(57)【要約】      （修正有）【課題】スリング欠陥のような欠陥が形成されることのない、ケミカルメカニカル研磨パッドの形成に使用するケーキを製造するための連続成形法の提供。【解決手段】開放型の中に硬化性流体ストリーム８を混合し、小出しして型を充填するために使用するための装置で、アクチュエータフレーム１上に、型が満杯になるとストリーム８を断ち、アクチュエータフレーム１から開放されるように適合された２枚１組のプレート４，５、及びストリーム８を開放型に連続的に流し込むためのディスペンサユニットが取り付けられ、型が満杯になった後、アクチュエータフレーム１及びディスペンサユニットを上昇させる事により、プレート４，５の取り外しを可能にし、プレート４，５を受け止める為の容器を型の上に配置した装置。【選択図】図１
2018027688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材のケミカルメカニカルプラナリゼーションのための研磨パッドを製造するための開放型の中に硬化性流体ストリームを混合し、小出しして前記型を充填するために使用するための装置であって、
アクチュエータフレームを含み、前記アクチュエータフレーム上に、
（i）前記アクチュエータフレームに解放可能に取り付けられ、前記型が満杯になると前記硬化性流体ストリームを断ち、前記硬化性流体ストリームを断ったのち前記アクチュエータフレームから解放されるように適合された２枚１組のプレート、及び
（ii）前記硬化性流体ストリームを開放型に連続的に流し込むためのディスペンサユニット
が取り付けられており、連続流し込み中、前記型が満杯になったのち、前記アクチュエータからの解放されたプレートの取り外しを可能にするように適合されている装置。
【請求項２】
前記（i）１組のプレートがキャッチプレート及びスリングプレートを含み、ひとたび前記型が満杯になるならば、前記キャッチプレートが、前記硬化性流体ストリームの真下で、前記型の表面から２．５４cm以内で動き、前記スリングプレートが、前記キャッチプレートの、前記硬化性流体ストリームの真下で動く部分の下で、前記硬化性流体ストリームの、前記キャッチプレートとは反対の側から動いて、前記キャッチプレートによって飛ばされる、又は散らされる硬化性流体ストリームを受け止める、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記アクチュエータフレームが、前記（i）２枚１組のプレートの動きを制御するための２本１組のアームを取り付けられており、前記プレートが、キャッチアームに解放可能に取り付けられたキャッチプレート及びスリングアームに解放可能に取り付けられたスリングプレートである、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記（i）２枚１組のプレート、すなわちキャッチプレート及びスリングプレートを含み、各プレートが、反対側端で前記アクチュエータフレームに取り付けられているアームに解放可能に取り付けられており、前記アームそれぞれが円弧状に動いて前記２枚のプレートの間に隙間を開けて前記（ii）ディスペンサユニットからの前記硬化性流体ストリームの流れを許し、前記型が充填される間は開いたままであり、前記型が満杯になると閉じ、前記型の中への前記硬化性流体ストリームの流れを断ち、前記キャッチプレート及び前記スリングプレートそれぞれの一部分が前記硬化性流体ストリームの位置で互いに部分的に重なる、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記キャッチアーム及び前記スリングアームそれぞれが前記アクチュエータフレームに取り付けられ、前記アームがいかなる点でも互いと接触又は干渉しないよう、左側アームが前記アクチュエータフレームの右側に取り付けられ、右側アームが前記アクチュエータフレームの左側に取り付けられている、請求項３記載の装置。
【請求項６】
前記（i）１組のプレートの各プレートが、ばね式ローラ又はクリップと、各プレートの少なくとも一部分が滑り込むプレートハウジングとを含むローラアクチュエータにより、前記アクチュエータフレームから解放され、前記ローラ又はクリップが前記プレートを前記ローラ又はクリップと前記プレートハウジングとの間で定位置に保持し、前記ローラアクチュエータが、前記ローラ又はクリップを上昇させて前記プレートハウジングから離し、前記プレートが前記装置から脱落することを可能にすることにより、各プレートを解放する、請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記（i）１組のプレートの各プレートが使い捨て可能又はリサイクル可能な材料、たとえば紙、竹、ポリエステル、たとえばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリオレフィン類、たとえば低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）でできている、請求項１記載の装置。
【請求項８】
