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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-05-12
(45)【発行日】2023-05-22
(54)【発明の名称】ポリマーフォーム層及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
   B29C 44/00 20060101AFI20230515BHJP
   B29C 44/28 20060101ALI20230515BHJP
   B29C 48/13 20190101ALI20230515BHJP
   B29C 59/04 20060101ALI20230515BHJP
   C08J 5/14 20060101ALI20230515BHJP
   F16F 15/02 20060101ALI20230515BHJP
【FI】
B29C44/00 E
B29C44/28
B29C48/13
B29C59/04 Z
C08J5/14
F16F15/02 Q
【請求項の数】 3
(21)【出願番号】P 2020517796
(86)(22)【出願日】2018-09-17
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-12-03
(86)【国際出願番号】 IB2018057122
(87)【国際公開番号】W WO2019064121
(87)【国際公開日】2019-04-04
【審査請求日】2021-09-15
(31)【優先権主張番号】62/565,773
(32)【優先日】2017-09-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】505005049
【氏名又は名称】スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100130339
【弁理士】
【氏名又は名称】藤井 憲
(74)【代理人】
【識別番号】100110803
【弁理士】
【氏名又は名称】赤澤 太朗
(74)【代理人】
【識別番号】100135909
【弁理士】
【氏名又は名称】野村 和歌子
(74)【代理人】
【識別番号】100133042
【弁理士】
【氏名又は名称】佃 誠玄
(74)【代理人】
【識別番号】100171701
【弁理士】
【氏名又は名称】浅村 敬一
(72)【発明者】
【氏名】スラマ,デイビッド エフ.
(72)【発明者】
【氏名】アンティラ,ガース ブイ.
(72)【発明者】
【氏名】ハンセン,ブレント アール.
(72)【発明者】
【氏名】ハンシェン,トーマス ピー.
(72)【発明者】
【氏名】ジェネン,ジェイ エム.
(72)【発明者】
【氏名】カリッシュ,ジェフリー ピー.
(72)【発明者】
【氏名】レフー,デュイ ケー.
(72)【発明者】
【氏名】マクナルティー,ジェイソン ディー.
(72)【発明者】
【氏名】メレ,ケイトリン イー.
(72)【発明者】
【氏名】ルール,ジョーゼフ ディー.
【審査官】芦原 ゆりか
(56)【参考文献】
【文献】特開平06-270314(JP,A)
【文献】特表2018-521275(JP,A)
【文献】特表2015-531695(JP,A)
【文献】特開平09-277481(JP,A)
【文献】特開2013-199600(JP,A)
【文献】特開2012-243371(JP,A)
【文献】特開2000-033647(JP,A)
【文献】特開平10-044178(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08J 9/00-9/42
C08J 5/14
B29C 44/00-44/60
B29C 48/00-48/96
B29C 59/00-59/18
F16F 15/00-15/36
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
最大25,700マイクロメートルの厚さを有し、互いに反対側にある第1及び第2の主表面を有し、前記第1の主表面から少なくとも100マイクロメートル延びるか又は前記第1の主表面に少なくとも100マイクロメートル入り込むフォームフィーチャを備え、-125℃~150℃の範囲のガラス転移温度Tを有し、互いに反対側にある前記第1及び第2の主表面は露出した内部多孔質セルを含まず、各主表面の面積の少なくとも40パーセントが、硬化したままの表面を有する、研磨用のポリマーフォーム層。
【請求項2】
少なくとも1つの拘束層と、
少なくとも1つの散逸層と、
なくとも1つのポリマーフォーム層を含む、少なくとも1つの動的スペーサ層と、
を含む多層減衰材料であって、
前記ポリマーフォーム層が、
最大25,700マイクロメートルの厚さを有し、互いに反対側にある第1及び第2の主表面を有し、前記第1の主表面から少なくとも100マイクロメートル延びるか又は前記第1の主表面に少なくとも100マイクロメートル入り込むフォームフィーチャを備え、-125℃~150℃の範囲のガラス転移温度T を有し、互いに反対側にある前記第1及び第2の主表面は露出した内部多孔質セルを含まず、各主表面の面積の少なくとも40パーセントが、硬化したままの表面を有する、多層減衰材料
【請求項3】
ポリマーフォーム層の製造方法であって、
主外周面を有する回転ツールロール、及びダイリップを有する押出ダイを準備することであって、前記押出ダイは、前記ツールロールと前記押出ダイとの間にギャップを形成するように前記ツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
発泡剤を含むポリマーを、前記ツールロールの前記主外周面の一部分の上に導入することであって、前記主外周面の一部分が、ポリマーフォーム層をもたらすように前記ダイリップに近接している、導入することと、
を含み、
前記ポリマーフォーム層が、
最大25,700マイクロメートルの厚さを有し、互いに反対側にある第1及び第2の主表面を有し、前記第1の主表面から少なくとも100マイクロメートル延びるか又は前記第1の主表面に少なくとも100マイクロメートル入り込むフォームフィーチャを備え、-125℃~150℃の範囲のガラス転移温度T を有し、互いに反対側にある前記第1及び第2の主表面は露出した内部多孔質セルを含まず、各主表面の面積の少なくとも40パーセントが、硬化したままの表面を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、2017年9月29日に出願された米国特許仮出願第62/565773号の優先権を主張するものであり、その開示の全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
フォーム製品は一般に、射出成形によって、又はフォームの大きなブロックを形成して、次いでブロックをシートに切断することによって、作製される。シートの表面上の形状を実現するために、回旋切断、熱線、機械加工、及び輪郭切断などの加工プロセスが一般的に使用される。このような成形表面は、典型的に、連続セルを呈する。
【0003】
成形フォームを作製するための別の一般的な手法は、発泡フィルムをキャスティングロール上にキャストして、滑らかな表面発泡フィルムを生成することである。三次元フィーチャを生成するために、フィルムをエンボス加工し、それにより、フィルムのセクションを圧縮することができる。圧縮領域内のセルは押しつぶされ、セル構造は永久的に破壊される。
【0004】
成形フォームを作製するための第3の手法は、異形押出成形によるものであり、発泡ポリマーは、ダイ内で切り出された所望の輪郭形状を有するプロファイルダイを通って押し出される。得られた輪郭成形フォーム形状は、ダウンウェブ方向において連続的である。このような成形フォームの使用としては、ガスケットシールが含まれる。
【0005】
別のポリマーフォーム及び/又はポリマーフォームの製造方法が望まれる。
【発明の概要】
【0006】
一態様では、本開示は、最大25,700マイクロメートル(いくつかの実施形態では、100マイクロメートル~1000マイクロメートル、1000マイクロメートル~6000マイクロメートル、6000マイクロメートル~12,700マイクロメートル、又は更には12,700マイクロメートル~25,400マイクロメートルの範囲)の厚さを有し、互いに反対側にある第1及び第2の主表面を有し、第1の主表面から少なくとも100マイクロメートル(いくつかの実施形態では、100マイクロメートル~1000マイクロメートル、1000マイクロメートル~6000マイクロメートル、6000マイクロメートル~12,700マイクロメートル、又は更には12,700マイクロメートル~25,400マイクロメートル)延びるか又は第1の主表面に入り込むフォームフィーチャを備え、-125℃~150℃の範囲(いくつかの実施形態では、-125℃~-10℃、-10℃~80℃、50℃~150℃、又は更には50℃~80℃の範囲)のガラス転移温度Tを有し、互いに反対側にある第1及び第2の主表面は、露出した内部多孔質セルを含まず(すなわち、第1及び第2の主表面のそれぞれの表面積の10パーセント未満が、任意の露出した多孔質セルを有し)、各主表面の面積の少なくとも40(いくつかの実施形態では、少なくとも55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97、98、99、又は更には100)パーセントが、硬化したままの表面を有する、ポリマーフォーム層を記載する。
【0007】
別の態様では、本開示は、本明細書に記載のポリマーフォーム層の第1の製造方法であって、
主外周面を有する回転ツールロール、及びダイリップを有する押出ダイを準備することであって、押出ダイは、ツールロールと押出ダイとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
発泡剤を含むポリマーを、ツールロールの主外周面の一部分の上に導入することであって、主外周面の一部分が、ポリマーフォーム層をもたらすようにダイリップに近接している、導入することと、
を含む方法を記載する。
【0008】
別の態様では、本開示は、本明細書に記載のポリマーフォーム層の第2の製造方法であって、
主外周面を有する回転ツールロール、及びダイリップを有する押出ダイを準備することであって、押出ダイは、ツールロールと押出ダイとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
ツールロールの主外周面の一部分の上にガスを含むポリマーを導入することであって、主外周面の一部分がダイリップに近接しており、ポリマーとツールロールの主外周面の一部分との接触前又は接触中のうちの少なくともいずれかに、ガスがポリマーに注入され、ポリマーが発泡してポリマーフォーム層をもたらす、導入することと、
を含む方法を記載する。
【0009】
別の態様では、本開示は、本明細書に記載のポリマーフォーム層の第3の製造方法であって、
主外周面を有する回転ツールロール、及びダイリップを有する押出ダイを準備することであって、押出ダイは、ツールロールと押出ダイとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
ポリマーマイクロスフェアを含むポリマーを、ツールロールの主外周面の一部分の上に導入することであって、主外周面の一部分がダイリップに近接しており、ポリマーが発泡してポリマーフォーム層をもたらす、導入することと、
を含む方法を記載する。
【0010】
別の態様では、本開示は、本明細書に記載のポリマーフォーム層の第4の製造方法であって、
主外周面を有する回転ツールロールを準備することと、
ダイリップを有する押出ダイを準備することであって、押出ダイは、ツールロールと押出ダイとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
圧縮ロールを準備することであって、圧縮ロールは、ツールロールと圧縮ロールとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接している、準備することと、
押出チャンバー内で、発泡剤、ガス、又はポリマーマイクロスフェアのうちの少なくとも1つを含むポリマーに、油を注入することと、
押出ダイとツールロールとの間のギャップにポリマーを押し出すことであって、ポリマーが発泡してポリマーフォーム層をもたらす、押し出すことと、
を含む方法を記載する。
【0011】
別の態様では、本開示は、本明細書に記載のポリマーフォーム層の第5の製造方法であって、
