共挤出聚合物层

文档序号:173667 发布日期:2021-10-29 浏览:41次 >En<

阅读说明:本技术 共挤出聚合物层 (Coextruded polymer layers ) 是由 大卫·F·斯拉玛 加思·V·安蒂拉 布伦特·R·汉森 凯特琳·E·美瑞 于 2020-03-11 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种具有相对的第一主表面和第二主表面的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层包含泡沫,并且该共挤出聚合物层包括从第一主表面延伸或延伸至第一主表面中至少100微米的特征结构,该第一主表面包含具有第一断裂伸长率的第一材料,该第二主表面包含具有第二断裂伸长率的第二材料,其中第一断裂伸长率大于第二断裂伸长率的100%。本文所述的共挤出聚合物层可用于例如减振应用(例如,包括活动的间隔件的减振层合体,该活动的间隔件包括共挤出聚合物层)。(The present invention provides a coextruded polymeric layer having opposed first and second major surfaces, the coextruded polymeric layer comprising a foam and the coextruded polymeric layer including a feature extending from or into the first major surface by at least 100 micrometers, the first major surface comprising a first material having a first elongation to break and the second major surface comprising a second material having a second elongation to break, wherein the first elongation to break is greater than 100% of the second elongation to break. The coextruded polymer layers described herein can be used, for example, in vibration damping applications (e.g., vibration damping laminates that include a movable spacer that includes a coextruded polymer layer).)

共挤出聚合物层

背景技术

泡沫产品通常通过注塑或通过形成大的泡沫块,并且然后将块切割成片材来制备。诸如盘旋切割、热金属丝、机加工和外形切割的转换工艺通常用于在片材的表面上提供形状。此类成型表面通常表现出开孔。

制备成型泡沫的另一种常见方法是将发泡膜浇铸到浇铸辊上,以形成光滑表面的发泡膜。为了产生三维特征结构,可对膜进行压印,从而压缩膜的各部分。压缩区域中的泡孔被压碎,这永久性地破坏了泡孔结构。

制备成型泡沫的第三种方法是通过型材挤出,其中发泡聚合物通过在模头中切割有所需轮廓形状的型材模头挤出。所得的轮廓化泡沫形状在顺维方向上是连续的。此类成型泡沫的用途包括垫圈密封件。

这些方法中的每一种方法的共同之处在于,其产生由所述一种材料组成的单层材料。为了获得多层材料,典型的方法是将其他材料层合或粘结到泡沫片材。层合工艺可采用粘合剂、热层合或使用挤出工艺来实现,以在泡沫片材与其所粘结的材料之间提供粘结层。

期望可供选择的多层聚合物泡沫和/或用于制备聚合物泡沫的方法。

发明内容

在一个方面,本公开提供了具有相对的第一主表面和第二主表面的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层包含泡沫,并且该共挤出聚合物层包括从第一主表面延伸或延伸至第一主表面中至少100微米(在一些实施方案中,至少200微米、300微米、500微米、750微米、1000微米、2500微米、5000微米、7500微米、10,000微米或甚至至少12,700微米;在100微米至1000微米、1000微米至6000微米、6000微米至12,700微米或甚至12,700微米至25,400微米的范围内)的特征结构,第一主表面包含具有第一断裂伸长率的第一材料,第二主表面包含具有第二断裂伸长率的第二材料,其中第一断裂伸长率大于第二断裂伸长率的100%(在一些实施方案中,至少125%、150%或甚至至少200%)。

在另一方面,本公开提供了用于制备本文所述的共挤出聚合物层的第一方法,该方法包括:

提供具有主圆周表面的旋转工具辊和共挤出模头,该共挤出模头具有在旋转工具辊附近间隔的模唇,以在旋转工具辊与共挤出模头之间形成间隙;以及

将至少第一聚合物和第二聚合物从共挤出模头共挤出到旋转工具辊的主圆周表面的一部分上,其中第一聚合物或第二聚合物中的至少一者包含成形剂,并且其中主圆周表面的该部分位于模唇附近以提供共挤出聚合物层。

在另一方面,本公开提供了用于制备本文所述的共挤出聚合物层的第二方法,该方法包括:

提供具有主圆周表面的旋转工具辊和共挤出模头,该共挤出模头具有在旋转工具辊附近间隔的模唇,以在旋转工具辊与共挤出模头之间形成间隙;以及

将至少第一聚合物和第二聚合物从共挤出模头共挤出到旋转工具辊的主圆周表面的一部分上,其中主圆周表面的该部分位于模唇附近,其中在聚合物与旋转工具辊的主圆周表面的该部分接触之前将气体注入到第一聚合物或第二聚合物中的至少一者中,并且其中挤出的聚合物发泡以提供共挤出聚合物层。

在另一方面,本公开提供了用于制备本文所述的共挤出聚合物层的第三方法,该方法包括:

提供具有主圆周表面的旋转工具辊和共挤出模头,该共挤出模头具有在旋转工具辊附近间隔的模唇,以在旋转工具辊与共挤出模头之间形成间隙;以及

将包含聚合物微球的聚合物引入到旋转工具辊的主圆周表面的一部分上,其中主圆周表面的该部分位于模唇附近,并且其中聚合物发泡以提供共挤出聚合物层。

在另一方面,本公开提供了用于制备本文所述的共挤出聚合物层的第四方法,该方法包括:

提供具有主圆周表面的旋转工具辊;

提供共挤出模头,该共挤出模头具有在旋转工具辊附近间隔的模唇,以在旋转工具辊与共挤出模头之间形成间隙;

在旋转工具辊附近提供压实辊以在旋转工具辊与压实辊之间形成间隙;

将油注入到聚合物中,所述聚合物在挤出室中包含发泡剂、气体或聚合物微球中的至少一种;以及

将聚合物挤出到位于共挤出模头与旋转工具辊之间的间隙中,其中聚合物发泡以提供共挤出聚合物层。

在另一方面,本公开提供了用于制备本文所述的共挤出聚合物层的第五方法,该方法包括:

提供具有主圆周表面的旋转工具辊和共挤出模头,该共挤出模头具有在旋转工具辊附近间隔的模唇,以在旋转工具辊与共挤出模头之间形成间隙;以及

将反应性聚合物引入到旋转工具辊的主圆周表面的一部分上,其中主圆周表面的该部分位于模唇附近,并且其中反应性聚合物发泡并至少部分地聚合以提供共挤出聚合物层。

在另一方面,本公开提供了用于制备本文所述的共挤出聚合物层的第六方法,该方法包括:

提供具有主圆周表面的旋转工具辊和共挤出模头,该共挤出模头具有在旋转工具辊附近间隔的模唇,以在旋转工具辊与共挤出模头之间形成间隙;

提供连接到共挤出模头的挤出机;

将反应性单体引入到挤出机中,其中反应性单体在挤出机和共挤出模头中至少部分地聚合以形成聚合物;以及

将聚合物从共挤出模头注入到旋转工具辊的主圆周表面的一部分上,其中主圆周表面的一部分位于模唇附近,并且其中聚合物发泡以提供共挤出聚合物层。

本文所述的共挤出聚合物层可用于例如减振应用(例如,包括活动的间隔件的减振层合体,该活动的间隔件包括本文所述的共挤出聚合物层)。

附图说明

图1和图2为本文所述的示例性共挤出聚合物层的剖视图。

图3-图8为用于制备本文所述的示例性共挤出聚合物层的示例性设备。

图9-图12为本文所述的示例性共挤出聚合物层的剖视图。

图13为本文所述的垫片模头的三维视图。

图14为本文所述的垫片模头孔的前视图。

图15为本文所述的示例性共挤出聚合物层的剖视图。

图16为本文所述的示例性共挤出聚合物层的顶视图。

具体实施方式

参见图1,共挤出聚合物层100具有相对的第一主表面101和第二主表面102。共挤出聚合物层100具有泡沫110和从第一主表面101延伸至少100微米的特征结构112。第一主表面101具有第一材料,该第一材料具有第一断裂伸长率。第二主表面102具有第二材料,该第二材料具有第二断裂伸长率。第一断裂伸长率大于第二断裂伸长率的100%。

参见图2,共挤出聚合物层200具有相对的第一主表面201和第二主表面202。共挤出聚合物层200具有泡沫210和延伸到第一主表面201中至少100微米的特征结构212。第一主表面201具有第一材料,该第一材料具有第一断裂伸长率。第二主表面202具有第二材料,该第二材料具有第二断裂伸长率。第一断裂伸长率大于第二断裂伸长率的100%。

在一些实施方案中,聚合物材料包括以下物质中的至少一种:聚碳酸酯、聚丙烯酸类、聚甲基丙烯酸类、弹性体、苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚氯丁二烯、苯乙烯和二烯苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)的无规共聚物、苯乙烯和二烯苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)的嵌段共聚物、乙烯-丙烯-二烯单体橡胶、天然橡胶、乙烯丙烯橡胶、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯-聚乙烯共聚物、聚乙烯环己烷、聚丙烯腈、聚氯乙烯、热塑性聚氨酯、芳族环氧树脂、无定形聚酯、无定形聚酰胺、半结晶聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、聚苯醚合金、高抗冲聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟化弹性体、聚二甲基硅氧烷、聚醚酰亚胺、无定形含氟聚合物、无定形聚烯烃、聚苯醚或聚苯醚-聚苯乙烯合金。

在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层包含具有至少一种无定形组分的至少一种共聚物。在本文所述的共挤出聚合物层的一些实施方案中,其中热塑性塑料为无定形或半结晶聚合物或共聚物。在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层包含星形聚合物。示例性星形聚合物包括以下物质中的至少一种:苯乙烯异戊二烯苯乙烯(SIS)、苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯(SEPS)、苯乙烯乙烯丁二烯苯乙烯(SEBS)或苯乙烯丁二烯苯乙烯(SBS)(包括它们的混合物)。合适的星形聚合物可例如以商品名“KRATON”购自德克萨斯州休斯敦的科腾公司(Kraton,Houston,TX)。

在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层包括各自具有第一主表面和第二主表面的第一层和第二层,其中共挤出聚合物层的第一主表面为第一层的第一主表面,并且其中共挤出聚合物层的第二主表面为第二层的第二主表面。

在本文所述的包括第一层和第二层的共挤出聚合物层的一些实施方案中,第一层包含具有至少一种无定形组分的至少一种共聚物。在本文所述的共挤出聚合物层的一些实施方案中,其中热塑性塑料为无定形或半结晶聚合物或共聚物。在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层包含星形聚合物。示例性星形聚合物包括以下物质中的至少一种:苯乙烯异戊二烯苯乙烯(SIS)、苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯(SEPS)、苯乙烯乙烯丁二烯苯乙烯(SEBS)或苯乙烯丁二烯苯乙烯(SBS)(包括它们的混合物)。合适的星形聚合物可例如以商品名“KRATON”购得。

在本文所述的包括第一层和第二层的共挤出聚合物层的一些实施方案中,第二层包含开口网或非织造物中的至少一者。示例性开口网和非织造物包含开口网织造材料,诸如干酪包布或纺粘聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)非织造物。在一些实施方案中,开口网或非织造物中的至少一者具有至少部分地填充有聚合物材料的开口区域。示例性开口网可例如以商品名“Cheesecloth 40”购自美国伊利诺伊州芝加哥的Cheesecloth公司(CheeseclothUS,Chicago,IL)。示例性非织造物可例如以商品名“Lutradur LD-7240”购自北卡罗来纳州达勒姆的弗罗伊登伯格公司(Freudenberg,Durham,NC)。

