專利名稱：磨料制品及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的背景1.本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及包含粘合劑的顆粒材料及其制造方法。當(dāng)該顆粒材料進(jìn)一步包含磨粒時(shí)，它可以在粘結(jié)磨料、涂覆磨料和非織造磨料中使用。
2.已有技術(shù)的描述常規(guī)的涂覆磨料制品一般是一層磨粒粘合在背襯上。在涂覆磨料制品的使用期內(nèi)，通常實(shí)際上只利用了磨粒層中一小部分的磨粒。磨粒層中大部分的磨粒是浪費(fèi)掉了。而且，背襯是涂覆磨料制品中更為昂貴的組分，而它尚未用壞就必須處理掉。
業(yè)已作了多種嘗試，磨粒在背襯上的分布務(wù)使實(shí)際上能利用更多的磨粒，從而延長涂覆磨料制品的使用壽命。由于延長了涂覆磨料制品的使用壽命，作為涂覆磨料制品的磨帶或磨盤需要更換的就少得多，從而節(jié)約了時(shí)間并降低了更換操作的費(fèi)用。單靠在背襯上沉積一厚層的磨粒并不能解決問題，原因是位于表層磨粒下面的那些磨粒是不可能利用上的。
已知有幾種可以將磨粒分布在涂覆磨料制品上延長使用壽命的方法。一種這樣的方法包括在涂覆磨料制品中加入磨粒聚集成的顆粒。磨粒聚集成的顆粒是用粘合劑將一些磨粒粘合在一起形成的小物體。若使用的磨粒聚集成的顆粒是形狀和大小不規(guī)則的，則難以預(yù)先控制與工件表面相接觸的磨粒的量。為此，需要一種能制造形狀確定的磨粒聚集成的顆粒的費(fèi)用節(jié)省的方法。
本發(fā)明的概述本發(fā)明提供形狀確定的顆粒和制造這些顆粒的方法。顆粒中包含粘合劑。在一個(gè)較好的實(shí)施方案中，是將許多磨粒分散在粘合劑中。
本發(fā)明的方法包括下述步驟(a)提供一種三維體的制造工具，它具有至少一個(gè)連續(xù)的表面，該連續(xù)表面上至少形成有一個(gè)開孔，至少一個(gè)開孔為進(jìn)入三維體中的一個(gè)空腔提供入口；(b)提供一種能將包含熱固性樹脂的粘合劑前體通過所述至少一個(gè)開孔引入所述至少一個(gè)空腔中的分配裝置；(c)在固化區(qū)中提供一個(gè)使所述粘合劑前體至少部分固化的裝置；(d)將所述粘合劑前體引入所述至少一個(gè)空腔的至少一部分空間中；(e)連續(xù)地令所述至少一個(gè)空腔通過所述固化區(qū)移動(dòng)，使所述粘合劑前體至少部分固化，獲得形狀與已引入粘合劑前體的空腔空間相對應(yīng)的、可處置的固化粘合劑；(f)從所述至少一個(gè)空腔中去除所述粘合劑；(g)將所述粘合劑轉(zhuǎn)變形成形狀確定的顆粒。
步驟(f)和(g)可以同時(shí)進(jìn)行。
在一個(gè)較好的實(shí)施方案中，在步驟(d)中引入粘合劑前體的同時(shí)加入許多磨粒，從而在步驟(e)中形成含磨粒的粘合劑。在步驟(f)中包含磨粒的粘合劑從制造工具的至少一個(gè)空腔中去除。磨粒以外的物料也可以隨同粘合劑前體加入。
固化區(qū)中可以安裝一個(gè)熱能源或一個(gè)輻射能源或這兩者。合適的輻射能源包括采用電子束、可見光和紫外光。作為常規(guī)方法的一種變通方法，可采用熱能或輻射能與熱能相結(jié)合來進(jìn)行固化。
在一般的和較好的實(shí)施方案中，宜將步驟(d)、(e)和(f)以連續(xù)的順序或以連續(xù)的方式進(jìn)行。對于這些實(shí)施方案，制造工具宜為環(huán)形帶形狀或滾筒形狀，較好的是一種繞軸旋轉(zhuǎn)的圓柱形滾筒?；蛘?，也可以使用具有兩端的帶子。這種有兩端的帶子是從一個(gè)解繞裝置輸送到一個(gè)重繞裝置。較好的是制造工具中含有許多空腔。
在方法的步驟(e)中，粘合劑前體經(jīng)過固化轉(zhuǎn)變成可處置的粘合劑。
可以采用幾種方法將粘合劑轉(zhuǎn)變成顆粒。在一種方法中，當(dāng)粘合劑從制造工具的一個(gè)個(gè)空腔中去除后，即成為一個(gè)個(gè)顆粒。這些顆?？梢园郊游锪匣虿缓郊游锪??？梢园谶@些顆粒中的典型的物料是磨粒。所得顆粒的形狀較好地是基本上與制造工具空腔的形狀相同。這樣，顆粒所具有的形狀由制造工具的空腔的形狀決定。在此第一種方法中，步驟(f)和(g)同時(shí)完成，這是因?yàn)楫?dāng)成形顆粒從制造工具的空腔中脫離后，即具有空腔的特征形狀。
在第二種方法中，從制造工具的主表面上去除的粘合劑呈一片狀，此片上有大小和形狀與制造工具的空腔的大小和形狀基本上相同的許多成形部分，但這些部分由較薄的粘合劑連接層連接在一起。在此第二種方法中，該片隨后沿著粘合劑的薄連接層發(fā)生破裂或碎裂，形成本發(fā)明的顆粒狀物料?？梢詫χ瞥傻念w粒進(jìn)行篩選或分級，除去不需用的顆粒。若使粘合劑連接層發(fā)生破裂或碎裂時(shí)十分小心，則所得顆粒的形狀基本上與制造工具空腔的形狀相同。
使用載體帶將粘合劑前體施加到制造工具上的方法也在本發(fā)明的范圍內(nèi)?？梢詫⒄澈蟿┣绑w涂覆到載體帶的一個(gè)主表面即前表面上，然后將所得的經(jīng)涂覆的載體帶與包含空腔的制造工具的連續(xù)表面相接觸。在制造工具中的粘合劑前體至少部分固化后，與載體帶表面粘合較牢的粘合劑先從制造工具上去除，而后再從載體帶上去除。或者，將粘合劑前體涂覆到含有空腔的制造工具的連續(xù)表面上，使這些空腔充滿，將載體帶與填有粘合劑前體的制造工具的連續(xù)表面相接觸，使空腔中所含的粘合劑前體與載體帶的表面接觸。在粘合劑前體至少部分固化后，粘合劑就粘合在載體帶表面上，不是在制造工具上。然后可以將粘合劑從載體帶上去除。就形成了形狀確定的顆粒。
形狀確定的顆?？赏ㄟ^使用在研磨應(yīng)用中所用的添加劑，其性能獲得改善，這些添加劑可以以其本身或作為磨料制品的一個(gè)組分的方式來使用。本發(fā)明形狀確定的顆?？捎脕碇圃炷チ现破?，每個(gè)這種成形顆粒包含至少一個(gè)磨粒和粘合劑，該粘合劑從可經(jīng)輻射能或熱能或這兩種能量而固化的含熱固性樹脂的粘合劑前體制成?？蓪⑦@些顆粒粘合在一起制成一定形狀的物體，例如磨輪；或者可將這些顆粒粘合到背襯上制成涂覆磨料制品；或可將這些顆粒粘合到纖維的非織造基材上制成非織造磨料制品。
本發(fā)明通過改變顆粒的形狀和組成，可以將顆粒設(shè)計(jì)成適用于具體的用途。本發(fā)明的方法為制造顆粒，尤其是形狀確定的研磨顆粒提供了一種簡便、快速和費(fèi)用節(jié)省的方法。本發(fā)明的方法可以準(zhǔn)確地逐批制造尺寸相同的研磨顆粒，從而獲得性能較為一致的磨料制品。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是涉及一種涂覆磨料制品，它包含(a)具有前后表面的背襯；(b)在背襯前表面上的初始接合涂層(make coat)；(c)通過初始接合涂層粘合到背襯前表面上的磨料層，該磨料層包含(1)許多磨粒；(2)許多形狀確定的助磨劑顆粒，它包含粘合劑和許多助磨劑原粒；(d)在磨料層上的膠結(jié)涂層(size coat)。
一般來說，磨料層的表面區(qū)域宜包含5-90％，較好為10-75％，最好為20-40％形狀確定的助磨劑顆粒。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是涉及一種粘結(jié)磨料制品，它包含(a)粘結(jié)介質(zhì)；
(b)許多磨粒；(c)許多形狀確定的助磨劑顆粒，它包含粘合劑和許多助磨劑原粒；粘結(jié)介質(zhì)是用來將磨粒與形狀確定的助磨劑顆粒粘合在一起，成為一定形狀的物體。
粘結(jié)磨料較好是磨輪的形式，它包括切割磨輪(cut off wheel)。一般來說，形狀確定的助磨劑顆粒在粘結(jié)磨料中所占的體積百分?jǐn)?shù)約為5-85％，較好為5-75％，更好為5-60％，最好為10-60％。
形狀確定的助磨劑顆粒中還可以包含磨粒。這種磨粒的莫氏硬度通常約大于8。然而，一般較好的是形狀確定的助磨劑顆?；旧嫌烧澈蟿┖椭┰＝M成。
本發(fā)明的再一個(gè)方面是涉及一種形狀確定的研磨顆粒，它包含(a)粘合劑，該粘合劑從包含可熔酚醛樹脂(resole phenolic resin)和可自由基固化樹脂的粘合劑前體制得；(b)許多分布在粘合劑中形成形狀確定的研磨顆粒的磨粒。
此類形狀確定的研磨顆?？梢约拥酵扛材チ现破?、粘結(jié)的磨料制品或非織造磨料制品中。
本發(fā)明的再一個(gè)方面是涉及一種磨料制品，它包含(a)粘結(jié)介質(zhì)，其中粘結(jié)介質(zhì)包含許多分布在固化的樹脂粘合劑中的形狀確定的填料顆粒，此形狀確定的填料顆粒中包含許多分布在粘合劑中的填料顆粒；(b)許多磨粒，此處粘結(jié)介質(zhì)起下面幾方面中至少一個(gè)方面的作用(1)將磨粒粘結(jié)到背襯上；(2)將磨粒粘結(jié)到非織造基材上；(3)將磨粒粘合在一起，制成一定形狀的物體。
本發(fā)明的再一個(gè)方面是涉及一種涂覆磨料制品，它包含(a)具有前后表面的背襯；(b)在背襯前表面上的初始接合涂層；(c)通過初始接合涂層粘合到背襯前表面上的許多磨粒；(d)在磨粒上的膠結(jié)涂層，初始接合涂層或膠結(jié)涂層中的至少一個(gè)涂層中有許多分布在固化的樹脂粘合劑中的形狀確定的填料顆粒，而此形狀確定的填料顆粒包含許多分布在粘合劑中的填料顆粒。
附圖的簡要說明

圖1、2和3是說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明各種方法的示意側(cè)視圖。
圖4和5是使用本發(fā)明顆粒的一種涂覆磨料制品在縱剖面上的示意側(cè)視圖。
圖6是圖1制造工具一段的透視圖。此圖所示的段基本上與圖1、2和3制造工具的那個(gè)段相類似。
圖7和8是說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明其它方法的示意側(cè)視圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述本文所用的術(shù)語“粘合劑前體”是指任何一種材料，它是可貼合的(conformable)或者在加熱或加壓或兩者都施加的情況下可以成為可貼合的，并且在輻射能或熱能或兩者都施加的情況下會變得不貼合的。本文所用的術(shù)語“可處置的固化粘合劑”是指已經(jīng)聚合或固化達(dá)到基本上不再流動(dòng)或在形狀上不會發(fā)生明顯變化程度的粘合劑前體。術(shù)語“可處置的固化粘合劑”并不總是指已完全聚合或固化的粘合劑前體，但它已充分聚合或固化，從而在制造工具持續(xù)移動(dòng)時(shí)能從制造工具上去除，而不會導(dǎo)致粘合劑的形狀有明顯的改變。在將粘合劑從制造工具上去除之后，可將其暴露在附加能源的作用下，使粘合劑進(jìn)一步進(jìn)行固化或聚合。本文所用的術(shù)語“粘合劑”與術(shù)語“可處置的固化粘合劑”是同義的。
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種制造粒料的方法。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及含可處置的固化粘合劑的形狀確定的顆粒。術(shù)語“形狀確定的”是指粘合劑前體在制造工具的空腔中已聚合或固化。粘合劑前體在空腔中固化后，將所得固化的粘合劑從空腔中去除。在此去除過程的某些情況下，形成了顆粒，并且在其去除過程中，顆粒的邊緣可能發(fā)生破裂。另外，當(dāng)將顆粒從空腔中去除時(shí)，兩個(gè)、三個(gè)或多個(gè)顆粒會在共有的邊界上相互連接或以其它方式結(jié)合在一起。在其它的情況下，去除的是許多顆粒連成的片，對這種片要進(jìn)行進(jìn)一步加工(例如粉碎、球磨等)形成一個(gè)個(gè)顆粒。在從顆粒片制成單個(gè)顆粒的這個(gè)過程中，所得的單個(gè)顆粒的邊緣可能被滾圓了并/或幾個(gè)即二個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或多個(gè)顆粒會結(jié)合在一起。術(shù)語“形狀確定的顆?！卑ㄟ吘墧嗔训念w粒和邊緣被滾圓的顆粒，也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外本發(fā)明的范圍也包括術(shù)語“形狀確定的顆?！笔窍嗷ミB接或以其它方式結(jié)合在一起的兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或許多個(gè)單個(gè)顆粒。
本發(fā)明的再一個(gè)方面涉及磨料制品，如粘結(jié)磨料制品、涂覆磨料制品和非織造磨料制品，它們均包含本發(fā)明形狀確定的顆粒材料。
圖1圖示了能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法來制造本發(fā)明顆粒的設(shè)備。在設(shè)備10中，粘合劑前體12在重力作用下從料斗14送入環(huán)形帶狀的制造工具16中。環(huán)形帶16在兩個(gè)輥18、20上傳送，至少一個(gè)輥是動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的。圖6是制造工具16一段的透視圖。從圖6可以看出，制造工具16是一個(gè)具有包含開孔22的連續(xù)表面21的三維體，這些開孔22為進(jìn)入三維體中的空腔23提供入口?？涨?3的至少一部分空間被粘合劑前體12充滿。接著粘合劑前體12通過固化區(qū)24，在其中暴露在能源25的作用下，結(jié)果粘合劑前體12至少部分固化，獲得可處置的固化粘合劑。形狀確定的粘合劑顆粒26從制造工具16上去除，收集在容器28中。外部裝置29，例如超聲能量的發(fā)生裝置可用于幫助粘合劑顆粒26從制造工具16上脫離下來。留在制造工具中的碎屑可以先清除掉，然后將新鮮的粘合劑前體送入制造工具中。
圖2圖示了能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的另一種設(shè)備。設(shè)備30中有從解繞裝置34輸送來的載體帶32。解繞裝置34的形式是輥。載體帶32可由例如紙張、布料、聚合物膜、非織造織物、硬化紙板、它們的組合和它們處理過的形式制成。對于載體帶32來說，較好的材料是聚合物膜，如聚酯膜。在圖2中，載體帶32對輻射是透明的。粘合劑前體36在重力作用下從料斗38輸送到載體帶32的一個(gè)主表面上。上面覆有粘合劑前體36的載體帶32的主表面通過壓料輥42壓到制造工具40的表面上。與載體帶相接觸的制造工具40的表面是彎曲的，在其它方面它與圖6所示的制造工具的那一段的表面相同。壓料輥42還能將粘合劑前體36壓入制造工具40的空腔中。接著，粘合劑前體36通過固化區(qū)43，在其中暴露在能源44的作用下，此時(shí)粘合劑前體36至少部分固化，獲得可處置的固化粘合劑。接下來，上面有可處置的固化粘合劑的載體帶32通過另一壓料輥46。在載體帶32和可處置的固化粘合劑之間必須有充分的粘合性，便于隨后將粘合劑從制造工具40的空腔中去除。粘合劑顆粒48從載體帶32上去除后，收集在容器50中。外部裝置51，例如超聲能的發(fā)生裝置可用來幫助顆粒48從載體帶32上脫離下來。然后在重繞裝置52上回收載體帶32，供重新使用。重繞裝置52的形式是一個(gè)輥。
