DE69427915T2

DE69427915T2 - Fluorharzschaum und dessen herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69427915T2
Application number: DE69427915T
Authority: DE
Inventors: Toshioki Hane; Hisao Koike
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd; Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1994-05-10
Filing date: 1994-11-09
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: WO1995030711A1; EP0908487A2; DE69427915D1; KR0165748B1; CN1067414C; EP0713897A4; DE69430762D1; CN1127006A; EP0713897B1; EP0713897A1; EP0908487B1; EP0908487A3

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mehrschichten-Schaumprodukt, umfassend ein thermoplastisches Harz vom Fluortyp, das keine vernetzende Struktur aufweist und ein spezielles Verschäumungsverhältnis, einen speziellen Prozentgehalt an geschlossenen Zellen und eine spezielle zellförmige Struktur aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung desselben.

Stand der Technik

Herkömmlicherweise werden Schaumprodukte vom Fluorharz-Typ vorgeschlagen, die sowohl die ausgezeichneten Eigenschaften der Fluorharze, wie Wärmebeständigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit, Witterungsbeständigkeit, elektrische Isoliereigenschaften und Flammverzögerung, als auch die Eigenschaften eines Schaumprodukts, wie das leichte Gewicht, die Dämpfungseigenschaften, die niedrige Dielektrizitätskonstante und die wärmeisolierenden Eigenschaften, aufweisen. Diese Schaumprodukte vom Fluorharz-Typ werden für verschiedene Anwendungen eingesetzt, wie als elektrischer Isolator, Poliertuch für elektrische Materialien und thermisch isolierende Folie.
Die US Patente Nr. 4 560 829 und 4 615 850 offenbaren Schaumprodukte vom Fluorharz-Typ für elektrische Isolatoren. Die Schaumprodukte der beiden Patente haben ein Verschäumungsverhältnis von etwa 4, einen hohen Härtegrad und eine schlechte Flexibilität. Einige Schaumprodukte weisen keine auf ausreichende Weise reduzierte Dielektrizitätskonstante auf. Die Japanischen Offenlegungsschriften Nr. 50340/1987 und 31446/1992 offenbaren Schaumprodukte mit einem hohen Verschäumungsverhältnis, jedoch liegt keine Beschreibung über den Härtegrad vor. Die offenbarten Schaumprodukte haben eine weite Verteilung von Zellendurchmessern, weil jede Zelle einen großen Durchmesser aufweist, woraus sich ergibt, dass ihre Oberflächen keine aureichende Glätte aufweisen. Das US Patent Nr. 4 737 526 und die Japanische Offenlegungsschrift Nr. 280236/1987 offenbaren Schaumprodukte mit einer vernetzenden Struktur, einem hohen Verschäumungsverhältnis und kleinen Zellendurchmessern. Die Schaumprodukte können nicht wiederaufgearbeitet werden, da die verwendeten Harze vernetzt sind, um den Produkten eine zweckmäßige Verschäumung zu verleihen. Das Herstellungsverfahren für diese Produkte wird nur bei vernetzbaren Harzen angewandt. Das Verfahren ist kompliziert und hat derartige Probleme, dass ein saures Gas während der Vernetzungsbehandlung gebildet wird. Die Japanische Offenlegungsschrift Nr. 239249/1993 offenbart ein Schaumprodukt, das feine Zellen umfasst und ein hohes Verschäumungsverhältnis aufweist und unter Verwendung eines Treibmittels mit hohem Siedepunkt erhalten wird. Jedoch wird dieses Treibmittel durch das Abkühlen nach dem Verschäumen in den Zellen des Schaumprodukts kondensiert und dies verursacht eine Reduktion des Innendrucks der Zellen, und zwar aufgrund des hohen Siedepunkts des verwendeten Treibmittels, so dass die Oberflächenglätte des Produkts schlecht ist. Zusätzlich dazu erleidet das Schaumprodukt leicht Größenänderungen, wenn das Produkt insbesondere in Form einer Folie und eines Bandes verwendet wird.
Das US Patent Nr. 4 842 678 offenbart ein Poliertuch, umfassend ein Schaumprodukt vom Fluorharz-Typ, das ein Verschäumungsverhältnis von 1,5 bis 30 und einen durchschnittlichen Zellendurchmesser von 300 um oder weniger aufweist und 0 bis 70% nichtgeschäumte Harzphasen enthält. Das US Patent Nr. 4 954 141 offenbart ein Polierkissen für die Spiegeloberfläche eines Halbleiterwafers, der aus einem Schaumprodukt vom Fluorharz-Typ gebildet wurde.
Die oben erwähnten Schaumprodukte vom Fluorharz-Typ werden entwickelt, indem man sich hauptsächlich auf die Gleichförmigkeit von Schaumprodukten mit einer einzigen zellartigen Struktur konzentriert. Im allgemeinen stehen dynamische Eigenschaften, elektrische Eigenschaften und thermische Eigenschaften eines Schaumprodukts häufig mit dem Zellendurchmesser in Beziehung. Der Kompressionsmodul und die Wärmeleitfähigkeit sind dem Zellendurchmesser proportional. Die Reißfestigkeit und die Durchschlagsspannung sind dem Zellendurchmesser umgekehrt proportional. Wenn ein Schaumprodukt vom Fluorharz-Typ als elektrischer Isolator verwendet wird, wird ein gleichmäßigerer und feinerer Zellendurchmesser bevorzugt, um die Durchschlagsspannung zu erhöhen. Jedoch wird der Kompressionsmodul bei einem minimierten Zellendurchmesser reduziert. D. h. es ist schwierig, dass ein Schaumprodukt gleichzeitig widersprüchliche Eigenschaften aufweist.
Alle Schaumprodukte vom Fluorharz-Typ, welche das obige Poliertuch bilden, haben eine einzige zellartige Struktur. Obwohl die Schaumprodukte eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit aufweisen und der zu polierenden Substanz eine glatte Oberfläche verleihen, mangelt es ihnen an der Zuverlässigkeit, um eine konstante Polierqualität über eine lange Zeitspanne beizubehalten. Deshalb ist es bezüglich des Langzeitpolierens notwendig, dass die Oberfläche eines Poliertuches einer Abrichtungsbehandlung unterzogen wird (eine Behandlung zum Erhalten eines Poliertuches mit einer hoher Flachheit durch Polieren der Oberfläche des Kissens mit einer harten Substanz, um die raue Oberfläche zu modifizieren oder abzurichten), und dass die Polierbedingungen geändert werden. Da diese Poliertücher relativ weich sind, verursachen sie nicht leicht Verarbeitungsdefekte, wie Kratzer (lineare Markierungen auf der polierten Oberfläche) in einem früheren Stadium des Polierens. Jedoch verursachen diese Poliertücher leicht eine Stumpfheit der Ränder von Wafern und reduzieren die Ausbeute von hergestellten Halbleitern. Im allgemeinen wird die Stumpfheit von Rändern dadurch verhindert, dass man harte Materialien verwendet, die eine geringe elastische Deformation haben, und die Verarbeitungsdefekte werden dadurch verhindert, dass man weiche Materialien mit einer großen elastischen Deformation verwendet. Es ist schwierig, dass Poliertücher mit einer einzigen Struktur die obigen widersprüchlichen Eigenschaften gleichzeitig besitzen. Beim Polieren ist eine kaum merkliche Ungleichmäßigkeit des Drucks, der auf die Poliertücher einwirkt, extrem wichtig, um eine glatte Oberfläche der zu polierenden Substanz zu erhalten. Demgemäß besteht ein Bedarf an einem Poliertuch, das sowohl eine gleichmäßige Zellenverteilung in der Richtung der Oberfläche des Tuches als auch eine Ungleichmäßigkeit der Härte in der Dickenrichtung des Tuches aufweist.
Wie oben beschrieben wurde, ist es schwierig, dass herkömmliche Schaumprodukte vom Fluorharz-Typ mit einer einzigen, zellartigen Struktur die oben erwähnten verschiedenen physikalischen Eigenschaften gleichzeitig besitzen.
Cell Poly, Bd. 12, Nr. 3, Seite 207 (1993) offenbart ein Polycarbonat als Schaumprodukt vom Fluorharz-Typ, das eine Mehrschichten-Zellstruktur aufweist. In der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 57704/1992 wird ein Schaumprodukt vom Fluorharz-Typ mit einer Mehrschichten-Zellstruktur vorgeschlagen. Jedoch weisen die Schaumprodukte, die gemäß den im Stand der Technik offenbarten Verfahren erhalten wurden, große Zellendurchmesser und geringe Zelldichten auf, und die Verteilung der Zellendurchmesser ist nicht genügend gleichmäßig.
Üblicherweise hängt die Viscoelastizität in der Schmelze von kristallinen Harzen, wie einem Harz vom Fluortyp, stark von der Temperatur ab. Es ist oft schwierig, die Temperatur so zu steuern, dass ein Harz mit einer zweckmäßigen Verschäumung und einer geeigneten Viscoelastizität in der Schmelze erhalten wird. Deshalb wird angenommen, dass die Herstellung eines Schaumprodukts vom Fluorharz-Typ, das keine vernetzende Struktur, aber eine hohe Zelldichte aufweist, in hohem Maße schwierig ist. Insbesondere wird angenommen, dass physikalische Treibmittel nicht leicht in einem Perfluorharz gelöst oder dispergiert werden, und es schwierig ist, eine ausreichende Menge derselben, die zur Funktion als Treibmittel notwendig ist, in dem Harz zu halten und zwar aufgrund der extremen Lösungsmittelbeständigkeit des Perfluorharzes. Weiterhin weist das Perfluorharz normalerweise einen Schmelzpunkt auf, der höher als 250ºC ist, so dass Treibmittel verdampft werden, während das Harz erweicht wird, um eine für das Verschäumen geeignete Viscoelastizität in der Schmelze zu erreichen. Wie oben erklärt wurde, wurde kein Verfahren zur Herstellung eines Schaumprodukts vom Fluorharz-Typ vorgeschlagen, das ein spezielles Verschäumungsverhältnis, einen speziellen Prozentgehalt geschlossener Zellen, eine Mehrschichten-Zellstruktur und eine gleichmäßige Dispersion von Zellendurchmessern in jeder Schicht aufweist.
EP-A-0 291 100 offenbart, dass ein Poliertuch als Compositprodukt hergestellt werden kann, worin Schichten von fluoriertem Harzschaum mit unterschiedlichen Verschäumungsverhältnissen oder Zellgrößen über eine Klebstoffschicht aneinander haften. Ähnliche Compositkissen werden in EP-A-0 555 660 offenbart, worin jede Schicht des Compositmaterials einen anderen hydrostatischen Modul aufweist.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Probleme zu vermeiden, welche die konventionellen Schaumprodukte vom Fluorharz-Typ besitzen, um ein Schaumprodukt vom Fluorharz-Typ bereitzustellen, das eine neue Struktur aufweist und befähigt ist, für viele Anwendungen verwendbar zu sein, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schaumprodukts vom Fluorharz-Typ bereitzustellen. D. h. eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Schaumprodukts vom Fluorharz-Typ, welches während eines langandauernden Poliervorgangs eine konstante Polierfähigkeit aufweist, ohne dass die Ränder stumpf werden, wenn dasselbe als Poliertuch verwendet wird; welches verhindert, dass sich die Dielektrizitätskonstante und der Durchgangswiderstand aufgrund des äußeren Drucks ändern, wenn dasselbe als elektrischer Isolator verwendet wird; und welches befähigt ist, den Kompressionsmodul und die Reißfestigkeit auszugleichen, wenn dasselbe als Wärmeisolatorfolie verwendet wird. Die andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung desselben.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mehrschichten-Schaumprodukt, umfassend ein thermoplastisches, fluoriertes Harz, das keine vernetzende Struktur aufweist und ein Verschäumungsverhältnis (Dichte des Harzes/Dichte des geschäumten Produkts) zwischen 4 und 30 hat, und eine Mischung von offenen Zellen und geschlossenen Zellen mit einem Prozentgehalt an geschlossenen Zellen (wobei der restliche Prozentgehalt an offenen Zellen durch die Luft-Pyknometer-Methode von ASTM-D 2856 gemessen wird) von 40% oder mehr, wobei das geschäumte Produkt wenigstens zwei einander benachbarte Schichten aufweist, worin jede Schicht eine unterschiedliche Zelldichte (Anzahl von Zellen pro cm³ - berechnet als Ausdruck "[M1/&sub2; · 10000/400]³ · Verschäumungsverhältnis, worin M die Anzahl der Zellen ist, die in einem Gesichtsfeld von 400 um · 400 um einer Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme bei einer 50fachen bis 150fachen Vergrößerung der Schnittfläche einer Scheibe an einem wahlfreien Punkt der Schicht gezählt werden) und einen Verteilungsindex (Sc) und einen Variationskoeffizienten (Cv) des maximalen Durchmessers von offenen Zellen, die an einem wahlfreien Querschnitt jeder der wenigstens zwei Schichten vorliegen, von 0 < Sc ≤ 6 bzw. 0 < Cv ≤ 1 aufweist, welche durch die folgenden Gleichungen:
