帶涂層磨料制品及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了磨料制品，其中底膠層、磨粒層和復(fù)膠層根據(jù)以多個分立的島狀物為特征的涂覆圖案涂覆到背襯上。該涂覆圖案具有這樣的特征結(jié)構(gòu)，其中所有三個部件彼此是大致對準(zhǔn)的，同時提供遍布于背襯上的未涂覆區(qū)域。有利的是，該構(gòu)型提供的涂覆磨料顯示出優(yōu)于此前公開的磨料制品的抗卷曲性。此外，這種構(gòu)型耐填塞、耐分層，具有增強(qiáng)的柔韌性，并且降低實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)磨料制品相同水平的性能所需的原材料量。
【專利說明】帶涂層磨料制品及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]提供帶涂層磨料制品及其制備方法。更具體地講，提供具有圖案化涂層的帶涂層磨料制品及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]帶涂層磨料制品常常用于商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用中的研磨、磨削和拋光操作。這些操作在多種多樣的基底上進(jìn)行，包括木材、仿木材料、塑料、玻璃纖維、軟金屬、釉質(zhì)表面和涂漆表面。一些涂覆磨料可在潤濕或干燥環(huán)境下使用。在潤濕環(huán)境下，一般應(yīng)用包括填料砂光、油灰砂光、底漆砂光和油漆精修。
[0003]通常，這些磨料制品包括紙或聚合物背襯，磨粒附著到該背襯上。磨粒可利用一種或多種牢固且彈性的粘結(jié)劑來附著，以在研磨操作過程中將所述顆粒固定到背襯。在制造處理中，這些粘結(jié)劑常常在可流動狀態(tài)下處理以涂覆背襯和顆粒，隨后硬化以鎖定于所需結(jié)構(gòu)中并提供磨料成品。
[0004]在一般構(gòu)造中，首先用“底膠”層涂覆背襯的主表面。然后，將磨粒沉積到底膠層上，使得顆粒至少部分地嵌入底膠層中。然后，使底膠層硬化(如，交聯(lián))以固定顆粒。然后，在底膠層和磨粒上涂覆稱為“復(fù)膠”層的第二層，并且也使其硬化。復(fù)膠層使顆粒進(jìn)一步穩(wěn)定，并且還提高磨料制品的強(qiáng)度和耐久性。任選地，可增加附加層以修改帶涂層磨料制品的性質(zhì)。
[0005]可基于某些性能性質(zhì)評估帶涂層磨料制品。首先，這樣的制品應(yīng)該在切削量與光潔度(即，從工件去除材料的可接受的效率，與精修表面的可接受的光滑度)之間達(dá)到期望的平衡。其次，磨料制品還應(yīng)該避免過度的“填塞”或堵塞(發(fā)生于碎片或塵屑被困在磨粒之間并阻礙涂覆磨料的切削能力時)。第三，磨料制品應(yīng)該柔韌且耐用，以提供長的使用壽命O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]潤濕磨料應(yīng)用會帶來獨(dú)特的挑戰(zhàn)。磨料片可能長時間浸泡于水中，有時達(dá)24小時以上。在潤濕環(huán)境下商業(yè)帶涂層磨料制品所遇到的特定問題是這些涂覆制品有卷曲的趨向。磨料制品的卷曲對使用者而言會非常討厭。類似效果還會發(fā)生于磨料制品在潮濕環(huán)境下儲存時。為了減輕卷曲，有時在制造處理中使磨料片預(yù)彎，但這通常無法防止使用過程中的卷曲。
[0007]本發(fā)明提供了帶涂層磨料制品，其中底膠層、磨粒層和復(fù)膠層以不連續(xù)涂覆圖案涂覆到背襯上。所有三個部件彼此基本上根據(jù)分立圖案特征結(jié)構(gòu)是對準(zhǔn)的，從而得到遍布于背襯上延伸的未涂覆區(qū)域。有利的是，該構(gòu)型得到的涂覆磨料顯示出優(yōu)于傳統(tǒng)磨料制品的抗卷曲性。此外，該構(gòu)型耐填塞，耐分層，具有增強(qiáng)的柔韌性，并且降低實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)磨料制品相同水平的性能所需的原材料量。
[0008]在一個方面，提供一種磨料制品。所述磨料制品包括柔性背襯，所述柔性背襯具有主表面，所述主表面包含能夠在橫向上展開和收縮的適形聚合物；底膠樹脂，所述底膠樹脂接觸所述主表面，并按照預(yù)定圖案在主表面上延伸；磨粒，所述磨粒接觸所述底膠樹脂，并且從與所述主表面的平面垂直的方向觀看時，所述磨粒與所述底膠樹脂是大致對準(zhǔn)的；復(fù)膠樹脂，所述復(fù)膠樹脂接觸所述磨粒和所述底膠樹脂，從與所述主表面的平面垂直的方向觀看時，所述復(fù)膠樹脂與所述磨粒和所述底膠樹脂是大致對準(zhǔn)的，其中所述主表面的接觸所述底膠樹脂的區(qū)域與所述主表面的未接觸所述底膠樹脂的區(qū)域共面。
[0009]在另一個方面，提供了一種包括柔性背襯的磨料制品，所述柔性背襯具有大致平坦的主表面，所述主表面包含能夠在橫向上展開和收縮的適形聚合物；所述主表面上的多個分立的島狀物，每個島狀物包含:接觸所述背襯的底膠樹脂；接觸所述底膠樹脂的磨粒；接觸所述底膠樹脂、所述磨粒和所述背襯的復(fù)膠樹脂，其中所述背襯位于相鄰的島狀物之間的區(qū)域不接觸所述底膠樹脂、磨?；驈?fù)膠樹脂。
[0010]在又一個方面，提供了一種包括柔性背襯的磨料制品，所述柔性背襯具有主表面，所述主表面包含能夠在橫向上展開和收縮的適形聚合物；底膠樹脂，所述底膠樹脂接觸所述主表面的至少一部分；磨粒，所述磨粒接觸所述底膠樹脂，并且從與所述主表面的平面垂直的方向觀看時，所述磨粒與所述底膠樹脂是大致對準(zhǔn)的；復(fù)膠樹脂，所述復(fù)膠樹脂接觸所述磨粒和所述底膠樹脂，并且從與所述主表面的平面垂直的方向觀看時，所述復(fù)膠樹脂與所述磨粒和所述底膠樹脂是大致對準(zhǔn)的，其中所述底膠樹脂具有最多30%的覆蓋率。
[0011]在又一個方面，提供了一種磨料制品，所述磨料制品包括:柔性背襯，所述柔性背襯具有大致平坦的主表面；所述主表面上的第一多個分立的島狀物，每個島狀物包含:接觸所述背襯的底膠樹脂；接觸所述底膠樹脂的磨粒；和接觸所述底膠樹脂、所述磨粒和所述背襯的復(fù)膠樹脂；以及第二多個分立的樹脂島狀物，每個島狀物不包含所述底膠樹脂、所述復(fù)膠樹脂和所述磨粒中的一者或多者，所述第二多個島狀物位于圍繞所述第一多個島狀物的主表面的區(qū)域上。
[0012]在又一個方面，提供了一種制備磨料制品的方法，該方法包括將底膠樹脂噴涂在背襯的主表面上以在所述主表面上提供底膠樹脂的多個分立的島狀物；將磨粒施加于已涂覆的背襯，使得所述磨粒優(yōu)先地涂覆所述底膠樹脂；使所述底膠樹脂硬化；將復(fù)膠樹脂施加于已涂覆的背襯，使得所述復(fù)膠樹脂優(yōu)先地涂覆所述磨粒和所述底膠樹脂；使所述復(fù)膠樹脂硬化。
[0013]在又一個方面，提供了一種制備磨料制品的方法，該方法包括:將底膠樹脂施加于大致平坦的背襯的主表面，所述背襯包括低表面能表面，從而引起所述底膠樹脂自發(fā)地退潤濕，在所述主表面上提供底膠樹脂的分立的島狀物；將磨粒施加于已涂覆的背襯，使得所述磨粒優(yōu)先地涂覆所述底膠樹脂；使所述底膠樹脂硬化；將復(fù)膠樹脂施加于已涂覆的背襯，使得所述復(fù)膠樹脂優(yōu)先地涂覆所述磨粒和所述底膠樹脂；使所述復(fù)膠樹脂硬化。
[0014]在又一個方面，提供了一種制備磨料制品的方法，該方法包括:用多個小珠對大致平坦的背襯的主表面進(jìn)行粉末涂覆，所述小珠包含底膠樹脂；至少部分地熔融所述小珠以在所述主表面提供底膠樹脂的分立的島狀物；將磨粒施加于已涂覆的背襯，使得所述磨粒優(yōu)先地涂覆所述底膠樹脂；使所述底膠樹脂硬化；將復(fù)膠樹脂施加于已涂覆的背襯，使得所述復(fù)膠樹脂優(yōu)先地涂覆所述磨粒和所述樹脂；使所述復(fù)膠樹脂硬化?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0015]圖1是根據(jù)一個實(shí)施例的磨料制品的平面圖；