可以采用另一種方法有效地將粘合劑顆粒從載體帶上去除。在這個(gè)方法中，載體帶可以在接受來自料斗38的粘合劑前體36的主表面上有一薄的水溶性層。水溶性層將與粘合劑前體36相接觸。在粘合劑前體36至少部分固化后，上面有可處置固化粘合劑的載體帶32與一水源接觸，這樣水就溶解了載體帶32上的水溶性層，從而使粘合劑顆粒從載體帶32上脫離下來。用于這種方法的水溶性層的一個(gè)例子是水溶性聚合物層，所述聚合物如聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮和纖維素衍生物。
圖3圖示了能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的又一種設(shè)備。在設(shè)備70中，粘合劑前體72從料斗74刮涂到制造工具76上。制造工具是圓柱形滾筒的形式，它具有軸78。制造工具76的連續(xù)表面是彎曲的，在其它方面它與圖6所示的制造工具那一段的表面相同。當(dāng)制造工具76繞軸78旋轉(zhuǎn)時(shí)，粘合劑前體72就通過固化區(qū)79，在其中暴露在能源80的作用下，此時(shí)粘合劑前體72至少部分固化，獲得可處置的固化粘合劑。接下來，將從固化步驟獲得的可處置固化粘合劑的顆粒82從制造工具76上去除，收集在料斗84中。去除宜采用機(jī)械的方法(如噴水)進(jìn)行。在新鮮的粘合劑前體加入之前，宜將留在制造工具76中的碎屑去除掉。碎屑的去除可采用刷子、空氣噴射或任何其它常規(guī)的方法。盡管未在圖3中圖示出，但可以使用附加的裝置幫助從制造工具76上去除粘合劑顆粒。
圖7圖示了能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的另一種設(shè)備。設(shè)備120中有從第一個(gè)解繞裝置124輸送過來的帶式制造工具122。解繞裝置124是輥的形式。制造工具122較好地由輻射透明、更好地由紫外和/或可見光透明的聚合物材料制成。例如，該制造工具可由含聚乙烯主鏈和連接在其上的含氟脂族基的聚合物制成。這種聚合物在1990年9月17日公開的WO 92/15626中有進(jìn)一步的描述。將乙烯聚合物結(jié)合到聚酯上。制造工具中的空腔可以是一系列正方形底面的角錐，這些角錐的位置是它們的底面相互對接。內(nèi)有空腔的制造工具的表面可與圖6所示制造工具的那一段類似。制造工具122離開解繞裝置124，載體帶126離開第二個(gè)解繞裝置128。載體帶126可由聚乙烯醇涂覆的紙制成，它商品購自Schoeller TechnicalPapers，Inc.，Pulaski，New York；貨號為89-84-4。用涂覆機(jī)132將粘合劑前體130施涂到制造工具122的空腔中。用壓料輥136使裝有粘合劑前體的制造工具134部分與載體帶126接觸。將裝有粘合劑前體的制造工具134部分和載體帶126壓到卷筒138上。卷筒138繞其軸140旋轉(zhuǎn)。接著，位于固化區(qū)142中輻射能源141的輻射通過制造工具122透射到粘合劑前體上。輻射能源可為以600瓦特/英寸(240瓦特/厘米)工作的中等壓力汞蒸汽紫外燈。受到幅射的作用，粘合劑前體就轉(zhuǎn)變成可處置的固化粘合劑。通過卷筒138的作用，裝有可處置固化粘合劑的制造工具和載體帶就連續(xù)地通過固化區(qū)142。在壓料輥143的附近，載體帶126從裝有粘合劑的制造工具上分離出來。載體帶126在重繞裝置144上重繞。就圖7來說，在載體帶的背面使用超聲波發(fā)生器從載體帶上去除顆粒，這種做法也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。一般來說，較好的是超聲波發(fā)生器緊貼在載體帶的背面，同時(shí)使載體帶處于繃緊狀態(tài)。超聲波發(fā)生器商品的一個(gè)例子是型號“108”的商品，購自Branson。
圖8圖示了能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的另一種設(shè)備。設(shè)備160中用的是環(huán)形帶狀的制造工具162，它經(jīng)過一系列輥?zhàn)?64，其中至少一個(gè)輥?zhàn)邮莿?dòng)力驅(qū)動(dòng)的。用刮涂機(jī)168將粘合劑前體166施涂到制造工具162的空腔中。然后粘合劑前體166通過固化區(qū)170，在其中將受到輻射能源172的作用。輻射能源可為以600瓦特/英寸(240瓦特/厘米)工作的中等壓力汞蒸汽紫外燈。這個(gè)過程是連續(xù)的，受到能源172的作用，粘合劑前體166轉(zhuǎn)變成可處置的固化粘合劑。粘合劑的顆粒178應(yīng)粘合在表面光滑的卷筒174上。離開固化區(qū)170后，立刻用刮除裝置176將顆粒178從表面光滑的卷筒174上去除，在真空作用下收集之(未圖示)。
制造工具是一個(gè)具有至少一個(gè)連續(xù)表面的三維體。連續(xù)表面上具有至少一個(gè)開孔，較好的是許多開孔，這些開孔均在連續(xù)表面上形成。每個(gè)開孔提供進(jìn)入三維體中空腔的入口。本文所用的術(shù)語“連續(xù)的”是指在空間上具有不間斷延伸的特征；開孔和空腔雖在連續(xù)的表面上，但它們不會將表面分成許多分開的表面。制造工具的形式可以是織物、帶(如環(huán)形帶)、片、涂覆輥或套在涂覆輥上的套筒。制造工具較好的是一種能連續(xù)操作的工具，它例如是環(huán)形帶或繞軸旋轉(zhuǎn)的圓柱形涂覆輥。一般來說，圓柱形涂覆輥是直圓柱體的形式，其直徑約為25至45厘米，由剛性材料構(gòu)成。使用有兩個(gè)自由端的帶的設(shè)備也適用于進(jìn)行連續(xù)的操作。制造工具所用的較好的材料是聚合物，例如聚烯烴類如聚丙烯或金屬如鎳。制造工具也可以由陶瓷材料制成。
金屬制造工具的制造方法可包括雕刻、照相平版印刷、滾銑、蝕刻、滾花、將許多加工成所需形狀的金屬部件進(jìn)行裝配、模沖或其它機(jī)械手段、電鑄等。制造金屬制造工具或基礎(chǔ)工具的較好方法是金剛石車削法。制造基礎(chǔ)工具和/或金屬制造工具的另一種較好的工藝是使用切割滾花法。這種切割滾花法在PCT專利申請?zhí)枮镻CT/US95/13074中有進(jìn)一步的描述。例如，首先在一直徑為8英寸、長為28英寸的圓柱形1026低碳鋼工件上電鍍一薄層光亮鎳，用以防止腐蝕并改進(jìn)與后來要電鍍的銅的粘附性。接著，在光亮鎳上電鍍0.050英寸、努氏硬度為240的硬銅。將此電鍍過的工件的一端安裝在一個(gè)四爪卡盤上，另一端支撐在裝有低壓泵和水基冷卻劑的Clausing引擎車床的尾架的中央。將工件的外表面削平弄光滑，留下0.030英寸厚的硬銅。
型號為209的Zeus切割滾花刀具在頂部裝有高速鋼(“HSS”)的第一滾花輪。第一滾花輪上具有相對于輪軸左傾30°的齒，每英寸上有30個(gè)齒(“TPI”)，齒在齒背上有90°夾角。該刀具在底部也裝有HSS的第二滾花輪。第二滾花輪上具有相對于輪軸傾斜角為0°的齒，36TPI，在齒背上是90°的夾角。通過將滾花輪的安裝桿設(shè)定到200mm(7.9英寸)工件的O.D.位置來調(diào)節(jié)兩個(gè)滾花輪的取向。輪軸相對于Zeus切割滾花刀具的水平中心面各自約成30°。然后將此刀具安裝在Clausing車床的橫向滑板上。調(diào)節(jié)切割滾花刀具的高度，使兩個(gè)滾輪能同時(shí)與工件接觸。接著將頂部的第一滾輪移開。讓冷卻劑流向第二滾輪，以便在碎屑形成時(shí)就將它們清洗掉。
1)使第二滾輪與工件嚙合。車床以80rpm的速度在第一個(gè)方向上(與第二滾輪嚙合的表面向上運(yùn)動(dòng))使工件旋轉(zhuǎn)，與工件軸平行的刀具進(jìn)刀速度是0.010英寸/轉(zhuǎn)(自右向左)。調(diào)節(jié)第一滾輪的切割深度，以便產(chǎn)生整個(gè)深度滾花的約75％。
2)然后將第二滾輪移開，將第一滾輪重新安裝在頂部。在與上述相同的條件下，在記錄方向上(與第一滾輪嚙合的表面向下運(yùn)動(dòng))，車床使工件旋轉(zhuǎn)，刀具方向從右向左，與工件軸平行。
3)將第一滾輪移開，將第二滾輪重新安裝在底部。此第三個(gè)步驟重復(fù)第一個(gè)步驟，所不同的是調(diào)節(jié)刀具達(dá)到整個(gè)滾花深度。
4)將第二滾輪移開，將第一滾輪重新安裝在頂部。此第四個(gè)步驟重復(fù)第二個(gè)步驟，所不同的是調(diào)節(jié)刀具達(dá)到整個(gè)滾花深度。
5)將第一滾輪移開，將第二滾輪重新安裝在底部。此第五個(gè)步驟重復(fù)第三個(gè)步驟，再次達(dá)到整個(gè)滾花深度。
所得滾花的工件表面上具有滾花圖案，它是在與角錐體底邊平行的方向上，每英寸長度有36.7個(gè)正方形底面的角錐體，其平均高度是0.0099英寸。角錐體的頂部是滾圓的，它與滾花輪的滾圓形凹陷相對應(yīng)。相對于與工件縱軸相垂直的平面，角錐圖案的峰頂具有11.5°的螺旋角。在工件上用非電鍍法涂覆一層鎳保護(hù)層，用以防止腐蝕并改進(jìn)在使用前聚合物的剝離性能。
上述滾花工件可用于本發(fā)明制造工具的制造。首先將工件和一壓料輥安裝在一擠壓機(jī)的下面。將滾花工件保持在60℃(140°F)，而壓料輥保持在21℃(70°F)。將214℃(417°F)的Escorene“Polypropylene 3445”擠壓到滾花工件上，并在工件和壓料輥旋轉(zhuǎn)時(shí)擠入工件和壓料輥之間。以3.6米/分鐘(11.8fpm)的速度收集得到0.022英寸厚的無縫膜。膜的表面上就具有角錐體形狀凹穴的不間斷圖案，這些凹穴是滾花工件上凹穴的反相。
擠壓技術(shù)在聚合物科學(xué)和技術(shù)百科全書(Encyclopedia of Polymer Science andTechnology)，第8卷，John Wiley & Sons，Inc.(1968)，第651-665頁和美國專利3,689,346，第7欄，第30-55行上有進(jìn)一步的描述。制造工具也可以有一層剝離層，以便更容易地將粘合劑從空腔中去除，并最大程度地減少制造工具的磨損。這種剝離層的例子包括硬質(zhì)層如金屬碳化物、金屬氮化物、金屬硼化物、金剛石或類似金剛石的碳。也可使用加熱的制造工具，它較好由金屬制成，這種情況也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。加熱的制造工具能使顆粒成形較為容易，較快地固化，并較容易地將成形顆粒從工具上剝離下來。關(guān)于制造工具的進(jìn)一步的資料可參見美國專利5,435,816。
在某些情況下，聚合物制造工具可以從原始的基礎(chǔ)工具上復(fù)制。當(dāng)制造工具是帶的形式時(shí)，這是特別好的。聚合物制造工具優(yōu)于金屬制造工具的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其價(jià)格較廉。聚合物制造工具的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其讓輻射從輻射源通過制造工具到達(dá)粘合劑前體的能力。聚合物制造工具可通過將熔融的熱塑性樹脂如聚丙烯涂覆在基礎(chǔ)工具上制得。然后令熔融的樹脂驟冷，獲得基礎(chǔ)工具的熱塑性復(fù)制件。這種聚合物的復(fù)制件即可用作制造工具。另外，制造工具的表面上可有一層剝離層，如用硅氧烷基的材料或含氟化合物基的材料作剝離層，以改善粘合劑從制造工具上剝離下來的剝離性。將剝離劑加到用來制造制造工具的聚合物中，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。典型的剝離劑包括硅氧烷基的材料和含氟化合物基的材料。從具有良好剝離性能的聚合物來制造制造工具，這在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這種聚合物描述于1992年9月17日公開的WO 92/15626中。該文獻(xiàn)描述了一種含氟化合物接枝的共聚物，它包含一個(gè)含聚合單元的原料聚合物(所述聚合單元衍生于含末端烯烴雙鍵的單體)，此原料聚合物上接枝有含氟脂族基團(tuán)的部分。該接枝含氟脂族基團(tuán)一般衍生于包含含氟脂族基團(tuán)和可聚合雙鍵的含氟化合物烯烴。
一般通過一連接基團(tuán)將含氟化合物烯烴中的含氟脂族基團(tuán)連接到可聚合的雙鍵上。這種含氟化合物烯烴可用下式表示(Rf)aQ(CR＝CH2)b其中R代表氫、三氟甲基或含1-4個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基；a代表1-10的整數(shù)；b代表1-6的整數(shù)；Q代表基本上不會干擾自由基聚合的(a+b)價(jià)的連接基團(tuán)；Rf代表包含含至少7個(gè)氟原子的完全氟化端基的含氟脂族基團(tuán)。
可采用與制造金屬制造工具相同的方法來制造金屬基礎(chǔ)工具。制造工具的其它制造方法披露于美國專利5,435,816中。
若制造工具由熱塑性材料制成，則方法的條件應(yīng)使在固化區(qū)中產(chǎn)生的熱量對制造工具不致產(chǎn)生不良影響。
制造工具的至少一個(gè)連續(xù)表面上至少有一個(gè)空腔，較好的是許多空腔?？商幹玫墓袒澈蟿┣绑w將獲得與空腔形狀相對應(yīng)的形狀?？涨豢蔀槿魏蔚膸缀涡螤钊缃清F體、棱柱體、圓柱體、圓錐體、或具有相對多邊形面的薄物體。其幾何形狀可為上述形狀中所截一段的形狀。一個(gè)給定的制造工具可以包含各種不同形狀的空腔或各種不同大小的空腔或兩者兼而有之，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在帶式制造工具的情況下，空腔可以在整個(gè)長度上都有?？涨豢梢灾苯酉噜徎蛟谒鼈冎g有間隔平臺區(qū)域。較好的是空腔的側(cè)面呈斜坡形，以便容易地從制造工具中去除粘合劑。
空腔可以具有其它的幾何形狀如立方形、塊體形、球形等，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
所有的空腔都可以具有相同的形狀，相同的尺寸。在這種情況下，獲得的所有形狀確定的顆粒都基本上具有相同的大小和形狀?；蛘?，所有的空腔可以具有相同的形狀，但尺寸不同。在這種情況下，就存在著形狀確定顆粒的顆粒大小分布的問題。另一個(gè)情況是，所有的空腔可以具有相同的尺寸，但形狀不同。在這種情況下，所得形狀確定的顆粒將具有相同的大小，但形狀不同。在再一個(gè)實(shí)施方案中，空腔可以具有不同的形狀和不同的大小。在這種情況下，所得形狀確定的顆粒將具有不同的形狀和大小。
適用于本發(fā)明的粘合劑前體包含通過輻射能或熱能會固化的熱固性樹脂。粘合劑前體可經(jīng)縮合固化機(jī)理或加成機(jī)理進(jìn)行聚合。較好的粘合劑前體經(jīng)加成機(jī)理進(jìn)行聚合。粘合劑前體可經(jīng)自由基機(jī)理或陽離子機(jī)理或該兩種機(jī)理進(jìn)行聚合。粘合劑前體可以不含填料，也可以含有常規(guī)填料。
粘合劑前體宜通過輻射能或熱能固化。輻射能可以是電子束、紫外光、可見光和激光。若使用紫外光或可見光，則較好的是在混合物中包含光引發(fā)劑。當(dāng)暴露在紫外光或可見光下時(shí)，光引發(fā)劑會產(chǎn)生自由基源或陽離子源。這種自由基源或陽離子源然后引發(fā)粘合劑前體的聚合反應(yīng)。當(dāng)采用電子束時(shí)，混合物中可以含有或不含光引發(fā)劑。