SC = (LMax - Min)/Lav. (1)
Cv = SD/Lav (2)
dargestellt werden, worin LMax, LMin und Lav jeweils maximale, minimale und durchschnittliche Werte der maximalen Durchmesser von offenen Zellen darstellen, die an einer wahlfreien Schnittfläche freigelegt wurden (gemessen durch die Bildverarbeitung eines Gesichtsfeldes von 0,04 mm² einer Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme bei einer 50fachen bis 150fachen Vergrößerung der Schnittfläche einer Scheibe an einem wahlfreien Punkt der Schicht), und SD die Standardabweichung der Durchmesser darstellt.
Das Verschäumungsverhältnis des Schaumprodukts der vorliegenden Erfindung liegt zwischen 4 und 30, bezogen auf das gesamte Schaumprodukt. Das Verschäumungsverhältnis bezieht sich auf verschiedene Eigenschaften des Schaumprodukts, wie die dynamischen Eigenschaften, die elektrischen Eigenschaften und die Wärmeeigenschaften, und wird zweckmäßigerweise so ausgewählt, dass es die am meisten geeigneten Eigenschaften zur Verwendung des Schaumprodukts aufweist. Zur Verwendung als Poliertuch wird das Verschäumungsverhältnis derartig ausgewählt, das einen geeigneten Härtegrad und Kompressionsmodul erfüllt. Zur Verwendung als elektrischer Isolator wird ein Verschäumungsverhältnis ausgewählt, das eine geringe Dielektrizitätskonstante und zweckmäßige dynamische Eigenschaften erfüllt. Wenn das Verschäumungsverhältnis kleiner als 4 ist, ist der Härtegrad des Schaumprodukts zur Verwendung als Poliertuch so hoch, dass aufgrund der Schwierigkeit einer elastischen Deformation des sich ergebenden Schaumprodukts die Oberfläche der zu polierenden Substanz leicht zerkratzt wird, und die Dielektrizitätskonstanten einiger zu verwendender Harze vom Fluortyp werden nicht auf die Werte reduziert, welche zur Verwendung als elektrischer Isolator ausreichend sind.
Wenn das Verschäumungsverhältnis 30 beträgt, wird aufgrund eines zu geringen Härtegrades die elastische Deformation zu groß, so dass die Glätte der Oberfläche der zu verwendenden Substanz reduziert ist und auch die dynamischen Eigenschaften und der Prozentgehalt an geschlossenen Zellen reduziert sind. Das bevorzugte Verschäumungsverhältnis liegt zwischen 6 und 25.
Der Prozentgehalt an geschlossenen Zellen des vorliegenden Schaumprodukts beträgt 40% oder mehr, vorzugsweise 50% oder mehr und mehr bevorzugt 60% oder mehr. Der Prozentgehalt an geschlossenen Zellen beeinflusst stark die dynamischen Eigenschaften des Schaumprodukts, insbesondere den Härtegrad und die Kompressionseigenschaften, wie die Druckfestigkeit, den Kompressionsmodul und die Erholungsgeschwindigkeit des Kompressionsmoduls. Zur Verwendung als Poliertuch wird in Betracht gezogen, dass der Prozentgehalt an geschlossenen Zellen einen großen Einfluss auf das Dämpfen des Polierdrucks in dem Schaumprodukt hat. Wenn der Prozentgehalt an geschlossenen Zellen kleiner als 40% ist, wird wahrscheinlich die Glätte der Oberfläche der zu polierenden Substanz reduziert. Wenn der Prozentgehalt an geschlossenen Zellen 40% übersteigt, werden die scheinbare Dichte und Dicke durch eine externe Kompressionskraft kaum verändert, und die Dielektrizitätskonstante und der Durchgangswiderstand werden auch kaum verändert.
Das Schaumprodukt der vorliegenden Erfindung enthält wenigstens eine Grenzfläche, die Schichten mit unterschiedlichen Zelldichten umfasst. D. h. das Schaumprodukt besteht aus einer Mehrschichtenstruktur, die zwei oder mehr Schichten mit unterschiedlichen Zelldichten aufweist. Die Zelldichte bezieht sich auf die Anzahl von Zellen pro Volumeneinheit in jeder Schicht. Die Schichten mit unterschiedlichen Zelldichten beziehen sich auf Schichten, die einander benachbart sind und ein Verhältnis von Zelldichten zwischen 5 und 105 aufweisen. Das Verhältnis der Zelldichte liegt vorzugsweise zwischen 10 und 104. Wenn das Verhältnis kleiner als 5 ist, wird eine im wesentlichen homogene Zellstruktur erhalten. Wenn das Schaumprodukt als Poliertuch verwendet wird, kann es nicht gleichzeitig sowohl das Vermeiden der Stumpfheit eines Randes als auch das Verhindern des Auftretens von Kratzern oder dergleichen erreichen. Wenn das Schaumprodukt als elektrischer Isolator verwendet wird, kann der Durchgangswiderstand in bezug auf die äußere Kompressionskraft reduziert werden. Wenn das Verhältnis 105 übersteigt, werden die Zellwände in Schichten, die eine hohe Zelldichte aufweisen, auf unvorteilhafte Weise dünn, so dass die Zellen leicht zerbrechen und der Prozentgehalt an geschlossenen Zellen nicht aufrechterhalten werden kann.
Die Anzahl der Schichten in dem Schaumprodukt der vorliegenden Erfindung ist nicht speziell eingeschränkt, sondern beträgt im allgemeinen 2 bis 7. Die sich ergebenden Schaumprodukte werden parallel zu jeder Schicht geschnitten, um ein Schaumprodukt mit der erwünschten Anzahl von Schichten zu erhalten. Z. B. wird ein Schaumprodukt, das eine Dreischichtenstruktur, wie A/B/A-Schichten, umfasst, an der Schicht B geschnitten, um ein zwei Schichten umfassendes Schaumprodukt zu erhalten. Die Dicke einer Schicht beträgt 1 bis 90% der gesamten Dicke des Schaumprodukts. Die Lage der Grenzfläche jeder Schicht ändert sich in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Dicke jeder Schicht zur Gesamtdicke des Schaumprodukts.
Die Zelldichte jeder Schicht ist vorzugsweise 10&sup6;/cm³, mehr bevorzugt 10&sup7;/cm³. Wenn die Zelldichte hoch ist, werden der Verteilungsindex und der Variationskoeffizient, die nachstehend beschrieben werden, leicht innerhalb spezieller Bereiche einreguliert, und das Vorkommensverhältnis der offenen Zellen zu den geschlossenen Zellen, die auf der Oberfläche des Schaumprodukts vorliegen, ist vorzugsweise vorläufig stabilisiert. Die offene Zelle bezieht sich hierin auf eine Zelle, die auf der Oberfläche des Schaumprodukts freigesetzt ist und deren Wand aufgeschnitten ist. Die geschlossene Zelle bezieht sich auf eine Zelle, die auf der Oberfläche des Schaumprodukts freigesetzt ist und deren Wand aufgeschnitten ist.
Wenn das Schaumprodukt als Poliertuch verwendet wird, wird die Oberflächengenauigkeit der zu polierenden Substanz vorzugsweise durch eine hohe Zelldichte verbessert. Ein Poliertuch mit einer hohen Zelldichte kann die fein zerfurchte Oberfläche der zu polierenden Substanz mit einem gleichmäßigem Druck berühren. Man kann sich vorstellen, dass die geschlossenen Zellen den Polierdruck über ihre Zellwände aufnehmen, und die offenen Zellen den Druck über ihre Schnittflächen der Zellwände aufnehmen. Es wird angenommen, dass der Anteil der Schnittfläche erhöht wird, indem man die Zelldichte vergrößert, so dass der Druck gleichmäßig verteilt werden kann. Weiterhin wird angenommen, dass ein wichtiger Punkt für die Stabilität der Polierqualität derjenige ist, dass das Vorkommensverhältnis der offenen Zellen auf der Polieroberfläche, die sich mit dem Fortschreiten des Polierens erneuern, kaum verändert, wie nachstehend beschrieben wird. Wenn die Zelldichte hoch ist, ist das Vorkommensverhältnis der offenen Zellen auf der Oberfläche des Poliertuchs hoch und dasjenige der geschlossenen Zellen ist niedrig. Im Falle der Verwendung als elektrischer Isolator werden die Zeilen groß, wenn die Zelldichte klein ist. Als Ergebnis wird die Oberflächenglätte reduziert, und die Dicke eines Isolierbandes kann nicht reduziert werden. Weiterhin werden die dynamischen Eigenschaften in einem Band, d. h. die Reduktion der Reißfestigkeit, verschlechtert. Deshalb wird eine höhere Zelldichte bevorzugt.
Der Verteilungsindex (Sc) und der Variationskoeffizient (Cv) des maximalen Durchmessers einer offenen Zelle, die auf einer wahlfreien Schnittfläche jeder Schicht des vorliegenden Schaumprodukts vorliegt, müssen 0 < Sc ≤ 6 und 0 < Cv ≤ 1 sein. Der maximale Durchmesser einer offenen Zelle bezieht sich auf die längste Länge des Bereichs, der ebenflächig mit einer Zellmembran verschlossen ist.
Wenn der Verteilungsindex und der Variationskoeffizient 6 bzw. 1 übersteigen, ist die Gleichmäßigkeit der Durchmesser offener Zellen beeinträchtigt, so dass eine Reduktion der Oberflächengenauigkeit einer zu polierenden Substanz und eine Reduktion der Polierqualität während des Langzeitpolierens im Falle der Verwendung eines Poliertuchs bewirkt wird. Um die Polierqualität während einer langen Zeitspanne konstant zu halten, beträgt der Verteilungsindex vorzugsweise 5, 5 oder weniger, mehr bevorzugt 5 oder weniger, und der Variationskoeffizient beträgt vorzugsweise 0,95 oder weniger, mehr bevorzugt 0,90 oder weniger. Es wird mehr bevorzugt, wenn die Werte des Verteilungsindexes und des Variationskoeffizienten kleiner sind.
Die Schnittfläche des Schaumprodukts schließt Zellbereiche ein, die an verschiedenen Positionen geschnitten wurden. Selbst wenn die Größen der Zellen gleich sind, sind die Größen der offenen Zellen, die an der Schnittfläche des Schaumprodukts freigelegt sind, nicht immer gleich.
Demgemäß müssen die Größen der offenen Zellen fein und gleichmäßig sein, damit man offene Zellen erhält, die so gleichmäßig wie möglich sind. Das Schaumprodukt der vorliegenden Erfindung wird zu einer Folie verarbeitet, die zur Verwendung als Poliertuch eine bestimmte Dicke aufweist.
Auf der Oberfläche der Folie liegen offene Zellen und geschlossene Zellen nebeneinander in einem bestimmten Verhältnis vor. Die Zustände der Polierflüssigkeit, die in den offenen Zellen gehalten wird, und der Abriebabfall des Poliertuchs, der gemäß dem Fortschreiten des Polierens gebildet wird, die beide an der Grenzfläche zwischen dem Poliertuch und der zu polierenden Substanz vorliegen, werden zusammen mit der Änderung des Vorkommensverhältnis der offenen und geschlossenen Zellen verändert, um wahrscheinlich die Poliergeschwindigkeit und die Oberflächengenauigkeit der zu polierenden Substanz zu beeinflussen. Das Schaumprodukt vom Fluorharz-Typ der vorliegenden Erfindung hat gleichmäßige, offene Zellen, wie oben beschrieben wurde. Wenn deshalb das vorliegende Schaumprodukt als Poliertuch verwendet wird, ist die Grenzfläche zwischen dem Poliertuch und der zu polierenden Substanz während des Polierens stabil, und das Vorkommensverhältnis der offenen und geschlossenen Zellen auf der gesamten Oberfläche der Substanz verändert sich bei jedem Polieren im wesentlichen kaum. Vom Standpunkt der Stabilität aus gesehen, werden höhere Zelldichten am meisten bevorzugt.
Das Schaumprodukt der vorliegenden Erfindung hat wünschenswerterweise einen Taber-Volumenverlust zwischen 25 mm³ und 240 mm³. Es wird angenommen, dass der Taber-Volumenverlust mit der Stabilität der Polierqualität während eines Langzeitpolierens im Falle der Verwendung als Poliertuch in Zusammenhang steht. Der Taber-Volumenverlust hängt von den Typen des zu verwendenden Fluorharzes, dem Verschäumungsverhältnis, der Zelldichte und anderen Faktoren ab.
Wenn der Taber-Volumenverlust 240 mm³ übersteigt, wird das Poliertuch leicht verschlissen und verstopft, die Poliergeschwindigkeit wird reduziert und die Oberflächengenauigkeit der zu polierenden Substanz kann nicht beibehalten werden. Als Ergebnis wird die Anzahl von Wafern, die mit einem Poliertuch behandelt werden können, reduziert. Diese Reduktion weist im Hinblick auf die Produktivität und die Kosten einen beträchtlichen Nachteil auf. Wenn der Taber-Volumenverlust kleiner als 25 mm³ ist, wird die Oberfläche des Poliertuchs kaum erneuert, und die Oberflächengenauigkeit der zu polierenden Substanz wird wahrscheinlich beeinträchtigt. Zieht man die Eigenschaften als Poliertuch in Betracht, so beträgt der Taber- Volumenverlust vorzugsweise zwischen 30 mm³ und 220 mm³, mehr bevorzugt zwischen 35 mm³ und 200 mm³.