[0016]圖2a是圖1中的磨料制品的一部分的放大視圖；
[0017]圖2b是圖1和圖2a中的磨料制品的子部分的進(jìn)一步放大視圖；
[0018]圖3是圖1、圖2a和圖2b所示的磨料制品的子部分的剖視圖；
[0019]圖4是根據(jù)另一實(shí)施例的磨料制品的平面圖；
[0020]圖5是提供圖1-3中制品的特征結(jié)構(gòu)的圖案的模板的平面圖；并且
[0021]圖6是圖5中的模板的放大局部視圖，其更詳細(xì)地示出模板的特征結(jié)構(gòu)。
[0022]定義
[0023]如本文所用:
[0024]“特征結(jié)構(gòu)”是指由選擇性涂覆處理限定的圖像；
[0025]“覆蓋率”是指被所述特征結(jié)構(gòu)遮掩的背襯的表面積占經(jīng)受選擇性涂覆處理的面積的百分比；
[0026]“粒徑”是指顆粒的最長尺寸；和
[0027]“簇”是指彼此接近的一組特征結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0028]根據(jù)一個示例性實(shí)施例的磨料制品示于圖1中，并由標(biāo)號100指代。如圖所示,磨料制品100包括背襯102，其具有近似平行于紙面的平坦主表面104。多個分立的簇106位于主表面104上，并排列成預(yù)定圖案。在此實(shí)施例中，所述圖案是二維有序陣列。磨料制品100占據(jù)與圖1所示圖案化區(qū)域?qū)?yīng)的平坦矩形區(qū)域。
[0029]圖2更詳細(xì)地示出簇106的圖案。如該圖所示，簇106排列成六邊形陣列，其中各簇106具有六條等距鄰邊(排除邊緣效應(yīng))。另外，各個簇106本身為七個分立的磨料特征結(jié)構(gòu)108的六邊形分組。如圖所示，特征結(jié)構(gòu)108中的每一個通常為圓形形狀。然而，也可使用其他形狀，例如正方形、矩形、線形和弧形。在其他實(shí)施例中，特征結(jié)構(gòu)108沒有分簇。
[0030]要注意的是，存在主表面104的未涂覆區(qū)域110，其圍繞各簇106并位于相鄰簇106之間。有利的是，在研磨操作過程中，未涂覆區(qū)域110提供開放通道以允許塵屑、粉塵以及其他碎片從特征結(jié)構(gòu)108接觸工件的切削區(qū)域排走。
[0031]圖2b更詳細(xì)地示出特征結(jié)構(gòu)108的部件，圖3示出兩個特征結(jié)構(gòu)108的剖面。如這些圖所示，各特征結(jié)構(gòu)108包含一層底膠樹脂112，其優(yōu)選先沿著界面118沉積到主表面104上。底膠樹脂112涂覆背襯102的選擇性區(qū)域，從而在背襯102上形成用于各分立的特征結(jié)構(gòu)108或“島狀物”的基層。
[0032]多個磨粒114接觸底膠樹脂112，并大致在遠(yuǎn)離主表面104的方向上延伸。在垂直于主表面104的平面的方向上觀看時，顆粒114與底膠樹脂112是大致對準(zhǔn)的。換言之，顆粒114作為整體大致在主表面104被底膠樹脂112涂覆的區(qū)域上延伸，而沒有大致在主表面104未被底膠樹脂112涂覆的區(qū)域上延伸。任選地，顆粒114至少部分地嵌入底膠樹脂112 中。
[0033]如圖3進(jìn)一步示出的，復(fù)膠樹脂116接觸底膠樹脂112和顆粒114，并在底膠樹脂112和顆粒114上及周圍延伸。在垂直于主表面104的平面的方向上觀看時，復(fù)膠樹脂116與底膠樹脂112和顆粒114是大致對準(zhǔn)的。類似于磨粒114，復(fù)膠樹脂116大致在主表面104被底膠樹脂112涂覆的區(qū)域上延伸，而沒有大致在主表面104未被底膠樹脂112涂覆的區(qū)域上延伸。
[0034]任選地且如圖所示，復(fù)膠樹脂116接觸底膠樹脂112、磨粒114和背襯102。作為另一種選擇，基本上所有的磨粒114均被底膠樹脂112和復(fù)膠樹脂116的組合封裝。
[0035]盡管這里顆粒114被描述為與底膠樹脂112 “是大致對準(zhǔn)的”，應(yīng)當(dāng)理解顆粒114本身實(shí)質(zhì)上是分立的，顆粒之間具有小的間隙。因此，顆粒114并未覆蓋下面的底膠樹脂112的整個區(qū)域。相反，應(yīng)當(dāng)理解盡管復(fù)膠樹脂116與底膠樹脂112和顆粒114是對準(zhǔn)的，任選地，復(fù)膠樹脂116可在比被底膠樹脂112和顆粒114覆蓋的區(qū)域略微大一些的區(qū)域上延伸，如圖2b所示。在圖示實(shí)施例中，底膠樹脂112完全被復(fù)膠樹脂116、顆粒114和背襯102封裝。
[0036]另外，無需背襯102上的所有特征結(jié)構(gòu)108均為分立的。例如，與相鄰特征結(jié)構(gòu)108相關(guān)的底膠樹脂112可緊鄰，使得特征結(jié)構(gòu)108彼此接觸，或者變得互連。在一些實(shí)施例中，在簇106內(nèi)兩個或更多個特征結(jié)構(gòu)108可彼此互連，但分開的簇106中的特征結(jié)構(gòu)108未互連。
[0037]在一些實(shí)施例中，背襯102的主表面104上可具有圍繞特征結(jié)構(gòu)108的區(qū)域，該區(qū)域涂覆有底膠樹脂112和/或復(fù)膠樹脂116但不包括顆粒114。應(yīng)當(dāng)理解存在一個或多個附加樹脂島狀物不會顯著劣化磨粒100的性能，所述樹脂島狀物中的每一者都不包含底膠樹脂112、復(fù)膠樹脂116和顆粒114中的一者或多者。此外，此類樹脂島狀物的存在不應(yīng)理解為否定了特征結(jié)構(gòu)108中這些部件相對于彼此的對準(zhǔn)。
[0038]優(yōu)選地且如圖所示，背襯102的厚度均勻，并且大致平坦。結(jié)果，主表面104接觸底膠樹脂112的界面118與主表面104未接觸底膠樹脂112的區(qū)域(即，未涂覆區(qū)域110)是大致共面的。優(yōu)選的是背襯102具有大致均勻的厚度以減少硬度變化并提高制品100對工件的適形能力。這一方面的優(yōu)點(diǎn)還在于其均勻地在背襯上分布應(yīng)力，這提高了制品100的耐久性并延長了其工作壽命。
[0039]本發(fā)明所提供的磨料制品為傳統(tǒng)涂覆磨料片的特定問題提供了解決方案。一個問題在于傳統(tǒng)磨料片在潮濕環(huán)境下往往會卷曲。另一問題在于這些涂覆磨料片常常在制成時立即卷曲，這一現(xiàn)象稱為“固有卷曲”。為了減輕固有卷曲，制造商可使這些磨料片預(yù)彎，但這涉及附加處理，并且仍未有效解決隨后由環(huán)境引起的卷曲。
[0040]與傳統(tǒng)磨料制品不同，本發(fā)明提供的磨料制品的磨粒沿著主表面在多個島狀物或分立的涂覆區(qū)域上延伸，而這些島狀物之間保持主表面的未涂覆區(qū)域。已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)主表面的圍繞這些島狀物的區(qū)域不接觸任何底膠樹脂、磨?；驈?fù)膠樹脂時，這些磨料制品在浸入水中或經(jīng)受潮濕環(huán)境時顯示出優(yōu)良的抗卷曲性。