通過輻射能固化的粘合劑前體的例子，包括丙烯酸酯化的聚氨酯類、丙烯酸酯化的環(huán)氧類、烯屬不飽和化合物類、含側(cè)鏈不飽和羰基的氨基塑料衍生物類、含至少一個(gè)側(cè)鏈丙烯酸酯基的異氰脲酸酯衍生物類、含至少一個(gè)側(cè)鏈丙烯酸酯基的異氰酸酯衍生物類、乙烯基醚類、環(huán)氧樹脂類以及它們的混合物。術(shù)語“丙烯酸酯”包括丙烯酸酯類和甲基丙烯酸酯類。
丙烯酸酯化的聚氨酯類是羥基封端的異氰酸酯增長的聚酯類或聚醚類的二丙烯酸酯類。商品購得的丙烯酸酯化聚氨酯類的例子包括購自Morton ThiokolChemical的“UVITHANE 782”和購自Radcure Specialties的“CMD 6600”、“CMD 8400”和“CMD 8805”。
丙烯酸酯化的環(huán)氧類是環(huán)氧樹脂的二丙烯酸酯類，如雙酚A環(huán)氧樹脂的二丙烯酸酯類。商品購得的丙烯酸酯化的環(huán)氧類的例子包括購自Radcure Specialties的“CMD 3500”、“CMD 3600”和“CMD 3700”。
烯屬不飽和化合物類包括包含碳、氫和氧原子，或者還可包含氮和鹵素原子的單體和聚合物化合物類。氧或氮原子或這兩種原子通常存在于醚、酯、氨基甲酸乙酯、酰胺和脲基中。烯屬不飽和化合物類的分子量較好為小于約4,000，并且它較好為將含脂族單羥基或脂族多羥基的化合物與不飽和羧酸如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、異巴豆酸、馬來酸等進(jìn)行反應(yīng)獲得的酯。丙烯酸酯類的代表性例子，包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、二丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸己二醇酯、二丙烯酸三乙二醇酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙烯酸丙三醇酯、三丙烯酸季戊四醇酯、甲基丙烯酸季戊四醇酯和四丙烯酸季戊四醇酯。其它的烯屬不飽和化合物類，包括單烯丙基、多烯丙基和多甲基烯丙基酯和羧酸的酰胺類，如鄰苯二甲酸二烯丙酯、己二酸二烯丙酯和N，N-二烯丙基己二酰二胺。還有其它的烯屬不飽和化合物類，包括苯乙烯、二乙烯基苯和乙烯基甲苯。其它含氮的烯屬不飽和化合物類，包括三(2-丙烯?；?乙氧基)異氰脲酸酯，1，3，5-三(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-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。
氨基塑料可為單體和低聚物。氨基塑料樹脂的每個(gè)分子含至少一個(gè)側(cè)鏈α，β-不飽和羰基。這些α，β-不飽和羰基可為丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基或丙烯酰胺基。這種樹脂的例子，包括N-羥甲基-丙烯酰胺、N，N’-氧代二亞甲基二丙烯酰胺、鄰或?qū)Ρ０被谆谋椒?、丙烯酰氨基甲基化的酚醛清漆和它們的混合物。這些材料在美國專利4,903,440；5,055,112和5,236,472中有進(jìn)一步的描述。
含至少一個(gè)側(cè)鏈丙烯酸酯基的異氰脲酸酯衍生物類和含至少一個(gè)側(cè)鏈丙烯酸酯基的異氰酸酯衍生物類在美國專利4,652,274中有進(jìn)一步的描述。較好的異氰脲酸酯材料是三(羥乙基)異氰脲酸酯的三丙烯酸酯。
適用于本發(fā)明的乙烯基醚類的例子，包括乙烯基醚官能化的聚氨酯低聚物，它的商品有“VE 4010”、“VE 4015”、“VE 2010”、“VE 2020”和“VE4020”，購自Allied Signal。
環(huán)氧類含有環(huán)氧乙烷環(huán)，是經(jīng)開環(huán)進(jìn)行聚合的。環(huán)氧樹脂包括單體環(huán)氧樹脂和聚合物環(huán)氧樹脂。這些樹脂在其主鏈和取代基的種類上可以有很大的不同。例如，主鏈可為與環(huán)氧樹脂通常有關(guān)的任何類型，其上的取代基可為在室溫下與環(huán)氧乙烷環(huán)反應(yīng)的任何不含活性氫原子的基團(tuán)。用于環(huán)氧樹脂的取代基的代表性例子，包括鹵素、酯基、醚基、磺酸酯基、硅氧烷基、硝基、和磷酸酯基。本發(fā)明較好的環(huán)氧樹脂的例子，包括2，2-二[4-(2，3-環(huán)氧丙氧基)苯基]丙烷(雙酚A的二縮水甘油醚)和以商品名“Epon 828”、“Epon 1004”和“Epon 1001F”購自ShellChemical Co.，以商品名“DER-331”、“DER-332”和“DER-334”購自DowChemical Co.的材料。其它合適的環(huán)氧樹脂，包括酚醛清漆的縮水甘油醚類(例如商品“DEN-431”和“DEN-428”，購自Dow Chemical Co.)。本發(fā)明的環(huán)氧樹脂可經(jīng)加入適當(dāng)光引發(fā)劑(多種)的陽離子機(jī)理進(jìn)行聚合。這些樹脂在美國專利4,318,766和4,751,138中有進(jìn)一步的描述。
暴露在紫外光下會產(chǎn)生自由基源的光引發(fā)劑的例子，包括(但不局限于)選自下述的物質(zhì)，有機(jī)過氧化物類、偶氮化合物類、醌類、二苯酮類、亞硝基化合物類、酰基鹵類、hydrozones、巰基化合物類、吡喃鎓化合物類、三丙烯?；溥蝾?、二咪唑類、氯代烷基三嗪類、苯偶姻醚類、苯偶酰縮酮類、噻噸酮類、苯乙酮衍生物類，以及它們的混合物。暴露在可見光照下會產(chǎn)生自由基源的光引發(fā)劑的例子披露于美國專利4,735,632中。
陽離子光引發(fā)劑會產(chǎn)生酸源引發(fā)環(huán)氧樹脂或聚氨酯的聚合反應(yīng)。陽離子光引發(fā)劑可以包括含鎓陽離子和金屬或準(zhǔn)金屬的含鹵配合物陰離子的鹽。其它陽離子光引發(fā)劑，包括含有機(jī)金屬配合物陽離子和金屬或準(zhǔn)金屬的含鹵配合物陰離子的鹽。這些光引發(fā)劑在美國專利4,751,138(第6欄，65行至第9欄，45行)中有進(jìn)一步的描述。另一個(gè)例子是在美國專利4,985,340(第4欄，65行至第14欄，50行)以及歐洲專利申請306,161、306,162中所描述的有機(jī)金屬鹽和鎓鹽。再一種陽離子光引發(fā)劑包括有機(jī)金屬配合物的離子鹽，其中金屬選自周期表第IVB、VB、VIB、VIIB和VIIIB族的元素。這種光引發(fā)劑披露于歐洲專利申請109,581中。
粘合劑前體也可以是可縮合固化的粘合劑如酚醛樹脂、脲甲醛樹脂、蜜胺甲醛樹脂等。有兩種類型的酚醛樹脂，即可熔酚醛樹脂和酚醛清漆。可熔酚醛樹脂的甲醛與苯酚的摩爾比大于或等于1∶1，一般為1.5∶1.0至3.0∶1.0。酚醛清漆樹脂的甲醛與苯酚的摩爾比小于1∶1?？梢再彽玫姆尤渲睦影ㄙ徸設(shè)ccidentalChemicals Corp.的商品“Durez”和“Varcum”、購自Monsanto的商品“Resinox”、購自Ashland Chemical Co.的商品“Arofene”和購自AshlandChemical Co.的商品“Arotap”。關(guān)于脲甲醛樹脂的進(jìn)一步詳細(xì)情況可以參見美國專利5,486,219。
使用包含可縮合固化樹脂和可自由基固化樹脂共混物的粘合劑前體，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，可以將可熔酚醛樹脂和丙烯酸酯樹脂共混在一起，制成粘合劑前體。一種較好的粘合劑前體包含丙烯酸酯單體如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸酯化的異氰脲酸酯樹脂如三(羥乙基)異氰脲酸酯的三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯或三丙烯酸季戊四醇酯和可熔酚醛樹脂。為了幫助引發(fā)丙烯酸酯基樹脂的聚合，讓粘合劑前體接受熱和/或輻射的作用。為了幫助引發(fā)可熔酚醛樹脂的聚合，一般讓粘合劑前體接受熱的作用。例如，粘合劑前體可以包含約10-90重量份酚醛樹脂，較好為20-60重量份酚醛樹脂和約10-90重量份可自由基固化的樹脂，較好為20-60重量份可自由基固化的樹脂。
在一個(gè)特別有用的實(shí)施方案中，粘合劑前體可以含有磨粒。固化的粘合劑前體即粘合劑，起著將磨粒粘合在一起制成形狀確定研磨顆粒的作用。磨粒的平均顆粒大小一般約為0.1-1500微米，較好約為1-1300微米，更好約為1-500微米，最好約為1-150微米。較好的是磨粒的莫氏硬度至少約為8，更好約為9。這種磨粒的材料的例子，包括熔凝氧化鋁(fused aluminum oxide)、陶瓷氧化鋁、白色熔凝氧化鋁、熱處理過的氧化鋁、二氧化硅、碳化硅、綠色碳化硅、氧化鋁氧化鋯、金剛石、二氧化鈰、二硼化鈦、碳化硼、立方氮化硼、石榴石、硅藻石和它們的混合物。陶瓷氧化鋁較好的是按如美國專利4,314,827；4,744,802；4,623,364；4,770,671；4,881,951；5,011,508和5,213,591中所述的溶膠-凝膠法制備的。陶瓷磨粒包含α-氧化鋁，并且或可包含金屬氧化物改性劑如氧化鎂、氧化鋯、氧化鋅、氧化鎳、二氧化鉿、氧化釔、二氧化硅、氧化鐵、二氧化鈦、氧化鑭、二氧化鈰、氧化釹和它們的混合物。陶瓷氧化鋁中也可以包含成核劑如α-氧化鋁、氧化鐵、氧化鐵前體、二氧化鈦、氧化鉻或它們的混合物。陶瓷氧化鋁也可以具有如美國專利5,201,916和5,090,968中所述的形狀。陶瓷磨粒的表面上也可以具有涂層。
磨粒表面上也可具有涂層。表面涂層可以改進(jìn)研磨顆粒中磨粒和粘合劑之間的粘合性，并/或可以改變磨粒的研磨性能。這種表面涂層披露于美國專利5,011,508；1,910,444；3,041,156；5,009,675；4,997,461；5,213,591和5,042,991中。磨粒在其表面上也可以有偶合劑，如硅烷偶合劑。
粘合劑前體中可以加有一種類型的磨粒、兩種或多種類型的不同磨粒、或至少一種類型的磨粒與至少一種類型的稀釋劑材料。用作稀釋劑的材料的例子，包括碳酸鈣、玻璃小泡、玻璃珠、灰石(greystone)、大理石、石膏、聚氯乙烯、粘土、SiO2、KBF4、Na2SiF6、冰晶石、有機(jī)泡、有機(jī)珠等。
本發(fā)明所用的粘合劑前體中還可以加有添加劑，如填料(包括助磨劑)、纖維、潤滑劑、潤濕劑、表面活性劑、顏料、染料、偶合劑、增塑劑、抗靜電劑和懸浮劑。適用于本發(fā)明的填料的例子，包括木漿、蛭石和它們的混合物，金屬碳酸鹽如碳酸鈣(如白堊、方解石、泥灰、石灰華、大理石和石灰石)、碳酸鈣鎂、碳酸鈉、碳酸鎂，二氧化硅如非晶形二氧化硅、石英，玻璃珠，玻璃小泡和玻璃纖維，硅酸鹽如滑石、粘土(蒙脫石)、長石、云母、硅酸鈣、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，蛭石，木粉，氫氧化鋁(aluminum trihydrate)，金屬氧化物如氧化鈣(石灰)、氧化鋁、二氧化鈦和金屬亞硫酸鹽如亞硫酸鈣。例如，按重量計(jì)，形狀確定的顆?？梢园s20-100份粘合劑，較好為40-100份粘合劑和0-80份填料，較好為0-60份填料。在另一個(gè)實(shí)施方案中，按重量計(jì)，形狀確定的顆粒包含20-90份粘合劑，較好為25-80份粘合劑，更好為30-70份粘合劑；10-80份磨粒，較好為20-75份磨粒，更好為30-70份磨粒；1-60份填料，較好為5-50份填料，更好為10-40份填料。
助磨劑的定義為一種顆粒材料，將其加入磨料制品中對研磨的化學(xué)和物理過程會產(chǎn)生顯著的影響，從而改進(jìn)其性能。具體而言，人們認(rèn)為助磨劑會(1)減少磨粒和被研磨工件之間的摩擦，(2)防止磨粒發(fā)生“蓋帽現(xiàn)象”，即防止金屬顆粒熔接在磨粒的頂部，(3)降低磨粒和工件之間的界面溫度，和/或(4)減少磨削力。通常，加入助磨劑能提高涂覆磨料制品的使用壽命。助磨劑包括許多種不同的材料，可以是無機(jī)或有機(jī)的。助磨劑的例子包括蠟、有機(jī)鹵化物、鹵鹽、金屬以及它們的合金。有機(jī)鹵化物在研磨過程中一般會分解，釋放出氫鹵酸或氣態(tài)鹵化物。這種材料的例子，包括氯化蠟如四氯化萘、五氯化萘和聚氯乙烯。鹵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、氟化硅、氯化鉀和氯化鎂。金屬的例子包括錫、鉛、鉍、鈷、銻、鎘、鐵和鈦。其它助磨劑包括硫、有機(jī)硫化合物、石墨和金屬硫化物。使用不同助磨劑的混合物，在某些情況下，會產(chǎn)生協(xié)同的作用，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。助磨劑的上述例子是助磨劑的代表性例子，它并不意味著包括了所有的助磨劑。助磨劑的另外例子包括偏磷酸鈉、磷酸三鉀和聚氯乙烯與四氟硼酸鉀的混合物。按重量計(jì)，形狀確定的助磨劑顆?？梢园s5-95份粘合劑，較好為25-70份粘合劑和5-95份助磨劑，較好為30-75份助磨劑。
使用含氯的丙烯酸酯化粘合劑也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這種粘合劑的例子包括“Ebecryl 436”、“584”、“585”、“586”和“588”，它們都是購自Radcure Specialties，Inc.(Louisville，KY)的商品。盡管并不希望拘泥于某種理論解釋，但這些氯化丙烯酸酯單體可以起粘合劑和助磨劑的作用。在適當(dāng)?shù)难心l件下，氯會在研磨過程中釋放出來。
適用于本發(fā)明的偶合劑的例子，包括有機(jī)硅烷、鋯鋁酸鹽和鈦酸鹽?？梢赃x擇合適的偶合劑用于磨粒和/或填料中?？梢灾苯訉⑴己蟿┘尤氲秸澈蟿┖湍チ：?或填料的混合物中?；蛘撸部梢杂门己蟿╊A(yù)處理磨粒和/或填料。抗靜電劑的例子包括石墨、炭黑、導(dǎo)電聚合物、濕潤劑、氧化釩等。調(diào)節(jié)這些材料的量可獲得所需的性能。粘合劑前體中還可以含有水或有機(jī)溶劑。
形狀確定的顆粒中還可以含有增塑劑。增塑劑的例子，包括聚氯乙烯、鄰苯二甲酸二丁酯、烷基芐基鄰苯二甲酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、纖維素酯、鄰苯二甲酸酯、硅油、己二酸酯和癸二酸酯、多醇、多醇衍生物、叔丁基苯基二苯基磷酸酯、磷酸三甲苯酯、蓖麻油、它們的混合物等。以粘合劑的總重量計(jì)(不包括可加入的添加劑和研磨顆粒)，增塑劑的用量約為0-70％，較好約為0-65％。
潤滑劑的例子，包括蠟、金屬的脂肪酸鹽、硫基化合物、石墨、二硫化鉬、滑石、氮化硼、硅氧烷、硅油、聚乙二醇、磷酸酯、硅酸酯、新戊基多醇酯和聚苯醚、含氟化合物、礦物油、它們的混合物等。
這些添加劑在形狀確定的顆粒中的用量，部分地視所需性能而定。較好的添加劑的例子包括填料、助磨劑、偶合劑和潤濕劑。例如，對于稀釋劑顆粒，形狀確定的顆粒可以包含粘合劑和填料顆粒。又例如，用于磨料制品的稀釋劑顆?？梢园澈蟿┖椭??；蛘?，形狀確定的研磨顆粒可以包含粘合劑、磨粒、或者還包含填料、助磨劑和偶合劑。