新たな型が前記（ii）ディスペンサユニットの下に配置され、新たな（i）１組のプレートが前記アクチュエータフレームに取り付けられる間、解放された前記（i）１組のプレート及び前記硬化性流体ストリームを受け止めるために、ユーザ又はロボットが容器を前記硬化性流体ストリームの下に配置することを可能にするために（ii）前記ディスペンサユニット又は前記ディスペンサユニット及び前記アクチュエータフレームの両方を上に動かして前記型表面から離すように適合された一つ以上のアクチュエータユニットをさらに含み、前記一つ以上のアクチュエータユニットがさらに、前記（ii）ディスペンサユニット及び前記アクチュエータフレームを、前記硬化性流体ストリームを前記新たな型に流し込むための位置に降下させるように適合されている、請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記一つ以上のアクチュエータユニットそれぞれが、プログラムされた動きを可能にする機械的リンク機構を有するプログラム可能な電子アクチュエータ、ギヤ駆動アクチュエータ及び空気圧式アクチュエータから選択される、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記一つ以上のアクチュエータユニットそれぞれが、プログラムされた動きを可能にする機械的リンク機構を有するプログラム可能な電子ロボットである、請求項９記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材のケミカルメカニカルプラナリゼーションのための研磨パッドを製造するための型の中への、硬化性流体ストリームの混合及び小出しに使用するための装置であって、アクチュエータフレームを含み、そのアクチュエータフレーム上に、（i）アクチュエータフレームに解放可能に取り付けられ、型が満杯になると硬化性流体ストリームを断ち、硬化性流体ストリームを断ったのちアクチュエータフレームから解放されるように適合された１組のプレート、及び（ii）開放型の中への硬化性流体ストリームの連続流し込みのための、連続流し込み中及びその後の新たな型への流し込み中、アクチュエータからの解放されたプレートの取り外しを可能にするように適合されたディスペンサユニットが取り付けられている装置ならびにその装置を使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ケミカルメカニカルプラナリゼーションに使用するための研磨パッドの製造は、ウレタン発泡混合物をたとえばポンピングによって型に流し込み、硬化させたのち、硬化ポリウレタンを離型させ、型の表面に対して平行な方向にたとえばスカイビングによってカットして所望の厚さの層を形成し、得られた層をたとえば研削、ルーティング又はエンボス加工によって研磨パッドへと成形する工程を含むことが知られている。従来、そのような成形品を形成する公知の方法は、各型の充填ののち、ユーザがウレタン発泡混合物の流し込みを手作業で停めることを要するものであった。これは、ユーザが、流し込みノズルを型表面に非常に近く維持しながらも型中の材料（「ケーキ」）と接触させることなく、ウレタン発泡混合物の流し込みストリームの下に小さな容器を素速く挿入し、ノズルを上昇させ、より大きな容器、たとえばバケツを用意して、型が充填された後もウレタン発泡混合物が流れ込み続けるとき、流し込みを停めることができるまで、そのバケツの下でウレタン発泡混合物を捕捉しなければならないことを意味した。この手作業の工程は、オペレータ又は容器がケーキと接触したとき、欠陥を生じさせるものであった。たとえば、小さな容器を流体材料のストリームの下に滑り込ませる動作は一般に、ユーザによって容器が挿入される側とは反対側で少量の材料を型の上に不均一に付着させ、その結果、「スリング欠陥」を生じさせるものであった。必要とされる技能は別として、処理は、ウレタン発泡混合物が流し込まれているときユーザがケーキの真上にいることを要し、それにより、ユーザを液飛び及び蒸気の危険にさらすものであった。加えて、原料費を節約するために、各型の充填ののちウレタン発泡混合物のポンピングを停めなければならず、その結果、より低い収率及び原料の浪費を生じさせるものでもあった。
【０００３】
Chengzhongへの中国特許公開公報ＣＮ２０４２４９１８５Ｕは、実用新案として、成形工程中に、未硬化のポリウレタン発泡体がすでに充填された型の上又は中にしたたる、又はこぼれることを防ぐために、そのような発泡体を捕集するための廃物捕集装置を開示している。Chengzhongの装置は、ディスペンサが発泡材料を充填後の型の中にしたたらせることを防ぐために、型のすぐ上に位置し、型充填装置又はディスペンサを追従する平行移動ビームに回転可能に取り付けられた円形の廃物捕集プレートを含む。Chengzhongの装置は、捕集された発泡体をプレートから掻き取り、捕集ボックスに入れるブレードを有する。Chengzhongは、連続成形法又は連続する型の中への連続流し込みを可能にするための解決手段を開示してはいない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、スリング欠陥のような欠陥が形成されることのない、ケミカルメカニカル研磨パッドの形成に使用するためのケーキを製造するための連続成形法を可能にしようと努めた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１．本発明にしたがって、基材、たとえば半導体及びレンズのケミカルメカニカルプラナリゼーションのための研磨パッドを製造するための開放型の中に、好ましくは発泡体の形態の硬化性流体ストリームを混合し、小出しして型を充填するために使用するための装置は、アクチュエータフレームを含み、そのアクチュエータフレーム上に、（i）アクチュエータフレームに解放可能に取り付けられ、型が満杯になると硬化性流体ストリームを断ち、硬化性流体ストリームを断ったのちアクチュエータフレームから解放されるように適合された１組のプレート、好ましくは２枚のプレート、及び（ii）硬化性流体ストリームを開放型に連続的に流し込むためのディスペンサユニットが取り付けられており、装置、（ii）ディスペンサユニット又は（ii）ディスペンサユニット及びアクチュエータフレームは、たとえば装置を動かすための一つ以上のアクチュエータユニットの使用により、たとえばアクチュエータフレーム及び（ii）ディスペンサユニットを、プレートを受け止めるための容器をユーザが型の上に配置することを可能にするのに十分な距離だけ上昇させることにより、連続流し込み中、型が満杯になったのち、アクチュエータからの解放されたプレートの取り外しを可能にし、新たな型へのその後の流し込みを可能にするように適合されている。