在本文所述的包括第一层和第二层的共挤出聚合物层的一些实施方案中,第二层包含以下物质中的至少一种:弹性体、苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚氯丁二烯、苯乙烯和二烯苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)的无规共聚物、苯乙烯和二烯苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)的嵌段共聚物、乙烯-丙烯-二烯单体橡胶、天然橡胶、聚氨酯或乙烯丙烯橡胶。

在本文所述的包括第一层和第二层的共挤出聚合物层的一些实施方案中,第二层包含以下物质中的至少一种:聚丙烯、聚乙烯、聚烯烃、聚碳酸酯、聚丙烯酸类、聚甲基丙烯酸类、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯-聚乙烯共聚物、聚乙烯环己烷、聚丙烯腈、聚氯乙烯、热塑性聚氨酯、芳族环氧树脂、无定形聚酯、无定形聚酰胺、半结晶聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、聚苯醚合金、高抗冲聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟化弹性体、聚二甲基硅氧烷、聚醚酰亚胺、无定形含氟聚合物、无定形聚烯烃、聚苯醚或聚苯醚-聚苯乙烯合金。

在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层具有在-125℃至150℃范围内(在一些实施方案中,在-125℃至-10℃、-10℃至80℃、50℃至150℃或甚至50℃至80℃范围内)的玻璃化转变温度Tg。玻璃化转变温度使用差示扫描量热仪(DSC)如下测定,该差示扫描量热仪以商品名“Q2000 DSC”购自特拉华州纽卡斯尔的TA仪器公司(TA Instruments,NewCastle,DE)。DSC程序如下:将样品冷却至-180℃,以10℃/min的温度斜坡升温至300℃。玻璃化转变温度记录为热流对温度的曲线中的拐点。

在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层包含熔体流动指数大于0.1(在一些实施方案中,大于0.2、0.25、0.3、0.4、0.5、1、5、10、25、50、75或甚至大于100)的材料(例如,可例如以商品名“C700-35N抗冲共聚物聚丙烯”购自密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical,Midland,MI)的共聚物聚丙烯)。

第一断裂伸长率大于第二断裂伸长率的100%(在一些实施方案中,至少125%、150%或甚至至少200%)。在一些实施方案中,第二断裂伸长率不大于100%(在一些实施方案中,不大于80%、75%、70%、60%、50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%,或甚至不大于5%;在一些实施方案中,在0%至100%、0%至75%、0至50%、0至25%、0%至10%或甚至0%至5%的范围内)。断裂伸长率测试可使用ASTM D412(2016)来测定,其公开内容以引用方式并入本文。更具体地,使用具有两个30千牛顿最大负荷夹具的张力检验器(可以商品名“INSTRON”(型号5500R)购自马萨诸塞州诺伍德的英斯特朗公司(Instron,Norwood,MA))来进行测试。将三个样品切割成25.4微米(1英寸)宽×152.4微米(6英寸)长的条带。在顺维方向上切割长度尺寸。将每个样品紧固在夹持件中,并且以500微米/分钟(20英寸/分钟)的夹具分离速率施加拉伸应力直至样品破裂。在21℃(70℉)环境温度下测试样品。在破裂时,测量并记录伸长率。断裂伸长率测试取三次样品测量结果的平均值。

在本文所述的包括第一层和第二层的共挤出聚合物层的一些实施方案中,第一层为发泡的。在本文所述的包括第一层和第二层的共挤出聚合物层的一些实施方案中,第一层和第二层均为发泡的。

在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层具有包括孔的泡沫部分,这些孔各自具有平均泡孔尺寸(即,孔径),其中存在于共挤出聚合物层中的孔具有平均泡孔尺寸,并且其中任何单个泡孔的平均泡孔尺寸处于存在于共挤出聚合物层中的孔的泡孔尺寸的±1微米内(在一些实施方案中,±5微米、±10微米、±25微米、±50微米、±75微米、±100微米、±200微米、±300微米、±400微米内,或甚至±500微米内)。孔径可通过配有20-200放大透镜的光学显微镜(可以商品名“Keyence数字显微镜VHX2000”购自伊利诺伊州伊塔斯卡的基恩士公司(Keyence Corporation,Itasca,IL))在放大100倍下测定。将样品切割成12.7微米(0.50英寸)宽×38.1微米(1.50英寸)长。在顺维方向上切割样品的宽度尺寸。然后将样品安装在夹具中以在显微镜下观察材料的横截面。设定数字显微镜设置以进行直径测量。测量10个孔,选择孔以提供样品中的总体平均数。平均孔径取10次测量结果的平均值。

在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层包括各自具有在10微米至3000微米(在一些实施方案中,在10微米至1000微米、10微米至500微米、10微米至200微米、10微米至100微米或甚至10微米至50微米的范围内)范围内的平均泡孔尺寸的孔。

孔径可采用配有20-200放大透镜的光学显微镜(可以商品名“Keyence数字显微镜VHX2000”购自伊利诺伊州伊塔斯卡的基恩士公司(Keyence Corporation,Itasca,IL))在放大100倍下测量。将样品切割成12.7微米(0.50英寸)宽×38.1微米(1.50英寸)长。在顺维方向上切割样品的宽度尺寸。然后将样品安装在夹具中以在显微镜下观察材料的横截面。设定数字显微镜设置以进行直径测量。测量10个孔,选择孔以提供样品中的总体平均数。平均孔径取10次测量结果的平均值。

在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层具有从共挤出聚合物层的第一主表面到第二主表面的厚度,其中存在朝向第二主表面增加的平均孔径的梯度。

在本文所述的共挤出聚合物层的一些实施方案中,其中相对的第一主表面和第二主表面没有暴露的内部多孔泡孔(即,小于第一主表面和第二主表面中的每一者的表面积的10%具有任何暴露的多孔泡孔)。

在本文所述的共挤出聚合物层的一些实施方案中,其中每个主表面的面积的至少40%(在一些实施方案中,至少55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%或甚至100%)具有固化状态表面。

在一些实施方案中,第一主表面具有不大于100(在一些实施方案中,至少80或甚至不大于80;在一些实施方案中,在0.1至100、1至100、1至75、10至75或甚至10至50的范围内)的肖氏硬度A值。在一些实施方案中,第一主表面具有至少1(在一些实施方案中,至少5、10、20、25或甚至至少50)的肖氏硬度A值。在一些实施方案中,共挤出聚合物层的第一主表面具有在1至100范围内(在一些实施方案中,在10至90、20至80、30至80、40至80、50至80或甚至60至70的范围内)的肖氏硬度A值。聚合物泡沫的肖氏硬度A值使用以商品名“Shore D/Shore A硬度计标度数字硬度测试仪”购自佐治亚州肯尼索的兹维克/罗尔公司(Zwick/Roell,Kennesaw,GA)的Shore A硬度计标度数字硬度测试仪来测定。通过将仪器轻轻地压缩到泡沫中,小心地不使泡沫表面变形来测定硬度。

在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层具有从第一主表面到第二主表面的厚度,其中在从第一主表面到第二主表面的整个厚度上存在肖氏硬度A值的梯度。

在一些实施方案中,第一主表面具有至少10(在一些实施方案中,至少15、20、25、30、35、40或甚至至少50;在一些实施方案中,在10至80、10至70、10至60或甚至10至50的范围内)的肖氏硬度OO值。聚合物泡沫的肖氏OO值使用以商品名“ZwickRoell 3111”购自兹维克/罗尔公司(Zwick/Roell)的肖氏OO硬度计标度数字硬度测试仪来测定。

在一些实施方案中,第二主表面具有至少10(在一些实施方案中,至少15、20、25、30、40、50、60、70、80、90或甚至至少100)的肖氏硬度D值。在一些实施方案中,第二主表面具有不大于100(在一些实施方案中,不大于90、80、75、70、60、50、40、30、25、20或甚至不大于10;在一些实施方案中,在10至100、或10至75、甚至10至50的范围内)的肖氏硬度D值。聚合物泡沫的肖氏硬度D值使用以商品名“Shore D/Shore A硬度计标度数字硬度测试仪”购自兹维克/罗尔公司(Zwick/Roell)的Shore D硬度计标度数字硬度测试仪来测定。

在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层具有至多25,400微米(在一些实施方案中,在100微米至1000微米、1000微米至6000微米、6000微米至12,700微米或甚至12,700微米至25,400微米的范围内)的厚度。

在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层具有相对的第一主表面和第二主表面,其中该相对的第一主表面和第二主表面没有暴露的内部多孔泡孔(即,小于第一主表面和第二主表面中的每一者的表面积的10%具有任何暴露的多孔泡孔)。

在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层具有至少1MPa(在一些实施方案中,至少5MPa、10MPa、100MPa、1000MPa或甚至6000MPa;在一些实施方案中,在1MPa至50MPa、50MPa至500MPa或甚至500MPa至6000MPa范围内)的压缩应力对压缩应变值。聚合物泡沫的压缩应力和压缩应变使用以商品名“Universal Testing Systems3300”购自马萨诸塞州诺伍德的英斯特朗公司(Instron,Norwood,MA)的力学测试机来测定。将圆形或正方形横截面的聚合物泡沫样品放置在力学测试机(“Universal Testing Systems 3300”)的两个刚性金属板之间。板以0.1英寸/分钟(2.54mm/min)的速率压缩样品直至达到75%的压缩应变。在测试期间,经校准的负荷传感器记录压缩样品所需的力,从而产生力对位移(或应力对应变)图。

在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层具有至少0.01MPa(在一些实施方案中,至少0.1MPa、0.5MPa、1MPa、5MPa或甚至10MPa;在一些实施方案中,在0.01MPa至0.1MPa、0.1MPa至1MPa、或甚至至少1MPa至100MPa范围内)的屈服应力。通过沿着x轴(应变)在0.2%应变处放置一个点,然后从该点延伸平行于应力对应变曲线的初始线性部分的线来测定屈服应力。这两条线的交点为屈服应力。

在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层具有小于20(在一些实施方案中,小于15、10或甚至小于5;在一些实施方案中,在1至5、1至10或甚至1至15的范围内)的硬度值。聚合物泡沫的硬度值使用以商品名“Shore D/Shore A硬度计标度数字硬度测试仪”购自兹维克/罗尔公司(Zwick/Roell)的Shore D/Shore A硬度计标度数字硬度测试仪来测定。通过将仪器轻轻地压缩到泡沫中,小心地不使泡沫表面变形来测定硬度。

在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层能够卷绕在1m(在一些实施方案中,75cm、50cm、25cm、10cm、5cm、1cm、5mm或甚至1mm)直径的杆上而不断裂。

在一些实施方案中,特征结构包括以下形状中的至少一种:圆锥体、立方体、棱锥体、连续导轨、连续多向导轨、半球、圆柱体或多叶圆柱体。在一些实施方案中,特征结构具有呈以下形状中的至少一种形状的横截面:圆形、正方形、矩形、三角形、五边形、其他多边形、正弦、人字形或多叶形。

