金属粒子转移制品、金属修饰基底及其制备和使用方法

专利名称：金属粒子转移制品、金属修饰基底及其制备和使用方法
金属粒子转移制品、金属修饰基底及其制备和使用方法

发明内容
需要生产用于以膜格式包装、保护和储存金属粒子并将单层的这些金属粒子最终递送到基底上的制品，其可以是刚性的(例如，精确平坦的刚性研磨表面)或柔性的，以产生金属修饰基底。当使用刚性基底时，可以制备研磨基底或板。本发明提供一种流线型和经济有效的解决方法以产生此类转移制品和金属修饰基底或板。金属修饰基底随后可与磨粒(例如，浆液)一起使用，以用作磨料制品。如本文所用，术语“固定制品”一般是指一种状态，其中金属粒子被固定在固化的第一粘结剂(研磨剂领域技术人员有时称为“底胶”)中和任选地在固化的第二粘结剂(研磨剂领域技术人员有时称为“复胶”)中。术语“固化”包括第一和第二粘结剂的部分固化或完全固化状态。术语“部分固化”是指树脂粘结剂的一种状态，其中树脂己开始聚合并且已经历分子量的增加，但其中树脂继续至少部分地可溶解于合适溶剂中。术语“完全固化” 是指树脂粘结剂的一种状态，其中树脂己聚合并处于固态，并且其中树脂不可溶于溶剂中。在一个方面，本发明涉及一种金属粒子转移制品，所述制品包含第一衬垫，其具有相对的第一和第二表面，其中根据ASTMD3330/D3330M-04，第一表面具有小于约700克/ 英寸的剥离值；和一层金属粒子，其设置在第一衬垫的第一表面上。在另一方面，本发明涉及一种制备金属修饰基底或制品的方法，所述方法包括以下步骤提供具有相对的第一和第二表面的刚性基底；将第一粘结剂涂覆在所述刚性基底的第一表面上；提供金属粒子转移制品，其包含具有相对的第一和第二表面的第一衬垫，其中根据ASTMD3330/D3330M-04，第一表面具有小于约700克/英寸的剥离值，以及一层金属粒子，其设置在第一衬垫的第一表面上；将金属粒子转移制品施加到刚性基底的第一表面， 其中金属粒子与第一粘结剂接触；从刚性基底上移除第一衬垫；以及固化第一粘结剂，从而将金属粒子固定到刚性基底的第一表面。在又一方面，本发明涉及一种金属修饰基底，所述基底包含刚性基底，其具有第一和第二表面；在基底的第一表面上的第一粘结剂；和一层金属粒子，其设置在第一粘结剂中。在又一方面，本发明涉及一种金属修饰基底，所述基底包含刚性基底，其具有第一和第二表面；在基底的第一表面上的第一粘结剂；和一层金属粒子，其设置在第一粘结剂中，其中该层包含在第一粘结剂上的至少两个同心区域，其中至少一个同心区域包含具有与至少一个其它同心区域的金属粒子的特征不同的特征的金属粒子。在另一方面，本发明涉及一种金属修饰基底，所述基底包含刚性基底，其具有第一表面和第二表面；在基底的第一表面上的第一粘结剂；一层金属粒子，其设置在第一表面的第一粘结剂上；在基底的第二表面上的第一粘结剂；和一层金属粒子，其设置在第二表面的第一粘结剂中。在又一方面，本发明涉及一种打磨工件的方法，所述方法包括将工件连接到允许工件旋转的静止制品；在存在研磨剂浆液的情况下将金属修饰基底施加到工件；和研磨该工件。
具体来说，本发明的发明人认识并利用了隔离衬垫中存在的静电力来暂时将金属粒子粘结到衬垫，无论这种衬垫是否基于纸张、聚合物膜(包括非织造膜或织物)。然而，在转移衬垫和金属粒子之间的静电吸引并未强烈到使粒子不会从衬垫上释放。此外，本发明的金属粒子未嵌入到隔离衬垫中，而是粘附于隔离衬垫的剥离涂层面上。在一个专利申请中，例如由本文所述转移制品制备的金属修饰基底可用于打磨、 研磨或修饰制品(在工业中有时称为“工件”)。在一些专利申请中，非常期望的是用于打磨、研磨或修饰工件的制品基本上平坦并且在打磨期间保持基本上平坦。如果制品中存在不平坦、粗糙、或波浪，则其在打磨期间的使用可能导致工件出现凸面或“滚落”。出现凸面是使工件边缘变成不期望的圆形状。本发明的一个优点在于，以基本上平坦和优选刚性基底开始从而提供有效和高性价比的方式来制备打磨、研磨或精修制品。此外，使用转移制品允许极大的柔韧性，因为可将金属粒子施加到不同的几何形状的基底。只要转移制品是柔性的，则其可适形于基底(特别是刚性基底)的形状。


将结合以下附图进一步描述本发明，其中图1为根据本发明的一个方面的转移制品的示意性剖视图；图2为根据本发明的一个方面的制备磨料制品的示例性方法的示意性剖视图；图3为根据本发明的一个方面的转移制品的卷的透视图；图4为具有不同的金属粒子密度的同心区域的转移制品的透视图；图如为具有不同的金属粒子密度的同心区域的转移制品的透视图，其中一个区域为不连续的；图5为在基底两侧上均具有金属粒子并连接到工具台板的金属修饰基底的示意性剖视图；图6为静电连接到隔离衬垫的100微米锡/铋球体的照片；图7为由实例1的转移制品制成的台板A在打磨兰宝石工件若干小时后的照片；图8为在实例部分中制备和使用的制品的移除克数与打磨时间关系的图表；图9为具有不同的金属粒子密度的同心区域的台板的照片；和图10为示出不同的金属粒子密度的图9的相同台板的近观照片。这些图是示例性的，不是按比例绘制，仅为示例性的目的。
具体实施例方式本文的所有数字均假定被术语“约”修饰。由端点表述的数值范围包括该范围内的所有数字(如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。本文所述的所有份数(包括在以下实例部分中那些)均以重量计，除非另外指明。转移制品转移制品包含至少第一衬垫和一层金属粒子。转移制品可以呈卷的形式(并且随后被转变成片和盘)或可以呈片或盘形式。转移制品可以用于修饰具有精确成形、精确设置的金属粒子的独特表面分布的刚性和柔性基底。示例性刚性基底包括环状刚性台板。本发明的转移制品提供用于表面修饰和重铺制品(例如可延展的金属台板)的新技术。传统方法例如液态分散体的模具涂布法或刮涂可能不适合于涂覆不连续的刚性表面例如环状台板。本文所述转移制品利用在薄柔性膜上卷对卷涂覆的有益效果，并可以用于修饰精确和刚性表面(例如金属研磨/打磨台板)的表面。参照附图，图1示出示例性双衬垫转移制品10的示意性剖视图，该制品具有第一衬垫12、第二衬垫14、和设置或夹置在两个衬垫之间的金属粒子16。第一衬垫和第二衬垫分别具有第一表面1 和14a，以及相对的第二表面12b和14b。剥离涂层(未示出)设置在第一衬垫的第一表面1 上和任选地在第二衬垫的第一表面Ha上。金属粒子通过静电力附着于衬垫。本发明的另一个实施例包括多层隔离衬垫和金属粒子。例如，转移制品可以包含 第一衬垫，其具有第一表面和第二表面；第一层金属粒子，其设置在第一衬垫的第一表面上；第二衬垫，其具有第一表面和第二表面，设置在该层金属粒子上，其中第二衬垫的第一表面与金属粒子接触；第二层金属粒子，其设置在第二衬垫的第二表面上；和任选地第三衬垫，其具有第一表面和第二表面，其中第三衬垫的第一表面与金属粒子的第二层接触。衬垫层数目和金属粒子层数目可基于所需的最终应用来选择。任选地，颗粒状可玻璃化粘结剂(未示出)，如本文所述，可设置在第一衬垫和第二衬垫之间。颗粒状可玻璃化粘结剂可以是热塑性或热固性树脂。另外，除了金属粒子和任何任选的颗粒状可玻璃化粘结剂或粉末之外，磨粒或研磨剂粉末(未示出)也可以设置在第一衬垫上。