Das Schaumprodukt der vorliegenden Erfindung hat vorzugsweise einen Härtegrad zwischen 15 und 93, mehr bevorzugt zwischen 20 und 90, am meisten bevorzugt zwischen 25 und 90. Der Härtegrad wird durch den Harztyp, das Verschäumungsverhältnis, den Prozentgehalt an geschlossenen Zellen, die Zelldichte und andere Faktoren beeinflusst. Im Falle eines Poliertuchs bezieht sich der Härtegrad auf die elastische Deformation des Poliertuchs. Um das Polieren unter einem konstanten Druck durchzuführen, ist der Härtegrad wichtig, um einen Druck gleichmäßig auf die fein zerfurchte Oberfläche der zu polierenden Substanz auszuüben. Wenn der Härtegrad 93 übersteigt, werden Kratzer, die durch Schleifkörner verursacht werden, nicht in ausreichendem Maße reduziert, so dass die Oberfläche der zu polierenden Substanz während der Bearbeitung auf unvorteilhafte Weise verkratzt wird. Wenn der Härtegrad kleiner als 15 ist, deformiert sich das Poliertuch in beträchtlichem Maße, so dass die Flachheit der Oberfläche der zu polierenden Substanz reduziert wird.
Ein Schaumprodukt, das als Poliertuch geeignet ist, hat einen Taber- Volumenverlust zwischen 25 mm³ und 240 mm³ und einen Härtegrad zwischen 15 und 93.
In dem Fall, dass das Schaumprodukt der vorliegenden Erfindung in Form eines dünnen Bandes verwendet wird, wird eine dahingehende Tendenz beobachtet, dass das Schaumprodukt sich wegen der externen Kompressionskraft leicht verformt, und Probleme, wie Änderungen der Dicke, werden verursacht, wenn der Härtegrad kleiner als 15 ist.
Das Schaumprodukt der vorliegenden Erfindung kann eine nichtgeschäumte Schicht als Oberflächenschicht oder Innenschicht aufweisen. Wenn die Oberflächenschicht eine nichtgeschäumte Schicht ist, wird die nichtgeschäumte Schicht entfernt, wenn das Produkt als Poliertuch verwendet werden soll. Wenn das Schaumprodukt in Form eines Bandes verwendet wird, weist das Band wegen der Oberflächenglätte vorzugsweise oft eine nichtgeschäumte Schicht als Oberflächenschicht auf. Die Dicke der nichtgeschäumten Schicht ist nicht speziell eingeschränkt.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Harze vom Fluortyp schließen ein partiell fluoriertes Harz, das wenigstens ein Monomer umfasst, das wenigstens ein Fluoratom enthält, und ein Perfluorharz ein. Sie schließen ein: Polyvinylfluorid, Polyvinylidenfluorid und Polychlortrifluorethylen, umfassend ein einziges Monomer; ein copolymerisiertes Harz von Fluortyp, das wenigstens ein Monomer umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Vinylfluorid, Vinylidenfluorid, Dichlorfluorethylen, Hexafluorpropyren, Perfluorbutadien, Chlortrifluorethylen, Tetrafluorethylen, Perfluor-α-olefine, wie Perfluorbuten-1, Perfluorpenten-1 und Perfluorhexen-1, Perfluoroalkylperfluorvinylether, wie Perfluormethylperfluorvinylether, Perfluorethylperfluorvinylether und Perfluorpropylperfluorvinylether, Alkylperfluorvinylether mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und Arylperfluorvinylether mit 6 bis 8 Kohlenstoffatomen; und ein copolymerisiertes Harz vom Fluortyp, das aus wenigstens einem Monomer erhalten wird, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus den oben aufgeführten Monomeren, und wenigstens einem Monomer, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Trichlorethylen, Alkylvinylether mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Arylvinylether mit 6 bis 8 Kohlenstoffatomen, Ethylen, Propylen und Styrol., Repräsentative Beispiele des in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Harzes vom Fluortyp schließen ein: Polyvinylidenfluorid, Polyvinylfluorid, ein Copolymer von Vinylidenfluorid und Tetrafluorethylen, ein Copolymer von Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen, ein Copolymer von Ethylen und Tetrafluorethylen, ein Copolymer von Tetrafluorethylen und Propylen, ein Copolymer von Ethylen und Chlortrifluorethylen, ein Copolymer von Tetrafluorethylen und Chlortrifluorethylen, ein Copolymer von Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen, ein Copolymer von Tetrafluorethylen und Perfluormethylperfluorvinylether, ein Copolymer von Tetrafluorethylen und Perfluoroethylperfluorvinylether, ein Copolymer von Tetrafluorethylen und Perfluorpropylperfluorvinylether, ein Copolymer von Tetrafluorethylen, Hexafluorpropylen und Perfluormethylperfluorvinylether, ein Copolymer von Tetrafluorethylen, Hexafluorpropylen und Perfluorethylperfluorvinylether und ein Copolymer von Tetrafluorethylen, Hexafluorpropylen und Perfluorpropylperfluorvinylether.
Von diesen werden im Hinblick auf eine angemessene Verschäumung, die Wirtschaftlichkeit, die Verfügbarkeit und dergleichen Polyvinylidenfluorid, Polychlorfluorethylen, ein Copolymer von Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen, ein Copolymer von Ethylen und Tetrafluorethylen, ein Copolymer von Ethylen und Chlortrifluorethylen, ein Copolymer von Tetrafluorethylen und Perfluorethylperfluorvinylether, ein Copolymer von Tetrafluorethylen und Perfluorpropylperfluorvinylether und ein Copolymer von Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen bevorzugt. Mehr bevorzugt schließen die partiell fluorierten Harze Polyvinylidenfluorid und ein Copolymer von Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen ein; und die Perfluorharze schließen Copolymere von Tetrafluorethylen und Perfluoralkylperfluorvinylether ein.
Wenn ein Harz vom Fluortyp, das eine Mehrzahl von Monomeren einschließt, in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird das Komponentenverhältnis der Monomere zweckmäßigerweise innerhalb eines großen Bereichs ausgewählt. Copolymere, umfassend Tetrafluorethylen und andere Komponenten, weisen die dahingehende Neigung auf, dass die Kristallinität des Polymers gemäß der Abnahme des Tetrafluorethylen-Gehalts reduziert wird und die Wärmebeständigkeit und die chemische Beständigkeit ebenfalls reduziert werden. Im Hinblick auf die physikalischen Eigenschaften und die Kosten werden vorzugsweise kristalline Harze verwendet.
Das Schaumprodukt der vorliegenden Erfindung wird in Abhängigkeit von der Anwendung auf die geeignete Dicke und Größe eingestellt. Die Schaumprodukte in Form einer Platte, einer Folie, eines Rohrs, einer Faser und dergleichen, können uniaxial oder biaxial verstreckt werden. Die Formen der Zellen sind in Abhängigkeit von dem prozentualen Verstrecken unterschiedlich. Das prozentuale Verstrecken wird so eingestellt, dass der Variationskoeffizient, die Zelldichte, das Verschäumungsverhältnis und der Prozentgehalt an geschlossenen Zellen im Bereich der vorliegenden Erfindung liegen.
Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung des obigen Schaumprodukts vom Fluorharz-Typ umfasst die Schritte der Zugabe von 0,4 bis 20 Gew.-% eines C&sub1;-C&sub8;-Fluorkohlenstoffs, der einen Siedepunkt aufweist, welcher niedriger ist als der kristalline Schmelzpunkt des Harzes vom Fluortyp, und 0,01 bis 1 Gew.-% wenigstens einer Verbindung, die aus Wasser und Alkoholen ausgewählt ist und einen Siedepunkt von 150ºC oder weniger und eine latente Verdampfungswärme von 7,0 kcal/mol oder mehr aufweist, zu dem obigen thermoplastischen Harz vom Fluortyp, und das Verschäumen derselben. Durch dieses Verfahren wird der Gegenstand unserer gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung 98 204 435.6 gebildet, die aus der Offenbarung von EP-A-0 713 897 ausgeschieden wurde.
Ein C&sub1;-C&sub8;-Fluorkohlenstoff, der einen Siedepunkt aufweist, welcher niedriger ist als der kristalline Schmelzpunkt des Harzes vom Fluortyp, wird als physikalisches Treibmittel verwendet. Repräsentative Beispiele des Fluorkohlenstoffs schließen Hexafluorethan, Pentafluorethan, Tetrafluorethan, Trifluorethan, Difluorethan, Fluorethan, Tetrafluormethan, Trifluormethan, Difluormethan, Fluormethan, Perfluorcyclobutan, Hexafluorbutan, Perfluorpropan, Perfluorbutan, Perfluorpentan, Perfluorhexan und Perfluorheptan ein. Sie können einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Diese Fluorkohlenstoffe können als Hauptkomponenten zur Anwendung mit Propan, Butan, Pentan und einer flüchtigen organischen Verbindung, wie Methylchlorid, Methylenchlorid, Ethylchlorid und Ethylenchlorid, vermischt werden. Das Mischungsverhältnis der Mischung und des Treibmittels wird hinsichtlich der Sicherheit, der Wirtschaftlichkeit, der Verfügbarkeit und der Verschäumungseigenschaften der Harze von Fluortyp auf zweckmäßige Weise entschieden.
Das Schaumprodukt der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung der obigen physikalischen Treibmittel gemäß verschiedenen bekannten Verfahren hergestellt. Z. B. kann verwendet werden: ein Imprägnierungs- Verschäumungsverfahren, umfassend das Eingeben eines Harzes, das in Form einer Platte, einer Folie, einer Faser, eines Rohrs, einer Rohrleitung und dergleichen geformt ist, oder ein Harz, das durch Spritzgießen, Blasformen oder Formpressen geformt ist, in ein druckbeständiges Gefäß, die Zugabe des oben genannten Treibmittels in Form eines Gases oder einer Flüssigkeit und das Erwärmen des verschlossenen Gefäßes unter Druck, um das Harz zur Bewirkung einer Wärmeausdehnung mit dem Treibmittel zu durchtränken; ein Extrusions-Verschäumungsverfahren, umfassend das Einspritzen des obigen Treibmittels in ein geschmolzenes Harz unter Druck aus einem Injektor, der am Ausgang der Extrusions- Verschäumungsapparatur angeordnet ist, und das Extrudieren des Harzes im geschlossenen Werkzeug; und dergleichen.
Die Menge des physikalischen Treibmittels beträgt 0,4 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Harzes vom Fluortyp. Die Menge des Treibmittels wird innerhalb des obigen Bereichs im Hinblick auf den Typ der zu verwendenden Harze und Treibmittel, die Affinität zwischen dem Harz und dem Treibmittel, das Verschäumungsverfahren, das Verschäumungsverhältnis, den Prozentgehalt geschlossener Zellen, die Zelldichte, die Leichtigkeit des Aufbauens einer Mehrschichtenstruktur, die Temperatur, den Druck und die Zeit zum Einführen des Treibmittels in das Harz vom Fluortyp und dergleichen entschieden. Wenn die Menge des Treibmittels kleiner als 0,4 Gew.-% ist, kann das Verschäumungsverhältnis nicht in ausreichendem Maße verstärkt werden, und die Zelldichte wird wahrscheinlich reduziert. Wenn die Menge des Treibmittels mehr als 20 Gew.- beträgt, wird die Plastifizierung des Harzes zu sehr verstärkt, um die Viskoelastizität des zum Verschäumen geeigneten Harzes beizubehalten. Es ergibt sich, dass eine zu große Verflüchtigung des Treibmittels das Verbinden von Zellen verursacht, so dass eine Verbesserung des Verschäumungsverhältnisses scheitert. Deshalb beträgt die Menge des Treibmittels vorzugsweise 1 bis 15 Gew.-%, mehr bevorzugt 1 bis 10 Gew.-%.
Die Temperatur zum Einführen des in der vorliegenden Erfindung verwendeten physikalischen Treibmittels in das Harz vom Fluortyp wird in etwa im Hinblick auf das Verschäumungsverfahren, den Typ der Treibmittel und die physikalischen Eigenschaften derselben und das Harz vom Fluortyp eingestellt. Wenn das Extrusions-Verschäumungsverfahren verwendet wird, wird das Treibmittel bei einer Temperatur eingeführt, die höher als der Schmelzpunkt und niedriger als der Zersetzungspunkt des Harzes vom Fluortyp ist, unter dem Umstand, dass das Harz geschmolzen ist. Die Harze vom Fluortyp haben einen relativ hohen Schmelzpunkt, so dass die Einführungstemperatur im allgemeinen 150ºC oder mehr beträgt. Wenn das Imprägnierungs-Verschäumungsverfahren verwendet wird, beträgt die Temperatur für das Einführen des Treibmittels im allgemeinen 20 bis 300ºC, was niedriger ist als der Schmelzpunkt der Harze vom Fluortyp, vorzugsweise 25ºC bis 250ºC, mehr bevorzugt 30ºC bis 200ºC, da das Treibmittel eingeführt wird, während die Form der Harze vom Fluortyp beibehalten wird. Die Imprägnierungsperiode ist für das Imprägnierungs- Verschäumungsverfahren sehr wichtig, da sie die Zelldichte erheblich beeinflusst. Für die Imprägnierungsperiode benötigt man eine Zeitspanne, um die Gleichgewichtseinstellung bei einer vorgeschriebenen Imprägnierungstemperatur zu erreichen plus wenigstens 5 Stunden, vorzugsweise 7 Stunden, mehr bevorzugt 10 Stunden. Wenn die Verschäumung durchgeführt wird, bevor die Gleichgewichtseinstellung erreicht ist oder kurz danach, ist die Zelldichte auf unvorteilhafte Weise gering. Der Grund dafür ist nicht klar, es wird aber angenommen, dass wegen einer Umlagerung von Molekülketten der Harze während einer bestimmten Zeitspanne, nachdem die Gleichgewichtseinstellung erreicht wurde, der am meisten geeignete Zellkern gebildet wird.