形狀確定的顆粒中還可以包含抗負(fù)載的添加劑?！柏?fù)載”這個(gè)術(shù)語是用來描述切屑(從工件研磨下來的材料)對磨粒之間空間的填充與此種材料的積累。例如，在木材打砂的過程中，由木材顆粒組成的切屑會存在于磨粒之間的空間中，從而顯著降低了磨粒的切割能力。這種抗負(fù)載材料的例子，包括脂肪酸的金屬鹽、脲-甲醛、蠟、礦物油、交聯(lián)的硅烷、交聯(lián)的硅氧烷、磷酸酯、含氟化合物和它們的混合物。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，可以將這些抗負(fù)載材料中的一種或多種加入形狀確定的顆粒中。可以將這些所得形狀確定的顆粒連同磨?；蚰チ＞奂傻念w粒加到磨料制品中。例如，涂覆磨料可以有一個(gè)具有前后表面的背襯。初始接合涂層存在于背襯的前表面上，該初始接合涂層用于將磨料層粘結(jié)到背襯的前表面上。磨料層中包含磨粒和含抗負(fù)載材料的形狀確定的顆粒。在磨料層上面的是一層膠結(jié)涂層。
粘合劑前體也還可以包含發(fā)泡劑。發(fā)泡劑一般會提高形狀確定顆粒的孔隙度。發(fā)泡劑可為任何化學(xué)品或材料，它的存在會提高形狀確定顆粒的體積。發(fā)泡劑可為蒸汽或使顆粒膨脹的有機(jī)溶劑。
粘合劑前體還可以包含表面活性劑。表面活性劑的例子，包括金屬醇鹽、含氟化合物、聚環(huán)氧烷、長鏈脂肪酸的鹽等。表面活性劑可為陽離子型、陰離子型或非離子型。較好的表面活性劑的例子包括購自Byk Chemie，Wallingford，CT的陰離子分散劑商品“Disperbyk 111”和購自ICI Chemicals，Wilmington，DE的聚環(huán)氧乙烷基分散劑商品“Hypermer KD2”。
若顆粒中包含磨粒，則顆粒在研磨過程中應(yīng)能破碎。粘合劑前體、磨粒和可加入的添加劑的選擇和用量都會影響顆粒的破碎性能。另外，形狀確定顆粒的孔隙度大小也會影響形狀確定顆粒的破碎和磨損性能。孔隙度的大小即程度可由粘合劑的化學(xué)性能、添加劑(包括磨粒)、造粒條件和這幾個(gè)因素的綜合來確定。這樣，對形狀確定顆粒的一定用途來說，應(yīng)根據(jù)顆粒所需的破碎或磨損性能確定其孔隙度的大小。
為了制成包含粘合劑前體和其它材料(如磨粒)的混合物，可經(jīng)諸如高速剪切混合、氣流攪拌或滾轉(zhuǎn)等任一種常規(guī)技術(shù)將各組分混合在一起。在混合物的混合過程中可以采用真空，以便對空氣的夾帶降至最小?；蛘?，在某些情況下，在混合過程中將空氣或其它氣態(tài)物質(zhì)夾帶到磨料淤漿中，倒也是適宜的。這種夾帶的空氣會獲得多孔性較大的形狀確定的顆粒。
可以采用運(yùn)用諸如重力加料、泵送、口模式涂布或真空鍛模式涂布(vacuumdrop die coating)等任何常規(guī)技術(shù)的分配裝置，將粘合劑前體加到制造工具的空腔中。也可以通過第一載體帶的轉(zhuǎn)移將粘合劑前體加到制造工具的空腔中。載體帶的例子，包括布背襯(包括未處理過的布背襯、原坯布背襯、處理過的布背襯等)、非織造基材(包括紙張)、聚合物膜(包括底涂過的膜、未底涂的膜、纖維狀增強(qiáng)膜等)、硬化紙板和任何其它合適的基材類型背襯。在混合步驟中或即在涂覆步驟之前將粘合劑前體經(jīng)超聲波處理，用以降低粘合劑前體的粘度。
盡管只要求粘合劑前體填充空腔的一部分空間，但粘合劑前體宜完全填充制造工具表面上的空腔，使所得的顆粒含有很少的空隙或缺陷。這些缺陷會使顆粒的形狀偏離所需的確定形狀。另外，當(dāng)將形狀確定的粘合劑物料從制造工具上去除時(shí)，其邊緣可能會折斷，從而會產(chǎn)生缺陷并有損于形狀的確定性。應(yīng)留心整個(gè)過程，務(wù)使這些缺陷降至最小。有時(shí)候，空隙或缺陷是需要的，原因是它們會在所得的顆粒中產(chǎn)生孔隙度，從而使顆粒具有較大的易沖刷性。同樣應(yīng)注意勿使粘合劑前體不致明顯地超出制造工具連續(xù)表面的平面，并且不致明顯超出制造工具中空腔的開孔。
有時(shí)宜在將粘合劑前體加入制造工具之前對其進(jìn)行加熱，一般加熱到大約40-90℃溫度。粘合劑前體加熱后，其粘度會下降，結(jié)果它就會比較容易地流入制造工具的空腔中。
接在將粘合劑前體加入制造工具的空腔后的步驟包括，趁粘合劑前體存在于制造工具的空腔中時(shí)，將其暴露在輻射能或熱能作用下，使其至少部分固化?；蛘?，趁粘合劑前體存在于制造工具的空腔中時(shí)，使其至少部分固化，在該粘合劑從制造工具的空腔去除之后再進(jìn)行后固化。后固化步驟可以省略。固化的程度應(yīng)充分，使所得可處置的固化粘合劑從制造工具中去除時(shí)能保持其形狀。
固化區(qū)所用的輻射能源的例子包括電子束、紫外光、可見光和激光?？梢允褂玫碾娮邮椛?也稱為離子輻射)的能級約為0.1-20Mrad，較好的約為1-10Mrad。紫外光輻射是指波長約為200-400nm，較好約為250-400nm的非粒子輻射。輻射劑量的范圍約為50-1000mJ/cm2，較好約為100mJ/cm2至400mJ/cm2。適用于提供這種劑量的燈源，例如能提供約100-600瓦特/英寸，較好約為300-600瓦特/英寸的劑量。可見光輻射是指波長約為400-800nm，較好約為400-550nm的非粒子輻射。充分固化粘合劑前體所需的輻射能量取決于諸多因素，例如粘合劑前體在空腔中的深度、粘合劑前體的化學(xué)種類和負(fù)載材料的類型(若有的話)。熱固化的條件，對溫度來說約為50-200℃，對時(shí)間來說是零點(diǎn)幾分鐘至幾千分鐘。所需的實(shí)際熱量很大程度上取決于粘合劑前體的化學(xué)性能。
在至少部分固化以后，所得可處置的固化粘合劑不宜很牢固地粘合在制造工具的表面上。在任何一種情況下，此時(shí)是要將固化的粘合劑前體從制造工具上去除的。
有好幾種替換方法可用于將可處置的固化粘合劑即粘合劑從制造工具上去除。一種方法，是將粘合劑直接從制造工具轉(zhuǎn)移到收集器，如料斗中。在這種方法中，若制造工具由聚合物材料制成，則可采用超聲波、真空、氣刀或它們的組合方式或其它常規(guī)的機(jī)械手段將粘合劑從空腔中去除。若制造工具由金屬制成，則可采用噴水或空氣噴射將粘合劑從空腔中去除。若制造工具所含有的空腔完全貫穿制造工具，例如當(dāng)制造工具是含有完全貫穿于其中一些孔的帶時(shí)，則可采用超聲波、機(jī)械力、噴水、空氣噴射或它們的組合方式或其它機(jī)械手段將粘合劑去除，不管制造工具的構(gòu)造材料是什么。
在另一種方法中，可以將粘合劑間接地從制造工具轉(zhuǎn)移到收集器中。在一個(gè)實(shí)施方案中，可以將粘合劑從制造工具轉(zhuǎn)移到一個(gè)光滑的輥?zhàn)由?。粘合劑對該光滑輥?zhàn)拥恼澈闲源笥趯χ圃旃ぞ叩恼澈闲?。然后可以采用刮除、真空、噴水、空氣噴射或其它機(jī)械手段從光滑輥?zhàn)由先コD(zhuǎn)移過來的粘合劑。在一個(gè)具體實(shí)施例方案中，是將粘合劑從制造工具轉(zhuǎn)移到第二載體帶的主表面上。粘合劑對該載體帶主表面的粘合性大于對制造工具的粘合性。載體帶的例子包括布背襯(包括未處理過的布背襯、原坯布背襯、處理過的布背襯等)、非織造基材(包括紙張)、聚合物膜(包括底涂過的膜、未底涂的膜、纖維狀增強(qiáng)膜等)、硬化紙板和任何其它合適的基材類型背襯。載體帶的一些較好例子，包括電暈處理過的聚酯膜和含聚酰胺預(yù)膠結(jié)涂層的布基材。在形狀確定的顆粒轉(zhuǎn)移到載體帶上之前，對載體帶進(jìn)行電暈處理，這種情況也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外，第一和第二載體帶均可由相同的材料或不同的材料制成。
供轉(zhuǎn)移粘合劑用的載體帶的主表面上可以覆有一層溶于水或有機(jī)溶劑的材料。只要溶解掉形成可溶層的材料，就可容易地將粘合劑從載體帶上去除。另外，機(jī)械手段如刮除、真空或超聲波可用于去除粘合劑。超聲波能量可以直接施加在織物的主表面上或偏在織物主表面的一個(gè)側(cè)面上。在另一個(gè)實(shí)施方案中，載體帶的主表面上可以有一層底涂料。適用于載體帶的底涂料的例子包括乙烯丙烯酸共聚物、聚偏二氯乙烯、交聯(lián)的二丙烯酸己二醇酯、氮丙啶材料等。粘合劑會優(yōu)先粘合到上過底涂料的載體帶上。然后采用諸如刮除、真空或超聲波之類的機(jī)械手段將粘合劑從上過底涂料的載體上去除。
在將粘合劑從制造工具上去除之后，采用直接或間接的手段將其轉(zhuǎn)變成顆粒。在一種轉(zhuǎn)變的方式中，粘合劑以一個(gè)個(gè)顆粒的形式從制造工具上脫離下來。給定顆粒的形狀基本上是顆粒在其中至少部分固化的制造工具的空腔部分空間的形狀。這種方式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是顆粒已經(jīng)具有隨后使用(如加到磨料制品中)所用的合適的級別或合適的顆粒大小分布。在制造研磨顆粒的常規(guī)方法中，它必須還進(jìn)行粉碎，隨后進(jìn)行篩選獲得合適的顆粒大小分布。
在第二種轉(zhuǎn)變方式中，粘合劑以片的形式從制造工具上脫離下來，這種粘合劑片是由粘合劑材料的薄層相互連接的許多形狀確定的粘合劑材料。然后沿薄的相互連接部位進(jìn)行破裂或粉碎，形成本發(fā)明的顆粒。
本發(fā)明的過程可以提供一種制造包含許多分布在粘合劑中的磨粒的磨料制品的經(jīng)濟(jì)方法。本發(fā)明方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能獲得形狀確定的研磨顆粒。然而，本發(fā)明的范圍也包括采用附加的步驟，將這些形狀確定的研磨顆粒粉碎或斷裂成形狀不規(guī)則的研磨顆粒。
制造工具的另一種形式可為繞一軸旋轉(zhuǎn)的滾筒或帶。當(dāng)制造工具繞軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，過程可以連續(xù)地進(jìn)行。象已有技術(shù)中的方法那樣，當(dāng)制造工具靜止不動(dòng)時(shí)，過程是以分批的方式進(jìn)行。與已有技術(shù)中分批方式進(jìn)行的方法相比，本發(fā)明的連續(xù)方法通常更為有效，并且費(fèi)用更為節(jié)省。
本發(fā)明還提供包含按本發(fā)明方法制得的研磨顆粒的磨料制品。這些磨料制品可以是粘結(jié)磨料制品、涂覆磨料制品或非織造磨料制品。對于粘結(jié)磨料制品，用粘結(jié)介質(zhì)將形狀確定的研磨顆粒粘合在一起制成一定形狀的物體塊，如磨輪、切割磨輪。粘結(jié)磨料制品一般經(jīng)模制過程制得。對于涂覆磨料制品，用粘結(jié)介質(zhì)將形狀確定的研磨顆粒粘合到背襯上。對于非織造磨料制品，用粘結(jié)介質(zhì)將形狀確定的研磨顆粒粘合到非織造纖維基材上。
適用于制造涂覆磨料制品的背襯包括聚合物膜、底涂的聚合物膜、布、紙張、硬化紙板、聚合物泡沫、非織造織物、它們處理過的形式以及它們的混合物。聚合物膜的例子包括聚酯膜、聚烯烴膜(聚乙烯和聚丙烯膜)、聚酰胺膜、聚酰亞胺膜等。背襯的另一個(gè)例子是如美國專利5,417,726中所述的纖維增強(qiáng)的熱塑性塑料。一種常見的涂覆磨料背襯是布背襯。該布是由經(jīng)向(即縱向)紗和緯向(即橫向)紗組成。布背襯可為織造背襯、縫編背襯或引緯背襯?？椩旖Y(jié)構(gòu)的例子有四上一下經(jīng)面鍛紋、三上一下斜紋、一上一下平紋組織和二上一下垂平紋。在縫編織物或引緯背襯中，經(jīng)紗和緯紗并不相互交織，但它們相互之間還是按兩個(gè)不同的方向取向。經(jīng)紗位于緯紗的上面，并通過縫紗或粘合劑與另一根經(jīng)紗固定。背襯上的紗可以是天然的、合成的或兩者都有。天然紗的例子包括纖維素如棉、大麻、木棉、亞麻、西沙爾麻、黃麻、碳、馬尼拉麻和它們的混合物。合成紗的例子包括聚酯紗、聚丙烯紗、玻璃紗、聚乙烯醇紗、聚酰亞胺紗、芳族聚酰胺紗、人造絲、尼龍紗、聚乙烯紗和它們的混合物。用于本發(fā)明較好的紗是聚酯紗、尼龍紗、聚酯和棉的混合物、人造絲和芳族聚酰胺紗。布背襯可經(jīng)染色、伸張、退漿或熱伸張?zhí)幚?。另外，布背襯中的紗可以包含底涂料、染料、顏料或潤濕劑。紗可以是加捻或彎曲的。涂覆磨料的背襯還可以含有飽和劑涂層、預(yù)膠結(jié)涂層和/或背膠結(jié)涂層。這些涂層有密封背襯和/或保護(hù)背襯中紗或纖維的作用。加上預(yù)膠結(jié)涂層或背膠結(jié)涂層，還可以在背襯的正面或背面獲得“較光滑”的表面。背膠結(jié)涂層可以包含抗靜電材料或潤滑劑材料。
參看圖4和5，涂覆磨料制品100中有將研磨顆粒粘合到背襯上的兩層涂層。涂層102(通常稱為初始接合涂層)施涂在背襯104上，它將研磨顆粒106粘合在背襯104上。涂層108(通常稱為膠結(jié)涂層)施涂在研磨顆粒106上，它對研磨顆粒106有加固作用。也可以還有第三層涂層110，它通常稱為上膠結(jié)涂層，它是施涂在膠結(jié)涂層108上。如上所述，研磨顆粒106中包含許多磨粒112和粘合劑114?？梢酝ㄟ^諸如滴涂(drop coating)或靜電涂覆之類的常規(guī)技術(shù)將研磨顆粒施加到背襯上。視涂覆方法的不同，研磨顆粒可按圖4所示的有規(guī)方式進(jìn)行取向，或按圖5所示的無規(guī)方式進(jìn)行取向。
將磨料物料粘合到基材上或?qū)⒛チ衔锪险澈显谝黄鹚玫牟牧希袒臉渲澈蟿┖突蚩墒褂玫奶砑觿?。適用于本發(fā)明的樹脂粘合劑的例子，包括酚醛樹脂、氨基塑料樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯樹脂、丙烯酸酯化的異氰脲酸酯樹脂、脲-甲醛樹脂、異氰脲酸酯樹脂、丙烯酸酯化的聚氨酯樹脂、乙烯基醚、丙烯酸酯化的環(huán)氧樹脂和它們的混合物。可以加入的添加劑包括填料(包括助磨劑)、纖維、潤滑劑、潤濕劑、表面活性劑、顏料、染料、偶合劑、增塑劑和懸浮劑。填料的例子包括滑石、碳酸鈣、偏硅酸鈣、二氧化硅和它們的混合物。對這些材料的用量要進(jìn)行選擇以獲得所需的性能。
可以加到涂覆磨料制品、結(jié)構(gòu)磨料制品、非織造磨料制品或粘結(jié)磨料制品中填料的例子，包括木漿、蛭石和它們的混合物，金屬碳酸鹽如碳酸鈣(如白堊、方解石、泥灰、石灰華、大理石和石灰石)、碳酸鈣鎂、碳酸鈉、碳酸鎂，二氧化硅如非晶形二氧化硅、石英，玻璃珠、玻璃小泡和玻璃纖維，硅酸鹽如滑石、粘土(蒙脫石)、長石、云母、硅酸鈣、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，蛭石，木粉，氫氧化鋁，金屬氧化物如氧化鈣(石灰)、氧化鋁、二氧化鈦和金屬亞硫酸鹽如亞硫酸鈣。例如，以重量計(jì)，磨料制品的粘結(jié)介質(zhì)可以包含約0-80份填料，較好為0-70份填料，更好約為10-55份填料。
可以加到涂覆磨料制品、非織造磨料制品或粘結(jié)磨料制品中的助磨劑的例子，包括蠟、有機(jī)鹵化物、鹵鹽、金屬以及它們的合金。有機(jī)鹵化物在研磨過程中一般會分解，釋放出氫鹵酸或氣態(tài)鹵化物。這種材料的例子包括氯化蠟如四氯化萘、五氯化萘和聚氯乙烯。鹵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、氟化硅、氯化鉀和氯化鎂。金屬的例子包括錫、鉛、鉍、鈷、銻、鎘、鐵和鈦。其它助磨劑包括硫、有機(jī)硫化合物、石墨和金屬硫化物。助磨劑的另外例子包括偏磷酸鈉、磷酸三鉀和聚氯乙烯與四氟硼酸鉀的混合物。使用不同助磨劑的混合物，在某些情況下會產(chǎn)生協(xié)同作用，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，以重量計(jì)，磨料制品的粘結(jié)介質(zhì)可以包含約0-80份助磨劑，較好為0-70份助磨劑，更好約為10-55份助磨劑。