如本文所用，“粉末”可包括磨粒、颗粒状可玻璃化粘结剂以及它们的组合。 颗粒粘结剂和/或磨粒的颗粒的粒度可以小于、等于、或大于金属粒子。图3示出根据本发明一个方面的转移制品50的卷的透视图，该卷类似于条带卷。 转移制品50的卷包括具有相对的第一表面5 和第二表面52b的单个衬垫52，衬垫52具有设置在第一表面5 上的剥离涂层(未示出)。金属粒子56和任选可玻璃化粘结剂材料(未示出)设置在第一表面5 上。任选地，第二剥离涂层(未示出)也设置在衬垫的第二表面52b上，第二剥离涂层具有比第一剥离涂层更低的剥离值，从而促进卷退绕，并且如果不能消除也最小化磨粒(和任何可玻璃化粘结剂材料，如果使用的话)保留于衬垫的第二表面52b上的可能性。用于第一衬垫和任选第二衬垫的材料适用于本发明的隔离衬垫类型并无限制，只要衬垫可在其和磨粒之间引起静电吸引或静电附着从而使磨粒留在衬垫或依附到衬垫。如结合上述附图所论述，衬垫具有设置在其第一表面上的剥离涂层。在一个实施例中，衬垫为柔性背衬。示例性柔性背衬包括致密牛皮纸(例如可从 Loparex North America(ffillowbrook, IL)商购获得的那些)、聚合物涂覆纸(例如聚乙烯涂覆牛皮纸)和聚合物膜。合适的聚合物膜包括聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、纤维素、 聚酰胺、聚酰亚胺、聚硅氧烷、聚四氟乙烯、聚邻苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯和聚碳酸酯。非织造或织造衬垫也是可以使用的。具有非织造或织造衬垫的实施例可能包含剥离涂层。在一个实施例中，衬垫的剥离涂层具有小于约700克/英寸的剥离值。可使用各种测试方法来测量该剥离值，例如使用ASTMD3330/D3330M-04。在另一个实施例中，衬垫的剥离涂层可以是含氟材料、含硅材料、含氟聚合物、有机硅聚合物或聚(甲基)丙烯酸酯，该聚(甲基)丙烯酸酯衍生于包含具有12到30个碳原子的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的单体。在一个实施例中，烷基可以是支链的。可用的含氟聚合物和有机硅聚合物的示例性例子可见于美国专利No. 4，472，480,4. 567，073 和4，614，667。可用的聚(甲基)丙烯酸酯的示例性例子可见于美国专利申请公开No. US 2005/118352。在一个实施例中，其上将设置金属粒子的衬垫的第一表面可以是纹理化的，从而衬垫的第一表面的至少一个平面高于另一个平面。纹理化表面可以是图案化的，或随机的。 纹理化表面的一个或多个最高平面可以被称为“递送平面”，因为该一个或多个最高平面将递送金属粒子到基底。一个或多个较低平面可以被称为“凹陷平面”。金属粒子合适的金属粒子包括锡、铜、铟、锌、铋、铅、锑和银及其合金，以及它们的组合。通常，金属粒子是可延展的。示例性金属粒子包括锡/铋金属珠，其可作为锡铋共晶粉末以商品名 “58Bi42Sn Meshl00+200IPN+79996Y” 从 hdium Corporation(Utica，NY)商购获得；和铜粒子(99% 200目)，可以目录号20778从Sigma-Aldrich(Milwaukee, WI)商购获得。合适的粒度取决于正在制备的制品的最终应用。转移制品可以包含不同粒度的金属粒子。金属粒子的示例性平均粒度可以小于200微米，优选在约70微米和150微米之间。 金属粒子的粒度通常特指为其最长尺寸。在许多情况下，优选的是控制粒度分布，使得所得的制品在被研磨的工件上形成一致的表面光洁度。金属粒子可涂覆有使该颗粒具有期望特性的材料。例如，已经表明，施用于金属粒子表面的材料可以增强金属粒子和隔离衬垫之间的粘附力。另外，施用于金属粒子表面上的材料可提高软化的颗粒状可固化粘合剂材料中的金属粒子的附着性。或者，表面涂层能够改变和改善所得磨粒的切割特性。这类表面涂层在例如美国专利No. 5，011，508 (Wald 等人)、3，041, 156 (Rowse 等人)、5，009, 675 (Kunz 等人)、4，997，461 (Markhoff-Matheny 等人)、5，213，591 (Celikkaya 等人)、5，085, 671 (Martin 等人)和 5，042, 991 (Kunz 等人)中有所描述。金属粒子其自身可以被修饰(例如)以改变形状或组成。例如，在使用两个衬垫制备包含金属粒子的转移制品之后，可使转移制品穿过高压轧辊以压平金属粒子。另外，在金属粒子已从转移制品转移到金属修饰基底之后，例如通过使用修整环或牺牲性工件，可使金属修饰基底经受定向压力，以在基底用在所需工件上之前压平金属粒子。在另一个实施例中，例如通过用研磨剂浆液加料以在金属粒子的表面内嵌入磨粒，可以修饰金属修饰基底上的金属粒子的表面。合适的研磨剂浆液包括含有金刚石、硅铝土、碳化硅、和PCT国际公布No. W02009/046296中所述那些的浆液。例如就粒度、形状、组成、和/或性质(例如机械的、光学的、或电气的性质)而言， 设置在衬垫上的金属粒子可以相同或不同。任选的磨粒除了金属粒子之外的磨粒也可以被使用并可以与金属粒子一起设置在衬垫的第一表面上。本公开中可使用的合适的磨粒包括熔融氧化铝、热处理过的氧化铝、白色熔融氧化铝、黑碳化硅、绿碳化硅、二硼化钛、碳化硼、碳化钨、碳化钛、金刚石(天然的和合成的)、二氧化硅、氧化铁、氧化铬、二氧化铈、氧化锆、二氧化钛、硅酸盐、氧化锡、立方氮化硼、石榴石、熔融氧化铝-氧化锆，溶胶-凝胶磨粒等。溶胶凝胶磨粒的实例可见于美国专利 No. 4，314，827 (Leitheiser 等人)、4，623，364 (Cottringer 等人)、4，744，802 (Schwabel)、 4，770, 671 (Monroe 等人)和 4，881, 951 (Wood 等人)。如本文所用，术语“磨粒”还涵盖与聚合物、陶瓷、金属或玻璃粘合在一起以形成研磨团聚物的单一磨粒。术语“研磨团聚物”包括但不限于研磨剂/氧化硅团聚物，其可以具有或不具有通过在高温下的退火步骤而致密化的氧化硅。研磨团聚物在美国专利 No. 4，311，489 (Kressner)、4，652，275 (Bloecher 等人)、4，799，939 (Bloecher 等人)、 5, 500, 273 (Holmes 等人)、6，645, 624 (Adefris 等人)、 , 044，835 (Mujumdar 等人)中有进一步的描述。或者，磨粒可以通过如美国专利No. 5，201，916(Berg等人)所述的粒子间吸引力而粘合到一起。优选的研磨团聚物包括具有金刚石作为磨粒和氧化硅作为粘结组分的团聚物。当使用团聚物时，团聚物内含有的单一磨粒的粒度可在0. 1至50微米(μπι) (0. 0039 至2.0密耳)的范围内，优选从0.2至20 μ m(0. 0079至0.79密耳)并最优选地在0. 5至 5μπι(0. 020 至 0. 20 密耳)之间。磨粒的平均粒度通常小于15(^111(5.9密耳)，优选小于100 μ m(3. 9密耳)，并最
