專利名稱:拋光墊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及拋光墊及其制造方法,特別是具有連通孔洞的拋光墊及其制造方法。
背景技術(shù):
參考圖1,其顯示中國臺灣專利公開第200641193號所揭示的第一種已知拋光墊的示意性剖視圖。該拋光墊1為無紡布型拋光墊,其包括多條纖維12及樹脂14。該拋光墊 1的制造方法使用絲絨或仿麂皮等的纖維12與樹脂14的復(fù)合材料,或者使用將由這些纖維 12形成的無紡布含浸于熱塑性聚氨基甲酸酯樹脂14中并使其濕式凝固而形成的壓縮變形性大且較柔軟的薄片。該拋光墊1的缺點(diǎn)在于其柔軟性容易導(dǎo)致研磨面平坦化性能不好, 而且該樹脂14無法均勻地包覆這些纖維12,亦即會有部分纖維12未被樹脂14包覆。參考圖2,其顯示中國臺灣專利公告第528646號所揭示的第二種已知拋光墊的示意性剖視圖。該拋光墊2為獨(dú)立發(fā)泡型拋光墊,其包括多個孔洞22及樹脂M。該拋光墊2 的制造方法為將該樹脂對(通常為熱塑性聚氨基甲酸酯的高分子發(fā)泡體)灌入圓形鑄模筒中,待冷卻凝固后再予以切片。該拋光墊2的剛性比該第一種已知拋光墊1(圖1)高,且具有獨(dú)立氣泡結(jié)構(gòu),常被用在高平坦化拋光中。然而,該拋光墊2最大的問題在于,因該樹脂 M在該圓形鑄模筒中的濃度分布較不易均勻,成型時該圓形鑄模筒各位置的溫度分布的差異性會造成這些孔洞22的大小及分布不一且不易控制,再經(jīng)切片工藝后,會使該拋光墊2 的切片面的孔洞22的大小不一更為明顯。此外,所述孔洞22彼此不連通,在使用時會使研磨液不易流通。因此,有必要提供創(chuàng)新且具有進(jìn)步性的拋光墊及其制造方法,以解決上述問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種拋光墊,其包括多條纖維及高分子彈性體化合物。這些纖維交錯排列形成纖維基材。該高分子彈性體化合物由第一高分子彈性體樹脂及第二高分子彈性體樹脂復(fù)合而成,其中該第一高分子彈性體樹脂的重均分子量為100000 300000,該第二高分子彈性體樹脂為雙組分型高分子彈性體樹脂,其包括第一組分及第二組分,該第一組分為分子量為1500至2500的聚酯多元醇(Polyol),其重量百分比為至15%,該第二組分為分子量為3500至4500的聚酯多元醇(Polyol),其重量百分比為85%至99%。該高分子彈性體化合物包覆這些纖維且具有多個孔洞,所述孔洞彼此連通。本發(fā)明還提供拋光墊的制造方法,其包括以下步驟(a)提供纖維基材;(b)將該纖維基材放置于第一高分子彈性體樹脂溶液中,且反復(fù)壓放該纖維基材使得該第一高分子彈性體樹脂溶液因不同壓力差而滲透到該纖維基材中,其中該第一高分子彈性體樹脂溶液包含第一高分子彈性體樹脂,該第一高分子彈性體樹脂的重均分子量為100000 300000 ; (c)使?jié)B入該纖維基材中的該第一高分子彈性體樹脂溶液凝固;(d)進(jìn)行高壓沖洗過程; (e)進(jìn)行加熱過程,以得到拋光墊半成品;(f)將該拋光墊半成品放置于第二高分子彈性體樹脂溶液中,其中該第二高分子彈性體樹脂溶液包含第二高分子彈性體樹脂,該第二高分子彈性體樹脂為雙組分型高分子彈性體樹脂,其包含第一組分及第二組分,該第一組分為分子量為1500至2500的聚酯多元醇,其重量百分比為至15%,該第二組分為分子量為 3500至4500的聚酯多元醇,其重量百分比為85 %至99 %,且該第二高分子彈性體樹脂及該第一高分子彈性體樹脂復(fù)合成高分子彈性體化合物;及(g)進(jìn)行加熱過程,以得到拋光墊。在本發(fā)明中,該拋光墊不僅具有較好的剛性及提供高的平坦化效率,而且其具有連通的孔洞及活動性纖維,使得被拋光/研磨的工件具有優(yōu)異的表面質(zhì)量。此外,該拋光墊在生產(chǎn)方法上也有較好的穩(wěn)定性和再現(xiàn)性。