[0041]另外，這些磨料制品在制造時的卷曲顯著減小，不再需要在底膠樹脂和復(fù)膠樹脂硬化之后使磨料片預(yù)彎。在根據(jù)“干燥卷曲測試”(在下面的“實(shí)例”部分描述)測試時，磨料制品優(yōu)選顯示出至少20厘米的卷曲半徑，更優(yōu)選地顯示出至少50厘米的卷曲半徑，最優(yōu)選地顯示出至少100厘米的卷曲半徑。在根據(jù)“潤濕卷曲測試”(在下面的“實(shí)例”部分描述)測試時，磨料制品優(yōu)選顯示出至少2厘米的卷曲半徑，更優(yōu)選地顯示出至少5厘米的卷曲半徑，最優(yōu)選地顯示出至少7厘米的卷曲半徑。[0042]作為另一優(yōu)點(diǎn)，已發(fā)現(xiàn)這些磨料制品顯示出高柔韌度，因為背襯的相當(dāng)大一部分未涂覆。更大的柔韌性繼而提高了耐久性。這尤其通過在磨料制品在潤濕和干燥條件下經(jīng)受折皺時其高抗撕裂和分層性來證明。
[0043]其他涂覆圖案
[0044]上述磨料制品100針對特征結(jié)構(gòu)108使用二維六邊形涂覆圖案。盡管該圖案是二維的，但特征結(jié)構(gòu)108本身具有一定厚度，從而產(chǎn)生垂直于背襯平面的“特征結(jié)構(gòu)高度”。然而，其他涂覆圖案也是可能的，其中一些呈現(xiàn)出優(yōu)于其他圖案的特定優(yōu)點(diǎn)。
[0045]在一些實(shí)施例中，圖案包括多個重復(fù)的多邊形簇和/或特征結(jié)構(gòu)(包括形狀為三角形、正方形、菱形等的那些簇和/或特征結(jié)構(gòu))。例如，可使用三角形簇，其中各簇具有三個或更多個大致圓形的磨料特征結(jié)構(gòu)。由于磨料特征結(jié)構(gòu)108局部增大了下面的背襯102的硬度，可調(diào)整磨料制品100的圖案以增強(qiáng)沿著優(yōu)選方向的彎曲柔韌性。
[0046]涂覆圖案無需為有序的。例如，圖4示出根據(jù)替代實(shí)施例的磨料制品200,其顯示出包括特征結(jié)構(gòu)的隨機(jī)陣列的圖案。類似于制品100，制品200具有背襯202和分立、大致圓形的磨料特征結(jié)構(gòu)208的陣列，所述背襯具有主表面204，所述磨料特征結(jié)構(gòu)接觸并在主表面204上延伸。然而，制品200的不同之處在于特征結(jié)構(gòu)208是隨機(jī)的。任選地，特征結(jié)構(gòu)208可為半隨機(jī)的，或者具有有限的有序方面。有利的是，隨機(jī)圖案在背襯主表面的平面內(nèi)是非定向的，這有助于將切削性能的變化最小化。作為另一優(yōu)點(diǎn)，隨機(jī)圖案有助于避免形成有規(guī)則的弱線(其可能引起磨料制品沿著那些方向的卷曲)。
[0047]制品200的其他方面(包括磨料特征結(jié)構(gòu)208的構(gòu)型)類似于制品100的那些，這里將不再重復(fù)。類似標(biāo)號參照先前所述的類似元件。
[0048]磨料制品100、200優(yōu)選具有適合所需應(yīng)用的磨料覆蓋率(測量為主表面104的百分比)。一方面，增加磨料覆蓋率有利于在磨粒114和工件之間提供更大的切削面積。另一方面，減小磨料覆蓋率增大了未涂覆區(qū)域110的尺寸。增大未涂覆區(qū)域110的尺寸繼而可提供更大的空間以清除粉塵和碎片，并有助于在研磨操作過程中防止不期望的填塞。
[0049]有利的是，盡管磨料和工件之間的切削面積相對小，發(fā)現(xiàn)低水平的磨料覆蓋率仍提供非常高的切削水平。具體地講，據(jù)發(fā)現(xiàn)，細(xì)級(fine grade)磨料可按照小于50 %的覆蓋率涂覆到背襯102上，同時提供與完全涂覆片類似的切削性能。類似地，據(jù)發(fā)現(xiàn)，粗級(coarse grade)磨料可按照小于20%的覆蓋率涂覆到背襯102，同時提供與完全涂覆片類似的切削性能。
[0050]在一些實(shí)施例中，磨粒114的平均尺寸(即，平均粒徑)在68微米至270微米范圍內(nèi)，而底膠樹脂112的覆蓋率優(yōu)選最多30 %，更優(yōu)選最多20 %，最優(yōu)選最多10 %。在其他實(shí)施例中，磨粒114的平均尺寸在0.5微米至68微米范圍內(nèi)，而底膠樹脂112的覆蓋率優(yōu)選最多70%，更優(yōu)選最多60%，最優(yōu)選最多50%。
[0051]置過
[0052]背襯102可由本領(lǐng)域已知用于制備帶涂層磨料制品的各種材料構(gòu)造而成，包括密封涂覆磨料背襯和多孔非密封背襯。優(yōu)選地，背襯的厚度通常在約0.02至約5毫米的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在約0.05至約2.5毫米的范圍內(nèi)，最優(yōu)選地在約0.1至約0.4毫米的范圍內(nèi)，但也可使用這些范圍之外的厚度。
[0053]背襯可由各種材料中的任意種材料制成，包括傳統(tǒng)上在制造涂覆磨料時用作背襯的那些材料。示例性柔性背襯包括聚合物膜(包括帶底漆的膜)(例如，聚烯烴膜(如，包括雙軸取向的聚丙烯在內(nèi)的聚丙烯、聚酯膜、聚酰胺膜、纖維素酯膜))、金屬箔、網(wǎng)片、泡沫(如，天然海綿材料或聚氨酯泡沫)、布(如，由纖維或紗線制成的布，包括聚酯、尼龍、絲綢、棉線和/或人造絲)、稀松布、紙、涂覆紙、硬化紙、硬化纖維、非織造材料、其組合、及其處理版本。背襯還可為兩種材料(如，紙/膜、布/紙、膜/布)的層合物。布背襯可以是織造或縫編的。在一些實(shí)施例中，背襯是能夠在使用過程中在橫向(即平面內(nèi))上展開和收縮的薄且適形的聚合物膜。優(yōu)選地，此類背襯材料的5.1厘米(2英寸)寬、30.5厘米(12英寸)長和0.102毫米(4密耳)厚的條帶在受到22.2牛頓(5磅力)靜荷載下，相對于條帶的初始長度縱向拉伸至少0.1 %、至少0.5 %、至少1.0 %、至少1.5 %、至少2.0 %、至少
2.5%、至少3.0%或至少5.0%。優(yōu)選地,背襯條帶相對于條帶的初始長度縱向拉伸最多至20%、最多至18%、最多至16%、最多至14%、最多至13%、最多至12%、最多至11%或最多至10%。背襯材料的拉伸可以是彈性的(具有完全回彈性)、無彈性的(具有零回彈性)或這兩者的混合。該性質(zhì)有助于促進(jìn)磨粒114與下面的基底之間的接觸，并且在基底包括凸起和/或凹陷區(qū)域時可尤其有利。
[0054]可用于背襯102的高度適形聚合物包含某些聚烯烴共聚物、聚氨酯和聚氯乙烯。一種特別優(yōu)選的聚烯烴共聚物是乙烯-丙烯酸樹脂(可以商品名“PRIMAC0R 3440”從密歇根州米德蘭的陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical Company, Midland, Michigan)商購獲得)。任選地，乙烯-丙烯酸樹脂為雙層膜的一層，其中另一層為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)載體膜。在該實(shí)施例中，PET膜自身不為背襯102的一部分并且在使用磨料制品100之前剝離。
[0055]在一些實(shí)施例中，背襯102具有至少10、至少12或至少15千克-力/平方厘米(kgf/cm2)的模量。在一些實(shí)施例中，背襯102具有最多至200、最多至100或最多至30kgf/cm2的模量。背襯102在100%伸長率(其初始長度的兩倍)下可具有至少200、至少300或至少350kgf/cm2的拉伸強(qiáng)度。背襯102的拉伸強(qiáng)度可最多至900、最多至700或最多至550kgf/cm2。具有這些性質(zhì)的背襯可提供在美國專利N0.6，183，677 (Usui等人)中進(jìn)一步描述的各種選項和優(yōu)點(diǎn)。
[0056]背襯材料的選擇可取決于帶涂層磨料制品的預(yù)期應(yīng)用。背襯的厚度和光滑度也應(yīng)適合于提供帶涂層磨料制品的所需厚度和光滑度，其中帶涂層磨料制品的這些特性可取決于(例如)帶涂層磨料制品的預(yù)期應(yīng)用或用途而變化。
