TWI645939B - Grinding tool - Google Patents

Abstract

一種研磨工具，包含有一基座、至少一強化網以及至少一研磨層，該強化網設置於該基座一側，該研磨層對應設置於該強化網內，且該研磨層包含有一第一增靭材料、一第一結合劑以及複數個分散在該第一結合劑以及該第一增靭材料之中的第一磨料，該第一增韌材料在受到不同速度的衝擊時能夠表現出不同的硬度，進而改變研磨工具的研磨特性，因此，其研磨加工區間較寬廣、較有彈性，可進行高精度之研磨加工或高移除率之加工，達成高產能及高精度之目標，且藉由設置該強化網，可進一步提升研磨工具的研磨能力。

Description

研磨工具

本發明為有關一種研磨工具，尤指一種具備有強化結構的研磨工具。

研磨加工的目的在於使工件表面達到預定的平坦度，而習知的研磨工具通常係利用結合劑將磨粒結合在一起而形成，而根據不同的應用需求，研磨工具係具有不同的結構、研磨材料的選用以及形貌設計等。

習知的研磨工具如中華民國專利第I577499號之「硏磨墊及硏磨方法」，該研磨墊是具備設有研磨面的研磨構件，前述研磨構件是含有具有脹流特性的材料，前述研磨面的至少一部分是露出具有前述脹流特性的材料，其中，具有前述脹流特性的材料，是包含：具有脹流特性的樹脂、或是含有無機粒子及媒液的具有脹流特性的無機粒子組成物。

又如日本專利第JPH04201180號，其使用粘彈性矽酮樹脂作為粘合劑，並混合氧化鉻、氧化銫、氧化鐵、氧化鋯、碳化矽、碳化硼、氧化錫等適合於摩擦化學拋光的磨粒，而形成一拋光件，並可利用該拋光件形成一砂輪材料，而可高效率地對具有凹曲面的物體進行加工。

或如英國專利公告號GB929187A提出的研磨工具包括磨料以及含有不飽和聚合物的結合劑，且磨料的表面被衍生自鹼性矽烷結構的有機官能化烯基聚矽氧烷包覆。關於該結合劑，在一較佳實施例中可包括3%至6%的不飽和有機聚合物，如天然橡膠、異戊二烯(isoprene)、聚丁二烯(polybutadiene)、丁二烯-苯乙烯(butadiene-styrene)、丁二烯丙烯腈(butadiene acrylonitrile)、氯丁二烯(chloroprene)、聚酯樹脂(polyester resin)；以及97%至94%的樹脂，如酚醛樹脂、苯胺甲醛樹脂、或環氧樹脂等，據此獲得耐水性佳、甚至在潮濕狀態下有更佳強度表現的研磨工具。

而設置強化網的研磨工具如美國專利第US3896593號，其係由開放式編織玻璃纖維來構成扁平的環形加強條，且覆蓋樹脂塗層磨粒。又如中國大陸專利第CN 104290042號，其包括砂輪主體，砂輪主體的上下表面設有塗覆有酚醛樹脂的玻璃纖維網格布，砂輪主體中設有加強砂輪硬度和韌性的聚丙烯纖維和高碳鋼絲，砂輪主體由65%~80%的磨料、10%~20%的結合劑和8%~18%的輔料複合構成。

本發明申請人於2017年8月28日提出的中華民國專利申請案第106129112號曾揭示一種含黏彈性材料的新型研磨工具，該研磨工具除了包括一基座以及設置在該基座一表面的研磨層外，還包括一分散於該研磨層中、或者在該研磨層之該非工作面上形成為一緩衝層的矽氧烷類化合物增靭材料。於該發明中，藉由使用該增靭材料使該研磨工具在受到不同速度的衝擊時能夠表現出不同的硬度，有利於靈活地調整該研磨工具以應用在高移除率之加工或高精度之研磨加工中。

研磨技術一直是在相關領域中所不斷精進的技術，隨著科技的進步，研磨技術日趨成熟，但與此同時，對工件精度的要求亦不斷的提升，因此，目前使用的研磨工具仍需進一步改良，以符合相關領域之需求。

