CN102189504A

CN102189504A - 抛光垫及其制造方法

Info

Publication number: CN102189504A
Application number: CN2010101432733A
Authority: CN
Inventors: 冯崇智; 王俊达; 蔡坤成; 洪永璋; 姚伊蓬; 杨高隆; 林至逸
Original assignee: San Fang Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: San Fang Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2010-03-18
Publication date: 2011-09-21

Abstract

本发明涉及抛光垫及其制造方法，该抛光垫包括纤维基材及第二高分子弹性体树脂。该纤维基材由多根复合纤维交错排列而成，每一根复合纤维都具有多根细纤维及第一高分子弹性体树脂，该第一高分子弹性体树脂间断地包覆所述细纤维。该第二高分子弹性体树脂包覆所述复合纤维，其中该第二高分子弹性体树脂和该第一高分子弹性体树脂具有相同的官能团。通过调整该第一高分子弹性体树脂及该第二高分子弹性体树脂的饱和度，可使所述细纤维的细度更小且不易缠结，因而不易刮伤被抛光的工件的表面，使得被抛光的工件具有优异的表面质量。

Description

抛光垫及其制造方法

技术领域

本发明涉及抛光垫及其制造方法，特别是不需要利用强酸或强碱进行开纤的抛光垫及其制造方法。

背景技术

目前常用的机械抛光方法在抛光时容易造成晶片表面刮伤，这是由于纤维细度太大和研磨液颗粒累积于抛光垫的孔隙中而造成的。因此目前纤维基材会改用细纤维以防止刮伤或是利用多次浸渍的方式来调整抛光垫的饱和度、硬度，并可调整高分子弹性体的特性及含量、固含量、模量，进而控制抛光垫的硬度、可压缩性和平坦性，例如中国台湾专利公告第491757号“一种网纹加工用研磨片及其制法”所揭示的。

然而，在已知工艺中，在该纤维基材变成细纤维(开纤)的过程中，一般须使用强酸或强碱溶液进行开纤工艺。使用后的溶液需进行后续处理，因此会增加成本且不环保。此外，上述开纤工艺是在该纤维基材浸渍高分子弹性体后进行的，造成抛光垫中的弹性体因纤维被部分移除而无法与该纤维基材完全结合，导致在抛光过程中纤维容易脱落，表面毛羽容易缠结。为了克服上述缺点，另一种已知方式是将该纤维基材进行多次浸渍，然而该方式不仅繁琐复杂、效率低，而且增加了成本。

因此，有必要提供创新的且具有进步性的抛光垫及其制造方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明提供抛光垫的制造方法，其包括以下步骤：(a)提供多根复合纤维，每一根复合纤维都具有多根细纤维及第一高分子弹性体树脂，该第一高分子弹性体树脂包覆所述细纤维；(b)将所述复合纤维交错排列以形成纤维基材；及(c)将该纤维基材含浸于第二高分子弹性体树脂溶液中，其中该第二高分子弹性体树脂溶液包含该第二高分子弹性体树脂，该第二高分子弹性体树脂和该第一高分子弹性体树脂具有相同的官能团，使得该第一高分子弹性体树脂溶解于该第二高分子弹性体树脂溶液中，从而使所述细纤维的部分区段暴露。

本发明还提供抛光垫，其包括纤维基材及第二高分子弹性体树脂。该纤维基材由多根复合纤维交错排列而成，每一根复合纤维都具有多根细纤维及第一高分子弹性体树脂，该第一高分子弹性体树脂间断地包覆所述细纤维。该第二高分子弹性体树脂包覆所述复合纤维，其中该第二高分子弹性体树脂和该第一高分子弹性体树脂具有相同的官能团。

在本发明中，在该纤维基材变成细纤维(开纤)的过程中，不需要使用强酸或强碱溶液进行开纤工艺，因此，使用后的溶液可回收再使用，这不仅环保而且可降低成本。此外，本发明可通过调整该抛光垫中该第一高分子弹性体树脂和该第二高分子弹性体树脂的饱和度，使得在抛光过程中研磨液颗粒不易累积于该抛光垫的孔洞中，而且所述细纤维的细度可以更小且不易缠结，因而不易刮伤被抛光的工件的表面，使得被抛光的工件具有优异的表面质量。

附图说明

图1显示本发明所使用的复合纤维的示意性剖视图；

图2显示本发明抛光垫的示意性剖视图；

图3显示图2的抛光垫中的区域A的局部剖视图；及

图4显示本发明抛光垫的另一实施方式的示意性剖视图。

主要组件符号说明

1本发明抛光垫

12复合纤维

14第二高分子弹性体树脂

16孔洞

121细纤维

122第一高分子弹性体树脂

具体实施方式

本发明涉及抛光垫的制造方法，其包括以下步骤。首先，参考图1，提供多根复合纤维12，每一根复合纤维12具有多根细纤维121及第一高分子弹性体树脂122，该第一高分子弹性体树脂122包覆所述细纤维121。所述细纤维121的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、聚丙烯(PP)、聚酯树脂、丙烯酸类树脂(Acrylic Resin)及聚丙烯腈树脂。在一个实施方式中，所述复合纤维12的细度小于6旦，所述细纤维121的细度小于0.5旦，且在所述复合纤维12中所述细纤维121与该第一高分子弹性体树脂122的重量比为4∶6。

