TWI294331B - Method of forming structured abrasive article - Google Patents

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TWI294331B
TWI294331B TW095103322A TW95103322A TWI294331B TW I294331 B TWI294331 B TW I294331B TW 095103322 A TW095103322 A TW 095103322A TW 95103322 A TW95103322 A TW 95103322A TW I294331 B TWI294331 B TW I294331B
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adhesive formulation
curing
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binder
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Anthony C Gaeta
Xiaorong You
William C Rice
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Saint Gobain Abrasives Inc
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Description

1294331 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 一般而言,本揭示内容係關於形成結構化研磨物件之方 法及系統。 【先前技術】 諸如經塗布之研磨物件及經膠合之研磨物件之研磨物件 可用於各種工業中以(例如)藉由搭接、研磨或拋光加工工 件。利用研磨物件之加工覆蓋自光學工業、汽車補漆工業 至金屬預製件工業之廣泛工業範疇。在此等實例之各者 中,設施之製造使用研磨物件以移除大塊材料或影響產品 之表面特徵。 表面特徵包括光澤、紋理及均一性。例如,金屬組件之 製造商使用研磨物件以使表面精細且拋光表面,且經常需 要均一光滑的表面。類似地,光學製造商需要產生無缺陷 表面以防止光繞射及散射之研磨物件。 製造商亦需要對於特定應用而言具有高切削率之研磨物 件。然而,在切削率與表面品質之間經常顧此失彼。較精 細顆粒研磨物件通常產生較光滑的表面,而具有較低切削 率。較低切削率導致生產率降低及成本增加。 尤其在經塗布研磨物件之範圍内,研磨物件製造中已引 入表面結構以在維持表面品質的同時改良切削率。具有凸 起研磨層之表面結構或圖案之經塗布研磨物件(通常稱為 經設計或結構化的研磨物件)通常展示改良的使用壽命。 然而,用於形成結構化研磨物件之典型技術為不可靠的 108131.doc 1294331 且遭受效能限制。一種形成結構化研磨物件之典型方法包 括以黏性黏合劑塗布一襯底,以功能性粉末塗布該黏性黏 合劑’及將結構圖案衝壓或輥壓入該黏性黏合劑。功能性 粉末防止該黏合劑黏著至圖案化工具。隨後使該黏合劑固 化。 以功能性粉末不完全地塗布黏性黏合劑導致黏合劑黏著 至圖案化工具。黏合劑黏著產生不良結構,從而導致不良 Φ 產品效能及廢棄產品。 方法限制對適用於典型結構化研磨調配物技術之黏合劑 之選擇。典型黏合劑包括高負载的增加黏合劑黏度之傳統 填料。該等傳統填料影響黏合劑的機械特性。舉例而言, n負載之傳統填料可不利地影響黏合劑之拉伸強度、拉伸 模數及斷裂伸長岸特徵。黏合劑之不良機械特性允許研磨 顆粒損失,從而在表面上產生刮痕及混濁且降低研磨物件 舞'命。 •顆粒損失亦使研磨物件之效能降級,從而導致頻繁更 換。對於製造商而言頻繁的研磨物件更換是昂貴的。因 此而要改良的研磨物件及製造研磨物件之方法。 【發明内容】 在—特定實施例中,一種形成結構化研磨物件之方法包 括以黏合劑調配物塗布襯底,使該黏合劑調配物部分固化 在”亥。卩分固化的黏合劑調配物中形成圖案。 在另—實施例中,一種形成結構化研磨物件之方法包括 以包含點合劑及研磨顆粒之研磨漿塗布襯底,使該研磨漿 108131.doc 1294331 部分固化且在該部分固化的研磨漿中形成圖案。 在另一實施例中,一種形成結構化研磨物件之方法包括 使黏合劑調配物部分固化至黏度指數為至少約i l,在节 部分固化的黏合劑調配物中形成結構之圖案且使該部分固 化的黏合劑調配物進一步固化。 【實施方式】 在一特定實施例中,一種形成諸如結構化研磨物件之研 •磨物件之方法包括以黏合劑調配物塗布襯底,使該黏合劑 調配物部分固化且在該部分固化的黏合劑調配物中形成圖 案。可將該黏合劑調配物併入包括該黏合劑調配物及研磨 顆粒之研磨漿中。可將該研磨漿施加於該塗層。在一例示 性實施例中,使該黏合劑調配物部分固化至黏度指數為至 少約ι·ι。該方法可進一步包括使該經圖案化且部分固化 的黏合劑调配物完全固化。在一例示性實施例中,該黏合 劑調配物係由奈米複合黏合劑調配物形成的。 Φ 經設計或結構化的研磨物件通常包括安置於襯底或支撐 物上之研磨結構之圖案。例示性結構化研磨物件揭示於美 國專利第6,293,980號中,其全文以引用的方式併入本文 中。圖1中說明經設計或結構化研磨物件之一例示性實施 例。結構化研磨物件包括襯底102及包括研磨顆粒之層 104。一般而言,層104經圖案化以具有表面結構1〇6。 概底1 02可為可撓性的或剛性的。襯底1 02可由任何數目 之各種材料製造,包括在塗布研磨物件製造中習知用作襯 底之彼等材料。例示性可撓襯底包括聚合薄膜(例如預底 108131.doc 1294331 薄膜(primed film)),諸如聚烯烴薄膜(例如聚丙烯,包括 雙軸定向聚丙烯)、聚酯薄膜(例如聚對苯二甲酸乙二醇 酉曰)、聚醯胺薄膜或纖維素醋薄m ;金屬冑;筛網;發= 體(例如天然海綿材料或聚醯胺甲酸酯發泡體);布料(例如 由包含聚酿、耐綸(nyl❶n)、真絲、棉、務棉(州训加) 或人棉之纖維或紗線製成的布料);紙張;硫化紙張;硫 化橡膠;硫化纖維;非編織材料;其組合;或其經處理: 形式。布料襯底可為經編織的或經縫合的。在特定實例 中,襯底係選自由紙張、聚合物薄膜、布料、棉、滌棉、1 人棉、聚冑、聚耐綸、硫化橡膠、硫化纖維、金屬猪及1 組:組成之群。在其它實例中,襯底包括聚丙埽薄膜或聚 對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。 襯底102可視情況具有飽和劑、前上膠層(㈣_
或後上膠層(backsize layer)中之至少一者。此等層之目的 通常為密封襯底或保護在襯底中之紗線或纖維。若襯底 1 02為布質材料,則通常使用此等層中之至少一者。添加 前上膠層a後上膠層彳額外地在襯底102的前或後面產 生"更光滑的"表面。亦可使用此項技術中已知之其它可選 擇之層(例如,黏結層,·參見美國專利第5,7〇〇,3〇2號 (Stoetze丨等人)’其揭示内容以引用的方式併入本文中卜 在布質處理材料中可包括抗靜電材料。添加抗靜電材料 可減小當砂磨木材或類似木材之材料時該經塗布之物件積 累靜電之趨勢。關於抗靜電襯底及襯底處理方法之額外詳 細資料可在(例如)美國專利第5,1〇M63號(如^⑽⑽等 108131.doc 1294331 人)、5,137,542號(Buchanan等人)、5,328,71q#(Buchanan) 及5,560,753號(Buchanan等人)中找到,其揭示内容以引用 的方式併入本文中。 襯底102可為(例如)描述於美國專利第5,417,726號(以〇加 等人)中之纖維性加強熱塑性塑料,或(例如)描述於美國專 利第5,573,619號(Benedict等人)中之環形無接頭帶,其揭 不内容以引用的方式併入本文中。類似地,襯底可為(例 如)描述於美國專利第55505,747號(Chesley等人)中之具有 自其伸出的鉤狀桿之聚合基板,其揭示内容以引用的方式 併入本文中。類似地,襯底1〇2可為(例如)描述於美國專利 第5,565,01 1號(Follett等人)中之環形織物,其揭示内容以 引用的方式併入本文中。 在一些實例中,將壓力敏感黏著劑併入經塗布研磨物件 月面上使得可將所得經塗布研磨物件固定於一襯墊。例示 性壓力敏感黏著劑包括乳膠續紗、松香、包括聚丙稀酸西旨 # (例如聚(丙烯酸丁醋))之丙婦酸聚合物或共聚物、乙婦基 醚(例如聚(乙烯基正丁基醚))、醇酸黏著劑、橡膠黏著劑 (例如’天然橡膠、合成橡谬或氯化橡膠)或其混合物。 例示性剛性襯底包括金屬板,板或其類似物。適合 剛性襯底之另-實例描較(例如)美國專利第5,417,726號 (Stout等人)’其揭示内容以引用的方式併入本文中。 層1〇4可形成為-或多層塗層。舉例而言,層_可包括 -次底漆(make coat)且視情況包括底漆⑶♦層⑻ 通常包括研磨顆粒及黏合劑。在—例示性實施例中,將該 108131.doc 10· 1294331 等研磨顆粒與黏合劑調配物摻合以形成研磨t。或者,在 將點合劑調配物塗布於襯底102上後將該等研磨顆粒施加 於該黏合劑調配物上。視情況,可在層1〇4上施加功能性 粉末以防止層104黏著至圖案化工具。或者,可在無功能 性粉末之狀況下在層104中形成圖案。 可由單一聚合物或聚合物之摻合物形成該一次底漆或該 底漆之黏合劑。