多孔聚合物抛光刷毛及其制造方法技术

本公开涉及多孔聚合物抛光刷毛及其制造方法。具体而言，本文公开了一种由多孔的基于聚合物的材料制成的刷毛形态的抛光介质，包含该介质的设备和系统，以及该介质、设备和系统的形成和使用方法。一种抛光毛刷，其包含多根刷毛，其中，多根刷毛中的每根刷毛包含多孔聚合物材料，且多根刷毛中的每根刷毛包含受约束的近端和不受约束的远端。一种用于抛光包含非平面表面的工件的刷毛的制造方法，所述方法包括以下步骤：混合液态聚合物材料和发泡剂，以形成发泡聚合物材料，并且将发泡聚合物材料分离成多根刷毛。发泡剂配置成赋予聚合物材料以多孔性，其中，所述多孔性的特征在于密度在0.3g/cm

Porous polymer polishing bristle and its manufacturing method

The invention relates to a porous polymer polishing bristle and a manufacturing method thereof. In particular, a polishing medium with bristle shape made of porous polymer based material is disclosed herein, including the device and system of the medium, and the formation and use method of the medium, device and system. A polishing brush comprises a plurality of bristles, wherein each bristle in the plurality of bristles comprises a porous polymer material, and each bristle in the plurality of bristles comprises a constrained proximal end and an unconstrained distal end. A manufacturing method for polishing bristles of workpieces including nonplanar surfaces includes the following steps: mixing a liquid polymer material and a foaming agent to form a foaming polymer material, and separating the foaming polymer material into a plurality of bristles. The foaming agent is configured to endow the polymer material with porosity, wherein the porosity is characterized by a density of 0.3g/cm