【０００６】
２．本発明の上記項目１の装置にしたがって、（i）１組のプレートはキャッチプレート及びスリングプレートを含み、ひとたび型が満杯になるならば、キャッチプレートは、硬化性流体ストリームの真下で、型の表面から２．５４cm以内又は好ましくは１cm以内で動き、スリングプレートは、キャッチプレートの、硬化性流体ストリームの真下で動く部分の下で、硬化性流体ストリームの、キャッチプレートとは反対の側から動いて、キャッチプレートによって飛ばされる、又は散らされる硬化性流体ストリームを受け止める。
【０００７】
３．本発明の上記項目１又は２の装置にしたがって、アクチュエータフレームは、（i）１組のプレートの動きを制御するための一つ以上のアームを取り付けられており、その一つ以上のアームに、１組のプレートが解放可能に取り付けられ、好ましくは、（i）２枚のプレート及び２本のアームの組、たとえばキャッチアームに解放可能に取り付けられたキャッチプレート及びスリングアームに解放可能に取り付けられたスリングプレートが取り付けられている。
【０００８】
４．本発明の上記項目３の装置にしたがって、装置は、（ii）２枚１組のプレート、すなわちキャッチプレート及びスリングプレートを含み、各プレートは、反対側端でアクチュエータユニットに取り付けられているアーム、それぞれキャッチアーム及びスリングアームに解放可能に取り付けられており、各アームは円弧状に動いて２枚のプレートの間に隙間を開けて（ii）ディスペンサユニットからの硬化性流体ストリームの流れを許し、型が充填される間は開いたままであり、型が満杯になると閉じ、型の中への硬化性流体ストリームの流れを断ち、キャッチプレート及びスリングプレートそれぞれの一部分は硬化性流体ストリームの位置で互いに部分的に重なり、好ましくは、キャッチプレートの重なり部分がスリングプレートの重なり部分の中に滑動的に嵌まる。
【０００９】
５．本発明の上記項目３又は４の装置にしたがって、キャッチアーム及びスリングアームそれぞれはアクチュエータフレームに取り付けられ、アームがいかなる点でも互いと接触又は干渉しないよう、左側アームはアクチュエータフレームの右側に取り付けられ、右側アームはアクチュエータフレームの左側に取り付けられている。
【００１０】
６．本発明の上記項目１、２、３、４又は５のいずれか一つの装置にしたがって、（ii）１組のプレートの各プレートは、ばね式ローラ又はクリップと、各プレートの少なくとも一部分が滑り込むプレートハウジングとを含むローラアクチュエータにより、アクチュエータフレームから解放され、ローラ又はクリップはプレートをローラ又はクリップとプレートハウジングとの間で定位置に保持し、ローラアクチュエータは、ローラ又はクリップを上昇させてプレートハウジングから離し、プレートが装置から脱落することを可能にすることにより、各プレートを解放する。
【００１１】
７．本発明の上記項目６の装置にしたがって、ローラアクチュエータが各アームの端部に配置され、各ローラアクチュエータが各アームの端部から各プレートを解放する。
【００１２】
８．本発明の上記項目１、２、３、４、５、６又は７のいずれか一つの装置にしたがって、（ii）１組のプレートの各プレートは使い捨て可能又はリサイクル可能な材料、たとえば紙、竹、ポリエステル、たとえばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリオレフィン類、たとえば低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）でできている。
【００１３】
９．本発明の上記項目１、２、３、４、５、６、７又は８のいずれか一つの装置にしたがって、装置はさらに、新たな型が（ii）ディスペンサユニットの下に配置され、新たな（i）１組のプレートがアクチュエータフレームに取り付けられる間、解放された（i）１組のプレート及び硬化性流体ストリームを受け止めるために、ユーザ又はロボットが容器を硬化性流体ストリームの下に配置することを可能にするために（ii）ディスペンサユニット又はディスペンサユニット及びアクチュエータフレームの両方を上に動かして型表面から離すように適合された一つ以上のアクチュエータユニット、好ましくは二つのアクチュエータユニットをさらに含み、一つ以上のアクチュエータユニットはさらに、（ii）ディスペンサユニット及びアクチュエータフレームを、硬化性流体ストリームを新たな型に流し込むための位置に降下させるように適合されている。
【００１４】
１０．本発明の上記項目９の装置にしたがって、一つ以上のアクチュエータユニットそれぞれは、プログラムされた動きを可能にする機械的リンク機構を有するプログラム可能な電子アクチュエータ、たとえばロボット、好ましくはＸＹＺ軸運動及び回転運動が可能な６軸アームを有するロボット、ギヤ駆動アクチュエータ、たとえば自動化Ｚ軸ボールスクリュー及び空気圧式アクチュエータ、たとえば空気圧リフタ又はシリンダ、好ましくは一つ又は二つの電子的にプログラムされたロボットから選択される。
【００１５】