Die obigen physikalischen Treibmittel werden zusammen mit wenigstens einer Verbindung verwendet, die aus Wasser und Alkoholen, die einen Siedepunkt von 150ºC oder weniger und eine latente Verdampfungswärme von 7,0 kcal/mol oder mehr aufweisen, ausgewählt ist. Indem man das Wasser oder die obigen Alkohole innerhalb der oben beschriebenen Bereiche einstellt, arbeiten die Harze vom Fluortyp auf sehr wirksame Weise, um eine Mehrschichten-Zellstruktur zu bilden, die eine hohe Zelldichte hat, trotz der. Wasserabweisung und Ölabweisung die besten Eigenschaften der Harze vom Fluortyp.
Repräsentative Beispiele der Eigenschaften schließen Methanol, Ethanol, 1-Propanol, 2-Propanol, 1-Butanol, 2-Butanol, 2-Methyl-1-propanol, 2- Methyl-2-propanol, 1-Pentanol, 2-Pentanol, 3-Pentanol, 2-Methyl- 1-butanol, 3-Methyl-1-butanol, 2-Ethyl-2-butanol, 3-Methyl-2-butanol, 2,2-Dimethyl-1-propanol, 2-Methyl-1-pentanol, 4-Methyl-2-pentanol, 2-Ethyl-1-butanol, Pentafluorpropanol, Trifluorpropanol, Tetrafluorpropanol und dergleichen ein. Wasser und die oben aufgeführten Alkohole (nachstehend werden beide als "Alkohole" bezeichnet) können im Hinblick auf die Zelldichte und die Leichtigkeit der Mehrschichtenstruktur-Bildung in Kombination verwendet werden. Von diesen wird Wasser wegen seines deutlichen Effekts im Hinblick auf die Verbesserung der Zelldichte, die leichte Handhabung und die Kosten am meisten bevorzugt.
Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Alkohole haben einen Siedepunkt von 150ºC oder weniger und eine latente Verdampfungswärme von 7,0 kcal/mol oder mehr. Wenn der Siedepunkt höher als 150ºC ist, ist die latente Verdampfungswärme kleiner als 7,0 kcal/mol, und der Prozentgehalt an geschlossenen Zellen ist wahrscheinlich reduziert. Weiterhin wird die Zelldichte reduziert, die Bildung der Mehrschichten- Zellstruktur wird schwierig und die Gleichmäßigkeit der Verteilung der Zellendurchmesser neigt wegen des leichten Auftretens von Hohlräumen dazu, schlechter zu werden. Wenn der Siedepunkt 150ºC übersteigt, wird die Glätte der Oberfläche des geschäumten Produkts beim Abkühlen des geschäumten Harzes leicht beeinträchtigt, so dass es schwierig ist, eine Mehrschichtenstruktur zu bilden. Im Hinblick auf oben erwähnte Schwierigkeiten wird es bevorzugt, dass der Siedepunkt der Alkohole 110ºC oder weniger beträgt und die latente Verdampfungswärme 8,0 kcal/mol oder mehr beträgt.
Der Typ des "Alkohols" und die Menge, welche in die Harze vom Fluortyp eingeführt werden, werden im Hinblick auf den Typ der Harze und die zu verwendenden physikalischen Treibmittel, die Retentionseigenschaften der physikalischen Treibmittel und "Alkohole", die Zelldichte beim Verschäumen, den Prozentgehalt an geschlossenen Zellen, die Leichtigkeit des Aufbauens einer Mehrschichtenstruktur und dergleichen ausgewählt. Im wesentlichen haben die "Alkohole" eine geringe Affinität für die Harze vom Fluortyp und die in der vorliegenden Erfindung verwendeten physikalischen Treibmittel, so dass die Menge der "Alkohole", mit denen die Harze imprägniert werden, nicht groß ist. Die geeignete Menge der "Alkohole" variiert in Abhängigkeit vom Typ der Fluorharze. Die obigen "Alkohole" werden in einer Menge von 0,01 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Menge des Harzes vom Fluortyp, verwendet. Wenn die Menge kleiner als 0,01 Gew.-% ist, besteht die Tendenz, dass die Zelldichte reduziert wird und die Bildung der Mehrschichten-Zellstruktur schwierig wird. Wenn die Menge größer als 1 Gew.-% ist, treten leicht Hohlräume auf, so dass die Gleichmäßigkeit der Verteilung der Zellstruktur reduziert ist. Im Hinblick auf diese Punkte beträgt die Menge der "Alkohole" vorzugsweise 0,04 bis 0,8 Gew.-%.
Die Fig. 2 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen der Zelldichte des geschäumten Harzes vom Fluortyp und dem Wassergehalt des Harzes vom Fluortyp zeigt. Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, ändert sich die Zelldichte deutlich mit der Änderung des Wassergehalts in dem Produkt vom Fluorharz-Typ. Das Diagramm deutet darauf hin, dass, wenn sich eine Verteilung der Wasserkonzentration in Richtung der Dicke ausbildet, die Zelldichte einer Schicht reduziert wird, so dass sich eine Grenzfläche mit einer unterschiedlichen Zelldichte zwischen der Schicht und der benachbarten Schicht ausbildet, wenn der Wassergehalt der Schicht 400 ppm oder weniger beträgt.
Um eine geeignete Zelldichte zu erhalten, kann nötigenfalls ein inaktives, anorganisches Gas zu dem Harz vom Fluortyp gegeben werden. Ein solches anorganisches Gas schließt Luft, Stickstoff, Argon, Helium und Kohlendioxid ein.
Die in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden "Alkohole" werden in Form eines Gases oder einer Flüssigkeit verwendet. Die "Alkohole" werden in das Harz vom Fluortyp eingeführt, bevor das physikalische Treibmittel zu dem Harz gegeben wird oder nachdem das physikalische Treibmittel zu dem Harz gegeben wurde, oder sie werden gleichzeitig mit dem Treibmittel zu dem Harz gegeben. Das Imprägnierungs-Verschäumungsverfahren umfasst die Schritte des vorherigen Einwirkenlassens einer bestimmten Menge von "Alkoholen" auf das Harz vom Fluortyp oder des Imprägnierens des Harzes mit einer bestimmten Menge von "Alkoholen" in Form eines Gases oder einer Flüssigkeit, um die "Alkohole" in das Harz einzuführen, und das anschließende Imprägnieren des Harzes mit dem physikalischen Treibmittel; des Eintauchens des Harzes vorü Fluortyp in ein physikalisches Treibmittel, das eine bestimmte Menge von "Alkoholen" enthält, um die "Alkohole" und das Treibmittel gleichzeitig in das Harz einzuführen; oder des vorherigen Einwirkenlassens einer bestimmten Menge von "Alkoholen" auf ein ein physikalisches Treibmittel enthaltenden Harzes vom Fluortyp, oder das Eintauchen des Harzes in eine bestimmte Menge von "Alkoholen" in Form eines Gases oder einer Flüssigkeit, um die "Alkohole" in das Harz einzuführen. Von diesen werden das Imprägnierungs-Verschäumungsverfahren, worin die "Alkohole" in das Harz vom Fluortyp eingeführt werden, in welches vorher das physikalische Treibmittel eingeführt wurde, und das Imprägnierungs-Verschäumungsverfahren, worin die physikalischen Treibmittel und die "Alkohole" gleichzeitig in das Harz vom Fluortyp eingeführt werden, hinsichtlich der Leichtigkeit des Einführens der "Alkohole" in das Harz vom Fluortyp und der Vereinfachung der Produktionsschritte bevorzugt. Gemäß dem Extrusions-Verschäumungsverfahren werden die "Alkohole" gleichzeitig mit dem physikalischen Treibmittel, vor dem physikalischen Treibmittel oder nach dem physikalischen Treibmittel in das geschmolzene Harz vom Fluortyp eingeführt.
Das Schaumprodukt vom Fluorharz-Typ der vorliegenden Erfindung weist eine Mehrschichtenstruktur auf, die wenigstens 2 Schichten mit unterschiedlichen Zelldichten umfasst. Das Schaumprodukt wird wahrscheinlich durch die Änderung des Vorkommensverhältnisses der "Alkohole" in jeder Schicht des Harzes gebildet, wie oben erklärt wurde. Die Mehrschichtenstruktur der vorliegenden Erfindung kann gemäß den folgenden Verfahren hergestellt werden.
Gemäß dem Imprägnierungs-Verschäumungsverfahren wird die Bildung der Mehrschichtenstruktur hauptsächlich durch das Einstellen der Zeitspanne zum Imprägnieren des Harzes vom Fluortyp mit den "Alkoholen" gesteuert. Nachdem die "Alkohole" eine Gleichgewichtsimprägnierungsmenge erreicht haben, wird die Bildung durch das Einstellen der Verdampfungszeitspanne der "Alkohole" gesteuert, indem man auf das Harz vom Fluortyp Luft einwirken lässt. Die Dicke der Schichten und die Anzahl der Schichten werden durch die Änderung der Temperatur während der Imprägnierung oder Verdampfung der "Alkohole" gesteuert. Die Imprägnierungszeit und -temperatur, die Verdampfungszeit und -temperatur zum Einführen der "Alkohole" in das Harz vom Fluortyp werden zweckmäßigerweise in Abhängigkeit vom Typ und den physikalischen Eigenschaften der "Alkohole" und des Harzes und dem Typ und den physikalischen Eigenschaften des Treibmittels bestimmt. Im allgemeinen betragen sie 0 bis 300ºC bzw. 1 Minute bis 72 Stunden, vorzugsweise 5ºC bis 250ºC bzw. 5 Minuten bis 48 Stunden, mehr bevorzugt 5ºC bis 200ºC bzw. 10 Minuten bis 14 Stunden. In dem Extrusions-Verschäumungsverfahren werden 2 oder mehr Extruder verwendet. Harze vom Fluortyp werden in jedem Extruder vor der Extrusion laminiert, während die Menge der jedem Extruder zuzugebenden "Alkohole" eingestellt wird. Dann wird das extrudierte, laminierte Harz verschäumt, um ein Schaumprodukt mit der Mehrschichtenstruktur zu erhalten.
In dem Imprägnierungs-Verschäumungsverfahren sind wahrscheinlich die Temperatur und Zeitspanne des Erwärmens des Harzes, welches ein physikalisches Treibmittel und "Alkohole" enthält, voneinander abhängig, und sie werden zweckmäßigerweise gemäß dem Typ des Treibmittels, der Zelldichte und Härte des geschäumten Produkts und dem Prozentgehalt an geschlossenen Zellen des Schaumprodukts ausgewählt. Im allgemeinen ist die Erwärmungstemperatur höher als der Schmelzpunkt des Harzes und niedriger als die Zersetzungstemperatur des Harzes. Eine Temperatur, die um 10ºC höher ist als der Schmelzpunkt, wird bevorzugt. Die Erwärmungszeit wird gemäß der Erwärmungstemperatur bestimmt; sie beträgt vorzugsweise 1 bis 240 Sekunden.
Wenn das vorgeschriebene Verschäumungsverhältnis durch die obigen Verschäumungsverfahren nicht erreicht wird, wird das sich ergebende geschäumte Produkt mit dem physikalischen Treibmittel durchtränkt, um erneut in der Wärme zu verschäumen. Der Typ des Treibmittels und die Menge des durchtränkenden Treibmittels werden in Abhängigkeit vom Verschäumungsverhältnis, dem Prozentgehalt der geschlossenen Zellen und der Zelldichte der erneut geschäumten Schaumprodukts bestimmt. Die Erwärmungstemperatur und -zeit für das erneute Verschäumen werden aus dem Bereich ausgewählt, der in dem obigen Imprägnierungs-Verschäumungsverfahrens definiert ist.
Es ist nicht klar, warum die "Alkohole" zum Erhalten eines hohen Verschäumungsverhältnisses, eines hohen Prozentgehalts an geschlossenen Zellen, einer hohen Zelldichte, einer gleichmäßigen Verteilung der Zellendurchmesser und der Bildung einer Mehrschichten-Zellstruktur wirksam sind. Es wird angenommen, dass die "Alkohole" während der Verschäumung als eine Art Zellkern fungieren und aufgrund ihrer großen latenten Verdampfungswärme die Zellwände während der Verschäumung auf wirksame Weise kühlen und härten, um zu verhindern, dass Zellen verschmelzen und sich verbinden. Es ist auch anzunehmen, dass die Änderung des Vorkommensverhältnisses der "Alkohole" an jeder Schicht des Harzes vom Fluortyp eine Veränderung der Zelldichte und des durchschnittlichen Zellendurchmessers an jeder Schicht bewirkt, um eine Mehrschichten- Zellstruktur zu bilden.
Das Vorliegen der "Alkohole" verhindert zu einem gewissen Grad eine plötzliche Reduktion der Viskoelastizität in der Schmelze bei der ungefähren Einwirkungstemperatur während des Verschäumens, selbst wenn ein Harz vom Fluortyp ohne eine vernetzende Struktur verwendet wird. Dies verleiht dem Harz wahrscheinlich die geeigneten Verschäumungseigenschaften.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer Poliermaschine. Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Wassergehalt einer Folie aus einem Vinylidenfluoridhexafluorpropylen-Copolymerharz, das unter Verwendung von Tetrafluorethylen als Treibmittel hergestellt wurde, und der Zelldichte zeigt.
Die in den Figuren verwendeten Bezugszahlen bedeuten das Folgende:
1: obere Platte
2: Rotationsachse der oberen Platte
3: untere Platte
4: Rotationsachse der unteren Platte
5: Wafer
6: Poliertuch
7: Vorrichtung zum Auftropfen einer Polierlösung