[0057]任選地，背襯可具有至少一種浸潰劑、預(yù)膠層和/背膠層。這些材料的目的通常是為了密封背襯和/或保護(hù)背襯中的紗線或纖維。如果背襯為布料，則通常使用這些材料中的至少一種。預(yù)膠層或背膠層的添加可另外在背襯的正面和/或背面上導(dǎo)致“更光滑的”表面。也可使用本領(lǐng)域已知的其他任選層，如美國專利N0.5，700，302 (Stoetzel等人)中所述。
[0058]磨粒
[0059]用于帶涂層磨料制品100的合適的磨粒包括磨料制品中可使用的任何已知磨?；虿牧?。例如，可用磨粒包括熔融氧化鋁、熱處理過的氧化鋁、白剛玉、黑碳化硅、綠碳化硅、二硼化鈦、硼硬質(zhì)合金、鎢硬質(zhì)合金、鈦硬質(zhì)合金、金剛石、立方氮化硼、石榴石、熔融鋁鋯磨料、溶膠凝膠磨粒、硅石、氧化鐵、氧化鉻、二氧化鈰、氧化鋯、二氧化鈦、硅酸鹽、金屬碳酸鹽(例如，碳酸鈣(如，白堊、方解石、泥灰?guī)r、石灰華、大理石和石灰?guī)r)、白云石、碳酸鈉、碳酸鎂)、硅石(如，石英、玻璃珠、玻璃泡和玻璃纖維)、硅酸鹽(如，滑石、粘土、(蒙脫石)長石、云母、硅化鈣、偏硅酸鈣、鋁硅酸鈉、硅酸鈉)、金屬硫酸鹽(如，硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鈉、硫酸鋁鈉、硫酸鋁)、石膏、三水合氧化鋁、石墨、金屬氧化物(如，氧化錫、氧化鈣)、氧化鋁、二氧化鈦)和金屬亞硫酸鹽(如，亞硫酸鈣)和金屬顆粒(如，錫、鉛、銅)。
[0060]還可使用由熱塑性材料(如，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、聚氯乙烯、聚氨酯、尼龍)形成的聚合物磨粒、由交聯(lián)聚合物(如，酚醛樹脂、氨基塑料樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、三聚氰胺-甲醛、丙烯酸樹脂、丙烯酸改性異氰脲酸酯樹脂、脲醛樹脂、異氰脲酸酯樹脂、丙烯酸改性聚氨酯樹脂、丙烯酸改性環(huán)氧樹脂)形成的聚合物磨粒以及它們的組合。其他示例性磨粒描述于例如美國專利N0.5，549，962 (Holmes等人)中。
[0061]磨粒通常具有約0.1至約270微米，更可取地約I至約1300微米的平均直徑。磨粒的涂覆重量可取決于(例如)所使用的粘結(jié)劑前體、涂布磨粒的工藝以及磨粒的尺寸，但通常在約5至約1350克/平方米的范圍內(nèi)。
[0062]底膠樹脂和復(fù)膠樹脂
[0063]可使用本領(lǐng)域已知的許多種底膠樹脂112和復(fù)膠樹脂116中的任意種來將磨粒114固定到背襯102。樹脂112、116通常包括一種或多種粘結(jié)劑，其具有適用于選擇性地沉積到背襯上的流變和潤濕性質(zhì)。
[0064]通常，通過固化(如，通過加熱裝置，或者通過使用電磁輻射或粒子輻射)粘結(jié)劑前體來形成粘結(jié)劑。磨料領(lǐng)域中已知的可用第一粘結(jié)劑前體和第二粘結(jié)劑前體包括(例如)可自由基聚合的單體和/或低聚物、環(huán)氧樹脂、丙烯酸類樹脂、環(huán)氧丙烯酸酯低聚物、聚氨酯丙烯酸酯低聚物、聚氨酯樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、氨基塑料樹月旨、氰酸酯樹脂或它們的組合?？捎玫恼辰Y(jié)劑前體包含熱固化樹脂和輻射固化樹脂，這些樹脂可(例如)通過熱和/或暴露于輻射而被固化。
[0065]示例性福射固化的交聯(lián)丙烯酸酯粘結(jié)劑描述于美國專利N0.4，751，138 (Tumey等人)和 N0.4，828，583 (Oxman 等人)中。
[0066]頂膠樹脂
[0067]任選地，一種或多種附加頂膠樹脂層施加于帶涂層磨料制品100。如果施加頂膠樹月旨，當(dāng)從垂直于背襯主表面的平面的方向上觀看時，其優(yōu)選與底膠樹脂112、顆粒114和復(fù)膠樹脂116是對準(zhǔn)的。頂膠樹脂可包括(例如)助磨劑和防附材料。在一些實(shí)施例中，頂膠樹脂在研磨操作過程中提供增強(qiáng)的潤滑性。
[0068]固化劑
[0069]任選地，上述底膠樹脂、復(fù)膠樹脂和頂膠樹脂中的任一者包括一種或多種固化劑。固化劑包括光敏或熱敏固化劑，優(yōu)選包括至少一種自由基聚合引發(fā)劑和至少一種陽離子聚合催化劑(可相同或不同)。為了將固化過程中的加熱最小化，在維持粘結(jié)劑前體的適用壽命的同時，本實(shí)施例中所采用的粘結(jié)劑前體優(yōu)選為光敏型，更優(yōu)選地包括光引發(fā)劑和/或光催化劑。
[0070]光引發(fā)齊U光催化齊U
[0071]光引發(fā)劑能夠使粘結(jié)劑前體的可自由基聚合的組分至少部分地聚合(如，固化)?？捎玫墓庖l(fā)劑包括已知可用于光固化自由基多官能團(tuán)的丙烯酸酯的那些。示例性光引發(fā)劑包括:雙(2，4，6-三甲基苯甲?；?-二苯基氧化膦，可以商品名“ IRGA⑶RE819”商購自新澤西州弗洛勒姆帕克的BASF公司(BASF Corporat1n, Florham Park, New Jersey);苯偶姻及其衍生物，例如α-甲基苯偶姻；α -苯基苯偶姻；α -烯丙基苯偶姻；α -芐基苯偶姻；苯偶姻醚，例如聯(lián)苯酰二甲基縮酮(如，可以商品名“IRGACURE 651”商購自BASF公司(BASFCorporat1n))、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻正丁基醚；苯乙酮及其衍生物，例如2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(如，可以商品名“DAR0CUR1173”商購自BASF公司(BASFCorporat1n)。本文所定義的光催化劑是形成活性物質(zhì)的材料,其在暴露于光化福射時能夠使粘結(jié)劑前體至少部分地聚合，例如鎗鹽和/或陽離子金屬有機(jī)鹽。優(yōu)選地，鎗鹽光催化劑包括碘鎗絡(luò)鹽和/或锍絡(luò)鹽。本實(shí)施例的實(shí)踐中可用的芳族鎗鹽通常僅對光譜的紫外區(qū)光敏。然而，其可通過已知可光解的有機(jī)鹵素化合物的敏化劑而對光譜的近紫外和可見范圍敏感?？捎玫氖惺酃獯呋瘎┌ㄉ唐访麨椤癠V1-6976”的芳族锍絡(luò)鹽(可得自陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical C0.))?；谡辰Y(jié)劑前體的可光致固化(即，可通過電磁福射交聯(lián))組分的總重量計，本發(fā)明中可用的光引發(fā)劑和光催化劑的含量可在0.01至10重量％，可取地
0.01至5,最可取地0.1至2重量％的范圍內(nèi)，但也可使用這些范圍之外的量。
[0072]里魁
[0073]任選地，上述磨料涂層包括一種或多種填料。填料通常是分散于樹脂內(nèi)的有機(jī)或無機(jī)顆粒，并且可(例如)修改粘結(jié)劑前體或固化的粘結(jié)劑的性質(zhì)或其二者，和/或可僅(例如)用于降低成本。在涂覆磨料中，可存在填料以(例如)阻擋背襯內(nèi)的孔和通道，從而降低其孔隙度并提供將有效粘結(jié)底膠的表面。填料的添加(至少高達(dá)某一量值)通常增大固化的粘結(jié)劑的硬度和韌性。無機(jī)顆粒填料的平均粒度常常在約I微米至約100微米，更優(yōu)選地約5至約50微米，有時甚至約10至約25微米的范圍內(nèi)。根據(jù)磨料制品的最終用途，填料的比重通常在1.5至4.5范圍內(nèi)，填料的平均粒度將優(yōu)選低于磨粒的平均粒度。可用填料的例子包括:金屬碳酸鹽，例如碳酸鈣(白堊、方解石、泥灰?guī)r、石灰華、大理石或石灰?guī)r的形式)、碳酸鈣鎂、碳酸鈉和碳酸鎂；硅石，例如石英玻璃、玻璃珠、玻璃泡和玻璃纖維；硅酸鹽，例如滑石、粘土、長石、云母、硅酸鈣、偏硅酸鈣、鋁硅酸鈉、鋁硅酸鈉鉀和硅酸鈉；金屬硫酸鹽，例如硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鈉、硫酸鋁鈉和硫酸鋁；石膏；蛭石；木粉；氧化鋁三水合物；炭黑；金屬氧化物，例如氧化鈣(石灰)、氧化鋁、二氧化鈦、水合氧化鋁、一水氧化鋁；和金屬亞硫酸鹽，例如亞硫酸鈣。