主外周面を有する回転ツールロール、及びダイリップを有する押出ダイを準備することであって、押出ダイは、ツールロールと押出ダイとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
反応性ポリマーをツールロールの主外周面の一部分の上に導入することであって、主外周面の一部分がダイリップに近接しており、反応性ポリマーが発泡し少なくとも部分的に重合してポリマーフォーム層をもたらす、導入することと、
を含む方法を記載する。
【0012】
別の態様では、本開示は、本明細書に記載のポリマーフォーム層の第6の製造方法であって、
主外周面を有する回転ツールロール、及びダイリップを有する押出ダイを準備することであって、押出ダイは、ツールロールと押出ダイとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
押出ダイに接続された押出機を準備することと、
反応性モノマーを押出機に導入することであって、反応性モノマーが、押出機及び押出ダイ内で少なくとも部分的に重合してポリマーを形成する、導入することと、
押出ダイからツールロールの主外周面の一部分の上にポリマーを導入することであって、主外周面の一部分がダイリップに近接しており、ポリマーが発泡してポリマーフォーム層をもたらす、導入することと、
を含む方法を記載する。
【0013】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の例示的な使用としては、振動減衰及び研磨用途(例えば、化学機械平坦化(CMP)において有用な研磨パッド)が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】本明細書に記載のポリマーフォーム層の第1の製造方法のための例示的な装置である。
【0015】
図2】本明細書に記載のポリマーフォーム層の第2の製造方法のための例示的な装置である。
【0016】
図3】本明細書に記載のポリマーフォーム層の第3の製造方法のための例示的な装置である。
【0017】
図4】本明細書に記載のポリマーフォーム層の第4の製造方法のための例示的な装置である。
【0018】
図5】本明細書に記載のポリマーフォーム層の第5の製造方法のための例示的な装置である。
【0019】
図6】本明細書に記載のポリマーフォーム層の第6の製造方法のための例示的な装置である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本明細書に記載のポリマーフォーム層は、-125℃~150℃の範囲(いくつかの実施形態では、-125℃~-10℃、-10℃~80℃、50℃~150℃、又は更には50℃~80℃の範囲)のガラス転移温度Tを有する。ガラス転移温度は、TA Instruments,New Castle,DEから商品名「Q2000 DSC」で入手可能な示差走査熱量計(differential scanning calorimeter、DSC)を使用して、以下のように決定する。DSC手順は以下のとおりである。試料を-180℃に冷却し、10℃/分の温度勾配で300℃にする。ガラス転移温度は、熱流対温度曲線における変曲点として記録される。
【0021】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリマーフォーム層は、熱可塑性材料を含む。例示的な熱可塑性材料としては、例示的な熱可塑性材料としては、ポリカーボネート、ポリアクリル、ポリメタクリル、エラストマー、スチレンブロックコポリマー、スチレン-イソプレン-スチレン(styrene-isoprene-styrene、SIS)、スチレン-エチレン/ブチレン-スチレンブロックコポリマー(styrene-ethylene/butylene-styrene block copolymer、SEBS)、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、スチレンとジエン系スチレン-ブタジエンゴム(styrene-butadiene rubber、SBR)のランダムコポリマー、スチレンとジエン系スチレン-ブタジエンゴム(SBR)とのブロックコポリマー、エチレン-プロピレン-ジエンモノマーゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene-terephthalate、PET)、ポリスチレン-ポリエチレンコポリマー、ポリビニルシクロヘキサン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、熱可塑性ポリウレタン、芳香族エポキシ、非晶質ポリエステル、非晶質ポリアミド、半結晶性ポリアミド、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(acrylonitrile-butadiene-styrene、ABS)コポリマー、ポリフェニレンオキシド合金、高耐衝撃性ポリスチレン、ポリスチレンコポリマー、ポリメチルメタクリレート(polymethylmethacrylate、PMMA)、フッ素化エラストマー、ポリジメチルシロキサン、ポリエーテルイミド、非晶質フルオロポリマー、非晶質ポリオレフィン、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンオキシド-ポリスチレン合金、又はこれらの混合物が挙げられる。
【0022】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリマーフォーム層は、少なくとも1種の非晶質成分を含むコポリマーのうちの少なくとも1種の混合物を含む。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリマーフォーム層は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリイソブチレン、ポリオレフィンコポリマー、ポリアミド(例えば、ポリアミド6及びポリアミド66)、ポリエチレンテレフタレート(terephtlatate)、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene-terephtlatate)コポリマー、フルオロポリマー、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、官能化ポリオレフィン、エチレンビニルアセテートコポリマー、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリホルムアルデヒド、ポリビニルブチラール、これらのコポリマー、又はこれらの混合物を含む。本明細書に記載のポリマーフォーム層のいくつかの実施形態では、熱可塑性樹脂は、非晶質又は半結晶性ポリマー又はコポリマーである。
【0023】
本明細書に記載のポリマーフォーム層のいくつかの実施形態では、ポリマーは、1~95(いくつかの実施形態では、1~90、1~85、1~80、1~75、1~70、5~90、5~85、5~80、5~75、5~70、10~90、10~85、10~80、10~75、10~70、20~90、20~85、20~80、20~75、20~70、25~90、25~85、25~80、25~75、又は更には25~70の範囲のゲル含有量を有する。ポリマーのゲル含有量は、以下のように決定される。数枚のワイヤークロス(316ステンレス鋼、120×120メッシュ;McMaster-Carr,Elmhurst,ILから入手可能)を8cm×4cmに切断し、半分に折り畳んで4cmの正方形を作製する。メッシュを縁部で約0.7cm折り畳み、それらの折り目をステープルで留めることによって、上記の正方形の2つの側面を閉じる。このようにして、頂部が開いたケージ(3cm×4cm)を得る。試験されるフォーム試料を、0.18グラム~0.22グラムの範囲で秤量して配置し、試料をケージ内に密封する。ケージ内にフォーム試料が封止された状態で、還流しているテトラヒドロフラン中にケージを浸漬する。24時間後、ケージを取り外し、70℃で4時間真空下で乾燥させる。次いで、ケージの中に残った試料の質量を秤量し、その質量を試料の元の質量で除算して、フォームのゲル含有量を決定する。
【0024】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリマーフォーム層は、少なくとも35(いくつかの実施形態では、少なくとも40、50、60、70、75、80、90、又は更には少なくとも100;いくつかの実施形態では、35~100、40~80、又は80~100の範囲)のショアD値を有する。商品名「Shore D/Shore A durometer Scale digital hardness tester」で入手可能なショアD/ショアAデュロメータスケールデジタル硬度計を使用して、フォームの表面を変形させないように注意しながら、計器をフォームに緩やかに押し込むことにより、フィルムのショアD硬度を決定する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリマーフォーム層は、少なくとも1(いくつかの実施形態では、少なくとも5、10、100、1000、又は更には少なくとも6000、いくつかの実施形態では、1~50、50~500、又は更には500~6000)MPaの圧縮応力対圧縮ひずみ値を有する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリマーフォーム層は、1MPa未満の圧縮応力対圧縮ひずみ値(いくつかの実施形態では、少なくとも5、10、100、1000、又は更には少なくとも6000、1~50、50~500、又は更には500~6000)を有する。ポリマーフォームの圧縮応力及び圧縮ひずみは、Instron,Norwood,MAから商品名「Universal Testing Systems 3300」で入手可能な機械的試験機を使用して決定される。断面が円形又は正方形のいずれかのポリマーフォーム試料を、機械的試験機(「Universal Testing Systems 3300」)の2枚の剛性金属プレート同士の間に配置する。プレートは、0.1インチ/分(2.54mm/分)の速度で、75%の圧縮ひずみに達するまで、試料を圧縮する。試験中、較正済みロードセルが、試料を圧縮するために必要な力を記録し、力対変位(又は応力対ひずみ)グラフをもたらす。
【0025】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリマーフォーム層は、少なくとも0.01(いくつかの実施形態では、少なくとも0.1、0.5、1、5、又は更には10、いくつかの実施形態では、0.01~0.1、0.1~1、又は更には1~100の範囲)の降伏応力を有する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリマーフォーム層は、100MPa未満(いくつかの実施形態では、10、5、1、又は更には0.1MPa未満、いくつかの実施形態では、0.01~1、1~10、又は更には10~100MPa)の降伏応力を有する。降伏応力は、0.2%のひずみの点をx軸(ひずみ)に沿って配置し、次いで、その点から、応力対ひずみ曲線の初めの線形部分に平行な線を延ばすことによって、決定される。これら2つの線の交点が降伏応力である。
【0026】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリマーフォーム層は、ショアAスケールで20未満(いくつかの実施形態では、少なくとも20、15、10、又は更には5、いくつかの実施形態では、1~5、1~20、又は更には1~50の範囲)のデュロメータ値を有する。ポリマーフォームのデュロメータ値は、商品名「Shore D/Shore A durometer Scale digital hardness tester」で入手可能なショアD/ショアAデュロメータスケールデジタル硬度計を使用して、決定される。フォームの表面を変形させないように注意しながら、計器をフォームに緩やかに押し込むことにより、硬度を決定する。
【0027】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリマーフォーム層は、破断させることなく、直径の1m(いくつかの実施形態では、75cm、50cm、25cm、10cm、5cm、1cm、5mm、又は更には1mm)のロッドに巻き付けることができる。
【0028】
本明細書に記載のポリマーフォーム層のいくつかの実施形態では、フィーチャは、以下の形状:円錐、立方体、ピラミッド、連続レール、連続多方向レール、半球、円筒、又は多床円筒(multi-lobed cylinder)のうちの少なくとも1つを含む。いくつかの実施形態では、特徴は、以下の形状:円、正方形、矩形、三角形、五角形、他の多角形、正弦波、ヘリンボン、又は多床のうちの少なくとも1つの断面を有する。