Beste Art zur Durchführung der Erfindung

In den Beispielen wird jeder gemessene Wert wie folgt erhalten:

(1) Messen der Grenzflächenschicht

Ein Schaumprodukt wird unter Verwendung eines Mikrotoms derartig geschnitten, dass seine Dicke in der Dickenrichtung etwa 30 um beträgt. Das geschnittene Stück wird mit einem Lichtmikroskop bei einer 30fachen Vergrößerung beobachtet, um die Schattierungsbereiche zu bestimmen. Schichten, die eine hohe Zelldichte aufweisen, sind verhältnismäßig dunkel und solche, die eine geringe Zelldichte aufweisen, sind hell. Dann wird die Dicke jeder Schicht, die beim Betrachten mit einem Lichtmikroskop entweder als hell oder dunkel bestimmt wurde, gemessen.

(2) Verteilungsindex und Variationskoeffizient

Jede Schicht des Schaumprodukts wird an einem wahlweisen Punkt aufgeschnitten. Eine Photographie der Schnittfläche des sich ergebenden Stücks wird durch ein Rasterelektronenmikroskop bei einer 50fachen bis 150fachen Vergrößerung aufgenommen. Die Photographie wird in ein Bildverarbeitungsgerät (Color Image Processor SPICCA-II, hergestellt von Nippon Avionics Co., Ltd.) gegeben, und an einem wahlfreien Punkt, der ein Gesichtsfeld von etwa 0,04 mm² aufweist, wird beobachtet. Der maximale Durchmesser jeder offenen Zelle wird durch Bildverarbeitung gemessen. MMax, LMin. und Lav der offenen Zellen in dem Gesichtsfeld werden berechnet, um einen Verteilungsindex und Variationskoeffizienten zu erhalten.

(3) Zelldichte

Jede Schicht eines Schaumprodukts wird an einem wahlfreien Punkt aufgeschnitten. Eine Photographie der Schnittfläche jedes sich ergebenden Stücks wird durch ein Rasterelektronenmikroskop bei einer 50fachen bis 150fachen Vergrößerung aufgenommen. Ein Gesichtsfeld von 400 um · 400 um wird an einem wahlfreien Punkt der Photographie eingestellt, um die Anzahl der Zellen (M) im Gesichtsfeld zu zählen. Die Zelldichte (Anzahl/cm³) wird gemäß der folgenden Gleichung:
Zelldichte = {(M¹/&sub2; · 10000/400}³ · Verschäumungsverhältnis berechnet.