舉例而言’可自環氧樹脂、丙烯酸聚合物 •=其組合形成黏合劑。另外’該黏合劑可包括填料,例如 奈米尺寸填料或奈米尺寸填料與微米尺寸填料之組合。在 —特定實施例中’該黏合劑為膠狀黏合劑,其中固化形成 黏合劑之調配物為包括微粒填料之膠狀懸浮液。其他或另 外,該黏合劑可為包括次微米級微粒填料之奈米複合黏合 劑。 結構化研磨物件100可視情況包括緩衝塗層(c〇mpUant coat)及底面塗層(back c〇at)(未圖示卜此等塗層可起到上 φ 述作用且可由黏合劑組合物形成。 該黏合劑一般包括聚合物基質,《使研磨顆粒黏合至該 襯底或緩衝塗層(若存在)。通常,該黏合劑係由經固化的 黏合劑調配物形成。在一例示性實施例中,該黏合劑調配 物包括聚合物組份及分散相。 黏合劑調配物可包括一或多種用於製備聚合物之反應成 伤或I合成伤。聚合物成份可包括單體分子、聚合分子或 其組合。黏合劑調配物可另外包含選自由溶劑、增塑劑、 鍵轉移劑、催化劑、穩定劑 '分散劑、固化劑、反應媒劑 108131.doc 1294331 及影響分散液流動性之試劑組成之群的組份。 該等聚合物成份可形成熱塑性塑料或熱固性塑料。舉例 而言,該等聚合物成份可包括用於形成聚醯胺甲酸酯、聚 脲、聚合環氧樹脂、聚酯、聚醯亞胺、聚矽氧烷(聚矽 氧)、聚合醇酸、苯乙烯-丁二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯橡 膠、聚丁二烯之單體及樹脂,或一般而言為用於製造熱固 性聚合物之反應性樹脂。另一實例包括丙烯酸酯或甲基丙 •烯酸酯聚合物成份。前驅體聚合物成份通常為可固化有機 材料(意即’在曝露於熱量或諸如電子束、紫外光、可見 光等之其它能量源時或在添加化學催化劑、水分或其它引 起聚合物固化或聚合之試劑時能夠聚合或交聯之聚合物單 體或材料)。前驅體聚合物成份實例包括用於形成胺基聚 合物或聚醯胺塑料聚合物之反應性成份,例如烷基化脲_ 曱酸聚合物、三聚氰胺-甲醛聚合物及烷基化苯幷三聚氰 二胺-甲酸聚合物、包括丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯聚合物 φ 之丙烯酸聚合物、丙烯酸烷酯、丙烯酸酯化環氧樹脂、丙 烤酸醋化胺基甲酸酯、丙烯酸酯化聚酯、丙烯酸酯化聚 鱗、乙烯醚、丙烯酸酯化油或丙烯酸酯化聚矽氧、諸如胺 基曱酸酯醇酸聚合物之醇酸聚合物、聚酯聚合物、反應性 胺基甲酸酯聚合物、諸如可溶酚醛樹脂及酚醛清漆聚合物 之酚系聚合物、酚系/乳膠聚合物、諸如雙酚環氧聚合物 之環氧聚合物、異氰酸酯、異三聚氰酸酯、包括烷基烷氧 基石夕烧聚合物之聚石夕氧烧聚合物或反應性乙烯聚合物。該 黏合劑调配物可包括單體、寡聚物、聚合物或其組合。在 108131.doc 12 1294331 一特疋貝施例中,該黏合劑調配物包括至少兩種類型固化 時可交聯之聚合物之單體。例如,該黏合劑調配物可包括 當固化時形成環氧樹脂/丙烯酸聚合物之環氧樹脂成份及 丙稀酸成份。 ,一例示性實施例中,該等聚合物反應組份包括陰離子 及陽離子可聚合前驅體。例如,該黏合劑調配物可包括至 ^-種陽離子可固化組份,例如至少—種環馳份、環内 S曰組份、環縮醛組份、環硫醚組份、螺原酸酯組份、環 氧-官能組份或氧雜環丁m組份。通f,該黏合劑調 =物包括至少一種選自由環氧-官能組份及氧雜環丁烧-官 2=組成之群之組份。該黏合劑調配物可包括相對 Γ 物之總重量至少約10重量。之陽離子可固化組 伤,例如至少約20重量%、通 50舌旦。/ /」刊更里%或至少約 二里°。一般而言,該黏合劑調配物包括相對該黏人
调配物之她會吾又士认μ f曰月J 勿之〜重里不大於約95重量%之陽離子 例如不大於約90重量%、不大於 '伤’ 重量%。 里里/〇或不大於約70 該霉占合劑調配物可包括、— 芳族P ^ 至夕一種%氧_官能組份,例如 …-官能組份("芳族環氧樹脂”)或脂㈣二 伤("脂族環氧樹脂")。環 衣氧_g迠組 基,意即一或多個三f h或多個環氧 貝%結構(核氧乙烷)之組份。 方無環氧樹脂組份包括一或多 環。該黏合劍調配物可包括 ⑥乳基及一或多個芳 芳族環氧㈣线之f 種㈣環氧樹脂組份。 ^包括❹自多齡之芳族環氧樹 胸 3I.d0< •13- 1294331 月曰’例如衍生自諸如雙酚A(4,4,-亞異丙基二酚)、雙酚ρ(雙 [心羥基苯基]甲烷)、雙酚s(4,4,_磺醯二酚)、4,4,-亞環己基 雙®分、4,4’-雙酚或4,4,-(9-亞第基)二酚之雙酚。該雙酚可 經燒氧基化(例如,乙氧基化或丙氧基化)或經齒化(例如溴 化)°雙盼環氧樹脂之實例包括雙酚二縮水甘油醚,例如 雙紛A或雙酚ρ之二縮水甘油醚。 芳族環氧樹脂之另一實例包括三酚甲烷三縮水甘油醚、 ’ι’ι 一(對基本基)乙烧二縮水甘油鱗或衍生自單齡之 芳族環氧樹脂,例如衍生自間苯二酚(例如,間苯二酚二 縮水甘油醚)或對苯二酚(例如對苯二酚二縮水甘油醚)。另 貫例為壬基苯基縮水甘油鱗。 另外’芳族環氧樹脂之實例包括環氧酚醛清漆,例如苯 酚環氧酚醛清漆及甲酚環氧酚醛清漆。甲酚環氧酚醛清漆 之市售實例包括(例如)由Dainippon Ink and Chemicals,he. 製造之EPICLON N-660、N-665、N-667、N-670、N-673、 N - 680、N-690或N-695。苯酚環氧酚醛清漆之實例包括(例 如)由 Dainippcm ink and Chemicals Inc·製造之EpiCL〇N N一 740、N-770、N-775 或 N-865。 在一實施例中,該黏合劑調配物可含有相對於該黏合劑 調配物之總重量至少10重量%之一或多種芳族環氧樹脂。 脂族環氧樹脂組份具有一或多個環氧基且無芳環。該黏 合劑調配物可包括一或多種脂族環氧樹脂。脂族環氧樹脂 之實例包括C2-C30烷基之縮水甘油醚,* W-C30烷基之i,2 環氧樹脂,諸如1,4_ 丁二醇、新戊二醇 f 于咏已垸二甲醇、 108131.doc 1294331 二溴新戊二醇、三羥甲基丙烷'聚氧化四曱基醚、聚氧化 乙烯、聚氧化丙埽、甘油及烧氧基化脂族醇或多元醇之脂 族醇或多元醇之單或多縮水甘油醚。 在一實施例中,該脂族環氧樹脂包括-或多個環脂族環 結構。例# ’該脂族環氧樹脂可具有—或多個氧化環己稀 、、’。構例如兩個氧化環己烯結構。包含環結構之脂族環氧 樹脂之實例包括氫化雙酚A二縮水甘油醚、氫化雙酚f二縮 水甘油醚、氫化雙酚S二縮水甘油醚、雙(4_羥基環己基)甲 烷二縮水甘油醚、2,2_雙(4_羥基環己基)丙烷二縮水甘油 醚、3,4-環氧環己基甲基_3,4_環氧環己烷羧酸酯、Μ —環 氧基-6-曱基環己基甲基_3,4_環氧基_6_甲基環己燒叛= 酯、二(3,4-環氧環己基曱基)己二酸酯、二(3,4_環氧基 甲基環己基曱基)己二酸g旨、伸乙基雙(3,4_環氧環己燒敌 酸酯)、乙二醇二(3,4_環氧環己基甲基)醚或2_(3,4-環^環 己基-5,5-螺-3,4-環氧基)環己烧_1>3·二倾。脂族^氧: 脂之實例亦在美國專利第6,41〇5127號中列出,兮安人 该柔全文以 引用的方式併入本文中。 在一實施例中,該黏合劑調配物包括相對於該黏人劑' 配物之總重量至少約5重量%之一或多種脂族環氧凋 例如至少約10重量%或至少約20重量%之脂族譬氧樹= 一般而言’該黏合劑調配物包括相對於該黏人上 σ Μ调配物之 總重量不大於約70重量%之脂族環氧樹脂,彻r _ 列如不大於約 50重量%、不大於約40重量%。 通常,該黏合劑調配物包括一或多種脂族醇 t 、月旨族多元 108131.doc -15- 1294331 醇、聚酯多元醇或聚醚多元醇之單或多縮水甘油醚。該組 份之實例包括1,4_ 丁二醇二縮水甘油醚、聚氧化乙_ ^或 聚氧化丙二醇或三醇之縮水甘油醚,其分子量為約2〇〇至 約10,000 ;聚伸丁二醇或聚(氧伸乙基-氧伸丁基)無規或嵌 段共聚物之縮水甘油醚。市售縮水甘油醚之實例包括諸如
Heloxy 48、Heloxy 67、Heloxy 68、Heloxy l〇7&Gril〇nit F713之多官能縮水甘油醚;或諸如Hel0Xy 71、 505、Heloxy 7、Heloxy 8及Heloxy 61之單官能縮水甘油 醚(由 Resolution Performances,www.resins c〇m售出)。 該黏合劑調配物可含有約3重量%至約4〇重量。/q、更通常 約5重τ %至約20重量%之脂族醇、脂族多元醇、聚酯多元 醇或聚醚多元醇之單或多縮水甘油醚。 該黏合劑調配物可包括一或多種氧雜環丁烷_官能組份 ("氧雜環丁烧")。氧雜環丁院為具有—或多個氧雜環丁基 (意即-或多個包括一個氧及三個碳成員之四員環 : 組份。 氧雜% 丁烷之實例包括由下式表示之組份: ~2—R2 h2c: :ch2 Ο 其中 表不氫原子、具有1至6個碳原子之烷基(例如曱基、 土丙基或丁基)、具有1至6個碳原子之氟烷基、烯丙 基、芳基、呋喃基或噻吩基; 108131.doc -16- 1294331 Q2表示具有1至6個碳原子之伸烷基(例如亞甲基、伸乙 基、伸丙基或伸了基)或含驗鍵之伸㈣,例如氧基伸烧 基,諸如氧伸乙基、氧伸丙基或氧伸丁基; Z表示氧原子或硫原子;且 R2表示氫原子、具有〗_6個碳原子之烷基(例如甲基、乙 基丙基或丁基)、具有2-6個碳原子之烯基(例如卜丙烯 基、2-丙烯基、甲基小丙烯基、2_甲基_2_丙烯基、丨_丁 φ烯基、2-丁烯基或弘丁烯基)、具有6-18個碳原子之芳基 (例如笨基、奈基、蒽基或菲基)、具有7_丨8個碳原子之經 取代或未經取代芳烷基(例如苯甲基、氟苯甲基、曱氧基 本甲基、本乙基、苯乙稀基、cynnamyl、乙氧基苯甲 基)、芳氧基烷基(例如苯氧基甲基或苯氧基乙基)、具有2_ 6個碳原子之烷羰基(例如乙基羰基、丙基羰基或丁基羰 基)、具有2-6個碳原子之烷氧基羰基(例如乙氧基羰基、丙 氧基羰基或丁氧基羰基)、具有2-6個碳原子之N—烷基胺曱 鲁酸基(例如乙基月女曱醯基、丙基胺曱醯基、丁基胺甲醯基 或戊基胺甲醯基)或具有2-1 〇〇〇個碳原子之聚醚基。