[0074]增粘劑
[0075]本實(shí)施例中可用的其他任選添加劑包括增粘劑或增稠劑。這些添加劑可添加到本實(shí)施例的組合物中作為節(jié)省成本措施或作為加工助劑，其存在量不會對如此形成的組合物的性質(zhì)帶來顯著的不利影響。分散體粘度的增加通常取決于增稠劑濃度、聚合程度、化學(xué)組成或其組合。合適的市售增稠劑的例子可以商品名“CAB-0-SILM-5”得自麻薩諸塞州波士頓的卡博特公司(Cabot Corporat1n, Boston, Massachusetts)。
[0076]其他官能化添加劑
[0077]本實(shí)施例中可用的其他任選添加劑包括消泡劑、潤滑劑、增塑劑、助磨劑、稀釋齊U、染色劑和加工助劑?？捎玫南輨┌ǖ米远砗ザ碇菪列聊翘岬目茖幑?CognisCorporat1n, Cincinnati, Oh1)的“F0AMSTAR S125”。可用的加工助劑包括幫助磨粒分散于整個可聚合混合物中的酸性聚酯分散劑，例如得自德國韋塞爾的畢克化學(xué)有限公司(Byk-Chemie，GmbH，Wesel, Germany)的 “BYK W-985，，。
[0078]制備方法
[0079]在制品100的一個示例性制備方法中，優(yōu)選先將底膠樹脂112施加于背襯102的主表面104上的多個分立區(qū)域中，從而在主表面104上形成隨機(jī)或有序的陣列，如(例如)圖1和圖4所示。接下來，將磨粒114施加到底膠樹脂112的分立區(qū)域，并使底膠樹脂112硬化。任選地，可將礦物施加到整個片上，然后從不包含底膠樹脂112的那些區(qū)域移除。然后，優(yōu)先將復(fù)膠樹脂施加于磨粒114和底膠樹脂112上并接觸背襯102 (但未施加于背襯102的開放區(qū)域110)。最后，使復(fù)膠樹脂116硬化從而得到磨料制品100。
[0080]更詳細(xì)地講，可利用接觸方法、非接觸方法或這二者的某種組合來實(shí)現(xiàn)底膠樹脂112和復(fù)膠樹脂116的選擇性施加。合適的接觸方法包括倚靠制品的背襯安裝模板，例如絲網(wǎng)孔版或編織篩網(wǎng)，以掩蔽不涂覆的區(qū)域。非接觸方法包括噴墨型印刷法以及能夠選擇性地將圖案涂覆到背襯上而無需模板的其他技術(shù)。
[0081]一個適用的接觸方法是孔版印刷?？装嬗∷⑹褂每蚣軄碇螛渲钃蹩装?。孔版形成開放區(qū)域，所述開放區(qū)域允許樹脂的轉(zhuǎn)印以在基底上生成清晰的圖像。輥或橡皮掃帚在絲網(wǎng)孔版上移動，迫使或抽吸樹脂或漿液經(jīng)過開放區(qū)域中的織造網(wǎng)的線。
[0082]絲網(wǎng)印刷也是一種孔版印刷制備方法，其中設(shè)計絲綢或其他細(xì)網(wǎng)孔的絲網(wǎng)，使得空白區(qū)域用不可滲透的物質(zhì)涂覆，并且迫使樹脂或漿液穿過網(wǎng)孔到印刷表面上。有利的是，可通過絲網(wǎng)印刷來印刷更薄外形和更高保真性的特征結(jié)構(gòu)。絲網(wǎng)印刷的示例性使用描述于美國專利 N0.4，759，982 (Janssen 等人)中。
[0083]另一適用的接觸方法使用絲網(wǎng)印刷和孔版印刷的組合，其中使用織造網(wǎng)來支撐孔版?？装姘ňW(wǎng)孔開放區(qū)域，底膠樹脂/復(fù)膠樹脂可穿過所述開放區(qū)域按照所需分立區(qū)域圖案沉積到背襯上。用于制備這些構(gòu)造的另一個可能接觸方法是連續(xù)貼膠涂覆操作，其中通過使片經(jīng)過輸送輥與壓料輥之間而將復(fù)膠對準(zhǔn)地涂覆在磨料礦物上方，如在共同未決的非臨時美國專利公布N0.US2012/0000135 (Eilers等人)中所示例。任選地，丙烯酸酯底膠樹脂可直接按計量置于輸送輥上。然后固化最終涂覆材料，從而得到完成的制品。
[0084]圖5示出用于制備圖1-3所示圖案化帶涂層磨料制品的孔版350。如圖所示，孔版350包括大致平坦的主體352以及延伸穿過主體352的多個孔354。任選地且如圖所示，框架356從四面圍繞主體?？装?50可由聚合物、金屬或陶瓷材料制成，并優(yōu)選較薄。也可使用金屬和編織塑料的組合。這些會增強(qiáng)孔版的柔韌性。金屬孔版可蝕刻成圖案。其他合適的孔版材料包括厚度在I至20密耳(0.076至0.51毫米)范圍內(nèi)，更優(yōu)選地3至7密耳(0.13至0.25毫米)范圍內(nèi)的聚酯膜。
[0085]圖6更詳細(xì)地示出孔版350的特征結(jié)構(gòu)。如圖所示，孔354呈現(xiàn)為六邊形排列的簇和特征結(jié)構(gòu)，如先前針對制品100描述的。在一些實(shí)施例中，將合適的數(shù)字圖像上載到計算機(jī)中，所述計算機(jī)自動引導(dǎo)激光在孔版主體352中切削孔354，從而以精確方式形成孔。
[0086]有利的是，可使用孔版350來得到精確限定的涂覆圖案。在一個實(shí)施例中，通過將孔版350疊加到背襯102上并將底膠樹脂112施加到孔版350來將一層底膠樹脂112選擇性地施加到背襯102上。在一些實(shí)施例中，利用橡皮掃帚、刮粉刀或其他刀狀裝置在單程中施加底膠樹脂112。任選地，在硬化底膠樹脂112之前移除孔版350。如果這樣的話，底膠樹脂112的粘度優(yōu)選充分高，使得極少流出，從而不會扭曲原來印刷的圖案。[0087]在一個實(shí)施例中，可利用粉末涂覆法或靜電涂覆法將礦物顆粒114沉積在底膠樹脂層112上。在靜電涂覆中，在電場中施加磨粒114，從而允許顆粒114有利地與其垂直于主表面104的長軸對準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，將礦物顆粒114涂覆到整個涂覆的背襯102上，顆粒114優(yōu)先粘結(jié)到涂覆有發(fā)粘的底膠樹脂112的區(qū)域。在顆粒114優(yōu)先地涂覆到底膠樹脂112上之后，使底膠樹脂112部分硬化或完全硬化。在一些實(shí)施例中，硬化步驟這樣進(jìn)行:使磨料制品100經(jīng)受高溫、暴露于光化輻射或這二者的組合，以使底膠樹脂112交聯(lián)。然后可將任何多余的顆粒114從背襯102的未涂覆區(qū)域移除。
[0088]在示例性最終涂覆步驟中，再次將孔版350疊加在涂覆的背襯102上，定位成使得孔354與先前硬化的底膠樹脂112和磨粒114對準(zhǔn)。然后，通過將復(fù)膠樹脂116施加到孔版350上來將復(fù)膠樹脂116優(yōu)先施加于硬化的底膠樹脂112和磨粒114上。優(yōu)選地，復(fù)膠樹脂116的初始粘度允許復(fù)膠樹脂116在硬化之前流動并封裝磨粒114和底膠樹脂112的暴露區(qū)域。在一些實(shí)施例中，在硬化復(fù)膠樹脂之前移除孔版350。或者，在移除孔版350之前進(jìn)行硬化。最后，使復(fù)膠樹脂116硬化從而得到完成的磨料制品100。
[0089]其他涂覆方法
[0090]雖然絲網(wǎng)印刷或柔版印刷可提供精密且可復(fù)制的圖案，但絲網(wǎng)或孔版350的制造會帶來大量人力和材料成本?？赏ㄟ^使用無需絲網(wǎng)或孔版即可獲得圖案化涂層的替代涂覆方法來避免這些成本。有利的是，可使用所述技術(shù)的每一種來形成圖案化涂覆磨料，其中圖案的范圍可從高度隨機(jī)到嚴(yán)格控制且可預(yù)測的圖案。示例性涂覆方法在下面的小節(jié)中有所描述。