本發明的主要目的，在於解決習知研磨工具的研磨加工區間較無彈性，且需使用多種研磨工具才可達成高研磨精度的問題。

為達上述目的，本發明提供一種研磨工具，包含有一基座、至少一強化網以及至少一研磨層，該強化網設置於該基座一側，該研磨層對應設置於該強化網內，且該研磨層包含有一第一增靭材料、一第一結合劑以及複數個分散在該第一結合劑以及該第一增靭材料之中的第一磨料。

於本發明一實施例中，該強化網之材質選自於由金屬、陶瓷、樹脂及其組合所組成之群組。

於本發明一實施例中，該強化網可為一單層結構。

於本發明一實施例中，藉由複數個強化網堆疊形成具有N層之多層結構，其中，N為一介於2至10之整數，或者，N為大於10，本發明並未侷限於此。

於本發明一實施例中，該強化網彼此相互層疊設置。

於本發明一實施例中，更包含有至少一夾設於該強化網之間的黏彈性層。

於本發明一實施例中，該黏彈性層包含有一第二增靭材料以及一第二結合劑。

於本發明一實施例中，於該黏彈性層中，該第二增靭材料佔的重量百分比介於20~80之間，該第二結合劑佔的重量百分比介於20~80之間。於一較佳實施中，該第二增靭材料佔的重量百分比為50，該第二結合劑佔的重量百分比為50。

於本發明一實施例中，該第二增靭材料係為黏彈性聚合物，例如，矽氧烷樹脂。

於本發明一實施例中，該第二結合劑係為一環氧樹脂。

於本發明一實施例中，該黏彈性層還包含有複數個分散在該第二結合劑以及該第二增靭材料之中的第二磨料。

於本發明一實施例中，於該黏彈性層中，該第二增靭材料佔的重量百分比介於20~50之間，於一較佳實施例中，該該第二增靭材料佔的重量百分比為37.5；該第二結合劑佔的重量百分比介於20~70之間，於一較佳實施例中，該第二結合劑佔的重量百分比為37.5，該些第二磨料佔的重量百分比介於10~40之間，於一較佳實施例中，該些第二磨料佔的重量百分比為25。

於本發明一實施例中，該第二磨料係為碳化矽、鑽石、立方氮化硼、氧化鋁及其組合所組成之群組。

於本發明一實施例中，該第一增靭材料係為黏彈性聚合物，例如，矽氧烷樹脂。

於本發明一實施例中，該第一結合劑係為一環氧樹脂。

於本發明一實施例中，該些第一磨料係為碳化矽、鑽石、立方氮化硼、氧化鋁及其組合所組成之群組。

於本發明一實施例中，於該研磨層中，該第一增靭材料佔的重量百分比介於20~50之間，於一較佳實施例中，該第一增靭材料佔的重量百分比為37.5；該第一結合劑佔的重量百分比介於20~70之間，於一較佳實施例中，該第一結合劑佔的重量百分比為37.5，該些第一磨料佔的重量百分比介於10~40之間，於一較佳實施例中，該些第一磨料佔的重量百分比為25。

於本發明一實施例中，該至少一強化網的結構為由複數個平面網堆疊而成。

於本發明一實施例中，該至少一強化網的結構係由單一個平面網形成。

於本發明一實施例中，該強化網係平行地層疊設置於該基座一側。

於本發明一實施例中，該強化網係沿著該基座之一軸心線進行捲繞以設置於該基座之一側。

綜上所述，本發明之該第一增韌材料在受到不同速度的衝擊時能夠表現出不同的硬度，意即，在改變研磨工具的操作參數時，即會改變該第一增韌材料的硬度，進而改變研磨工具的研磨特性，因此，其研磨加工區間較寬廣、較有彈性，並可依據需求調整操作參數，以進行高精度之研磨加工或高移除率之加工，達成高產能及高精度之目標。且藉由設置該化網，可進一步提升研磨工具的研磨能力。