在一些实施方案中,特征结构具有比特征结构从其延伸的表面更低的压缩强度。

在一些实施方案中,特征结构具有比特征结构从其延伸的表面更高的耗散能量。

在一些实施方案中,特征结构具有在2平方毫米至400平方毫米范围内(在一些实施方案中,在2平方毫米至300平方毫米、2平方毫米至200平方毫米、2平方毫米至100平方毫米、2平方毫米至50平方毫米或甚至2平方毫米至20平方毫米的范围内)的横截面积。

在一些实施方案中,基于共挤出聚合物层的总体积计,本文所述的共挤出聚合物层具有至少25%(在一些实施方案中,至少30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%或甚至至少80%;在一些实施方案中,在25%至80%、30%至60%或甚至30%至50%的范围内)的总孔隙率。

在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层还包括位于泡沫特征结构上的聚合物层,其中聚合物层包含聚合物,该聚合物不同于构成共挤出聚合物层的聚合物。

在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层包含以下物质中的至少一种:玻璃珠、玻璃泡、玻璃纤维、磨粒、炭黑、碳纤维、金刚石颗粒、复合颗粒、纳米颗粒、矿物油、增粘剂、蜡、橡胶颗粒或阻燃剂。

在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层包含导热材料(例如,BN)。

在一些实施方案中,本文所述的共挤出聚合物层包含诸如以商品名“RTP 1200SGP90025530”购自明尼苏达州威诺娜的RTP公司(RTP Company,Winona MN)的导电材料。

-第一方法

在另一方面,本公开提供了用于制备本文所述的共挤出聚合物层的第一方法,该方法包括:

提供具有主圆周表面的旋转工具辊和共挤出模头,该共挤出模头具有在旋转工具辊附近间隔的模唇,以在旋转工具辊与共挤出模头之间形成间隙;以及

将至少第一聚合物和第二聚合物从共挤出模头共挤出到旋转工具辊的主圆周表面的一部分上,其中第一聚合物或第二聚合物中的至少一者包含成形剂,并且其中主圆周表面的该部分位于模唇附近以提供共挤出聚合物层。

在一些实施方案中,旋转工具辊的主圆周表面包括腔体阵列。在一些实施方案中,压实辊的主圆周表面包括腔体阵列。在一些实施方案中,旋转工具辊的主圆周表面包括突起阵列。腔体或突起的尺寸和形状可为所需的。示例性形状可包括圆锥体、立方体、棱锥体、连续导轨、连续多向导轨、半球、圆柱体或多叶圆柱体。示例性横截面可包括圆形、正方形、矩形、三角形、五边形、其他多边形、正弦、人字形或多叶形。示例性尺寸可为在100微米至25,400微米范围内的高度和在100微米至25,400微米范围内的宽度。

在第一方法的一些实施方案中,发泡剂包括酸(例如柠檬酸)、碳酸氢盐、偶氮二甲酰胺、改性的偶氮二甲酰胺、酰肼、碳酸氢钠和柠檬酸共混物、二亚硝基五亚甲基四胺、对甲苯磺酰基酰肼、4-4'-氧基双酰肼、偶氮二甲酰胺、对甲苯磺酰基氨基脲、5-苯基四唑、5-苯基四唑类似物、肼二羧酸二异丙酯、5-苯基-3,6-二氢-1,3,4-噁二嗪-2-酮或硼氢化钠中的至少一种。

参见图3,设备299包括具有主圆周表面311的旋转工具辊310。进料区块322附接到共挤出模头320,该共挤出模头具有在旋转工具辊310附近间隔的模唇321,从而在旋转工具辊310与共挤出模头320之间提供间隙315。挤出机301A和301B向进料区块322进料。将具有发泡剂的聚合物330引入到旋转工具辊310的主圆周表面311的部分313上。主圆周表面的该部分位于模唇321附近以提供本文所述的共挤出聚合物层300。

-第二方法

在另一方面,本公开提供了用于制备本文所述的共挤出聚合物层的第二方法,该方法包括:

提供具有主圆周表面的旋转工具辊和共挤出模头,该共挤出模头具有在旋转工具辊附近间隔的模唇,以在旋转工具辊与共挤出模头之间形成间隙;以及

将至少第一聚合物和第二聚合物从共挤出模头共挤出到旋转工具辊的主圆周表面的一部分上,其中主圆周表面的该部分位于模唇附近,其中在聚合物与旋转工具辊的主圆周表面的该部分接触之前将气体注入到第一聚合物或第二聚合物中的至少一者中,并且其中挤出的聚合物发泡以提供共挤出聚合物层。

在一些实施方案中,旋转工具辊的主圆周表面包括腔体阵列。在一些实施方案中,旋转工具辊的主圆周表面包括突起阵列。腔体或突起的尺寸和形状可为所需的。示例性形状可包括圆锥体、立方体、棱锥体、连续导轨、连续多向导轨、半球、圆柱体或多叶圆柱体。示例性横截面可包括圆形、正方形、矩形、三角形、五边形、其他多边形、正弦、人字形或多叶形。示例性尺寸可为在100微米至25,400微米范围内的高度和在100微米至25,400微米范围内的宽度。

在第二方法的一些实施方案中,气体包括氩气、二氧化碳、氮气、丁烷(例如,正丁烷和异丁烷)、庚烷(例如,正庚烷、异庚烷和环庚烷)、己烷(例如,正己烷、新己烷、异己烷和环己烷)、辛烷(例如,正辛烷和环辛烷)或戊烷(例如,正戊烷、环戊烷、新戊烷和异戊烷)中的至少一种。

参见图4,设备399包括具有主圆周表面411的旋转工具辊410。进料区块422附接到共挤出模头420,该共挤出模头具有在旋转工具辊410附近间隔的模唇421,从而在旋转工具辊410与共挤出模头420之间提供间隙415。挤出机401A和401B向进料区块422进料。将包含发泡剂的聚合物430引入到旋转工具辊410的主圆周表面411的部分413上。在聚合物417与工具辊410的主圆周表面411的部分413接触之前将气体433注入到聚合物430a中。主圆周表面的部分413位于模唇421附近以提供本文所述的共挤出聚合物层400。

-第三方法

在另一方面,本公开提供了用于制备本文所述的共挤出聚合物层的第三方法,该方法包括:

提供具有主圆周表面的旋转工具辊和共挤出模头,该共挤出模头具有在旋转工具辊附近间隔的模唇,以在旋转工具辊与共挤出模头之间形成间隙;以及

将包含聚合物微球的聚合物引入到旋转工具辊的主圆周表面的一部分上,其中主圆周表面的该部分位于模唇附近,并且其中聚合物发泡以提供共挤出聚合物层。

在一些实施方案中,旋转工具辊的主圆周表面包括腔体阵列。在一些实施方案中,旋转工具辊的主圆周表面包括突起阵列。腔体或突起的尺寸和形状可为所需的。示例性形状可包括圆锥体、立方体、棱锥体、连续导轨、连续多向导轨、半球、圆柱体或多叶圆柱体。示例性横截面可包括圆形、正方形、矩形、三角形、五边形、其他多边形、正弦、人字形或多叶形。示例性尺寸可为在100微米至25,400微米范围内的高度和在100微米至25,400微米范围内的宽度。

在一些实施方案中,聚合物微球包括膨胀气泡。示例性膨胀气泡可例如以商品名“EXPANCEL”购自荷兰阿姆斯特丹的阿克苏诺贝尔公司(AkzoNobel,Amsterdam,Netherlands),或以商品名“DUALITE”购自马萨诸塞州韦斯特伍德的蔡斯公司(ChaseCorporation,Westwood,MA)。

参见图5,设备499包括具有主圆周表面511的旋转工具辊510。进料区块522附接到共挤出模头520,该共挤出模头具有在旋转工具辊510附近间隔的模唇521,以在旋转工具辊510与共挤出模头520之间提供间隙515。挤出机501A和501B向进料区块522进料。将具有发泡剂的聚合物530引入到旋转工具辊510的主圆周表面511的部分513上。主圆周表面511的部分513位于模唇521附近以提供本文所述的共挤出聚合物层500。

-第四方法

在另一方面,本公开提供了用于制备本文所述的共挤出聚合物层的第四方法,该方法包括:

提供具有主圆周表面的旋转工具辊;

提供共挤出模头,该共挤出模头具有在旋转工具辊附近间隔的模唇,以在旋转工具辊与共挤出模头之间形成间隙;

在旋转工具辊附近提供压实辊以在旋转工具辊与压实辊之间形成间隙;

将油注入到聚合物中,该聚合物在挤出室中包含发泡剂、气体或聚合物微球中的至少一种;以及

将聚合物挤出到位于共挤出模头与旋转工具辊之间的间隙中,其中聚合物发泡以提供共挤出聚合物层。

在用于制备本文所述的共挤出聚合物层的第四方法的一些实施方案中,旋转工具辊的主圆周表面包括腔体阵列。在一些实施方案中,旋转工具辊的主圆周表面包括突起阵列。在一些实施方案中,第四方法还包括提供压实辊,该压实辊具有在共挤出模头附近顺维定位的主圆周表面。在一些实施方案中,压实辊的主圆周表面包括腔体阵列。在一些实施方案中,压实辊的主圆周表面包括突起阵列。腔体或突起的尺寸和形状可为所需的。示例性形状可包括圆锥体、立方体、棱锥体、连续导轨、连续多向导轨、半球、圆柱体或多叶圆柱体。示例性横截面可包括圆形、正方形、矩形、三角形、五边形、其他多边形、正弦、人字形或多叶形。示例性尺寸可为在100微米至25,400微米范围内的高度和在100微米至25,400微米范围内的宽度。

在第四方法的一些实施方案中,油包括羊毛脂、液体聚丙烯酸酯、液体聚丁烯、矿物油或邻苯二甲酸酯中的至少一种。在一些实施方案中,油处于大于80℃(在一些实施方案中,至少90℃、100℃、125℃、150℃、175℃或甚至至少200℃;在一些实施方案中,在80℃至250℃、100℃至250℃或甚至100℃至200℃范围内)的温度。

在第四方法的一些实施方案中,发泡剂包括酸(例如柠檬酸)、碳酸氢盐、偶氮二甲酰胺、改性的偶氮二甲酰胺、酰肼、碳酸氢钠和柠檬酸共混物、二亚硝基五亚甲基四胺、对甲苯磺酰基酰肼、4-4'-氧基双酰肼、偶氮二甲酰胺、对甲苯磺酰基氨基脲、5-苯基四唑、5-苯基四唑类似物、肼二羧酸二异丙酯、5-苯基-3,6-二氢-1,3,4-噁二嗪-2-酮或硼氢化钠中的至少一种。在第四方法的一些实施方案中,气体包括氩气、二氧化碳、氮气、丁烷(例如,正丁烷和异丁烷)、庚烷(例如,正庚烷、异庚烷和环庚烷)、己烷(例如,正己烷、新己烷、异己烷和环己烷)、辛烷(例如,正辛烷和环辛烷)或戊烷(例如,正戊烷、环戊烷、新戊烷和异戊烷)中的至少一种。在第四方法的一些实施方案中,聚合物微球包括膨胀气泡。示例性膨胀气泡可例如以商品名“EXPANCEL”购自荷兰阿姆斯特丹的阿克苏诺贝尔公司(AkzoNobel,Amsterdam,Netherlands),或以商品名“DUALITE”购自马萨诸塞州韦斯特伍德的蔡斯公司(Chase Corporation,Westwood,MA)。