圖1顯示中國臺灣專利公開第200641193號所揭示的第一種已知拋光墊的示意性剖視圖;圖2顯示中國臺灣專利公告第528646號所揭示的第二種已知拋光墊的示意性剖視圖;及圖3顯示本發(fā)明拋光墊的示意性剖視圖。主要組件符號說明1第一種已知拋光墊2第二種已知拋光墊3本發(fā)明拋光墊12 纖維14 樹脂22 孔洞M 樹脂32 纖維34高分子彈性體化合物36 孔洞
具體實施例方式本發(fā)明涉及拋光墊的制造方法,其包括以下步驟。首先,提供纖維基材。在一個實施方式中,該纖維基材為無紡布,其由多條纖維交錯排列而成,這些纖維的材質(zhì)選自聚酰胺樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龍、聚丙烯(PP)、聚酯樹脂、丙烯酸類樹脂、聚丙烯腈樹脂及其復(fù)合物。優(yōu)選地,所述纖維為復(fù)合纖維,其包含50重量%至90重量%的尼龍及 10重量%至50重量%的聚對苯二甲酸乙二醇酯。接著,將該纖維基材放置于第一高分子彈性體樹脂溶液中,且利用一種可造成壓力差的設(shè)備反復(fù)壓放該纖維基材,使得該第一高分子彈性體樹脂溶液因不同壓力差而滲透到該纖維基材中,其中該第一高分子彈性體樹脂溶液包含第一高分子彈性體樹脂。在一個實施方式中,該第一高分子彈性體樹脂溶液還包含溶劑二甲基甲酰胺(DMF)及界面劑,該第一高分子彈性體樹脂占該第一高分子彈性體樹脂溶液總重量的40%至55%,該二甲基甲酰胺溶劑占該第一高分子彈性體樹脂溶液總重量的40%至55%,該界面劑占該第一高分子彈性體樹脂溶液總重量的0. 至5%。該第一高分子彈性體樹脂選自聚酰胺樹酯、聚碳酸酯樹脂、聚甲基丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、乙烯基苯樹脂及丙烯酸類樹脂。接著,使?jié)B透到該纖維基材中的第一高分子彈性體樹脂溶液凝固。在一個實施方式中,本步驟是使該纖維基材及滲透到該纖維基材中的第一高分子彈性體樹脂溶液從裝有二甲基甲酰胺(DMF)水溶液的凝固水槽中經(jīng)過,使?jié)B透到該纖維基材中的第一高分子彈性體樹脂溶液與該二甲基甲酰胺(DMF)水溶液發(fā)生置換而凝固。其中該二甲基甲酰胺(DMF) 水溶液包含水及二甲基甲酰胺(DMF),該二甲基甲酰胺(DMF)占該二甲基甲酰胺(DMF)水溶液總重量的15%至35%。接著,進(jìn)行高壓沖洗過程。在一個實施方式中,本步驟是在水洗槽中利用至少一種可造成壓力差的設(shè)備不斷擠壓以進(jìn)行吸入及排出過程,通過高溫及壓力差將滲入該纖維基材中的雜質(zhì)、所用溶劑及該界面劑沖洗出來。接著,進(jìn)行加熱過程,以得到拋光墊半成品。在一個實施方式中,本步驟是在100°C 至200°C的環(huán)境下進(jìn)行加熱過程,以將該纖維基材和滲入該纖維基材中的第一高分子彈性體樹脂溶液蒸發(fā)干燥。優(yōu)選地,在本步驟之后還包括修整該拋光墊半成品的表面的步驟。