可以加到用于涂覆磨料、非織造磨料或粘結(jié)磨料的粘結(jié)介質(zhì)中偶合劑的例子，包括有機(jī)硅烷、鋯鋁酸鹽和鈦酸鹽。可以選擇合適的偶合劑用于磨粒和/或填料中。可以直接將偶合劑加入到粘結(jié)介質(zhì)和磨粒和/或填料的混合物中?；蛘撸部梢杂门己蟿╊A(yù)處理磨粒和/或填料。
將形狀確定的填料顆粒和/或形狀確定的助磨劑顆粒加到磨料制品的粘結(jié)介質(zhì)中，也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。通常，應(yīng)控制這些形狀確定的填料顆粒和/或形狀確定的研磨顆粒的顆粒大小，使得在制造磨料制品時(shí)能適當(dāng)?shù)貙φ辰Y(jié)介質(zhì)進(jìn)行加工。例如，在涂覆磨料或非織造磨料中，形狀確定的填料顆粒和/或形狀確定的助磨劑顆粒的顆粒大小應(yīng)小于約100微米，較好為小于約50微米，使得所得的初始接合涂層和/或膠結(jié)涂層能合適地進(jìn)行涂覆。
非織造磨料制品有一個(gè)開放、多孔、纖維狀的非織造基材，基材上有許多粘合在其上的研磨顆粒。這種類型的非織造磨料制品披露于美國專利2,958,593中。
粘結(jié)磨料產(chǎn)品一般是由許多磨粒用粘結(jié)介質(zhì)粘合在一起形成的一定形狀的物體。較好的粘結(jié)介質(zhì)一般是固化或交聯(lián)的有機(jī)粘合劑。物體的形狀較好是磨輪的形式。然而，可以有多種形式的粘結(jié)磨料，如鏜磨油石、磨光棒、鋸條、切割棒、安裝接頭、打磨砂輪、整修工具、杯形磨輪、鏜磨油石、切割磨輪、凹底磨輪(depressed center wheels)、翼片磨輪等。磨輪的直徑可約為0.1厘米至2米，一般為1厘米至2米。磨輪的厚度可約為0.001厘米至1米，一般為0.01厘米至0.5米。在粘結(jié)磨料制品的使用壽命期內(nèi)，可以用任何常規(guī)的方法進(jìn)行修整?；蛘?，也可以將粘結(jié)制品制成不需要修整的結(jié)構(gòu)。
可以將本發(fā)明形狀確定的顆粒加到切割磨輪中。切割磨輪的直徑一般為1厘米至500厘米，其厚度為0.01厘米至1厘米。切割磨輪中也可以包含增強(qiáng)織物。增強(qiáng)基材的例子包括織物、網(wǎng)狀物等。增強(qiáng)基材中的紗可以由合成有機(jī)纖維如尼龍、聚酯、人造纖維、棉花等制成。或者，增強(qiáng)基材中的紗還可由無機(jī)纖維如玻璃纖維、氧化鋁和金屬的纖維等制成。
粘結(jié)磨料可以使用有機(jī)粘結(jié)介質(zhì)、玻璃化粘結(jié)介質(zhì)或金屬粘結(jié)介質(zhì)。有機(jī)粘結(jié)介質(zhì)如上所述，其中還可以加入添加劑。其它的有機(jī)粘結(jié)介質(zhì)包括橡膠粘結(jié)劑和紫膠粘結(jié)劑。另外，粘結(jié)磨料可以包含橡膠基的粘結(jié)介質(zhì)。一種常用的粘結(jié)介質(zhì)是用六亞甲基四胺交聯(lián)的酚醛清漆粘結(jié)介質(zhì)。可以購得的酚醛粘結(jié)介質(zhì)的例子，包括Varcum 8121(液體可熔酚醛樹脂)和Varcum 7909(粉末狀酚醛清漆)，它們均購自Varcum Chemical Company，Niagara Falls，NY。若粘結(jié)磨料經(jīng)模制法制得，則較好的是使用粉末狀有機(jī)粘結(jié)介質(zhì)和液體有機(jī)粘結(jié)介質(zhì)的混合物。在模制過程中，首先將液體有機(jī)粘結(jié)介質(zhì)與磨粒和/或形狀確定的顆?；旌?。這樣，液體就潤濕了磨粒和/或形狀確定的顆粒的表面。接著，將干燥或粉末狀的粘結(jié)介質(zhì)與液體粘結(jié)介質(zhì)/磨?；旌稀Ｔ谀承┣闆r下，在粘結(jié)介質(zhì)中宜包含增強(qiáng)纖維。加入這些增強(qiáng)纖維能改進(jìn)粘結(jié)磨輪的強(qiáng)度、耐磨性或耐熱性。這種增強(qiáng)纖維的例子包括玻璃纖維、金屬纖維、有機(jī)纖維(如聚芳酰胺纖維、聚烯烴纖維、聚酰胺纖維、聚酯纖維等)、無機(jī)纖維(如氧化鋁纖維、硅酸鹽纖維等)。
粘結(jié)磨料制品中一般具有某種形式的孔隙度。孔隙度的大小顯著地影響著其碎裂性能。通常，許多種粘結(jié)磨料設(shè)計(jì)成符合所需的研磨用途。粘結(jié)磨料可以具有任何大小的孔隙度，例如在某些情況下，以體積計(jì)，孔隙度的范圍約為1％-50％，一般為1％-40％。有幾種方法可以使粘結(jié)磨料具有孔隙度。一種方法是使用多孔體、稀釋劑或其它的軟顆粒。多孔體的一些例子包括玻璃、氧化鋁、金屬或聚合物的中空小球。在某些情況下，加入一些填料能提高粘結(jié)磨料的孔隙度和/或碎裂性能。另一種方法是在粘結(jié)磨料中加入發(fā)泡劑，典型的發(fā)泡劑如上所述。再一種方法是使用一些短效材料，它在有機(jī)或玻璃質(zhì)粘結(jié)介質(zhì)的加熱過程中會分解，從而產(chǎn)生孔隙。這些短效材料在玻璃化磨輪中的應(yīng)用一般比在樹脂粘結(jié)的磨輪中的應(yīng)用要多。這種短效材料的例子包括胡桃殼、糖、二鄰苯二甲酸烴(diphthalichydrocarbon)、熱塑性顆粒等。
本發(fā)明的粘結(jié)磨料制品可經(jīng)壓制成型、注射成型或轉(zhuǎn)移成型等方法制得。模制可通過熱壓或冷壓或本領(lǐng)域技術(shù)熟練者眾所周知的任何合適的方式進(jìn)行。在將粘結(jié)磨料制品模制成型后，一般采用加熱的方法引發(fā)粘結(jié)介質(zhì)的聚合或固化。粘結(jié)磨料的制造，可以設(shè)法使本發(fā)明的磨粒只存在于砂輪的外部或外圍。
凹底磨輪通常用來研磨平面。在磨輪的中央有一個(gè)將該磨輪連接到磨床上的安裝裝置。該安裝裝置可以是形成軸孔的中心孔。在許多情況下，這些凹底磨輪有一平的中心或凹陷的中心。凹底磨輪可以模制成淺盤或淺碟的形狀，具有彎或直的向外張開的邊緣。凹底磨輪的背面(即與磨料涂層相反的一面)可以包含增強(qiáng)織物、增強(qiáng)紙質(zhì)背襯或一些其它的支撐裝置如金屬板或塑料板。
在使用過程中，粘結(jié)磨料可以干或濕的狀態(tài)使用。在濕磨過程中，粘結(jié)磨料可與水、油基潤滑劑或水基潤滑劑結(jié)合起來使用。
本發(fā)明的磨料制品還可以包含常規(guī)的磨料聚集物顆?；騿蝹€(gè)磨粒或兩者都包含。常規(guī)的磨料聚集物顆粒在美國專利4,311,489；4,652,275和4,799,939中有進(jìn)一步的描述。也可以對單個(gè)磨粒進(jìn)行選擇，獲得具有一定形狀便于使用。作為單個(gè)磨粒使用的例子包括熔凝氧化鋁、陶瓷氧化鋁、熱處理過的氧化鋁、碳化硅、氧化鋁氧化鋯、金剛石、二氧化鈰、立方氮化硼、石榴石和它們的混合物。至少10％，較好為至少50％，最好為至少70％的磨料應(yīng)該是采用本發(fā)明形狀確定的研磨顆粒。在涂覆磨料制品中，可以采用單個(gè)磨粒用在形狀確定的研磨顆粒上?；蛘?，也可以采用單個(gè)磨粒放在形狀確定的研磨顆粒的下面。也可以將單個(gè)磨粒放在兩層形狀確定的研磨顆粒之間。
形狀確定顆粒的大小宜不大于2500微米。形狀確定顆粒的大小較好為0.1-1500微米，更好為0.1-500微米，再好為50-500微米。如上所述，確定的形狀與制造工具的表面部分，例如在制造工具表面上形成的空腔形狀相對應(yīng)。本發(fā)明的顆粒具有確定的形狀。這種確定的形狀之所以形成是由于粘合劑前體在制造工具的空腔中至少部分固化。然而，在從空腔中去除顆粒時(shí)，會使這些顆粒產(chǎn)生一些微小的缺陷。若粘合劑前體在空腔中固化得不充分，則粘合劑前體將會流動(dòng)，這樣所得顆粒的形狀就不會與空腔的形狀相對應(yīng)，因此將使顆粒的形狀不確定和不規(guī)則。這種確定的形狀可為任何幾何形狀，如圓錐體、三角棱柱體、圓柱體、角錐體、球體和具有由恒定或不同距離分隔開的兩個(gè)相對多邊形面的物體，即多邊體。角錐體較好地是其底面具有三條邊或四條邊。磨料制品可以包含各種不同形狀的研磨顆粒。圖7是具有三角形底面的角錐形研磨顆粒以約300倍放大率的掃描電子顯微照相。
助磨劑原粒和粘合劑在形狀確定的助磨劑顆粒中所占的重量百分?jǐn)?shù)取決于諸多因素，如磨料制品的所需用途和磨料制品中所用的磨粒的大小和分布。一般來說，助磨劑原粒的重量百分?jǐn)?shù)約為5-95％，而粘合劑的重量百分?jǐn)?shù)約為95-5％。較好的是，以重量計(jì)，助磨劑原粒占20-75％，而粘合劑占80-25％。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，形狀確定的顆粒不含有磨粒。這些不含磨粒的形狀確定的顆?？梢栽谕扛材チ现破分杏米飨♂寗╊w粒。例如，涂覆磨料制品可以包含背襯，而粘合到背襯上的是磨粒和不含磨粒的形狀確定的顆粒?；蛘?，涂覆磨料制品可以包含背襯、施涂到背襯前表面上的固化樹脂粘合劑的第一涂層(初始接合涂層)、磨粒和形狀確定的顆粒，其中用初始接合涂層將磨粒和形狀確定的顆粒固定到背襯上。再在磨粒和形狀確定的顆粒層上面是固化樹脂粘合劑的第二涂層(膠結(jié)涂層)。
形狀確定的研磨顆?？梢詿o規(guī)地涂覆或放置到背襯上。形狀確定的研磨顆粒也可在背襯上以規(guī)定的方向進(jìn)行取向。在形狀確定的顆粒具有角錐體、圓錐體和棱柱體(如三角棱柱體)形狀的情況下，如圖4所示，可以使顆粒這樣取向，它們的底面朝向背襯，而它們的頂點(diǎn)背離背襯，或如圖5中的四個(gè)顆粒所示，可以使顆粒這樣取向，它們的頂點(diǎn)指向背襯，而它們的底面背離背襯。對于角錐體和圓錐本，所稱的頂點(diǎn)是通常的頂點(diǎn)。
一般來說，涂覆磨料制品包含具有前后表面的背襯。在背襯前表面上的是一層初始接合涂層，該初始接合涂層用于將磨料層粘合到背襯上。在磨料層上還或可有一層膠結(jié)涂層。在膠結(jié)涂層上還或可有一層上膠結(jié)涂層。一種較好的初始接合涂層是包含填料顆粒(如碳酸鈣)的交聯(lián)的可熔酚醛樹脂。一種較好的膠結(jié)涂層是包含填料顆粒(如碳酸鈣)的交聯(lián)的可熔酚醛樹脂。另一種較好的膠結(jié)涂層是包含助磨劑顆粒(如冰晶石、錐冰晶石或四氟硼酸鹽顆粒)的交聯(lián)的可熔酚醛樹脂。一種較好的上膠結(jié)涂層是交聯(lián)環(huán)氧樹脂、或者還有熱塑性聚合物和助磨劑顆粒如冰晶石、錐冰晶石或四氟硼酸鹽顆粒。這種類型的上膠結(jié)涂層在歐洲專利申請486,308和美國專利5,441,549中有進(jìn)一步的描述。涂覆磨料上或可具有能防止其發(fā)生“負(fù)載”現(xiàn)象的上膠結(jié)涂層。制成初始接合涂層、膠結(jié)涂層和/或上膠結(jié)涂層的各種材料部分地取決于最終涂覆磨料性能上的需求和其研磨用途。
本發(fā)明形狀確定的顆粒也可以加到搭接涂覆的磨料制品(lapping coatedabrasive article)中。這種搭接涂覆的磨料制品包含具有前后表面的背襯和粘合到背襯前表面上的磨料層。磨料層中包含許多分布在整個(gè)初始接合涂層中的形狀確定研磨顆粒。
形狀確定的顆粒也可以加到結(jié)構(gòu)磨料制品中。通常，結(jié)構(gòu)磨料制品可以包含許多粘合到背襯上的形狀確定的磨料復(fù)合物。這些磨料復(fù)合物可以包括形狀確定的顆粒，在這些顆粒中可以含或不含磨粒。對于結(jié)構(gòu)磨料制品，形狀確定顆粒的顆粒大小宜小于約50微米，較好為小于約25微米。
可以將涂覆磨料轉(zhuǎn)變成各種不同的形狀和形式如帶、盤、片、臺等。帶子上可以有一個(gè)拼接即接縫，或者可以沒有接縫，如在國際申請WO 93/12911中所述的帶。另外，可以用壓敏粘合劑或鉤環(huán)連接機(jī)構(gòu)將涂覆磨料固定到一支撐墊上。
通常，非織造磨料制品具有開放、膨松、多孔的非織造基材。非織造基材由纖維構(gòu)成，這些纖維可為聚酰胺纖維(例如尼龍纖維)、聚酯纖維、聚烯烴纖維、它們的混合物等。非織造基材中的纖維一般用預(yù)粘合涂層或預(yù)粘合的粘結(jié)介質(zhì)使其在相互接觸的點(diǎn)上粘合在一起。磨料層是粘合到這種開放多孔的非織造基材上。磨料層可以由磨粒和初始接合涂層材料的混合物組成。這種磨料層是通過涂覆(例如輥涂或噴涂)初始接合涂層前體和磨粒或形狀確定研磨顆粒的混合物制成的。或者，非織造磨料制品可以包含存在于非織造基材之中和之上的初始接合涂層，通過初始接合涂層粘合到非織造基材上的磨料層。在這種非織造磨料制品的結(jié)構(gòu)中，初始接合涂層和磨料層在不同的步驟中施加。另外，還可以在這兩種類型的非織造磨料制品的磨料層上施加膠結(jié)涂層?？梢詫⒎强椩炷チ现破忿D(zhuǎn)變成各種形式，包括片、盤、輥、手工墊、環(huán)形帶、磨輪等。
通常，粘結(jié)磨料制品是許多磨粒用粘結(jié)介質(zhì)(如固化的樹脂粘合劑)粘合在一起形成的一定形狀的物體。將粘結(jié)磨料的至少一部分外表面設(shè)計(jì)成與被研磨的工件接觸。這個(gè)與工件接觸的外表面上包含粘結(jié)介質(zhì)和磨料層。該磨料層包含本發(fā)明形狀確定的顆粒還可包含其它顆粒。這些不同磨料層的構(gòu)造將在下面描述。
有許多不同的涂覆磨料制品、非織造磨料制品、結(jié)構(gòu)磨料制品和粘結(jié)磨料制品，它們都可以使用本發(fā)明形狀確定的顆粒來制造。例如，磨料層可以只包含形狀確定的研磨顆粒，這些顆粒主要由磨粒和粘合劑組成。或者，形狀確定的研磨顆?？梢园チ?、助磨劑、也可以還含有其它添加劑和粘合劑。
在另一個(gè)例子中，磨料層可以包含單個(gè)的磨粒和形狀確定研磨顆粒的混合物。在形狀確定研磨顆粒中的單個(gè)磨粒和另用的磨?？梢韵嗤蛘卟煌?。單個(gè)磨?？梢允切螤畈灰?guī)則的或者具有一定的形狀如棒狀或三角形狀。這些一定形狀的單個(gè)磨粒在美國專利5,009,676；5,035,723；5,090,968；5,103,598；5,201,916和5,366,523中有進(jìn)一步描述。同樣，形狀確定的研磨顆粒中的單個(gè)磨粒和另用的磨粒的顆粒大小可以相同或者不同。類似地，單個(gè)磨粒的顆粒大小和形狀確定的研磨顆粒的顆粒大小可以相同或者不同。
在再一個(gè)例子中，磨料層可以包含單個(gè)磨粒和形狀確定的助磨劑顆粒的混合物。這些形狀確定的助磨劑顆粒主要由助磨劑和粘合劑組成。類似地，磨料層可以包含形狀確定的研磨顆粒和形狀確定的助磨劑顆粒的混合物。形狀確定研磨顆粒的顆粒大小和形狀確定助磨劑顆粒的顆粒大小可以相同或者不同。形狀確定的助磨劑顆粒在磨料層中所占的表面積百分?jǐn)?shù)約為5-90，較好為20-40。另外，制造磨料制品的方法可以制成單個(gè)磨粒層位于形狀確定的助磨劑顆粒層之上、之下和/或之間。
形狀確定的助磨劑顆粒在磨料制品中會產(chǎn)生很大的益處。在某些情況下，粘結(jié)介質(zhì)可能與助磨劑不相容。例如，有時(shí)可熔酚醛樹脂用作粘結(jié)介質(zhì)的前體，這種可熔酚醛樹脂在堿性pH條件下進(jìn)行固化或交聯(lián)。在某些情況下，酸性助磨劑如四氟硼酸鉀可能是希望用的。在這些情況下，四氟硼酸鉀可能會干擾某些可熔酚醛樹脂的聚合。這種干擾的程度部分地取決于具體所用的可熔酚醛樹脂的化學(xué)性能。形狀確定的助磨劑顆粒是助磨劑基本上包在粘合劑中的。這樣，這種顆粒中的助磨劑對粘結(jié)介質(zhì)的固化或聚合的干擾作用應(yīng)是最小的。
使磨料制品在磨料層中包含許多磨粒和形狀確定的助磨劑顆粒，并且在粘結(jié)介質(zhì)中包含助磨劑，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。粘結(jié)介質(zhì)中的助磨劑與形狀確定的助磨劑顆粒中的助磨劑可以相同或不同。