【0029】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリマーフォーム層は、10~3000(いくつかの実施形態では、10~2000、10~1000、10~500、又は更には10~100)マイクロメートルの範囲の平均セルサイズ(すなわち、孔径)を有する多孔度を有する。
【0030】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリマーフォーム層は、ポリマーフォーム層の総体積を基準として、少なくとも5(いくつかの実施形態では、少なくとも10、20、25、30、40、50、60、又は更には少なくとも70、いくつかの実施形態では、10~70、10~60、又は更には10~50)パーセントの全多孔度を有する。
【0031】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリマーフォーム層は、スターポリマーを含む。例示的なスターポリマーは、スチレン-イソプレンスチレン(SIS)、スチレンエチレンプロピレンスチレン(styrene ethylene propylene styrene、SEPS)、スチレンエチレンブタジエンスチレン(SEBS)、又はスチレンブタジエンスチレン(styrene butadiene styrene、SBS)(これらの混合物を含む)のうちの少なくとも1種を含む。好適なスターポリマーは、例えば、Kraton,Houston,TXから商品名「KRATON」で入手可能である。
【0032】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリマーフォーム層は、補強材料(例えば、織布、不織布、繊維、メッシュ、又はフィルム)を含む。
【0033】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリマーフォーム層は、ガラスビーズ、ガラスバブル、ガラス繊維、砥粒、カーボンブラック、炭素繊維、ダイヤモンド粒子、複合粒子、ナノ粒子、鉱物油、粘着付与剤、ワックス、ゴム粒子、又は難燃剤のうちの少なくとも1種を含む。
【0034】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリマーフォーム層は、熱伝導性材料(例えば、BN)を含む。
【0035】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第1の製造方法は、
主外周面を有する回転ツールロール、及びダイリップを有する押出ダイを準備することであって、押出ダイは、ツールロールと押出ダイとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
発泡剤を含むポリマーを、ツールロールの主外周面の一部分の上に導入することであって、主外周面の一部分がポリマーフォーム層をもたらすようにダイリップに近接している、導入することと、
を含む方法を記載する。
【0036】
第1の方法のいくつかの実施形態では、圧縮ロールの主外周面は、空隙の配列を含む。第1の方法のいくつかの実施形態では、ツールロールの主外周面は、突出部の配列を含む。空隙又は突出部のサイズ及び形状は、所望のとおりにすることができる。例示的な形状としては、円錐、立方体、ピラミッド、連続レール、連続多方向レール、半球、円筒、及び多床円筒を挙げることができる。例示的な断面は、円形、正方形、矩形、三角形、五角形、他の多角形、正弦波、ヘリンボン、又は多床を挙げることができる。例示的なサイズは、高さ100マイクロメートル~25,400マイクロメートル、及び幅100マイクロメートル~25,400マイクロメートルであってよい。
【0037】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第1の製造方法のいくつかの実施形態では、発泡剤は、酸(例えば、クエン酸)、重炭酸塩、アゾジカルボンアミド、修飾アゾジカルボンアミド、ヒドラジド、重炭酸ナトリウムとクエン酸のブレンド、ジニトロペンタメチレンテトラミン、p-トルエンスルホニルヒドラジド、4-4′-オキシビスヒドラジド、アゾジカルボンアミド、p-トルエンスルホニルセミカルバジド、5-フェニルテトラゾール、5-フェニルテトラゾール類似体、ジイソプロピルヒドラゾジカルボキシレート、5-フェニル-3,6-ジヒドロ-1,3,4-オキサジアジン-2-オン、又は水素化ホウ素ナトリウムのうちの少なくとも1種を含む。
【0038】
図1を参照すると、装置99は、主外周面111を有する回転ツールロール110と、ダイリップ113を有する押出ダイ112とを有し、ダイリップ113は、ツールロール110と押出ダイ112との間にギャップ115を形成するためにツールロール110に近接して配置されている。発泡剤を含むポリマー117は、ツールロール110の主外周面111の部分120上に注入される。主外周面111の部分120は、ダイリップ113に近接している。ポリマー117は発泡して本明細書に記載のポリマーフォーム層100をもたらす。
【0039】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第2の製造方法は、
主外周面を有する回転ツールロール、及びダイリップを有する押出ダイを準備することであって、押出ダイは、ツールロールと押出ダイとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
ツールロールの主外周面の一部分の上にガスを含むポリマーを導入することであって、主外周面の一部分がダイリップに近接しており、ポリマーとツールロールの主外周面の一部分との接触前又は接触中のうちの少なくともいずれかに、ガスがポリマーに注入され、ポリマーが発泡してポリマーフォーム層をもたらす、導入することと、
を含む。
【0040】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第2の製造方法のいくつかの実施形態では、ツールロールの主外周面は、空隙の配列を含む。第2の方法のいくつかの実施形態では、ツールロールの主外周面は、突出部の配列を含む。空隙又は突出部のサイズ及び形状は、所望のとおりにすることができる。例示的な形状としては、円錐、立方体、ピラミッド、連続レール、連続多方向レール、半球、円筒、及び多床円筒を挙げることができる。例示的な断面は、円形、正方形、矩形、三角形、五角形、他の多角形、正弦波、ヘリンボン、又は多床を挙げることができる。例示的なサイズは、高さ100マイクロメートル~25,400マイクロメートル、及び幅100マイクロメートル~25,400マイクロメートルであってよい。
【0041】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第2の製造方法のいくつかの実施形態では、ガスは、アルゴン、二酸化炭素、窒素、ブタン(例えば、n-ブタン及びイソブタン)、ヘプタン(例えば、N-ヘプタン、イソヘプタン、及びシクロヘプタン)、ヘキサン(例えば、n-ヘキサン、ネオヘキサン、イソヘキサン、及びシクロヘキサン)、オクタン(例えば、n-オクタン及びシクロオクタン)、又はペンタン(例えば、n-ペンタン、シクロペンタン、ネオペンタン、及びイソペンタン)のうちの少なくとも1種を含む。
【0042】
図2を参照すると、装置199は、主外周面211を有する回転ツールロール210と、ツールロール210と押出ダイ212との間にギャップ215を形成するためにツールロール210に近接して配置されたダイリップ213を有する押出ダイ212とを有する。ガスを含むポリマー217は、ツールロール210の主外周面211の部分220内に注入される。主外周面211の部分220は、ダイリップ213に近接している。ガス223は、ポリマー217とツールロール210の主外周面211の部分220との接触前又は接触中のうちの少なくともいずれかに、ポリマー217aに注入される。ポリマー217は発泡して本明細書に記載のポリマーフォーム層200をもたらす。
【0043】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第3の製造方法は、
主外周面を有する回転ツールロール、及びダイリップを有する押出ダイを準備することであって、押出ダイは、ツールロールと押出ダイとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
ポリマーマイクロスフェアを含むポリマーを、ツールロールの主外周面の一部分の上に導入することであって、主外周面の一部分がダイリップに近接しており、ポリマーが発泡してポリマーフォーム層をもたらす、導入することと、
を含む。
【0044】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第3の製造方法のいくつかの実施形態では、ツールロールの主外周面は、空隙の配列を含む。第3の方法のいくつかの実施形態では、ツールロールの主外周面は、突出部の配列を含む。空隙又は突出部のサイズ及び形状は、所望のとおりにすることができる。例示的な形状としては、円錐、立方体、ピラミッド、連続レール、連続多方向レール、半球、円筒、及び多床円筒を挙げることができる。例示的な断面は、円形、正方形、矩形、三角形、五角形、他の多角形、正弦波、ヘリンボン、又は多床を挙げることができる。例示的なサイズは、高さ100マイクロメートル~25,400マイクロメートル、及び幅100マイクロメートル~25,400マイクロメートルであってよい。
【0045】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第3の製造方法のいくつかの実施形態では、ポリマーマイクロスフェアは膨張気泡を含む。例示的な膨張気泡は、例えば、AkzoNobel,Amsterdam,Netherlandsから商品名「EXPANCEL」で、又はChase Corporation,Westwood,MAから商品名「DUALITE」で、入手可能である。
【0046】
図3を参照すると、装置299は、主外周面311を有する回転ツールロール310と、ツールロール310と押出ダイ312との間にギャップ315を形成するためにツールロール310に近接して配置されたダイリップ313を有する押出ダイ312とを有する。ポリマーマイクロスフェアを含むポリマー317は、ツールロール310の主外周面311の一部分に注入される。主外周面311の部分320は、ダイリップ313に近接している。ポリマー317は発泡して本明細書に記載のポリマーフォーム層300をもたらす。
【0047】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第4の製造方法は、
主外周面を有する回転ツールロールを準備することと、
ダイリップを有する押出ダイを準備することであって、押出ダイは、ツールロールと押出ダイとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
圧縮ロールを準備することであって、圧縮ロールは、ツールロールと圧縮ロールとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接している、準備することと、
押出チャンバー内で、発泡剤、ガス、又はポリマーマイクロスフェアのうちの少なくとも1つを含むポリマーに、油を注入することと、
ポリマーをギャップに押し出すことであって、ポリマーが発泡してポリマーフォーム層をもたらす、押し出すことと、
を含む。
【0048】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第4の製造方法のいくつかの実施形態では、ツールロールの主外周面は、空隙の配列を含む。第4の方法のいくつかの実施形態では、ツールロールの主外周面は、突出部の配列を含む。空隙又は突出部のサイズ及び形状は、所望のとおりにすることができる。例示的な形状としては、円錐、立方体、ピラミッド、連続レール、連続多方向レール、半球、円筒、及び多床円筒を挙げることができる。例示的な断面は、円形、正方形、矩形、三角形、五角形、他の多角形、正弦波、ヘリンボン、又は多床を挙げることができる。例示的なサイズは、高さ100マイクロメートル~25,400マイクロメートル、及び幅100マイクロメートル~25,400マイクロメートルであってよい。
【0049】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第4の製造方法のいくつかの実施形態では、方法は、押出ダイの近くに配置された主外周面を有する圧縮ロールを更に含む。