接著,將該拋光墊半成品放置于第二高分子彈性體樹脂溶液中,其中第二高分子彈性體樹脂溶液包含第二高分子彈性體樹脂,該第二高分子彈性體樹脂為雙組分型高分子彈性體樹脂,其包含第一組分及第二組分,該第一組分為分子量為1500至2500的聚酯多元醇,其重量百分比為至15%,該第二組分為分子量為3500至4500的聚酯多元醇,其重量百分比為85%至99%,且該第二高分子彈性體樹脂及該第一高分子彈性體樹脂復(fù)合成高分子彈性體化合物。優(yōu)選地,該第一組分的分子量為2000,且重量百分比為5%。該第二組分的分子量為4000,且重量百分比為95%。在一個實施方式中,該第二高分子彈性體樹脂溶液還包含溶劑、填充劑及界面劑, 該第二高分子彈性體樹脂占該第二高分子彈性體樹脂溶液總重量的30%至40%,該溶劑占該第二高分子彈性體樹脂溶液總重量的40%至50%,該填充劑占該第二高分子彈性體樹脂溶液總重量的5%至25%,該界面劑占該第二高分子彈性體樹脂溶液總重量的0. 1% 至5%。該溶劑選自二甲基甲酰胺、甲苯、環(huán)己酮、甲基乙基酮及其混合物。該聚酯多元醇為熱塑性樹酯、熱固性樹酯或其混合物,該熱塑性樹酯包含高分子二醇的殘基、有機(jī)二異氰酸酯的殘基及擴(kuò)鏈劑的殘基,該高分子二醇選自聚烯烴系、聚苯乙烯系、聚丙烯酸系、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物系、丙烯酸酯系、乙烯基酯系、飽和聚酯系、聚酰胺系、聚偏氟乙烯系、聚碳酸酯系、聚甲醛樹脂系樹酯及聚氨基甲酸酯,該熱固性樹脂選自氨基甲酸酯系、 環(huán)氧系、丙烯酸系、不飽和聚酯系、聚氨基甲酸酯-脲系、脲系、硅氧系及酚醛系樹脂。最后,進(jìn)行加熱過程,以得到拋光墊。在一個實施方式中,將上述含有該第二高分子彈性體樹脂溶液的該拋光墊半成品送入高溫的加熱裝置,以將該第二高分子彈性體樹脂溶液中的多余溶劑蒸發(fā)干燥。優(yōu)選地,在本步驟之后還包括修整表面的步驟。參考圖3,其顯示本發(fā)明拋光墊的示意性剖視圖。該拋光墊3包括多條纖維32和高分子彈性體化合物34。這些纖維32交錯排列成纖維基材。在一個實施方式中,該纖維基材為無紡布。這些纖維32的材質(zhì)選自聚酰胺樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龍、聚丙烯(PP)、聚酯樹脂、丙烯酸類樹脂、聚丙烯腈樹脂及其復(fù)合物。優(yōu)選地,這些纖維32為復(fù)合纖維,其包含50重量%至90重量%的尼龍及10重量%至50重量%的聚對苯二甲酸乙二醇酯。該高分子彈性體化合物34由第一高分子彈性體樹脂及第二高分子彈性體樹脂復(fù)合而成,該高分子彈性體化合物34包覆這些纖維32且具有多個孔洞36,所述孔洞36彼此連通。優(yōu)選地,這些纖維32完全被高分子彈性體化合物34包覆,亦即不會有如圖1中部分纖維12未被樹脂14包覆的情況。此外,所述孔洞36的大小較為均勻且易于控制,而且所述孔洞36全部都連通。該第一高分子彈性體樹脂的重均分子量為100000 300000。該第二高分子彈性體樹脂為雙組分型高分子彈性體樹脂,其包含第一組分及第二組分,該第一組分為分子量為1500至2500的聚酯多元醇,其重量百分比為至15%。該第二組分為分子量為3500 至4500的聚酯多元醇,其重量百分比為85%至99%。優(yōu)選地,該第一組分的分子量為2000, 且重量百分比為5%。該第二組分的分子量為4000,且重量百分比為95%。該第一高分子彈性體樹脂選自聚酰胺樹酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、乙烯基苯樹脂及丙烯酸類樹脂。