ダレが30μm以内のもの
2:レーザー顕微鏡でウェハのエッジ部位を測定し、縁ダレが60μm以内のもの
3:レーザー顕微鏡でウェハのエッジ部位を測定し、縁ダレが90μmを超えるもの
4:レーザー顕微鏡でウェハのエッジ部位を測定し、縁ダレが120μmを超えるもの
5:レーザー顕微鏡でウェハのエッジ部位を測定し、縁ダレが150μmを超えるもの
[各成分]
<(A)成分>
・A-1:環状分子にβ-シクロデキストリンを用い、末端に水酸基を有する側鎖を9個有する環状多官能モノマー
(A-1の物性)
重量平均分子量Mw(GPC):4800
分散度(GPC):1.05
側鎖の修飾度:0.43(%で表示すると43%となる)
側鎖末端の活性水素を持つ基:水酸基
環状分子が含有する側鎖の数:9個
側鎖の分子量:数平均分子量で約560
粘度:3,800mPa・s
残存スズ量:300ppm
(A-1の製造方法)
 ヒドロキシプロピル化β-シクロデキストリン(株式会社シクロケム社製):10gとε-カプロラクトン:32.0gを、乾燥窒素をフローしながら130℃に加温しながら攪拌し均一溶液にした後、20kPaの減圧下で5時間かけて脱水を実施し、反応系中の水分量が80ppmであることを確認した。その後、2-エチルヘキサン酸錫(II):0.04gを加え16時間反応させ目的物であるA-1を取得した。A-1の物性は上述した通りであった。側鎖の数や分子量はH-NMR測定装置(日本電子製JNM-LA500)により算出した。
・A-2:環状分子にα-シクロデキストリンを用い、末端に水酸基を有する側鎖を9個有する環状多官能モノマーを有するポリロタキサン
(A-2の物性)
重量平均分子量Mw(GPC):120,000
分散度(GPC):1.23
側鎖の修飾度:0.5(%で表示すると50%となる)
側鎖末端の活性水素を持つ基:水酸基
環状分子が含有する側鎖の数:9個
側鎖の分子量:数平均分子量で約350
粘度:71,000mPa・s
残存スズ量:800ppm
(A-2の製造方法)
 軸分子として、分子量10,000の直鎖状ポリエチレングリコール(PEG)を用い、PEG:10g、TEMPO(2,2,6,6-テトラメチル-1-ピペリジニルオキシラジカル):100mg、臭化ナトリウム:1gを水:100mLに溶解させた。この溶液に、次亜塩素酸ナトリウム水溶液(有効塩素濃度5%):5mLを添加し、室温で10分間撹拌した。その後、エタノール:5mL添加して反応を終了させた。そして、塩化メチレン:50mLを用いて抽出を行った後、塩化メチレンを留去し、エタノール:250mLに溶解させてから、-4℃の温度で12時間かけて再沈させ、PEG-COOHを回収し、乾燥した。
 調製されたPEG-COOH:3gおよびα-シクロデキストリン(α-CD):12gを、それぞれ、70℃の水50mLに溶解させ、得られた各溶液を混合し、よく振り混ぜた。次いで、この混合溶液を、4℃の温度で12時間再沈させ、析出した包接錯体を凍結乾燥して回収した。その後、室温でジメチルホルムアミド(DMF):50mlに、アダマンタンアミン:0.13gを溶解した後、上記の包接錯体を添加して速やかによく振り混ぜた。続いてベンゾトリアゾール-1-イル-オキシ-トリス(ジメチルアミノ)ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート試薬:0.38gをDMF:5mLに溶解した溶液をさらに添加して、よく振り混ぜた。さらにジイソプロピルエチルアミン:0.14mlをDMF:5mLに溶解させた溶液を添加してよく振り混ぜてスラリー状の試薬を得た。
 上記で得られたスラリー状の試薬を4℃で12時間静置した。その後、DMF/メタノール混合溶媒(体積比1/1):50mlを添加、混合、遠心分離を行なって上澄みを捨てた。さらに、上記DMF/メタノール混合溶液による洗浄を行った後、メタノールを用いて洗浄、遠心分離を行い、沈殿物を得た。得られた沈殿物を真空乾燥で乾燥させた後、ジメチルスルオキシド(DMSO):50mLに溶解させ、得られた透明な溶液を700mLの水中に滴下してポリロタキサンを析出させた。析出したポリロタキサンを遠心分離で回収し、真空乾燥させた。さらにDMSOに溶解、水中で析出、回収、乾燥を行い、精製ポリロタキサンを得た。このときのα-CDの包接数は0.25であった。ここで、包接数は、H-NMR測定装置(日本電子製JNM-LA500)により測定し、算出した。
 上記で精製されたポリロタキサン:500mgを1mol/LのNaOH水溶液:50mLに溶解し、プロピレンオキシド:3.83g(66mmol)を添加し、アルゴン雰囲気下、室温で12時間撹拌した。次いで、1mol/LのHCl水溶液を用い、上記のポリロタキサン溶液を、pHが7~8となるように中和し、透析チューブにて透析した後、凍結乾燥し、ヒドロキシプロピル化ポリロタキサンを得た。得られたヒドロキシプロピル化ポリロタキサンは、H-NMRおよびGPCで同定し、所望の構造を有するヒドロキシプロピル化ポリロタキサンであることを確認した。なお、ヒドロキシプロピル基による環状分子の水酸基への修飾度は0.5であり、GPC測定により重量平均分子量Mw:50,000であった。