参见图6,设备599包括具有主圆周表面611的旋转工具辊610。进料区块622附接到共挤出模头620,该共挤出模头具有在旋转工具辊610附近间隔的模唇621,以在旋转工具辊610与共挤出模头620之间提供间隙615。在旋转工具辊610附近的压实辊640在旋转工具辊610与压实辊640之间提供间隙645。将油650注入到挤出室660中的聚合物630A中,该聚合物具有发泡剂、气体或聚合物微球中的至少一种。挤出机601A和601B向进料区块622进料。聚合物630被挤出到共挤出模头620和旋转工具辊610之间的间隙615中。聚合物630发泡以提供本文所述的共挤出聚合物层600。

-第五方法

在另一方面,本公开提供了用于制备本文所述的共挤出聚合物层的第五方法,该方法包括:

提供具有主圆周表面的旋转工具辊和共挤出模头,该共挤出模头具有在旋转工具辊附近间隔的模唇,以在旋转工具辊与共挤出模头之间形成间隙;以及

将反应性聚合物引入到旋转工具辊的主圆周表面的一部分上,其中主圆周表面的该部分位于模唇附近,并且其中反应性聚合物发泡并至少部分地聚合以提供共挤出聚合物层。

在一些实施方案中,旋转工具辊的主圆周表面包括腔体阵列。在一些实施方案中,旋转工具辊的主圆周表面包括突起阵列。在一些实施方案中,还包括提供压实辊,该压实辊具有在共挤出模头附近顺维定位的主圆周表面。在一些实施方案中,压实辊的主圆周表面包括腔体阵列。在一些实施方案中,压实辊的主圆周表面包括突起阵列。腔体或突起的尺寸和形状可为所需的。示例性形状可包括圆锥体、立方体、棱锥体、连续导轨、连续多向导轨、半球、圆柱体或多叶圆柱体。示例性横截面可包括圆形、正方形、矩形、三角形、五边形、其他多边形、正弦、人字形或多叶形。示例性尺寸可为在100微米至25,400微米范围内的高度和在100微米至25,400微米范围内的宽度。

在一些实施方案中,反应性聚合物在形成之后反应以增加共挤出聚合物层的分子量。在一些实施方案中,反应性聚合物反应以使共挤出聚合物层交联。在一些实施方案中,反应性聚合物与水分反应以引起共挤出聚合物层的聚合或交联。在一些实施方案中,反应性聚合物包含异氰酸酯官能团、烷氧基硅烷官能团或酮亚胺官能团。在一些实施方案中,反应性聚合物包含(甲基)丙烯酸类官能团、烯丙基官能团或乙烯基官能团中的至少一种。

在一些实施方案中,用于制备本文所述的共挤出聚合物层的第五方法包括将反应性聚合物暴露于γ辐射、电子束辐射或紫外线辐射中的至少一者,以引起共挤出聚合物层的聚合或交联中的至少一者。

参见图7,设备699包括具有主圆周表面711的旋转工具辊710。进料区块722附接到共挤出模头720,该共挤出模头具有在旋转工具辊710附近间隔的模唇721,以在旋转工具辊710与共挤出模头720之间提供间隙715。挤出机701A和701B向进料区块722进料。将反应性聚合物730引入到旋转工具辊710的主圆周表面711的部分713上。主圆周表面711的部分713位于模唇721附近。反应性聚合物730发泡并至少部分地聚合以提供本文所述的共挤出聚合物层700。

-第六方法

在另一方面,本公开提供了用于制备本文所述的共挤出聚合物层的第六方法,该方法包括:

提供具有主圆周表面的旋转工具辊和共挤出模头,该共挤出模头具有在旋转工具辊附近间隔的模唇,以在旋转工具辊与共挤出模头之间形成间隙;

提供连接到共挤出模头的挤出机;

将反应性单体引入到挤出机中,其中反应性单体在挤出机和共挤出模头中至少部分地聚合以形成聚合物;以及

将聚合物从共挤出模头注入到旋转工具辊的主圆周表面的一部分上,其中主圆周表面的一部分位于模唇附近,并且其中聚合物发泡以提供共挤出聚合物层。

在一些实施方案中,旋转工具辊的主圆周表面包括腔体阵列。在一些实施方案中,旋转工具辊的主圆周表面包括突起阵列。在一些实施方案中,第六方法还包括提供压实辊,该压实辊具有在共挤出模头附近顺维定位的主圆周表面。在一些实施方案中,压实辊的主圆周表面包括腔体阵列。在一些实施方案中,压实辊的主圆周表面包括突起阵列。腔体或突起的尺寸和形状可为所需的。示例性形状可包括圆锥体、立方体、棱锥体、连续导轨、连续多向导轨、半球、圆柱体或多叶圆柱体。示例性横截面可包括圆形、正方形、矩形、三角形、五边形、其他多边形、正弦、人字形或多叶形。示例性尺寸可为在100微米至25,400微米范围内的高度和在100微米至25,400微米范围内的宽度。

在一些实施方案中,用于制备本文所述的共挤出聚合物层的第六方法还包括将反应性聚合物注入到具有反应性单体的挤出机中,其中单体具有分子量,并且其中单体与反应性聚合物至少部分地反应以形成分子量比单体的分子量高的聚合物。在一些实施方案中,反应性单体包括多异氰酸酯和多元醇,并且其中由单体和反应性多异氰酸酯的反应形成的聚合物为聚氨酯。在一些实施方案中,反应性单体还包括羟基官能化增链剂。在一些实施方案中,按异氰酸酯当量与羟基当量数计的比率在0.85:1至1.2:1的范围内(在一些实施方案中,在0.95:1至1.05:1、0.95:1至1.0:1、或1.0:1至1.06:1的范围内)。在一些实施方案中,多元醇或多异氰酸酯中的至少一者具有大于2.0的平均官能度。

在第六方法的一些实施方案中,聚合物包含发泡剂。在一些实施方案中,发泡剂包括酸(例如柠檬酸)、碳酸氢盐、偶氮二甲酰胺、改性的偶氮二甲酰胺、酰肼、碳酸氢钠和柠檬酸共混物、二亚硝基五亚甲基四胺、对甲苯磺酰基酰肼、4-4'-氧基双酰肼、偶氮二甲酰胺、对甲苯磺酰基氨基脲、5-苯基四唑、5-苯基四唑类似物、肼二羧酸二异丙酯、5-苯基-3,6-二氢-1,3,4-噁二嗪-2-酮或硼氢化钠中的至少一种。在第六方法的一些实施方案中,发泡剂包含聚合物微球。在第六方法的一些实施方案中,聚合物微球是可膨胀气泡。示例性膨胀气泡可例如以商品名“EXPANCEL”购自荷兰阿姆斯特丹的阿克苏诺贝尔公司(AkzoNobel,Amsterdam,Netherlands),或以商品名“DUALITE”购自马萨诸塞州韦斯特伍德的蔡斯公司(Chase Corporation,Westwood,MA)。

在一些实施方案中,发泡剂包含水和异氰酸酯。在一些实施方案中,发泡剂包含气体,该气体包括氩气、二氧化碳、氮气、丁烷(例如,正丁烷和异丁烷)、庚烷(例如,正庚烷、异庚烷和环庚烷)、己烷(例如,正己烷、新己烷、异己烷和环己烷)、辛烷(例如,正辛烷和环辛烷)或戊烷(例如,正戊烷、环戊烷、新戊烷和异戊烷)中的至少一种。

参见图8,设备799包括具有主圆周表面811的旋转工具辊810。进料区块822附接到共挤出模头820,该共挤出模头具有在旋转工具辊819附近间隔的模唇821,以在旋转工具辊810与共挤出模头820之间提供间隙815。挤出机819连接到共挤出模头820。将反应性单体829引入到挤出机819中。反应性单体829在挤出机819和共挤出模头820中至少部分地聚合以提供聚合物830。挤出机801A和801B向进料区块822进料。将聚合物830从共挤出模头820注入到旋转工具辊810的主圆周表面811的部分813上。主圆周表面811的部分813位于模唇821附近,并且聚合物830发泡以提供本文所述的共挤出聚合物层800。

所述设备可由本领域已知的用于这些通用类型的设备的常规材料和技术制成。

本文所述的共挤出聚合物层的示例性用途包括减振和抛光应用(例如,可用于化学机械平面化(CMP)中的抛光垫)。

关于CMP抛光应用,抛光垫厚度可与能够在适当抛光工具上进行抛光的所需厚度一致。在一些实施方案中,抛光垫厚度大于125微米(在一些实施方案中,大于150微米、200微米或甚至大于500微米;在一些实施方案中,小于40,000微米、30,000微米、20,000微米、15,000微米、10,000微米、5,000微米或甚至小于2,500微米)。抛光垫可以为各种形状(例如,圆形、正方形或六边形)中的任一种。垫可被制造成使得垫形状与在使用期间垫将附接的抛光工具的对应压板的形状一致。垫的最大尺寸(例如,圆形垫片的直径)可根据具体应用的需要而变化。在一些实施方案中,垫的最大尺寸为至少10cm(在一些实施方案中,至少20cm、25cm、30cm、40cm、50cm、或甚至至少60cm;在一些实施方案中,小于2米、1.5米、或甚至小于1米)。

在一些抛光垫实施方案中,泡沫特征结构从第一主表面延伸或延伸至第一主表面中至少100微米(在一些实施方案中,至少200微米或甚至至少300微米;在一些实施方案中,至多20,000微米、15,000微米、10,000微米或甚至至多5,000微米)。

抛光垫的共挤出聚合物层还可包括至少一条通道,其中该通道的深度大于泡沫特征结构从第一主表面延伸或延伸至第一主表面中的距离。在一些实施方案中,抛光垫的共挤出聚合物层还可包括至少多条通道,其中该多条通道的至少一部分的深度大于泡沫特征结构从第一主表面延伸或延伸至第一主表面中的距离。该至少一条通道可提供改善的抛光溶液分布、共挤出聚合物层柔韧性,以及有利于从抛光垫移除切屑。在一些实施方案中,通道不允许流体无限地容纳在通道内(即,流体可在垫的使用期间流出通道)。

在一些实施方案中,该至少一条通道的宽度为至少10微米(在一些实施方案中,至少25微米、50微米、75微米或甚至至少100微米;在一些实施方案中,小于20,000微米、10,000微米、5,000微米、2,000微米、1,000微米、500微米、或甚至小于200微米)。在一些实施方案中,该至少一条通道的深度为至少125微米(在一些实施方案中,至少200微米、300微米、400微米、500微米、600微米、700微米、800微米、900微米、1,000微米、1,500微米或甚至至少2,000微米;在一些实施方案中,小于25,000微米、20,000微米、15,000微米、10,000微米、8,000微米、5,000微米、3,000微米、或甚至小于1,000微米)。

该通道可通过本领域中的任何已知技术形成在抛光层中,所述技术包括但不限于机加工、压印和模制。通道可在共挤出聚合物层的形成期间和/或通过用于形成共挤出聚合物层的相同方法形成。由于抛光层的第一主表面上的改善的表面光洁度(其有助于最大程度减少基底缺陷(例如,在使用期间的刮痕)),压印和模制可为优选的。在一些实施方案中,在用于形成泡沫特征结构的模制工艺中制成从共挤出聚合物层的第一主表面延伸或延伸至第一主表面中的通道。这通过在工具辊中形成通道的阴模(即,凸起区域),然后在模制期间在共挤出聚合物层中形成通道本身来实现。这是特别有利的,因为从共挤出聚合物层的第一主表面延伸或延伸至第一主表面中的泡沫特征结构和该至少一条通道可在单个工序中被制成抛光层,从而节省成本和时间。该通道可被制造形成本领域中已知的各种图案(例如,同心环、并行线、径向线、形成栅格阵列的一系列线、人字纹和螺线)。可以使用不同图案的组合。