１１．本発明のもう一つの局面にしたがって、上記項目１〜１０のいずれか一つの本発明の装置を使用する方法は、（ii）ディスペンサユニットからの硬化性流体ストリームを連続的に混合し、型に流し込んでケーキを形成する工程及びケーキの上面の近くで硬化性流体ストリームを（i）１組のプレートによってきれいに切断してケーキ全体の欠陥又は完全な損失を回避する工程を含む。
【００１６】
１２．本発明の上記項目１１の方法にしたがって、方法はさらに、アクチュエータフレームから、好ましくは各プレートが解放可能に取り付けられているアームから（i）１組のプレートが解放されたときそれらを受け止め、流れ込む硬化性流体ストリームが断たれたときそれを受け止める工程を含み、この受け止める工程が、（ii）ディスペンサユニット又はアクチュエータフレーム及び（ii）ディスペンサユニットを、ユーザが、プレートを受け止めるための容器を、型の表面に触れさせることなく、型の上に配置することを可能にするのに十分な距離だけ上昇させ、硬化性流体ストリームを断ったのち、新たな型が（ii）ディスペンサユニットの下に配置される前に、１組のプレート及び（ii）ディスペンサユニットから流れる硬化性流体ストリームの量を保持するのに十分な大きさの容器を１組のプレート及び硬化性流体ストリームの下に配置する工程を含む。
【００１７】
１３．本発明の上記項目１１の方法にしたがって、方法はさらに、新たな型を（ii）ディスペンサユニットの下に配置する工程及び新たな（i）１組のプレートをアクチュエータフレームに解放可能に取り付ける、好ましくは各プレートを、アクチュエータユニットに取り付けられたアームの端部に取り付ける工程を含む。
【００１８】
１４．本発明の上記項目１３の方法にしたがって、型が満杯になり、新たな（i）１組のプレートがアクチュエータユニットに取り付けられたのち、新たな型を（ii）ディスペンサユニットの下に配置するために、連続流し込みは型のための自動化コンベヤと同期的に自動化される。
【００１９】
別段指示されない限り、温度及び圧力の条件は周囲温度及び標準圧力である。記載されるすべての範囲は包括的かつ組み合わせ可能である。
【００２０】
別段指示されない限り、括弧を含む語は、代替的に、括弧が存在しない場合の完全な語及び括弧を有しないその語ならびに各選択の組み合わせを指す。たとえば、「（ポリ）イソシアネート」は、イソシアネート、ポリイソシアネート又はそれらの混合物を指す。
【００２１】
すべての範囲は包括的かつ組み合わせ可能である。たとえば、「５０〜３０００cPの範囲又は１００cP以上」は、５０〜１００cP、５０〜３０００cP及び１００〜３０００cPそれぞれを含む。
【００２２】
本明細書の中で使用される「アクチュエータ」とは、それが接続されている別の物体の動きを電子的に、空気圧式に、たとえばシリンダへの機械的リンク機構を介して、及び／又は機械的に制御する装置をいう。
【００２３】
本明細書の中で使用される「ＡＳＴＭ」とは、ASTM International（West Conshohocken, PA）の刊行物をいう。
【００２４】
本明細書の中で使用される「ポリイソシアネート」とは、ブロックドイソシアネート基を含む三つ以上のイソシアネート基を有するイソシアネート基含有分子をいう。
【００２５】
本明細書の中で使用される「ポリイソシアネートプレポリマー」とは、過剰量のジイソシアネート又はポリイソシアネートと、二つ以上の活性水素基を含有する活性水素含有化合物、たとえばジアミン類、ジオール類、トリオール類及びポリオール類との反応生成物である、イソシアネート基含有分子をいう。
【００２６】
本明細書の中で使用される「十分な距離」とは、（i）１組のプレート及び連続的に流れ込む硬化性流体ストリームを受け止めるために（ii）ディスペンサユニット及びアクチュエータフレームと型の上面との間に配置される容器の高さよりも大きい、好ましくは少なくとも２cm大きい、又はより好ましくは少なくとも４cm大きい距離をいう。
【００２７】
別段指示されない限り、本明細書の中で使用される「重量％ＮＣＯ」とは、所与のＮＣＯ基又はブロックドＮＣＯ基含有製品に関する仕様書又はＭＳＤＳで報告されている量をいう。
【００２８】
本明細書の中で使用される「重量％」とは重量百分率の略である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の装置の一つの実施形態を示し、とりわけ、１組のプレートのためのアクチュエータフレームを示す。
【図２】図１に示すような本発明の装置の２本のアームを示し、２枚１組のプレート及び、硬化性流体ストリームを断つためにプレートが解放可能に取り付けられている、プレートごとのアームの斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明者らは、ケミカルメカニカル研磨パッドを製造するために使用される別々の型の充填の最中及び合間に研磨パッドを製造するための硬化性流体ストリームの連続小出しを可能にする装置を見いだした。本発明の装置における１組のプレートは、容器又は捕集器、たとえばバケツを硬化性流体ストリームの流れの下に配置して、材料を保持していた１組のプレートが容器の中に落ちるようにするのに十分に長い間、硬化性流体ストリームを保持する。本発明の装置は、スリング欠陥を含む成形品欠陥をなくすのに役立ちながらも、ユーザが硬化性流体ストリームを流し込み続けて他の型を充填することを可能にする。ポンプを停めることによって流れを止める場合、流れを再び安定させるために数秒から１分以下を要し、原料の浪費を生じさせてしまう。本発明者らは、硬化性流体ストリームの連続送り出しを可能にすることにより、各型が充填されるたびに、すなわち各ケーキが流し込まれるたびに混合及び成形装置をパージしないでもよいことにより、原料費を節約することができることを見いだした。
