CN102171002A - 利用压花基底制备研磨片的方法 - Google Patents

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Abstract

具有能够精密抛光和磨光的提高的特性的研磨片，其是通过以下步骤制得的：(1)在压花的第一基底的凹槽面上涂覆含有磨料的浆料，然后对涂层实施UV硬化或加热预干燥以在压花的第一基底上形成磨料涂层；(2)在第二基底的一个面上涂覆胶粘剂以在其上形成胶粘剂层；(3)组合第一和第二基底，从而使磨料涂层粘结至胶粘剂层，以形成叠层物；及(4)从在步骤(3)中形成的叠层物分离出第一基底以获得具有压花的磨料涂层的研磨片。

Description

利用压花基底制备研磨片的方法
技术领域
本发明涉及利用压花基底制备具有适合于精密抛光和磨光的特性的研磨片的方法。
背景技术
传统研磨片一般是通过以下步骤制备的：在诸如布、纸和薄片的基底的一个面上涂覆第一胶粘剂(make-coat adhesive)；在其上静电涂覆磨料，然后预硬化；在其上涂覆第二胶粘剂(size-coat adhesive)；然后预硬化；卷绕得到的叠层物；使大型的卷状产品最终硬化。如此制备的传统研磨片的截面图如图1所示。
然而，在该过程中使用粒径为#2000或更小(10μm或更小)的磨料是困难的，因为在静电涂覆或重力涂覆中，特别是在高湿度条件下，其特性是不一致的。
另外，包含微尺寸和精细磨料的研磨片倾向于在抛光操作中在工件上经常产生刮痕，在实施湿式抛光时还在其上产生水膜，这会导致抛光不足。因此，优选为压花研磨片：包含微尺寸磨料的压花型研磨片由于存在凹槽而不会遇到上述问题。一般而言，特定尺寸的压花改善了研磨速度和工件的表面粗糙度(Ra和Rmax值)，因此重要的是控制压花图案的尺寸和形状。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供简单且经济地制备具有能够精密抛光和磨光且不产生刮痕的改进特性的研磨片的方法。
根据本发明的一个方面，提供用于制备研磨片的方法，其包括：
(1)在压花的第一基底的凹槽面上涂覆含有磨料的浆料，然后对涂层实施UV硬化或加热预干燥以在压花的第一基底上形成磨料涂层；
(2)在第二基底的一个面上涂覆胶粘剂以在其上形成胶粘剂层；
(3)组合第一和第二基底，从而使在步聚(1)中形成的磨料涂层粘结至在步骤(2)中形成的胶粘剂层，以形成叠层物；及
(4)从在步骤(3)中形成的叠层物分离第一基底以获得具有压花的磨料涂层的研磨片，然后任选使所述研磨片硬化。
结合附图通过本发明的以下说明阐述本发明的上述及其他的目的和特征。
附图说明
图1：传统研磨片的截面图；
图2：显示根据本发明制备研磨片的一系列过程的示意图；及
图3和4：分别显示根据本发明方法组合第一和第二基底的过程及从在其中形成的叠层物分离第一基底的过程的示意图。
附图标记
①用于脱离的树脂层
②低密度聚乙烯(LDPE)树脂层
③纸或薄片
④含有磨料的浆料
⑤胶粘剂层
⑥第二基底(多孔海绵)
具体实施方式
根据本发明的研磨片是通过一系列过程制得的，包括：(1)在压花的第一基底的凹槽面上涂覆含有磨料的浆料，然后对涂层实施UV硬化或加热预干燥，以在压花的第一基底上形成磨料涂层；(2)在第二基底的一个面上涂覆胶粘剂，以在其上形成胶粘剂层；(3)组合第一和第二基底，从而使在步聚(1)中形成的磨料涂层粘结至在步骤(2)中形成的胶粘剂层，以形成其叠层物；及(4)从在步骤(3)中形成的叠层物分离第一基底，以获得具有压花的磨料涂层的研磨片，然后任选使所述研磨片硬化。该根据本发明制备研磨片的过程如图2所示。
在本发明中使用的压花的第一基底可以通过在具有至少一种压花形状的纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄片、聚丙烯薄片、聚乙烯薄片的凹槽面上涂覆用于脱离的树脂而获得。压花形状可以是圆锥形、三棱锥、四棱锥、半圆锥、半球形、斜纹或其组合的形状，并且内径和高度分别为50至1,000μm和100至500μm。压花形状的样式和尺寸可以取决于所用磨料的粒径。用于脱离的树脂可以是任一种传统树脂，并且可以传统的涂覆量使用。在用于脱离的树脂层成形之前，出于更容易分离第一基底的目的，可以在压花的纸或薄片上形成低密度聚乙烯(LDPE)树脂层。