在另一个实施方案中,本公开的抛光垫可包括子垫,其中子垫与聚合物泡沫层的第二主表面相邻。抛光垫层(例如,共挤出聚合物层和子垫可通过本领域中已知的任何技术(包括使用粘合剂(例如,压敏粘合剂(PSA)、热熔粘合剂和现场固化粘合剂)粘附在一起)。在一些实施方案中,抛光垫包括与共挤出聚合物层的第二主表面相邻的粘合剂层。结合PSA(例如,PSA转印带)使用层合工艺是用于粘附抛光垫和子垫的一种特定工艺。子垫可以是本领域中已知的那些中的任一种。子垫可以是单个层的基本上刚性的材料(例如,聚碳酸酯)或单个层的基本上可压缩的材料(例如,弹性体泡沫)。子垫还可具有至少两个层,并且可包括基本上刚性的层(例如,刚性材料或高模量材料(例如,聚碳酸酯或聚酯))和基本上顺应性的层(例如,弹性体或弹性体泡沫材料)。如果子垫包括基本上顺应性的层(例如,弹性体层,则顺应性层可具有在20肖氏硬度D至90肖氏硬度D范围内的硬度)。在一些实施方案中,顺应性层具有在125微米至5,000微米范围内(在一些实施方案中,在125微米至1000微米范围内)的厚度。

在包括具有至少一个不透明层的子垫的抛光垫的一些实施方案中,小(例如,1cm至5cm)的孔可被切割到子垫中,从而形成“窗口”。孔可被切割穿透整个子垫或仅穿透至少一个不透明层。将子垫或至少一个不透明层的切割部分从子垫移除,从而允许光传输通过这一区域。孔被重新定位成与抛光工具压板的端点窗口对准并且通过使来自工具的端点检测系统的光能够行进通过抛光垫并接触晶片来利于使用抛光工具的晶片端点检测系统。基于光的端点抛光检测系统是本领域已知的,并且可例如以商品名“MIRRA”和“REFLEXION LKCMP”购自加利福尼亚州圣克拉拉的应用材料公司(Applied Materials,Inc.,SantaClara,CA)。本文所述的抛光垫可被制成在此类工具上运行,并且在抛光垫中可包括被构造成和抛光工具的端点检测系统一起起作用的端点检测窗口。

在一些实施方案中,本文所述的抛光垫包括层合到其的子垫。子垫可包括至少一个刚性层(例如聚碳酸酯)和至少一个顺应性层(例如弹性体泡沫,刚性层的弹性模量大于顺应性层的弹性模量)。通常可通过使用PSA(例如,转印粘合剂或胶带)来将刚性层层合到共挤出聚合物层的第二主表面。顺应性层可以是不透明的并且防止端点检测所需的光传输。在层合之前或之后,可在子垫的不透明顺应性层中例如通过标准吻切方法对孔(例如,至多5cm宽乘以20cm长)进行模切或进行手工切割。将顺应性层的切割区域移除,从而在抛光垫中产生“窗口”。如果粘合剂残留物存在于孔中,那么可例如通过使用例如适当的溶剂和/或用布擦拭来将该残留物移除。抛光垫中的“窗口”被构造成使得当将抛光垫安装到抛光工具压板时,抛光垫的窗口与抛光工具压板的端点检测窗口对准。孔的尺寸通常与压板的端点检测窗口的尺寸在尺寸上相同或类似。

包括共挤出聚合物层、子垫以及它们的任何组合中的任一者的抛光垫可包括窗口(即,允许光穿过的区域),以使在抛光工艺中使用的标准端点检测技术(例如,晶片端点检测)成为可能。

本公开还描述了包括至少一个抛光垫和至少一种抛光溶液的抛光系统。合适的抛光溶液是本领域已知的。抛光溶液可以是水性的或非水性的。水性抛光溶液具有至少50重量%的水。非水性溶液具有小于50重量%的水。在一些实施方案中,抛光溶液是浆液(即,包含有机和/或无机磨料颗粒的液体)。抛光溶液中的有机和/或无机磨料颗粒的浓度为所需的。在一些实施方案中,抛光溶液中的有机和/或无机磨料颗粒的浓度为至少0.5重量%(在一些实施方案中,至少1重量%、2重量%、3重量%、4重量%或甚至至少5重量%;在一些实施方案中,小于30重量%、20重量%、15重量%或甚至小于10重量%)。在一些实施方案中,抛光溶液基本上不含有机和/或无机磨料颗粒。“基本上不含有机或无机磨料颗粒”意思是抛光溶液包含不大于0.5重量%(在一些实施方案中,不大于0.25重量%、0.1重量%或甚至不大于0.05重量%)的有机和/或无机磨料颗粒。在一些实施方案中,抛光溶液不包含有机磨料颗粒且不包含无机磨料颗粒。抛光系统可包括用于以下的抛光溶液(例如,浆液):氧化硅CMP(例如,浅沟槽隔离CMP)、金属CMP(例如,钨CMP、铜CMP和铝CMP)、阻挡CMP(例如,钽和氮化钽CMP)以及硬质基底(例如,蓝宝石)。在一些实施方案中,抛光系统还包括待抛光或研磨的基底。

本公开还描述了一种抛光基底的方法,所述方法包括:

提供本文所述的具有工作表面的抛光垫;

提供具有第一表面的基底;

使所述抛光垫的第一工作表面与所述第一基底表面接触;以及

在维持所述抛光垫的所述工作表面与所述第一基底表面之间的接触的同时使所述抛光垫和所述基底相对于彼此移动,

其中在抛光溶液存在的情况下进行抛光。

在一些实施方案中,抛光溶液为如本文先前所述的浆液。在一些实施方案中,基底是半导体晶片。示例性半导体晶片包括介电材料、导电材料、阻挡材料和/或粘附材料或顶盖材料中的至少一种。示例性介电材料包括无机介电材料(例如,玻璃(例如,二氧化硅玻璃))或有机介电材料。示例性导电材料包括金属(例如,铜、钨、铝或银中的至少一种)。示例性顶盖材料包括碳化硅或氮化硅中的至少一种。示例性阻挡材料和/或粘附材料包括钽或氮化钽中的至少一种。抛光方法还可包括垫修整或清洁步骤,该步骤可就地进行(即,在抛光期间进行)。垫修整可使用本领域已知的并且可例如以商品名“3M CMP PAD CONDITIONERBRUSH PB33A”购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)的任何垫修整器(例如,金刚石垫修整器)或刷子,和/或抛光垫的水或溶剂冲洗液。

在阻尼层合体中存在的活动的间隔层在改善耗散层的阻尼性能方面是有效的。最大程度减轻重量是许多行业(尤其是运输行业)的主要需求。通过本文所述的共挤出聚合物层的发泡活动的间隔件,可实现制造的重量和复杂性二者的降低。虽然刚性泡沫可被机加工成具有间隔元件,但最小化固有的浪费和额外的加工步骤大大简化了此类结构的生产。

交通工具(例如,汽车、飞机和摩托艇)的引擎、传动系和其它部分可产生机械振动,该机械振动作为结构传递噪音通过交通工具的主体传播。此类结构传递噪音可转化成空气传递噪音。在它们的动能作为空气传递噪音辐射到其它交通工具区域(例如,乘客室的内部)中之前,阻尼这些结构振动可为有用的。

通常,将诸如沥青或喷涂的塑料物质的粘弹性材料(即,单层阻尼材料)涂覆或以其它方式施加到,例如用于阻尼这些结构振动的交通工具的主体面板的表面上。主体面板和附接的粘弹性层的变形可导致粘弹性材料内的聚合物链的拉伸和/或压缩,从而导致机械能以例如结构传递振动(例如,来自引擎、轮胎/路面界面、压缩机和风扇)的形式耗散以及阻尼振动。

可通过向阻尼材料添加第二层(约束层(约束层阻尼(CLD))来实现更好的阻尼性能。选择约束层,使得其不像粘弹性材料层一样有弹性,并且可附接在粘弹性材料层或与待阻尼的面板相对的耗散层的顶部上。该约束层可例如由铝制成。当约束层附接在粘弹性材料层的顶部上时,面板的每个变形不仅导致耗散层内的聚合物链的拉伸和压缩,还导致耗散层内的剪切。因此,具有附加的约束层的阻尼材料比仅具有耗散层的阻尼材料更加有效。

用于约束层的材料增加了阻尼材料的重量,当例如在交通工具中使用时这往往不合需要。此类材料还增加了阻尼材料的抗弯刚度,当将CLD材料施加到复杂形状的结构时,这可带来挑战。

当粘弹性阻尼层或耗散层的变形通过“活动的间隔件”或“支架”层放大时,还可提高阻尼材料的效率。支架层经常布置在待阻尼的面板与约束层之间,通常在支架层的一侧或两侧上具有粘弹性耗散层。一种改善效率的方式是通过使用活动的间隔层来增加(一个或多个)耗散层内的应变。

在一些实施方案中,活动的间隔元件具有在0.1mm至15mm范围内的高度。在一些实施方案中,基底层具有在零(无基底层存在)至最多3mm范围内的厚度。

在一些实施方案中,活动的间隔元件的高度(即,在活动的间隔层的厚度方向上)与基底材料的高度或厚度的比率可例如大于1.1:1(在一些实施方案中,大于1.5:1、2:1、3:1、4:1、5:1、10:1、15:1、或甚至大于20:1)。往往期望活动的间隔元件具有更大的高度,使得每个间隔元件的至少一个端部嵌入、粘结到、接触或紧邻耗散层。这种布置方式趋于有利于间隔件的移动,从而允许其与耗散层相互作用,使得能量在多层材料内耗散。可期望每个活动的间隔元件的高度/宽度纵横比在0.3:1至20:1的范围内。一般来讲,活动的间隔层的性能可随着间隔元件的高度/宽度比增加而降低,性能可随着间隔元件的高度/宽度比降低而增加。

本文所述的共挤出聚合物层可用于例如减振应用(例如,包括活动的间隔件的减振层合体,该活动的间隔件包括本文所述的共挤出聚合物层)。

示例性实施方案

1A.一种共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层具有相对的第一主表面和第二主表面,该共挤出聚合物层包含泡沫,并且该共挤出聚合物层包括从第一主表面延伸或延伸至第一主表面中至少100微米(在一些实施方案中,至少200微米、300微米、500微米、750微米、1000微米、2500微米、5000微米、7500微米、10,000微米或甚至至少12,700微米;在100微米至1000微米、1000微米至6000微米、6000微米至12,700微米或甚至12,700微米至25,400微米范围内)的特征结构,第一主表面包含具有第一断裂伸长率的第一材料,第二主表面包含具有第二断裂伸长率的第二材料,其中第一断裂伸长率大于第二断裂伸长率的100%(在一些实施方案中,至少125%、150%或甚至至少200%)。