【0050】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第4の製造方法のいくつかの実施形態では、油は、ラノリン、液体ポリアクリレート、液体ポリブテン、鉱油、又はフタレートのうちの少なくとも1種を含む。
【0051】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第4の製造方法のいくつかの実施形態では、発泡剤は、酸(例えば、クエン酸)、重炭酸塩、アゾジカルボンアミド、修飾アゾジカルボンアミド、ヒドラジド、重炭酸ナトリウムとクエン酸のブレンド、ジニトロペンタメチレンテトラミン、p-トルエンスルホニルヒドラジド、4-4′-オキシビスヒドラジド、アゾジカルボンアミド、p-トルエンスルホニルセミカルバジド、5-フェニルテトラゾール、5-フェニルテトラゾール類似体、ジイソプロピルヒドラゾジカルボキシレート、5-フェニル-3,6-ジヒドロ-1,3,4-オキサジアジン-2-オン、又は水素化ホウ素ナトリウムのうちの少なくとも1種を含む。
【0052】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第4の製造方法のいくつかの実施形態では、ガスは、アルゴン、二酸化炭素、窒素、ブタン(例えば、n-ブタン及びイソブタン)、ヘプタン(例えば、N-ヘプタン、イソヘプタン、及びシクロヘプタン)、ヘキサン(例えば、n-ヘキサン、ネオヘキサン、イソヘキサン、及びシクロヘキサン)、オクタン(例えば、n-オクタン及びシクロオクタン)、又はペンタン(例えば、n-ペンタン、シクロペンタン、ネオペンタン、及びイソペンタン)のうちの少なくとも1種を含む。
【0053】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第4の製造方法のいくつかの実施形態では、ポリマーマイクロスフェアは膨張気泡を含む。例示的な膨張気泡は、例えば、AkzoNobelから商品名「EXPANCEL」で、又はChase Corporationから「DUALITE」で、入手可能である。
【0054】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第4の製造方法のいくつかの実施形態では、油は、80℃超(いくつかの実施形態では、少なくとも90℃、100℃、125℃、150℃、175℃、又は更には少なくとも200℃、いくつかの実施形態では80℃~250℃、100℃~250℃、又は更には100℃~200℃)の温度のものである。
【0055】
図4を参照すると、装置399は、主外周面411を有する回転ツールロール410と、ツールロール410と押出ダイ412との間にギャップ415を形成するためにツールロール410に近接して配置されたダイリップ413を有する押出ダイ412とを有している。ツールロール410と圧縮ロール414との間にギャップ416を形成するようにツールロール410に近接している圧縮ロール414。油424は、押出チャンバー430内で、発泡剤、ガス、又はポリマーマイクロスフェアのうちの少なくとも1種を含むポリマー417aに注入される。ポリマー417は、ギャップ415内に押し出される。ポリマー417は発泡して本明細書に記載のポリマーフォーム層400をもたらす。
【0056】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第5の製造方法は、
主外周面を有する回転ツールロール、及びダイリップを有する押出ダイを準備することであって、押出ダイは、ツールロールと押出ダイとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
反応性ポリマーをツールロールの主外周面の一部分の上に導入することであって、主外周面の一部分がダイリップに近接しており、反応性ポリマーが発泡し少なくとも部分的に重合してポリマーフォーム層をもたらす、導入することと、
を含む。
【0057】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第5の製造方法のいくつかの実施形態では、反応性ポリマーは、形成後に反応してポリマーフォーム層の分子量を増加させる。第5の方法のいくつかの実施形態では、反応性ポリマーは反応してポリマーフォーム層を架橋する。第5の方法のいくつかの実施形態では、反応性ポリマーは水分と反応して、ポリマーフォーム層の重合又は架橋を引き起こす。第5の方法のいくつかの実施形態では、反応性ポリマーは、イソシアネート官能基、アルコキシシラン官能基、又はケチミン官能基を含む。
【0058】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第5の製造方法のいくつかの実施形態では、反応性ポリマーは、(メタ)アクリル官能基、アリル官能基、又はビニル官能基のうちの少なくとも1種を含む。
【0059】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第5の製造方法のいくつかの実施形態は、反応性ポリマーを、ガンマ線、電子線放射、又は紫外線放射のうちの少なくとも1つに曝露して、ポリマーフォーム層の重合又は架橋のうちの少なくとも1つを引き起こすことを含む。
【0060】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第5の製造方法のいくつかの実施形態では、ツールロールの主外周面は、空隙の配列を含む。第5の方法のいくつかの実施形態では、ツールロールの主外周面は、突出部の配列を含む。空隙又は突出部のサイズ及び形状は、所望のとおりにすることができる。例示的な形状としては、円錐、立方体、ピラミッド、連続レール、連続多方向レール、半球、円筒、及び多床円筒を挙げることができる。例示的な断面は、円形、正方形、矩形、三角形、五角形、他の多角形、正弦波、ヘリンボン、又は多床を挙げることができる。例示的なサイズは、高さ100マイクロメートル~25,400マイクロメートル、及び幅100マイクロメートル~25,400マイクロメートルであってよい。
【0061】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第5の製造方法のいくつかの実施形態では、本方法は、押出ダイの近くに配置された主外周面を有する圧縮ロールを更に含む。図5を参照すると、装置499は、主外周面511を有する回転ツールロール510と、ツールロール510と押出ダイ512との間にギャップ515を形成するためにツールロール510に近接して配置されたダイリップ513を有する押出ダイ512とを有している。反応性ポリマー517は、ツールロール510の主外周面511の部分520に注入される。主外周面511の部分520は、ダイリップ513に近接している。反応性ポリマー517は発泡し、少なくとも部分的に重合して、本明細書に記載のポリマーフォーム層500をもたらす。
【0062】
ポリマーフォーム層の第6の製造方法は、
主外周面を有する回転ツールロール、及びダイリップを有する押出ダイを準備することであって、押出ダイは、ツールロールと押出ダイとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
押出ダイに接続された押出機を準備することと、
反応性モノマーを押出機に導入することであって、反応性モノマーが、押出機及び押出ダイにおいて少なくとも部分的に重合してポリマーを形成する、導入することと、
押出ダイからツールロールの主外周面の一部分の上にポリマーを注入することであって、主外周面の一部分がダイリップに近接しており、ポリマーが発泡してポリマーフォーム層をもたらす、注入することと
を含む。
【0063】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第6の製造方法のいくつかの実施形態は、反応性ポリマーを反応性モノマーとともに押出機内に注入することであって、モノマーは特定の分子量を有し、モノマーは、反応性ポリマーと少なくとも部分的に反応して、モノマーの分子量よりも高い分子量を有するポリマーを形成する、注入することを更に含む。
【0064】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第6の製造方法のいくつかの実施形態では、反応性モノマーは、ポリイソシアネートとポリオールとを含み、モノマーと反応性ポリイソシアネートとの反応から形成されるポリマーは、ポリウレタンである。第6の方法のいくつかの実施形態では、反応性モノマーは、ヒドロキシル官能性鎖延長剤を更に含む。第6の方法のいくつかの実施形態では、イソシアネート当量ヒドロキシル当量の数の比は、1:1.01~1:1.2(いくつかの実施形態では、1:1.01~1:1.1~1:1.05、1:1.05~1:1.0、又は1:1.0~1:1.2)である。第6の方法のいくつかの実施形態では、ポリオール又はポリイソシアネートのうちの少なくとも1種は、2.0を超える平均官能価を有する。
【0065】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第6の製造方法のいくつかの実施形態では、ツールロールの主外周面は、空隙の配列を含む。第6の方法のいくつかの実施形態では、ツールロールの主外周面は、突出部の配列を含む。空隙又は突出部のサイズ及び形状は、所望のとおりにすることができる。例示的な形状としては、円錐、立方体、ピラミッド、連続レール、連続多方向レール、半球、円筒、及び多床円筒を挙げることができる。例示的な断面は、円形、正方形、矩形、三角形、五角形、他の多角形、正弦波、ヘリンボン、又は多床を挙げることができる。例示的なサイズは、高さ100マイクロメートル~25,400マイクロメートル、及び幅100マイクロメートル~25,400マイクロメートルであってよい。
【0066】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第6の製造方法のいくつかの実施形態では、本方法は、押出ダイの近くに配置された主外周面を有する圧縮ロールを更に含む。
【0067】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第6の製造方法のいくつかの実施形態では、ポリマーは発泡剤を含む。第6の方法のいくつかの実施形態では、発泡剤は、ポリマーマイクロスフェアを含む。ポリマーフォーム層の第6の製造方法のいくつかの実施形態では、ポリマーマイクロスフェアは膨張可能な気泡である。第6の方法のいくつかの実施形態では、発泡剤は、酸、重炭酸塩、アゾジカルボンアミド、修飾アゾジカルボンアミド、ヒドラジド、重炭酸ナトリウムとクエン酸のブレンド、ジニトロペンタメチレンテトラミン、p-トルエンスルホニルヒドラジド、4-4′-オキシビスヒドラジド、アゾジカルボンアミド、p-トルエンスルホニルセミカルバジド、5-フェニルテトラゾール、5-フェニルテトラゾール類似体、ジイソプロピルヒドラゾジカルボキシレート、5-フェニル-3,6-ジヒドロ-1,3,4-オキサジアジン-2-オン、又は水素化ホウ素ナトリウムのうちの少なくとも1種を含む。第6の方法のいくつかの実施形態では、発泡剤は、水とイソシアネートとを含む。
【0068】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の第6の製造方法のいくつかの実施形態では、発泡剤は、アルゴン、二酸化炭素、窒素、ブタン(例えば、n-ブタン及びイソブタン)、ヘプタン(例えば、N-ヘプタン、イソヘプタン、及びシクロヘプタン)、ヘキサン(例えば、n-ヘキサン、ネオヘキサン、イソヘキサン、及びシクロヘキサン)、オクタン(例えば、n-オクタン及びシクロオクタン)、又はペンタン(例えば、n-ペンタン、シクロペンタン、ネオペンタン、及びイソペンタン)のうちの少なくとも1種を含むガスを含む。
【0069】
図6を参照すると、装置599は、主外周面611を有する回転ツールロール610と、ツールロール610と押出ダイ612との間にギャップ615を形成するためにツールロール610に近接して配置されたダイリップ613を有する押出ダイ612とを有する。押出成形機640は、押出ダイ612に接続されている。反応性モノマー617aは押出物640に注入される。反応性モノマー617aは、押出機640及び押出ダイ612において少なくとも部分的に重合してポリマー617を形成する。ポリマー617は、ツールロール610の主外周面611の一部分に注入される。主外周面611の部分620は、ダイリップ613に近接している。ポリマー617は発泡して本明細書に記載のポリマーフォーム層600をもたらす。
【0070】
本開示はまた、物品を提供する方法であって、