在本发明中使用的含有磨料的浆料是传统的磨料浆料，其包含磨料和胶粘剂作为主要成份，并且在室温(25±2℃)下的粘度为500至10,000cps且固体含量为40至85重量％。若有必要，含有磨料的浆料可以包含传统的添加剂，如增稠剂、碳酸钙、氟化的化合物、分散剂和偶联剂。粒径为0.5至150μm的氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、陶瓷(溶胶-凝胶)、铈氧化物(CeO3)、石榴子石及其混合物的颗粒优选作为磨料。适合存在于含有磨料的浆料中的胶粘剂是：酚醛树脂、脲三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯丙烯酸酯树脂、胶乳、水溶性蛋白基胶粘剂或其混合物。
在步骤(1)中涂覆压花的第一基底的凹槽面时使用的含有磨料的浆料的量可在25至130g/m2的范围内。涂层的预干燥可以通过在100至120℃下热处理1至5分钟而实施。
在本发明中使用的第二基底可以是布、纸、薄片、多孔海绵、毛圈布、无纺布、铝箔或其组合。适合于涂覆在第二基底上的胶粘剂是聚氨酯树脂、环氧树脂或合成橡胶如丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)胶乳、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)胶乳、氯丁二烯橡胶(CR)胶乳、氯丁橡胶及自交联PSA(压敏胶粘剂)丙烯酸橡胶。胶粘剂在室温(25±2℃)下的粘度可为500至10,000cps，若有必要，可以将交联剂与胶粘剂一起使用。
胶粘剂在用于涂覆第二基底的一个面时的用量可在20至60g/m2的范围内。
允许组合第一和第二基底，从而使磨料涂层粘结至胶粘剂层，形成叠层物。若有必要，第一和第二基底的组合可以通过使它们经过至少一个压挤辊同时允许磨料涂层与胶粘剂层相互面对而实施的。压挤辊的压力可以在1.0至3.0kgf/cm2的范围内。将出自压挤辊的叠层物缠绕起来，并在室温(25±2℃)下保存1至5天。将第一基底从叠层物分离出来，以得到具有压花磨料涂层的研磨片。将研磨片缠绕起来，并通过在110至130℃下热处理60至180分钟或者通过UV处理而最终硬化。若在含有磨料的浆料中存在的胶粘剂是单一的UV可硬化的树脂，则上述最终硬化不是必需的。根据本发明方法的第一和第二基底的组合过程以及将第一基底从叠层物分离的过程分别如图3和4所示。
根据本发明，包含第二基底、胶粘剂层和具有多种三维结构的压花磨料涂层的叠层形式的研磨片可以通过上述方法制备。根据本发明的研磨片特别地包含尺寸为20μm或更小的极微小的磨料颗粒，提供了改进的切割性能且不产生刮痕，并因此可以有利地用于精密抛光和磨光。
给出以下实施例和对比例仅是说明的目的，并不用于限制本发明的范围。
实施例1
将9.92重量％的苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)胶乳KSL 103(48％，Kumhosukwha)、20.11重量％的Resole酚醛树脂HP-60(71％，Taeyang Chemical有限公司)、0.47重量％的黄色染剂GOZ 01(43％，Woosung Chemicals)、20.65重量％的水、0.29重量％的分散剂Solvaron D-80(70％，Osung Chemicals)、0.68重量％的Attagel-50(100％，Engelhard)、47.87重量％的白色微粒状Al2O3 #2,000(100％，Treibacher)用混合机混合3小时，以获得粘度为1,200至1,300cps(25℃)的含有磨料的浆料。将如此制备的含有磨料的浆料以26g/m2的量刮涂在压花隔离纸HL Tango AW118(Arjowiggins浇铸纸有限公司)的凹槽面上，其在100至120℃下预干燥2分钟，以获得具有磨料涂层的隔离纸(第一基底)。
另一方面，将100重量份聚氨脂MG 404(58％，Mirae Materials)和23.0重量份交联剂MG 35B(78％，Mirae Materials)混合以制备粘度为2,000cps(25℃)的胶粘剂，将其以105g/m2的量涂覆在3mm厚的多孔海绵的一个面，以获得具有胶粘剂层的海绵(第二基底)。
然后，将第一和第二基底在1.5kgf/cm2的压力下经过两个压挤辊，从而使磨料涂层粘结至胶粘剂层，形成它们的叠层物。将叠层物缠绕起来，并在室温(25±2℃)下保存2天(参见图3)。然后将第一基底从缠绕的且在120℃下热硬化60分钟形成的叠层物分离出来(参见图4)，以获得研磨片。