优选地小于50μπΚ2.0密耳)。磨粒的粒度通常特指为其最长尺寸。通常，粒度存在一定的范围分布。在一些情况下优选的是严格控制粒度分布，使得所得的研磨制品在正在研磨的工件上提供一致的表面光洁度。磨粒还可以具有与其相关的形状。这类形状的例子包括杆状、三角形、棱锥形、圆锥形、实心球形、空心球形等。或者，磨粒可以形成无规的形状。另一种可用类型的磨粒是金属基磨粒，其包含具有周边的大体上球状体的含金属基体以及平均直径小于8微米的至少部分地嵌入含金属基体周边的超级磨料。可以通过将含金属基体(主要为球状体)、超级磨粒和磨削介质装入到容器中来制备此类磨粒。然后通常在室温下将容器铣削一段时间。据信铣削工艺迫使超级磨料渗透到、附接到含金属基体中并从其中凸起。含金属基体的周边从纯金属或金属合金变为超级磨料与金属或金属合金的复合材料。靠近周边的含金属基体的表面下也包含超级磨料，该超级磨料将被看作是嵌入到含金属基体中。该金属基磨粒在2008年7月3日提交的受让人的共同待审的临时专利申请No. 61/077,929中有公开。磨粒可涂覆有使该颗粒具有所需特性的材料。例如，已经表明，施用于磨粒表面的材料可以增强磨粒和聚合物之间的粘合力。另外，施用于磨粒表面上的材料可增强软化的颗粒状可固化粘合剂材料中的磨粒的附着性。或者，表面涂层能够改变和改善所得磨粒的切割特性。这类表面涂层在例如美国专利No. 5，011，508 (ffald等人)、3，041，156 (Rowse等人)、5，009，675 (Kunz 等人)、4，997，461 (Markhoff-Matheny 等人)、5，213，591 (Celikkaya 等人)、5，085，671 (Martin等人)和5，042，991 (Kunz等人)中有所描述。颗粒粘结剂除了金属粒子之外的颗粒粘结剂也可以被使用并可以与金属粒子一起设置在衬垫的第一表面上。对合适的任选颗粒粘结剂有所描述，除了金属粒子外，其可存在于第一衬垫上。例如，颗粒状可玻璃化粘结剂材料可以是室温下为固态的材料。本文中“可玻璃化”是指通过(i)固化(例如可见光固化或紫外光固化)热固性液体组合物或者(ii) 冷却可能为半结晶或非结晶的热塑性材料而变成固态。在一些方面，颗粒状可玻璃化粘结剂材料可以与磨粒混合，特别是当用作复胶以用于此前涂覆了底胶的刚性基底时。颗粒状可玻璃化粘结剂材料优选包含有机可玻璃化聚合物粒子。颗粒状可玻璃化聚合物优选在加热时能软化，以提供能够充分流动的可玻璃化液体，从而能够润湿磨粒表面或邻近可玻璃化粘结剂颗粒的表面。合适的颗粒状可玻璃化粘结剂材料能够提供令人满意的磨粒，该磨粒通过在避免对其所附着的刚性基底造成热损坏或损形的温度下被活化或变得粘着而粘结和/或粘结到底胶、复胶或刚性基底。满足这些标准的颗粒状可玻璃化粘结剂材料可以选自如本文所述的某些热固性粒子材料、热塑性粒子材料以及热固性和热塑性粒子材料的混合物。热固性粒子体系涉及由温度活化性热固性树脂制备的粒子。这种颗粒以固态颗粒或粉末形态使用。温度上升高出Tg温度的初始效果是将材料软化成可流动类流体状态。 这种物理状态的改变使树脂粒子互相润湿或接触基底、底胶、复胶和/或磨粒。长时间暴露在足够高的温度下将触发化学反应，形成交联三维分子网。硬化(固化)树脂粒子把磨粒粘结到磨料制品。可用的颗粒状可玻璃化粘结剂材料可以选自酚醛树脂、苯氧基树脂、聚酯树脂、共聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂以及它们的混合物。可用的温度活化热固性体系包括含甲醛的树脂(诸如苯酚甲醛、线性酚醛树脂和尤其那些添加了交联剂(如六亚甲基四胺)的线性酚醛树脂、酚醛塑料和氨基塑料)、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、醇酸树月旨、烯丙基树脂、呋喃树脂、环氧树脂、聚氨酯、氰酸盐酯和聚酰亚胺。可用的热固性树脂包括例如在美国专利No. 5，872，192 (Kaplan等人)和No. 5，786，430 (Kaplan等人)中公开的热固性粉末。在热活化热固性可熔粉末的使用中，颗粒状可玻璃化粘结剂材料被加热到至少其固化温度，以优化基底和研磨剂粘结。为防止使底胶或复胶热损坏或变形，可熔热固性粒子的固化温度优选将低于这些组分的熔点，以及优选低于Tg温度。可用的热塑性颗粒状可玻璃化粘结剂材料包括聚烯烃树脂例如聚乙烯和聚丙烯； 聚酯和共聚酯树脂；乙烯基树脂例如聚(氯乙烯)和氯乙烯-醋酸乙烯共聚物；聚乙烯醇缩丁醛；醋酸纤维素；丙烯酸类树脂，包括聚丙烯酸和丙烯酸系共聚物，例如丙烯睛-苯乙烯共聚物；和聚酰胺(如，六亚甲基己二酰胺、聚己内酰胺)，以及共聚酰胺。在半结晶热塑性粘结剂粒子(如聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚己内酰胺)的情况下，优选的是加热粘结剂粒子到至少其熔点，在该熔点下粉末变得熔化以形成可流动流体。在非结晶热塑性材料用作键合剂(如乙烯树脂、丙烯酸类树脂)的可熔粒子的情况下，粒子优选在高于Tg温度和橡胶状区域下加热，直到达到流体流区域。上述热固性和热塑性粒子材料的混合物也可用于本方法。此外，颗粒状可玻璃化粘结剂材料的粒度没有特别限制。一般来讲，粒子的平均直径小于1000 μ m(0. 039in)，优选小于500 μ m(0. 020in)，并更优选地小于100 μ m(0. 0039in)。一般来讲，因为粒子分割得越细，其表面积越大，所以粒子的直径越小，就越能够有效地使其可流动。通常，在颗粒状可玻璃化粘结剂-磨粒混合物(即“粉末”)中使用的颗粒状可玻璃化粘结剂材料的量通常将在5至99重量％的颗粒状可玻璃化粘结剂材料的范围内，其余 1至95重量％含有磨粒和任选填料。混合物中组分优选的比例是10至90重量％磨粒和 90至10重量％颗粒状可玻璃化粘结剂材料，更优选地是50至85重量％磨粒和50至15重量％的颗粒状可玻璃化粘结剂材料。