该第一高分子弹性体树脂为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。在本实施方式中，所述复合纤维12为海岛型纤维，所述细纤维121为岛成分，该第一高分子弹性体树脂122为海成分。然而在其它应用中，所述复合纤维12也可以是分割型纤维。

接着，将所述复合纤维12交错排列以形成纤维基材。在一个实施方式中，该纤维基材为无纺布，其是利用固结方式(例如，针刺、水刺或热压)将所述复合纤维12交错排列而形成该纤维基材。

接着，将该纤维基材含浸于第二高分子弹性体树脂溶液中以进行开纤工艺，其中该第二高分子弹性体树脂溶液包含该第二高分子弹性体树脂，该第二高分子弹性体树脂和该第一高分子弹性体树脂122具有相同的官能团，使得该第一高分子弹性体树脂122溶解于该第二高分子弹性体树脂溶液中，从而使所述细纤维121的部分区段暴露，如图2至图3所示。接着，经由使该第二高分子弹性体树脂溶液固化及脱除溶剂使其定形，使得所述细纤维121未暴露的部位与高分子弹性体完全结合。接着，再经过水洗、烘干及研磨步骤，制得抛光垫成品。

该第二高分子弹性体树脂选自热塑性聚氨酯弹性体、聚酰胺类树酯、聚碳酸酯、三聚腈胺树脂、聚甲基丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、苯乙烯类树脂(或称为乙烯基苯树脂)、丙烯酸类树脂以及其混合物。

该第二高分子弹性体树脂溶液还包含溶剂及界面活性剂(interfacialagent)，该第二高分子弹性体树脂占该第二高分子弹性体树脂溶液总重量的比例为10％至60％，该溶剂占该第二高分子弹性体树脂溶液总重量的比例为40％至90％，该界面活性剂占该第二高分子弹性体树脂溶液总重量的比例为1％～10％。该溶剂选自二甲基甲酰胺、甲苯、环己酮、甲基乙基酮、以及其混合物。

优选地，该第二高分子弹性体树脂和该第一高分子弹性体树脂的材质相同。

再参考图2，图2显示本发明抛光垫的示意性剖视图。同时参考图3，图3显示图2的抛光垫中区域A的局部剖视图。该抛光垫1包括纤维基材及第二高分子弹性体树脂14。该纤维基材由多根复合纤维12交错排列而成，每一根复合纤维12具有多根细纤维121及第一高分子弹性体树脂122，该第一高分子弹性体树脂122间断地包覆所述细纤维121。

在一个实施方式中，所述复合纤维12的细度小于6旦，所述细纤维121的细度小于0.5旦。所述复合纤维12为海岛型纤维，所述细纤维121为岛成分，该第一高分子弹性体树脂122为海成分。然而在其它应用中，所述复合纤维12也可以是分割型纤维。

该纤维基材为无纺布。所述细纤维121的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、聚丙烯(PP)、聚酯树脂、丙烯酸类树脂及聚丙烯腈树脂。该第一高分子弹性体树脂为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。该第二高分子弹性体树脂14包覆所述复合纤维12，其中该第二高分子弹性体树脂14和该第一高分子弹性体树脂122具有相同的官能团。该第二高分子弹性体树脂14选自聚酰胺类树酯、聚碳酸酯、三聚腈胺树脂、聚甲基丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂以及其混合物。

该第二高分子弹性体树脂14具有多个孔洞16，所述孔洞16彼此连通。

由图3可看出，所述细纤维121的部分区段未被该第一高分子弹性体树脂122及该第二高分子弹性体树脂14所包覆。通过调整该第二高分子弹性体树脂的材质以及该第二高分子弹性体树脂占该第二高分子弹性体树脂溶液总重量的比例，可以改变该第一高分子弹性体树脂122被溶解稀释的程度，进而决定所述细纤维121未被包覆的区段(即暴露出的区段)的大小比例。

在一个实施方式中，该第二高分子弹性体树脂和该第一高分子弹性体树脂的材质相同，如图4所示。请注意，在图4中，该第二高分子弹性体树脂和该第一高分子弹性体树脂完全结合成一体，因此皆以标号14表示。

本发明的优点如下。在该纤维基材变成细纤维(开纤)的过程中，不需使用强酸或强碱溶液进行开纤工艺，因此，使用后的溶液可回收再使用，这不仅环保而且可降低成本。此外，本发明可通过调整抛光垫1中该第一高分子弹性体树脂122及该第二高分子弹性体树脂14的饱和度，使得抛光过程中研磨液颗粒不易累积于该抛光垫1的孔洞16中，而且所述细纤维121的细度可以更小且不易缠结，因而不易刮伤被抛光工件的表面，使得被抛光的工件具有优异的表面质量。