該聚酯多元醇為熱塑性樹酯、熱固性樹酯或其混合物,該熱塑性樹酯包含高分子二醇的殘基、有機(jī)二異氰酸酯的殘基及擴(kuò)鏈劑的殘基,該高分子二醇選自聚烯烴系、聚苯乙烯系、聚丙烯酸系、丙烯腈_苯乙烯_ 丁二烯共聚物系、丙烯酸酯系、乙烯基酯系、飽和聚酯系、聚酰胺系、聚偏氟乙烯系、聚碳酸酯系、聚甲醛樹脂系樹酯及聚氨基甲酸酯,該熱固性樹脂選自氨基甲酸酯系、環(huán)氧系、丙烯酸系、不飽和聚酯系、聚氨基甲酸酯-脲系、脲系、硅氧系及酚醛系樹脂。優(yōu)選地,該第一高分子彈性體樹脂為聚酰胺樹酯,該聚酯多元醇為聚氨基甲酸酯?,F(xiàn)以下列實施例詳細(xì)說明本發(fā)明,但這并不意謂著本發(fā)明僅局限于這些實施例所揭示的內(nèi)容。實施例1 首先,以細(xì)度為3旦的復(fù)合纖維(70重量%的尼龍和30重量%的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET))(三芳化學(xué)工業(yè)股份有限公司)扎成纖維基材。該纖維基材為無紡布(亦即非織物基布),該無紡布的厚度為2. 25mm、密度為0. 22g/cm3及重量為496g/m2。接著,將該無紡布放置于第一高分子彈性體樹脂溶液中,且利用一種可造成壓力差的設(shè)備(三芳化學(xué)工業(yè)股份有限公司)反復(fù)壓放該無紡布,使得該第一高分子彈性體樹脂溶液因不同壓力差而滲透到該無紡布中。該第一高分子彈性體樹脂溶液由聚酰胺樹酯 (第一高分子彈性體樹脂、分子量為260000)、溶劑二甲基甲酰胺(DMF)和界面劑(分散劑 (dispersion agent))組成,其中該聚酰胺樹脂占該第一高分子彈性體樹脂溶液總重量的約50%,二甲基甲酰胺溶劑占該第一高分子彈性體樹脂溶液總重量的約49. 5%,界面劑占該第一高分子彈性體樹脂溶液總重量的約0. 5%。接著,使?jié)B透有該第一高分子彈性體樹脂溶液的無紡布經(jīng)過凝固水槽,其中該凝固水槽內(nèi)裝有用水和二甲基甲酰胺(DMF)配制成的25重量%的二甲基甲酰胺(DMF)水溶液,以使得滲入該無紡布內(nèi)的第一高分子彈性體樹脂溶液與二甲基甲酰胺(DMF)水溶液發(fā)生置換而凝固。接著,進(jìn)入高壓沖洗過程,通過高溫(80°C )以及擠壓輪的不斷擠壓(空氣壓力= 4. Okg/cm2)將滲入無紡布內(nèi)的雜質(zhì)、二甲基甲酰胺溶劑(DMF)及界面劑沖洗出來。
接著,在高壓沖洗過程后,送入具有高溫的加熱裝置(140°C )中將水分蒸發(fā)干燥。接著,通過機(jī)械式修整機(jī),利用150目和400目的砂紙、1200和1300rpm的轉(zhuǎn)速、28 安培的負(fù)載電流,對上述材料的表面進(jìn)行修整,制得厚度為1. 35mm的拋光墊半成品。接著,將上述所制得的拋光墊半成品放置于第二高分子彈性體樹脂溶液中,其中該第二高分子彈性體樹脂溶液包含第二高分子彈性體樹脂、二甲基甲酰胺溶劑、甲基乙基酮、填充劑(木質(zhì)粉)及界面劑(增粘劑)。該第二高分子彈性體樹脂為雙組分型高分子彈性體樹脂,其包含第一組分及第二組分,該第一組分為分子量為2000的聚酯多元醇,其重量百分比為5%。該第二組分為分子量4000的聚酯多元醇,其重量百分比為95%。且該第二高分子彈性體樹脂及該第一高分子彈性體樹脂復(fù)合成高分子彈性體化合物。作為該第二高分子彈性體樹脂的第一組分和第二組分的聚酯多元醇均為聚氨基甲酸酯系聚酯多元醇(三芳化學(xué)工業(yè)股份有限公司)。該第二高分子彈性體樹脂占該第二高分子彈性體樹脂溶液總重量的40%。