颗粒状可玻璃化粘结剂材料可以包括一种或多种可选的添加剂，该可选的添加剂选自助磨剂、填料、润湿剂、化学发泡剂、表面活性剂、颜料、偶联剂、染料、引发剂、固化剂、 能量受体以及它们的混合物。该可选添加剂也可以选自硼氟化钾、硬脂酸锂、玻璃泡、膨胀泡、玻璃小珠、冰晶石、聚氨酯粒子、聚硅氧烷胶、聚合物粒子、固态蜡、液体蜡以及它们的混合物。可以包括可选添加剂来控制颗粒状可玻璃化粘结剂材料的孔隙度和侵蚀特性。金属修饰基底合适的金属修饰基底可以包括刚性或柔性基底，其上具有从例如本文所述转移制品上施加的一层金属粒子；以及第一粘结剂和任选地第二粘结剂。刚性基底可以用于生产例如研磨板。如本文所述，一层金属粒子可以被施加于存在于基底上的粘结剂，例如，第一粘结剂或第二粘结剂(如果存在)。将描述金属修饰基底的合适粘结剂和构造。修饰金属基底的制备可以包括以下步骤提供刚性基底，其具有相对的第一表面和第二表面；在刚性基底的第一表面上施加第一粘结剂；提供如本文所述的金属粒子转移制品；将金属粒子转移制品施加到刚性基底的第一表面，其中金属粒子与第一粘结剂接触； 从刚性基底上移除第一衬垫；和固化第一粘结剂从而将金属粒子固定到刚性基底的第一表面。当转移制品上存在第二衬垫时，在金属转移制品施加到刚性基底之前将第二衬垫移除， 从而留下附着于第一衬垫的第一表面上的金属粒子。在将金属转移制品施加到刚性基底之前，第一粘结剂可以至少部分地固化。在固化了第一粘结剂之后，在施加金属粒子之前，第二粘结剂可以被涂覆在第一粘结剂上。可以对第一衬垫的第二表面施加压力，同时在从刚性基底上移除第一衬垫之前将其设置在刚性基底上。刚性基底的第二表面可以被涂覆第一粘结剂，并且通过使金属粒子接触第二表面的第一粘结剂，可以从第二金属粒子转移制品施加一层金属粒子。随后可以从刚性基底上移除第二转移制品的第一衬垫；并且随后可以固化第二表面的第一粘结剂从而将金属粒子固定到刚性基底的第二表面。任选地，在第二表面上可存在第二粘结剂，如结合基底的第一表面所述。特别参照附图，图2示出示例性转移方法的一部分的示意性剖视图，该方法可用于制备本发明的金属修饰基底40。在转移金属粒子之前，分别具有相对的第一表面20a和第二表面20b的刚性基底20具有涂覆在第一表面20a上的第一粘结剂22 (有时称为“底胶”)。转移制品(例如图1的转移制品)可以用于转移方法中，并且在这种情况下，图1的转移制品10的第二衬垫14已被移除以暴露留在第一衬垫12上的金属粒子16。第一衬垫 12设置在刚性基底上，使得金属粒子16与第一粘结剂22直接接触，即，金属粒子16被施加至第一粘结剂22。图2示出使用层合设备30手动施加压力到第一衬垫12的第二表面12b 以促进金属粒子16转移到第一粘结剂22。也可使用本领域的技术人员已知的其它层合技术。金属粒子16可以渗透树脂粘结剂22以与刚性基底的第一表面20a直接接触。此后， 移除第一衬垫。在使金属粒子接触第一粘结剂的过程期间，树脂粘结剂材料应为粘着状态。也就是说，第一粘结剂应具有足够粘着性来使至少20%、更优选至少50%和最优选至少70%的金属粒子转移到第一粘结剂。取决于所用第一粘结剂的类型可以通过各种方式实现这种粘着状态。在该过程中此点时，任选的颗粒状粘结剂(其可以用作和称为“复胶”)和/或任选磨粒可以设置在第一粘结剂上。当使用了多种粒度时，第一粘结剂的厚度可以根据金属粒子的粒度来选择。当使用了多种粒度时，期望确保尽可能多的粒子转移到第一粘结剂。为完成此转移，可以使用较厚的粘结剂层。可以多次将多种转移制品施加于第一粘结剂，以将更多金属粒子转移到给定区域。每种应用均导致转移类似粒度的粒子。通过已存在于粘结剂层上的较大粒子，使最小的粒子远离粘结剂层。如果粘结剂比最大粒子更厚，通常所有粒子均趋于转移。当第一粘结剂由含有聚合物、低聚物、单体或它们的组合的溶剂型混合物形成时， 粘着状态可以是该混合物所固有的。如果不是，则可以通过移除至少一些溶剂来实现，并且如果需要，可以通过至少部分地固化聚合物、低聚物或单体。当第一粘结剂由含有液态聚合物、低聚物、单体或它们的组合的基本上无溶剂混合物形成时，粘着状态也可以是该混合物固有的。如果不是，则可以通过加热或冷却混合物来实现粘着状态，或可以通过至少部分地固化聚合物、低聚物、单体或它们的组合来实现粘着状态。第一粘结剂也可以由例如蜡、薄荷醇、或焊料糊剂之类的材料形成。金属粒子可以随后通过加热第一粘结剂来固定。在某些情况下，薄荷醇可以部分或完全升华或蒸发，从而仅留下金属粒子在基底上。当第一粘结剂为颗粒状可玻璃化粘结剂材料(如上文所述)以使可玻璃化粘结剂用作底胶时，通过加热颗粒状可玻璃化粘结剂材料到靠近、处于或高于其玻璃化转变温度 (Tg)和/或熔点的温度以使得能够发展足够粘着性，可以实现粘着状态。有利的是，在这种情况下，通过加热颗粒状可玻璃化粘结剂材料到高于其玻璃化转变温度和/或熔点的温度从而导致固态到液态相变，可促进基底(例如图2中的刚性基底20)上的第一粘结剂的均勻涂层。例如，可通过将含有颗粒状可玻璃化粘结剂的刚性基底放入烘箱或其它加热设备来进行加热。一旦处于液态，可通过本领域的技术人员已知的技术(例如，通过手动涂抹现有液态材料)来形成颗粒状可玻璃化粘结剂材料的均勻涂层。在本发明的一个实施例中，在金属粒子转移到第一粘结剂之后，其可以至少部分地固化和/或部分地玻璃化，从而形成固态或基本上固态(就部分地固化或部分地玻璃化而言)第一粘结剂。术语“玻璃化的”一般来说是指粘结剂任选地通过使用光源(例如可见光光源或紫外光光源)已被转变成玻璃态材料。使用固态第一粘结剂，金属粒子被刚性地保留在其中，并基本上固定就位，从而形成金属修饰基底。当第一粘结剂为热塑性树脂时， 其可通过在熔点和/或玻璃化转变温度(Tg)下冷却而玻璃化。当第一粘结剂为含有聚合物、低聚物、单体或它们的组合的溶剂型混合物时，通过移除大部分溶剂和/或通过本领域的技术人员已知的各种固化方法，可将其转变为固态。当第一粘结剂为含有液态聚合物、低聚物、单体或它们的组合的基本上无溶剂的混合物时，通过本领域的技术人员已知的各种固化方法，可将其转变为固态。在本发明的另一个实施例中，在金属粒子和任何颗粒状可玻璃化粘结剂材料(如果使用)转移到第一粘结剂之后，其保持液态，从而形成非固定金属修饰基底。通过多种方法，包括例如加热、冷却、部分固化、和移除溶剂(如果存在)，液态下的第一粘结剂的粘度可以调整到所需水平。在这些实施例中，金属粒子基本上可自由在第一粘结剂内移动。优选地，当金属修饰基底包含形成非固定制品的液态的树脂粘结剂时，不需要额外的复胶或超级复胶。在本发明的另一个实施例中，任选第二粘结剂(复胶)和任选第三粘结剂(超级-复胶)可以涂布到第一粘结剂和金属粒子以及如果存在的磨粒。在复胶和/或超级复胶工序期间，第一粘结剂可以是固态或液态。优选地，第一粘结剂为固态。复胶和/或超级复胶可通过已知涂布技术来涂布。底胶、复胶、和超级复胶的组成在下文详细描述。金属修饰基底的实施例包括这样一种金属修饰基底，所述基底包含刚性基底，其具有第一和第二表面；在基底的第一表面上的第一粘结剂；和一层金属粒子，其设置在第一粘结剂中。如本文结合粘结剂(例如第一粘结剂)使用的短语“设置在中的一层金属粒子”是指金属粒子至少部分地存在、嵌入、或含在粘结剂中的状态，即，其中各金属粒子的至少一部分存在于粘结剂中。在本发明的实施例中，一层金属粒子可以包括基本上彼此相同的金属粒子，即，其中金属粒子具有相同粒度、形状、组成、和/或性质(例如机械性质、光学性质、或电气性质)。或者，金属粒子可以在以下方面彼此不同粒度、形状、组成、和/或性质(例如机械性质、光学性质、或电气性质)。另外，金属粒子可以彼此均勻间隔或随机间隔。另一个实施例包括金属修饰基底，所述基底包含刚性基底，其具有第一和第二表面；在基底的第一表面上的第一粘结剂；一层金属粒子，其设置在第一粘结剂中；在基底的第二表面上的第一粘结剂；和一层金属粒子，其设置在第二表面的第一粘结剂上，从而将金属粒子施加到刚性基底的两面上，形成双面金属修饰或纹理化刚性基底。图5中示出了实例，其中双面的金属修饰基底80通过螺钉73连接到具有第一表面7 和第二表面75b的工具台板75。