 得られたヒドロキシプロピル化ポリロタキサン:5gを、ε-カプロラクトン:15gに80℃で溶解させた混合液を調製した。この混合液を、乾燥窒素をブローさせながら110℃で1時間攪拌した後、2-エチルヘキサン酸錫(II)の50wt%キシレン溶液:0.16gを加え、130℃で6時間攪拌した。その後、キシレンを添加し、不揮発濃度が約35質量%のA-2キシレン溶液を得た。
 上記で調製されたA-2キシレン溶液をヘキサン中に滴下し、回収し、乾燥させることによりA-2を取得した。
<(B)成分>
・Pre-1:イソ(チオ)シアネート当量が540の分子の両末端にイソ(チオ)シアネート基を有するウレタンプレポリマー
(Pre-1の製造方法)
 窒素導入管、温度計、攪拌機を備えたフラスコに窒素雰囲気下中、2,4-トリレンジイソシアネート:400gとポリオキシテトラメチレングリコール(数平均分子量;1000):1000gを、80℃で6時間反応させ、イソ(チオ)シアネート当量が540の末端イソシアネートウレタンプレポリマー(Pre-1)を得た。
・Pre-2:イソ(チオ)シアネート当量が460の分子の両末端にイソ(チオ)シアネート基を有するウレタンプレポリマー
(Pre-2の製造方法)
 窒素導入管、温度計、攪拌機を備えたフラスコに窒素雰囲気下中、2,4-トリレンジイソシアネート:1000gとポリプロピレングリコール(数平均分子量;500):1100gを80℃で4時間反応させた後、ジエチレングリコール:120gを添加し、80℃で5時間反応させ、イソ(チオ)シアネート当量が460の末端イソシアネートウレタンプレポリマー(Pre-2)を得た。
<(C)成分>
・PCD5:旭化成ケミカルズ株式会社製デュラノール(1,5-ペンタンジオールとヘキサンジオールを原料とするポリカーボネートジオール、数平均分子量500)。
・PCD10:旭化成ケミカルズ株式会社製デュラノール(1,5-ペンタンジオールとヘキサンジオールを原料とするポリカーボネートジオール、数平均分子量1000)。
・PCD20:旭化成ケミカルズ株式会社製デュラノール(1,5-ペンタンジオールとヘキサンジオールを原料とするポリカーボネートジオール、数平均分子量2000)。
・PTG2.5:数平均分子量250のポリオキシテトラメチレングリコール
・PTG6.5:数平均分子量650のポリオキシテトラメチレングリコール
・PTG10:数平均分子量1000のポリオキシテトラメチレングリコール
・PTG20:数平均分子量2000のポリオキシテトラメチレングリコール
・PEG10:数平均分子量1000のポリエチレングリコール
・PPG10:数平均分子量1000のポリプロピレングリコール
・P530:株式会社クラレ製(3-メチル-1,5-ペンタンジオールとイソフタル酸を原料とするポリエステルジオール、数平均分子量500)
・DEG:ジエチレングリコール
・MPD:3-メチル-1,5-ペンタンジオール
・C1:1,6-ジヒドロキシヘキサン
・C2:1,10-ジヒドロキシデカン
・C3:シクロヘキサンジメタノール
・C4:トリシクロ〔5,2,1,02,6〕デカン-ジメタノール
・C5:テトラブロモビスフェノールAビス(2-ヒドロキシエチル)エーテル
<(D)アミノ基含有モノマー>
・MOCA:4,4’-メチレンビス(o-クロロアニリン)
 <(E)微小中空粒子>
・E1:中空の粒径40μm、嵩密度0.02g/cm3のマイクロカプセル920-40(日本フィライト社製)
・E2:中空の粒径30μm、嵩密度0.13g/cm3のメラミン樹脂マイクロバルーン
 (E2の製造方法)
 トルエン:100質量部のみで(a)成分を調製した。次に、水:200質量部にポリエチレン-無水マレイン酸:10質量部混合し、この混合液を10%水酸化ナトリウム水溶液でpH4に調製し(b)成分を調製した。次に、調製した(a)成分と(b)成分を混合し、高速せん断式分散機を用いて2,000rpm×10分、25℃の条件で攪拌し、O/Wエマルションを調製した。調製したO/Wエマルションに、メラミンホルムアルデヒドプレポリマー化合物(ニカレジンS-260):9質量部加え、65℃で24時間攪拌した後、30℃に冷却後、アンモニア水でpH7.5になるまで添加し、樹脂膜がメラミン樹脂からなるマイクロバルーン分散液を得た。得られたマイクロバルーン分散液を濾過によりマイクロバルーンを取り出し、温度60℃で真空乾燥24時間することで、微小中空粒子を得た。その後、目開き75μmの篩により凝集物を取り除き、E2を得た。