任意の例示的実施形態Aのポリマーフォーム層を準備することと、
熱又は圧力のうちの少なくとも1つを適用して、ポリマーフォーム層の少なくとも1つの突出部を永久的に変形させることと、
を含む方法を記載する。例えば、本明細書に記載のポリマーフォーム層は、2つの回転する金属ロールによってもたらされるニップを通過することができ、ポリマーフォーム層の突出部は、ロールと接触した突出部を変形させるために十分に加熱される(例えば、電気的に加熱される)ニップロールのうちの1つの周囲に巻き付き、他のニップロールは、低い温度(典型的に周囲温度)である。
【0071】
装置は、これらの一般的な種類の装置について当該技術分野において既知の従来の材料及び技術で作製することができる。
【0072】
本明細書に記載のポリマーフォーム層の例示的な用途としては、振動減衰及び研磨用途(例えば、化学機械平坦化(CMP)において有用な研磨パッド)が挙げられる。
【0073】
更にCMP研磨用途に対しては、研磨パッドの厚みは、適切な研磨ツールでの研磨を可能にするために必要な厚みに一致してよい。いくつかの実施形態では、研磨パッドの厚さは、125マイクロメートル超(いくつかの実施形態では、150、200超、又は更には500マイクロメートル超、いくつかでは、40,000、30,000、20,000、15,000、10,000、5,000、又は更には2,500マイクロメートル未満)である。研磨パッドは、様々な形状(例えば、円形、正方形、又は六角形)のいずれかであってよい。パッドは、パッド形状が、使用中にパッドが装着される対応する研磨ツールの圧盤の形状と同一となるように作製され得る。パッドの最大寸法(例えば、円形パッドの直径)は、特定の用途について所望されるとおりであってよい。いくつかの実施形態では、パッドの最大寸法は、少なくとも10cm(いくつかの実施形態では、少なくとも20cm、25cm、30cm、40cm、50cm、又は更には少なくとも60cm、いくつかの実施形態では、2メートル未満、1.5メートル未満、又は更には1メートル未満)である。
【0074】
いくつかの研磨パッドの実施形態では、フォームフィーチャは、少なくとも100マイクロメートル(いくつかの実施形態では、少なくとも200マイクロメートル、又は更には少なくとも300マイクロメートル、いくつかの実施形態では、最大20,000マイクロメートル、15,000マイクロメートル、10,000マイクロメートル、又は更には最大5,000マイクロメートル)第1の主表面から延びるか又は第1の主表面に入り込む。
【0075】
研磨パッドのポリマーフォーム層は、少なくとも1つのチャネルを更に含んでもよく、チャネルは、フォームフィーチャが第1の主表面から延びるか又は第1の主表面に入り込む距離を超える深さを有する。いくつかの実施形態では、研磨パッドのポリマーフォーム層は、少なくとも複数のチャネルを更に含んでよく、複数のチャネルの少なくとも一部分は、フォームフィーチャが第1の主表面から延びるか又は第1の主表面に入り込む距離を超える深さを有する。少なくとも1つのチャネルは、研磨溶液分布の改善、ポリマーフォーム層の柔軟性をもたらすと共に、研磨パッドから削りくずを除去することを容易にし得る。いくつかの実施形態では、チャネルは、流体がチャネル内にいつまでも入っていないようにする(すなわち、流体は、パッドの使用中にチャネルから流出することができる)。
【0076】
いくつかの実施形態では、少なくとも1つのチャネルの幅は、少なくとも10マイクロメートル(いくつかの実施形態では、少なくとも25、50、75、又は更には少なくとも100マイクロメートル、いくつかの実施形態では、20,000、10,000、5,000、2,000、1,000、500、又は更には200マイクロメートル未満)である。いくつかの実施形態では、少なくとも1つのチャネルの深さは、少なくとも125マイクロメートル(いくつかの実施形態では、少なくとも200、300、400、500、600、700、800、900、1,000、1500、又は更には少なくとも2,000マイクロメートル、いくつかの実施形態では、25,000、20,000、15,000、10,000、8,000、5,000、3,000、又は更には1,000マイクロメートル未満)である。
【0077】
チャネルは、加工、エンボス加工、及び鋳造を含むが限定しない、当技術分野で知られている任意の技法によって、研磨層の中に形成されてよい。チャネルは、ポリマーフォーム層の形成中に、及び/又はポリマーフォーム層を形成するために使用される同じプロセスによって、形成されてよい。(基材の欠陥(例えば、使用中における引っかき傷)を最小限に抑える助けとなる)研磨フォーム層の第1の主表面の改善された表面仕上げのため、エンボス加工及び鋳造が好ましい場合がある。いくつかの実施形態では、ポリマーフォーム層の第1の主表面から延びるか又は第1の主表面に入り込むチャネルは、フォームフィーチャを形成するために使用される成形プロセスにおいて製造される。これは、ツールロールにおけるネガ(すなわち突出した領域)を形成し、次いで、鋳造中にチャネル自体をポリマーフォーム層内に形成することによって実現される。ポリマーフォーム層の第1の主表面から延びるか又は第1の主表面に入り込むフォームフィーチャ及び少なくとも1つのチャネルを単一のプロセス工程で研磨フォーム層中に作製することができるため、上記は特に有利であり、コスト及び時間の節約につながる。チャネルは、当技術分野で知られているさまざまなパターン(例えば、同心リング、平行線、放射状線、グリッドアレイを形成する一連の線、ヘリンボン、及び螺旋)を形成するように製作することができる。パターンの組み合わせを用いてもよい。
【0078】
更に別の実施形態では、本開示の研磨パッドは、サブパッドを備えてもよく、サブパッドは、ポリマーフォーム層の第2の主表面に隣接している。研磨パッド層(例えば、ポリマーフォーム層及びサブパッド)は、(接着剤(例えば、感圧接着剤(pressure sensitive adhesives、PSA)、ホットメルト接着剤、インプレース硬化接着剤など)を使用することを含む)当技術分野で知られている任意の技法により、一緒に接着することができる。いくつかの実施形態では、研磨パッドは、ポリマーフォーム層の第2の主表面に隣接する接着剤層を含む。PSA(例えば、PSA転写テープ)と共に積層プロセスを用いることは、研磨パッド及びサブパッドを接着するための1つの特定のプロセスである。サブパッドは、当技術分野で知られている任意のものであってよい。サブパッドは、実質的に剛性の材料(例えば、ポリカーボネート)の単一層又は実質的に圧縮可能な材料(例えば、エラストマーフォーム)の単一層であってよい。サブパッドはまた、少なくとも2つの層を有してもよく、実質的に剛性の層(例えば、硬質材料又は高弾性材料(例えば、ポリカーボネート又はポリエステル))と、実質的にコンプライアントな層(例えば、エラストマー又はエラストマー発泡対材料)とを含んでもよい。サブパッドが実質的にコンプライアントな層(例えば、エラストマーフォーム層)を含む場合、コンプライアント層は、20ショアD~90ショアDのデュロメータを有し得る。いくつかの実施形態では、コンプライアント層は、125~5,000(いくつかの実施形態では、125~1,000)マイクロメートルの厚さを有する。
【0079】
少なくとも1つの不透明層を有するサブパッドを含む研磨パッドのいくつかの実施形態では、小さな(例えば、1cm~5cm)の穴をサブパッドに開けて、「窓」を作成することができる。穴は、サブパッド全体を貫通して開けても、少なくとも1つの不透明層のみを貫通して開けてもよい。サブパッドの切り出し部分又は少なくとも1つの不透明層がサブパッドから除去され、光がこの領域を透過できるようになる。穴は、研磨ツール圧盤の窓のエンドポイントと位置が整合するように予め位置付けられ、ツールのエンドポイント検出システムからの光を、研磨パッドを通して移動させてウエハに接触させることによって、研磨ツールのウエハエンドポイント検出システムの使用を容易にする。光ベースのエンドポイント研磨検出システムは当技術分野で知られており、例えば、Applied Materials,Inc.,Santa Clara,CAから商品名「MIRRA」及び「REFLEXION LK CMP」で入手可能である。本明細書で記載の研磨パッドは、このようなツール上で稼働するように製作することができ、研磨ツールのエンドポイント検出システムと共に機能するように構成されたエンドポイント検出窓が、研磨パッドに含まれる。
【0080】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の研磨パッドは、そこに積層されたサブパッドを含む。サブパッドは、少なくとも1つの剛性層(例えば、ポリカーボネート)、少なくとも1つのコンプライアント層(例えば、エラストマーフォーム)を含むことができ、剛性層の弾性率はコンプライアント層の弾性率よりも大きい。剛性層は、典型的にPSA(例えば、転写接着剤又はテープ)の使用により、ポリマーフォーム層の第2の主表面に積層されてもよい。コンプライアント層は不透明であり、エンドポイント検出に必要な光の透過を防ぐことができる。積層の前又は後に、例えば標準的なキスカット方法又は手による切り出しによって、サブパッドの不透明なコンプライアント層に穴(例えば、最大幅5cm×長さ20cm)をダイカットしてよい。コンプライアント層の切り出し領域を除去して、研磨パッドに「窓」を作り出す。接着剤の残留物が穴に存在する場合、例えば、適切な溶媒の使用及び/又は布での拭き取りによって、接着剤の残留物を除去することができる。研磨パッドの「窓」は、研磨パッドが研磨ツール圧盤に取り付けられるとき、研磨パッドの窓の位置が研磨ツール圧盤のエンドポイント検出窓と整合するように構成される。穴の寸法は一般的に、圧盤のエンドポインド検出窓の寸法と同じであるか、又は類似している。
【0081】
ポリマーフォーム層、サブパッド、及びそれらの任意の組み合わせのうちのいずれか1つを含む研磨パッドは、研磨プロセスで使用される標準的なエンドポイント検出技術(例えばウエハエンドポイント検出)を可能にするための窓(つまり、光を通過させる領域)を含んでよい。
【0082】
本開示はまた、少なくとも1つの研磨パッドと、少なくとも1種の研磨溶液を含む、研磨システムを記載する。好適な研磨溶液は、当該技術分野において既知である。研磨溶液は水性であっても非水性であってもよい。水性研磨溶液は、少なくとも50質量%の水を有する。非水性溶液は、50質量%未満の水を有する。いくつかの実施形態では、研磨溶液はスラリー(すなわち、有機及び/又は無機研磨粒子を含有する液体)である。研磨溶液中の有機及び/又は無機研磨粒子の濃度は、所望されるとおりである。いくつかの実施形態において、研磨溶液中の有機及び/又は無機研磨粒子の濃度は、少なくとも0.5質量%(いくつかの実施形態では、少なくとも1質量%、2質量%、3質量%、4質量%、又は更には少なくとも5質量%、いくつかの実施形態では、30質量%未満、20質量%未満、15質量%未満、又は更に10質量%未満)である。いくつかの実施形態では、研磨溶液は有機及び/又は無機研磨粒子を実質的に含まない。「有機又は無機研磨粒子を実質的に含まない」とは、研磨溶液が、0.5重量%以下(いくつかの実施形態では、0.25質量%以下、0.1質量%以下、又は更には0.05質量%以下)の有機又は無機研磨粒子を含有することを意味する。いくつかの実施形態では、研磨溶液は有機又は無機研磨粒子を含有しない。研磨システムは、研磨溶液(例えば、シリコンオキシドCMP(例えば、シャロートレンチアイソレーションCMP)、金属CMP(例えば、タングステンCMP、銅CMP、及びアルミニウムCMP)、バリアCMP(例えば、タンタル及び窒化タンタルCMP)、及び硬質基材(例えば、サファイア)を含んでよい。いくつかの実施形態では、研磨システムは、研磨又は研磨される基材を更に含む。
【0083】
本開示はまた、基材を研磨する方法であって、
作用面を有する、本明細書に記載の研磨パッドを準備することと、
第1の表面を有する基材を準備することと、
研磨パッドの第1の作用面を第1の基材表面に接触させることと、
研磨パッドの作用面と第1の基材表面との間の接触を維持しながら、研磨パッドと基材とを互いに対して移動させることと、
を含み、
研磨は研磨溶液の存在下で実行される、
方法を記載する。
【0084】