【００３１】
本発明の装置は、２枚のプレートを円弧状に動かして、型（ケーキ）の表面から２．５４cm又は好ましくは１cm以内でそれらの前端どうしを合わせ、硬化性流体ストリームを切断又はスライスして、型へのその流れをきれいに止めることにより、最良に作用する。そして、装置は、硬化性流体ストリームが連続的に流れる間、次の型が到着し、バケツが取り除かれるまで、プレートを上昇させ、容器、たとえば定位置に保持されたバケツ又は容器の中に解放し、その後、次の型又はケーキに流し込む。２枚１組のプレートなしでは、次の開放型がストリームの下に配置されるまで容器バケツを硬化性流体ストリームの下に配置しなければならないであろう。容器がケーキを損傷するおそれもある。
【００３２】
１組のプレートは使い捨て可能又は再使用可能である。
【００３３】
装置は、（i）１組のプレート中の各プレートがハウジング上の定位置に留まる、又は嵌まることを許すプレート保持／解放ハウジングを装置に含めることにより、硬化性流体ストリームを新たな型に流し込むことを許すように構成されている。使用中、装置を上昇させて充填された型から離すと、装置は（i）１組のプレートをアクチュエータユニットから解放する。ひとたび古いプレートが解放されたならば、新たなプレートを定位置に留め、（ii）ディスペンサユニットが新たな型の表面のすぐ上にくるように装置を配置し、プレートを配置して（ii）ディスペンサユニットが新たな型を充填することを許すことができる。
【００３４】
図１に示すように、アクチュエータフレーム１が２本のアーム、すなわちキャッチアーム２及びスリングアーム６に接続し、それらを制御する。キャッチアーム２は、アクチュエータフレーム１への接続から遠い側のその末端で、プレート保持／解放ハウジング３に接続し、このプレート保持／解放ハウジングにキャッチプレート４が解放可能に付く。スリングアーム６は、アクチュエータフレーム１への接続から遠い側のその末端で、プレート保持／解放ハウジング１１に接続し、このプレート保持／解放ハウジングにスリングプレート５が解放可能に付く。アクチュエータフレーム１は、キャッチプレート４及びスリングプレート５が、ノズル７、すなわちディスペンサユニットから出てくる硬化性流体ストリーム８を切断する閉位置で示されている。使用中、アクチュエータフレーム１は、キャッチアーム２及びスリングアーム６を、キャッチプレート４とスリングプレート５との間に隙間ができるように保持して、硬化性流体ストリーム８がノズル７からその下の型（図示せず）の中へと妨げられずに流れることを可能にする。型が満杯になると、アクチュエータフレーム１のスリングアーム６及びキャッチアーム２それぞれが動いてそれらの間の隙間を閉じ、その結果、上にあるキャッチプレート４が硬化性流体ストリーム８の大部分を受け止め、下にあるスリングプレート５が、下にある型（図示せず）の内容物への硬化性流体ストリーム８の飛び散りを防ぐ。より具体的には、スリングアーム６が左回りに円弧状に動き、キャッチアーム２が右回りに円弧状に動いて、キャッチプレート４とスリングプレート５との間の隙間を閉じる。
【００３５】
本発明のアクチュエータフレーム中のアームの配置は、アームが互いに接触しないよう、左側のアームがアクチュエータフレームの右側に取り付けられ、右側のアームがアクチュエータフレームの左側に取り付けられている。この配置は、両プレートが硬化性流体ストリームの位置で互いと部分的に重なる（それらの間に空間をほとんど又は全く作らずに）ようにアームが１組のプレートを閉じるような正しいスイング角を可能にする。たとえば、図１に示すように、硬化性流体ストリーム８の流れ軸を垂直中心線（図示せず）として使用すると、アーム（キャッチアーム２及びスリングアーム６）はアクチュエータフレーム１の互いに反対側に取り付けられている。キャッチアーム２及びスリングアーム６が閉位置にあるとき、キャッチプレート４及びスリングプレート５は部分的に重なり、重なり合う端部の間に空間はできない。
【００３６】
図１に示すように、プレート保持／解放ハウジング３は、ローラアクチュエータ９に取り付けられたばね式ローラを含む。使用中、ローラアクチュエータ９は、キャッチプレート４をローラとプレートハウジング３との間で定位置に保持する。ローラアクチュエータは、ローラをプレートから引き離し、キャッチプレート４が装置から脱落することを可能にすることにより、キャッチプレート４を解放する。スリングアーム６上のもう一つの同じプレート保持／解放ハウジング１１機構は、スリングプレート５をローラとプレートハウジング１１との間で定位置に保持するローラアクチュエータ１０を含む。ローラアクチュエータは、ローラをプレートから引き離すことにより、スリングプレート５を解放する。装置の使用中、アクチュエータフレーム１又はアクチュエータフレーム１を保持するロボットが型表面から持ち上げられ、その間に、別のアクチュエータ又はロボット（図示せず）がノズル７を型表面から持ち上げて、ユーザ又はさらに別のアクチュエータ（図示せず）が適当な容器（図示せず）をキャッチプレート４及びスリングプレート５の両方の下に配置することを可能にし、それにより、キャッチプレート４及びスリングプレート５が装置から取り外されることを可能にする。使用中、キャッチプレート４及びスリングプレート５の両方は一つの容器の中に同時に解放される。
【００３７】