(4) Verschäumungsverhältnis

Das Verschäumungsverhältnis wird gemäß der folgenden Gleichung:
Verschäumungsverhältnis = Dichte des Harzes (g/cm³)/Dichte des Schaumprodukts (g/cm³)
berechnet.

(5) Prozentgehalt an geschlossenen Zellen

Der Prozentgehalt an geschlossenen Zellen wird als der Rest, in bezug auf den Prozentgehalt der offenen Zellen, berechnet, der durch die in ASTM-D 2856 beschriebene Luft-Pyknometer-Methode gemessen wird.

(6) Bestimmung der "Alkohole" im Harz

Der Wassergehalt wird gemäß der Karl-Fischer-Methode bestimmt. Die Menge der Alkohole wird nach der Verdampfung der Alkohole aus dem Harz unter Verwendung von Gaschromatographie bestimmt.

(7) Härtegrad

Der Härtegrad wird unter Verwendung der Vorrichtung ASKER Typ C, hergestellt von KOBUNSHI KEIKI CO., LTD., gemäß dem Standard SRIS 0101 der Society of Rubber Industry, Japan gemessen.

(8) Taber-Volumenverlust

Gemäß JIS K7204 wird unter Verwendung eines Teststücks einer Dicke von etwa 1 mm unter den Bedingungen einer Last von 1000 g und 1000 U/min die Abriebmenge gemessen. Die Menge wird durch die Dichte des Harzes geteilt, um den Taber-Volumenverlust zu erhalten.

(9) Bestimmung der Poliereigenschaften

Ein GaAs-Einkristallwafer eines Durchmessers von 50 mm und einer Dicke von 450 um wird mit Aluminiumoxid-Schleifteilchen eines durchschnittlichen Durchmessers von 5 um für eine Vorverarbeitung umhüllt. Der umhüllte Wafer wird mit einer in Fig. 1 gezeigten Poliermaschine poliert. Die Qualität der polierten Oberfläche des Wafers wird standardisiert, um die Poliereigenschaften zu bestimmen.
Die Poliermaschine umfasst eine untere Platte 1 und eine obere Platte 3, die sich zueinander in entgegengesetzter Richtung drehen. Der oben beschriebene GaAs-Einkristallwafer 5 und ein Poliertuch 6 eines Durchmessers von 300 mm und einer Dicke von 1,0 mm werden auf den Platten angeordnet, um den Wafer 1 Stunde lang unter einem Druck von 80 g/cm² bei 120 U/min zu polieren, wobei man von einer Tropfenzugabevorrichtung 7 eine 2%ige Br&sub2;-Methanol-Lösung als Polierlösung mit einer Geschwindigkeit von 10 cm³/min zutropft. Diese Arbeitsweise wird wiederholt, um zwei Dutzend Wafer zu polieren. Die Oberfläche des Wafers, die zuletzt poliert wurde, wird mit bloßem Auge oder unter einer Vergrößerung beobachtet, um ihre Qualität zu bestimmen. Das Bewertungskriterium ist das folgende:
ausgezeichnete Oberflächenglätte, kein Kratzer:
gute Oberflächenglätte, kein Kratzer: o
schlechte Oberflächenglätte, zerkratzt. x
keine Stumpfheit des Randes:
Stumpfheit des Randes: x

(10) Dielektrizitätskonstante

Die Dielektrizitätskonstante (e&sub1;) einer Probe eines geschäumten Produkts wird bei einer Frequenz von 1 MHz unter Verwendung des Instruments YHP-4192A (hergestellt von Yokogawa-Hewlett-Packard, Ltd.) gemessen. Die Dielektrizitätskonstante (e&sub2;) der auf 50% komprimierten Probe wird gemessen.

(11) Reißfestigkeit

Die Reißfestigkeit wird unter Verwendung eines Elmendorf-Reißtestgeräts gemäß ASTM D1922 gemessen.

(12) Kompressionstest

Die Beziehung zwischen Druckbeanspruchung und Druckverformung wird unter Verwendung einer 2 mm dicken Probe mit einem Shimadzu Autograph AG-500G gemessen. Der Kompressionsmodul wird als Druckfestigkeit bei einer Druckverformung von 50 % und einer Druckbeanspruchung von 200 g/cm² oder weniger gemessen, wobei man den Lastdruck zu dem Zeitpunkt berücksichtigt, an dem das Schaumprodukt als Poliertuch verwendet wird.

(13) Bestimmung der Wiederverwertbarkeit des Harzes

Das Schaumprodukt wird in der Wärme bei einer höheren Temperatur als dem Schmelzpunkt bei 60 bis 80ºC geschmolzen, um durch Pressen einen Film herzustellen. Die Wiederverwertbarkeit wird aus der Gleichmäßigkeit der Schmelze und dem Verfärbungsgrad des sich ergebenden Films bestimmt. Das Bewertungskriterium ist das folgende:
eine gewisse Gleichmäßigkeit der Schmelze, wie bei der nicht geschäumten Ausgangsfolie, und keine Verfärbung
weniger Gleichmäßigkeit der Schmelze als bei der nicht geschäumten Ausgangsfolie und Verfärbung x

(14) Messung der Durchschlagsfestigkeit

Die dielektrische Durchschlagsspannung einer Probe, die auf 50% komprimiert wurde, wird gemäß ASTM D149 gemessen, wobei der Druck mit einer Rate von 1 kV/s zunimmt. Sie wird in Form der Dickeneinheit ausgedrückt.

Beispiel 1

Eine 1,1 mm dicke Folie (Folie a) wurde durch Heißpressen eines Vinylidenfluoridhexafluorpropylen-Copolymerharzes (Dichte: 1,76 g/cm³; Schmelzpunkt: 150ºC) hergestellt. Die Folie a wurde in ein Druckgefäß gelegt, dann wurde Tetrafluorethan unter Druck in das Gefäß gegeben, um die Folie in eine flüssige Phase von Tetrafluorethan einzutauchen. Das Gefäß wurde in einen thermostatisierten Behälter bei 70ºC gelegt und 30 Stunden lang darin gelassen. Die sich ergebende imprägnierte Folie (Folie b) wurde aus dem Druckgefäß herausgenommen, um ihr Gewicht zu messen. Beim Berechnen des Tetrafluorethangehalts und des Wassergehalts aus dem Gewicht der Folie ergaben sich 5,9 Gew.-% bzw. 0,005 Gew.-%. Tauchte man die Folie b 30 Minuten lang in heißes Wasser von 40ºC, wurde der Tetrafluorethangehalt auf 5,6 Gew.-% reduziert und der Wassergehalt betrug 0,044 Gew.-%. Die Folie b wurde 15 Sekunden lang bei 190ºC in einen Wärmeofen gelegt, der mit einem Heizgerät im Bereich des fernen Infrarot versehen ist, um eine geschäumte Folie zu erhalten.
Jede Eigenschaft der sich ergebenden Schaumfolie wurde gemessen; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Die Schaumfolie wurde in der Dickenrichtung aufgeschnitten, um die Schnittfläche mit einem Lichtmikroskop zu beobachten. Die Schaumfolie hatte eine Dreischichtenstruktur, d. h. beide Oberflächenschichten der Folie waren dunkel und die zentrale Schicht war hell. Jede der dunklen Oberflächenschichten nahm 20% der gesamten Dicke der Folie ein.
Die Leistungsfähigkeit der sich ergebenden Schaumfolie wurde bestimmt; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Zur Bestimmung der Poliereigenschaften wurde eine der nichtgeschäumten Oberflächenschichten der Folie abgeschnitten, um die dunkle Schicht als Polierfläche zu benutzen. Die Dielektrizitätskonstante wurde durch die Kompression nicht verändert; vorzugsweise wurden die Poliereigenschaften, die Reißfestigkeit, die Druckfestigkeit und der Anfangsmodul gezeigt.

Beispiel 2

Eine Schaumfolie wurde gemäß der gleichen Arbeitsweise wie im Beispiel 1 hergestellt, außer dass die Folie b 1 Stunde lang in warmes Wasser von 40ºC eingetaucht wurde, um eine imprägnierte Folie mit einem Tetrafluorethangehalt von 5,4 Gew.-% und einem Wassergehalt von 0,053 Gew.- zu erhalten.
Es wurde jede Eigenschaft der sich ergebenden Folie gemessen; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Die Schaumfolie hatte eine Dreischichtenstruktur von dunklen Oberflächenschichten und einer hellen zentralen Schicht. Die zentrale Schicht der Folie war dunkler als diejenige der Schaumfolie des Beispiels 1. Jede der dunklen Oberflächenschichten nahm 30% der gesamten Dicke der Folie ein.
Die Leistungsfähigkeit der Schaumfolie wurde untersucht; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Die Poliereigenschaften wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 bestimmt.

Beispiel 3

Wasser wurde in ein Druckgefäß gegeben; die Folie des Beispiels 1 wurde derartig in das Gefäß hineingehängt, dass sie nicht ins Wasser eintauchte; Tetrafluorethangas wurde unter einem Druck von 18 kg/cm² in das Gefäß gegeben. Das Druckgefäß wurde 24 Stunden lang in einen thermostatisierten Behälter bei 80ºC gelegt. Die sich ergebende Kompressionsmodul imprägnierte Folie hatte einen Tetrafluorethangehalt von 4,8 Gew.-% und einen Wassergehalt von 0,17 Gew.-%. Die Schaumfolie wurde gemäß der gleichen Arbeitsweise wie im Beispiel 1 erhalten.
Es wurde jede Eigenschaft der sich ergebenden Schaumfolie gemessen; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Die Schaumfolie hatte eine Dreischichtenstruktur von hellen Oberflächenschichten und einer dunklen zentralen Schicht. Jede der hellen Oberflächenschichten nahm 20% der gesamten Dicke der Folie ein.
Die Leistungsfähigkeit der sich ergebenden Schaumfolie wurde untersucht; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Zur Bestimmung der Poliereigenschaften wurde eine der hellen Oberflächenschichten der Folie abgeschnitten, um die dunkle Schicht als Polierfläche zu verwenden. Die sich ergebende Folie hatte eine ausgezeichnete Reißfestigkeit.

Beispiel 4

Eine Schaumfolie wurde gemäß der gleichen Arbeitsweise wie im Beispiel 3 hergestellt, außer dass Tetrafluorethan unter einem Druck von 13 kg/cm² zugegeben wurde, um eine imprägnierte Folie mit einem Tetrafluorethangehalt von 2,9 Gew.-% und einem Wassergehalt von 0,17 Gew.-% zu erhalten.
Es wurde jede Eigenschaft der sich ergebenden Schaumfolie gemessen; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Die Schaumfolie hatte eine Dreischichtenstruktur von hellen Oberflächenschichten und einer dunklen zentralen Schicht. Jede der hellen Oberflächenschichten nahm 30% der gesamten Dicke der Folie ein.
Die Leistungsfähigkeit der sich ergebenden Schaumfolie wurde untersucht; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Die Poliereigenschaften wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 3 bestimmt. Die sich ergebende Folie hatte eine ausgezeichnete dynamische Reißfestigkeit und einen ausgezeichneten anfänglichen Elastizitätsmodul und eine ausgezeichnete Druckfestigkeit.