在再一個(gè)例子中，磨料層中可以有單個(gè)磨粒和形狀確定的抗負(fù)載顆粒的混合物。這些形狀確定的抗負(fù)載顆粒包含抗負(fù)載材料和粘合劑。形狀確定研磨顆粒的顆粒大小和形狀確定抗負(fù)載顆粒的顆粒大小可以相同或者不同。單個(gè)磨粒與形狀確定抗負(fù)載顆粒的體積比約為0.1-10份單個(gè)磨?！?.1-10份形狀確定的抗負(fù)載顆粒。另外，制造磨料制品的方法可以制成單個(gè)磨粒層位于形狀確定的抗負(fù)載顆粒層之上、之下和/或之間。
類似地，磨料層中可以有形狀確定研磨顆粒和形狀確定填料顆粒的混合物。在一個(gè)類似的例子中，磨料層中可以有單個(gè)磨粒和形狀確定填料顆粒的混合物。這些形狀確定的填料顆粒包含填料和粘合劑。單個(gè)磨?；蛐螤畲_定的研磨顆粒與形狀確定的填料顆粒的體積比約為0.1-10份單個(gè)磨?；蛐螤畲_定的研磨顆?！?.1-10份形狀確定的填料顆粒。另外，制造磨料制品的方法可以制成單個(gè)磨粒或形狀確定研磨顆粒層位于形狀確定填料顆粒層之上、之下和/或之間。
另外，磨料層可以包含形狀確定的研磨顆粒和稀釋劑顆粒。這些稀釋劑顆粒可以選自1)無機(jī)顆粒(并非磨料的無機(jī)顆粒)，2)有機(jī)顆粒，3)包含無機(jī)顆粒和粘合劑的混合物的復(fù)合稀釋劑顆粒和4)包含有機(jī)顆粒和粘合劑的混合物的復(fù)合稀釋劑顆粒。這些稀釋劑顆粒的顆粒大小約為0.01-1500微米，一般為1-1000微米。稀釋劑顆粒與形狀確定的研磨顆粒，在顆粒大小和顆粒大小分布上可以相同，也可以不同。形狀確定的研磨顆粒與稀釋劑顆粒的重量比，可約為1-99份本發(fā)明形狀確定的研磨顆?！?9-1份稀釋劑顆粒之間的任何值，一般為10-90份本發(fā)明形狀確定的研磨顆?！?0-10份稀釋劑顆粒，較好為25-75份形狀確定的研磨顆?！?5-25份稀釋劑顆粒，更好為35-65份形狀確定的研磨顆?！?5-35份稀釋劑顆粒，最好為50-50份形狀確定的研磨顆?！?0-50份稀釋劑顆粒。
形狀確定的顆粒在磨料層中的不同結(jié)構(gòu)的這種代表性例子并不限于此，它僅是形狀確定的顆粒在磨料制品中各種不同運(yùn)用的例子而已。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是涉及一種新穎的涂覆磨料制品和一種制造涂覆磨料制品的方法。涂覆磨料制品包含
(a)具有前后表面的背襯；(b)在背襯前表面上的初始接合涂層；(c)通過初始接合涂層粘合到背襯前表面上的磨料層，其中該磨料層包含許多磨粒；(d)在磨料層上的膠結(jié)涂層，該膠結(jié)涂層包含(1)固化的粘結(jié)介質(zhì)，(2)許多形狀確定的助磨劑顆粒，該形狀確定的助磨劑顆粒包含粘合劑和許多助磨劑原粒。
制造涂覆磨料制品的方法包括如下步驟(a)提供具有前后表面的背襯；(b)將初始接合涂層前體施涂到背襯的前表面上；(c)將許多磨粒施加到初始接合涂層前體上；(d)使背襯、初始接合涂層前體和磨粒處于一定的條件下，使初始接合涂層前體至少部分固化，形成固化的初始接合涂層；(e)將膠結(jié)涂層前體施涂到磨粒上；(f)將許多形狀確定的助磨劑顆粒施加到膠結(jié)涂層前體上，形狀確定的助磨劑顆粒包含粘合劑和許多助磨劑原粒；(g)使背襯、固化的初始接合涂層、磨粒和膠結(jié)涂層前體處于一定條件下，使膠結(jié)涂層前體至少部分固化，制成涂覆磨料制品。
涂覆磨料制品可以按下述過程制得。提供一具有前后表面的背襯。用包含樹脂粘合劑(通常稱為初始接合涂層)的第一種可固化的粘結(jié)介質(zhì)涂覆在背襯的前表面上；然后將形狀確定的助磨劑顆粒或者還連同單個(gè)磨粒涂覆或施加到第一種可固化的粘結(jié)介質(zhì)上。可以滴涂或靜電涂覆形狀確定的助磨劑顆?；虬チ?。然后使第一種可固化的粘結(jié)介質(zhì)固化或部分固化，形成固化的樹脂粘合劑。也可以還將包含樹脂粘合劑的第二種可固化的粘結(jié)介質(zhì)(通常稱為膠結(jié)涂層)施涂到形狀確定的顆粒上，然后使之固化，形成固化的樹脂粘合劑?？梢栽谑沟谝环N可固化的粘結(jié)介質(zhì)固化之前或之后，施涂第二種可固化的粘結(jié)介質(zhì)。
或者，可以先將單個(gè)磨粒涂覆或施加到第一種粘結(jié)介質(zhì)上，而后再將形狀確定的助磨劑顆粒涂覆在其上面。
在任何形狀確定顆粒的外表面上施加一涂層也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。該涂層可以是連續(xù)或不連續(xù)的。適用于顆粒的涂層的例子，包括金屬涂層、金屬氧化物涂層、碳化物涂層、氮化物涂層、硼化物涂層、碳涂層、金剛石涂層、金剛石狀的碳涂層等?；蛘?，在顆粒的表面可以存在有機(jī)涂層。有機(jī)涂層中還可以包含填料、偶合劑、抗靜電劑、助磨劑等。
對涂層的選擇和用量取決于顆粒的所需的性能。例如，采用某些涂層可以獲得逆向反射性的顆粒?；蛘?，某些涂層可以改進(jìn)顆粒與其它材料或基材的粘合性。
使用形狀確定的顆粒制備稀散的磨料淤漿也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這些磨料淤漿一般包含形狀確定的顆粒和液體介質(zhì)的混合物。形狀確定的顆?？梢赃M(jìn)一步包含磨粒(一種或多種)、助磨劑(一種或多種)、填料(一種或多種)或潤滑劑(一種或多種)。形狀確定的顆?？梢园澈蟿?、磨粒和助磨劑或潤滑劑，這種情況也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。磨粒、助磨劑和填料的詳細(xì)情況如上所述。潤滑劑的例子包括蠟、脂肪酸的金屬鹽、硫基化合物、石墨、二硫化鉬、滑石、氮化硼、硅氧烷、硅油、聚乙二醇、磷酸酯、硅酸酯、新戊基多醇酯和聚苯醚、含氟化合物、礦物油、它們的混合物等。液體介質(zhì)通常為水(包括去離子水、自來水或蒸餾水)，有時(shí)為有機(jī)溶劑。有時(shí)，液體為水和其它添加劑的混合物，所述添加劑例如為潤滑劑、防銹劑、偶合劑、防沫劑、抗細(xì)菌化合物、脫脂化合物、油、助磨劑、乳化的有機(jī)化合物、切削液、肥皂、蠟、它們的混合物等。
稀散磨料淤漿可在噴砂類型的操作中使用?；蛘?，稀散磨料淤漿還可與搭接或拋光操作中所用的搭接板或拋光墊結(jié)合起來使用。搭接板可用剛性材料的板如金屬板、陶瓷板等。拋光墊可為柔韌材料的墊如泡沫墊(包括聚氨酯泡沫墊)、聚合物材料(如聚酰胺材料、橡膠材料等)墊等。拋光墊也可以用比較剛性的基材(如剛性塑料或金屬)和粘合到該剛性基材上的聚氨酯泡沫材料的復(fù)合物。搭接板和/或拋光墊具有光滑的外表面，但它們的外表面也可以是有紋理的、上面有圖案的或不連續(xù)的。
在本發(fā)明的再一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種精加工工件外表面的方法。該方法包括如下步驟(a)提供許多形狀確定的研磨顆粒，這些形狀確定的研磨顆粒包含許多分布在粘合劑中的磨粒，該粘合劑是由包含可自由基固化樹脂的粘合劑前體制成的；(b)提供至少一個(gè)工件，該工件具有一個(gè)外表面；(c)提供具有一個(gè)室的容器，所述室中能容納至少一個(gè)所述工件和所述許多形狀確定的研磨顆粒；(d)使所述工件相對所述許多形狀確定研磨顆粒的一部分運(yùn)動(dòng)，使形狀確定的研磨顆粒精加工工件的外表面。
在本發(fā)明的再一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種精加工工件外表面的方法。該方法包括如下步驟(a)提供一種三維體的制造工具，它具有至少一個(gè)連續(xù)的表面，所述表面上有至少一個(gè)開孔，所述至少一個(gè)開孔提供進(jìn)入所述三維體中空腔的入口；(b)提供一種能將包含熱固性樹脂的粘合劑前體通過所述至少一個(gè)開孔引入所述至少一個(gè)空腔中的分配裝置；(c)在固化區(qū)中提供一種使所述粘合劑前體至少部分固化的裝置；(d)將所述粘合劑前體引入所述至少一個(gè)空腔的至少一部分空間中；(e)連續(xù)地使所述至少一個(gè)空腔通過所述固化區(qū)，使所述粘合劑前體至少部分固化，獲得形狀與已引入粘合劑前體的空腔空間相對應(yīng)的、可處置的固化粘合劑；(f)將所述粘合劑從所述至少一個(gè)空腔中去除；(g)將所述粘合劑轉(zhuǎn)變成許多形狀確定的顆粒；(h)提供許多所述形狀確定的顆粒，這些形狀確定的顆粒包含粘合劑；(i)提供至少一個(gè)工件，該工件具有一個(gè)外表面；(j)提供具有一個(gè)室的容器，所述室中能容納至少一個(gè)所述工件和所述許多形狀確定的顆粒；(k)使所述工件相對于所述許多形狀確定的顆粒的一部分運(yùn)動(dòng)，使形狀確定的顆粒精加工工件的外表面。
這些形狀確定的顆粒最好還包含至少一種下述物料磨粒、潤滑劑、填料、助磨劑和它們的混合物。
容器可為在其中具有一個(gè)室的任何合適容器。該室是一種能容納工件和許多形狀確定的顆?；蛘哌€有液體介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。在該室中對形狀確定的顆粒來說應(yīng)有充分的空間，以便有效地精加工工件的外表面。
無論是加到磨料制品中的顆粒，還是用作稀散淤漿的顆粒，都可將形狀確定的顆粒設(shè)計(jì)成能精加工工件的外表面部分。術(shù)語“精加工”是指顆粒具有下述行為中的至少一種，去除工件外表面的一部分(例如研磨)，從工件外表面上去除碎片(包括不想要的材料如污垢、油、油脂等)(如清潔)、或提高工件的表面光潔度(即減小劃痕深度)(如拋光或磨光)。
本發(fā)明可用于精加工許多種工件的表面。這些工件表面包括金屬(包括低碳鋼、碳鋼、不銹鋼、灰鑄鐵、鈦、鋁等)、金屬合金(銅、黃銅等)、特殊金屬合金、陶瓷、玻璃、木材(包括松樹、橡樹、楓木、榆樹、胡桃、山胡桃樹、桃花心木、櫻桃樹等)、木材狀材料(包括碎木板、夾板、膠合板等)、復(fù)合材料、涂過漆的表面、塑料(包括熱塑性塑料和增強(qiáng)的熱塑性塑料)、石材(包括珠寶、大理石、花崗巖和半寶石)、磁性介質(zhì)等。玻璃工件的另外的例子包括玻璃電視熒光屏、眼鏡片、玻璃眼表面、窗戶(包括家用窗戶、辦公室窗戶、汽車窗戶、氣窗、火車窗戶、公共汽車窗戶等)、玻璃陳列架、鏡子等。
工件可為平的或者可以具有一定的形狀或輪廓。具體工件還有一些例子，包括金屬發(fā)動(dòng)機(jī)部件(包括凸輪軸、曲柄軸、發(fā)動(dòng)機(jī)主體等)、手動(dòng)工具金屬鍛件、纖維光學(xué)拋光體、小箱、家具、木櫥柜、渦輪機(jī)葉片、涂過漆的汽車部件、磁性介質(zhì)(包括硬盤質(zhì)地加工(rigid disc texturing)、軟盤等)等。
視具體的精加工用途，在研磨界面上的力可約為0.01千克至100千克以上，一般為0.1至10千克。同樣對于有些用途，在磨料制品或稀散顆粒與工件外表面之間的界面上可以存在液體。這種液體可為水和/或有機(jī)溶劑。該液體還可以包含添加劑如潤滑劑、防銹劑、偶合劑、防沫劑、抗菌化合物、脫脂化合物、油、助磨劑、乳化有機(jī)化合物、切削液、肥皂、蠟、它們的混合物等。磨料制品在其使用過程中可在精加工表面上振動(dòng)。
可以手工或與機(jī)械相結(jié)合的方式來使用磨料制品。例如，可以將磨料制品固定到隨機(jī)軌動(dòng)工具(random orbital tool)或旋轉(zhuǎn)工具上。磨料制品和工件外表面中的至少一個(gè)或兩個(gè)互相作相對運(yùn)動(dòng)。
可以將涂覆或非織造的磨料制品轉(zhuǎn)變成任何形式如片、盤、長度連續(xù)的輥、帶等。若磨料制品相對于工件來說是移動(dòng)的，則該磨料制品可以任何所需的方式進(jìn)行移動(dòng)，這在很大程度上部分取決于具體的精加工用途。例如，磨料制品可以前后方式、旋轉(zhuǎn)方式、圓形方式、螺旋方式、橢圓形方式或無規(guī)運(yùn)動(dòng)的方式進(jìn)行移動(dòng)。另外，磨料制品在拋光過程中還可以振動(dòng)和/或擺動(dòng)。
在精加工過程中工件外表面保持靜止不動(dòng)，或者相對于磨料制品進(jìn)行移動(dòng)，這兩種情況都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。若工件外表面相對于磨料制品來說是移動(dòng)的，則該磨料制品可以任何所需的方式進(jìn)行移動(dòng)，并且這在很大程度上部分取決于具體的精加工用途。例如，工件外表面可以前后方式、旋轉(zhuǎn)方式、圓形方式、螺旋方式、橢圓形方式或無規(guī)運(yùn)動(dòng)的方式進(jìn)行移動(dòng)。另外，工件外表面在精加工過程中還可以振動(dòng)和/或擺動(dòng)。
形狀確定的顆?？梢杂米鲊娚敖橘|(zhì)，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。為此，這些顆粒是噴射(以較高的速度)到工件的外表面上。形狀確定的顆?；旧峡梢詢H由粘合劑組成?；蛘?，該形狀確定的顆粒還可以包含磨粒、填料、助磨劑、潤滑劑或它們的混合物。
另外，在控制牽引的或防滑的制品中可使用形狀確定的顆粒，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，可以將形狀確定的顆粒粘合到一背襯上，將所得控制牽引的制品固定到地板、樓梯、臺階、甲板、計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)墊、走道、斜坡、狹小通道、墊子等上?？梢杂脡好粽澈蟿?、可去除的粘合劑、鉤環(huán)附件或永久粘合劑來固定控制牽引的制品。在這種情況下，這種控制牽引的制品能明顯地調(diào)節(jié)與形狀確定的顆粒相接觸的表面，但更多的是一般提供較大的摩擦系數(shù)，結(jié)果能減少滑動(dòng)的可能性?？刂茽恳闹破坊旧暇哂信c涂覆磨料制品相類似的結(jié)構(gòu)，即有初始接合涂層和膠結(jié)涂層，這也是很好的?；蛘?，可以將形狀確定的顆?；烊胝澈蟿?較好是可流動(dòng)的粘合劑)中，將此所得的組合物施加到或涂覆到地板、樓梯、臺階、甲板、計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)墊、走道、斜坡、狹小通道、墊子等上。在將此控制牽引的組合物施加到表面上之后，再使粘合劑固化，成為控制牽引的制品。控制牽引的制品中所用的形狀確定的顆?；旧峡梢詢H由粘合劑組成?；蛘撸撔螤畲_定的顆粒還可以包含磨粒、填料、潤滑劑或它們的混合物。包含形狀確定顆粒的控制牽引的制品可在室內(nèi)或戶外用途上使用。
在細(xì)絲或剛毛中使用形狀確定的顆粒，這也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。剛毛的直徑一般約為15-2500微米，通常約為25-2000微米，較好為50-1500微米。剛毛的長寬比可約為大于1，較好約為大于5，更好約為大于10。然后將許多這些剛毛并合在一起，制成一把刷子。這種刷子可為平刷或轉(zhuǎn)刷。刷子構(gòu)造的例子在美國專利3,924,286；4,627,127和5,016,311中有進(jìn)一步的描述。這些剛毛可以包含形狀確定的顆粒，在這些顆粒中可以有或者沒有磨粒。對于剛毛來說，較好的是所用形狀確定顆粒的顆粒大小小于約50微米，較好為小于約25微米。剛毛的制造可以用擠壓法或注射成型法。一種特別好的刷子的結(jié)構(gòu)是在一塊柔韌基板上具有許多單根的剛毛。該刷子為經(jīng)注塑的熱塑性材料。