図２に示すように、キャッチプレート４（図１）上のプレート保持／解放ハウジング３（図１）はローラアクチュエータ９を含む。スリングプレート５（図１）上のプレート保持／解放ハウジング１１（図１）はローラアクチュエータ１０（図１）を含む。図２に示す機構において、ローラは、ばね式エアシリンダによってプレートをつまむ。シリンダはローラを中及び外に動かして、ばねがプレートを押し下げながらつまみ、それらを定位置に保持する間にプレートが解放されることを許す。
【００３８】
アクチュエータフレームに取り付けられた各アーム、好ましくはキャッチアーム及びスリングアームは、一つのギヤ又は偏心器が取り付けられたスタッド又は軸に取り付けられることができ、そのスタッド又は軸はギヤ又は、偏心器の場合、ローラに接続する。ユニットを正面から見たとき、アクチュエータフレーム上、スリングアームは、右回りに動くと開き、右回りに動くと閉じ、キャッチアームは、左回りに動くと開き、右回りに動くと閉じる。
【００３９】
好ましくは、アクチュエータフレームに取り付けられているアームは、電動式ロータリーアクチュエータ及び／又はロボット作動、たとえば６軸電子制御ロボットによって動かされることができる。６軸電子制御ロボットの場合、第六の軸が一連のギヤを駆動して、より制御され、プログラム可能な加速及び減速動を提供する。
【００４０】
本明細書の中で使用される「軸」とは、軸方向に回転することができるアタッチメントマウントをその上に有するロボットにおける面板をいう。たとえば、６軸ロボットは六つのそのような面板を有する。
【００４１】
１組のプレート中の各プレートは、一端（硬化性流体ストリームから離れた端）がプレートハウジングの中に滑動的に嵌まるように形成されている。プレートハウジングはフランジを含み、このフランジをローラアクチュエータが押して、プレートのためのクリップ又はホルダを形成することができる。フランジは、プレートの一端をその内側に嵌めるのに十分な大きさであればよい。
【００４２】
１組のプレート中の各プレートは使い捨て可能又はリサイクル可能であり、紙、竹、木、複合木材又はリサイクル可能プラスチック、たとえば低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）でできていることができる。
【００４３】
１組のプレートを受け止めるための容器は、すべてのプレートと、硬化性流体ストリームが断たれた時点から新たな型が（ii）ディスペンサユニットの下に配置され、新たな１組のプレートがアクチュエータフレーム又はそのアームに取り付けられる時点までに流れ込む硬化性流体ストリームの量とを保持するのに十分な大きさの任意の容器であることができる。
【００４４】
（ii）ディスペンサユニット及びアクチュエータフレームのための一つ以上のアクチュエータユニットを含む、本発明の装置を動かすアクチュエータユニットは、プログラムされた動きを可能にする機械的リンク機構を有するプログラム可能な電子アクチュエータ、たとえばロボット、好ましくはＸＹＺ軸運動及び回転運動が可能な６軸アームを有するロボット、ギヤ駆動アクチュエータ及び空気圧式アクチュエータ、たとえば空気圧シリンダ、好ましくは電子的にプログラムされたロボットから選択されることができる。
【００４５】
好ましくは、ディスペンサユニットを昇降させるアクチュエータユニット及び１組のプレートを動かすアクチュエータユニットはロボットを含む。たとえば、一つのロボットがディスペンサユニットを昇降させる間、別のロボットがアクチュエータユニットを昇降させる。
【００４６】
より好ましくは、容器を１組のプレートの下に挿入することを許すために、ひとたびディスペンサユニット及びアクチュエータフレームが持ち上げられて型表面から離れたならば、第三のロボットが容器を１組プレートの下に動かす。
【００４７】
空間を節約するために、本発明の一つ以上のアクチュエータユニット及びローラアクチュエータは、好ましくは、電子的にプログラム可能なアクチュエータを含む。
【００４８】
本発明のローラアクチュエータは、（i）１組のプレートの各プレートを定位置に保持し、（i）１組のプレートの各プレートを定位置に保持するローラ又はクリップを動かしてプレートを解放する。
【００４９】
本発明の装置は、研磨パッドを製造するための硬化性流体ストリームの様々な成分の貯蔵、混合又は形成及び小出しのための機器とともに使用され、装置は、小出し機器、たとえば（i）ディスペンサユニットの出口に特別に連結され、配置されている。
【００５０】
本発明に使用するための硬化性流体ストリームを形成するのに適当な混合装置は、硬化性流体ストリームの一つ以上の成分それぞれのための貯蔵タンクと、混合タンクと、小出し装置、たとえば硬化性流体ストリームを開放型の中に小出しするための開口、たとえばノズル又は出口を含む、流体混合物のためのバルブ付き入力装置とを含むことができる。硬化性流体ストリームを形成するのに適当な装置は、たとえば、Kolesarらへの米国特許第７，２７５，９２８Ｂ２号に見いだすことができる。
【００５１】
混合装置は、上流の貯蔵タンク又は混合タンクに結合された一つ以上のガス入口、好ましくは空気又は酸素入口を含むことができる。すべてのガス入口が一つのガス供給源に結合されることができる。混合タンクは、たとえば、貯蔵タンクから流体材料の一つ以上の成分を所望又は設定の割合で流体予備混合物として別々に受け、所望のかさ密度を有する硬化性流体ストリームを形成するための予備混合準備タンクであることもできる。
【００５２】
好ましくは、貯蔵タンクは、流体ポリマー又は樹脂、たとえばポリイソシアネート及び流体硬化剤、たとえば芳香族ジアミン類又はトリアミン類のための別々のタンクを含む。
【００５３】
より好ましくは、貯蔵タンクは、流体ポリマー又は樹脂、たとえばミクロスフェア又は気孔形成成分及び流体硬化剤のための別々のタンクを含む。