有關本發明的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下： 請參閱「圖1A」至「圖2」所示，本發明為一種研磨工具，包含有一基座10、至少一強化網20以及至少一研磨層30，該強化網20設置於該基座10一側，且該研磨層30對應設置於該強化網20內，該至少一研磨層30包含有一第一增靭材料31、一第一結合劑32以及複數個分散在該第一結合劑32以及該第一增靭材料31之中的第一磨料33。於「圖1A」及「圖1B」中，該基座10是以平板作為示意說明，平板可以為圓形，但不以此為限，而於「圖2」中，該基座10是以圓輪作為示意說明。

於本實施例中，該強化網20之材質可以為金屬、陶瓷、樹脂或其組合等等，例如，玻璃纖維網、碳纖網等，而該第一增靭材料31係為一黏彈性聚合物，該黏彈性聚合物之一實例如矽氧烷樹脂，該第一結合劑32係為一環氧樹脂，該些第一磨料33可以為碳化矽、鑽石、立方氮化硼、氧化鋁或其組合等，但不以此為限，此外，於該研磨層30中，該第一增靭材料31佔的重量百分比介於20~50之間，較佳為37.5，該第一結合劑32佔的重量百分比介於20~70之間，較佳為37.5，該些第一磨料33佔的重量百分比介於10~40之間，較佳為25。

其中，該第一增靭材料31在受到不同速度的衝擊時能夠表現出不同的硬度，即，在改變研磨工具的操作參數時，即會改變該第一增靭材料31的硬度，進而改變研磨工具的研磨特性，因此，本發明的研磨加工區間較為寬廣，可以配合不同的操作參數產生不同之硬度，故可以進行高精度之研磨加工或高移除率之加工，以達成高產能及高精度之目標，此外，藉由設置該強化網20，可進一步提升該研磨工具的研磨能力。

本發明一實施例中，該強化網20可為一單層結構，然而，在其他實施例中，如「圖3」至「圖5」所示，該強化網20可為相互層疊設置之多層結構，該強化網20的層數較佳可介於2至10之間，然亦可為10層以上。本案之實施例中，係以平面的層疊設置作為舉例說明，若為於立體之基座10上，可以利用捲繞的方式來進行層疊，例如，該強化網20可以平行於該基座10外側(即，基座10的外圈)進行層疊，或者，該強化網20可以沿著基座10軸心線進行捲繞；此外，如「圖4」及「圖5」所示，本發明更包含有至少一夾設於該強化網20之間的黏彈性層40，該黏彈性層40可單獨為一第二增靭材料41，譬如，僅包括一黏彈性聚合物作為該第二增靭材料41；該黏彈性層40亦可如「圖4」所示地包含有該第二增靭材料41以及一第二結合劑42，而於此實施例中，該第二增靭材料41係為矽氧烷樹脂，該第二結合劑42係為一環氧樹脂，且於該黏彈性層40中，該第二增靭材料41佔的重量百分比介於20~80之間，較佳為50；該第二結合劑42佔的重量百分比介於20~80之間，較佳為50。

上述實施例中，由於在該強化網20之間設置有該黏彈性層40，故即使在不同的操作條件下，亦可對該強化網20提供不同的支撐力並改變加工特性。舉例來說，在需求高移除率條件下，可設定衝擊力道大之參數使該黏彈性層40之支撐力變大；而在需求高精度條件下，可設定衝擊力道小之參數使該黏彈性層40之支撐力變小。

又或者，於「圖5」中，該黏彈性層40還包含有複數個分散在該第二結合劑42以及該第二增靭材料41之中的第二磨料43，該些第二磨料43可以為碳化矽、鑽石、立方氮化硼、氧化鋁或其組合等，且於該黏彈性層40中，該第二增靭材料41佔的重量百分比介於20~50之間，較佳為37.5，該第二結合劑42佔的重量百分比介於20~70之間，較佳為37.5wt%，該些第二磨料43佔的重量百分比介於10~40之間，較佳為25。

續搭配參閱「圖6」所示，該至少一強化網20的結構可以為一單一結構的平面網21，亦可為由複數個平面網21堆疊而成之立體網，或可直接為立體網狀、立體纖維狀等等，但不以此為限。