在不偏離本發(fā)明的范圍和精種的情況下，對本發(fā)明的各種改進(jìn)和改變對本領(lǐng)域的技術(shù)熟練著來說都是顯而易見的，而且應(yīng)明白的是，不能將本發(fā)明不恰當(dāng)?shù)鼐窒抻诒疚乃龅睦e性實(shí)施方案。
下述一些不起限制性作用的實(shí)施例將進(jìn)一步說明本發(fā)明。除非另有說明外，實(shí)施例中所有的份數(shù)、百分?jǐn)?shù)、比率等等均按重量計(jì)。
在所有的實(shí)施例中，使用下面表1所列的縮寫和商品名。
表1材料標(biāo)記
<p>按下述一般程序中的一種程序制造了形狀確定的顆粒。按下述制造涂覆磨料制品的一般程序?qū)⑦@些形狀確定的顆粒加到涂覆磨料制品中。按下述測試程序中的一種程序?qū)δチ现破愤M(jìn)行測試。
制造形狀確定的顆粒的一般程序I在與圖8所示相類似的設(shè)備上制造形狀確定的顆粒，所不同的是將超聲波發(fā)生裝置裝在載體帶的背面。裝上連續(xù)帶形式的制造工具，其中含有一系列具有指明尺寸的空腔。將這些空腔安排成預(yù)定的順序或排列，使得制造工具基本上是形狀確定顆粒所需形狀和尺寸的反相。制造工具由聚丙烯熱塑性材料制成，它預(yù)先在一基礎(chǔ)工具上通過擠壓聚丙烯材料而被壓花。鎳基礎(chǔ)工具中也有一系列具有指明尺寸和形狀的空腔。鎳基礎(chǔ)工具是用切割滾花法制得的。制造工具中有一定排列的空腔，這些空腔呈具有正方形底面的角錐體形狀，這些空腔的底面相互對接。角錐體的高度約為560微米，底面各邊的長度約為1490微米。此包含空腔的制造工具的表面與圖6所示的制造工具的那一片段相類似。
當(dāng)制造工具在約30psi的張力下離開解繞裝置時(shí)，51微米厚的聚酯膜載體帶離開第二解繞裝置。該聚酯膜包含乙烯丙烯酸共聚物底涂料。采用固定間隙約為51微米的輥涂機(jī)上的刮刀將粘合劑前體施涂到制造工具的空腔中。采用咬入壓力約為60psi的壓料輥，將裝有粘合劑前體的制造工具部分與載體帶相接觸。將裝有粘合劑前體的制造工具部分和載體帶壓到繞軸旋轉(zhuǎn)的心軸上。接下來，令輻射透過制造工具照射到粘合劑前體中。輻射能源為購自Fusion，Inc的四盞紫外燈，這四盞燈使用“D”燈泡，在600瓦特/英寸(240瓦特/厘米)下工作。在此輻射的作用下，粘合劑前體就轉(zhuǎn)變成可處置的固化粘合劑。是采用心軸使裝有可處置固化粘合劑的制造工具和載體帶連續(xù)地通過固化區(qū)。在壓料輥的附近將載體帶從裝有粘合劑的制造工具上剝離下來。將超聲波發(fā)生裝置(型號為108，商品購自Branson)直接放在載體帶的后面。超聲波發(fā)生裝置在高擋工作，它有助于從載體帶上去除顆粒。接著，在約100psi的張力下，在重繞裝置上重繞載體帶。這是一個(gè)在約130英尺/分鐘(40米/分鐘)至180英尺/分鐘(55米/分鐘)速度下操作的連續(xù)過程。
從載體帶上去除的這些顆粒有兩種形式，即離散的顆粒和顆粒片(多個(gè)顆粒連成的片)。這些離散顆粒也包括兩個(gè)或三個(gè)單個(gè)的顆粒連在一起。較好的是要將離散顆粒分離出來。若25％或更少的顆粒是以顆粒片的形式從載體帶上去除，則首先對所得的顆粒(包括離散顆粒和顆粒片)進(jìn)行篩分，從顆粒片中分離出離散顆粒。再在使用鋼或陶瓷磨介的水泥混合機(jī)中對顆粒片進(jìn)行球磨。磨介的長度為1英寸(2.54厘米)，直徑為四分之三英寸(1.9厘米)。在球磨過程中注意避免對磨成的離散顆粒造成損傷。球磨之后，再一次進(jìn)行篩分。若約25％或更多的顆粒是以顆粒片的形式從載體帶上去除，則以與上述類似的方式對所得的顆粒進(jìn)行球磨。球磨之后，進(jìn)行篩分。
制造形狀確定的顆粒的一般程序II除了下述不同外，其余均用與制造形狀確定的顆粒的一般程序I相類似的程度來制造形狀確定的顆粒。在50英尺/分鐘(15米/分鐘)速度下進(jìn)行操作，只使用一盞紫外燈。
制造形狀確定的顆粒的一般程序III除了空腔的尺寸不同外，其余均用與制造形狀確定的顆粒的一般程序II相類似的程序來制造形狀確定的顆粒。角錐體的高度約為330微米，其底面各邊的長度約為860微米。
制造形狀確定的顆粒的一般程序IV除了使用兩盞紫外燈并且兩盞燈均在600瓦特/英寸(240瓦特/厘米)下進(jìn)行工作外，其余均用與制造形狀確定的顆粒的一般程序I相類似的程序來制造形狀確定的顆粒。
制造形狀確定的顆粒的一般程序V除了空腔的尺寸不同外，其余均用與制造形狀確定的顆粒的一般程序IV相類似的程序來制造形狀確定的顆粒。角錐體的高度約為330微米，其底面各邊的長度約為860微米。
制造形狀確定的顆粒的一般程序VI除了空腔的尺寸不同外，其余均用與制造形狀確定的顆粒的一般程序IV相類似的程序來制造形狀確定的顆粒。角錐體底邊的長度約為1384微米，其各側(cè)邊長均約為1295微米，角錐體的高度約為530微米。這種類型的式樣披露于美國專利5,152,917的圖1中。另外，是用金剛石車削法而非切割滾花法來制造基礎(chǔ)工具的。
制造形狀確定的顆粒的一般程序VII除了下述不同外，其余均用與制造形狀確定的顆粒的一般程序I相類似的程序來制造形狀確定的顆粒?？涨坏某叽绺淖?nèi)缦?，角錐體底邊的長度約為706微米，角錐體的高度約為240微米。另外，只使用兩盞紫外燈并且運(yùn)行速度提高到250英尺/分鐘(76米/分鐘)。
制造涂覆磨料制品的一般程序I將助磨劑形狀確定的顆粒加到其背襯由硬化紙板制成的涂覆磨盤上。硬化紙板盤是分別制得的，其直徑為17.8厘米，中心孔的直徑為2.2厘米。初始接合涂層是常規(guī)的碳酸鈣填充的可熔酚醛樹脂(48％樹脂，52％CaCO3)。首先將形狀確定的顆粒滴涂到初始接合涂層前體上。接著，將級別為50的CAO1磨粒靜電涂覆到助磨劑顆粒上，并以重量約為14克/盤靜電涂覆進(jìn)入初始接合涂層。在約88℃加熱所得的結(jié)構(gòu)物體約90分鐘，使可熔酚醛樹脂部分固化。然后，將膠結(jié)涂層刷涂到磨粒/形狀確定的顆粒層上。膠結(jié)涂層也是常規(guī)的冰晶石填充的可熔酚醛樹脂(32％樹脂，68％冰晶石)。在93℃加熱所得的結(jié)構(gòu)物體約90分鐘，而后在100℃時(shí)加熱12小時(shí)，使可熔酚醛樹脂完全固化。濕的初始接合涂層的重量約為4克/盤，濕的膠結(jié)涂層的重量約為9-10克/盤。在進(jìn)行測試以前，對所得的磨盤進(jìn)行了彎曲，并在45％的相對濕度下潤濕7天。
制造涂覆磨料制品的一般程序II將助磨劑形狀確定的顆粒加到其背襯由硬化紙板制成的涂覆磨盤上。硬化紙板盤是分別制得的，其直徑為17.8厘米，中心孔的直徑為2.2厘米。初始接合涂層是常規(guī)的碳酸鈣填充的可熔酚醛樹脂(48％樹脂，52％CaCO3)。首先將形狀確定的顆粒滴涂到初始接合涂層前體上。接著，將CAO1磨粒靜電涂覆到助磨劑顆粒上并進(jìn)入初始接合涂層。在約88℃加熱所得的結(jié)構(gòu)物體約90分鐘，使可熔酚醛樹脂部分固化。然后，將膠結(jié)涂層刷涂到磨粒/形狀確定的顆粒層上。膠結(jié)涂層也是常規(guī)的冰晶石填充的可熔酚醛樹脂(32％樹脂，68％冰晶石)。在93℃加熱所得的結(jié)構(gòu)物體約90分鐘，而后在100℃時(shí)加熱12小時(shí)，使可熔酚醛樹脂完全固化。隨后將常規(guī)的四氟硼酸鉀填充的環(huán)氧樹脂上膠結(jié)涂層涂覆到膠結(jié)涂層上，而后固化。初始接合涂層、膠結(jié)涂層和上膠結(jié)涂層的涂覆重量均是該級別CAO1所用的常規(guī)涂覆重量。
制造涂覆磨料制品的一般程序III將形狀確定的研磨顆粒加到涂覆磨料制品中。制造涂覆磨料制品的方法以連續(xù)的方式進(jìn)行，將所得涂覆磨料帶轉(zhuǎn)變成接合的環(huán)形磨帶。背襯是具有緞紋組織的常規(guī)Y重的聚酯背襯。這種布背襯用通常的酚醛樹脂和酚醛樹脂/膠乳布處理法進(jìn)行處理，以提高背襯的物理性能。將初始接合涂層前體施涂到背襯的前表面上。初始接合涂層是常規(guī)的碳酸鈣填充的可熔酚醛樹脂(48％樹脂，52％CaCO3)，該初始接合涂覆的涂層重量為290克/平方米。將形狀確定的研磨顆粒滴涂到初始接合涂層前體中。在約96℃加熱所得的結(jié)構(gòu)物體約60分鐘，使可熔酚醛樹脂部分固化。接著，將膠結(jié)涂層涂覆到研磨顆粒上。膠結(jié)涂層也是常規(guī)的冰晶石填充的可熔酚醛樹脂(48％樹脂，52％冰晶石)。在93℃加熱所得的結(jié)構(gòu)物體約120分鐘，而后在107℃加熱10小時(shí)，使可熔酚醛樹脂完全固化。對所得涂覆磨料制品進(jìn)行了彎曲，之后進(jìn)行測試。
制造涂覆磨料制品的一般程序IV將形狀確定的研磨顆粒加到涂覆磨料制品中。制造涂覆磨料制品的方法以連續(xù)的方式進(jìn)行，將所得涂覆磨料帶轉(zhuǎn)變成接合的環(huán)形磨帶。背襯是具有緞紋組織的常規(guī)Y重的聚酯背襯。這種布背襯用通常的酚醛樹脂和酚醛樹脂/膠乳布處理法進(jìn)行處理，以提高背襯的物理性能。將初始接合涂層前體施涂到背襯的前表面上。初始接合涂層是常規(guī)的碳酸鈣填充的可熔酚醛樹脂(48％樹脂，52％CaCO3)，該初始接合涂層的濕涂層重量約為290克/平方米。接著，將約440克級別為36的棕色熔凝氧化鋁滴涂到初始接合涂層前體中。隨后，將約450克/平方米的級別為36的CAO1靜電涂覆到棕色氧化鋁上。在約88℃加熱所得的結(jié)構(gòu)物體約90分鐘，使可熔酚醛樹脂部分固化。接著，將膠結(jié)涂層涂覆到磨粒上。膠結(jié)涂層也是常規(guī)的碳酸鈣填充的可熔酚醛樹脂(48％樹脂，52％碳酸鈣)，其濕重約為380克/平方米。在施涂膠結(jié)涂層前體后，將形狀確定的助磨劑顆粒滴涂到濕膠結(jié)涂層前體中。在93℃加熱所得的結(jié)構(gòu)物體約120分鐘，而后在100℃加熱10小時(shí)，使可熔酚醛樹脂完全固化。對所得涂覆磨料制品進(jìn)行了彎曲，之后進(jìn)行測試。
測試方法I首先將涂覆磨盤安裝在斜邊的鋁支撐墊上，然后用來研磨1.25厘米×18厘米的1018低碳鋼工件的表面。在不加負(fù)載條件下，以5,500rpm的速度令磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，而在約5.9千克的負(fù)載下，將覆蓋支撐墊斜邊的磨盤部分與工件接觸。涂覆磨盤以6至7°的角度與工件接觸。每個(gè)磨盤對一工件研磨1分鐘，再對另一工件研磨1分鐘，如此繼續(xù)，總的研磨時(shí)間為10分鐘。測量整個(gè)測試過程所除去的金屬的量(即總的磨削量)。每個(gè)實(shí)施例測試兩個(gè)涂覆磨盤。
測試方法II將涂覆磨帶片段裝在36厘米金屬輪子的圓周上。磨帶片段的有效磨削面積為2.54厘米×109厘米。所用的研磨是一種常規(guī)的表面研磨，工件在旋轉(zhuǎn)的接觸磨輪下面往復(fù)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)磨輪在各循環(huán)之間進(jìn)行遞增的向下進(jìn)給。研磨在沖水條件下進(jìn)行。用這些磨帶片段研磨的工件是1018鋼，其尺寸為1.27厘米寬×36厘米長×7.6厘米高。是在1.27厘米×36厘米的表面上進(jìn)行研磨。金屬輪的速度為5830表面英尺/分鐘(1780表面米/分鐘)。工件來回運(yùn)動(dòng)的工作臺速度為20英尺/分鐘(6米/分鐘)。輪子向下進(jìn)給的遞增量為0.0127毫米/工件通過。橫向進(jìn)給量為0.45英寸/通過(1.14厘米/通過)。
測試方法III將經(jīng)涂覆的磨料制成7.6厘米×335厘米的環(huán)形帶，在恒定負(fù)載的表面磨床機(jī)上對其進(jìn)行測試。將尺寸約為2.5厘米×5厘米×18厘米的預(yù)稱重的304不銹鋼工件安裝在支承架上。工件垂直放置，使2.5厘米×18厘米的表面面向直徑約為36厘米的65肖氏A硬度的鋸齒狀橡膠接觸輪，在該輪子的一個(gè)疊一個(gè)的鋸齒平臺上裝著該環(huán)形的涂覆磨帶。然后以20次循環(huán)/分鐘的速度令工件在18厘米的長度上垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)裝有彈簧的壓桿以11.3千克的力將工件壓在磨帶上，同時(shí)磨帶輪以約2050米/分鐘的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。在研磨進(jìn)行1分鐘后，將工件支承架組合件取下，再次稱重，從工件的初始重量減去磨損后的重量來計(jì)算所磨去的重量，再將預(yù)稱重的新工件和支承架安裝在設(shè)備上。測試的時(shí)間為40分鐘。
測試方法IV將環(huán)形涂覆磨帶(7.6厘米×335厘米)裝在恒定負(fù)載的表面磨床上。以約2580表面米/分鐘的速度使帶在直徑為51厘米(20英寸)的鋁接觸輪和空轉(zhuǎn)輪上旋轉(zhuǎn)。被研磨的工件是304不銹鋼棒，直徑為1.9厘米，長約為30厘米。以0.18厘米/秒鐘的速度為時(shí)5秒鐘將棒的表面壓緊在磨料帶上，當(dāng)涂覆磨帶變鈍時(shí)，即不再能明顯地研磨工件時(shí)，就達(dá)到了測試的終點(diǎn)。
測試方法V將磨料制品制成203厘米×6.3厘米的環(huán)形帶，裝在Thompson磨床上。磨帶的有效磨削面積為203厘米×2.54厘米。工件是304不銹鋼，尺寸是2.54厘米寬×17.78厘米長×10.2厘米高，將其安裝在往復(fù)運(yùn)動(dòng)臺上。在2.54厘米×17.78厘米的表面上進(jìn)行研磨。所用的研磨是常規(guī)的表面研磨，工件在旋轉(zhuǎn)磨帶下面往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在工件各次通過之間進(jìn)行遞增的向下進(jìn)給。研磨條件是向下進(jìn)給約為254微米，工作臺行進(jìn)速度為7.6米/分鐘，帶速約為1710表面米/秒鐘。在磨料帶下面的兩次相繼通過之間，采用噴水(含有1％的防銹劑)對工件進(jìn)行冷卻。當(dāng)磨帶不再能有效地磨削時(shí)，就是測試的終點(diǎn)。
實(shí)施例1-6和對比例A這組實(shí)施例是比較含有形狀確定助磨劑顆粒的涂覆磨料制品(實(shí)施例1-6)的研磨性能與不含形狀確定助磨劑顆粒的涂覆磨料制品(對比例A)的研磨性能。除了下述不同外，形狀確定的助磨劑顆粒按制造形狀確定的顆粒的一般程序I來制造。對于實(shí)施例1-3，將上過底涂料的聚酯膜暴露在以20％功率工作的電暈源作用下，然后與助磨劑前體組合物接觸。首先使用高剪切混合機(jī)將用量(以份數(shù)表示)如下表2所列的TMPTA、TATHEIC、PH1、MSCA和ASF混合在一起，用來制備助磨劑淤漿。接著，將助磨劑(KBF4或CRY)逐漸加入此粘合劑前體作為助磨劑淤漿。表2所列的同樣有加到涂覆磨料制品中形狀確定的助磨劑顆粒的量(克/盤)。
表2實(shí)施例1-6的助磨劑淤漿的配方
實(shí)施例1-6的涂覆磨料制品按制造涂覆磨料制品的一般程序I來制造。除了制品不含形狀確定的助磨劑顆粒外，對比例A的涂覆磨料制品按制造涂覆磨料制品的一般程序I來制造。
按測試方法I測試所得的涂覆磨料制品，測試結(jié)果列于表3中。
表3測試方法I實(shí)施例1-6和對比例A
從上述數(shù)據(jù)可以看出，加入形狀確定的顆粒改進(jìn)了涂覆磨盤的研磨性能。