将金属粒子76设置在刚性基底72的第一表面72a 上的第一粘结剂74a中，并且将该金属粒子76设置在刚性基底72的第二表面72b的第一粘结剂74b中。第一粘结剂7 可以与第一粘结剂74b相同或不同。第一粘结剂74a中的金属粒子76可以与第一粘结剂74b中的金属粒子76相同或不同。金属修饰基底80是可移除的以便用于两面上，并且可以足够薄和重量轻以便运送和循环利用。由于可存在两个可延展的金属涂覆表面，可以提供两次使用寿命。另一个实施例包含刚性基底，其具有第一和第二表面；在基底的第一表面上的第一粘结剂；和一层金属粒子，其设置在第一粘结剂中，其中该层包含在第一粘结剂上的至少两个同心区域，其中至少一个同心区域包含具有与至少一个其它同心区域的金属粒子的特征不同的特征的金属粒子。术语“同心”是指共用相同的中心、轴线或原点(即基底中心)。用于同心区域的合适形状包括圆形、方形、和星形。至少一个同心区域的金属粒子与至少一个其它同心区域的金属粒子在特性、性能、特征或它们的组合方面不同。例如，一个同心区域与另一个同心区域间金属粒子可以在以下方面不同粒子组成、粒度、粒子形状、 粒子堆积(即，有序/均勻间隔或随机/不规则间隔)、粒子面密度、粒子磨损率、粒子性质 (例如机械性质、光学性质或电气性质、或它们的组合)。另外，在区域内，金属粒子的布局和位置可以是粒子均勻间隔或随机间隔。另外， 在区域内，金属粒子彼此间可以在特性、性能、特征、或它们的组合中至少一个方面不同，如上所述，并且该区域还可以不同于另一区域。图4示出示例性金属修饰基底40，其具有三个同心区域42、43和44，并且分别包含金属粒子42a、43a和44a。在此实施例中，区域42、43和44分别含有不同面密度的粒子 4h、43a和44a。其它实施列可以具有至少两个同心区域，其中至少一个区域中的金属粒子可以与至少一个其它区域的金属粒子不同，如上文所述。
同心区域可以是周边连续的或周边不连续的。图如示出示例性金属修饰基底45， 其具有包含金属粒子46a的连续区域46和包含金属粒子47a的不连续区域47。所示的区域46的粒子46a和区域47的粒子47a在面密度方面不同。在另一个实施例中，一层金属粒子可以具有至少一个连续区域和在至少一个连续区域内的至少一个不连续区域，其中如上文所述，至少一个连续区域的金属粒子不同于至少一个不连续区域的金属粒子。图9中示出了另一个示例性金属修饰基底，具体来说是台板，其包含一层金属粒子，其中该层包含至少两个同心区域。图10中示出了图9的台板的较近视图，其示出具有不同金属粒子密度的金属粒子层中的区域。同心区域是本文所述的任何制品或基底，并且可以是连续的，不连续的，或者分离的，例如，通过基础层来连接。金属粒子的浓度可以用类似粒度的非金属粒子来稀释。合适的非金属粒子包括有机树脂或粘结剂、无机陶瓷或填料。同心区域间的差异可以根据修饰金属基底的预期用途来选择。例如，特定同心区域的面积或粒度以及面密度或耐磨性可以根据修饰金属基底的预期用途来选择。任选地，基底的第二表面也可以包含在其第一粘结剂上的至少两个同心区域。术语“面密度”和“支承面积”是指(例如)金属粒子的密度，并因此可以称为在同心区域的表平面中的金属粒子百分比。假设球体，最高支承面积将是非常紧密堆积的相同粒度的球体。较低支承面积可能是稀疏堆积的相同粒度球体。较低支承面积也可以通过使用全部紧密堆积的较少的较大球体和许多较小球体来提供。如本文所用的术语“耐磨性”定义为同心区域的表平面改变的比率，并且区域中所增加的磨损可以通过脱离平面性的距离来测量。耐磨性的变化可例如通过在各区域中使用不同金属粒子来实现，即，金属粒子全部是相同粒度，其中一部分为锡而另一部分为铜或其
它一些金属。通过例如将至少两个转移制品施加到刚性基底，其中第一转移制品具有与第二转移制品不同的支承面积或面密度或不同耐磨性并且每个均被施加于刚性基底的不同区域， 从而可以发展出不同的同心区域。另外，通过将两个等几率涂覆的转移膜施加到一个区域， 可增加金属粒子的浓度。当金属粒子具有不同粒度时，这是最可行的。极小的金属粒子通常不转移到第一粘结剂层，仅较大金属粒子接触第一粘结剂并附着，而较小粒子留在衬垫上。 因此，在第一施用中，转移的金属粒子数目可能很小。在第二施用中，一片相同的衬垫将转移更多，从而升高一个区域中金属粒子的浓度。或者，可如本文所述那样制备转移制品，其中该制品自身有至少两个区域，其中第一区域具有与第二区域不同的支承区域或面密度或者不同的耐磨性，随后该转移制品可被施加于刚性基底。本发明的金属修饰基底(例如)可以具有从制品的内径(ID)到外径(OD)变化的支承面积，从而该制品可以抵抗通常与可从ID到OD的均勻支承面积的延展台板相关的不规则磨损。不规则磨损导致台板的平面性损耗，这又将非平面几何形状施加到工件中。因此，通过在磨料制品的更有磨损倾向的区域(例如通常为中心的台板)内提供更高支承面积，可以解决不均勻磨损问题。一般研磨/打磨的工件的例子为硅、兰宝石、石英和氮化铝钛。在打磨(例如兰宝石晶片打磨)期间，需要平坦的晶片表面。本发明的制品以平面状态开始，并可通过(例如)改变在本文所述制品上的磨损性质来保持改善的平面磨损。
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第一粘结剂(底胶)和第二粘结剂(复胶)可用作第一粘结剂(底胶)的材料也可用作第二粘结剂(复胶)。合适的第一粘结剂和/或第二粘结剂的例子包括热固性树脂，例如酚醛树脂、具有α，β-不饱和羰基侧基的氨基塑料树脂、氨基甲酸乙酯树脂、丙烯酸改性聚氨酯树脂、 环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、烯键式不饱和树脂、丙烯酸酯改性异氰尿酸酯树脂、脲醛树脂、异氰尿酸酯树脂、双马来酰亚胺树脂、芴改性的环氧树脂、以及它们的混合物。合适的环氧树脂具有一个环氧乙烷环，并且通过开环发生聚合。这类环氧树脂包括环氧树脂单体和聚合物型环氧树脂。这些树脂在其主链和取代基的性质上可以有很大不同。例如，主链可以是通常与环氧树脂相关的任何类型，并且在其上的取代基可以是任何在室温下与环氧乙烷环反应的无活性氢原子的基团。合格的取代基的代表性实例包括卤素、 酯基、醚基、磺酸基、硅氧烷基、硝酸基和磷酸基。某些优选的环氧树脂的例子包括2，2-双 W-(2，3-环氧-丙氧基)苯基]丙烷(双酚的二缩水甘油基醚)和树脂，可以商品名EPON 828,EPON 1004、和 EPON 1001F 从 Shell Chemical Co. (Houston, TX)商购获得；以及以商品名 DER 33UDER 332、和 DER 334 从 Dow Chemical Co. (Midland,MI)商购获得。其它合适的环氧树脂包括以商品名DEN 431和DEN 438从Dow Chemical Co.商购获得的线型酚醛树脂的缩水甘油醚。因为其热特性、可用性、成本和易处理性，酚醛树脂被用作磨料制品中的树脂粘结剂，。酚醛树脂有两种合适的类型甲阶酚醛树脂和线型酚醛树脂。甲阶酚醛树脂中甲醛与酚的摩尔比为大于或等于1 1，通常在1.5 1.0至3.0 1.0之间。线型酚醛树脂中甲醛与酚的摩尔比为小于1 1。