研磨墊和用于研磨玻璃、陶瓷和金屬材料的方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]本發明屬于研磨墊和用于研磨玻璃、陶瓷和金屬材料的方法。
[0002]傳統的研磨墊包括例如PCT專利申請2002-542057中描述的研磨部件。其研磨部件被構造為設置有背襯材料，所述背襯材料在一個表面上具有磨料。磨料的形狀可例如是立方體、塊形式、圓柱體、矩形等。此外，用在美國未經審查的專利申請公開US2011/0053460的說明書中描述的研磨部件，在由磨料形成的研磨層的基體部分上形成錐形突起。該突起的目的是簡化初始敷料(被執行以得到平坦研磨表面的操作)，以確定何時完成敷料(當研磨表面變得平坦時)。通過利用敷料剃刮掉突起以形成平坦度，可使用具有均勻磨料的基體部分來實現研磨。
[0003]當研磨嵌絲玻璃、耐熱玻璃或用于工業用途的其它玻璃基板時，或者當研磨包含陶瓷或金屬材料的大基板時，延長研磨墊的使用壽命是必要的。可想到的延長研磨墊的使用壽命的措施是增加研磨層的突起部分的高度以增大體積。然而，當僅增加突起部分的高度時，在一些情況下，突起部分可能容易地破裂。因此，還可想到將突起部分的根部分連接于磨料層。然而，也通過用該構造，必須用對策來應對由于當樹脂輕度固化時的收縮而導致研磨層的平坦度減小和由于研磨層的一體化而導致柔韌性減小。
【發明內容】
[0004]本發明的一方面是一種用于研磨玻璃、陶瓷和金屬材料的表面的研磨墊，所述研磨墊設置有:基底層；和研磨層，所述研磨層設置在所述基底層的第一表面側上并且包含磨料，并且所述研磨層具有多個基體部分，所述基體部分相互分開地布置在所述基底層上；柱狀或截頭形末端部分，其相互分開地布置在所述基體部分上；一組凹槽，其包含設置在所述基體部分之間的多個凹槽部分，使得所述基底層被暴露在所述基底部分之間，其中所述凹槽中的每一個凹槽相互交叉。
[0005]此外，本發明的一方面是使用以上研磨墊來研磨玻璃、陶瓷和金屬材料的方法。所述方法包括以下步驟:將所述基底層的所述第二表面側固定在臺板上，使所述研磨層和待研磨對象接觸，然后在將磨削流體引入待研磨對象和研磨層之間的同時，用所述研磨墊和所述磨削流體相對地摩擦所述待研磨對象。
[0006]根據本發明，可實現增加的研磨墊使用壽命，并且可確保研磨層的平坦度和柔韌性。
【附圖說明】
[0007]圖1是示出根據本發明的一個實施例的研磨墊的透視圖。
[0008]圖2是示出圖1所示的研磨墊的主要部分的放大透視圖。
[0009]圖3是示出圖1所示的研磨墊的主要部分的放大側視圖。
[0010]圖4a和圖4b是不出基體部分的變型的側視圖。
[0011]圖5a至圖5e是示出形成在基體部分之間的凹槽的組的示例的輪廓圖。
[0012]圖6是示出末端部分之間的凹槽部分的變型的側視圖。
[0013]圖7a和圖7b是示出用于使用圖1所示的研磨墊來研磨待研磨對象的方法的側視圖。
[0014]圖8a至圖8c是示意性示出研磨墊的功能效果的例證。
[0015]圖9a至圖9e是示出根據實施例和比較例的研磨墊樣品的形狀的側視圖。
[0016]圖10是用于確認益處的測試的結果的例證。
【具體實施方式】
[0017]以下，在參照附圖的同時，詳細地描述根據本發明的研磨墊和用于研磨玻璃、陶瓷和金屬材料的方法的優選實施方式。
[0018]圖1是示出根據本發明的一個實施方式的研磨墊的透視圖。此外，圖2是示出圖1所示的研磨墊的主要部分的放大透視圖，并且圖3是其放大側視圖。如圖1至圖3中所示，研磨墊I被構造為設置有用作研磨墊的支承構件的基底層11和包含磨料的研磨層12。研磨墊I是用于研磨嵌絲玻璃、耐熱玻璃或其它有工業用途的玻璃基板或者用于研磨包含陶瓷或金屬材料的大基板的研磨墊。研磨墊I例如形成直徑是大約1mm至2500mm的盤形。
[0019]基底層11例如由厚度是大約1_的聚合物膜、紙材、硫化纖維、經處理的非織造材料、經處理的纖維材料等構成，使得研磨墊I具有一定量的強度和柔韌性。在這些材料之中，使用聚合物膜是優選的。聚合物膜的例子包括聚乙烯對苯二甲酸膜、聚酯膜、共聚酯膜、聚酰亞胺膜、聚酰胺膜等。