实施例2
将11.67重量％的SBR胶乳KSL 103(48％，Kumhosukwha)、4.0重量％的环氧树脂LER 850(100％，Hexion)、3.43重量％的硬化剂LA6022(100％，Hexion)、1.12重量％的黄色染剂GOZ 01(43％，Woosung Chemicals)、12.11重量％的Solvent PM(Dowanol)、0.24重量％的表面活性剂Q2-5211(100％，ICI Chemicals)、0.32重量％的偶联剂B 515.1(50％，BYK)、0.80重量％的Attagel-50(100％，Engelhard)及66.32重量％的白色微粒状Al2O3 #2,000(100％，Treibacher)用混合机混合3小时，以获得粘度为1,500至1,700cps(25℃)的含有磨料的浆料。下面，重复实施例1的过程，区别在于以25g/m2的量刮涂含有磨料的浆料，以获得研磨片。
实施例3
将13.18重量％的尿素三聚氰胺树脂UM-80(71％，ShinjinChemicals)、11.38重量％的SBR胶乳KSL 103(48％，Kumhosukwha)、1.09重量％的黄色染剂GOZ 01(43％，Woosung Chemicals)、11.54重量％的水、0.33重量％的分散剂Solvaron D-80(70％，Osung Chemicals)、0.78重量％的Attagel-50(100％，Engelhard)、61.14重量％的白色微粒状Al2O3 #2,000(100％，Treibacher)及0.56重量％的硬化剂NH4Cl(98％，可商购)用混合机混合3小时，以获得粘度为1,200至1,300cps(25℃)的含有磨料的浆料。以下，除了以29g/m2的量将含有磨料的浆料刮涂之外，重复实施例1的工序，以获得研磨片。
实施例4
将9.00重量％的聚酯丙烯酸酯EB-830(100％，SK Saitek)、4.50重量％的反应性稀释剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)(100％，Ciba-Geigy股份公司)、0.20重量％的光引发剂Darocure-1173(Ciba-Geigy股份公司)、0.21重量％的光引发剂Chivacure-TPO(Ciba-Geigy股份公司)、10.00重量％的Solvent PM(Dowanol)、0.27重量％的表面活性剂Q2-5211(100％，ICI Chemicals)、0.90重量％的Attagel-50(100％，Engelhard)及74.93重量％的白色微粒状Al2O3 #2,000(100％，Treibacher)用混合机混合3小时，以获得粘度为1,400至1,500cps(25℃)的含有磨料的浆料。下面，重复实施例1的过程，区别在于以27g/m2的量刮涂含有磨料的浆料，在经过UV干燥器的同时完全硬化，不实施其他硬化过程，以获得研磨片。
实施例5
将18.46重量％的聚氨脂MG-600A(65％，Mirae Materials)、4.50重量％的交联剂CA-123(40％，Mirae Materials)、10.84重量％的Solvent PM(Dowanol)、0.24重量％的表面活性剂Q2-5211(100％，ICI Chemicals)、0.80重量％的Attagel-50(100％，Engelhard)及65.16重量％的白色微粒状Al2O3 #2,000(100％，Treibacher)用混合机混合3小时，以获得粘度为1,500至1,600cps(25℃)的含有磨料的浆料。下面，重复实施例1的过程，区别在于以26g/m2的量刮涂含有磨料的浆料，以获得研磨片。
实施例6
将2.34重量％的脲三聚氰胺树脂UM-80(71％，Shinjin Chemicals)、20.80重量％的精制动物皮胶CFT(45％，Sun Abrasives公司)、1.09重量％的黄色染剂GOZ 01(43％，Woosung Chemicals)、9.84重量％的水、0.33重量％的分散剂Solvaron D-80(70％，Osung Chemicals)、0.78重量％的Attagel-50(100％，Engelhard)、64.68重量％的白色微粒状Al2O3 #2,000(100％，Treibacher)及0.14重量％的硬化剂NH4Cl(98％，可商购)用混合机混合3小时，以获得粘度为1,300至1,400cps(25℃)的含有磨料的浆料。下面，重复实施例1的过程，区别在于以29g/m2的量刮涂含有磨料的浆料，以获得研磨片。