尤其適 用的一種氧雜環丁烷包括3_乙基_3-(2_乙基己氧基甲基)氧 雜環丁烷。 除一或多種陽離子可固化組份外或代替其,該黏合劑調 配物可包括一或多種自由基可固化組份,例如一或多種具 有一或多個烯系不飽和基之自由基可固化組份,例如(甲 基)丙稀酸酯(意即丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯)官能組份。 單官能烯系不飽和組份之實例包括丙烯醯胺、N,N_二甲 108131.doc -17- 1294331 基丙烯醯胺、(曱基)丙烯醯基嗎啉、(甲基)丙烯酸7-胺基一 3,7_二甲基辛酯、異丁氧基甲基(曱基)丙烯醯胺、(曱基)丙 烯酸異冰片氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙 烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸乙基二乙二醇酯、第三辛 基(甲基)丙烯醯胺、雙丙酮(甲基)丙烯醯胺、(曱基)丙烯酸 二曱基胺基乙酯、(曱基)丙烯酸二乙基胺基乙酯、(甲基) 丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸二環戊二烯酯、(甲基)丙烯 | 酸二環戊烯氧基乙酯、(曱基)丙烯酸二環戊烯酯、N,N-: 甲基(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸四氣苯酯、(甲基)丙烯 酸2-四氣苯氧基乙酯、(曱基)丙烯酸四氳呋喃酯、(甲基) 丙烯酸四溴苯酯、(曱基)丙浠酸2_四溴苯氧基乙酯、(曱 基)丙烯酸2-三氯苯氧基乙酯、(曱基)丙烯酸三溴苯酯、 (曱基)丙烯酸2-三溴苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2_羥乙酯、 (甲基)丙烯酸2-羥丙酯、乙烯基己内醯胺、N_乙烯基吡咯 咬i同、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙 φ 酉旨、(甲基)丙烯酸五氯苯酯、(曱基)丙烯酸五溴苯酯、聚 乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、 (甲基)丙烯酸冰片酯、(曱基)丙烯酸曱基三乙二醇酯或其 組合。 多官能烯系不飽和組份之實例包括二(甲基)丙烯酸乙二 醇醋、二(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、二丙烯酸三乙二醇 酯、二(甲基)丙烯酸四乙二醇酯、二(甲基)丙烯酸三環癸 二基二亞曱酯、三(曱基)丙烯酸三羥甲基丙酯、三(甲基) 丙烯酸乙氧基化三羥甲基丙酯、三(甲基)丙烯酸丙氧基化 108131.doc -18- 1294331 三經甲基丙酯、二(甲基)丙婦酸三丙二醇酯、二(曱基)丙 烯酸新戊二醇酯、雙酚A二縮水甘油醚之雙末端(甲基)丙 烯酸加合物、二(甲基)丙烯酸1,4-丁二醇酯、二(曱基)丙稀 酸1,6-己二醇酯、聚乙二醇二(曱基)丙烯酸酯、(曱基)丙烯 酸酯-官能異戊四醇衍生物(例如三(曱基)丙烯酸異戊四醇 酯、四(甲基)丙烯酸異戊四醇酯、六(曱基)丙烯酸二(異戊 四醇)醋、五(甲基)丙烯酸二(異戊四醇)酯或四(曱基)丙稀 酸二(異戊四醇)酯)、四(甲基)丙烯酸二(三羥甲基)丙g旨、 乙氧基化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化雙酚a二(甲 基)丙烯酸酯、乙氧基化氫化雙酚A二(曱基)丙烯酸酯、丙 氧基化-改質氫化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化雙酚 F —(甲基)丙烯酸醋或其組合。 在一實施例中,該黏合劑調配物包含一或多種具有至少 3個(甲基)丙烯酸酯基(例如3至6個(甲基)丙烯酸酯基或5至 6個(甲基)丙烯酸酯基)之組份。 在特定實施例中,該黏合劑調配物包括相對於該黏合
大於約2 0重蕃〇乂式丁丄μ y丄…> _
環氧樹脂前驅體可具有2或多個 個環氧-官能基。 108131.doc -19- 1294331 在另一實例中,丙烯酸前驅體可具有兩個或兩個以上甲基 丙烯酸酯官能基。 令人驚奇地發現包括具有聚醚骨架之組份之黏合劑調配 物在黏合劑調配物固化後顯示優良的機械性能。具有聚醚 骨架之化合物實例包括聚伸丁二醇、聚伸丁二醇之縮水甘 油酸、聚伸丁二醇之丙烯酸酯、含一或多個聚碳酸酯基之 聚伸丁二醇或其組合。在一實例中,該黏合劑調配物包括 介於5重量%與20重量%之間之具有聚醚骨架之化合物。 該黏合劑調配物亦可包括催化劑及引發劑。例如,陽離 子引發劑可催化陽離子可聚合成份之間的反應。自由基引 發劑可激活自由基可聚合成份之自由基聚合反應。該引發 劑亦可經熱能或光化輻射激活。舉例而言,該引發劑可包 括當曝露於光化輻射時催化陽離子聚合反應之陽離子光引 务劑。在另-實例中,該引發劑可包括當曝露於光化轄射 時引發自由基聚合反應之自由基光引發劑。光化輕射包括 微粒或非微粒輻射且意欲包括 人匕祜電子束輻射及電磁輻射。在 -特定實施例中’電磁輕射包括具有至少一個波長在約 =0 :至約700 nm範圍内,且特定言之波長在電磁波譜的 务外範圍内之輕射。 一般而言,陽離早丨, 子先引發劑為曝露於光化輻射 夠使環氧化物或氧雜環 子^成月b 料。舉例而言,陽離子井 ^的材 形成可引發諸如環氧榭S射即了 八 , 日或氧雜環丁烷之陽離子可变入么日 份之反應的陽離子。 』I δ組 108131.doc -20· 1294331 陽離子光引發劑之實例包括(例如)具有弱親核性陰離子 之蘇鹽。貝例包括(例如)公開歐洲專利申請案£P 153904及 98/28663中所描述之鹵鑌鹽、氧碳鹽或錄鹽,(例如) 公開歐洲專利中請案EP 35969、44274、54509及164314中 所彳田述之氧化銃鹽或(例如)美國專利第3,708,296及 5,⑼2,856號中所描述之重氮鹽。所有八篇此等揭示内容之 王文以引用的方式併入本文中。陽離子光引發劑之其它實 φ 例包括(例如)公開歐洲專利申請案Ep 94914及94915中所描 述之茂至屬鹽’兩者申請案之全文以引用的方式併入本文 中。 在例示性實施例中,該黏合劑調配物包括一或多種由下 式(1)或(2)表示之光引發劑:
0)
(2) °3 其中 Q3表示氣原子、具有1至18個碳原子之院基或具有1至η 個石反原子之院氧基;Μ表示金屬原子,例如錄;Z表示鹵 原子’例如氟;且t為金屬之價數,例如在銻狀況下為5。 在特定實例中,該黏合劑調配物包括相對於該黏合劑調 108l3l.doc -21 - 1294331 通常’鏽鹽光引發劑包括錢錯合物鹽或錄錯合物鹽。適 用之芳族鏽錯合物鹽另外描述於(例如)美國專利第 4,256,828號(Smith)中,其揭示内容以引用的方式併入本文 中。例示性芳族錤錯合物鹽包括六氟磷酸二芳基鐄或六氧 錄酸二芳基錤。例示性芳族鎮錯合物鹽包括六氣錄酸三苯 基銃、六氟銻酸對苯基(硫苯基)二苯基銃或(硫基二_丨,4_伸 苯基)雙(二苯基-雙((oc-6_ii)六氟銻酸)鉸。 芳族鑌鹽通常僅在光譜的紫外區域為感光性的。然而, 可藉由已知可光解有機鹵素化合物之敏化劑使其對光譜近 紫外及可見範圍敏感。例示性敏化劑包括(例如)美國專利 第4,250,053號(Smith)中所描述之芳族胺或有色芳族多環 烴’其揭示内容以引用的方式併入本文中。 適ό的可光激活之有機金屬錯合物鹽包括(例如)描述於 #美國專利第5,〇59,7〇Η虎(Keipert)、^吒⑻號㈣㈣咖 等人)及5,252,694號(Willett等人)中之彼等鹽,其揭示内容 以引用的方式併入本文中。適用作可光激活之引發劑之例 不性有機金屬錯合物鹽包括··(〇6_苯)〇5-環戊二烯基)Fe + 1 SbF6 、(c、甲苯)(〇5_ 環戊二烯基)Fe + 1 、(〇6_ 二甲 苯)(c -¼戊二烯基)Fe + i SbF0-、(c6_異丙苯)(c\環戊二烯 基)Fe + 1 pry、(c6_二甲苯(混合異構體))(c5-環戊二烯基)_ Fe+1 SbF6_、(c6_二甲苯(混合異構體))(c5_環戊二烯基 PF6、(c6-〇_二甲苯)(c5_ 環戊二烯基)Fe+1 cF3 s〇3-、(c^_ 108131.doc -22- 1294331 二曱苯)(c5-環戊二烯基)Fe+1 BF,、(,均三甲苯)(c5_環戊 二烯基)F,SbF6_、(义六甲基苯)(c5_環戊二烯基汴一 SbF5OH·、(c6-氟)(c5-環戊二烯基)Fe+1 Sbpv或其組合。 視情況,有機金屬鹽催化劑可伴有諸如三級醇之草酸酯 之加速劑。該加速劑若存在,則其理想地包含黏合劑調配 物總重量之約0· 1重量%至約4重量〇/0。 可使用的市售陽離子光引發劑包括可自Minnes〇ta Mining and Manufacturing Company,St. Paul,Minn·(例如) 以”FX-512”之商標購得之芳族鎳錯合物鹽,可自D〇w