[0091]啼凃法
[0092]可能有利的是，將底膠樹脂112直接噴涂在背襯102上以提供不完全聚結(jié)的細(xì)點(diǎn)(或涂覆區(qū)域)的不規(guī)則圖案。點(diǎn)尺寸和聚結(jié)的程度可由若干因素控制，例如空氣壓力、噴嘴尺寸和幾何形狀、涂層的粘度和從背襯102噴霧的距離。所得的噴霧圖案與圖4的實(shí)施例中的隨機(jī)點(diǎn)圖案的區(qū)別可在于噴涂圖案不是預(yù)定的。由于未使用模板，每個帶涂層磨料制品呈現(xiàn)點(diǎn)尺寸和分布的獨(dú)特二維構(gòu)型。后續(xù)的制造步驟也不需要模板。在一個實(shí)施例中，例如，通過靜電涂覆將磨粒114植入底膠樹脂112，使得顆粒至少部分地嵌入底膠層。在底膠樹脂112固化后，可隨后使用例如之前所述的連續(xù)貼膠涂覆操作，以與顆粒114和/或底膠樹脂112對準(zhǔn)的方式沉積復(fù)膠樹脂116。
[0093]等控潤濕
[0094]另一種方法使用具有低表面能的背襯。在一個實(shí)施例中，整個背襯102可由低表面能材料制成。或者，可將薄層的低表面能材料施加于常規(guī)背襯材料的表面?？砂ǚ酆衔?、有機(jī)硅和某些聚烯烴在內(nèi)的低表面能材料可通過色散(如，范德瓦爾斯)力與液體相互作用。當(dāng)連續(xù)涂覆在背襯102上時，底膠樹脂112可自發(fā)地“結(jié)珠”或從低表面能表面退潤濕。這樣，可將底膠樹脂112的分立的島狀物均勻分布在背襯102上，然后使用已描述的技術(shù)涂覆磨粒114和復(fù)膠樹脂116?？衫缤ㄟ^貼膠涂覆法或通過優(yōu)先使復(fù)膠樹脂116在底膠樹脂112的島狀物上潤濕來實(shí)現(xiàn)與底膠樹脂112的對準(zhǔn)。
[0095]在另一個實(shí)施例中，通過如下方式可有利于底膠樹脂112圖案化:將化學(xué)上不相似的表面沿著背襯的平面選擇性放置，從而提供化學(xué)圖案化表面?？赏ㄟ^將低能表面圖案放置在高能表面上或相反地將高能表面圖案放置在低能表面上，來實(shí)現(xiàn)化學(xué)圖案化。這可使用本領(lǐng)域已知的各種表面改性方法中的任何一種來完成。表面處理的示例性方法包括例如美國專利公布 N0.2007/0231495 (Ciliske 等人)、2007/0234954 (Ciliske 等人)和美國專利N0.6，352，758 (Huang等人)中所述的電暈處理；美國專利N0.5，891，967 (Strobel等人)和5，900，317 (Strobel等人)中所述的火焰處理；以及美國專利N0.4，594，262 (Kreil等人)中所述的電子束處理。
[0096]也可例如通過機(jī)械研磨或壓印背襯而有利于此類圖案化層的形成。這些方法在美國專利N0.4，877，657 (Yaver)中詳細(xì)描述。另一種可能情況是，低表面能背襯可與上述噴涂概念聯(lián)合使用。
[0097]粉末凃覆
[0098]涂覆方法還可包括使樹脂以固態(tài)沉積的方法。這可例如通過用適當(dāng)尺寸的聚合物小珠對背襯102進(jìn)行粉末涂覆來完成。聚合物小珠可由聚酰胺、環(huán)氧樹脂或一些其他底膠樹脂112制成，并且具有使小珠能夠均勻分布在被涂覆的表面上的尺寸分布。任選地，然后施加熱以部分地或完全地熔融聚合物小珠并形成底膠樹脂112的分立的島狀物。雖然樹脂是發(fā)粘的，但樹脂島狀物可用合適的磨粒114涂覆并允許樹脂硬化。在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，涂覆磨料的區(qū)域隨后使用例如連續(xù)貼膠涂覆法用復(fù)膠樹脂116優(yōu)先地涂覆。任選地，可使用如上所述的表面改性的背襯以避免在涂覆法過程中樹脂島狀物的聚結(jié)。
[0099]粉末涂覆提供了顯著優(yōu)點(diǎn)，包括消除揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)排放、能夠輕易回收過量噴涂物以及總體減少制造過程中產(chǎn)生的有害廢物。
[0100]仵詵特征結(jié)構(gòu)
[0101]如果需要，磨料制品100、200可包括一個或多個附加特征結(jié)構(gòu)，這些附加特征結(jié)構(gòu)進(jìn)一步增強(qiáng)易用性、性能或耐久性。例如，任選地，制品包括多個粉塵提取孔，所述孔連接到真空源以從磨料制品的主表面去除粉塵和碎片。
[0102]作為另一選擇，背襯102、202可包括纖維材料，例如稀松布或非織造材料，其面向主表面104、204的相對方向。有利的是，所述纖維材料可有利于將制品100、200耦合到動力工具。在一些實(shí)施例中，例如，背襯102、202包括粘扣附著系統(tǒng)的一半，而另一半放置在固定于動力工具的板上?；蛘撸蔀榇耸褂脡好粽澈蟿?。這樣的附著系統(tǒng)將制品100、200固定于動力工具，同時允許在研磨操作之間方便地更換制品100、200。
[0103]這些磨料制品的另外的選擇和優(yōu)點(diǎn)描述于美國專利N0.4，988，554(Peterson等人),N0.6，682，574 (Carter 等人),N0.6，773，474 (Koehnle 等人)和 N0.7，329，175 (Woo 等人)中。
[0104]實(shí)M
[0105]除另有說明外，實(shí)例和說明書的其它部分中的所有份數(shù)、百分比、比例等均按重量計，并且實(shí)例中使用的所有試劑均得自或可得自一般化學(xué)品供應(yīng)商(例如，密蘇里州圣路易斯的西格瑪奧德里奇公司(Sigma-Aldrich Company, Saint Louis, M0.)),或者可以按常規(guī)的方法進(jìn)行合成。
[0106]下面的縮寫用于描述所述實(shí)例:
[0107]V: 攝氏度
[0108]° F: 華氏度
[0109]cm: 厘米[0110]Cm/s:厘米 / 秒
[0111]DC:直流
[0112]ft/min.英尺 / 分鐘
[0113]g/m2:克/平方米
[0114]in/s:英寸 / 秒
[0115]kg-f:千克-力
[0116]kgf/cm2:千克-力/平方厘米
[0117]kPa:千帕
[0118]lbs-f:磅-力
[0119]m/min.米 / 分鐘 [0120]密耳:10-3英寸
[0121]微英寸:10_6英寸
[0122]μ m:微米
[0123]N: 牛頓
[0124]OZ:盎司
[0125]psi: 磅/平方英寸
[0126]UV: 紫外線
[0127]W: 瓦特
[0128]CM-5:熱解法二氧化硅，以商品名“CAB-0-SILM-5”得自馬薩諸塞州波士頓的卡博特公司(Cabot Corporat1n, Boston, Massachusetts)。
[0129]CP1-6976:三芳基硫六氟銻酸鹽/碳酸丙二酯光引發(fā)劑，以商品名“CYRA⑶RECPI6976”得自密歇根州米德蘭的陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical Company, Midland,Michigan)。
[0130]CffT:C重黃褐色紙，得自威斯康辛州沃索的沃索紙業(yè)公司(Wausau PaperCompany, Wausau, Wisconsin),隨后用苯乙烯-丁二烯橡膠飽和以使其防水。
[0131]D-1173:a-羥基酮光引發(fā)劑，以商品名“DAR0⑶R1173”得自新澤西州弗洛勒姆帕克的 BASF 公司(BASF Corporat1n, Florham Park, New Jersey)。