对比例1
使用可商购自Sun Abrasives公司的薄片基底L312T #2,000。
物理性能测试
测试在实施例1至6和对比例1中获得的各个研磨片的物理性能以确定切割性能、工件表面粗糙度、使用次数以及终结点。结果列于表1中。
(i)切割性能：利用湿式抛光法对施加在透明漆面上的黑油涂漆层(宽度×长度：10mm×200mm)用传统研磨片L312T #1,500进行打磨而去除所需的时间(研磨装置：振动圆盘砂光机(Wacle，WA51330，pad-type 3″Velcro disc))。
(ii)表面粗糙度：利用表面粗糙度试验仪测量工件的Ra和Rmax值以评估切割性能。
(iii)使用次数：在评估切割性能时实现黑油涂漆完全去除的情况的次数。
(iv)终结点：在研磨片磨破时肉眼观察到的现象。
表1
Figure BPA00001372407000081
从表1可以看出，与对比例1的传统研磨片相比，本发明实施例1至6的研磨片在切割性能和表面粗糙度方面显示出改进的性能。
如上所述，本发明的研磨片显示出改进的切割性能且不产生刮痕，并因此可以有利地用于精密抛光和磨光。
通过上述特定的实施例描述了本发明，应当认识到，本领域技术人员可对本发明进行各种修改和改变，其也落入由所附权利要求书所限制的本发明的范围之内。

Claims (13)

1.制备研磨片的方法，其包括：
(1)在压花的第一基底的凹槽面上涂覆含有磨料的浆料，然后对涂层实施UV硬化或加热预干燥以在压花的第一基底上形成磨料涂层；
(2)在第二基底的一个面上涂覆胶粘剂以在其上形成胶粘剂层；
(3)组合第一和第二基底，从而使在步聚(1)中形成的磨料涂层粘结至在步骤(2)中形成的胶粘剂层，以形成叠层物；及
(4)从在步骤(3)中形成的叠层物分离出第一基底以获得具有压花的磨料涂层的研磨片，然后任选使所述研磨片硬化。
2.根据权利要求1的方法，其中在步骤(1)中使用的第一基底是通过在具有至少一种压花形状的纸、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄片、聚丙烯薄片或聚乙烯薄片的凹槽面上涂覆用于脱离的树脂而获得的。
3.根据权利要求2的方法，其中所述压花形状是圆锥形、三棱锥、四棱锥、半圆锥、半球形、斜纹或其组合的形状，并且内径和高度分别为50至1,000μm和100至500μm。
4.根据权利要求1的方法，其中在步骤(1)中使用的含有磨料的浆料在室温(25±2℃)下的粘度为500至10,000cps且固体含量为40至85重量％。
5.根据权利要求1的方法，其中在步骤(1)中使用的含有磨料的浆料包含选自以下组中的胶粘剂：酚醛树脂、脲三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酯丙烯酸酯树脂、胶乳、水溶性蛋白基胶粘剂及其混合物。
6.根据权利要求1的方法，其中在步骤(1)中含有磨料的浆料在涂覆第一基底的凹槽面时的用量在25至130g/m2的范围内。
7.根据权利要求1的方法，其中步骤(1)中的预干燥是通过在100至120℃下热处理涂层1至5分钟而实施的。
8.根据权利要求1的方法，其中在步骤(2)中使用的第二基底是布、纸、薄片、海绵、毛圈布、无纺布、铝箔或其组合。
9.根据权利要求1的方法，其中在步骤(2)中使用的胶粘剂选自：聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)胶乳、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)胶乳、氯丁二烯橡胶(CR)胶乳、氯丁橡胶、自交联PSA(压敏胶粘剂)丙烯酸橡胶及其混合物。
10.根据权利要求9的方法，其中所述胶粘剂在室温(25±2℃)下的粘度为500至10,000cps。
11.根据权利要求1的方法，其中胶粘剂在用于涂覆第二基底的一个面时的用量在20至60g/m2的范围内。
12.根据权利要求1的方法，其中在步骤(4)中得到的产品的硬化是通过在110至130℃下热处理60至180分钟或者通过UV处理而实施的。
13.通过权利要求1的方法制备的叠层形式的研磨片。
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