酚醛树脂的合适的例子包括可以商品名DUREZ和VARCUM 从 Occidental Chemical Corp. (Tonawanda, NY)商购获得；以商品名 RESIN0X 从 Monsanto Co. (St. Louis, M0)商购获得；和以商品名 AR0FENE 和 AROTAP 从 Ashland Chemical Inc. (Columbus, OH)商购获得的那些。可用作树脂粘结剂的氨基塑料树脂的每个分子或低聚物具有至少一个α，β -不饱和羰基侧基。这些材料在美国专利No. 4，903, 440 (Larson等人)和No. 5，236，472 (Kirk 等人)中进一步描述。合适的烯键式不饱和树脂包括单体化合物和聚合物化合物，所述化合物包含碳原子、氢原子和氧原子，并且可选地包含氮原子和卤素原子。氧原子或氮原子或这两者通常存在于醚、酯、氨基甲酸乙酯、酰胺、和脲基团中。烯键式不饱和化合物优选具有低于约4，000 的分子量，并且优选是由含有脂族单羟基基团或脂族多羟基基团的化合物与不饱和羧酸 (如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸和马来酸等)反应生成的酯。烯键式不饱和树脂的代表性实例包括通过聚合以下物质所制备的那些甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二(甲基丙烯酸酯)、 二丙烯酸己二醇酯、二丙烯酸三乙二醇酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基丙烯酸酯)、季戊四醇四丙烯酸酯、或季戊四醇四甲基丙烯酸酯、以及它们的混合物。其它烯键式不饱和树脂包括聚合的单烯丙基酯、多烯丙基酯、和多甲基烯丙基酯；以及羧酸的酰胺，如，邻苯二甲酸二烯丙基酯、己二酸二烯丙基酯、和N，N-己二酰胺二烯丙基酯。其它可聚合的含氮化合物包括三(2-丙烯酰基乙氧基) 异氰尿酸酯树脂、1，3，5-三甲基丙烯酰基-乙氧基)-S-三嗪、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N，N- 二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、和N-乙烯基哌啶酮。丙烯酸酯化聚氨酯为羟基封端的异氰酸酯延伸的聚酯或聚醚的二丙烯酸酯。可用于本发明的底胶中的丙烯酸酯化聚氨酯的例子包括可以商品名UVITHANE 782、CMD 6600、 CMD 8400 JPCMD 8805 从 Radcure Specialties, Inc. (Atlanta, GA)商购获得的那些。可用于底胶中的丙烯酸改性环氧树脂为环氧树脂的二丙烯酸酯，例如双酚A环氧树脂的二丙烯酸酯。丙烯酸改性环氧树脂的例子包括以商品名CMD 3500、CMD 3600、和CMD 3700得自 Radcure Specialties 的男|3些。也可用作树脂粘结剂的双马来酰亚胺树脂在美国专利No. 5，314，513 (Miller等人)中有进一步描述。第一粘结剂和第二粘结剂中的至少一个可以是含有如美国专利 No. 4，735，632 (Oxman等人)中公开的允许光固化的三元光引发剂系统的系统。其它合适的第一和第二粘结剂在美国专利 No. 5，580，647 (Larson 等人)和 No. 6，372，336B1 (Clausen) 中有所描述。第一和第二粘结剂中的至少一个也可含有任选的添加剂，例如填料(包括助磨剂)、纤维、润滑剂、润湿剂、触变材料、表面活性剂、颜料、染料、抗静电剂、偶联剂、增塑剂、 和悬浮剂。选择这些材料的数量以提供所需的特性。刚件基底术语“刚性”描述至少自支撑的基底，即其在其自身重量下基本上不变形。“刚性” 并不意味该基底是绝对不可挠曲的。刚性基底可以在所施加负载下变形或弯曲，但仅提供极低可压缩性。在一个实施例中，刚性基底可以包括具有刚度系数IXIO6磅/平方英寸 (psi) (7X104kg/cm2)或更大的材料。在另一个实施例中，刚性基底可以包括具有刚度系数 IOXlO6Psi (7X105kg/cm2)或更大的材料。可用作刚性基底的合适材料包括金属、合金、金属-基体复合材料、金属化塑料、 无机玻璃和玻璃化有机树脂、成形的陶瓷和聚合物基体强化复合材料。示例性刚性基底可以是具有周边的圆柱形盘，其中至少第一粘结剂和金属粒子连接到周边，例如，研磨台板。 研磨台板的直径可从几英寸至超过10英尺大变化。例如，研磨以用于硬盘驱动器的排棒通常为直径16"并具有8"孔。在一个实施例中，刚性基底基本上平坦，从而在该基底上任何两点，其相对的第一和第二表面之间的高度差值小于10 μ m。在另一个实施例中，刚性基底具有精确的、非平坦几何形状，从而可用于打磨透镜，例如，凹形或凸形表面。在另一个实施例中，刚性基底的至少第一表面是纹理化的。任选地，第二表面可以是纹理化的，其中第一表面(和任选地第二表面)的至少一个平面高于另一个平面。纹理化表面可以是图案化的，或随机的。纹理化表面的一个或多个最高平面可以被称为“接纳平面”，因为该一个或多个最高平面将从转移制品接纳金属粒子。一个或多个较低平面可以被称为“凹陷平面”。柔性基底合适的柔性基底包括但不限于致密牛皮纸(例如可从Loparex North America (ffillowbrook, IL)商购获得的那些)、聚合物涂覆纸(例如聚乙烯涂覆牛皮纸)、 和聚合物膜。合适的聚合物膜包括聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、纤维素、聚酰胺、聚酰亚
16胺、聚硅氧烷、聚四氟乙烯、聚邻苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、和聚碳酸酯。非织造或织造衬垫也是可以使用的。包含柔性基底的金属修饰基底可以如结合刚性基底所述那样制备。柔性基底可以第一和任选第二表面上是纹理化的，如结合刚性基底所述。其它金属修饰制品本文所述转移制品也可用于制备非固定制品。相比于上文所述的固定的系统，非固定的系统是其中金属粒子设置在通常未固化的基体内的系统。该基体保持金属粒子。因此，在非固定的系统中，金属粒子能在使用期间(即在在磨削工艺期间)移动。示例性非固定的研磨剂系统是用浙青光学打磨的，其中该浙青可以是作为有机材料蒸馏的残渣(例如焦油)获得的粘稠物质。使用本文所述的转移制品，可将金属粒子施加到浙青上。