CN101745876B - 具有研磨粒的抛光垫及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有研磨粒的抛光垫及其制造方法。所述具有研磨粒的抛光垫包括多条纤维、多个研磨粒和一高分子体。所述纤维交错排列成纤维基材。所述研磨粒附着在所述纤维上。所述高分子体包覆所述纤维和所述研磨粒。借此，所述纤维的柔韧性使所述研磨粒不易刮伤被抛光工件的表面。
Description
技术领域
本发明涉及一种抛光垫及其制造方法，具体地说，涉及一种具有研磨粒的抛光垫及其制造方法。
背景技术
常规抛光方法采用抛光液搭配抛光垫的模式。抛光液中具有多个研磨粒，研磨粒用以对被抛光工件的表面进行抛光。抛光垫具有多个孔洞，各孔洞相互连通，以使抛光液平均分布在抛光垫的表面，从而提升抛光能力。
常规抛光方法的缺点如下。抛光时，抛光液流通在孔洞中时，抛光液中的研磨粒易堵塞孔洞，导致抛光能力下降。而后则需用修整器来修整被堵塞的孔洞，以恢复抛光垫的抛光能力。然而在原有制程中添加此程序，会提高成本且降低效率。
另一种常规抛光方法是使用具有研磨粒的抛光垫。参考图1，显示第I233384号中国台湾专利公告所揭示的常规具有研磨粒的抛光垫的示意图。具有研磨粒的抛光垫1包括底层11和抛光层12。抛光层12位于底层11上，抛光层12具有树脂121和多个研磨粒122。树脂121包覆研磨粒122，树脂121具有抛光面1211。部分研磨粒122显露于树脂121的抛光面1211。
常规具有研磨粒的抛光垫1的缺点如下。具有研磨粒的抛光垫1是利用树脂121固定住研磨粒122，因此抛光时研磨粒122被固定在同一位置，以相同应力在相同方向上进行研磨，而容易在被抛光工件上造成刮伤。同时，树脂121逐渐被磨去，而使固定在树脂121内的研磨粒122显露于所述抛光面1211的面积越来越大，导致刮伤的情况更加严重。
因此，有必要提供一种创新且具进步性的具有研磨粒的抛光垫及其制造方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明提供一种具有研磨粒的抛光垫，其包括多条纤维、多个研磨粒和一高分子体。所述纤维交错排列成纤维基材。所述研磨粒附着在所述纤维上。所述高分子体包覆所述纤维和所述研磨粒。
本发明进一步提供一种具有研磨粒的抛光垫的制造方法，包括以下步骤：(a)提供纤维基材，所述纤维基材具有多条纤维和多个研磨粒，所述纤维交错排列，所述研磨粒附着在所述纤维上；(b)将所述纤维基材含浸在高分子溶液中；以及(c)进行固化步骤，使得所述纤维基材被高分子体所包覆。
借此，所述纤维的柔韧性使所述研磨粒不易刮伤被抛光工件的表面，且所述抛光垫只需以不具有研磨粒的酸性、碱性抛光液或具有电解质的电解液溶液的辅助，就有相当好的抛光能力，可避免常规技术中抛光液的研磨粒堵塞抛光垫的孔洞的情况。此外，利用所述抛光垫抛光后，被抛光工件的表面只残留少数研磨粒，仅需简单的清洗程序就可完成，且也容易进行废水处理。
附图说明
图1显示常规具有研磨粒的抛光垫的示意图；
图2显示本发明具有研磨粒的抛光垫的第一实施例的示意图；
图3显示本发明具有研磨粒的抛光垫的第一实施例的纤维的剖面示意图，其中所述纤维为实心的；
图4显示本发明具有研磨粒的抛光垫的第一实施例的纤维的剖面示意图，其中所述纤维为空心的；
图5显示本发明具有研磨粒的抛光垫的第一实施例的制造方法的流程图；
图6显示本发明具有研磨粒的抛光垫的第二实施例的示意图；
图7显示本发明具有研磨粒的抛光垫的第二实施例的纤维的剖面示意图，其中所述纤维为实心的；
图8显示本发明具有研磨粒的抛光垫的第二实施例的纤维的剖面示意图，其中所述纤维为空心的；以及
图9显示本发明具有研磨粒的抛光垫的第二实施例的制造方法的流程图。
具体实施方式
参考图2，其显示本发明具有研磨粒的抛光垫的第一实施例的示意图。具有研磨粒的抛光垫2包括多条纤维21、多个研磨粒22和一高分子体23。在其它应用中，抛光垫2进一步包括底层，所述底层可为背胶层或为另一复合层。