【００５４】
好ましくは、ミクロスフェア又は気孔形成成分は、ガス入口ラインを介して流動化ガス供給源、たとえば空気又は酸素供給源に接続されたプレナムの上に設けられた多孔膜を含む流動化ホッパ中に貯蔵される。流動化ホッパ中、ミクロスフェア又は気孔形成成分は流動化され、それによってそれらのかさ密度は減る。
【００５５】
適当な流動化ホッパの例は、たとえば、Koetasらへの米国特許第７，３９６，４９７Ｂ２号に見いだすことができる。
【００５６】
混合しても反応しない複数の材料、たとえばポリウレタン類及び充填材、たとえばポリイソシアネートプレポリマー及びミクロスフェアから硬化性流体ストリームを形成するために使用される場合、そのような材料を混合して、所望のかさ密度を有する流体予備混合物を形成することもできる。そのような場合、本発明の混合装置はさらに、流体予備混合物のためのタンクと、流体予備混合物を予備混合物準備タンク中で再循環させ、それが均一に混合されて成形に望ましいかさ密度、たとえば０．５〜１．２g/cm3を有するようになるまで混合するための再循環ループとを含むことができる。
【００５７】
好ましくは、混合装置は、流体ポリマー又は樹脂タンクと、ミクロスフェア又は気孔形成成分のためのタンクと、一つ以上の硬化剤のためのタンクと、流体ポリマー又は樹脂とミクロスフェア又は気孔形成成分とを混合してポリマー予備混合物を形成するための再循環ループを含む予備混合物準備タンクと、その下流側にある、一つ以上の硬化剤をポリマー予備混合物と混合して硬化性流体ストリームを形成するための予備混合実行タンクである混合タンクとを含む。予備混合実行タンクは、硬化性流体ストリームを開放型の中に小出しするための開口のすぐ上流側に位置する。
【００５８】
好ましくは、硬化性流体ストリーム中に混入するガス及びその結果として成形品中に含まれる欠陥を最小限にするために、混合装置は、混合タンクの下流に、混合タンクの内容物を受け、得られる硬化性流体ストリームを型の中に小出しするように適合された混合ヘッドアセンブリを含む。
【００５９】
適当な混合ヘッドアセンブリの例は、Esbenshadeらへの米国特許第７，９４７，０９８Ｂ２号に見いだすことができる。
【００６０】
本発明の装置はディスペンサユニット及びアクチュエータフレームを含む。
【００６１】
本発明の装置は、ケミカルメカニカル研磨パッドを成形するために使用される硬化性流体ストリームを取り扱う。本発明の硬化性流体ストリームの例は、ミクロスフェア成分を含むウレタン成分又は硬化剤成分及びポリマーミクロスフェアを含むウレタン成分であることができる。ウレタン成分が硬化剤成分を含有する場合、二つの成分の混合物はすぐに使用され、それら二つの成分は、型を充填し、硬化させる直前に混合される。
【００６２】
ウレタン成分は、モル数ヒドロキシル基を有する一つ以上のプレポリマーポリオール類と、イソシアネート基含有反応体の過剰モル数のジイソシアネート類との反応生成物である一つ以上の末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーを含むことができ、末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーは２〜１２重量％の未反応イソシアネート（ＮＣＯ）基を有する。
【００６３】
適当なイソシアネート化合物は、脂肪族、芳香族及び脂環式ジイソシアネート類、たとえば、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジ−１，５−ジイソシアネート、トルイジンジイソシアネート、パラ−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート及びそれらの混合物から選択されるものである。
【００６４】
適当なプレポリマーポリオールは、ジオール類、ポリオール類、ポリオールジオール類、それらのコポリマー及びそれらの混合物からなる群から選択される。
【００６５】
好ましくは、プレポリマーポリオールは、ポリエーテルポリオール類（たとえばポリ（オキシテトラメチレン）グリコール、ポリ（オキシプロピレン）グリコール及びそれらの混合物、ポリカーボネートポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリカプロラクトンポリオール類、それらの混合物、ならびにエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール及びトリプロピレングリコールからなる群から選択される一つ以上の低分子量ポリオール類とのそれらの混合物から選択される。
【００６６】
より好ましくは、プレポリマーポリオールは、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）、エステル基含有ポリオール類（たとえばエチレンアジペート、ブチレンアジペート）、ポリプロピレンエーテルグリコール類（ＰＰＧ）、ポリカプロラクトンポリオール類、それらのコポリマー及びそれらの混合物からなる群から選択される。もっとも好ましくは、プレポリマーポリオールはＰＴＭＥＧ及びＰＰＧから選択される。
【００６７】
好ましくは、本発明の末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーは、二つのイソシアネート基を含有する直鎖状ポリイソシアネートプレポリマーである。
【００６８】