Chemical Co·購得之商標為"UVI-6974”或 ChiVacure U76 之 方族疏錯合物鹽。 該黏合劑調配物可視情況包括可用於光固化自由基多官 能丙烯酸酯之光引發劑。自由基光引發劑之實例包括二苯 甲酮類(例如二苯甲酮、經烷基取代的二苯曱酮或經烷氧 基取代的二苯曱酮);安息香類(例如安息香,諸如安息香 φ 甲醚、安息香乙醚及安息香異丙基醚、安息香苯醚之安息 香醚,及乙酸安息香酯);諸如苯乙酮、2,2_二曱氧基苯乙 ’、4-(苯基硫基)苯乙酮及二氯苯乙酮之苯乙酮類; 諸如二苯基乙二酮二曱基縮酮及二苯基乙二酮二乙基縮酉同 之二苯基乙二酮縮酮;諸如2-曱基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-弟二丁基蒽S昆、1 -氣蒽S昆及2-戊基蒽g昆之蒽g昆;三苯基 膦;諸如2,4,6-三甲基苯曱醯基二苯基氧化膦之苯曱醯基 氧化膦;嗟啼顚];。丫咬衍生物;啡p井(phenazene)衍生物; 啥喏啉衍生物;丨_苯基_1,2_丙二酮-2-0-苯甲醯肟;諸如^ 10813 l.doc -23- 1294331 踁基環己基苯基酮、苯基(1_羥基異丙基)酮及4_異丙基苯 基(卜羥基異丙基)酮之1-胺基苯基酮或卜羥基苯基酮;或 諸如4”,-甲基硫苯基二(三氯甲基)_3,5_s•三畊、§•三啩· 2-(芪)-4,6·雙三氯甲基或對甲氧基苯乙烯基三畊之三畊化 合物。 例示性光引發劑包括安息香或其衍生物,例如a_甲基安 息香;U-苯基安息香;烯丙基安息香;苯甲基安息 •香,安息香醚’諸如二苯基乙二酮二曱基縮酮(例如可以 "ACURE 651"之商標自Ciba㈤滅山購 得)、安息香甲蜮、安息香乙趟、安息香正丁謎;苯乙銅 或其衍生物,諸如2_羥基-2_甲基_丨_苯基_丨_丙酮(例如可以 "DAROCUR 1173"之商標自 Ciba Speciahy Chemicais購得) 及1-羥基環己基苯基酮(例如可以”IRGACURE 184"之商標 自 Ciba Specialty Chemicals 購得);2曱基 (曱基硫基) 苯基]-2-(4-嗎啉基)-1-丙酮(例如可以"IRGACURE 9〇7,,之 φ 商標自 Clba Specialty Chemicals購得);2-苯曱基-2_(二甲 基胺基)小[4-(4-嗎琳基)苯基]小丁酮(例如可以 "IRGACURE 369,,之商標自 Ciba Speciahy 購 得);或其換合物。 另一可使用的光引發劑包括新戊偶姻乙醚、茴香偶姻乙 醚;蒽醌類,諸如蒽醌、2-乙基蒽醌、;μ氯蒽醌、丨,扣二 甲基蒽醌、1-甲氧基蒽醌、苯幷蒽醌齒甲基三畊及其類似 物;二苯基嗣或其衍生物;如上文所述之鏘鹽或銃鹽;鈦 錯合物,諸如雙(c5-2,4-環戊二浠基)雙[2厂6-二氟-3-(1Η- 108131.doc •24- 1294331 0比洛基)本基]鈦(亦可自Ciba Specialty Chemicals以 nCGI784DC"之商標購得);鹵甲基硝基苯,諸如4_溴甲基 硝基本及其類似物,或單-或雙-醯基膦(例如可自aba
Specialty Chemicals 以"IRGACURE 1700”、"IRGACURE 1800”、’’IRGACURE 1850,,及”DAROCUR 4265”之商標購 得)。適合之光引發劑可包括上述物質之摻合物,例如心經 基酮/醯基氧化膦摻合物(例如可& IRGACURE 2022之商標 自 Ciba Specialty Chemicals購得)。 肇 另外適合的自由基光引發劑包括離子染料平衡離子化合 物,其能吸收光化射線且產生可引發丙烯酸酯聚合之自由 基。參見(例如)公開歐洲專利申請案223587及美國專利第 4,751,102、4,772,530及4,772,541號,所有四篇之全文引 用的方式併入本文中。 光引發劑可以以黏合劑調配物之總重量計不大於約2〇重 量%之量存在,例如不大於約10重量%且通常不大於約5重 φ 量%。例如,光引發劑可以以黏合劑調配物之總重量計〇·工 重量。/。至20.0重量%之量存在,例如〇1重量%至5〇重量 % ’或最通常為〇·1重量%至2 〇重量%,但亦可使用在此等 I巳圍外之量。在一實例中,該光引發劑以至少約〇.丨重量% 之量存在,例如至少約1·〇重量。/〇或以1 〇重量%至1〇 〇重量 %之量存在。 視况’该黏合劑調配物中可包括熱固化劑。該熱固化 劑於進行該等組份混合之溫度下通常為熱穩定的。例示性 環氧樹月旨及丙烯酸酯之熱固化劑為此項技術中熟知的且描 108131.doc -25- 1294331 述於(例如)美國專利第6,258,138號(DeVoe等人)中,其揭示 内容以引用的方式併入本文中。熱固化劑可以任何有效量 存在於黏合劑前驅體中。該等量通常在以黏合劑調配物之 重量計約〇、〇1重量%至約5.0重量%之範圍内,理想地在約 0.025重量%至約2.0重量%之範圍内,但亦可使用在此等範 圍外之量。 該黏合劑調配物亦可包括其它組份,例如溶劑、增塑 _ 劑、交聯劑、鏈轉移劑、穩定劑、分散劑、固化劑、反廡 媒劑及影響該分散液流動性之試劑。例如,該黏合劑調配 物亦可包括一或多種選自由多元醇、聚胺、直鏈或支鍵聚 乙一醇&Ι、聚S旨及聚内S旨組成之群之鍵轉移劑。 在另一實例中,該黏合劑調配物可包括額外組份,例如 每基-官能或胺官能組份及添加劑。一般而言,特別許美 官能組份不含可固化基團(例如,丙烯酸酯-、環氧基-或氧 雜丁烧基團)且並非選自由光引發劑組成之群。 Φ 該黏合劑調配物可包括一或多種羥基-官能組份。經基-吕月fc*組伤可有助於進一步调整該黏合劑調配物經固化後之 機械性能。羥基-官能組份包括單醇(包含一個羥基之羥基一 官能組份)或多元醇(包含一個以上羥基之羥基_官能組 份)。 羥基-官能組份之代表性實例包括烷醇,聚氧伸烷基二 醇之單烷基醚,烷二醇之單烷基醚、烷二醇及芳基烷二 醇,例如^4-丁三醇、^6-己三醇、庚三醇、2,卜 二曱基·1,2,6-己三醇、(2R,3R)-㈠苯甲氧基],3,4_ 丁三 108131.doc -26 - 1294331 醇、1,2,3-己三醇、i23 i ,,丁二醇、3-甲基-1,3,5-戊三醇、 十六烧!'_、甲基四氫°底喃_3,4,5·三醇、2,2,4,4-四甲 基-1,3-環丁二醇、1,3_環戊- 戍一%、反_1,2-環辛二醇、1,16、 十六烧二醇、3,6-二嘆R立 ^ 基1,8-辛二醇、2_ 丁炔-Μ—二醇、i,孓 或 1,3_ 丙一醇、1,2-或 1,4_丁 _ # 丁一知、1,5-戊二醇、ι,6_ 己二 醇、1,7·庚二醇、1 8_辛_ 一 〒一知、1,9_壬二醇、;μ苯基_l32-乙 二醇、1,2-環己二醇、1 s > ,5_十氣萘二醇、2,5_二甲基-3_已 快-2,5 --—酉予、2,2,4 -三甲其士 甲基戍_1,3-二醇、新戊二醇、2•乙 基-1,3 -己二醇、2,7 -二曱其1 土 _3,5_ 辛二炔 _2·7_ 二醇、2,3· 丁 二醇、1,4_環己二甲醇、公 θ 于ϊ為約200至約1〇5〇〇〇之聚氧 化乙稀一^酉子或二醇或聚童 氧化丙烯二醇或三醇、各種分子量 之聚伸丁二醇、聚(氧伸乙基-氧伸丁基)無規或嵌段共聚 物、由乙酸乙烯醋共聚物之水解或部分水解形成之含側位 經^共聚物、含側位經基之聚乙烯基縮乙酸樹脂、經 基s =(例如經基_末端)聚酯或羥基-官能(例如羥基-末端) 聚内月曰知聚碳酸酯多元醇(例如脂族聚碳酸酯二醇)、 、 此(例如羥基-末端)聚醚(例如,所具數量平均分子 量在 15〇-4〇〇〇 g/mol、150-1500 g/m〇l或 150-750 g/mol範圍 内之聚四齑— > 喃夕元醇)或其組合。例示性多元醇進一舟 包括堵如甘、、占 一, 一經甲基丙烧之脂族多元醇,或亦包括諸 如赤藻糠醇 ^ 于木糖醇、甘露糖醇或山梨糖醇之糖醇。在牿 疋貫施例中 ’該黏合劑調配物包括一或多種脂環族多亓 醇,例如1 4 己烷-二甲醇、蔗糖或4,8-雙(羥甲基)三環 10813l.doc -27- 1294331 (5,2,1,〇)癸燒。 適合用於黏合劑調配物之聚醚尤其包括藉由在多元醇存 在下環醚之開環聚合獲得之直鏈或支鏈聚乙二醇醚,該多 元醇例如為上述多元醇;聚乙二醇醚、聚乙二醇、聚丙二 醇或聚伸丁二醇或其共聚物。 另一適用於該黏合劑調配物之聚酯包括基於多元醇及脂 族、環脂族或芳族多官能羧酸(例如二羧酸)之聚酯,或特 定言之為所有在18。(:至300°C,通常18。(:至150。(:之溫度下 為液體之相應的不飽和聚酯:通常為丁二酸酯、戊二酸 酯、己二酸酯、檸檬酸酯、鄰苯二甲酸酯、間苯二甲酸 醋、對苯二甲酸酯或相應加氫產物之酯,其中醇組份包含 例如彼等以上提及種類之單體或聚合多元醇。 另外之聚S旨包括諸如聚己内酯之脂族聚内酯,或(例 如)可藉由使二醇與碳醯氯縮聚獲得之聚碳酸酯。對於黏 合劑調配物而言,通常使用所具平均分子量為5〇〇至 100,000之雙酚A之聚碳酸酯。 出於影響黏合劑調配物黏度且尤其降低黏度或液化之目 的,(若適合)可將多元醇、聚醚或不飽和聚酯或其混合物 與另外適當的助劑(尤其溶劑、增塑劑、稀釋劑或其類似 物)混雜。在一實施例中,該組合物可包含相對該黏合劑 調配物之總重量不大於約15重量%之羥基-官能組份,例如 不大於約1 〇重量%、不大於約6重量%、不大於約4重量 %、不大於約2重量%或約〇重量%。在一實例中,該黏合 劑調配物無實質量之羥基-官能組份。不含實質量之經基_ 108131.doc -28 - 1294331 官能組份可降低黏合劑調配物或以此獲得之物件之吸濕 性。 、 用於製造與環氧烷之縮合產物的羥基或胺官能有機化合 物之實例包括具有3至20個碳原子之多元醇、例如脂肪酸 乙醇醯胺之(C8-C18)脂肪酸(C1_C8)烷醇醯胺、具有2至5個 碳原子之脂肪醇、烷基酚或二胺。使該等化合物與諸如環 氧乙烷、環氧丙烷或其混合物之環氧烷反應。該反應可以 鲁(例如如至㈤之含經基或胺有機化合物與環氧烷之莫耳 比進仃。該縮合產物通常具有約5〇〇至約1〇,〇〇〇之重量平 均分子量,且可為支鏈的、環狀的、直鏈的且可為均聚 物、共聚物或三元共聚物。 該黏合劑調配物可進-步包括用於與該微粒填料之表面 相互作用且將其改質之分散劑。舉例而言,分散劑可包括 有機石夕氧烧、官能化有機石夕氧燒、經烧基取代的心各。定 _、聚氧伸烧基趟、環氧乙烧環氧丙院共聚物或其組 丄2各種U粒填料而吕,尤其對於二氧化石夕填料而 石’適合表面改質劑包括矽氧燒。 /夕氧ί之實例包括經官能化或未經官能化㈣Μι 氧烧之貫例包括下式表示之化合物,