研磨粒22附着在纤维21上，且纤维21交错排列成纤维基材24。在本实施例中，纤维21为实心的且研磨粒22位于纤维21的表面(如图3所示)。在其它应用中，纤维21可为空心的且研磨粒22位于纤维21的表面(如图4所示)。
优选的是，纤维21的尺寸为0.001丹尼尔(Denier)到6丹尼尔。优选的是，纤维21的材质选自由聚酰胺树脂(Polyamide Resin)、聚乙烯对苯二甲酸酯(PolyethyleneTerephthalat，PET)、聚酯树脂(Polyester Resin)、尼龙(Nylon)、聚丙烯(Polyproylene，PP)、丙烯酸树脂(Acrylic Resin)和聚丙烯腈树脂(Polyacrylonitrile Resin)组成的群组。在本实施例中，纤维基材24是不织布。优选的是，纤维基材24是利用化学黏合法、热熔黏合法、机械络合法、干式梳棉法、直接成网法或湿式成网法而形成的。在本实施例中，研磨粒22的平均直径为0.01微米(μm)到100微米，且其材质选自由二氧化硅(SiO2)、二氧化铈(CeO2)、氧化铝(Al2O3)、过渡金属的氧化物和IIA族金属的氧化物组成的群组。
高分子体23包覆纤维21和研磨粒22，高分子体23具有第一表面231和第二表面232。优选的是，部分纤维21和部分研磨粒22显露于第一表面231。第一表面231为抛光面。在其它应用中，高分子体23完全包覆纤维21和研磨粒22，等到开始抛光一段时间后，第一表面231(抛光面)的高分子体23被移除一部分后，部分纤维21和部分研磨粒22就会显露于第一表面231。或者，在抛光之前，事先移除(例如修整或研磨)部分第一表面231的高分子体23，以使部分纤维21和部分研磨粒22显露于第一表面231，再进行抛光。在本实施例中，高分子体23为连通多孔性高分子弹性体树脂。优选的是，高分子体23的材质选自由聚酰胺树酯、聚碳酸酯(Polycarbonate)、聚甲基丙烯酸树脂、环氧树脂(Epoxy Resin)、酚树脂(Phenol Resin)、聚胺酯树脂(Polyurethane Resin)、乙烯苯树脂(Vinylbenzene Resin)和丙烯酸树脂所组成的群组。在其它应用中，高分子体23的第二表面232位于底层上。
参考图5，其显示本发明具有研磨粒的抛光垫的第一实施例的制造方法的流程图。配合参考图2，首先，参考步骤S51，提供纤维原料(未图示)，且进行纺丝(Spinning)步骤，使纤维原料形成多条纤维21。优选的是，纺丝步骤为熔纺(Melt Spinning)、干式纺丝(Dry Spinning)或湿式纺丝(Wet Spinning)。在本实施例中，纤维21为实心的(如图3所示)。在其它应用中，纤维21可为空心的(如图4所示)。优选的是，纤维21的尺寸为0.001丹尼尔到6丹尼尔。优选的是，纤维21的材质选自由聚酰胺树脂、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚酯树脂、尼龙、聚丙烯、丙烯酸树脂和聚丙烯腈树脂组成的群组。
接着，参考步骤S52，提供多个研磨粒22，且将研磨粒22附着在纤维21的表面(如图3和图4所示)。在其它应用中，每一研磨粒22显露于纤维21的表面，即每一研磨粒22部分位于纤维21内，且部分裸露于纤维21外，或者，部分研磨粒22位于纤维21的内部，且部分研磨粒22显露于纤维21的表面(如图7和图8所示)。优选的是，研磨粒22的材质选自由二氧化硅、二氧化铈、氧化铝、过渡金属的氧化物和IIA族金属的氧化物组成的群组。
接着，参考步骤S53，进行制棉步骤，使纤维21形成纤维基材24。在本实施例中，纤维基材24为不织布。优选的是，纤维基材24是利用化学黏合法、热熔黏合法、机械络合法、干式梳棉法、直接成网法或湿式成网法而形成的。接着，参考步骤S54，将纤维基材24含浸在高分子溶液(未图示)中。