【技术实现步骤摘要】
多孔聚合物抛光刷毛及其制造方法
本公开总体上涉及制造方法以及所得到的材料，例如适合作为抛光介质使用的毛刷、刷毛和抛光垫。更具体而言，本公开涉及用于构建用于对具有非平面特征的工件(例如具有斜边或弯曲边缘的手机显示屏)进行抛光的毛刷和抛光垫的多孔的基于聚合物的刷毛。
技术介绍
诸如抛光垫这样的抛光介质可用于各种应用中，包括通过使抛光垫相对于被抛光的玻璃工件(例如玻璃、Si晶片、蓝宝石晶片等)移动来抛光该工件。这种相对移动可通过旋转抛光垫、旋转被抛光的对象或者这些移动的结合来产生。可在抛光垫与被抛光对象之间使用其它线性或任意可使用的相对移动。可施加作用力以按压抛光垫使其与工件接触。抛光可进行到各种程度，以例如除去较大的缺陷，从而实现镜面光洁度和/或最终平坦度。抛光垫可以是例如聚氨酯抛光垫。典型的聚氨酯抛光垫被设计成接附于平面压盘上，以对平面工件进行抛光。然而，具有非平面表面或具有包含非平面部分的表面的特制玻璃工件正越来越多地被使用。不幸的是，标准聚氨酯抛光垫无法有效地抛光非平面工件。典型的抛光垫不能用于非平面工件的原因之一在于，它们不能在整个表面上提供均匀的抛光。标准抛光垫通常不能保持与非平面工件的整个表面区域的接触。因此，在工件表面的某些部分上，标准抛光垫无法除去划痕(工件打磨处理的痕迹)或其它瑕疵。由抛光所得到的其它优势包括除去受损层、使材料变薄以降低其重量、使其更能弯曲以及改善表面光洁度和材料的触觉“感受”。在使用平面抛光垫抛光非平面表面的一般流程中，抛光垫将无法充分压缩以有效接触工件的整个表面区域。使用可压缩的平面聚氨酯泡沫体或叠置的平面泡沫复合体可提供额外的覆盖，但在显著弯曲的情况中仍然不接触所有表面区域。参见例如2016年9月13日公布的题为《非平面玻璃抛光垫和制造方法》(Non-planarGlassPolishingPadandMethodofManufacture)的美国专利9440326，其全部内容通过引用纳入本文。使用典型的抛光垫能够有效地从平面表面上除去材料。然而，这些抛光垫通常不能很好地适用于抛光具有非平面(例如弯曲)表面(例如圆形边缘或在其上具有其它特征的表面)的工件。因此，需要改善的抛光介质和方法。
技术实现思路
本公开的各种实施方式涉及可装配至抛光毛刷或抛光垫上的聚合物刷毛及其制造方法。尽管下文将更详细地讨论本公开的示例性实施方式如何克服现有的抛光介质的缺点，总体而言，本公开的各种实施方式提供源自多孔的基于聚合物的材料的抛光刷毛。可将示例性的刷毛和毛刷用于抛光相对较硬的材料，例如玻璃、半导体材料、用于制造电子装置的材料以及硬度大于典型玻璃硬度的材料，例如经过强化的铝硅酸盐玻璃或蓝宝石以及金属。为了对具有非平面表面的工件进行抛光，将诸如由密集排列的刷毛制成的毛刷这样的抛光介质毗邻工件放置，并且使其相对于工件表面移动。这种相对移动可通过以下方式来产生：工件相对于毛刷的线性移动；旋转毛刷；旋转工件；沿轨道移动工件或毛刷；或者是这些移动的结合。可施加作用力，以在打磨或抛光过程中将毛刷按压在工件表面上。还可在处理过程中使用包含研磨颗粒的浆料，以辅助从工件表面上除去材料。根据本公开的附加实施方式，提供了一种聚合物刷毛的制造方法。一种示例性的方法包括以下步骤：对预聚物、固化剂和发泡剂(用于赋予多孔性)进行混合，进而形成基于聚合物的料饼，所述基于聚合物的料饼适合被切割成具有所需尺寸和形状的个体刷毛(或刷毛组)，这些刷毛接附于板件、压盘等上，用作抛光毛刷或抛光垫。或者，可将聚合物材料挤出或以其他方式成形为具有所需截面的连续丝线，并随后切割成离散长度。示例性的方法还可包括将1％至9％的多元醇加入混合物中。下文还描述了其它示例性方法。本公开的另一些示例性实施方式包括使用本文所述的多孔刷毛、本文所述的抛光设备以及/或者本文所述的抛光系统来从工件表面上除去材料的方法。附图说明结合以下所示的附图，能够通过参考详细描述和权利要求更完整地理解本公开的实施方式，且图1图示了根据本公开的各种示例性实施方式的与具有非平面特征的工件相互作用的抛光毛刷的透视图；图2图示了根据本公开的附加示例性实施方式的抛光毛刷的正面放大图，其显示刷毛直接固定至板件上；图3图示了根据本公开的另一些示例性实施方式的抛光毛刷的替换视图，其显示刷毛被固定至板件上，且在刷毛远端与板件之间还包含补充抛光介质；图4图示了根据本公开的示例性实施方式的除去速率与刷毛密度的关系图；图5图示了根据本公开的示例性实施方式的两种刷毛材料的使用寿命终结与刷毛密度的关系图；图6图示了一种根据本公开的示例性实施方式的抛光系统；图7图示了一种根据本公开的示例性实施方式的示例性工件；图8是根据本公开的示例性实施方式的两种刷毛材料的磨耗速率与密度的关系图；图9是根据本公开的示例性实施方式的磨耗速率与多元醇浓度的关系图。应当理解的是，附图中的要素只是用于简要而清楚地进行图示，并不一定按照比例绘制。例如，附图中一些要素的尺寸可相对于其它要素进行了放大，以帮助改善对于本公开所示的实施方式的理解。具体实施方式下文所提供的对于材料、介质、毛刷、刷毛、系统、设备以及形成和使用刷毛的示例性实施方式的描述只是示例性的，只是出于说明目的，以下描述并非旨在限制本公开或权利要求的范围。此外，除非另有说明，否则对具有所述特征、组成或性质的多种实施方式的详述并非旨在排除具有其它特征、组成或性质的其它实施方式，或引入了所述特征、组成或性质的组合的其它实施方式。此外，虽然上下文中对从表面上除去材料进行可一般描述，但材料、介质、毛刷、刷毛、系统、设备以及方法的用途并不受此所限，除非另有说明。例如，这些材料、介质、毛刷、刷毛、系统、设备和方法还可用于将涂层(例如油漆、粘合剂、其它化合物等)施涂至表面。本文所述的示例性材料、介质、设备和系统可用于抛光工件表面或者从工件表面上除去材料，包括具有非平面表面和/或平面表面的工件。举例而言，本文所述的材料、介质、设备、系统和方法可用于抛光玻璃，例如用于手持式装置的显示屏，强化铝硅酸盐玻璃，半导体材料，用于形成电子装置的材料和/或诸如蓝宝石(例如蓝宝石的A、C或R面)、诸如绿宝石和红宝石这样的其它宝石的硬表面材料，陶瓷，塑料，半导体，诸如钛、铝、钢这样的金属，以及类似材料。如本文所用，术语“硬表面”或“硬表面材料”是指硬度大于常规硬硅酸盐玻璃的硬度(例如，大于约1550HB布氏硬度标尺或约7莫氏硬度标尺)的材料。例如，本文所述的材料、介质、设备和系统可用于抛光经过研磨和/或打磨处理后的表面，或者用于进行化学—机械平面化处理和/或控制厚度、塑形、表面修整和/使工件平滑。举具体例子而言，工件包括玻璃，例如用于制造显示器或装置(例如智能电话或其它个人电子装置)盖板的强化铝硅酸盐玻璃。工件可包含非平面表面，例如弯曲、倾斜或圆形边缘，以提供平滑表面以及/或者降低工件破碎或开裂的风险。如上所述，典型的抛光垫可能不是特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抛光毛刷，其包含多根刷毛，其特征在于，/n所述多根刷毛中的每根刷毛包含多孔聚合物材料，且/n所述多根刷毛中的每根刷毛包含受约束的近端和不受约束的远端。/n