中各R獨立地為經取代或未經取代直 μ 10 烷基、氧基、#取 < 5 ^^C1- 左取代或未經取代芳基、芳氧 108131.doc -29- 1294331 基、三扇烷基、氰基烷基或乙烯基;其中B14B2為氫、 矽烧氧基、乙烯基、;5夕烧醇、烧氧基、胺、環氧基、經 基、(甲基)丙烯酸自旨基、疏基或諸如親脂性或親水性(例如 陰離子、陽離子)基團之疏溶劑性基團;且其中η為約1至 約10,000、尤其約1至約1〇〇之整數。 一般而言,經官能化的矽氧烷為所具分子量在約3〇〇至 約20,000範圍内之化合物。該等化合物可自(例如)General ^ Electric Company或自 Goldschmidt,Inc·購得。典型經官能 化的矽氧烷為經胺官能化的矽氧烷,其中通常在矽氧烷的 末端官能化。 例示性有機矽氧烷以Silwet之名稱由Witco Corporation 售出。該等有機矽氧烷通常具有約350至約15,〇〇〇之平均 重量分子量,其經氫或C1_C4烷基封端且為可水解的或不 可水解的。典型有機矽氧烷包括以silwet L-77、L_76〇2、 L-7604及L-7605之名稱售出之彼等有機矽氧烷,其為經聚 φ 氧化烯改質之二烷基聚矽氧烷。 適合陰離子分散劑之實例包括(C8-C16)烷基苯磺酸鹽, (C8-C16)烧績酸鹽,(C8_cl8)f烯烴磺酸鹽,έ•磺基(C8_ Cl 6)脂肪酸甲酯,(C8-C16)脂肪醇硫酸鹽,磺基琥珀酸單_ 或二-烷基酯(其中各烷基獨立地為(C8_C16)烷基),烷基醚 硫酸鹽’所具脂肪鏈為約8至約18個碳原子之(C8-C16)羧 酸鹽或羥乙磺酸鹽,例如二乙基己基磺基琥珀酸鈉、甲基 本石κ fee #3或雙(2-乙基己基)績基琥抬酸納(例如Aer〇s〇i 〇τ 或 AOT)。 108131.doc -30- 1294331 通常’該分散液為選自有機石夕氧烧、官能化有機石夕氧 烧、經烧基取代的料„定_、聚氧㈣基趟或環氧乙烧-環氧丙烷嵌段共聚物之化合物。 市售分散劑之實例包括環狀有機_聚矽氧(例如sfi2〇4、 SF1256、SF1328、SF1202(十曱基_環五矽氧烷(五聚物))、 SF1258、SF1 528、Dow Corning 245 流體、Dow Corning 246流體、十二曱基_環_六矽氧烷(六聚體)及81?1173”聚 二曱基碎氧烧與聚氧伸烷基氧化物之共聚物(例如, SF1488及SF12 88);包含募聚物之直鏈聚矽氧(例如 5 Dow
Coming 200(R)流體);silwet L-7200、Silwet L-7600、 Silwet L-7602、Silwet L-7605、Silwet L-7608 或 Silwet L- 7622 ;非離子界面活性劑(例如,Trit〇n X-ioo、igepai CO-630、PVP系列、Airvol 125、Airvol 305、Airvol 502 及 Airvol 205),有機聚鱗(例如 Surfynol 420、Surfynol 440 及 Surfynol 465);或 Solsperse 41000。 另一例示性市售分散劑包括SF 11 73(購自GE Silicones); 有機聚醚,例如 Surfynol 420、Surfynol 440 及 Surfynol 465(購自八卜卩1^〇(111(^111(〇;8^\¥6{1^7200、811〜6{1^ 7600、Silwet L-7602、Silwet L-7605、Silwet L-7608 或 Silwet L-7622(賭自Witco)或非離子界面活性劑,諸如 Triton X-100(購自 Dow Chemicals)、Igepal CO_630(購自 Rhodia)、PVP 系歹ij (購自 ISP Technologies)及 Solsperse 41000(購自 Avecia) o 分散劑之量在〇重量%至5重量%範圍内。更通常地,分 108131.doc -31 - 1294331 放』之里係介於(^丨重量^^與]重量%之間。通常以相對於 奈米尺寸微粒填料之表面上表面活性位點之分子數量40莫 耳%至20〇莫耳%,且尤其⑽莫耳%至15〇莫耳%之濃度使用 … 般而σ,該黏合劑調配物包括以黏合劑調配物之 "里十不大於約5重量%分散劑,例如約0 · 1重量%至約 5·。重量。/。分散劑。 口亥黏合劑調配物可進—步包括懸浮於外相中之分散相。 該外相通常包括該聚合物成份。該分散相通常包括微粒填 料。該微粒填料可形成自無機顆粒,諸如(例如)金屬(例如 鋼、銀或金)之顆粒,或諸如金屬氧化物、金屬氮氧化 物、金屬硫化物、金屬鹵素錯合物、金屬碳化物 '金屬鱗 2鹽之金屬錯合物,無機鹽(例如,CaC〇3)、陶瓷或其組 合之顆粒。金屬氧化物之實例為ZnO、Cd〇、Si〇2、
Ti〇2 Zr〇2、Ce〇2、Sn02、Mo03、W03、Al2〇3、In2〇3、 ^〇3、Fe2〇3、Cu〇、Ta2〇5、Sb2〇3、Sb2〇5 或其組合亦 可存在含有不同金屬之混合氧化物。該奈米顆粒可包括 (例如)選自由 Zn〇、Si〇2、Ti〇2、Zr〇2、Sn〇2、Μα、共 形成之二氧化石夕氧化銘及其混合物組成之群之顆粒。該= =尺:顆粒亦可具有有機組份,例如碳黑、高度交聯/二 豉型聚合物奈米顆粒、經有機改質之奈米尺寸顆粒等。气 等填料描述於(例如)US 6,467,897及WO 98/51747中,立、" 引用方式併入本文中。 ^以 經基於溶液方法形成之微粒填料,例如經溶膠形成的 經溶膠-凝膠形成的陶究,尤其良好地適合用於形成該複 108131.doc -32- 1294331 合黏合劑。適合溶膠為市售的。例如,水溶液中之石夕膠可 以諸如 ”LUDOXn(E.I· DuPont de Nemours and Co” Inc
Wilmington,Del·)、”NYACOL,,(Nyacol Co·,Ashland,Ma ) 及,1NALCO"(Nalco Chemical Co·,Oak Brook,111·)之商伊、 購得。許多市售之溶膠為鹼性的,藉由諸如氫氧化納、氣 氧化鉀或氫氧化銨之鹼穩定化。適合矽膠之額外實例描述 於美國專利第5,126,394號中,其以引用方式併入本文中。 尤其良好適合的為溶膠形成的二氧化矽及溶膠形成的氧化 鋁。可藉由使一或多種適當之表面處理劑與溶膠中之無機 氧化物基板顆粒反應而使溶膠官能化。 在一特定實施例中,該微粒填料為次微米級尺寸的。例 如,該微粒填料可為微米尺寸的微粒填料,例如微粒填料 具有約3 nm至約500 nm之平均粒徑。在一例示性實施例 中,該微粒填料具有約3 nm至約2〇〇 nm之平均粒徑,例如 約3随至約100nm、約3細至約5〇麵、約8馳至3〇聰或 約10 nm至約25 nm。在一特定實施例中,平均粒徑不大於 約5〇〇mn,例如不大於約2〇〇nm、小於約1〇〇1^或不大於 約5〇謂。對於該微粒填料而言,平均粒徑可界定為對應 於在小角度中子散射(SANS)分佈曲線中♦體積分數之粒徑 或對應於SANS分佈轉之〇.5累積體積分數之粒徑。 該微粒填料之特徽亦矸故& θ ^ 行倣亦了為所具半寬不大於平均粒徑之約 2.〇倍之狹窄分佈曲線。例如,該半寬可不大於約15倍或 不大於社〇倍。分佈之半寬為於其最大高度一半處分佈曲 線之寬度,例如分佈曲線峰處顆粒分數之—半。在—特定實 108131.doc -33· 1294331 施財,粒徑分佈曲線為單峰式。在—替代實施例尹, 授分佈為雙峰式或在粒徑分佈尹具有—個以上峰。 在一特定實施例中,該黏合劑調配物 4¾ it Μ ^ ^ 括至 > 兩種微 粒填科。该等微粒填料之各者可形成 ϋ Μ ^ 44. 1» 、 上關於微粒 填枓所述材料之材料。該等微 姑粗沾" 填科可為相同材料或不同 :科的。例如,該等微粒填料之各者可為形成自二氧化 一種2替代實施例中,一種填料可形成自二氧化石夕且另 々+ 你貫例中,該等微粒填料之 各者所具粒徑分佈且有$ 士 ,、 大於、力1000 nm(例如不大於約 1 /"或小於約100 nm)之平均粒徑。在另-實例中’該 荨被粒填料之一所具粒徑分呈 佈,、有不大於約1 〇〇〇 nm(例如 不大於,力500⑽或小於約_ n啦平均粒徑而第二微 t填料具有大於約1微米(例如約1微米至約H)微米或賴毁 米至約5微米)之平泊如么τ< 一 …、仏。或者,該第二微粒填料可具有 南達1 5 0 0微米之平均妹立你 Q拉仏。