該二甲基甲酰胺溶劑占該第二高分子彈性體樹脂溶液總重量的25 %。該甲基乙基酮占該第二高分子彈性體樹脂溶液總重量的25%。該填充劑(木質(zhì)粉)占該第二高分子彈性體樹脂溶液總重量的9.5%。該界面劑(增粘劑)占該第二高分子彈性體樹脂溶液總重量的0.5%。接著,送入具有高溫的加熱裝置(130°C )中將該第二高分子彈性體樹脂溶液的多余溶劑蒸發(fā)干燥。最后,通過機(jī)械式修整機(jī),利用150目和400目的砂紙、1200和1300rpm的轉(zhuǎn)速、28 安培的負(fù)載電流,對上述材料的表面進(jìn)行修整,制得厚度為1. 30mm的拋光墊成品。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下。本發(fā)明的拋光墊3不僅有較好的剛性及提供高的平坦化效率,而且其具有連通孔洞36及活動性纖維32,使得被拋光/研磨的工件具有優(yōu)異的表面質(zhì)量。此外,該拋光墊3在生產(chǎn)方法上也有較好的穩(wěn)定性和再現(xiàn)性。現(xiàn)以下表比較所述第一種已知拋光墊1 (圖1)、所述第二種已知拋光墊2(圖2、及本發(fā)明的拋光墊3(圖3)。
權(quán)利要求
1.拋光墊,包括多條纖維,其交錯排列成纖維基材;及高分子彈性體化合物,其由第一高分子彈性體樹脂及第二高分子彈性體樹脂復(fù)合而成,其中該第一高分子彈性體樹脂的重均分子量為100000 300000,該第二高分子彈性體樹脂為包含第一組分及第二組分的雙組分型高分子彈性體樹脂,該第一組分為分子量為 1500至2500的聚酯多元醇且其重量百分比為至15%,該第二組分為分子量為3500至 4500的聚酯多元醇且其重量百分比為85%至99%,并且該高分子彈性體化合物包覆這些纖維且具有多個孔洞,所述孔洞彼此連通。
2.權(quán)利要求1的拋光墊,其中該第一組分的分子量為2000且重量百分比為5%,該第二組分的分子量為4000且重量百分比為95%。
3.權(quán)利要求1的拋光墊,其中該第一高分子彈性體樹脂選自聚酰胺樹酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、乙烯基苯樹脂及丙烯酸類樹脂。
4.權(quán)利要求1的拋光墊,其中該第一組分及第二組分的聚酯多元醇為熱塑性樹酯、熱固性樹酯或其混合物,該熱塑性樹酯包括高分子二醇的殘基、有機(jī)二異氰酸酯的殘基及擴(kuò)鏈劑的殘基,該高分子二醇選自聚烯烴系、聚苯乙烯系、聚丙烯酸系、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物系、丙烯酸酯系、乙烯基酯系、飽和聚酯系、聚酰胺系、聚偏氟乙烯系、聚碳酸酯系、 聚甲醛樹脂系樹酯及聚氨基甲酸酯,該熱固性樹脂選自氨基甲酸酯系、環(huán)氧系、丙烯酸系、 不飽和聚酯系、聚氨基甲酸酯-脲系、脲系、硅氧系及酚醛系樹脂。
5.權(quán)利要求1的拋光墊,其中該纖維基材為無紡布。
6.權(quán)利要求1的拋光墊,其中這些纖維的材質(zhì)選自聚酰胺樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯、尼龍、聚丙烯、聚酯樹脂、丙烯酸類樹脂、聚丙烯腈樹脂及其復(fù)合物。
7.權(quán)利要求1的拋光墊,其中這些纖維為復(fù)合纖維,其包括50重量%至90重量%的尼龍及10重量%至50重量%的聚對苯二甲酸乙二醇酯。