最后，参考步骤S55，进行固化步骤，使得纤维基材24被高分子体23所包覆，高分子体23包括第一表面231和第二表面232。优选的是，部分纤维21和部分研磨粒22显露于高分子体23的第一表面231。在其它应用中，在步骤S55中高分子体23完全包覆纤维基材24。或者，在步骤S55中高分子体23完全包覆纤维基材24，且步骤S55进一步包括移除(例如修整或研磨)部分高分子体23的步骤，以使部分纤维21和部分研磨粒22显露于高分子体23的第一表面231。优选的是，步骤S55之后进一步包括在高分子体23的第二表面232形成底层的步骤，其中所述底层为背胶层。
参考图6，显示本发明具有研磨粒的抛光垫的第二实施例的示意图。本实施例的抛光垫3与第一实施例的抛光垫2(图2)大致相同。本实施例与第一实施例的不同处在于研磨粒32位于纤维31内。在本实施例中，纤维31为实心的，且研磨粒32位于纤维31的内部，其中部分研磨粒32显露于纤维31的表面(如图7所示)。然而，在其它应用中，纤维31可为空心的(如图8所示)。
参考图9，其显示本发明具有研磨粒的抛光垫的第二实施例的制造方法的流程图。配合参考图6，首先，参考步骤S91，提供纤维原料(未图示)和多个研磨粒32，且将研磨粒32添加到纤维原料中。优选的是，研磨粒32的材质选自由二氧化硅、二氧化铈、氧化铝、过渡金属的氧化物和IIA族金属的氧化物组成的群组。
接着，参考步骤S92，进行纺丝(Spinning)步骤，使纤维原料形成多条纤维31，其中部分研磨粒32位于纤维31的内部，且部分研磨粒32显露于纤维31的表面(如图7和图8所示)。优选的是，纺丝步骤为熔纺、干式纺丝或湿式纺丝。在本实施例中，纤维31为实心的(如图7所示)。在其它应用中，纤维31可为空心的(如图8所示)。优选的是，纤维31的尺寸为0.001丹尼尔到6丹尼尔。优选的是，纤维31的材质选自由聚酰胺树脂、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚酯树脂、尼龙、聚丙烯、丙烯酸树脂和聚丙烯腈树脂组成的群组。
接着，参考步骤S93，进行制棉步骤，使纤维31形成纤维基材34。在本实施例中，纤维基材34为不织布。优选的是，纤维基材34是利用化学黏合法、热熔黏合法、机械络合法、干式梳棉法、直接成网法或湿式成网法而形成的。接着，参考步骤S94，将纤维基材34含浸在高分子溶液(未图示)中。
最后，参考步骤S95，进行固化步骤，使得纤维基材34被高分子体33所包覆，高分子体33包括第一表面331和第二表面332。优选的是，部分纤维31和部分研磨粒32显露于高分子体33的第一表面331。在其它应用中，在步骤S95中高分子体33完全包覆纤维基材34。或者，在步骤S95中高分子体33完全包覆纤维基材34，且步骤S95进一步包括移除(例如修整或研磨)部分高分子体33的步骤，以使部分纤维31和部分研磨粒32显露于高分子体33的第一表面331。第一表面331为抛光面。
本发明的优点如下，在抛光过程中，由于纤维21、31本身的柔韧性，使得显露于第一表面231、331的纤维21、31会随着研磨液的流动或抛光垫2、3与被抛光工件之间的应力作用而摆动，导致附着在其上的研磨粒22、32也随之移动，而不会一直固定在同一位置，借此研磨粒22、32不易刮伤被抛光工件的表面。再者，抛光垫2、3只需以不具有研磨粒的酸性、碱性抛光液或具有电解质的电解液溶液的辅助，就有相当好的抛光能力，可避免常规技术中抛光液的研磨粒堵塞抛光垫的孔洞的情况。此外，利用抛光垫2、3抛光后，被抛光工件的表面只残留少数研磨粒22、32，仅需简单的清洗程序就可完成，且也容易进行废水处理。
现以下列实例来详细说明本发明，但并不意味本发明仅局限于这些实例所揭示的内容。
实例：
本实例的制造方法对应上述第二实施例的制造方法。参考图6，首先，提供纤维原料和多个研磨粒32，且将研磨粒32添加到纤维原料中，其中纤维原料包括75重量％的聚乙烯对苯二甲酸酯和40重量％的聚乙烯，研磨粒32为3重量％的二氧化硅。