论述用浙青光学打磨的专利公开包括以下这些(i)R. Varshneya，J. Ε. DeGroote, L. L. Gregg 禾口 S. D. Jacobs，"Characterizing Optical Polishing Pitch，，，Optifab 2003 (SPIE, Bellingham, WA，2003)，第 TD02 卷，87-89 页；(ii) J. Ε. DeGroote, S. D. Jacobs, L. L. Gregg, A. Ε· Marino, J. C. Hayes 禾口 R. Varshneya, "A Data Base for the Physical Properties of Optical Polishing Pitch, " Optical Fabrication and Testing Digest(Optical Society of America, Washington, DC,2002),55-59 页；(iii)J.E·DeGroote, S.D.Jacobs, 禾口 J. Μ· Schoen, "Experiments on Magnetorheological Finishing of Optical Polymers, " Optical Fabrication and Testing Digest(Optical Society of America, Washington, DC,2002),6-9 页；禾口(iv)J. E. DeGroote, S.D. Jacobs, L. L. Gregg, A.E.Marino,禾口 J. C. Hayes, "Quantitative Characterization of Optical Polishing Pitch, "Optical Manufacturing and Testing IV, H. P. Stahl H (SPIE, Bellingham, WA, 2001)，第 4451 卷，209-221 页。具有金属修饰基底的制品本发明的实施例包括具有金属修饰基底并还具有嵌入(例如)金属粒子的磨粒的制品。在存在研磨剂浆液的情况下，通过研磨工件(牺牲性工件或所需工件)以将磨粒嵌入金属修饰基底的金属粒子中，可以制备这些制品。在另一个实施例中，如上文所述那样制备的具有金属修饰基底的嵌入研磨剂制品 (其可称为嵌入研磨剂金属研磨板)可以用于例如兰宝石、石英、碳化铝钛和宝石之类超硬材料的更精细抛光。所述的这些实施例可以适用于替代可延展金属研磨板，其中需要精确复制的可延展表面，例如，兰宝石或AlTiC之类超硬基底的精细抛光。例如，工件可以连接到允许工件旋转的静止制品，如在以下文献中所述Applied Physics A77，Jiang等人，923-932 0003)。具有金属修饰基底(例如研磨板)的嵌入研磨剂制品随后在存在研磨剂浆液的情况下被施加到工件，并且该工件随后被打磨、研磨或抛光。或者，可以在存在研磨剂浆液而在金属粒子中没有第一嵌入磨粒的情况下使用金属修饰基底来研磨工件。本文针对浆液所提及的合适的研磨浆液包括具有金刚石、硅铝土、和碳化硅中任何一者的浆液；和在PCT国际公开No. W02009/046296中所述的浆液；以及它们的组合。通常，优选使用多晶金刚石浆液来打磨、研磨或抛光所需工件。
SM实例1金属转移制品如下文所述那样制备。粉末形式的锡/铋金属珠(100-200目)可购自hdium Corp,Utica NY。将约2g粉末舀至连接到刚性铝片材的含氟化合物隔离衬垫的25〃 X25"片材上，该片材可以商品名“kotchpak 4935”从3M(M.Paul，MN)商购获得。保持该片材成一角度并敲击以使粉末在膜上翻滚并连接到如图6的照片中所示单层构造内的表面。将额外粉末放入裸露点，并重复该过程，直到片材被珠覆盖，并手动抖除过量的粉末。在涂层上施加第二片M&0tChpakTM4935，并用橡胶辊辗轧该第二片材。涂层重量为约0. 25g/in2。将第二 &0tChpakTM4935片材与过量的连接金属珠一起移除。实例2用与实例1相同的方式制备金属转移制品，不同的是使用铜粒子。铜粒子为99% 200目粒子，可以目录号20778从Sigma-Aldrich商购获得。台板涂层具有8"孔的16"直径阳极氧化铝台板被涂覆了一薄层的双部件环氧树脂(可以商品名“SCOtCtiWeldTM1838”从3M(St. Paul, MN)商购获得)。该层环氧树脂通过以下方式产生将3g环氧树脂涂布到台板并用有机硅辊碾轧环氧树脂，从而最小化环氧树脂层的厚度并完整覆盖台板表面以确保粒子附着到台板和环氧树脂。然后，轻轻将上述制备的转移衬垫片材施加到环氧树脂，并使粒子面朝下。应注意，该施加是以一个动作完成，不使膜在整个树脂上滑动。用双手将该膜朝固定衬垫的台板放下，中心下垂并首先接触台板。然后， 将膜的其余部分缓慢放下以使该膜平展放置到树脂和台板上。轻轻地用橡胶辊碾轧所施加的膜，仅用辊重量作为压力。环氧树脂12小时内固化，并将隔离衬垫从表面上剥离。一旦移除隔离衬垫，将表面涂覆复胶。复胶溶液由以下组成4g苯氧树脂(2-丁酮中的30% 固体)，其具有商品名 “YP-50S”，可购自 Tohto Kasei Co. Lt. (Inabata America Corp, New York,NY) ；2. 3g聚酯聚氨酯树脂(甲乙酮(MEK)中的35%溶液，其由新戊二醇21%和聚己内酯和亚甲基二异氰酸酯(MDI) 50%内部合成)；1. Ig聚合物型异氰酸酯，可以商品名 "Mondur MRS” 从 Bayer Chemical (Pittsburgh,PA)商购获得，和 50g 环己酮。使用气溶胶容器在良好通风的罩子内对台板表面喷雾约60秒，直到表面看起来湿润。使台板干燥，然后在70°C下烘烤8小时。然后，冷却台板并将其安装到工具上。将粗糙研磨的2〃兰宝石晶片(表面Ra在0.2和0.4微米之间的C平面兰宝石)安装到4"直径的加重的圆柱形载体上。通过脊形2.1"非接触载体环将兰宝石晶片保持在适当位置，使得晶片可自由旋转，并且加载到研磨工具的托架上，该托架可以商品名 "Lapmaster 15" Lapmaster International (Mount Prospect, IL) 1 !!!, J^JeL^W 由实例1的转移制品制备的台板(称为“台板A”)。将8kg负载施加到晶片，使得有效压力为1.8psi。使4.5〃内径和5.5〃外径的AlTiC调节环以4kg的总重量在第二托架内运行，以向金刚石/金属界面施加添加的压力并使金刚石嵌入。在3体积％冷却添加剂(可以商品名 “ChallengeM3HT”W htersurface Dynamics (Bethel, CT)商购获得)和 96 体积％水中的1重量％的4-8微米多晶金刚石(可从iTomei Corporation of America (Cedar Park, TX)商购获得)的浆液从分配器(可以商品名“I^riMet Satellite dispenser”从Buehler (Lake Bluff, IL)商购获得)中以0. 9或约12. 3ml/min的设定分配。用第二兰宝石晶片重复该过程，该第二兰宝石晶片与上文所述晶片相同，并且使用由实例2的转移制品制备的第二台板(称为“PlatenB”)。对所有测定过程，台板速度设定为40rpm并且载体旋转速度设定为20rpm。在运行之前和之后10分钟，定量地测量晶片。图7为示出用实例1制备的台板的表面在打磨后的照片。图8为针对台板A和台板B的移除克数与打磨分钟数关系的图表。
权利要求