8.權(quán)利要求1的拋光墊,其中這些纖維完全被該高分子彈性體化合物包覆。
9.拋光墊的制造方法,包括以下步驟(a)提供纖維基材;(b)將該纖維基材放置于第一高分子彈性體樹脂溶液中,且反復(fù)壓放該纖維基材使得該第一高分子彈性體樹脂溶液因不同壓力差而滲透到該纖維基材中,其中該第一高分子彈性體樹脂溶液包含第一高分子彈性體樹脂,該第一高分子彈性體樹脂的重均分子量為 100000 300000 ;(c)使?jié)B入該纖維基材中的該第一高分子彈性體樹脂溶液凝固;(d)進(jìn)行高壓沖洗過程;(e)進(jìn)行加熱過程,以得到拋光墊半成品;(f)將該拋光墊半成品放置于第二高分子彈性體樹脂溶液中,其中該第二高分子彈性體樹脂溶液包含第二高分子彈性體樹脂,該第二高分子彈性體樹脂為包含第一組分及第二組分的雙組分型高分子彈性體樹脂,該第一組分為分子量為1500至2500的聚酯多元醇且其重量百分比為至15%,該第二組分系為分子量為3500至4500的聚酯多元醇且其重量百分比為85%至99%,并且該第二高分子彈性體樹脂及該第一高分子彈性體樹脂復(fù)合成高分子彈性體化合物;及(g)進(jìn)行加熱過程,以得到拋光墊。
10.權(quán)利要求9的方法,其中該步驟(b)中該第一高分子彈性體樹脂溶液還包含溶劑二甲基甲酰胺及界面劑,該第一高分子彈性體樹脂占該第一高分子彈性體樹脂溶液總重量的 40%至55%,該二甲基甲酰胺溶劑占該第一高分子彈性體樹脂溶液總重量的40%至55%, 該界面劑占該第一高分子彈性體樹脂溶液總重量的0. 至5%。
11.權(quán)利要求9的方法,其中該步驟(c)包括使該纖維基材及滲入該纖維基材中的第一高分子彈性體樹脂溶液在裝有二甲基甲酰胺水溶液的凝固水槽中經(jīng)過,使?jié)B入該纖維基材中的第一高分子彈性體樹脂溶液與該二甲基甲酰胺水溶液發(fā)生置換而凝固。
12.權(quán)利要求9的方法,其中該步驟(f)中該第二高分子彈性體樹脂溶液還包含溶劑、 填充劑及界面劑,該第二高分子彈性體樹脂占該第二高分子彈性體樹脂溶液總重量的30% 至40 %,該溶劑占該第二高分子彈性體樹脂溶液總重量的40 %至50 %,該填充劑占該第二高分子彈性體樹脂溶液總重量的5%至25%,該界面劑占該第二高分子彈性體樹脂溶液總重量的0. 至5%。
13.權(quán)利要求12的方法,其中該溶劑選自二甲基甲酰胺、甲苯、環(huán)己酮、甲基乙基酮及其混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及拋光墊及其制造方法,該拋光墊包括多條纖維及高分子彈性體化合物。這些纖維交錯排列形成纖維基材。該高分子彈性體化合物由第一高分子彈性體樹脂及第二高分子彈性體樹脂復(fù)合而成,其中該第一高分子彈性體樹脂的重均分子量為100000~300000,該第二高分子彈性體樹脂為雙組分型高分子彈性體樹脂,其包含第一組分及第二組分,該第一組分為分子量為1500至2500的聚酯多元醇,其重量百分比為1%至15%,該第二組分為分子量為3500至4500的聚酯多元醇,其重量百分比為85%至99%。由此,該拋光墊不僅有較好的剛性及提供高的平坦化效率,而且其具有連通的孔洞及活動性纖維,使得被拋光/研磨的工件具有優(yōu)異的表面質(zhì)量。
文檔編號C08J5/14GK102275143SQ20101019987
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者馮崇智, 姚伊蓬, 洪永璋, 蔡坤成 申請人:三芳化學(xué)工業(yè)股份有限公司