接着，进行纺丝步骤，使纤维原料形成多条纤维31。纤维31为实心的，且部分研磨粒32位于纤维31的内部，且部分研磨粒32显露于纤维31的表面(如图7所示)。纺丝步骤为熔纺，首先，使纤维原料经压出机以288℃的温度熔融，在喷丝板喷出，再经22℃的温度冷却，纺丝卷取速度为550m/min，就可得原丝，最后再切断为短纤，可得纤维31。
接着，进行制棉步骤，使纤维31形成纤维基材34，且纤维基材34为不织布。接着，将纤维基材34含浸在高分子溶液(未图示)中，高分子溶液的材质选自由聚酰胺树酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸树脂、环氧树脂、酚树脂、聚胺酯树脂、乙烯苯树脂和丙烯酸树脂所组成的群组。
最后，进行固化步骤。首先将含浸在高分子溶液的纤维基材34放入22％二甲基甲酰胺(DMF)的凝固槽凝固，再放入水洗槽洗出二甲基甲酰胺(DMF)，最后以150℃的温度烘干，以得到具有研磨粒32的抛光垫3。借此，纤维基材34被高分子体33所包覆，高分子体33包括第一表面331和第二表面332，其中部分纤维31和部分研磨粒32显露于高分子体33的第一表面331。
上述实施例的目的仅在于说明本发明的原理及其功效，而非用以限制本发明。因此，熟习此项技术者对上述实施例进行修改和变化仍不脱本发明的精神。本发明的权利范围应如后述的权利要求书所列。
Claims (7)
1.一种具有研磨粒的抛光垫，包括：
多条纤维，其交错排列成纤维基材；
多个研磨粒，其附着在所述纤维上，其中所述研磨粒位于所述纤维的内部，且部分所述研磨粒显露于所述纤维的表面；以及
高分子体，其包覆所述纤维和所述研磨粒，所述高分子体具有第一表面和第二表面，部分所述纤维和部分所述研磨粒显露于所述第一表面，在抛光过程中，由于所述纤维本身的柔韧性，使得显露于第一表面的纤维会随着研磨液的流动或所述抛光垫与被抛光工件之间的应力作用而摆动，导致附着在其上的研磨粒也随之移动。
2.根据权利要求1所述的抛光垫，其进一步包括底层，所述高分子体的第二表面位于所述底层上，其中所述纤维为实心的或空心的，所述纤维的材质选自由聚酰胺树脂、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚酯树脂、尼龙、聚丙烯、丙烯酸树脂和聚丙烯腈树脂组成的群组，且所述纤维基材为不织布。
3.根据权利要求1所述的抛光垫，其中所述研磨粒的材质选自由二氧化硅、二氧化铈、氧化铝、过渡金属的氧化物和II A族金属的氧化物组成的群组。
4.根据权利要求1所述的抛光垫，其中所述高分子体为连通多孔性高分子弹性体树脂，且所述高分子体的材质选自由聚酰胺类树酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸树脂、环氧树脂、酚树脂、聚胺酯树脂、乙烯苯树脂和丙烯酸树脂组成的群组。
5.一种具有研磨粒的抛光垫的制造方法，包括：
(a)提供纤维原料和多个研磨粒，且将所述研磨粒添加到所述纤维原料中；
(b)进行纺丝步骤，使所述纤维原料形成多条纤维，其中所述纺丝步骤为熔纺、干式纺丝或湿式纺丝，部分所述研磨粒位于所述纤维的内部，且部分所述研磨粒显露于所述纤维的表面；
(c)进行制棉步骤，使所述纤维形成纤维基材，所述纤维基材具有所述纤维和所述研磨粒，所述纤维交错排列；
(d)将所述纤维基材含浸在高分子溶液中；以及
(e)进行固化步骤，使得所述纤维基材被高分子体所包覆。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其中所述纤维为实心的或空心的，所述研磨粒的材质选自由二氧化硅、二氧化铈、氧化铝、过渡金属的氧化物和II A族金属的氧化物组成的群组，所述纤维基材为不织布，且是利用化学黏合法、热熔黏合法、机械络合法、干式梳棉法、直接成网法或湿式成网法而形成的。
7.根据权利要求5所述的制造方法，其中所述步骤(e)进一步包括移除部分所述高分子体的步骤，以使部分所述纤维和部分所述研磨粒显露于所述高分子体的第一表面。
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