綜上所述，本發明具有以下特點：

一、該第一增韌材料在受到不同速度的衝擊時能夠表現出不同的硬度，因此，本發明的研磨加工區間較為寬廣及彈性，且可以配合不同的製程需求而改變操作參數以產生不同之硬度，故可以進行高精度之研磨加工或高移除率之加工，以達成高產能及高精度之目標。

二、藉由設置該強化網，可進一步提升該研磨工具的研磨能力。

以上已將本發明做一詳細說明，惟以上所述者，僅爲本發明的一較佳實施例而已，當不能限定本發明實施的範圍。即凡依本發明申請範圍所作的均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明的專利涵蓋範圍內。

10‧‧‧基座

20‧‧‧強化網

21‧‧‧平面網

30‧‧‧研磨層

31‧‧‧第一增靭材料

32‧‧‧第一結合劑

33‧‧‧第一磨料

40‧‧‧黏彈性層

41‧‧‧第二增靭材料

42‧‧‧第二結合劑

43‧‧‧第二磨料

「圖1A」，為本發明第一實施例的平面分解示意圖。 「圖1B」，為本發明第一實施例的平面結構示意圖。 「圖2」，為本發明第二實施例的立體結構示意圖。 「圖3」，為本發明第三實施例的平面結構示意圖。 「圖4」，為本發明第四實施例的平面結構示意圖。 「圖5」，為本發明第五實施例的平面結構示意圖。 「圖6」，為本發明第六實施例之強化網的平面分解示意圖。

Claims (19)

1. 一種研磨工具，包含有：一基座；複數設置於該基座一側的強化網；複數對應設置於該強化網內的研磨層，且該研磨層包含有一第一增靭材料、一第一結合劑以及複數個分散在該第一結合劑以及該第一增靭材料之中的第一磨料；以及至少一夾設於該強化網之間的黏彈性層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該強化網之材質選自於由金屬、陶瓷、樹脂及其組合所組成之群組。
3. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該強化網具有N層，N為一介於2至10之整數。
4. 如申請專利範圍第3項所述之研磨工具，其中該強化網彼此相互層疊設置。
5. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該黏彈性層包含有一第二增靭材料以及一第二結合劑。
6. 如申請專利範圍第5項所述之研磨工具，其中於該黏彈性層中，該第二增靭材料佔的重量百分比介於20~80之間，該第二結合劑佔的重量百分比介於20~80之間。
7. 如申請專利範圍第5項所述之研磨工具，其中該第二增靭材料係為黏彈性聚合物。
8. 如申請專利範圍第5項所述之研磨工具，其中該第二結合劑係為一環氧樹脂。
9. 如申請專利範圍第5項所述之研磨工具，其中該黏彈性層還包含有複數個分散在該第二結合劑以及該第二增靭材料之中的第二磨料。
10. 如申請專利範圍第9項所述之研磨工具，其中於該黏彈性層中，該第二增靭材料佔的重量百分比介於20~50之間，該第二結合劑佔的重量百分比介於20~70之間，該些第二磨料佔的重量百分比介於10~40之間。
11. 如申請專利範圍第9項所述之研磨工具，其中該些第二磨料係為碳化矽、鑽石、立方氮化硼、氧化鋁及其組合所組成之群組。
12. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該第一增靭材料係為黏彈性聚合物。
13. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該第一結合劑係為一環氧樹脂。
14. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該些第一磨料係為碳化矽、鑽石、立方氮化硼、氧化鋁及其組合所組成之群組。
15. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中於該研磨層中，該第一增靭材料佔的重量百分比介於20~50之間，該第一結合劑佔的重量百分比介於20~70之間，該些第一磨料佔的重量百分比介於10~40之間。
16. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該至少一強化網的結構為由複數個平面網堆疊而成。
17. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該至少一強化網的結構係由單一個平面網形成。
18. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該強化網係平行地層疊設置於該基座一側。
19. 如申請專利範圍第1項所述之研磨工具，其中該強化網係沿著該基座之一軸心線進行捲繞以設置於該基座之一側。