 <研磨用パッドに適用した例>
 <実施例1>
 (A)成分であるA-1:12質量部と(C)成分のPCD5:11質量部と(D)成分のMOCA:6質量部を120℃で混合して均一溶液にした後、十分に脱気し、A液を調製した。別途、70℃に加温した上記で製造した(B)成分のPre-1:71質量部に(E)成分のE1:0.8質量部を加え、自転公転攪拌機で攪拌して均一な溶液のB液を調整した。前記で調合したB液に、A液を加え、均一混合し、硬化性組成物とした。前記硬化性組成物を金型へ注入後、5kPaの減圧下で2分間脱泡した後、100℃で15時間硬化させた。硬化終了後、鋳型から取り外し、硬化体を得た。各配合量を表1に示した。
 次に、得られた硬化体をスライスして、厚さ2mmと厚さ1mmの硬化体を作成した。スライスして得られた厚さ2mmの硬化体を用い、下記の各種物性を測定した。得られた硬化体の密度は0.85g/cm、ショアーD硬度は23D、耐摩耗性は30mg、ヒステリシスロスは44%、発泡硬化体の外観評価は1であった。
 また、スライスで得られた厚さ1mmの硬化体表面にスパイラル状の溝を形成し、裏面に両面テープを張り付けることで、大きさ500mmφ、厚さ1mmの硬化体からなる研磨用パッドとした。
 上記で得られた硬化体からなる研磨用パッドの研磨レートは3.0μm/hr、スクラッチは1であった。結果を表1にも示す。
 <実施例2~42、比較例1~4>
 表1に示した組成を用いた以外は、実施例1と同様な方法で硬化体、及び、研磨用パッドを作製し、評価を行なった。結果を表1に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 本発明の要件を満足する各実施例の硬化性組成物の硬化体からなる研磨用パッドは、耐摩耗性及び研磨レートが優れており、機械特性にも優れていた。また、各実施例の硬化性組成物はハンドリング性も良好であった。
 これに対して、本発明の要件を満足しない比較例1~3の硬化性組成物からなる研磨用パッドは、耐摩耗性と研磨レートが実施例に比べて劣っていた。また、比較例4の硬化性組成物は、ハンドリング性が悪かった。

 

Claims (11)

  1.  (A)末端に活性水素を持つ基を有する側鎖を3個以上含有する側鎖含有環状分子と、(B)分子の両末端にイソ(チオ)シアネート基を有するウレタンプレポリマーと、(C)ジオールと、(D)アミノ基含有モノマーと、を含む硬化性組成物。
  2.  前記(A)末端に活性水素を持つ基を有する側鎖を3個以上含有する側鎖含有環状分子において、前記末端に活性水素を持つ基を有する側鎖の分子量が数平均分子量で300以上である請求項1に記載の硬化性組成物。
  3.  前記(A)末端に活性水素を持つ基を有する側鎖を3個以上含有する側鎖含有環状分子において、前記環状分子がシクロデキストリンである請求項1または請求項2に記載の硬化性組成物。
  4.  前記(A)末端に活性水素を持つ基を有する側鎖を3個以上含有する側鎖含有環状分子において、前記活性水素を持つ基が水酸基である請求項1~3のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  5.  前記(C)ジオールの数平均分子量が100~2000である請求項1~4のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  6.  前記(B)分子の両末端にイソ(チオ)シアネート基を有するウレタンプレポリマーのイソ(チオ)シアネート当量が、300~1000である請求項1~5のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  7.  前記(C)ジオールの配合量が、前記(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び(D)成分の合計100質量部に対して、2~50質量部である請求項1~6のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  8.  さらに、(E)微小中空粒子を含む請求項1~7のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
  9.  前記(E)微小中空粒子がウレタン系樹脂、またはメラミン系樹脂からなる微小中空粒子である請求項8に記載の硬化性組成物。
  10.  請求項1~9のいずれか1項に記載の硬化性組成物を硬化して得られる硬化体。
  11.  請求項10に記載の硬化体からなる研磨用パッド。

     
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