在一特定實施例中,一種包括 具有 Λ 微米級平均粒捏之第—微粒填料及所具平均粒徑大 ; 第锨粒填料之黏合劑調配物當經固化形成黏 合劑^有利地提供改良的機械性ρ 一、吊。亥第一微粒填料具有低縱橫比。舉例而言,該第 具有不大於約2之縱橫比,例如約μ接近球 乂 1又而° ’ 5玄第二微粒填料未經處理且未經由處理而 硬化。相反,研磨顆ψ 胃才立通吊為縱橫比至少為約2且邊緣鋒 利之經硬化的微粒。 t選擇第二微粒填料時’通常考慮沉降速率及黏度。隨 108131.doc -34- 1294331 著尺寸增加,所具尺寸大於1微米之微粒填料傾向於較快 /儿降,因而於較咼負載下展示較小黏度。另外,可考慮微 粒填料之折射率。舉例而言,可選擇折射率至少為約1.35 之微粒填料。此外,由於鹼性殘基可不利地影響陽離子聚 ά成伤之聚合,因此可選擇不包括驗性殘基之微粒填料。 该微粒填料一般分散於黏合劑調配物中。固化前,該微 粒填料膠狀分散於黏合劑分散液中且一經固化即形成膠狀 複合黏合劑。舉例而言,可分散該微粒材料使得懸浮液中 該微粒填料維持布朗運動(Brownian motion)。一般而言, 該微粒填料大體上無微粒凝聚。舉例而言,該微粒填料可 為大體上單为散的使得該微粒填料作為單個顆粒分散,在 特疋只例中,僅具有不顯著的微粒凝聚(若存在)。 在-特定實施例中,微粒填料之顆粒大體上為球形的。 或者’該等顆粒可具有大於工之主要縱橫比,例如至少約 2、至少約3或至少約6,丨中主要縱橫比係最長尺寸盘正 =該最長尺寸之最小尺寸之比率。該等顆粒亦可以次要 縱4兴比為特徵,其中次要峨搭卜 ^人要心比界定為通常垂直於最長尺 面内正交尺寸之比率。該等顆粒可為(例如)所具主 心比為至少約2且次要縱橫比不大於約2(例如則)之針 等顆粒可為(例如)所具縱橫比為至少約2且:欠 要縱检比為至少約2之血小板形。 在一例示性實施例中,在水溶 苴盥兮辟->、— T I備该U粒填料且將 /…、忒w汙液之黏合劑混合。製 d入ϋ ^ 表侑肩懸汙液之方法包括: 引入诸如二氧化矽水溶液之水溶 ,使矽酸鹽縮聚至(例 108131.doc -35- 1294331 如)3 nm至50 nm之粒徑;將所得二氧化矽溶膠調整為鹼性 pH ;視情況濃縮該溶膠;將該溶膠與該懸浮液外流體相之 成份混合;及視情況自該懸浮液中移除水或其它溶劑成 份。例如’引入矽酸鹽水溶液,諸如濃度在介於以溶液重 量計20重量%與50重量%之間範圍内之鹼金屬矽酸鹽溶液 (例如,石夕酸鈉或石夕酸鉀溶液)。(例如)藉由以酸性離子交 換劑處理該鹼金屬矽酸鹽溶液使該矽酸鹽縮聚至3 nm至5〇 nm之粒徑。將所得二氧化矽溶膠調整為鹼性pH(例如, pH>8)以使已存在顆粒穩定而不發生進一步之縮聚及凝 聚。視情況,可藉由(例如)蒸镏將該溶膠通常濃縮至训之 濃度為約30至40重量%。將該溶膠與外流體相成份混合。 此後,自㈣浮液移除水或其它溶劑成份。在—特定實施 例中’該懸浮液大體上為無水的。 、在通常包括有機聚合成份之預固化黏合劑調配物中,作 為黏合劑調配物之部分,外相 7卜相之分數可為約20重量%至約 95重量%,例如約3〇重量。 里至約95重量%,且通常為約50 重里%至約95重量%,且其至 、 甚至更通吊為約55重量%至約80 重量%。分散微粒填料相之分 刀数了為約5重量%至約80重量 %,例如約5重量%至約7〇 旦0/ 系、 里/〇通常約5重量%至約50重 里/〇,且更通常約2〇重量% ^ l , J 重ϊ %。上述膠狀分佈 的二人微米級微粒填料尤其可以小 夕為約5重量%,例如至 少約10重量%、至少約15重量%… 例 4〇重量%或以上之濃度使用$至少約20重量%或高達 的奈求複合物展示出純高負^統填料相比’溶液形成 、载下的低黏度及改良加工特 108131.doc -36- 1294331 被。除非明確規定,組份之量表示為組份相對於黏合劑調 配物總重量之重量%。 在一特定實施例中,該黏合劑調配物包括以該黏合劑調 配物之總重量計約1〇重量%至約90重量%之陽離子可聚合 化合物,不大於約40重量%之自由基可聚合化合物及約5 重量%至約80重量%之微粒填料。應瞭解該等黏合劑調配 物組份之量的總和總計100重量%,且因此當規·定一或多 φ種組份之量時,其它組份之量相對應使得該等量之總和不 大於100重量%。 陽離子可聚合化合物包括(例如)環氧_官能組份或氧雜環 丁烷-官能組份。舉例而言,該黏合劑調配物可包括以該 黏合劑調配物之重量計約1 〇重量%至約6〇重量%陽離子可 聚合化合物’例如約20重量%至約50重量%陽離子可聚合 化合物。例示性黏合劑調配物可包括不大於約2〇重量%(例 如約5重量%至約20重量%)之脂族醇、脂族多元醇、聚酯 φ多70酵或聚醚多70醇之單或多縮水甘油醚。例示性黏合劑 調配物可包括不大於約50重量%(例如約5重量%至約5〇重 量%)之具有聚醚骨架之組份,例如聚伸丁基二醇、聚伸丁 基二醇之縮水甘油醚、聚伸丁基二醇之丙烯酸酯或含有一 或多個聚碳酸酯基之聚伸丁基二醇。 以上實例之自由基可聚合化合物包括(例如)具有一或多 個曱基丙烯酸之組份,❹具有至少3個τ基丙稀酸 醋基之組份。在另一實例中,該黏合劑調配物包括不大於 約30重里/〇之自由基可聚合化合物,例如不大於約重量 108131.doc -37- 1294331 %、不大於約10重量%或不大於約5重量%。 "亥凋配物可另外包括不大於約20重量%陽離子光引發劑 (例如力0· 1重量❶/。至約2〇重量或不大於約重量%之自 由基光引發劑(例如約0.1重量%至約20重量%)。舉例而 曰,该黏合劑調配物可包括不大於約1〇重量%之陽離子光 引發劑,例如不大於約5重量%。在另一實例中,該黏合 劑調配物可包括不大於約1〇重量%之自由基光引發劑,例 如不大於約5重量%。 該特定填料包括分散的次微米級微粒。一般而言,該黏 a背]凋配物包括5重量%至8〇重量%之次微米級微粒填料, 例如5重量%至6〇重量%,例如5重量%至5〇重量%或別重量 /〇至45重1 %。特定實施例包括至少約5重量%微粒填料, 例如至)約1 〇重量%或至少約2〇重量%。在一特定實施例 中17亥祕粒填料為溶液形成的二氧化矽微粒且可膠狀分散 於聚合物組份中。例示性黏合劑調配物可進一步包括不大 於約5重里%之分散劑,例如〇· 1重量%至5重量%分散劑, 該分散劑係選自有機矽氧烷、官能化有機矽氧烷、經烷基 取代的吡咯啶酮、聚氧伸烷基醚或環氧乙烷-環氧丙烷嵌 段共聚物。 在特疋貫施例中,藉由混合奈米複合環氧樹脂前驅體 或丙稀酸酉旨前驅體(意即包括次微米級微粒填料之前驅體) 形成該黏合劑調配物。舉例而言,該黏合劑調配物可包括 不大於約90重量%奈米複合環氧樹脂且可包括丙烯酸前驅 體,例如不大於50重量❻/❶丙烯酸前驅體。在另一實例中, 108131.doc -38- 1294331 奈米複合丙烯酸前驅體可與環氧樹脂混合。 可使用包括聚合或單體成份且包括分散的微粒填料之黏 合劑調配物形成經塗布研磨物件之一次底漆、底漆、緩衝 塗層或底面塗層。在形成一次底漆之例示性方法中,將黏 合劑調配物塗布於一襯底上,將研磨顆粒施加於該一次底 漆上且使該一次底漆在圖案化前部分固化。可將底漆施加 於該一次底漆及該等研磨顆粒上。在另一例示性實施例 中,將該黏合劑調配物與該等研磨顆粒摻合以形成研磨 漿,將其塗布於一襯底上,使其部分固化且圖案化。 可自包括二氧化矽、氧化鋁(熔融或燒結)、氧化鍅、氧 ^鍅/氧化鋁、碳化矽、石榴石、金剛石、立方氮化硼、 氮化矽、二氧化鈽、二氧化鈦、二硼化鈦、碳化硼、氧化 錫、碳化鶴、碳化鈦、氧化鐵、氧化鉻、縫石、金剛砂之 研磨顆粒中之任-種或組合形成該等研磨顆粒。舉例而 言,該等研磨顆粒可選自由二氧化石夕、氧化紹、氧化鍅、 碳化石夕、氮化石夕、氮化删、石權石、金剛石H氧化 銘氧化錯、二氧化錦、二聽鈦、碳化删、縫石、金剛 砂、氧化紹氮化物及其摻合物組成之群。已藉由使用主要 包含―鋁之緻密研磨顆粒產生特定實施例。 該研磨顆粒亦可具有特定形狀 狀、二条带、姑丛 xI狀之貫例包括棒 狀一角I棱錐形、圓錐形、實 *、、 類似形狀。$去 ^ 、工心球形或其 磨顆粒可為非規則形狀的。 该專研磨顆粒通常具有不大於2〇〇 寸,例如不大於約1500微米。在另““之平均顆粒尺 貝例中,研磨顆粒尺 108131.doc -39- 1294331 寸為不大於約7 5 Ο Μ伞 y t t _ Λ ^,例如不大於約350微米。舉例而 吕’研磨顆粒尺寸 為至父〇·1微米,例如約0· 1微米至約 1 5 0 0微米,且視受或从Λ •鉍米至約200微米或約1微米至 、力1 〇〇微米。該等研磨顆物 員粒之顆粒尺寸通常規定為該研磨 顆粒之最長尺寸。一船而丄 h 叙而g,存在顆粒尺寸之範圍分佈。 在一些實例中,嚴密控制顆粒尺寸分佈。 ,在包括研磨顆粒及黏合劑調配物之經播合研磨渡中,該 w m Μ研磨㈣量之㈣%至約9 0 %,例如約观 至約80%。 /研磨水可進一步包括研磨助劑以增加研磨效率及切割 速率。可使用的研磨助劑可為基於無機物的,諸如齒化物 鹽,例如鈉冰晶石及四氟硼酸卸;或可為基於有機物的, 諸如氯化躐,例如聚氯乙稀。特定實施例包括粒徑在m 米至80微米,且更通常5微米至3〇微米範圍内之冰晶石及 四氟棚酸卸。研磨助劑之重量百分比通常不大於全部研磨 •漿(包括該等研磨顆粒)之約50重量%,例如約〇重量%至5〇 重量%,且最通常為約10重量%至3〇重量%。 可將該黏合劑調配物用於形成結構化研磨物件。舉例而 吕’可將該黏合劑調配物塗布於一襯底上,使其部分固化 且圖案化以形成研磨結構。在一特定實施例中,可在不使 用功能性粉末之狀況下形成該結構化研磨物件。