1.一种金属粒子转移制品，其包括第一衬垫，其具有相对的第一表面和第二表面，其中根据ASTMD3330/D3330M-04，所述第一表面具有小于约700克/英寸的剥离值；和一层金属粒子，其设置在所述第一衬垫的第一表面上。
2.根据权利要求1所述的转移制品，所述制品进一步包括第二衬垫，其具有相对的第一表面和第二表面，其中如根据ASTM D3330/D3330M-04测量，所述第一表面具有小于约700克/英寸的剥离值，并且其中所述第二衬垫设置在金属粒子层上，使得所述第二衬垫的第一侧面与所述金属粒子接触。
3.根据权利要求2所述的转移制品，其中所述第一衬垫和所述第二衬垫中的至少一个包括柔性背衬和设置在所述第一衬垫和第二衬垫的所述第一表面中至少一个上的剥离涂层，所述剥离涂层包括含氟材料、含硅材料、含氟聚合物、有机硅聚合物或聚(甲基)丙烯酸酯，所述聚(甲基)丙烯酸酯衍生自包含具有12至30个碳原子的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的单体。
4.根据权利要求2所述的转移制品，其中所述柔性背衬选自由下列组成的组致密牛皮纸、聚合物涂覆纸和聚合物膜。
5.根据权利要求4所述的转移制品，其中所述聚合物膜选自由下列组成的组聚酯、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、纤维素、聚酰胺、聚酰亚胺、聚硅氧烷和聚四氟乙烯。
6.根据权利要求1所述的转移制品，其中所述金属粒子为如下物质中的任何一者锡、 铜、铟、锌、铋、铅、锑和银和它们的合金以及它们的组合。
7.根据权利要求1所述的转移制品，其中所述衬垫为纹理化的。
8.一种制备金属修饰基底的方法，所述方法包括以下步骤 提供具有相对的第一表面和第二表面的刚性基底； 将第一粘结剂涂覆在所述刚性基底的第一表面上；提供金属粒子转移制品，所述制品包括第一衬垫，其具有相对的第一表面和第二表面，其中根据ASTM D3330/D3330M-04,所述第一表面具有小于约700克/英寸的剥离值，和一层金属粒子，其设置在所述第一衬垫的第一表面上；将所述金属粒子转移制品施加于所述刚性基底的第一表面，其中所述金属粒子与所述第一粘结剂接触；从所述刚性基底上移除所述第一衬垫；和固化所述第一粘结剂，从而将所述金属粒子固定到所述刚性基底的第一表面。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述转移制品进一步包括第二衬垫，其具有相对的第一表面和第二表面，如根据ASTMD3330/D3330M-04测量，所述第二表面具有小于约700 克/英寸的剥离值。
10.根据权利要求9所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤在将所述金属转移制品施加到所述刚性基底之前，从所述转移制品上移除所述第二衬垫，留下附着于所述第一衬垫的第一表面的金属粒子。
11.根据权利要求8所述的方法，其中在将所述金属转移制品施加到所述刚性基底之前，所述第一粘结剂被至少部分地固化。
12.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一粘结剂基本上不含溶剂。
13.根据权利要求8所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤在固化所述第一粘结剂之后，将第二粘结剂涂覆在所述基底的第一粘结剂上。
14.根据权利要求8所述的方法，其中所述刚性基底选自由下列组成的组金属、金属合金、金属基体复合材料、金属化塑料、和聚合物基体强化复合材料。
15.根据权利要求8所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤将所述第一衬垫设置在所述刚性基底上时，对所述第一衬垫的第二表面施加压力，然后将所述第一衬垫从所述刚性基底上移除。
16.根据权利要求8所述的方法，其中刚性基底为基本上平坦的，从而在所述基底上任何两点，所述相对的第一表面和第二表面之间的高度差值小于10微米。
17.根据权利要求8所述的方法，其中所述刚性基底具有精确的、不平坦几何形状。
18.根据权利要求8所述的方法，其中所述刚性基底为具有周边的圆柱形盘，并且其中至少所述第一粘结剂和所述金属粒子连接到所述周边。
19.根据权利要求8所述的方法，其中所述金属粒子为如下物质中的任何一者锡、铜、 铟、锌、铋、铅、锑和银和它们的合金以及它们的组合。
20.根据权利要求8所述的方法，所述方法进一步包括 将第一粘结剂涂覆在所述刚性基底的第二表面上；提供第二金属粒子转移制品，所述制品包含第一衬垫，其具有相对的第一表面和第二表面，其中根据ASTM D3330/D3330M-04,所述第一表面具有小于约700克/英寸的剥离值，和一层金属粒子，其设置在所述第一衬垫的第一表面上；将所述第二金属粒子转移制品施加于所述刚性基底的第二表面，其中所述金属粒子与所述第一粘结剂接触；从所述刚性基底上移除所述第一衬垫；和固化所述第一粘结剂，从而将所述金属粒子固定到所述刚性基底的第二表面。
21.一种金属修饰基底，其包含刚性基底，其具有第一表面和第二表面； 第一粘结剂，其在所述基底的第一表面上；和一层金属粒子，其设置在所述第一粘结剂中。
22.—种金属修饰基底，其包含刚性基底，其具有第一表面和第二表面； 第一粘结剂，其在所述基底的第一表面上；和一层金属粒子，其设置在所述第一粘结剂中；其中所述层包含在所述第一粘结剂上的至少两个同心区域，其中至少一个同心区域包含具有与至少一个其它同心区域的金属粒子的特征不同的特征的金属粒子。
23.一种金属修饰基底，其包含刚性基底，其具有第一表面和第二表面；第一粘结剂，其在所述基底的第一表面上； 一层金属粒子，其设置在所述第一表面的第一粘结剂中； 第一粘结剂，其在所述基底的第二表面上；和一层金属粒子，其设置在所述第二表面的第一粘结剂中。
24.根据权利要求21所述的金属修饰基底，所述金属修饰基底进一步包括嵌入所述金属粒子中的磨粒。
25.根据权利要求22所述的金属修饰基底，所述金属修饰基底进一步包括嵌入所述金属粒子中的磨粒。
26.根据权利要求23所述的金属修饰基底，所述金属修饰基底进一步包括嵌入所述金属粒子中的磨粒。
27.根据权利要求M所述的金属修饰基底，其中所述磨粒为金刚石。
28.根据权利要求21所述的金属修饰基底，其中所述基底为纹理化的。
29.一种金属修饰基底，其包含柔性基底，其具有第一表面和第二表面； 第一粘结剂，其在所述基底的第一表面上；和一层金属粒子，其设置在所述第一粘结剂中。
30.一种打磨工件的方法，所述方法包括将工件连接到允许所述工件旋转的静止制品；在存在研磨浆液的情况下将根据权利要求21所述的金属修饰基底施加到所述工件； 研磨所述工件。
全文摘要
本发明提供了金属粒子转移制品和金属修饰基底以及制备和使用所述制品和基底的方法。
文档编号C09J7/00GK102458770SQ201080025377
公开日2012年5月16日 申请日期2010年4月15日 优先权日2009年4月17日
发明者保罗·S·勒格, 蒂莫西·D·弗莱彻 申请人:3M创新有限公司