[0020]研磨層12例如被構造成包括粘合劑、磨粒、填料并且形成在基底層11的一個表面上。另外，研磨層12還可包含諸如偶聯劑、沉淀抑制劑、硬化劑(引發劑)和光敏劑的各種成分。
[0021]粘合劑是由粘合劑前體形成。粘合劑前體包含未固化或未聚合狀態的樹脂，并且當構造研磨層12時，粘合劑前體中的樹脂被聚合或固化，從而形成粘合劑。粘合劑前體使用冷凝可固化樹脂、加聚樹脂、自由基可固化樹脂或其組合。
[0022]例如，磨粒是菱形珠磨粒。例如，這里使用的菱形珠磨粒是包含直徑為25微米或更小的菱形磨粒的按體積計約6%至65%的磨粒，并且被分散在按體積計約35%至94%的微孔、非熔融的連續金屬氧化物基質中。金屬氧化物基質具有約小于1000的努普硬度，并且包含選自包括氧化鋯、氧化硅、氧化鋁、氧化鎂和氧化鈦的組的至少一種金屬氧化物。
[0023]包含在研磨層12中的菱形珠磨粒的量一般是約I重量％或更多，并且優選地為約2重量％或更多。此外，包含在研磨層12中的菱形珠磨粒的量更優選地為約5重量％或更多，并且最優選地為約7重量％或更多。包含在研磨層12中的菱形珠磨粒的量一般為約30重量％或更少，優選地為約25重量％或更少。此外，包含在研磨層12中的菱形珠磨粒的量更優選地為約15重量％或更少，最優選地為約13重量％或更少。
[0024]在形成研磨層12時，菱形磨粒與金屬氧化物或氧化物前體的水溶膠混合，將已經被攪動的脫水液體(例如，2-乙基-1-己醇)中添加所得到的漿液。然后，從分散漿液中去除水，然后對其漿液進行過濾、干燥和煅燒，以獲得研磨層12。研磨層12中的菱形珠磨粒一般是球形形狀，并且與用于制造磨粒的原始菱形顆粒相比，尺寸為至少雙倍的。
[0025]填料是用于控制研磨層12的腐蝕速度的材料。例如，填料是平均粒度為大體0.0l μ m至100 μ m并且典型地為0.1 μ m至40 μ m的顆粒材料。為了實現研磨速率和使用壽命之間的平衡，重要的是在研磨期間控制研磨層12的腐蝕速度。如果加載填料太多，則研磨層12可能腐蝕地太快，從而導致研磨操作不充分。相反地，如果加載填料太少，則研磨層12可能腐蝕地太慢，從而允許磨粒是鈍的，從而導致研磨速率降低。
[0026]包含在研磨層12中的填料的量一般為約40重量％或更多，更優選地為約45重量％或更多，最優選地為50重量％或更多。此外，包含在研磨層12中的填料的量一般為約60重量％或更少。
[0027]填料的例子包括金屬碳酸鹽(諸如，碳酸鈣(白堊、方解石、泥炭、石灰華、大理石和石灰石)、碳酸鈣鎂、碳酸鈉、碳酸鎂等)、二氧化硅(諸如，晶體、玻璃珠、玻璃泡、玻璃纖維等)、硅酸鹽(諸如，滑石粉、粘土(蒙脫石)長石、云母、碳酸鈣、偏硅酸鈣、硅鋁酸鈉、硅酸鈉、硅酸鋰、硅酸鉀等)、金屬硫酸鹽(諸如，硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鈉、硫酸鈉鋁、硫酸鋁等)、石膏、蛭石、木粉末、三水合鋁、炭黑、金屬氧化物(諸如，氧化鈣(石灰)、氧化鋁、氧化錫(例如，氧化錫)、二氧化鈦等)、和金屬亞硫酸鹽(亞硫酸鈣等)、熱塑性顆粒(聚碳酸酯、聚醚酰亞胺、聚酯、聚乙烯、聚砜、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯、乙縮醛共聚物、聚氨酯、尼龍顆粒)、熱固性顆粒(諸如，酚醛泡、酚醛珠、聚氨酯泡沫顆粒等)等。
[0028]該填料還可以是鹽，例如鹵化物鹽。鹵化物鹽的例子包括氯化鈉、鉀冰晶石、鈉冰晶石、銨冰晶石、四氟硼酸鉀、四氟硼酸鈉、四氟化硅、氯化鉀和氯化鎂。金屬填料的例子包括錫、鉛、鉍、鈷、銻、鎘、鐵和鈦。其它填料的例子包括硫、有機硫化合物、石墨、金屬硫化物。
[0029]接下來，描述前述研磨層12的結構。
[0030]研磨層12的特征是類似圖2和圖3所示的那些片結構的片結構。更具體地，研磨層12的片結構具有相互分開地布置在基底層11上的多個基體部分13和相互分開地布置在基體部分13上的多個末端部分14。
[0031]例如，基體部分13在基底11上布置成矩陣形狀，使得密度是每Icm20.01至80個基體部分13。各基體部分13具有平坦的、大致立方體形狀，其厚度是例如0.5mm至2.0mm,從平面圖看，具有大致方形形狀。基體部分13是剛性主體，如果基體部分13的厚