圖2包括一例示性方法之說明。自輥2〇4抽出襯底。 將襯底202以自塗布裝置206分配的黏合劑調配物2〇8塗 布。例示性塗布裝置包括鍛模塗布器、刮刀塗布^H 108131.doc -40- 1294331 、、布的真空模塗布器或模塗布器。塗布方法可包括 或非接觸式方法。該等方法包括2輕式、3親反式、較刮 刀式、槽模式、凹板印刷式、擠出式、噴霧塗布施加。 特疋Η知例中,以包括該調配物及該等研磨顆粒之 研磨漿提供黏合劑調配物208。在一替代性實施例中,黏 合劑調配物208係與該等研磨顆粒分離分散的。可在以黏 合劑調配物208塗布襯底202後,黏合劑調配物2〇8部分固 化後,黏合劑調配物2〇8圖案化後或黏合劑調配物2〇8完全 固化後提供該等黏合劑顆粒。可(例如)藉由諸如靜電塗 布、滴塗、機械投射法之技術施加該等顆粒。 經由能源210使該黏合劑調配物部分固化。能源21〇之選 擇部分視黏合劑調配物之化學而定。能源21〇可為熱能源 或光化輻射能源,例如電子束、紫外光或可見光。所使用 旎5:視前驅體聚合物成份中反應性基團之化學性質以及黏 合劑調配物208之厚度及密度而定。對於熱能而言,約 75 C至約1 50 C之爐溫及約5分鐘至約6〇分鐘之持續時間通 系為充分的。可使用約〇1 MRad至約1〇〇 MRad之能級,尤 其約1 MRad至約1〇 MRadi能級的電子束輻射或電離輻 射。紫外輻射包括具有約200奈米至約4〇0奈米範圍内,尤 其在約250奈米至400奈米範圍内之波長之輻射。可見光輻 射包括具有約400奈米至約8〇〇奈米範圍内,尤其在約4〇〇 奈米至約550奈米範圍内之波長之輻射。諸如曝露量之固 化參數通常取決於調配物且可經由燈功率及皮帶速度來調 /r/r 即 ° 108131.doc -41 - 1294331 在一例示性實施例中,能源2丨〇向經塗布之襯底提供光 化輪射’從而使黏合劑調配物208固化。在另一實施例 中,黏合劑調配物208係可經熱固化的且能源210提供熱量 以進行熱處理。在另一實施例中,黏合劑調配物2〇8可包 括光化輻射可固化及熱可固化組份。因此,該黏合劑調配 物可[由熱及光化輕射固化其中之一固化方法而部分固化 且經由熱及光化輻射固化其中之一第二種固化方法而完全 φ固化。舉例而言,可使用紫外電磁輻射使黏合劑調配物之 環氧樹脂組份部分固化且黏合劑調配物之丙烯酸成份可經 由熱固化進一步固化。 在一特定實施例中,當於室溫(21。〇或7〇τ)量測時,黏 合劑調配物208具有不大於3〇〇〇 cps之黏度。舉例而言,在 固化前黏合劑調配物208於室溫下可具有不大於約2〇〇〇 cps 之黏度,例如不大於約15〇〇 cps、不大於約1〇〇〇 cps或不 大於約500 cps。或者,黏合劑調配物2〇8可具有不大於 籲3000 cps之黏度。未經固化的黏合劑調配物(其本身或在研 磨漿中)通常於執行塗布製程之溫度及壓力下可流動。舉 例而口未經固化的黏合劑調配物於不大於約6〇。〇 (140T) 之溫度下可流動。可在圖案化前使黏合劑調配物2〇8部分 固化至(例如)於室溫下量測時至少約1〇,〇〇〇 cps之黏度,例 如至少約20,〇〇〇 cps或至少約5〇,〇〇〇 cps。舉例而言,經部 分固化的黏合劑調配物可具有於室溫下量測時約i⑼, cps之黏度,例如約5〇〇,〇〇〇 cps或更高。在一替代性實施 例中,經部分固化的黏合劑調配物可具有低於約 108131.doc *42- 1294331 cps之黏度。該經部分固化的黏合劑調配物通常為在溫度 及壓力下可流動的黏性液體。舉例而言,該經部分固化的 黏合劑調配物可在壓力下壓印一圖案。一般而言,該經部 分固化的黏合劑調配物具有高於黏合劑調配物之黏度。特 定吕之’該經部分固化的黏合劑調配物具有至少約1 ·丨之 黏度指數’黏度指數在本文中界定為部分固化的黏合劑調 配物於室溫下的黏度與未經固化的黏合劑調配物於室溫下 φ的黏度之比率。舉例而言,該經部分固化的黏合劑調配物 具有至少約2.0之黏度指數,例如至少約5 〇或至少約 10·0。在一特定實施例中,奈米複合黏合劑且尤其溶膠形 成的奈米複合黏合劑充分適於該等應用。 回到圖2,黏合劑調配物2〇8一經部分固化,即經由(例 如)凹印輪轉式凹版印刷機212將一圖案壓印至該經部分固 化的黏合劑。或者,可經由衝壓或擠壓使圖案形成於該經 部分固化的黏合劑中。通常,壓花輥以連續卷網方法產生 •所要的表面結構。壓花輥用於旋轉塗布線中且可描述為其 中一輥為襯底輥且另一為”經蝕刻,,或經壓印輥之夾塵輥排 列。在此夾點經塗布卷網之壓縮將壓花輥之,,正,,圖像賦予 至該卷網上。該等壓花輥經常具有不同於用於印刷工業之 標準凹板印刷輥或網紋傳墨輥之凹口。 可加熱例示性圖案化工具。通常,圖案化形成研磨結構 之重複圖案。在-特定實施例中,在無功能性粉末的狀況 下執行圖案化。或者,可在黏合劑調配物2〇8部分固化前 或之後將功此性粉末施加於黏合劑調配物8。 I08131.doc -43· 1294331 接著使该經圖案化的黏合劑調配物完全固化或固化以達 成所要的機械性能。可經由能源促進固化或可使該黏合劑 調配物組態為隨著時間的過去而固化。舉例而言,該經圖 案化的黏合劑調配物可由能源214進一步固化。視該黏合 劑凋配物之固化機制而定能源2 14可向該黏合劑調配物提 供光化輻射或熱能。 該黏合劑調配物一經固化即形成結構化研磨物件。或 φ者,可在該等經圖案化的研磨結構上施加底漆。在一特定 貫施例中,使該結構化研磨物件捲入輥2丨6。在其它實施 例中,可在卷壓該經部分固化的研磨物件後執行完全固 化。 在一替代性實施例中,可將底漆施加於該黏合劑調配物 及4 4研磨顆粒上。舉例而言,可在使該黏合劑調配物部 分固化前,該黏合劑調配物部分固化後,該黏合劑調配物 圖案化後或該黏合劑調配物進一步固化後施加該底漆。可 _藉由(例如)滾塗法或喷塗法施加該底漆。視底漆之組成及 其鈿加時間而定,該底漆可與該黏合劑調配物一起固化或 單獨固化。可將包括研磨助劑之超底漆(supersize coat)施 加於4底漆上且使其與黏合劑調配物一起固化,與底漆一 起固化或單獨固化。 以上方法之特定實施例對於製造結構化研磨物件為有利 的。該等實施例產生具有機械性能改良的黏合劑之研磨物 件特疋5之’ 一些實施例導致在該研磨物件中應力降 低,k而改良該研磨物件之諸如濁度及表面品質之效能特 108l31.doc -44- 1294331 徵。以上方法之實施例亦允許增加研磨顆粒之負載,從而 導致改良研磨物件壽命及切削率。 實例 例示性黏合劑調配物 實例1-5說明包括聚合物成份及奈米尺寸微粒填料之例 示性黏合劑調配物。 實例1 例示性黏合劑調配物包括自Hanse Chemie講得之 春 Nanopox XP 22/03 I4,一種包括3,4-環氧環己基甲基-3,4_ 壤氧彡衣己基魏酸S旨及4 0重置%膠狀二氧化石夕微粒填料之環 氧樹脂。該黏合劑調配物亦包括UVR 6105,其包括3 4_環 氧環己基甲基-3,4 -環氧環己基羧酸g旨且無微粒填料。該黏 合劑調配物進一步包括多元醇(4,8-雙(經甲基)二環 (5.2.1.0)癸烧)、陽離子光引發劑(Chi vacure 1176)、自由其 光引發劑(自Ciba⑧購得之Irgacure 2022)及丙烯酸酯前驅體 •(自 Atofina-Sartomer,Exton,PA購得之 SR 399,五丙稀酸 二異戊四醇酯)。表1說明該黏合劑調配物中組份之濃度。 108131.doc 1294331 表1 成份 1.1 重量% 1.2 重量% 1.3 重量% 1.4 重量% 1.5 重量% Nanopox XP 22/0314 0.00 20.00 40.00 60.00 79.92 UVR6105 79.92 59.92 39.92 19.92 0.00 4,8-雙(經甲基)三環 (5.2.1.0)癸烷 13.50 13.50 13.50 13.50 13.50 Irgacure 2022 0.48 0.48 0.48 0.48 0.48 Chivacure 1176 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 SR399 4.60 4.60 4.60 4.60 4.60 結果 填料% 0.00 8.00 16.00 24.00 31.97 實例2 在另一實例中,該黏合劑調配物包括一種選自由 Terathane 250、Terathane 1000、4,8-雙(經甲基)三環 (5.2.1.0)癸烷、2-乙基-1,3-己二醇及1,5·戊二醇組成之群之 多元醇。將所選擇的多元醇與Nanopox XP 22/0314、