【技术特征摘要】
20180516 US 62/672,5241.一种抛光毛刷，其包含多根刷毛，其特征在于，
所述多根刷毛中的每根刷毛包含多孔聚合物材料，且
所述多根刷毛中的每根刷毛包含受约束的近端和不受约束的远端。


2.如权利要求1所述的抛光毛刷，其特征在于，所述聚合物材料包含聚脲、聚氨酯以及聚氨酯/聚脲混合材料中的至少一种。


3.如权利要求1所述的抛光毛刷，其特征在于，所述聚合物材料包含聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯中的一种。


4.如权利要求2所述的抛光毛刷，其特征在于，所述聚合物材料的密度在0.3g/cm3至1.2g/cm3的范围内。


5.如权利要求2所述的抛光毛刷，其特征在于，所述聚合物材料的密度在0.4g/cm3至0.7g/cm3的范围内。


6.如权利要求4所述的抛光毛刷，其特征在于，所述聚合物材料的特征在于具有平均直径在10微米至3毫米范围内的孔。


7.如权利要求2所述的抛光毛刷，其特征在于，所述聚合物材料还包含聚醚多元醇。


8.如权利要求1所述的抛光毛刷，其特征在于，所述聚合物材料是发泡的。


9.如权利要求1所述的抛光毛刷，其特征在于，所述聚合物材料包含MDI(亚甲基二苯基二异氰酸酯)和TDI(甲苯二异氰酸酯)型聚醚型聚氨酯中的至少一种。


10.如权利要求1所述的抛光毛刷，其特征在于，所述聚合物材料包含MDI和TDI型聚酯型聚氨酯中的一种。


11.如权利要求1所述的抛光毛刷，其特征在于，所述聚合物材料包含一种或更多种表面活性剂。...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·达斯凯维奇，B·沐恩希，J·克莱因，P·仁泰恩，
申请(专利权)人：JH罗得股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US