2A.根据示例性实施方案1A所述的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层具有包括孔的泡沫部分,这些孔各自具有平均泡孔尺寸(即,孔径),其中存在于共挤出聚合物层中的孔具有平均泡孔尺寸,并且其中任何单个泡孔的平均泡孔尺寸处于存在于共挤出聚合物层中的孔的泡孔尺寸的±1微米内(在一些实施方案中,±5微米、±10微米、±25微米、±50微米、±75微米、±100微米、±200微米、±300微米、±400微米内,或甚至±500微米内)。

3A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,其中孔各自具有在10微米至3000微米(在一些实施方案中,在10微米至1000微米、10微米至500微米、10微米至200微米、10微米至100微米或甚至10微米至50微米的范围内)范围内的平均泡孔尺寸。

4A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,其中第二断裂伸长率不大于100%(在一些实施方案中,不大于80%、75%、70%、60%、50%、40%、30%、25%、20%、15%、10%,或甚至不大于5%;在一些实施方案中,在0%至100%、0%至75%、0至50%、0至25%、0%至10%或甚至0%至5%的范围内)。

5A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,其中聚合物材料包括以下物质中的至少一种:聚碳酸酯、聚丙烯酸类、聚甲基丙烯酸类、弹性体、苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚氯丁二烯、苯乙烯和二烯苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)的无规共聚物、苯乙烯和二烯苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)的嵌段共聚物、乙烯-丙烯-二烯单体橡胶、天然橡胶、乙烯丙烯橡胶、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯-聚乙烯共聚物、聚乙烯环己烷、聚丙烯腈、聚氯乙烯、热塑性聚氨酯、芳族环氧树脂、无定形聚酯、无定形聚酰胺、半结晶聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、聚苯醚合金、高抗冲聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟化弹性体、聚二甲基硅氧烷、聚醚酰亚胺、无定形含氟聚合物、无定形聚烯烃、聚苯醚或聚苯醚-聚苯乙烯合金。

6A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层包含各自具有第一主表面和第二主表面的第一层和第二层,其中共挤出聚合物层的第一主表面为第一层的第一主表面,并且其中共挤出聚合物层的第二主表面为第二层的第二主表面。

7A.根据示例性实施方案6A所述的共挤出聚合物层,其中第二层包含开口网或非织造物中的至少一者。

8A.根据示例性实施方案7A所述的共挤出聚合物层,其中开口网或非织造物中的至少一者具有至少部分地填充有聚合物材料的开口区域。

9A.根据示例性实施方案6A至8A中的任一项所述的共挤出聚合物层,其中第一层包含以下物质中的至少一种:弹性体、苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚氯丁二烯、苯乙烯和二烯苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)的无规共聚物、苯乙烯和二烯苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)的嵌段共聚物、乙烯-丙烯-二烯单体橡胶、天然橡胶、聚氨酯或乙烯丙烯橡胶。

10A.根据示例性实施方案6A至9A中的任一项示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,其中第二层包含以下物质中的至少一种:聚丙烯、聚乙烯、聚烯烃、聚碳酸酯、聚丙烯酸类、聚甲基丙烯酸类、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯-聚乙烯共聚物、聚乙烯环己烷、聚丙烯腈、聚氯乙烯、热塑性聚氨酯、芳族环氧树脂、无定形聚酯、无定形聚酰胺、半结晶聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物、聚苯醚合金、高抗冲聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟化弹性体、聚二甲基硅氧烷、聚醚酰亚胺、无定形含氟聚合物、无定形聚烯烃、聚苯醚或聚苯醚-聚苯乙烯合金。

11A.根据示例性实施方案10A所述的共挤出聚合物层,其中共挤出聚合物层的第二主表面粘结到第二层的第一主表面。

12A.根据示例性实施方案6A至10A中的任一项所述的共挤出聚合物层,其中共挤出聚合物层的第二主表面粘结到第二层的第一主表面。

13A.根据示例性实施方案6A至12A中的任一项所述的共挤出聚合物层,其中第一层为发泡的。

14A.根据示例性实施方案7A至13A中的任一项所述的共挤出聚合物层,其中第一层和第二层均为发泡的。

15A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层包含熔体流动指数大于0.1(在一些实施方案中,大于0.2、0.25、0.3、0.4、0.5、1、5、10、25、50、75或甚至大于100)的材料。

16A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,其中第一主表面具有不大于100(在一些实施方案中,至少80或甚至不大于80;在一些实施方案中,在0.1至100、1至100、1至75、10至75或甚至10至50的范围内)的肖氏硬度A值。

17A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,其中第一主表面具有至少1(在一些实施方案中,至少5、10、20、25或甚至至少50)的肖氏硬度A值。

18A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,其中第一主表面具有至少10(在一些实施方案中,至少15、20、25、30、35、40或甚至至少50;在一些实施方案中,在10至80、10至70、10至60或甚至10至50的范围内)的肖氏硬度OO值。

19A.根据示例性实施方案1A至15A中的任一项所述的共挤出聚合物层,其中共挤出聚合物层的第一主表面具有在1至100范围内(在一些实施方案中,在10至90、20至80、30至80、40至80、50至80或甚至60至70的范围内)的肖氏硬度A值。

20A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,其中第二主表面具有至少10(在一些实施方案中,至少15、20、25、30、40、50、60、70、80、90或甚至至少100)的肖氏硬度D值。

21A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,其中第二主表面具有不大于100(在一些实施方案中,不大于90、80、75、70、60、50、40、30、25、20或甚至不大于10;在一些实施方案中,在10至100、10至25或甚至10至50的范围内)的肖氏硬度D值。

22A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层具有从共挤出聚合物层的第一主表面到第二主表面的厚度,其中在从第一主表面到第二主表面的整个厚度上存在肖氏硬度A值的梯度。

23A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层具有从共挤出聚合物层的第一主表面到第二主表面的厚度,其中存在朝向第二主表面增加的平均孔径梯度。

24A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,其中相对的第一主表面和第二主表面没有暴露的内部多孔泡孔(即,小于第一主表面和第二主表面中的每一者的表面积的10%具有任何暴露的多孔泡孔)。

25A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,其中每个主表面的面积的至少40%(在一些实施方案中,至少55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%或甚至100%)具有固化状态表面。

26A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层具有至多25,400微米(在一些实施方案中,在100微米至1000微米、1000微米至6000微米、6000微米至12,700微米或甚至12,700微米至25,400微米的范围内)的厚度。

27A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层具有在-125℃至150℃范围内(在一些实施方案中,在-125℃至-10℃、-10℃至80℃、50℃至150℃或甚至50℃至80℃范围内)的玻璃化转变温度Tg

28A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层具有相对的第一主表面和第二主表面,其中相对的第一主表面和第二主表面没有暴露的内部多孔泡孔(即,小于第一主表面和第二主表面中的每一者的表面积的10%具有任何暴露的多孔泡孔)。

29A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层包含至少一种共聚物,该至少一种共聚物包含至少一种无定形组分。

30A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,其中热塑性材料为无定形或半结晶聚合物或共聚物。

31A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层包含星形聚合物。

32A.根据示例性实施方案31A所述的共挤出聚合物层,其中星形聚合物包括以下物质中的至少一种:苯乙烯异戊二烯苯乙烯(SIS)、苯乙烯乙烯丙烯苯乙烯(SEPS)、苯乙烯乙烯丁二烯苯乙烯(SEBS)或苯乙烯丁二烯苯乙烯(SBS)(包括它们的混合物)。

33A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层具有至少1(在一些实施方案中,至少5、10、100、1000或甚至6000;在一些实施方案中,在1MPa至50MPa、50MPa至500MPa或甚至500MPa至6000MPa范围内)的压缩应力对压缩应变值。

34A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层具有至少0.01MPa(在一些实施方案中,至少0.1MPa、0.5MPa、1MPa、5MPa或甚至10MPa;在一些实施方案中,在0.01MPa至0.1MPa、0.1MPa至1MPa、或甚至至少1MPa至100MPa范围内)的屈服应力。

35A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层具有小于20(在一些实施方案中,小于15、10或甚至小于5;在一些实施方案中,在1至5、1至10或甚至1至15的范围内)的硬度值。

36A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层能够卷绕在1m(在一些实施方案中,75cm、50cm、25cm、10cm、5cm、1cm、5mm或甚至1mm)直径的杆上而不断裂。

37A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,其中特征结构包括以下形状中的至少一种形状:圆锥体、立方体、棱锥体、连续导轨、连续多向导轨、半球、圆柱体或多叶圆柱体。

38A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,其中特征结构具有呈以下形状中的至少一种形状的横截面:圆形、正方形、矩形、三角形、五边形、其他多边形、正弦、人字形或多叶形。

39A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,其中特征结构具有在2平方毫米至400平方毫米(在一些实施方案中,在2平方毫米至300平方毫米、2平方毫米至200平方毫米、2平方毫米至100平方毫米、2平方毫米至50平方毫米或甚至2平方毫米至20平方毫米的范围内)范围内的横截面积。

40A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,基于聚合物层的总体积计,该共挤出聚合物层具有至少25%(在一些实施方案中,至少30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%或甚至至少80%;在一些实施方案中,在25%至80%、30%至60%或甚至30%至50%的范围内)的总孔隙率。

41A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层还包括位于泡沫特征结构上的聚合物层,其中聚合物层包含聚合物,该聚合物不同于构成共挤出聚合物层的聚合物。

42A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层包含以下物质中的至少一种:玻璃珠、玻璃泡、玻璃纤维、磨粒、炭黑、碳纤维、金刚石颗粒、复合颗粒、纳米颗粒、矿物油、增粘剂、蜡、橡胶颗粒或阻燃剂。

43A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层包含导热材料(例如BN)。

44A.根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层,该共挤出聚合物层包含导电材料。

1B.一种减振层合体,该减振层合体包括活动的间隔件,该活动的间隔件包括根据任一项前述A示例性实施方案所述的聚合物层。

1C.一种制备共挤出聚合物层的方法,该方法包括:

提供具有主圆周表面的旋转工具辊和共挤出模头,该共挤出模头具有在旋转工具辊附近间隔的模唇,以在旋转工具辊与共挤出模头之间形成间隙;以及

将至少第一聚合物和第二聚合物从共挤出模头共挤出到旋转工具辊的主圆周表面的一部分上,其中第一聚合物或第二聚合物中的至少一者包含成形剂,并且其中主圆周表面的该部分位于模唇附近以提供根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层。

2C.根据示例性实施方案1C所述的方法,其中旋转工具辊的主圆周表面包括腔体阵列。

3C.根据任一项前述C示例性实施方案所述的方法,其中所述压实辊的所述主圆周表面包括腔体阵列。

4C.根据任一项前述C示例性实施方案所述的方法,其中旋转工具辊的主圆周表面包括突起阵列。

5C.根据任一项前述C示例性实施方案所述的方法,其中发泡剂包括以下物质中的至少一种:酸(例如柠檬酸)、碳酸氢盐、偶氮二甲酰胺、改性的偶氮二甲酰胺、酰肼、碳酸氢钠和柠檬酸共混物、二亚硝基五亚甲基四胺、对甲苯磺酰基酰肼、4-4'-氧基双酰肼、偶氮二甲酰胺、对甲苯磺酰基氨基脲、5-苯基四唑、5-苯基四唑类似物、肼二羧酸二异丙酯、5-苯基-3,6-二氢-1,3,4-噁二嗪-2-酮或硼氢化钠。

1D.一种制备共挤出聚合物层的方法,该方法包括:

提供具有主圆周表面的旋转工具辊和共挤出模头,该共挤出模头具有在旋转工具辊附近间隔的模唇,以在旋转工具辊与共挤出模头之间形成间隙;以及

将至少第一聚合物和第二聚合物从共挤出模头共挤出到旋转工具辊的主圆周表面的一部分上,其中主圆周表面的该部分位于模唇附近,其中在聚合物与旋转工具辊的主圆周表面的该部分接触之前将气体注入到第一聚合物或第二聚合物中的至少一者中,并且其中挤出的聚合物发泡以提供根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层。

2D.根据示例性实施方案1D所述的方法,其中旋转工具辊的主圆周表面包括腔体阵列。

3D.根据任一项前述D示例性实施方案所述的方法,其中旋转工具辊的主圆周表面包括突起阵列。

4D.根据任一项前述D示例性实施方案所述的方法,其中所述气体包括氩气、二氧化碳、氮气、丁烷(例如,正丁烷和异丁烷)、庚烷(例如,正庚烷、异庚烷和环庚烷)、己烷(例如,正己烷、新己烷、异己烷和环己烷)、辛烷(例如,正辛烷和环辛烷)、或戊烷(例如,正戊烷、环戊烷、新戊烷和异戊烷)中的至少一种。

1E.一种制备共挤出聚合物层的方法,该方法包括:

提供具有主圆周表面的旋转工具辊和共挤出模头,该共挤出模头具有在旋转工具辊附近间隔的模唇,以在旋转工具辊与共挤出模头之间形成间隙;以及

将包含聚合物微球的聚合物引入到旋转工具辊的主圆周表面的一部分上,其中主圆周表面的该部分位于模唇附近,并且其中聚合物发泡以提供根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层。

2E.根据示例性实施方案1E所述的方法,其中旋转工具辊的主圆周表面包括腔体阵列。

3E.根据任一项前述E示例性实施方案所述的方法,其中旋转工具辊的主圆周表面包括突起阵列。

4E.根据任一项前述E示例性实施方案所述的方法,其中所述聚合物微球包括膨胀气泡。

1F.一种制备共挤出聚合物层的方法,该方法包括:

提供具有主圆周表面的旋转工具辊;

提供共挤出模头,该共挤出模头具有在旋转工具辊附近间隔的模唇,以在旋转工具辊与共挤出模头之间形成间隙;

在旋转工具辊附近提供压实辊以在旋转工具辊与压实辊之间形成间隙;

将油注入到聚合物中,所述聚合物在挤出室中包含发泡剂、气体或聚合物微球中的至少一种;以及

将聚合物挤出到位于共挤出模头与旋转工具辊之间的间隙中,其中聚合物发泡以提供根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层。

2F.根据示例性实施方案1F所述的方法,其中旋转工具辊的主圆周表面包括腔体阵列。

3F.根据任一项前述F示例性实施方案所述的方法,其中旋转工具辊的主圆周表面包括突起阵列。

4F.根据任一项前述F示例性实施方案所述的方法,该方法还包括压实辊,该压实辊具有在共挤出模头附近顺维定位的主圆周表面。

5F.根据示例性实施方案4F所述的方法,其中所述压实辊的所述主圆周表面包括腔体阵列。

6F.根据示例性实施方案4F或5F所述的方法,其中所述压实辊的所述主圆周表面包括突起阵列。

7F.根据任一项前述F示例性实施方案所述的方法,其中所述油包括羊毛脂、液体聚丙烯酸酯、液体聚丁烯、矿物油或邻苯二甲酸酯中的至少一种。

8F.根据任一项前述F示例性实施方案所述的方法,其中发泡剂包括以下物质中的至少一种:酸(例如柠檬酸)、碳酸氢盐、偶氮二甲酰胺、改性的偶氮二甲酰胺、酰肼、碳酸氢钠和柠檬酸共混物、二亚硝基五亚甲基四胺、对甲苯磺酰基酰肼、4-4'-氧基双酰肼、偶氮二甲酰胺、对甲苯磺酰基氨基脲、5-苯基四唑、5-苯基四唑类似物、肼二羧酸二异丙酯、5-苯基-3,6-二氢-1,3,4-噁二嗪-2-酮或硼氢化钠。

9F.根据任一项前述F示例性实施方案所述的方法,其中所述气体包括氩气、二氧化碳、氮气、丁烷(例如,正丁烷和异丁烷)、庚烷(例如,正庚烷、异庚烷和环庚烷)、己烷(例如,正己烷、新己烷、异己烷和环己烷)、辛烷(例如,正辛烷和环辛烷)、或戊烷(例如,正戊烷、环戊烷、新戊烷和异戊烷)中的至少一种。

10F.根据任一项前述F示例性实施方案所述的方法,其中所述聚合物微球包括膨胀气泡。

11F.根据任一项前述F示例性实施方案所述的方法,其中所述油处于大于80℃(在一些实施方案中,至少90℃、100℃、125℃、150℃、175℃、或甚至至少200℃;在一些实施方案中,在80℃至250℃、100℃至250℃或甚至100℃至200℃范围内)的温度。

1G.一种制备共挤出聚合物层的方法,该方法包括:

提供具有主圆周表面的旋转工具辊和共挤出模头,该共挤出模头具有在旋转工具辊附近间隔的模唇,以在旋转工具辊与共挤出模头之间形成间隙;以及

将反应性聚合物引入到旋转工具辊的主圆周表面的一部分上,其中主圆周表面的该部分位于模唇附近,并且其中反应性聚合物发泡并至少部分地聚合以提供根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层。

2G.根据示例性实施方案1G所述的方法,其中反应性聚合物在形成之后反应以增加共挤出聚合物层的分子量。

3G.根据任一项前述G示例性实施方案所述的方法,其中反应性聚合物反应以使共挤出聚合物层交联。

4G.根据任一项前述G示例性实施方案所述的方法,其中反应性聚合物与水分反应以引起共挤出聚合物层的聚合或交联。

5G.根据任一项前述G示例性实施方案所述的方法,其中所述反应性聚合物包含异氰酸酯官能团、烷氧基硅烷官能团或酮亚胺官能团。

6G.根据任一项前述G示例性实施方案所述的方法,其中所述反应性聚合物包含(甲基)丙烯酸类官能团、烯丙基官能团或乙烯基官能团中的至少一种。

7G.根据任一项前述G示例性实施方案所述的方法,该方法包括将反应性聚合物暴露于γ辐射、电子束辐射或紫外线辐射中的至少一者,以引起共挤出聚合物层的聚合或交联中的至少一者。

8G.根据任一项前述G示例性实施方案所述的方法,其中旋转工具辊的主圆周表面包括腔体阵列。

9G.根据任一项前述G示例性实施方案所述的方法,其中旋转工具辊的主圆周表面包括突起阵列。

10G.根据任一项前述G示例性实施方案所述的方法,该方法还包括压实辊,该压实辊具有在共挤出模头附近顺维定位的主圆周表面。

11G.根据示例性实施方案1G至7G中的任一项所述的方法,其中压实辊的主圆周表面包括腔体阵列。

12G.根据示例性实施方案10G或11G所述的方法,其中压实辊的主圆周表面包括突起阵列。

1H.一种制备共挤出聚合物层的方法,该方法包括:

提供具有主圆周表面的旋转工具辊和共挤出模头,该共挤出模头具有在旋转工具辊附近间隔的模唇,以在旋转工具辊与挤出模头之间形成间隙;

提供连接到共挤出模头的挤出机;

将反应性单体引入到挤出机中,其中反应性单体在挤出机和共挤出模头中至少部分地聚合以形成聚合物;以及

将聚合物从共挤出模头注入到旋转工具辊的主圆周表面的一部分上,其中主圆周表面的一部分位于模唇附近,并且其中聚合物发泡以提供根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层。

2H.根据示例性实施方案1H所述的方法,所述方法还包括将反应性聚合物注入到具有所述反应性单体的挤出机中,其中所述单体具有分子量,并且其中所述单体与所述反应性聚合物至少部分地反应以形成具有比单体的分子量更高的分子量的聚合物。

3H.根据示例性实施方案2H所述的方法,其中所述反应性单体包括多异氰酸酯和多元醇,并且其中由所述单体和所述反应性多异氰酸酯的反应形成的聚合物为聚氨酯。

4H.根据示例性实施方案3H所述的方法,其中所述反应性单体还包括羟基官能化增链剂。

5H.根据示例性实施方案3H或4H所述的方法,其中按异氰酸酯当量与羟基当量数计的比率在0.85:1至1.2:1的范围内(在一些实施方案中,在0.95:1至1.05:1、0.95:1至1.0:1、或1.0:1至1.06:1的范围内)。

6H.根据示例性实施方案3H至5H中的任一项所述的方法,其中多元醇或多异氰酸酯中的至少一种具有大于2.0的平均官能度。

7H.根据任一项前述H示例性实施方案所述的方法,其中旋转工具辊的主圆周表面包括腔体阵列。

8H.根据任一项前述H示例性实施方案所述的方法,其中旋转工具辊的主圆周表面包括突起阵列。

9H.根据任一项前述H示例性实施方案所述的方法,该方法还包括压实辊,该压实辊具有在共挤出模头附近顺维定位的主圆周表面。

10H.根据示例性实施方案9H所述的方法,其中压实辊的主圆周表面包括腔体阵列。

11H.根据示例性实施方案9H或10H所述的方法,其中压实辊的主圆周表面包括突起阵列。

12H.根据任一项前述H示例性实施方案所述的方法,其中聚合物包含发泡剂。

13H.根据示例性实施方案12H所述的方法,其中所述发泡剂包含聚合物微球。

14H.根据示例性实施方案13H所述的方法,其中所述聚合物微球为可膨胀气泡。

15H.根据示例性实施方案12H至14H中的任一项所述的方法,其中发泡剂包括以下物质中的至少一种:酸(例如柠檬酸)、碳酸氢盐、偶氮二甲酰胺、改性的偶氮二甲酰胺、酰肼、碳酸氢钠和柠檬酸共混物、二亚硝基五亚甲基四胺、对甲苯磺酰基酰肼、4-4'-氧基双酰肼、偶氮二甲酰胺、对甲苯磺酰基氨基脲、5-苯基四唑、5-苯基四唑类似物、肼二羧酸二异丙酯、5-苯基-3,6-二氢-1,3,4-噁二嗪-2-酮或硼氢化钠。

16H.根据示例性实施方案12H至15H中的任一项所述的方法,其中发泡剂包含水和异氰酸酯。

17H.根据示例性实施方案12H至15H中的任一项所述的方法,其中发泡剂包含气体,该述气体包括氩气、二氧化碳、氮气、丁烷(例如,正丁烷和异丁烷)、庚烷(例如,正庚烷、异庚烷和环庚烷)、己烷(例如,正己烷、新己烷、异己烷和环己烷)、辛烷(例如,正辛烷和环辛烷)、或戊烷(例如,正戊烷、环戊烷、新戊烷和异戊烷)中的至少一种。

1I.一种多层阻尼材料,该多层阻尼材料包括:

至少一个约束层;

至少一个耗散层;以及

至少一个活动的间隔层,该活动的间隔层包括根据任一项前述A示例性实施方案所述的至少一个共挤出聚合物层。

1J.一种提供制品的方法,该方法包括;