Irgacure 2022、Chivacure 1176 及 Nanocryl XP 21/0940 混 合。Nanocryl XP 21/0940為一種可自 Hanse Chemie,Berlin 購得之包括50重量%膠狀二氧化矽微粒填料之丙烯酸酯前 驅體(四丙烯酸酯)。濃度說明於表2中。 108131.doc -46- 1294331 表2 成份 2.1 重量% 2.2 重量% 2.3 重量% 2.4 重量% 2.5 重量% Nanopox XP 22/0314 74.46 74.46 74.46 74.46 74.46 Irgacure 2022 0.48 0.48 0.48 0.48 0.48 Chivacure 1176 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 Nanocryl XP 21/0940 11.06 11.06 11.06 11.06 11.06 Terathane 250 12.49 Terathane 1000 12.49 4,8-雙⑽甲基)三 環(5.2.1.0)癸烷 12.49 2-乙基-1,3-己二醇 12.49 1,5-戊二醇 12.49 結果 填料% 35.32 35.32 35.32 35.32 35.32 Tg〇i£ 切 δ) 84.25 116.55 139.8 93.6 53.85 於23°C時之 E,(Mpa) 2374.5 2591.5 3258 2819.5 1992 實例3 在此實例中,測試三種丙稀酸酯樹脂,Nanocryl XP 2 1/0940(四丙烯酸酯)、Nanocryl XP 2 1/0930(二丙烯酸酯) 及Nanocryl 2 1/0954(三羥甲基丙烷乙氧基三丙稀酸酯),各 自均包括50重量%膠狀二氧化矽微粒填料且各自均自 Hanse Chemie購得。該黏合劑調配物進一步包括Nanopox XP 22/0314、1,5-戊二醇、Irgacure 2022 及 Chivacure 1176。組成說明於表3中。 108131.doc 47- 1294331 表3 成份 3.4 3.5 3.6 重量% 重量% 重量% Nanopox XP 22/0314 77.28 77.28 77.28 1,5-戊二醇 15.46 15.46 15.46 Irgacure 2022 0.52 0.52 0.52 Chivacure 1176 1.50 1.50 1.50 NanocrylXP 21/0940 5.15 NanocrylXP 21/0930 5.15 NanocrylXP 21/0954 5.15 結果 填料% 33.49 33.49 33.49 實例4 在另一實例中,改變兩種環氧樹脂組份,Nanopox XP 22/0314及Nanopox 22/0516(雙酚A二縮水甘油醚)之濃度, 其各自均自Hanse Chemie購得並具有奈米尺寸二氧化矽微 粒填料。另外,包括一種氧雜環丁烷組份OXT-2 12,3-乙 基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧雜環丁烷。包括一種多元醇 (Terathane 250)及一種光催化劑(Chivacure 1176)。組成說 φ 明於表4中。 表4 成份 4.1 重量% 4.2 重量% 4.3 重量% 4.4 重量% Nanopox XP 22/0314 67.89 58.19 48.50 38.80 Nanopox XP 22/0516 9.70 19.40 29.10 38.80 Terathane 250 9.70 9.70 9.70 9.70 OXT-212 9.70 9.70 9.70 9.70 Chivacure 1176 2.91 2.91 2.91 2.91 結果 填料% 31.04 31.04 31.04 31.04 108131.doc -48- 1294331 實例5 在另-實例中,使用具有表5中所說明的黏合劑調配物 之底漆製備樣品。該黏合劑調配物包括經由添加Nan〇p〇x A 6H)提供的奈米尺寸填料顆粒及所具平均粒徑大約為㈣ 米之微米尺寸填料(NP_30及ATH s_3)兩者。Np_3〇包括所 具平均粒徑為約3微米之球形二氧化矽顆粒。ATH S 3包括 所具平均粒徑為約3微米之非球形氧化鋁脫水物顆粒。該 樣品所具楊氏模數為8.9 Gpa(1300 ksi)、拉伸強度為77 2 Mpa(11.2 ksi)且斷裂伸長率為1〇/〇。 表5 " "~~' __重量% UVR-6105 Heloxy 67 _ 0.71_ 6.50 SR-351 _ 2.91 DPHA ' 1.80 (3-备§水甘油氧基丙基)二甲氧基石夕检 1.17 Chivacure 184 0.78 NP-30 " 46.71 ATH S-3 _」 7.78 Nanopox A 610 27.75 Chivacure 1176 3.89 SDA5688 " 0.00072 應認為以上所揭示之標的物為說明性的而非限制性的, 且附屬申請專利範圍意欲涵蓋本發明真實範疇内之所有該 等修改、增進及其它實施例。 【圖式簡單說明】 圖1包括一例示性研磨物件之說明。 圖2包括一用於製造結構化研磨物件之例示性裝置之說明。 108131.doc -49- 1294331 【主要元件符號說明】 100 結構化研磨物件 102 襯底 104 包括研磨顆粒之層 106 .表面結構 202 襯底 204 輥 206 塗布裝置 208 黏合劑調配物 210 能源 212 輪轉式凹版印刷機 214 能源 216 輥
108131.doc -50-

Claims (1)

1294331 十、申請專利範圍: 1 · 一種形成結構化研磨物件之方法,該方法包含·· 以黏合劑調配物塗布襯底; 使該黏合劑調配物部分固化;及 在4 σ卩分固化的黏合劑調配物中形成圖案。 2·如請求項j之方法,苴一 人 八進 乂匕3在形成該圖案後使該 黏合劑調配物完全固化。
如請:項2之方法,其中在形成該圖案後使該黏合劑調 *元王固化包括將該黏合劑調配物曝露於光化輻射。 长員2之方去,其中在形成該圖案後使該黏合劑調 配物完全固化包括熱固化。 士明求項1之方法,其進一步包含在該黏合劑調配物上 施加研磨顆粒。 6· 士明求項5之方法,其中施加該等研磨顆粒包含在使該 黏合劑調配物部分固化前施加該等研磨顆粒。 春7 ·如明求項5之方法,其進一步包含在該等研磨顆粒上施 加底漆。 8 ·如明求項7之方法,其中施加該底漆包含在使該黏合劑 調配物部分固化前施加該底漆。 9·如晴求項7之方法,其中施加該底漆包含在使該黏合劑 調配物部分固化後施加該底漆。 I 〇·如請求項7之方法,其中施加該底漆包含在該黏合劑調 配物中形成該圖案後施加該底漆。 II ·如請求項1之方法,其中使該黏合劑調配物部分固化包 108131.doc 1294331 括將該黏合劑調配物曝露於光化輻射。 月长項1之方去,其中使該黏合劑調配物部分固化包 括部分熱固化。 •如明求項1之方法,其中使該黏合劑調配物部分固化包 括使該黏合劑調配物部分固化至至少約1.1之黏度指數。 月求項13之方法’其中使該黏合劑調配物部分固化包 括使礒黏合劑調配物部分固化至至少約5 〇之黏度指數。 φ 士明求項1之方法’其進一步包含將該黏合劑調配物與 研磨顆粒混合以形成研磨漿。 士明求項1之方法,其中該黏合劑調配物包含奈米複合 黏合劑調配物。 1 7·如清求項i之方法,其中該黏合劑調配物包含奈米尺寸 填料及微米尺寸填料。 1 8·如味求項丨之方法,其中形成該圖案包括使用經加熱的 圖案化工具形成該圖案。 鲁19·如請求項1之方法,其中形成該圖案包括以輪轉凹版印 刷機壓印。 20·如請求項1之方法,其中形成該圖案包括衝壓圖案。 2 1 ·如明求項1之方法,其進一步包含在以該黏合劑調配物 塗布前以緩衝塗料塗布該襯底。 22.如請求項1之方法,其進一步包含以底面塗料塗布該襯 底。 23· —種形成結構化研磨物件之方法,該方法包含: 以包含黏合劑調配物及研磨顆粒之研磨漿塗布襯底; 108131.doc 1294331 使該研磨漿部分固化;及 在該經部分固化的研磨漿中形成圖案。 24·如请求項23之方法,其進一步包含在形成該圖案後使該 研磨漿完全固化。 25. 如請求項24之方法,其中在形成該圖案後使該研磨漿完 全固化包括將該研磨漿曝露於光化輻射。 26. 如睛求項24之方法,其中在形成該圖案後使該研磨漿完 全固化包括熱固化。 27·如請求項23之方法,其中使該研磨漿部分固化包括將該 裝料曝露於光化輕射。 28·如請求項23之方法,其中使該研磨漿部分固化包括部分 熱固化。 29.如請求項23之方法,其中使該研磨漿部分固化包括使該 黏合劑調配物部分固化至至少約1 · i之黏度指數。 3 0·如請求項23之方法,其進一步包含將該黏合劑與該等研 磨顆粒混合以形成該研磨漿,其中該黏合劑調配物包含 奈米複合黏合劑。 3 1 ·如凊求項2 3之方法,其中形成該圖案包括使用經加熱的 圖案化工具形成該圖案。 32·如請求項23之方法,其中形成該圖案包括以輪轉凹版印 刷機壓印。 33. 如請求項23之方法,其進一步包含在以該研磨漿塗布前 以緩衝塗料塗布該襯底。 34. 如請求項23之方法,其進一步包含以底面塗料塗布該襯 108131.doc 1294331 底。 35. —種形成結構化研磨物件之方法,該方法包含: 使黏合劑調配物部分固化至至少約1 ·丨之黏度指數; 在该經部分固化的黏合劑調配物中形成結構圖案;及 使该經部分固化的黏合劑調配物進一步固化。 3 6 ·如明求項3 5之方法,其進一步包含在使該黏合劑調配物 4为固化前以該黏合劑調配物塗布襯底。 _ 37·如晴求項35之方法,其中該經部分固化的黏合劑調配物 具有至少約5.0之黏度指數。 3 8 ·如凊求項3 5之方法,其中該經部分固化的黏合劑調配物 具有至少約10.0之黏度指數。 39·如請求項35之方法,其進一步包含在該黏合劑調配物上 施加研磨顆粒。 4〇·如請求項35之方法,其進一步包含將該黏合劑調配物與 研磨顆粒混合以形成研磨漿。 _ 4 1 ·如5肖求項3 5之方法,其進一步包含在該黏合劑調配物上 施加底漆。 108131.doc
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