好ましくは、本発明の方法に使用される末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーは２〜１０重量％（さらに好ましくは４〜８重量％、もっとも好ましくは５〜７重量％）の未反応イソシアネート（ＮＣＯ）基を有する。
【００６９】
硬化剤成分は、芳香族ジアミン類又は他の多官能アミン類、たとえば芳香族ジアミン類、たとえば４，４′−メチレン−ビス−ｏ−クロロアニリン（「ＭｂＯＣＡ」）、４，４′−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）（「ＭＣＤＥＡ」）、ジメチルチオトルエンジアミン、トリメチレングリコールジ−ｐ−アミノベンゾエート、ポリテトラメチレンオキシドジ−ｐ−アミノベンゾエート、ポリテトラメチレンオキシドモノ−ｐ−アミノベンゾエート、ポリプロピレンオキシドジ−ｐ−アミノベンゾエート、ポリプロピレンオキシドモノ−ｐ−アミノベンゾエート、１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン、４，４′−メチレン−ビス−アニリン、ジエチルトルエンジアミン、５−tert−ブチル−２，４−トルエンジアミン、３−tert−ブチル−２，６−トルエンジアミン、５−tert−アミル−２，４−トルエンジアミン及び３−tert−アミル−２，６−トルエンジアミン及びクロロトルエンジアミンを含むことができる。
【００７０】
ミクロスフェア成分は、ポリマーミクロスフェア又は気孔形成成分、たとえば閉じ込められた気泡、中空コアポリマー材料、たとえばポリマーミクロスフェア、液体充填中空コアポリマー材料、たとえば流体充填ポリマーミクロスフェア、水溶性材料及び不溶相材料（たとえば鉱油）を含むことができる。好ましくは、ミクロスフェアは、硬化性流体ストリーム中に均一に分散した中空コアポリマー材料を含む。
【００７１】
好ましくは、ミクロスフェアは、１５０μm未満（より好ましくは１００μm未満、もっとも好ましくは５〜５０μm）の重量平均直径を有する。
【００７２】
好ましくは、複数の微小要素は、ポリアクリロニトリル又はポリアクリロニトリルコポリマーのシェル壁を有するポリマーミクロスフェア（たとえば、Akzo Nobel, Amsterdam, NetherlandsのExpancel（商標）ビーズ）を含む。
【００７３】
本発明にしたがって、ミクロスフェアは、０〜５０容量％の気孔率又は好ましくは５〜３５容量％の気孔率で硬化性流体ストリームに配合される。
【００７４】
本発明の製品ケミカルメカニカル研磨パッドは、ＡＳＴＭ  Ｄ１６２２−０８（２００８）にしたがって計測して≧０．６g/cm3の密度を示す。たとえば、本発明の製品ケミカルメカニカル研磨パッドは、ＡＳＴＭ  Ｄ１６２２−０８（２００８）にしたがって計測して０．６〜１．２g/cm3又は好ましくは０．７〜１．１g/cm3又はより好ましくは０．７５〜１．０g/cm3の密度を示す。
【００７５】
本発明のケミカルメカニカル研磨パッドは、サビング層、たとえばポリマー又は樹脂処理不織層の上に重ね合わせることもできる。
【００７６】
本発明にしたがって硬化性流体ストリームの連続流し込みを可能にするために、本発明の装置を使用する方法は、（i）ディスペンサユニットからの硬化性流体ストリームを連続的に混合し、型に流し込んでケーキを形成する工程及びケーキの上面の近くで、たとえばケーキの上面から２．５４cm以内又は好ましくは１cm以下で硬化性流体ストリームをきれいに切断してケーキ全体の欠陥又は完全な損失を回避する工程を含む。
【００７７】
本発明の方法において、この連続流し込み工程は、型のための自動化コンベヤとともに自動化されることもできる。
【００７８】
実施例
本発明の連続工程により、混合され、垂直に配置されたディスペンサユニットによって丸いケーキ形型に流し込まれるミクロスフェアポリマー充填一成分ポリウレタンを使用して成形試験を実施した。実施例１（本発明）及び比較例２はいずれも、合計五つの型（ケーキ）で連続させた。
【００７９】
実施例１においては、図１に示すような本発明の装置を使用し、各型が満杯になったのち次の型への流し込みが始まる前に２枚のプレート、すなわちキャッチプレート及びスリングプレートならびに流し込まれたミクロスフェアポリマー充填ポリウレタンを受け止めるために、人が３．７８５Ｌのバケツをディスペンサユニットの下に挿入した。同じく実施例１においては、装置は、ディスペンサユニット及びアクチュエータユニットを型の中及び外に昇降させる自動化Ｚ軸ボールスクリューに取り付けた。
【００８０】
比較例２においては、ディスペンサユニット及びアクチュエータユニットを、全軸が固定位置にあるロボットによって動かして、各ケーキののち、あふれがあるならば、３．７８５Ｌのバケツに排出させた。このバケツに移す前に、ミクロスフェアポリマー充填ポリウレタンの流れを停めなければならなかった。
【００８１】
実施例１の五つの型は、比較例２で型を充填するのに要した時間よりも１４％少ない時間で充填された。さらに、五つの型を製造する過程で、実施例１での型の流し込みの間に浪費されたミクロスフェアポリマー充填ポリウレタンの量は、比較例２で浪費された量よりも５０％少なかった。実施例１において、製造された成形品は、小出し及び成形工程が連続的であったにもかかわらず、スリング欠陥を示さなかった。
【図１】
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【図２】
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【外国語明細書】
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