现以下列实施例对本发明予以详细说明，但这并不意味着本发明仅局限于这些实施例所揭示的内容。

实施例1

首先，提供由本公司(三芳化学工业股份有限公司)自行生产的多根复合纤维，每一根复合纤维都具有细度为3旦的尼龙6细纤维以及作为第一高分子弹性体树酯的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。接着，将这些复合纤维针刺成无纺布(即非织物基布)，其中该尼龙6和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的重量比例分别为70％和30％。

接着，将该无纺布含浸于第二高分子弹性体树脂溶液中，该第二高分子弹性体树脂溶液由聚氨酯树酯、溶剂二甲基甲酰胺(DMF)及界面活性剂组成，其中该聚氨酯树脂占该第二高分子弹性体树脂溶液总重量的约50％，二甲基甲酰胺占该第二高分子弹性体树脂溶液总重量的约49％，界面活性剂占该第二高分子弹性体树脂溶液总重量的约1％。

该无纺布被含浸于该第二高分子弹性体树脂溶液后，经过凝固水槽，使渗入该无纺布内的第二高分子弹性体树脂溶液与二甲基甲酰胺(DMF)水溶液发生置换而凝固，从而使该无纺布与具有连通多孔性的高分子弹性体成固化结合，其中该凝固水槽内可装有由水与二甲基甲酰胺(DMF)所配制的25％(按重量计)的二甲基甲酰胺(DMF)水溶液。

接着，进入水洗槽中，通过挤压轮的压吸作用将渗入无纺布内的杂质及二甲基甲酰胺溶剂(DMF)水洗出来。水洗温度控制在80℃，通过不断挤压(空气压力＝4.0kg)，并利用高的水洗温度将残余的二甲基甲酰胺溶剂(DMF)及界面活性剂水洗出来。

经水洗完全后，输送到具有高温的加热装置(140℃)中将水份蒸发干燥，以形成抛光垫半成品。

接着，通过机械式研磨机对该抛光垫半成品的研磨表面进行修整，制得厚度为1.28mm并具有表面平坦性的抛光垫成品，其中该研磨机使用目数为150目与400目的砂纸，研磨修整的参数为：转速为1200与1300rpm，负载电流为28安培。

上述实施方式仅为了说明本发明的原理及其功效，并非用于限制本发明，因此本领域技术人员可对上述实施方式进行修改和变化而不脱离本发明的精神和范围。本发明的保护范围应如所附权利要求所列。

Claims

1.抛光垫，包括：

纤维基材，其由多根复合纤维交错排列而成，每一根复合纤维都具有多根细纤维及第一高分子弹性体树脂，该第一高分子弹性体树脂间断地包覆所述细纤维；及

第二高分子弹性体树脂，其包覆所述复合纤维，其中该第二高分子弹性体树脂和该第一高分子弹性体树脂具有相同的官能团。

2.权利要求1的抛光垫，其中所述细纤维的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、聚丙烯(PP)、聚酯树脂、丙烯酸类树脂、以及聚丙烯腈树脂。

3.权利要求1的抛光垫，其中该第一高分子弹性体树脂为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。

4.权利要求1的抛光垫，其中所述细纤维的部分区段未被该第一高分子弹性体树脂和该第二高分子弹性体树脂包覆，且该第二高分子弹性体树脂选自聚酰胺类树酯、聚碳酸酯、三聚腈胺树脂、聚甲基丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂及其混合物。

5.权利要求1的抛光垫，其中所述复合纤维为海岛型纤维或分割型纤维，当所述复合纤维为海岛型纤维时，所述细纤维为岛成分，该第一高分子弹性体树脂为海成分。

6.抛光垫的制造方法，包括以下步骤：

(a)提供多根复合纤维，每一根复合纤维都具有多根细纤维及第一高分子弹性体树脂，该第一高分子弹性体树脂包覆所述细纤维；

(b)将所述复合纤维交错排列以形成纤维基材；及

(c)将该纤维基材含浸于第二高分子弹性体树脂溶液中，其中该第二高分子弹性体树脂溶液包含该第二高分子弹性体树脂，该第二高分子弹性体树脂和该第一高分子弹性体树脂具有相同的官能团，使得该第一高分子弹性体树脂溶解于该第二高分子弹性体树脂溶液中，从而使得所述细纤维的部分区段暴露。

7.权利要求6的方法，其中该步骤(a)中所述细纤维的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、聚丙烯(PP)、聚酯树脂、丙烯酸类树脂、以及聚丙烯腈树脂。

8.权利要求6的方法，其中该步骤(a)中该第一高分子弹性体树脂为热塑性聚氨酯弹性体(TPU)。

9.权利要求6的方法，其中该步骤(a)中所述复合纤维为海岛型纤维或分割型纤维，当所述复合纤维为海岛型纤维时，所述细纤维为岛成分，该第一高分子弹性体树脂为海成分。

10.权利要求6的方法，其还包括在该步骤(c)之后使该第二高分子弹性体树脂溶液固化的步骤。