Beispiel 5

Eine Schaumfolie wurde gemäß der gleichen Arbeitsweise wie im Beispiel 3 hergestellt, außer dass Tetrafluorethan unter einem Druck von 6 kg/cm² zugegeben wurde, um eine imprägnierte Folie mit einem Tetrafluorethangehalt von 1,3 Gew.-% und einem Wassergehalt von 0,16 Gew.-% zu erhalten.
Es wurde jede Eigenschaft der sich ergebenden Schaumfolie gemessen; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Die Schaumfolie hatte eine Dreischichtenstruktur von hellen Oberflächenschichten und einer dunklen zentralen Schicht. Jede der hellen Oberflächenschichten nahm 30% der gesamten Dicke der Folie ein.
Die Leistungsfähigkeit der sich ergebenden Schaumfolie wurde untersucht; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Die Poliereigenschaften wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 3 bestimmt.

Beispiel 6

Eine Schaumfolie wurde gemäß der gleichen Arbeitsweise wie im Beispiel 1 hergestellt, außer dass mit Wasser gesättigtes Tetrafluorethan verwendet wurde und das Druckgefäß 24 Stunden lang bei 100ºC in dem thermostatisierten Behälter gehalten wurde, um eine imprägnierte Folie mit einem Tetrafluorethangehalt von 10,7 Gew.-% und einem Wassergehalt von 0,17 Gew.-% zu erhalten.
Es wurde jede Eigenschaft der sich ergebenden Schaumfolie gemessen; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Die Schaumfolie hatte eine Dreischichtenstruktur von hellen Oberflächenschichten und einer dunklen zentralen Schicht. Jede der hellen Oberflächenschichten nahm 25% der gesamten Dicke der Folie ein.
Die Leistungsfähigkeit der sich ergebenden Schaumfolie wurde untersucht; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Die Poliereigenschaften wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 3 bestimmt.

Vergleichsbeispiel 1

Die gleiche Arbeitsweise wie im Beispiel 3 wurde wiederholt, außer dass kein Wasser in das Druckgefäß gegeben wurde, um eine imprägnierte Folie mit einem Tetrafluorethangehalt von 4,8 Gew.-% und einem Wassergehalt von 0,005 Gew.-% zu erhalten. Eine Schaumfolie wurde gemäß der gleichen Arbeitsweise wie im Beispiel 1 hergestellt.
Es wurde jede Eigenschaft der sich ergebenden Schaumfolie gemessen; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Es wurde weder eine helle noch eine dunkle Schicht beobachtet; die Schaumfolie umfasste eine einzige Schicht.
Die Leistungsfähigkeit der sich ergebenden Schaumfolie wurde untersucht; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Zur Bestimmung der Poliereigenschaften wurde eine der nichtgeschäumten Oberflächenschichten entfernt, um die geschäumte Schicht als Polierfläche zu benutzen.

Vergleichsbeispiel 2

Eine Schaumfolie wurde gemäß der gleichen Arbeitsweise wie im Beispiel 3 hergestellt, außer dass Tetrafluorethan unter einem Druck von 2 kg/cm² in den Behälter gegeben wurde, um eine imprägnierte Folie mit einem Tetrafluorethangehalt von 0,3 Gew.-% und einem Wassergehalt von 0,16 Gew.-% zu erhalten.
Es wurde jede Eigenschaft der sich ergebenden Schaumfolie gemessen; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Die Schaumfolie wies eine Dreischichtenstruktur von hellen Oberflächenschichten und einer dunklen, zentralen Schicht auf. Jede der hellen Oberflächenschichten nahm 15% der gesamten Dicke der Folie ein.
Die Leistungsfähigkeit der sich ergebenden Schaumfolie wurde untersucht; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Die Poliereigenschaften wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 3 bestimmt. Es ergab sich, dass der Wert der Dielektrizitätskonstanten nicht unter demjenigen der Dielektrizitätskonstanten lag, der für ein Harz vom Fluortyp erwartet wird (2,1 oder weniger).

Vergleichsbeispiel 3

Eine imprägnierte Folie mit einem Tetrafluorethangehalt von 20,4 Gew.-% und einem Wassergehalt von 0,17 Gew.-% wurde mit mit Wasser gesättigtem Tetrafluorethan hergestellt, in dem man das Druckgefäß 70 Stunden bei 105ºC stehenließ. Eine Schaumfolie wurde gemäß der gleichen Arbeitsweise wie im Beispiel 1 hergestellt, außer dass die oben imprägnierte Folie verwendet wurde.
Es wurde jede Eigenschaft der sich ergebenden Schaumfolie gemessen; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Die Schaumfolie wies eine Dreischichtenstruktur von hellen Oberflächenschichten und einer dunklen, zentralen Schicht auf. Jede der hellen Oberflächenschichten nahm 25% der gesamten Dicke der Folie ein.
Die Leistungsfähigkeit der sich ergebenden Schaumfolie wurde untersucht; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Die Poliereigenschaften wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 3 bestimmt. Es ergab sich, dass die Dielektrizitätskonstante durch die Kompression beträchtlich verändert wurde.

Vergleichsbeispiel 4

Eine imprägnierte Folie mit einem Dichlordifluormethan-Gehalt von 4,2 Gew.-% und einem Wassergehalt von 0,005 Gew.-% wurde dadurch hergestellt, dass man eine im Beispiel 1 erhaltene Folie in ein Druckgefäß legte und Dichlordifluormethan zugab, um dieselbe 100 Stunden lang bei 75ºC zu imprägnieren. Eine Schaumfolie wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, außer dass die oben erhaltene imprägnierte Folie verwendet wurde.
Jede Eigenschaft der sich ergebenden Schaumfolie ist in der Tabelle 1 aufgeführt. In der Schaumfolie wurde weder eine helle noch eine dunkle Schicht beobachtet. Die Folie umfasste eine einzige Schicht.
Es wurde jede Eigenschaft der sich ergebenden Folie gemessen; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Zur Bestimmung der Poliereigenschaften wurde eine der nichtgeschäumten Schichten entfernt, um die geschäumte Schicht als Polierfläche zu benutzen.

Vergleichsbeispiel 5

Auf beide Flächen der Folie a des Beispiels 1 wurden Elektronstrahlen, die einer absorbierten Dosis von 20 Mrad entsprechen, durch einen 500 kV- Elektronenstrahler einwirken gelassen. Aus der Folie heraus entwickelte sich ein saures Gas. Die belichtete Folie wurde in einem Druckgefäß in Dichlordifluormethan eingetaucht, 100 Stunden lang bei 75ºC darin aufbewahrt und aus dem Gefäß herausgenommen. Der Dichlordifluormethan-Gehalt in der Folie betrug 4,0 Gew.-% und der Wassergehalt in der Folie betrug 0,005 Gew.-%. Eine Schaumfolie wurde gemäß der gleichen Arbeitsweise wie im Beispiel 1 erhalten, nachdem die imprägnierte Folie 5 Stunden fang bei 25ºC in einer thermostatisierten Kammer mit einer relativen Feuchtigkeit von 95% liegengelassen wurde.
Jede Eigenschaft der sich ergebenden Schaumfolie ist in der Tabelle 1 aufgeführt. Die Schaumfolie hatte eine Dreischichtenstruktur von dunklen Oberflächen und einer hellen zentralen Schicht. Jede der dunklen Oberflächenschichten nahm 17% der gesamten Dicke der Folie ein.
Die Leistungsfähigkeit der sich ergebenden Schaumfolie wurde untersucht; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Die Poliereigenschaften wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 bestimmt.

Beispiel 7

Eine 0,2 mm dicke Folie wurde durch Heißpressen des im Beispiel 1 verwendeten Vinylidenfluoridhexafluorpropylen-Copolymerharzes hergestellt. Die Folie wurde in ein Druckgefäß gelegt, damit sie wie im Beispiel 1 mit Tetrafluorethan imprägniert wird, und wurde dann 10 Stunden lang in Wasser bei 0ºC eingetaucht. Der Tetrafluorethangehalt betrug 4,6 Gew.-% und der Wassergehalt betrug 0,06 Gew.-%. Die Folie wurde gemäß der gleichen Weise wie im Beispiel 1 verschäumt.
Es wurde jede Eigenschaft der Schaumfolie gemessen; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Die Schaumfolie wies eine Dreischichtenstruktur von dunklen Oberflächenschichten und einer hellen zentralen Schicht auf. Jede der dunklen Oberflächenschichten nahm 30% der gesamten Dicke der Folie ein.
Die Leistungsfähigkeit der sich ergebenden Schaumfolie wurde untersucht; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt.

Beispiel 8

Eine Schaumfolie wurde gemäß der gleichen Arbeitsweise wie im Beispiel 3 hergestellt, außer dass die 0,2 mm dicke Folie des Beispiels 7 verwendet wurde. Vor dem Verschäumen hatte die Folie einen Tetrafluorethangehalt von 4,5 Gew.-% und einen Wassergehalt von 0,16 Gew.-%.
Es wurde jede Eigenschaft der Schaumfolie gemessen; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Die Schaumfolie wies eine Dreischichtenstruktur von hellen Oberflächenschichten und einer dunklen zentralen Schicht auf. Jede der hellen Oberflächenschichten nahm 26% der gesamten Dicke der Folie ein.
Die Leistungsfähigkeit der sich ergebenden Schaumfolie wurde untersucht; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt.

Beispiel 9

Die Imprägnierung und Verschäumung wurden gemäß der gleichen Arbeitsweise wie im Beispiel 3 durchgeführt, außer dass die 0,2 mm dicke Folie des Beispiels 7 anstelle einer Folie a verwendet wurde und Methanol anstelle von Wasser in das Druckgefäß gegeben wurde. Vor dem Verschäumen hatte die Folie einen Tetrafluorethangehalt von 4,5 Gew.-% und einen Methanolgehalt von 0,06 Gew.-%.
Es wurde jede Eigenschaft der Schaumfolie gemessen; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Die Schaumfolie wies eine Dreischichtenstruktur von hellen Oberflächenschichten und einer dunklen zentralen Schicht auf. Jede der hellen Oberflächenschichten nahm 12% der gesamten Dicke der Folie ein.
Die Leistungsfähigkeit der sich ergebenden Schaumfolie wurde untersucht; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 6

Die im Beispiel 7 verwendete, 0,2 mm dicke Folie wurde zum Eintauchen in 1-Hexanol enthaltendes Tetrafluorethan in ein Druckgefäß eingeführt und 30 Stunden lang bei 70ºC darin aufbewahrt. Die sich ergebende imprägnierte Folie hatte einen Tetrafluorethangehalt von 5,5 Gew.-% und einen 1-Hexanolgehalt von 0,015 Gew.-%. Eine Schaumfolie wurde gemäß der gleichen Arbeitsweise wie im Beispiel 1 hergestellt.
Es wurde jede Eigenschaft der Schaumfolie gemessen; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Es wurden weder helle noch dunkle Schichten beobachtet. Die Schaumfolie umfasste eine einzige Schicht.
Die Leistungsfähigkeit der sich ergebenden Schaumfolie wurde untersucht; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Es ergab sich, dass die Dielektrizitätskonstante durch Kompression beträchtlich verändert wurde.