提供根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层;以及

施加热或压力中的至少一者以永久性地使共挤出聚合物层的至少一个突起变形。

1K.一种抛光垫,该抛光垫包括根据任一项前述A示例性实施方案所述的共挤出聚合物层。

2K.根据示例性实施方案1K所述的抛光垫,其中共挤出聚合物层还包括至少一条通道,并且其中该通道的深度大于泡沫特征结构从第一主表面延伸或延伸至第一主表面中的距离。

3K.根据示例性实施方案1K或2K所述的抛光垫,该抛光垫还包括子垫,其中子垫与共挤出聚合物层的第二主表面相邻。

4K.根据任一项前述K示例性实施方案所述的抛光垫,该抛光垫具有泡沫特征结构,该泡沫特征结构从第一主表面延伸或延伸至第一主表面中(在一些实施方案中,在100微米至20,000微米的范围内)这两者中的至少一种情况。

5K.根据示例性实施方案4K所述的抛光垫,其中共挤出聚合物层包括从第一主表面延伸的泡沫特征结构。

1L.一种抛光系统,该抛光系统包括抛光溶液和根据任一项前述K示例性实施方案所述的抛光垫。

2L.根据示例性实施方案1L所述的抛光系统,其中该抛光溶液为浆液。

1M.一种抛光基底的方法,该方法包括:

提供根据任一项前述K示例性实施方案所述的具有工作表面的抛光垫;

提供具有第一表面的基底;

使抛光垫的工作表面与第一基底表面接触;以及

在维持抛光垫的所述工作表面与第一基底表面之间的接触的同时使抛光垫和基底相对于彼此移动,

其中在抛光溶液存在的情况下进行抛光。

2M.根据示例性实施方案1M所述的抛光基底的方法,其中该基底为半导体晶片。

以下实施例进一步说明了本发明的优点和实施方案,但是这些实施例中所提到的具体材料及其量以及其它条件和细节均不应被解释为是对本发明的不当限制。除非另外指明,否则所有份数和百分比均按重量计。

实施例1

使用如图9中大致所示的设备制备实施例1。共挤出模头为20.3cm(8英寸)宽(以商品名“MASTERFLEX”(型号LD-40)得自德克萨斯州奥兰治的科罗炼公司(Cloeren,Orange,TX)),该共挤出模头被构造成具有在上死点处定位在旋转工具辊的顶部上的模头。将模头取向成使得模头的底部位于工具辊的后缘上。底部模唇具有3.18mm(0.125英寸)的着陆区。两个挤出机为3.2cm(1.25英寸)单螺杆挤出机(以商品名“KILLION”得自康涅狄格州波卡塔克的戴维斯-标准公司(Davis-Standard,Pawcatuck,CT))。所用的模头温度设定点示于下表1中。

表1

三层共挤出进料区块(以商品名“CLOEREN FEED BLOCK”得自德克萨斯州奥兰治的科罗炼公司(Cloeren,Orange,TX))与A-B-C插头配套使用。关闭B端口,并使用端口A和C。将进料区块安装到共挤出模头。使用两个3.18cm(1.25英寸)单螺杆挤出机(“Killion”)将熔融聚合物进料到进料区块和模头中。母模工具为具有机加工到外表面中的图案的铝质壳体。

使用单个工具辊工位,其中模头安装在该辊的上死点处。将模头安装在线性滑动件上以在上下方向上移动。模头的线性运动由线性致动器控制,以移动模头并控制模唇与工具辊之间的间隙。

辊的标称直径为30.5cm(12英寸),具有40.6cm(16英寸)的面宽。所述工具辊具有带有螺旋卷绕的内部通道的内部水冷。将37.5cm(14.75英寸)外径的铝质工具壳体安装到辊的外表面上。工具辊壳体具有机加工到铝质壳体表面中的矩形压痕。矩形压痕为3.69mm(0.145英寸)宽×5.90mm(0.232英寸)长×1.20mm(0.047英寸)深,被布置成间隔0.60mm(0.024英寸)的人字形图案。压痕的拐角具有0.75mm(0.030英寸)的半径。将工具辊设定为65.5℃(150℉)的冷却温度设定点。将模唇与旋转工具辊表面之间的间隙设定为1475微米(0.070英寸)。线速度为0.80米(2.6英尺)/分钟。

在将聚合物共混物进料到挤出机中之前,将其手动预混。用于第一层的聚合物为96重量%的聚丙烯(以商品名“C700-35N”得自密歇根州米德兰的陶氏化学公司(DowChemical,Midland,MI)、2重量%的发泡剂(以商品名“ECOCELL H”得自新泽西州洛克威的保利莱公司(Polyfil Corporation,Rockaway,NJ))和2重量%的白色颜料(以商品名“1015100S”得自伊利诺伊州西芝加哥的科莱恩母料公司(Clariant Master Batch Inc,West Chicago,IL)的树脂共混物。用于第二层的聚合物为96重量%的聚丙烯(“C700-35N”)、2重量%的发泡剂(“ECOCELL H”)和2重量%的蓝色颜料(以商品名“CC10122414WE”得自伊利诺伊州埃尔克格罗夫村的普立万公司(PolyOne Corp,Elk Grove Village,IL)的树脂共混物。

制备具有1.2mm高发泡特征结构和0.79微米(0.031英寸)泡沫背衬(包含第一层和第二层)的两层共挤出聚合物发泡膜。发泡层(即,第一层和第二层)的密度比制备其的聚合物材料小30体积%。

图9中示出了具有第一层(901)和第二层(902)的实施例1(900)的光学图像。

实施例2

设备构造与实施例1相同,不同之处如下表2所示。

表2

将模唇与旋转工具辊表面之间的间隙设定为1930微米(0.076英寸)。线速度为0.73米(2.4英尺)/分钟。

在将聚合物共混物进料到挤出机中之前,将其手动预混。用于第一层的聚合物为96重量%的聚丙烯(“C700-35N”)、2重量%的发泡剂(“ECOCELL H”)和2重量%的白色颜料(“1015100S”)的树脂共混物。用于第二层的聚合物为98重量%的聚丙烯(“C700-35N”)和2重量%的蓝色颜料(“CC10122414WE”)的树脂共混物。

制备具有1.2mm高发泡特征结构(第一层)和0.79微米(0.031英寸)非泡沫背衬(主要为第二层)的两层共挤出聚合物发泡膜。发泡层(第一层)的密度比制备其的聚合物材料小30体积%。

图10中示出了具有第一层(1001)和第二层(1002)的实施例2(1000)的光学图像。

实施例3

设备构造与实施例1相同,不同之处如下表3所示。

表3

将模唇与旋转工具辊表面之间的间隙设定为1397微米(0.055英寸)。线速度为0.73米(2.4英尺)/分钟。

在将聚合物共混物进料到挤出机中之前,将其手动预混。用于第一层的聚合物为97重量%(以商品名“Kraton D1114”得自德克萨斯州休斯顿的科腾公司(Kraton Corp.,Houston,TX)和3重量%的发泡剂(“ECOCELL H”)的树脂共混物。用于第二层的聚合物为98重量%的聚丙烯(“C700-35N”)和2重量%的蓝色颜料(“CC10122414WE”)的树脂共混物。

制备具有1.2mm高发泡特征结构(第一层)和0.79微米(0.031英寸)非泡沫背衬(主要为第二层)的两层共挤出聚合物发泡膜。发泡层(第一层)的密度比制备其的聚合物材料小30体积%。

图11中示出了具有第一层(1101)和第二层(1102)的实施例3(1100)的光学图像。

实施例4

除非另外指明,否则设备构造与实施例1相同,不同之处如下表4所示。

表4

将模唇与旋转工具辊表面之间的间隙设定为1397微米(0.055英寸)。线速度为0.73米(2.4英尺)/分钟。

在将聚合物共混物进料到挤出机中之前,将其手动预混。用于第一层的聚合物为98重量%的聚丙烯(“C700-35N”)和2重量%的蓝色颜料(“CC10122414WE”)的树脂共混物。

用于第二层的聚合物为97重量%(“Kraton D1114”)和3重量%的发泡剂(“ECOCELL H”)的树脂共混物。

制备具有1.2mm高非发泡特征结构(主要是第一层)和0.79微米(0.031英寸)泡沫背衬(第二层)的两层共挤出聚合物发泡膜。发泡层(第二层)的密度比制备其的聚合物材料小30体积%。

图12中示出了具有第一层(1201)和第二层(1202)的实施例4(1200)的光学图像。

实施例5

使用如图3中大致所示的设备制备实施例5。共挤出模头为A-B并列型垫片共挤出模头。系统被构造成具有在上死点处定位在旋转工具辊的顶部上的模头。将模头取向成使得模头的底部位于工具辊的后缘上。所用的模头设计示于图13中。模头如美国专利公布2014/0234606(Ausen等人)的实施例13所述那样进行构造,该专利的公开内容以引用方式并入本文,不同之处如下。分隔两个孔的间隔件具有0.41微米(0.016英寸)的CD宽度。两个模头中的大孔(层B)的高度和宽度分别为0.81微米(0.032英寸)和0.41微米(0.016英寸)。小孔(层A)具有0.41微米(0.016英寸)的高度和0.20微米(0.008英寸)的宽度。模头分配孔图案的光学图像在图14中示出。

两个挤出机为3.2cm(1.25英寸)单螺杆挤出机(“KILLION”)。所用的模头温度设定点示于下表5中。

表5

使用单个工具辊工位,其中模头安装在该辊的上死点处。模头的线性运动由线性致动器控制,以移动模头并控制模唇与有机硅工具辊之间的间隙。将模头安装在线性滑动件上以在上下方向上移动。

有机硅工具辊是标称直径为30.5cm(12英寸)的钢轴柄,具有40.6cm(16英寸)的面宽,具有70-80硬度红色有机硅外表面。有机硅工具辊采用具有螺旋卷绕的内部通道的内部水冷。有机硅外表面为1.27厘米(0.50英寸)厚且1.30微米(0.050英寸)深,在外表面中有孔图案,并且0.559微米(0.022英寸)直径的压痕被机加工到橡胶的表面中。压痕的图案呈中心至中心间距为1.65微米(0.065英寸)的矩形阵列。将有机硅工具辊设定为80℃(175℉)的冷却温度设定点。将模唇与旋转工具辊表面之间的间隙设定为0.762微米(0.030英寸)。线速度为0.61米(2.0英尺)/分钟。

在将聚合物共混物进料到挤出机中之前,将其手动预混。用于层A的聚合物为98重量%的聚丙烯(“C700-35N”)和2重量%的蓝色颜料(“CC10122414WE”)的树脂共混物。

用于第二层的聚合物为97重量%(“Kraton D1141”)和3重量%的发泡剂(“ECOCELL H”)的树脂共混物。

制备具有1.52微米(0.060英寸)高特征结构和1微米(0.040英寸)厚背衬的共挤出多层聚合物发泡膜,这些特征结构中的一些特征结构是发泡的并且一些特征结构是非发泡的,该背衬从发泡部分交替到与发泡部分相间的非发泡部分。发泡部分比制备其的聚合物材料小30体积%。相对于旋转工具辊上的图案,模头上的A-B层之间未对齐。具有第一层(1501)和第二层(1502)的实施例5(1500)的光学图像示于图15(剖视图)和图16(顶视图)中。

在不脱离本发明的范围和实质的情况下,本公开的可预知的变型和更改对本领域的技术人员来说将显而易见。本发明不应受限于本申请中为了说明目的所示出的实施方案。

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