いくつかの実施形態では、研磨溶液は、本明細書において前述したスラリーである。いくつかの実施形態では、基材は半導体ウエハである。例示的な半導体ウエハは、誘電材料、導電性材料、バリア及び/若しくは接着材料、又はキャップ材料のうちの少なくとも1つを含む。例示的な誘電材料としては、無機誘電材料(例えば、ガラス(例えば、シリカガラス))又は有機誘電材料が挙げられる。例示的な導電性材料としては、金属(例えば、銅、タングステン、アルミニウム、又は銀のうちの少なくとも1種)が挙げられる。例示的なキャップ材料は、炭化ケイ素又は窒化ケイ素のうちの少なくとも1種を含む。例示的なバリア及び/又は接着材料は、タンタル又は窒化タンタルのうちの少なくとも1種を含む。研磨方法は、パッドコンディショニング又は洗浄工程も含んでよく、この工程は原位置で(すなわち研磨中に)実行されてよい。パッドコンディショニングは、任意のパッドコンディショナー(例えば、ダイアモンドパッドコンディショナー)、又は当技術分野において既知であり、例えば3M Company,St.Paul,MNから商品名「3M CMP PAD CONDITIONER BRUSH PB33A」で入手可能である、ブラシを使用してよく、及び/又は研磨パッドの水若しくは溶媒すすぎを使用してよい。
【0085】
減衰積層体に見出される動的スペーサ層は、散逸層の減衰性能を改善するのに有効である。質量を最小化することは、多くの産業、特に輸送において必要性が高い。本明細書に記載のポリマーフォーム層の発泡した動的スペーサを通して、製造時の質量及び複雑性の両方の低減が達成可能である。剛性フォームはスペーサ要素を有するように機械加工することができるが、固有の廃棄物及び余分な加工工程を最小限に抑えることにより、そのような構造体の製造は大幅に簡素化される。
【0086】
乗り物(例えば、自動車、飛行機、及びモーターボートなど)のエンジン、動力伝達系及び他の部分は、構造伝播騒音(structure borne noise)として、その乗り物の本体を貫通して伝播する、機械的振動を発生させる場合がある。そのような構造伝播騒音は、空気伝播騒音へと変わり得る。これらの構造振動は、他の乗り物区域内(例えば、客室の内部)に、それらの運動エネルギーが空気伝播騒音として放射される前に、減衰させることが有用であり得る。
【0087】
典型的に、ビチューメン又はスプレーされたプラスチック素材などの粘弾性材料(すなわち、単層減衰材料)が、これらの構造振動を減衰するために、例えば乗り物の本体パネルの表面にコーティングされるか、あるいは適用される。それら本体パネル及び付着した粘弾性層が変形することにより、その粘弾性材料内部のポリマー鎖の伸長及び/又は圧縮が引き起こされ、その結果として、例えば構造伝播振動(例えば、エンジン、タイヤ/道路の相互作用、コンプレッサ、及びファンなどからの構造伝播振動)の形態における機械的エネルギーの散逸、及び振動の減衰をもたらすことができる。
【0088】
この減衰材料に、第2の層である拘束層を追加することによって、より良好な減衰性能を達成することができる(拘束型層減衰(constrained layer damping、CLD))。拘束層は、粘弾性材料層ほど弾性ではないように選択され、減衰対象となるパネルの反対側で、粘弾性材料層又は散逸層の上部に取り付けることができる。拘束層は、例えばアルミニウムから作製されてよい。粘弾性材料層の上部に拘束層が取り付けられている場合、パネルが変形するたびに、散逸層内部のポリマー鎖の伸長及び圧縮ばかりではなく、散逸層内部での剪断も引き起こされる。したがって、追加的拘束層を有する減衰材料は、散逸層のみを有する減衰材料よりも有効である。
【0089】
拘束層に使用される材料は、例えば乗り物に使用される場合に望ましくない傾向がある減衰材料に質量を追加する。そのような材料はまた、減衰材料の曲げ剛性も増大させるが、このことは、CLD材料を複雑な形状の構造体に適用する場合に、難題を生じさせる場合がある。
【0090】
減衰材料の効率はまた、粘弾性の減衰層又は散逸層の変形が、「動的スペーサ」層又は「スタンドオフ」層によって増幅される場合にも、向上し得る。スタンドオフ層は、通常、減衰対象となるパネルと拘束層との間に配置され、典型的に、その一方の側又は両側に、粘弾性の散逸層を有する。効率を向上させるための1つの方法は、動的スペーサ層を使用することによって、散逸層内部での歪みを増大させることである。
【0091】
いくつかの実施形態では、動的スペーサ要素は、0.1mm~15mmの範囲の高さを有する。いくつかの実施形態では、ベース層は、ゼロ(ベース層が存在しない)から最大3mmの範囲内の厚さを有する。
【0092】
いくつかの実施形態では、動的スペーサ要素の高さ(すなわち、動的スペーサ層の厚さ方向)とベース材料の高さ又は厚さの比は、例えば、1.1:1(いくつかの実施形態では、1.5:1、2:1、3:1、4:1、5:1、10:1、15:1、又は更には20:1)より大きくてもよい。動的スペーサ要素がより大きな高さを有して、各スペーサ要素の少なくとも1つの端部が散逸層に埋め込まれているか、接合されているか、接触しているか、又は散逸層に近接していることが望ましい傾向がある。そのような配置は、スペーサの移動を容易にする傾向があり、その結果、散逸層と相互作用して、エネルギーが多層材料内で散逸することが可能になる。各動的スペーサ要素は、0.3:1~20:1の範囲の高さ/幅のアスペクト比を有することが望ましい場合がある。一般に、動的スペーサ層の性能は、スペーサ要素の高さ/幅の比が増大するにつれて低下し得るものであり、性能は、スペーサ要素の高さ/幅の比が減少するにつれて向上し得る。
例示的な実施形態
1A. 最大25,700(いくつかの実施形態では、100~1000、1000~6000、6000~12,700、又は更には12,700~25,400)マイクロメートルの厚さを有し、互いに反対側にある第1及び第2の主表面を有し、第1の主表面から少なくとも100(いくつかの実施形態では、100~1000、1000~6000、6000~12,700、又は更には12,700~25,400)マイクロメートル延びるか又は第1の主表面に入り込むフォームフィーチャを備え、-125℃~150℃の範囲(いくつかの実施形態では、-125℃~-10℃、-10℃~80℃、50℃~150℃、又は更には50℃~80℃の範囲)のガラス転移温度Tを有し、互いに反対側にある第1及び第2の主表面は、露出した内部多孔質セルを含まず(すなわち、第1及び第2の主表面のそれぞれの表面積の10パーセント未満が、任意の露出した多孔質セルを有し)、各主表面の面積の少なくとも40(いくつかの実施形態では、少なくとも55、60、65、70、75、80、85、90、95、96、97、98、99、又は更には100)パーセントが、硬化したままの表面を有する、ポリマーフォーム層。
2A. 熱可塑性材料を含む、例示的実施形態1Aに記載のポリマーフォーム層。
3A. 熱可塑性材料が、ポリカーボネート、ポリアクリル、ポリメタクリル、エラストマー、スチレンブロックコポリマー、スチレン-イソプレン-スチレン(SIS)、スチレン-エチレン/ブチレン-スチレンブロックコポリマー(SEBS)、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、スチレンとジエン系スチレンブタジエンゴム(SBR)とのランダムコポリマー、スチレンとジエン系スチレンブタジエンゴム(SBR)とのブロックコポリマー、エチレン-プロピレン-ジエンモノマーゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリスチレン-ポリエチレンコポリマー、ポリビニルシクロヘキサン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、熱可塑性ポリウレタン、芳香族エポキシ、非晶質ポリエステル、非晶質ポリアミド、半結晶性ポリアミド、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)コポリマー、ポリフェニレンオキシド合金、高耐衝撃性ポリスチレン、ポリスチレンコポリマー、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、フッ素化エラストマー、ポリジメチルシロキサン、ポリエーテルイミド、非晶質フルオロポリマー、非晶質ポリオレフィン、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンオキシド-ポリスチレン合金、又はこれらの混合物を含む、例示的実施形態2Aに記載のポリマーフォーム層。
4A. 少なくとも1種の非晶質成分を含む少なくとも1種のコポリマーを含む、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層。
5A. ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリイソブチレン、ポリオレフィンコポリマー、ポリアミド(例えば、ポリアミド6及びポリアミド66)、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン-テレフタレートコポリマー、フルオロポリマー、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、官能化ポリオレフィン、エチレンビニルアセテートコポリマー、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリホルムアルデヒド、ポリビニルブチラール、これらのコポリマー、又はこれらの混合物を含む、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層。
6A. 熱可塑性材料が、非晶質又は半結晶性ポリマー又はコポリマーである、例示的実施形態2A~5Aのいずれか一項に記載のポリマーフォーム層。
7A. 1~95(いくつかの実施形態では、1~90、1~85、1~80、1~75、1~70、5~90、5~85、5~80、5~75、5~70、10~90、10~85、10~80、10~75、10~70、20~90、20~85、20~80、20~75、20~70、25~90、25~85、25~80、25~75、又は更には25~70)の範囲のゲル含有量を有するポリマーを含む、例示的実施形態1Aに記載のポリマーフォーム層。
8A. 少なくとも35(いくつかの実施形態では少なくとも40、50、60、70、75、80、90、又は更には100、いくつかの実施形態では35~100、40~80、又は80~100の範囲)のショアD値を有する、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層。
9A. 少なくとも1(いくつかの実施形態では、少なくとも5、10、100、1000、又は更には6000、いくつかの実施形態では、1~50、50~500、又は更には500~6000)MPaの圧縮応力対圧縮ひずみ値を有する、例示的実施形態6Aに記載のポリマーフォーム層。
10A. 少なくとも0.01(いくつかの実施形態では、少なくとも0.1、0.05、1、5、又は更には10、いくつかの実施形態では、0.01~0.1、0.1~1、又は更には少なくとも1~100)MPaの降伏応力を有する、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層。
11A. 20未満(いくつかの実施形態では、20、15、10未満、又は更には5未満、いくつかの実施形態では、1~5、1~20、又は更には1~50の範囲)のデュロメータ値を有する、例示的実施形態1A~8Aのいずれか一項に記載のポリマーフォーム層。
12A. 1MPa未満(いくつかの実施形態では、少なくとも5、10、100、1000MPa未満、又は更には6000MPa未満、いくつかの実施形態では、1~50、50~500、又は更には500~6000MPa)の圧縮応力対圧縮ひずみ値を有する、例示的実施形態1A~7A又は10Aのいずれか一項に記載のポリマーフォーム層。
13A. 100MPa未満(いくつかの実施形態では、10、5、1MPa未満、又は更には0.1MPa未満、いくつかの実施形態では、0.01~1、1~10、又は更には10~100MPa)の降伏応力を有する、例示的実施形態1A、11A又は12Aのいずれか一項に記載のポリマーフォーム層。
14A. 破断させることなく、直径の1m(いくつかの実施形態では、75cm、50cm、25cm、10cm、5cm、1cm、5mm、又は更には1mm)のロッドに巻き付けることができる、例示的実施形態1A~8A又は11A~13Aのいずれか一項に記載のポリマーフォーム層。
15A. フィーチャが、以下の形状:円錐、立方体、ピラミッド、連続レール、連続多方向レール、半球、円筒、又は多床円筒のうちの少なくとも1つを含む、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層。
16A. フィーチャが、以下の形状:円形、正方形、矩形、三角形、五角形、他の多角形、正弦波、ヘリンボン、又は多床のうちの少なくとも1つの断面を有する、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層。