Beispiel 10

Eine 1 mm dicke Folie (Folie c) wurde durch Heißpressen eines Copolymers von Tetrafluorethylen und Perfluorpropylperfluorvinylvinylether (Dichte: 2,15 g/cm³; Schmelzpunkt: 308ºC) hergestellt. Die Folie c wurde in ein Druckgefäß gelegt, um dieselbe in Wasser enthaltendes Perfluorpentan einzutauchen. Das Druckgefäß wurde 45 Stunden bei 80ºC in einem thermostatisierten Behälter aufbewahrt. Die sich ergebende imprägnierte Folie (Folie d) wurde aus dem Druckgefäß herausgenommen und gewogen, um den Perfluorpentangehalt und den Wassergehalt zu berechnen. Sie betragen 7,0 Gew.-% bzw. 0,035 Gew.-%. Die Folie d wurde 35 Sekunden lang in einem Wärmeofen bei 400ºC liegengelassen, der mit einem Heizgerät im fernen Infrarot versehen ist, um eine Schaumfolie zu erhalten.
Jede Eigenschaft der Schaumfolie wurde gemessen; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Die Schaumfolie hatte eine Dreischichtenstruktur von hellen Oberflächenschichten und einer dunklen, zentralen Schicht. Jede der hellen Oberflächenschichten nahm 22% der gesamten Dicke der Folie ein.
Die Leistungsfähigkeit der sich ergebenden Schaumfolie wurde bestimmt; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Zur Bestimmung der Poliereigenschaften wurde eine der hellen Oberflächenschichten abgeschnitten, um die freigelegte dunkle Schicht als Polierfläche zu benutzen.

Beispiel 11

Die Folie c des Beispiels 10 wurde in einem Druckgefäß in Pentafluorpropanol enthaltendes Perfluorhexan eingetaucht. Das Gefäß wurde 35 Stunden lang bei 80ºC in einem thermostatisierten Behälter aufbewahrt. Die Perfluorhexangehalt betrug 5,7 Gew.-% und der Pentafluorpropanolgehalt betrug 0,018 Gew.-%. Eine Schaumfolie wurde gemäß der gleichen Arbeitsweise wie im Beispiel 10 erhalten.
Jede Eigenschaft der Schaumfolie wurde gemessen; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Die Schaumfolie hatte eine Dreischichtenstruktur von hellen Oberflächenschichten und einer dunklen, zentralen Schicht. Jede der hellen Oberflächenschichten nahm 35% der gesamten Dicke der Folie ein.
Die Leistungsfähigkeit der sich ergebenden Schaumfolie wurde bestimmt; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Die Poliereigenschaften wurden gemäß der gleichen Arbeitsweise wie im Beispiel 10 bestimmt.

Beispiel 12

Eine 0,2 mm dicke Folie wurde unter Verwendung des im Beispiel 10 verwendeten Copolymerharzes von Tetrafluorethylen und Perfluorpropylperfluorvinylether hergestellt. Die Folie wurde in ein Druckgefäß gegeben, um in wasserenthaltendes Perfluorhexan eingetaucht zu werden, und 50 Stunden bei 70ºC darin aufbewahrt. Die sich ergebende imprägnierte Folie hatte einen Perfluorhexangehalt von 7,2 Gew.-% und einen Wassergehalt von 0,015 Gew.-%. Eine Schaumfolie wurde unter Verwendung der imprägnierten Folie gemäß der gleichen Arbeitsweise wie im Beispiel 10 erhalten.
Jede Eigenschaft der Schaumfolie wurde gemessen; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Die Schaumfolie hatte eine Dreischichtenstruktur von hellen Oberflächenschichten und einer dunklen, zentralen Schicht. Jede der hellen Oberflächenschichten nahm 10% der gesamten Dicke der Folie ein.
Die Leistungsfähigkeit der sich ergebenden Schaumfolie wurde bestimmt; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt.

Beispiel 13

Die Folie des Beispiels 12 wurde 40 Stunden lang bei 75ºC in wasserhaltiges Tetrafluorethan eingetaucht. Die eingetauchte Folie wurde in ein anderes Druckgefäß gelegt und 30 Stunden lang bei 10ºC unter einem Stickstoffgasdruck von 10 kg/cm² darin liegengelassen. Die erhaltene, imprägnierte Folie hatte einen Tetrafluorethangehalt von 2,4 Gew.-% und einen Wassergehalt von 0,02 Gew.-%. Eine Schaumfolie wurde unter Verwendung der imprägnierten Folie gemäß der gleichen Arbeitsweise wie im Beispiel 10 hergestellt.
Jede Eigenschaft der Schaumfolie wurde gemessen; die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Die Schaumfolie hatte eine Dreischichtenstruktur von hellen Oberflächenschichten und einer dunklen, zentralen Schicht. Jede der hellen Oberflächenschichten nahm 13% der Dicke der Folie ein.
Die Leistungsfähigkeit der sich ergebenden Schaumfolie wurde bestimmt; die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Das Schaumprodukt vom Fluorharz-Typ der vorliegenden Erfindung hat ein spezielles Verschäumungsverhältnis, einen speziellen Prozentgehalt an geschlossenen Zellen und eine Mehrschichtenstruktur, die Schichten mit unterschiedlichen Zelldichten umfasst. Jede Schicht des Schaumprodukts weist sehr gleichmäßige, maximale Durchmesser der offenen Zellen an einer wahlfreien Schnittfläche auf, so dass das Schaumprodukt keine Stumpfheit der Ränder verursacht, eine stabile Polierleistungsfähigkeit während einer langen Zeitspanne aufweist und eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit, wie Reißfestigkeit und Druckfestigkeit, eine konstante Dielektrizitätskonstante vor und nach der Kompression des Schaumprodukts und einen ausgezeichneten Durchgangswiderstand aufweist. Demgemäß wird das Schaumprodukt vorteilhafterweise auf verschiedenartige Weise verwendet, wie als Poliertuch für elektronische Materialien, als Silicium-Einkristallwafer, als Verbundhalbleiterwafer, als Glassubstrat für einen Flüssigkristall und als Farbfilter für Flüssigkristallanzeigen, als weiche Dichtung, als elektrisches Isolierband, als Beschichtungsmaterial für Drähte, als Textilerzeugnis für Zelte, als Abdeckung für Membranstrukturen und als Wärmeisolierrohr.
Wenn das Schaumprodukt vom Fluorharz-Typ der vorliegenden Erfindung als Poliertuch verwendet wird, wird eine Stumpfheit der Ränder - welche sich als Ergebnis des präzisen Polierens eines Wafers und dergleichen ergibt - vermieden, indem man eine Schicht mit einer relativ hohen Zelldichte als Polierfläche anwendet. Darüber hinaus verursacht das Polieren mit der Schicht, die eine hohe Zelldichte aufweist, kaum Verarbeitungsdefekte, wie Kratzer; und das Schaumprodukt lässt sich ebenfalls als Verbundmaterial, umfassend Materialien mit einer niedrigen elastischen Deformation und einer hohen elastischen Deformation, anwenden.
Trotz der Tatsache, dass das Schaumprodukt vom Fluorharz-Typ der vorliegenden Erfindung eine hohe Zelldichte hat, werden der anfängliche Elastizitätsmodul in einem Belastungsbereich der von etwa 50 bis 200 g/m², der zum präzisen Polieren eines Wafers angewendet wird, und die Reißfestigkeit aufgrund der Mehrschichten-Zellstruktur wahrscheinlich verbessert.
Insbesondere wenn ein Schaumprodukt, das einen speziellen Taber- Volumenverlust und eine spezielle Härte aufweist, als Tuch für ein präzises Polieren eines Wafers und dergleichen verwendet wird, verursacht es insbesondere keine Stumpfheit der Ränder und weist eine konstante Polierleistungsfähigkeit während einer langen Zeitspanne auf.
Darüber hinaus weist das Schaumprodukt der vorliegenden Erfindung keine vernetzende Struktur auf. Deshalb kann es wieder in der Schmelze verarbeitet werden. Das Harz kann während der Verarbeitungsschritte wiederaufgearbeit werden und zu einem Rohmaterialharz für ein Produkt wiederaufgearbeit werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Schaumprodukt vom Fluorharz-Typ, welches die oben erwähnten, ausgezeichneten Eigenschaften aufweist, auf wirksame und zuverlässige Weise hergestellt werden. Tabelle 1 Tabelle 2

Claims

1. Mehrschichten-Schaumprodukt, umfassend ein thermoplastisches, fluoriertes Harz, das keine vernetzende Struktur aufweist und ein Verschäumungsverhältnis (Dichte des Harzes/Dichte des geschäumten Produkts) zwischen dem Vierfachen und Dreißigfachen hat, und eine Mischung von offenen Zellen und geschlossenen Zellen mit einem Prozentgehalt an geschlossenen Zellen (wobei der restliche Prozentgehalt an offenen Zellen durch die Luft-Pyknometer-Methode von ASTM-D 2856 gemessen wird) von 40% und mehr, wobei das geschäumte Produkt wenigstens zwei einander benachbarte Schichten aufweist, worin jede Schicht eine unterschiedliche Zelldichte (Anzahl von Zellen pro cm³ - berechnet als Ausdruck "[M1/2 · 10000/400]³ · Verschäumungsverhältnis, worin M die Anzahl der Zellen ist, die in einem Gesichtsfeld von 400 um · 400 um einer Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme bei einer 50fachen bis 150fachen Vergrößerung der Schnittfläche einer Scheibe an einem wahlfreien Punkt der Schicht gezählt werden) und einen Verteilungsindex (Sc) und einen Variationskoeffizienten (Cv) des maximalen Durchmessers von offenen Zellen, die an einem wahlfreien Querschnitt jeder der wenigstens zwei Schichten vorliegen, von 0 < Sc ≤ 6 bzw. 0 < Cv ≤ 1 aufweist, welche durch die folgenden

Gleichungen:

SC = (LMax-LMin)/Lav. (1)

Cv = SD/Lav. (2)

dargestellt werden, worin LMax, LMin und Lav. jeweils maximale, minimale und durchschnittliche Werte der maximalen Durchmesser von offenen Zellen darstellen, die an einer wahlfreien Schnittfläche freigelegt wurden (gemessen durch die Bildverarbeitung eines Gesichtsfeldes von 0,04 mm² einer Rasterelektronenmikroskop- Aufnahme bei einer 50fachen bis 150fachen Vergrößerung der Schnittfläche einer Scheibe an einem wahlfreien Punkt der Schicht), und SD die Standardabweichung der Durchmesser darstellt.

2. Geschäumtes Produkt gemäß Anspruch 1, worin die Zelldichte jeder der zwei Schichten wenigstens 106 pro cm³ beträgt.

3. Geschäumtes Produkt gemäß Anspruch 1, worin das Verhältnis der Zelldichten jeder der zwei Schichten zwischen 5 und 10&sup5; liegt.

4. Geschäumtes Produkt gemäß Anspruch 1, worin wenigstens eine Oberflächenschicht des Produkts eine nichtgeschäumte Schicht ist.

5. Geschäumtes Produkt gemäß Anspruch 1, worin das geschäumte Produkt einen Taber-Volumenverlust (Abriebmenge gemäß JIS K7204, geteilt durch die Dichte) zwischen 25 mm³ und 240 mm³ aufweist.

6. Geschäumtes Produkt gemäß Anspruch 1, worin das geschäumte Produkt einen Härtegrad (gemäß SRIS 0101) zwischen 15 und 93 hat.