[0132]EP0N-828:雙官能雙酚A環(huán)氧樹脂/環(huán)氧氯丙烷衍生樹脂(環(huán)氧當(dāng)量為185-192)，以商品名“EP0N828”得自俄亥俄州哥倫布的瀚森化工公司(Hex1n Specialty Chemicals,Columbus, Oh1)。
[0133]FEPAP150:150等級的碳化硅礦物，得自伊利諾伊州諾茨布魯克麥克阿瑟大道3045 號的英國磨料公司(UK Abrasives, 3045MacArthur Blvd.，Northbrook, Illinois)。
[0134]GC-80:80等級的碳化硅礦物，以商品名“CARB0REXC_5_80”得自華盛頓米爾斯電溶礦物公司(Washington Mills Electro Minerals Corporat1n) ?
[0135]1-819:雙?；⒐庖l(fā)劑，以商品名“ IRGACURE819”得自BASF公司(BASFCorporat1n)。
[0136]MX-10:鋁硅酸鈉鉀填料，以商品名“MINEX10”得自伊利諾伊州艾迪生的凱里公司(Cary Company, Addison, Illinois)。
[0137]SR-351:三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，可以商品名“SR351”得自沙多瑪公司(Sartomer Company, LLC)。
[0138]UVR-6110:3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲基_3,4-環(huán)氧環(huán)己基甲酸酷，得自日本東點(diǎn)的大賽貓化學(xué)工業(yè)有限公司(Daicel Chemical Industries, Ltd.，Tokyo, Japan)。
[0139]ff-985:酸性聚酯表面活性劑，以商品名“BYK W-985”得自德國韋塞爾的畢克化學(xué)有限公司(Byk-Chemie, GmbH, Wesel, Germany)
[0140]測丨試
[0141]干燥卷曲測試
[0142]將4.5X5.5 英寸(11.4X14.0cm)的樣品片在 90° F(32.2°C )和 90%相對濕度下調(diào)節(jié)4小時，之后將5.5英寸(14.0cm)邊緣垂直居中于標(biāo)記有一系列弧的鋁板上。記錄的卷曲量對應(yīng)于卷曲的樣品片所勾勒的弧的半徑，即，數(shù)越大，樣品越平坦。
[0143]潤濕卷曲測試
[0144]類似于干燥卷曲測試，不同的是樣品片在70° F(21.1°C)的水中浸泡60分鐘，而不是在90° F(32.2V )和90%相對濕度下調(diào)節(jié)。在將樣品從水中取出之后立即測量卷曲。
[0145]切削測丨試
[0146]將涂覆磨料層合到雙面粘合劑膜，并沖切成4英寸(10.2cm)直徑的圓盤。將層合的涂覆磨料固定到席夫爾式磨損測試儀(得自馬里蘭州蓋瑟斯堡的弗雷澤精密公司(Frazier Precis1n C0., Gaithersburg, Maryland))的從動板，所述測試儀安裝用于潤濕測試。4英寸(10.2cm)外徑XL 27cm厚的圓盤形醋酸丁酸纖維素(CAB)丙烯酸塑料工件可以商品名“P0LYCAST”得自威斯康星州薩默塞特的普瑞科激光公司(Preco Laser,Somerset, Wisconsin)。在安裝到席夫爾式測試儀的工件夾持器上之前記錄各工件的初始重量。水流速設(shè)置為60克/分鐘。將14磅(6.36kg)砝碼置于磨損測試儀載重臺上，將安裝的磨料標(biāo)本下降到工件上，打開機(jī)器。將機(jī)器設(shè)置為運(yùn)轉(zhuǎn)500循環(huán)，然后自動停止。在測試的每一 500循環(huán)之后，將工件用水沖洗，然后干燥并稱重。每一 500循環(huán)測試的累積切削量是初始重量與每一測試之后的重量的差值，將其作為4個測量值的平均值記錄。
[0147]表面光潔度測暈
[0148]工件的表面光潔度由Rz和Ra限定。通過如下方式確定Rz:計算輪廓的五個最高峰與中線的偏離(或距離)大小的算術(shù)平均值并計算輪廓的五個最低谷與其中線的偏離(或距離)大小的平均值。然后將這兩個平均值相加，從而確定Rz。Ra是輪廓與其中線的偏離(或距離)大小的算術(shù)均值。在與四次切削測試相對應(yīng)的四個重復(fù)試樣的每者上的三個位置中利用輪廓曲線儀(可以商品名“SURTR0NIC 25 PR0FIL0METER”得自英國萊斯特的泰勒.霍普森有限公司(Taylor Hobson, Inc.，Leicester, England))測量 Rz 和 Ra 這兩者。掃描長度為0.03英寸(0.0762厘米)。
[0149]樣品制備
[0150]環(huán)氧丙烯酸酯底膠
[0151]將90.0 克的 ΕΡ0Ν-828、63.3 克的 UVR-6110 和 63.3 克的 SR-351 填充到 16οζ.(0.47升)的黑色塑料容器中，并利用高速混合機(jī)在70° F(21.10C )下在樹脂中分散5分鐘。向該混合物添加1.5克的W-985，并在70° F(21.1°C )下分散3分鐘。在混合機(jī)仍在運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，在大約15分鐘內(nèi)逐步添加100.0克MX-10。將6.3克的CP1-6976和0.25克的1-819添加到樹脂，并分散直至均勻(大約5分鐘)。最后，在大約15分鐘內(nèi)逐漸添加3.0克的CM-5直至均勻分散。
[0152]環(huán)氧丙烯酸酯復(fù)膠
[0153]將400.0 克的 ΕΡ0Ν-828、300.0 克的 UVR-6110 和 300.0 克的 SR-351 填充到 16οζ.(0.47升)的黑色塑料容器中，并利用高速混合機(jī)在70° F(21.10C )下在樹脂中分散5分鐘。向該混合物添加30.0克的CP1-6976和10.0克的D-1173，并分散直至均勻(大約10分鐘)。
[0154]皿
[0155]使用得自威斯康星州薩默塞特的普瑞科激光有限公司(Preco Laser, Somerset,Wisconsin)的型號“EAGLE500W C02”激光器，根據(jù)表1中列出的條件，對5密耳(127.0μπι)厚的31英寸X 23英寸(78.74X58.42cm)的聚酯膜片進(jìn)行穿孔。
[0156]表1
[0157]
【權(quán)利要求】
1.一種磨料制品，包括: 柔性背襯，所述柔性背襯具有主表面，所述主表面包含能夠在橫向上展開和收縮的適形聚合物； 底膠樹脂，所述底膠樹脂接觸所述主表面并按照預(yù)定圖案在所述主表面上延伸； 磨粒，所述磨粒接觸所述底膠樹脂，并且從與所述主表面的平面垂直的方向觀看時，所述磨粒與所述底膠樹脂是大致對準(zhǔn)的；和 復(fù)膠樹脂，所述復(fù)膠樹脂接觸所述磨粒和所述底膠樹脂這兩者，從與所述主表面的平面垂直的方向觀看時，所述復(fù)膠樹脂與所述磨粒和所述底膠樹脂這兩者是大致對準(zhǔn)的，其中所述主表面的接觸所述底膠樹脂的區(qū)域與所述主表面的未接觸所述底膠樹脂的區(qū)域是大致共面的。