17A. 10~3000(いくつかの実施形態では、10~200、10~1000、10~5000、又は更には10~1000)マイクロメートルの平均セルサイズ(すなわち、孔径)を有する多孔度を有する、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層。
18A. ポリマーフォーム層の総体積を基準として、少なくとも5(いくつかの実施形態では、少なくとも10、20、25、30、40、50、60、又は更には少なくとも70、いくつかの実施形態では、10~70、10~60、又は更には10~50)パーセントの全多孔度を有する、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層。
19A. フォームフィーチャ上にポリマー層を更に含み、ポリマー層が、ポリマーフォーム層を含むポリマーとは異なるポリマーを含む、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層。
20A. スターポリマーを含む、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層。
21A. スターポリマーが、スチレンイソプレンスチレン(SIS)、スチレンエチレンプロピレンスチレン(SEPS)、スチレンエチレンブタジエンスチレン(SEBS)、又はスチレンブタジエンスチレン(SBS)のうちの少なくとも1種を含む、例示的実施形態20Aに記載のポリマーフォーム層。
22A. 補強材料(例えば、織布、不織布、繊維、メッシュ、又はフィルム)を含む、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層。
23A. ガラスビーズ、ガラスバブル、ガラス繊維、砥粒、カーボンブラック、炭素繊維、ダイヤモンド粒子、複合粒子、ナノ粒子、鉱物油、粘着付与剤、ワックス、ゴム粒子、又は難燃剤のうちの少なくとも1種を含む、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層。
24A. 熱伝導性材料(例えば、BN)を含む、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層。
1B. 先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層を含む動的スペーサを備えた、振動減衰積層体。
1C. ポリマーフォーム層の製造方法であって、
主外周面を有する回転ツールロール、及びダイリップを有する押出ダイを準備することであって、押出ダイは、ツールロールと押出ダイとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
発泡剤を含むポリマーを、ツールロールの主外周面の一部分の上に導入することであって、主外周面の一部分が、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層をもたらすように押出ダイリップに近接している、導入することと、
を含む方法。
2C. ツールロールの主外周面が、空隙の配列を含む、例示的実施形態1Cに記載の方法。
3C. 圧縮ロールの主外周面が、空隙の配列を含む、先行するCの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
4C. ツールロールの主外周面が、突出部の配列を含む、先行するCの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
5C. 発泡剤が、酸(例えば、クエン酸)、重炭酸塩、アゾジカルボンアミド、修飾アゾジカルボンアミド、ヒドラジド、重炭酸ナトリウム及びクエン酸ブレンド、ジニトロペンタメチレンテトラミン、P-トルエンスルホニルヒドラジド、4-4′-オキシビスヒドラジド、アゾジカルボンアミド、p-トルエンスルホニルセミカルバジン、5-フェニルテトラゾール、5-フェニルテトラゾール類似体、ジイソプロピルヒドラジドジカルボキシレート、5-フェニル-3,6-ジヒドロ-1,3,4-オキサジアジン-2-オン、又は水素化ホウ素ナトリウムのうちの少なくとも1種を含む、先行するCの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
1D. ポリマーフォーム層の製造方法であって、
主外周面を有する回転ツールロール、及びダイリップを有する押出ダイを準備することであって、押出ダイは、ツールロールと押出ダイとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
ツールロールの主外周面の一部分の上にガスを含むポリマーを導入することであって、主外周面の一部分がダイリップに近接しており、ポリマーとツールロールの主外周面の一部分との接触前又は接触中のうちの少なくともいずれかに、ガスがポリマーに注入され、ポリマーが発泡して、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層をもたらす、導入することと、
を含む方法。
2D. ツールロールの主外周面が、空隙の配列を含む、例示的実施形態1Dに記載の方法。
3D. ツールロールの主外周面が、突出部の配列を含む、先行するDの例示的実施形態いずれか一項に記載の方法。
4D. ガスが、アルゴン、二酸化炭素、窒素、ブタン(例えば、n-ブタン及びイソブタン)、ヘプタン(例えば、n-ヘプタン、イソヘプタン、及びシクロヘキサン及びシクロヘキサン)、ヘキサン(例えば、n-ヘキサン、ネオヘキサン、イソヘキサン、及びシクロヘキサン)、オクタン(例えば、n-オクタン及びシクロオクタン)、又はペンタン(例えば、n-ペンタン、シクロペンタン、ネオペンタン、及びイソペンタン)のうちの少なくとも1種を含む、先行する例示的実施形態Dのいずれか一項に記載の方法。
1E. ポリマーフォーム層の製造方法であって、
主外周面を有する回転ツールロール、及びダイリップを有する押出ダイを準備することであって、押出ダイは、ツールロールと押出ダイとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
ポリマーマイクロスフェアを含むポリマーを、ツールロールの主外周面の一部分の上に導入することであって、主外周面の一部分がダイリップに近接しており、ポリマーが発泡して、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層をもたらす、導入することと、
を含む方法。
2E. ツールロールの主外周面が、空隙の配列を含む、例示的実施形態1Eに記載の方法。
3E. ツールロールの主外周面が、突出部の配列を含む、先行するEの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
4E. ポリマーマイクロスフェアが、気泡を膨張させることを含む、先行するEの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
1F. ポリマーフォーム層の製造方法であって、
主外周面を有する回転ツールロールを準備することと、
ダイリップを有する押出ダイを準備することであって、押出ダイは、ツールロールと押出ダイとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
圧縮ロールを準備することであって、圧縮ロールは、ツールロールと圧縮ロールとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接している、準備することと、
押出チャンバー内で、発泡剤、ガス、又はポリマーマイクロスフェアのうちの少なくとも1つを含むポリマーに、油を注入することと、
押出ダイとツールロールとの間のギャップにポリマーを押し出すことであって、ポリマーが発泡して、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層をもたらす、押し出すことと、
を含む方法。
2F. ツールロールの主外周面が、空隙の配列を含む、例示的実施形態1Fに記載の方法。
3F. ツールロールの主外周面が、突出部の配列を含む、先行するFの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
4F. 押出ダイの近くに配置された主外周面を有する圧縮ロールを更に含む、先行するFの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
5F. 圧縮ロールの主外周面が、空隙のアレイを含む、例示的実施形態4Fに記載の方法。
6F. 圧縮ロールの主外周面が、突出部の配列を含む、例示的実施形態4F又は5Fのいずれかに記載の方法。
7F. 油が、ラノリン、液体ポリアクリレート、液体ポリブテン、鉱油、又はフタレートのうちの少なくとも1種を含む、先行するFの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
8F. 発泡剤が、酸(例えば、クエン酸)、重炭酸塩、アゾジカルボンアミド、修飾アゾジカルボンアミド、ヒドラジド、重炭酸ナトリウムとクエン酸のブレンド、ジニトロペンタメチレンテトラミン、p-トルエンスルホニルヒドラジド、4-4′-オキシビスヒドラジド、アゾジカルボンアミド、p-トルエンスルホニルセミカルバジド、5-フェニルテトラゾール、5-フェニルテトラゾール類似体、ジイソプロピルヒドラゾジカルボキシレート、5-フェニル-3,6-ジヒドロ-1,3,4-オキサジアジン-2-オン、又は水素化ホウ素ナトリウムのうちの少なくとも1種を含む、先行するFの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
9F. ガスが、アルゴン、二酸化炭素、窒素、ブタン(例えば、n-ブタン及びイソブタン)、ヘプタン(例えば、n-ヘプタン、イソヘプタン、及びシクロヘキサン及びシクロヘキサン)、ヘキサン(例えば、n-ヘキサン、ネオヘキサン、イソヘキサン、及びシクロヘキサン)、オクタン(例えば、n-オクタン及びシクロオクタン)、又はペンタン(例えば、n-ペンタン、シクロペンタン、ネオペンタン、及びイソペンタン)のうちの少なくとも1種を含む、先行するFの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
10F. ポリマーマイクロスフェアが、気泡を膨張させることを含む、先行するFの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
11F. 油が、80℃超(いくつかの実施形態では、少なくとも90℃、100℃、125℃、150℃、175℃、又は更には少なくとも200℃、いくつかの実施形態では、80℃~250℃、100℃~250℃、又は更には100℃~200℃)となる、先行するFの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
1G. ポリマーフォーム層の製造方法であって、
主外周面を有する回転ツールロール、及びダイリップを有する押出ダイを準備することであって、押出ダイは、ツールロールと押出ダイとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
反応性ポリマーをツールロールの主外周面の一部分の上に導入することであって、主外周面の一部分がダイリップに近接しており、反応性ポリマーが発泡し少なくとも部分的に重合して、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層をもたらす、導入することと、
を含む方法。
2G. 反応性ポリマーが、形成後に反応してポリマーフォーム層の分子量を増加させる、例示的実施形態1Gに記載の方法。
3G. 反応性ポリマーが、反応してポリマーフォーム層を架橋する、先行するGの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
4G. 反応性ポリマーが、水分と反応してポリマーフォーム層の重合又は架橋を引き起こす、先行するGの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
5G. 反応性ポリマーが、イソシアネート官能基、アルコキシシラン官能基、又はケチミン官能基を含む、先行するGの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
6G. 反応性ポリマーが、(メタ)アクリル官能基、アリル官能基、又はビニル官能基のうちの少なくとも1種を含む、先行するGの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
7G. 反応性ポリマーを、ガンマ線、電子線放射、又は紫外線放射のうちの少なくとも1つに曝露して、ポリマーフォーム層の重合又は架橋のうちの少なくとも1つを引き起こすことを含む、先行するGの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
8G. ツールロールの主外周面が、空隙の配列を含む、先行するGの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
9G. ツールロールの主外周面が、突出部の配列を含む、先行するGの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
10G. 押出ダイの近くに配置された主外周面を有する圧縮ロールを更に含む、先行するGの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
11G. 圧縮ロールの主外周面が、空隙の配列を含む、例示的実施形態1G~7Gのいずれか一項に記載の方法。
12G. 圧縮ロールの主外周面が、突出部の配列を含む、例示的実施形態10G又は11Gのいずれかに記載の方法。
1H. ポリマーフォーム層の製造方法であって、
主外周面を有する回転ツールロール、及びダイリップを有する押出ダイを準備することであって、押出ダイは、ツールロールと押出ダイとの間にギャップを形成するようにツールロールに近接して間隔を開けて配置されている、準備することと、
押出ダイに接続された押出機を準備することと、
反応性モノマーを押出機に導入することであって、反応性モノマーが、押出機及び押出ダイにおいて少なくとも部分的に重合してポリマーを形成する、導入することと、
押出ダイからツールロールの主外周面の一部分の上にポリマーを注入することであって、主外周面の一部分がダイリップに近接しており、ポリマーが発泡して、先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層をもたらす、注入することと
を含む方法。
2H. 反応性ポリマーを反応性モノマーとともに押出機内に注入することを更に含み、モノマーは特定の分子量を有し、モノマーは、反応性ポリマーと少なくとも部分的に反応して、モノマーの分子量よりも高い分子量を有するポリマーを形成する、例示的実施形態1Hに記載の方法。
3H. 反応性モノマーがポリイソシアネートとポリオールとを含み、モノマーと反応性ポリイソシアネートとの反応から形成されるポリマーがポリウレタンである、例示的実施形態2Hに記載の方法。
4H. 反応性モノマーが、ヒドロキシル官能性鎖延長剤を更に含む、例示的実施形態3Hに記載の方法。
5H. イソシアネート当量ヒドロキシル当量の数の比が、1:1.01~1:1.2(いくつかの実施形態では、1:1.01~1:1.1~1:1.05、1:1.05~1:1.0、又は1:1.0~1:1.2)の範囲である、例示的実施形態3H又は4Hのいずれかに記載の方法。
6H. ポリオール又はポリイソシアネートのうちの少なくとも1種が、2.0超の平均官能価を有する、例示的実施形態3H~5Hのいずれか一項に記載の方法。
7H. ツールロールの主外周面が、空隙の配列を含む、先行するHの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
8H. ツールロールの主外周面が、突出部の配列を含む、先行するHの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
9H. 押出ダイの近くに配置された主外周面を有する圧縮ロールを更に含む、先行するHの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
10H. 圧縮ロールの主外周面が、空隙のアレイを含む、例示的実施形態9Hに記載の方法。
11H. 圧縮ロールの主外周面が、突出部の配列を含む、例示的実施形態9H又は10Hのいずれかに記載の方法。
12H. ポリマーが、発泡剤を含む、先行するHの例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法。
13H. 発泡剤が、ポリマーマイクロスフェアを含む、例示的実施形態12Hに記載の方法。
14H. ポリマーマイクロスフェアが、膨張可能な気泡である、例示的実施形態13Hに記載の方法。
15H. 発泡剤が、酸(例えば、クエン酸)、重炭酸塩、アゾジカルボンアミド、修飾アゾジカルボンアミド、ヒドラジド、重炭酸ナトリウム及びクエン酸ブレンド、ジニトロペンタメチレンテトラミン、P-トルエンスルホニルヒドラジド、4-4′-オキシビスヒドラジド、アゾジカルボンアミド、p-トルエンスルホニルセミカルバジン、5-フェニルテトラゾール、5-フェニルテトラゾール類似体、ジイソプロピルヒドラジドジカルボキシレート、5-フェニル-3,6-ジヒドロ-1,3,4-オキサジアジン-2-オン、又は水素化ホウ素ナトリウムのうちの少なくとも1種を含む、先行する例示的実施形態12H~14Hのいずれか一項に記載の方法。
16H. 発泡剤が、水とイソシアネートとを含む、例示的実施形態12H~15Hのいずれか一項に記載の方法。
17H. 発泡剤が、アルゴン、二酸化炭素、窒素、ブタン(例えば、n-ブタン及びイソブタン)、ヘプタン(例えば、n-ヘプタン、イソヘプタン、及びシクロヘプタン)、ヘキサン(例えば、n-ヘキサン、ネオヘキサン、イソヘキサン、及びシクロヘキサン)、オクタン(例えば、n-オクタン及びシクロオクタン)、又はペンタン(例えば、n-ペンタン、シクロペンタン、ネオペンタン、及びイソペンタン)のうちの少なくとも1種を含むガスを含む、例示的実施形態12H~15Hのいずれか一項に記載の方法。
1I. 少なくとも1つの拘束層と、
少なくとも1つの散逸層と、
先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載の少なくとも1つのポリマーフォーム層を含む、少なくとも1つの動的スペーサ層と
を含む多層減衰材料。
1J. 物品を提供する方法であって、
先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層を準備することと、
熱又は圧力のうちの少なくとも1つを適用して、ポリマーフォーム層の少なくとも1つの突出部を永久的に変形させることと
を含む方法。
1K. 先行するAの例示的実施形態のいずれか一項に記載のポリマーフォーム層を含む研磨パッド。
2K. ポリマーフォーム層が、少なくとも1つのチャネルを更に含み、チャネルが、フォームフィーチャが第1の主表面から延びるか又は第1の主表面に入り込む距離を超える深さを有する、例示的実施形態1Kに記載の研磨パッド。
3K. サブパッドを更に備え、サブパッドがポリマーフォーム層の第2の主表面に隣接している、例示的実施形態1K又は2Kのいずれかに記載の研磨パッド。
4K. (いくつかの実施形態では、100マイクロメートル~20,000マイクロメートルの範囲で)第1の主表面から延びる又は第1の主表面に入り込んでいるのうちの少なくとも1つであるフォームフィーチャを有する、先行するKの例示的実施形態のいずれか一項に記載の研磨パッド。
5K. ポリマーフォーム層が、第1の主表面から延びるフォームフィーチャを含む、例示的実施形態4Kに記載の研磨パッド。
1L. 先行するKの例示的実施形態のいずれか一項に記載の研磨パッドと、研磨溶液とを含む、研磨システム。
2L. 研磨溶液がスラリーである、例示的実施形態1Lに記載の研磨システム。
1M. 基材を研磨する方法であって、
作用面を有する、先行するKの例示的実施形態のいずれか一項に記載の研磨パッドを準備することと、
第1の表面を有する基材を準備することと、
研磨パッドの作用面を第1の基材表面に接触させることと、
研磨パッドの作用面と第1の基材表面との間の接触を維持しながら、研磨パッドと基材とを互いに対して移動させることと、
を含み、
研磨は研磨溶液の存在下で実行される、
方法。
2M. 例示的実施形態1Mに記載の基材を研磨する方法であって、基材が半導体ウエハである、方法。
【0093】
本発明の利点及び実施形態を以降の実施例によって更に説明するが、これらの実施例において述べられる特定の材料及びそれらの量、並びに他の条件及び詳細は、本発明を不当に制限するものと解釈されるべきではない。全ての部分及び百分率は、特に指示のない限り、質量に基づく。
【0094】
実施例1
図1に全体的に示した装置を使用して、実施例1を作製した。押出ダイ(Cloeren,Orange,TXから商品名「MASTERFLEX」(モデルLD-40)で入手)は、20.3cm(8インチ)幅であり、ダイは上死点でツールロールの上部に配置されるように構成した。ダイの底部がツーリングロール(tooling roll)の後縁部上にあるように、ダイを配向させた。底部ダイリップは、3.18mm(0.125インチ)のランドを有していた。押出機は、3.2cm(1.25インチ)の一軸スクリュー押出機(Davis-Standard,Pawcatuck,CTから商品名「KILLION」で入手)であった。使用したダイ温度設定点を以下の表1に示す。
【表1】
【0095】
単一ツーリングロールステーションを、ロールの上死点に取り付けられたダイと共に使用した。ダイを直線スライド上に取り付け、上下方向に動かした。ロールは、名目上、40.6cm(16インチ)の面幅を有する直径30.5cm(12インチ)であった。ツーリングロールは、らせん状に巻かれた内部チャネルによる内部水冷却を有していた。外径32.4cm(12.75インチ)のアルミニウム製ツーリングシェルを外側表面ロール上に取り付けた。
【0096】
リニアアクチュエータによってダイの直線運動を制御して、ダイを移動させ、ダイリップとツーリングロールとの間のギャップを制御した。ツーリングロールは、アルミニウムシェルを通して穿孔した貫通孔を有していた。穴は、表面において直径1.55mm(0.061インチ)であり、穴の壁に沿って6度の角度でテーパ状になっていた。穴は、両方向で中心が3.8mm(0.15インチ)離れるように配置された。ツーリングロールを15.6℃(60°F)の冷却温度設定点に設定した。ダイリップとツールロール表面との間のギャップを127マイクロメートル(0.005インチ)に設定した。ライン速度は、毎分1.5メートル(5フィート)であった。
【0097】
押出機に供給する前に、ポリマーを手動で予混合した。ポリマーは、97質量パーセントのポリプロピレン(DowChemical,Midland,MIから商品名”C700-35N”で入手)と、3質量パーセントの発泡剤「ECOCELL H」(Polyfil Corporation,Rockaway,NJから入手)との樹脂ブレンドであった。
【0098】
30%の密度低下を伴う、7mmの高さの発泡茎部及びフォームバッキングを用いて、ポリマーフォーム層を生成した。複製はツールを完全には充填しなかったため、ステム頂部は丸みを帯びていた。
【0099】
実施例2
ポリマーが97質量パーセント(DowChemicalから商品名「ZYTEL 101」で入手)と3質量パーセントの発泡剤(「ECOCELL H」)との樹脂ブレンドであったことを除いて、実施例1に記載のとおりに、実施例2を調製し、ダイリップとツールロール表面との間のギャップを241マイクロメートル(0.0095インチ)に設定し、ライン速度は毎分2.3メートル(7.5フィート)であり、ダイ温度設定点は以下の表2に示すとおりであった。
【表2】
【0100】
30%の密度低下を伴う、3mm(0.118インチ)の高さの発泡茎部及び130マイクロメートル(0.005インチ)のフォームバッキングを用いて、ポリマーフォーム層を生成した。
【0101】
実施例3
実施例2のポリマーフォーム層を、2つの回転金属ロールによってもたらされたニップに通した。ポリマーフォーム層の突出部は、直径15インチ(381mm)で180度のラップ、420°F(216℃)に設定された電気加熱ロールを有していた。直径11.4インチ(290mm)の第2のロールを70°F(21℃)に設定した。ライン速度を1メートル/分に設定した。ニップギャップは0.89mil(2.3mm)であった。丸い突出部を、3.6mmの高さから、高さ2.6mmの扁平頂部突出部まで低減した。更に、ニップを通過した後、突出部の頂部は、ニップを通過する前の突出部の直径よりも大きい直径を有していた。
【0102】
本発明の範囲及び趣旨から逸脱しない、本開示の予測可能な修正及び変更は、当業者にとって自明であろう。本発明は、例示目的のために本出願に記載されている実施形態に限定されるものではない。
図1
図2
図3
図4
図5
図6