2.—種磨料制品，包括: 柔性背襯，所述柔性背襯具有大致平坦的主表面，所述主表面包含能夠在橫向上展開和收縮的適形聚合物；和 所述主表面上的多個分立的島狀物，每個島狀物包含: 接觸所述背襯的底膠樹脂； 接觸所述底膠樹脂的磨粒；和 接觸所述底膠樹脂、所述磨粒和所述背襯的復(fù)膠樹脂，其中所述主表面的圍繞所述島狀物的區(qū)域不接觸所述底膠樹脂、磨?；驈?fù)膠樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料制品，還包含頂膠樹脂，所述頂膠樹脂接觸所述復(fù)膠樹月旨，并且從與所述主表面的平面垂直的方向觀看時，所述頂膠樹脂與所述復(fù)膠樹脂是大致對準(zhǔn)的，所述頂膠樹脂提供增強(qiáng)的潤滑性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料制品，其中所述磨粒具有68微米至270微米范圍內(nèi)的平均尺寸，并且所述底膠樹脂具有最多30%的覆蓋率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磨料制品，其中所述磨粒具有68微米至270微米范圍內(nèi)的平均尺寸，并且所述底膠樹脂具有最多20%的覆蓋率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磨料制品，其中所述磨粒具有68微米至270微米范圍內(nèi)的平均尺寸，并且所述底膠樹脂具有最多10%的覆蓋率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料制品，其中所述磨粒具有0.5微米至68微米范圍內(nèi)的平均尺寸，并且所述底膠樹脂具有最多70%的覆蓋率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磨料制品，其中所述磨粒具有0.5微米至68微米范圍內(nèi)的平均尺寸，并且所述底膠樹脂具有最多60%的覆蓋率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磨料制品，其中所述磨粒具有0.5微米至68微米范圍內(nèi)的平均尺寸，并且所述底膠樹脂具有最多50%的覆蓋率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料制品，其中所述圖案包括多個復(fù)制的多邊形簇。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磨料制品，其中每個多邊形簇具有三個或更多個大致圓形特征結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磨料制品，其中每個多邊形簇是七個大致圓形特征結(jié)構(gòu)的六邊形簇。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料制品，其中所述圖案是大致圓形特征結(jié)構(gòu)的隨機(jī)陣列。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料制品，其中基本上所有的所述磨粒均被所述底膠樹脂和復(fù)膠樹脂的組合封裝。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料制品，其中11.4厘米X 14.0厘米的磨料制品片在32.2攝氏度和90%的相對濕度下調(diào)節(jié)4小時后顯示出至少20厘米的卷曲半徑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磨料制品，其中所述片顯示出至少50厘米的卷曲半徑。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的磨料制品，其中所述片顯示出至少100厘米的卷曲半徑。
18.一種磨料制品，包括: 柔性背襯，所述柔性背襯具有主表面，所述主表面包含能夠在橫向上展開和收縮的適形聚合物； 底膠樹脂，所述底膠樹脂接觸所述主表面的至少一部分； 磨粒，所述磨粒接觸所述底膠樹脂，并且從與所述主表面的平面垂直的方向觀看時，所述磨粒與所述底膠樹脂是大致對準(zhǔn)的；和 復(fù)膠樹脂，所述復(fù)膠樹脂接觸所述磨粒 和所述底膠樹脂這兩者，并且從與所述主表面的平面垂直的方向觀看時，所述復(fù)膠樹脂與所述磨粒和所述底膠樹脂這兩者是大致對準(zhǔn)的，其中所述底膠樹脂具有最多30%的覆蓋率。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的磨料制品，其中所述底膠樹脂具有最多20%的覆蓋率。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的磨料制品，其中所述底膠樹脂具有最多10%的覆蓋率。
21.根據(jù)權(quán)利要求1、2或18所述的磨料制品，其中所述適形聚合物選自聚烯烴共聚物、聚氨酯或聚氯乙烯。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的磨料制品，其中所述適形聚合物為包含聚乙烯丙烯酸的聚烯烴共聚物。
23.一種磨料制品，包括: 具有大致平坦的主表面的柔性背襯； 所述主表面上的第一多個分立的島狀物，每個島狀物包含: 接觸所述背襯的底膠樹脂； 接觸所述底膠樹脂的磨粒；和 接觸所述底膠樹脂、所述磨粒和所述背襯的復(fù)膠樹脂；和 第二多個分立的樹脂島狀物，所述第二多個分立的樹脂島狀物中的每一個不包含所述底膠樹脂、所述復(fù)膠樹脂和所述磨粒中的一者或多者，所述第二多個島狀物位于圍繞所述第一多個島狀物的主表面的區(qū)域上。
24.一種制備磨料制品的方法，包括: 將底膠樹脂噴涂在背襯的主表面上以在所述主表面上提供底膠樹脂的多個分立的島狀物； 將磨粒施加于已涂覆的背襯，使得所述磨粒優(yōu)先地涂覆所述底膠樹脂； 使所述底膠樹脂硬化； 將復(fù)膠樹脂施加于已涂覆的背襯，使得所述復(fù)膠樹脂優(yōu)先地涂覆所述磨粒和所述底膠樹脂；以及 使所述復(fù)膠樹脂硬化。
25.一種制備磨料制品的方法，包括:將底膠樹脂施加于大致平坦的背襯的主表面，所述背襯的主表面包括低表面能表面，從而引起所述底膠樹脂自發(fā)地退潤濕，在所述主表面上提供底膠樹脂的分立的島狀物； 將磨粒施加于已涂覆的背襯，使得所述磨粒優(yōu)先地涂覆所述底膠樹脂； 使所述底膠樹脂硬化； 將復(fù)膠樹脂施加于已涂覆的背襯，使得所述復(fù)膠樹脂優(yōu)先地涂覆所述磨粒和所述底膠樹脂；以及 使所述復(fù)膠樹脂硬化。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的方法，其中使用連續(xù)貼膠涂覆操作來進(jìn)行所述復(fù)膠樹脂的施加。
27.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的方法，其中所述復(fù)膠樹脂的初始粘度允許所述復(fù)膠樹脂在硬化之前封裝所述磨粒和所述底膠樹脂的暴露區(qū)域。
28.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的方法，其中所述磨粒的施加在使所述底膠樹脂層硬化之前在電場的存在下進(jìn)行以使所述磨粒對齊。
29.一種制備磨料制品的方法，包括: 用多個小珠對大致平坦的背襯的主表面進(jìn)行粉末涂覆，所述小珠包含底膠樹脂； 至少部分地熔融所述小珠以在所述主表面上提供底膠樹脂的分立的島狀物； 將磨粒施加于已涂覆的背襯，使得所述磨粒優(yōu)先地涂覆所述底膠樹脂； 使所述底膠樹脂硬化； 將復(fù)膠樹脂施加于已涂覆的背襯，使得所述復(fù)膠樹脂優(yōu)先地涂覆所述磨粒和所述樹脂；以及 使所述復(fù)膠樹脂硬化。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中使用連續(xù)貼膠涂覆操作來對已涂覆的背襯進(jìn)行復(fù)膠樹脂的施加。
【文檔編號】B24D11/00GK104039508SQ201280064432
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月29日
【發(fā)明者】杰弗里·R·詹森, 德博拉·J·愛勒斯, 保羅·D·格拉哈姆 申請人:3M創(chuàng)新有限公司