值得注意的是，初始磨削量是在第一個(gè)60秒的研磨中去除的不銹鋼量。這些磨削值是兩個(gè)涂覆磨盤的平均值。
實(shí)施例7-13和對比例B-E這組實(shí)施例是比較含有形狀確定助磨劑顆粒的涂覆磨料制品(實(shí)施例7-13)的研磨性能與不含形狀確定助磨劑顆粒的涂覆磨料制品(對比例B-E)的研磨性能。對于實(shí)施例7、8、10、11和12，形狀確定的顆粒按制造形狀確定的顆粒的一般程序II來制造。對于實(shí)施例9和13，形狀確定的顆粒按制造形狀確定的顆粒的一般程序III來制造。首先使用高剪切混合機(jī)將1700克TMPTA、30克ASF、60克MSCA、1350克KBF4、1550克PVC和22.5克PH1混合在一起，制備助磨劑淤漿。實(shí)施例7-13涂覆磨料制品按制造涂覆磨料制品的一般程序II來制造。除了制品不含形狀確定的助磨劑顆粒外，對比例B-E的涂覆磨料制品按制造涂覆磨料制品的一般程序II制造。對于這些實(shí)施例列出了CAO1的級別、形狀確定助磨劑顆粒的量(以克/盤表示)和CAO1的量(以克/盤表示)。
表4實(shí)施例7-13和對比例B-E的材料的量
>按測試方法I測試所得的涂覆磨料制品，測試結(jié)果列于表5中。
表5測試方法I實(shí)施例7-13和對比例B-E
<p>從上述數(shù)據(jù)可以看出，加入形狀確定的顆粒改進(jìn)了涂覆磨料盤的研磨性能。
實(shí)施例14-28這組實(shí)施例比較了含有各種粘合劑組合物的形狀確定研磨顆粒的涂覆磨料制品(實(shí)施例14-29)的研磨性能。下表6所列的是用于制造形狀確定研磨顆粒的磨料淤漿的配方(用量以重量份列出)。形狀確定的研磨顆粒按表7所列的程序制造。按制造涂覆磨料制品的一般程序III將形狀確定的研磨顆粒加到涂覆磨料制品中。各實(shí)施例的形狀確定的研磨顆粒的重量和膠結(jié)涂層的重量也列于表7中。
表6實(shí)施例14-28的磨料淤漿配方
表6實(shí)施例14-28的磨料淤漿配方(續(xù))
表7實(shí)施例14-28
按測試方法II測試涂覆磨料帶，測試結(jié)果列于表8中。也列出了以去除的金屬的克數(shù)表示的總的磨削量。
表8測試方法II<
實(shí)施例29-31和對比例F這組實(shí)施例比較包含形狀確定顆粒的涂覆磨料(實(shí)施例29-31)與不含形狀確定顆粒的涂覆磨料。實(shí)施例29形狀確定的顆粒按制造形狀確定的顆粒的一般程序VII制造。除了空腔尺寸不同外，實(shí)施例30形狀確定的顆粒按制造形狀確定的顆粒的一般程序VII來制造。對于實(shí)施例30和31，角錐體的高度約為350微米，底面各邊的長度約為1020微米。以150英尺/分鐘(46米/分鐘)的較慢速度來加工實(shí)施例31的形狀確定的顆粒。首先使用高剪切混合機(jī)將用量(以份數(shù)表示)如下表9所列的TMPTA、TATHEIC、PH1、MSCA和ASF混合在一起用來制備助磨劑淤漿。接著，將助磨劑逐漸加入此粘合劑前體作為助磨劑淤漿。
表9實(shí)施例29-31的助磨劑淤漿的配方
實(shí)施例29的涂覆磨料按制造涂覆磨料制品的一般程序IV制造。對于實(shí)施例29，助磨劑顆粒的重量約為230克/平方米。
除了下述不同外，實(shí)施例30的涂覆磨料按制造涂覆磨料制品的一般程序IV制造。不將助磨劑顆粒滴涂到膠結(jié)涂層前體上。在膠結(jié)涂層前體固化后，將上膠結(jié)前體涂層施涂到膠結(jié)涂層上。上膠結(jié)前體涂層是常規(guī)的冰晶石填充的酚醛樹脂。將助磨劑顆粒涂覆到重量約為180克/平方米的濕上膠結(jié)前體涂層上。接著，加熱所得的結(jié)構(gòu)物體，使樹脂固化。
除了下述不同外，實(shí)施例31的涂覆磨料按制造涂覆磨料制品的一般程序IV制造。不將助磨劑顆粒滴涂到濕膠結(jié)涂層上。將助磨劑顆粒滴涂進(jìn)入重量約為110克/平方米的初始接合涂層前體上，代替棕色的氧化鋁磨粒。另外，將常規(guī)的上膠結(jié)前體涂層施涂到膠結(jié)涂層上，并加熱固化上膠結(jié)前體粘合劑。上膠結(jié)前體涂層是常規(guī)的四氟硼酸鉀填充的溶劑基環(huán)氧樹脂。
除了下述不同外，對比例F的涂覆磨料按制造涂覆磨料制品的一般程序IV制造。不將形狀確定的助磨劑顆粒滴涂到濕膠結(jié)涂層前體上。另外，將常規(guī)的上膠結(jié)前體涂層施涂到膠結(jié)涂層上，并加熱固化上膠結(jié)前體粘合劑。上膠結(jié)前體涂層是常規(guī)的四氟硼酸鉀填充的溶劑基環(huán)氧樹脂。
按測試方法IlI、IV和V測試實(shí)施例29-31和對比例F的所得涂覆磨料。測試結(jié)果分別列于表10、11和12中。
表10測試方法III實(shí)施例29-31和對比例F
表11 測試方法IV實(shí)施例29、30和31以及對比例F<
表12測試方法V實(shí)施例29、30和31以及對比例F
上述研磨數(shù)據(jù)表明，在不同的研磨條件下可以達(dá)到不同水平的研磨性能。
實(shí)施例32-40這組實(shí)施例表明了采用不同助磨劑原粒制造形狀確定助磨劑顆粒的情況。用于制造這組實(shí)施例的形狀確定的助磨劑顆粒的組合物配方列于表13中。
表13實(shí)施例32-40的助磨劑淤漿的配方
表13實(shí)施例32-40的助磨劑淤漿的配方(續(xù))
*FES是硫化鐵助磨劑(FeS2)除了運(yùn)行速度為100英尺/分鐘(30.5米/分鐘)外，實(shí)施例32和37的形狀確定的助磨劑顆粒按實(shí)施例31相同的方法制造。
除了運(yùn)行速度為50英尺/分鐘(16米/分鐘)外，實(shí)施例33的形狀確定的助磨劑顆粒按實(shí)施例31相同的方法制造。
除了運(yùn)行速度為100英尺/分鐘(30.5米/分鐘)外，實(shí)施例34、35和36形狀確定的助磨劑顆粒按實(shí)施例31相同的方法制造。另外，顆粒從載體帶上去除時(shí)趨于以片的形式脫離，不是以離散顆粒的形式脫離。對這些片進(jìn)行球磨，將片轉(zhuǎn)變成離散顆粒。
除了載體帶為50微米厚的聚酯膜并且電暈處理機(jī)的功率條件為25％外，實(shí)施例38形狀確定的助磨劑顆粒按實(shí)施例29相同的方法制造。另外，運(yùn)行速度變?yōu)?50英尺/分鐘(46米/分鐘)。
除了載體帶為50微米厚的聚酯膜并且電暈處理機(jī)的功率條件為25％外，實(shí)施例39的形狀確定的助磨劑顆粒按實(shí)施例30相同的方法制造。另外，運(yùn)行速度變?yōu)?00英尺/分鐘(31米/分鐘)。
除了顆粒尺寸不同外，實(shí)施例40形狀確定的助磨劑顆粒按實(shí)施例39相同的方法制造。顆粒是正方形底面的角錐體，該角錐體的高度約為560微米，基底各邊的長度約為1490微米。
權(quán)利要求
1.一種涂覆磨料制品，它包含(a)具有前后表面的背襯；(b)在背襯前表面上的初始接合涂層；(c)粘合到位于背襯上初始接合涂層上的磨料層，該磨料層包含(1)許多磨粒；(2)許多形狀確定的助磨劑顆粒，這些形狀確定的助磨劑顆粒包含粘合劑和許多助磨劑原粒，這些形狀確定的助磨劑顆粒占據(jù)磨料層上約5-90％的表面積；(d)在磨料層上的膠結(jié)涂層。
2.如權(quán)利要求1所述的涂覆磨料制品，其中形狀確定的助磨劑顆粒占據(jù)磨料層上約20-40％的表面積。
3.如權(quán)利要求1所述的涂覆磨料制品，其中磨粒選自熔凝氧化鋁、陶瓷氧化鋁、熱處理過的氧化鋁、碳化硅、氧化鋁氧化鋯、金剛石、二氧化鈰、立方氮化硼、石榴石和它們的混合物。
4.如權(quán)利要求1所述的涂覆磨料制品，其中形狀確定的助磨劑顆粒的大小約為0.1-2500微米。
5.如權(quán)利要求1所述的涂覆磨料制品，其中形狀確定的助磨劑顆粒的大小約為0.1-500微米。
6.如權(quán)利要求1所述的涂覆磨料制品，其中形狀確定的助磨劑顆粒的形狀選自角錐體、圓錐體、棱柱體、球體和橢圓體。
7.如權(quán)利要求1所述的涂覆磨料制品，其中形狀確定的助磨劑顆粒是三角形底面的角錐體。
8.如權(quán)利要求1所述的涂覆磨料制品，其中形狀確定的助磨劑顆粒是四邊形底面的角錐體。
9.如權(quán)利要求1所述的涂覆磨料制品，其中粘合劑是由粘合劑前體制成的，所述粘合劑前體選自丙烯酸酯化的聚氨酯樹脂、丙烯酸酯化的環(huán)氧樹脂、烯屬不飽和樹脂、含側(cè)鏈不飽和羰基的氨基塑料樹脂、含至少一個(gè)側(cè)鏈丙烯酸酯基的異氰脲酸酯衍生物和含至少一個(gè)側(cè)鏈丙烯酸酯基的異氰酸酯衍生物。
10.如權(quán)利要求9所述的涂覆磨料制品，其中粘合劑前體還包含自由基引發(fā)劑。
11.如權(quán)利要求1所述的涂覆磨料制品，其中形狀確定的助磨劑顆粒還包含至少一種選自下述物質(zhì)的添加劑，填料、纖維、抗靜電劑、潤滑劑、潤濕劑、表面活性劑、顏料、染料、偶合劑、增塑劑和懸浮劑。
12.如權(quán)利要求1所述的涂覆磨料制品，其中形狀確定的助磨劑顆粒包含5-95重量％的助磨劑原粒和95-5重量％的粘合劑。
13.如權(quán)利要求1所述的涂覆磨料制品，其中形狀確定的助磨劑顆粒包含30-75重量％的助磨劑原粒和70-25重量％的粘合劑。
14.如權(quán)利要求1所述的涂覆磨料制品，其中助磨劑原粒選自氯化鈉、鉀冰晶石、鈉冰晶石、銨冰晶石、四氟硼酸鉀、四氟硼酸鈉、氟化硅、氯化鉀、氯化鎂和它們的混合物。
15.如權(quán)利要求1所述的涂覆磨料制品，其中初始接合涂層選自酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、脲-甲醛樹脂、丙烯酸酯樹脂、丙烯酸酯化的環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯化的聚氨酯樹脂、含側(cè)鏈α，β-不飽和羰基的氨基塑料樹脂、馬來酰亞胺樹脂和聚氨酯樹脂。
16.如權(quán)利要求1所述的涂覆磨料制品，其中膠結(jié)涂層選自酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、脲-甲醛樹脂、丙烯酸酯樹脂、丙烯酸酯化的環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯化的聚氨酯樹脂、含側(cè)鏈α，β-不飽和羰基的氨基塑料樹脂、馬來酰亞胺樹脂和聚氨酯樹脂。
17.如權(quán)利要求1所述的涂覆磨料制品，其中背襯選自紙張、非織造基材、聚合物膜、底涂過的聚合物膜、布料、硬化紙板、它們的混合物和它們處理過的形式。
18.一種粘結(jié)的磨料制品，它包含(a)粘結(jié)介質(zhì)；(b)許多磨粒；(c)許多形狀確定的助磨劑顆粒，這些形狀確定的助磨劑顆粒包含粘合劑和許多助磨劑原粒，這些形狀確定的助磨劑顆粒的體積百分?jǐn)?shù)約為5-85％；并且粘結(jié)介質(zhì)用于由磨粒和形狀確定助磨劑顆粒的形成一定形狀的物體。
19.如權(quán)利要求18所述的粘結(jié)的磨料制品，其中形狀確定的助磨劑顆粒的體積百分?jǐn)?shù)約為5-75％。
20.如權(quán)利要求18所述的磨料制品，其中磨粒選自熔凝氧化鋁、陶瓷氧化鋁、熱處理過的氧化鋁、碳化硅、氧化鋁氧化鋯、金剛石、二氧化鈰、立方氮化硼、石榴石和它們的混合物。
21.如權(quán)利要求18所述的粘結(jié)的磨料制品，其中形狀確定的助磨劑顆粒的大小約為0.1-2500微米。
22.如權(quán)利要求18所述的粘結(jié)的磨料制品，其中形狀確定的助磨劑顆粒的大小約為0.1-500微米。
23.如權(quán)利要求18所述的粘結(jié)的磨料制品，其中形狀確定的助磨劑顆粒的形狀選自角錐體、圓錐體、棱柱體、球體和橢圓體。
24.如權(quán)利要求18所述的粘結(jié)的磨料制品，其中形狀確定的助磨劑顆粒是三角形底面的角錐體。
25.如權(quán)利要求18所述的粘結(jié)的磨料制品，其中形狀確定的助磨劑顆粒是四邊形底面的角錐體。
26.如權(quán)利要求18所述的粘結(jié)的磨料制品，其中粘合劑是由粘合劑前體制成的，所述粘合劑前體選自丙烯酸酯化的聚氨酯樹脂、丙烯酸酯化的環(huán)氧樹脂、烯屬不飽和樹脂、含側(cè)鏈不飽和羰基的氨基塑料樹脂、含至少一個(gè)側(cè)鏈丙烯酸酯基的異氰脲酸酯衍生物和含至少一個(gè)側(cè)鏈丙烯酸酯基的異氰酸酯衍生物。
27.如權(quán)利要求26所述的粘結(jié)的磨料制品，其中粘合劑前體還包含自由基引發(fā)劑。
28.如權(quán)利要求18所述的粘結(jié)的磨料制品，其中形狀確定的助磨劑顆粒還包含至少一種選自下述物質(zhì)的添加劑，填料、纖維、抗靜電劑、潤滑劑、潤濕劑、表面活性劑、顏料、染料、偶合劑、增塑劑和懸浮劑。
29.如權(quán)利要求18所述的粘結(jié)的磨料制品，其中形狀確定的助磨劑顆粒包含5-95重量％的助磨劑原粒和95-5重量％的粘合劑。
30.如權(quán)利要求18所述的粘結(jié)的磨料制品，其中形狀確定的助磨劑顆粒包含25-75重量％的助磨劑原粒和75-25重量％的粘合劑。
31.如權(quán)利要求1所述的涂覆磨料制品，其中助磨劑原粒選自氯化鈉、鉀冰晶石、鈉冰晶石、銨冰晶石、四氟硼酸鉀、四氟硼酸鈉、氟化硅、氯化鉀、氯化鎂和它們的混合物。
32.如權(quán)利要求18所述的粘結(jié)的磨料制品，其中粘結(jié)介質(zhì)選自酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、脲-甲醛樹脂、丙烯酸酯樹脂、丙烯酸酯化的環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯化的聚氨酯樹脂、含側(cè)鏈α，β-不飽和羰基的氨基塑料樹脂、馬來酰亞胺樹脂和聚氨酯樹脂。
33.一種涂覆磨料制品，它包含(a)具有前后表面的背襯；(b)在背襯前表面上的初始接合涂層；(c)通過所述初始接合涂層粘合到背襯前表面上的許多形狀確定的研磨顆粒，這些形狀確定的研磨顆粒包含許多分布在粘合劑中的磨粒，并且粘合劑從包含可熔酚醛樹脂和可自由基固化樹脂的混合物的粘合劑前體制得；(d)在形狀確定的研磨顆粒上的膠結(jié)涂層。
34.如權(quán)利要求33所述的涂覆磨料制品，其中可熔酚醛樹脂與可自由基固化的樹脂的重量比約為10-90重量份酚醛樹脂∶10-90重量份可自由基固化的樹脂。
35.如權(quán)利要求33所述的涂覆磨料制品，其中可熔酚醛樹脂與可自由基固化的樹脂的重量比約為20-60重量份酚醛樹脂∶20-60重量份可自由基固化的樹脂。
36.如權(quán)利要求33所述的磨料制品，其中磨粒選自熔凝氧化鋁、陶瓷氧化鋁、熱處理過的氧化鋁、碳化硅、氧化鋁氧化鋯、金剛石、二氧化鈰、立方氮化硼、石榴石和它們的混合物。
37.如權(quán)利要求33所述的涂覆磨料制品，其中形狀確定的研磨顆粒的大小約為0.1-2500微米。
38.如權(quán)利要求33所述的涂覆磨料制品，其中形狀確定的研磨顆粒的大小約為0.1-500微米。
39.如權(quán)利要求33所述的涂覆磨料制品，其中形狀確定的研磨顆粒的形狀選自角錐體、圓錐體、棱柱體、球體和橢圓體。
40.如權(quán)利要求33所述的涂覆磨料制品，其中粘合劑前體還包含自由基引發(fā)劑。
41.如權(quán)利要求33所述的涂覆磨料制品，其中形狀確定的研磨顆粒還包含至少一種選自下述物質(zhì)的添加劑，填料、纖維、抗靜電劑、潤滑劑、潤濕劑、表面活性劑、顏料、染料、偶合劑、增塑劑和懸浮劑。
42.如權(quán)利要求33所述的涂覆磨料制品，其中形狀確定的研磨顆粒包含5-95重量％的磨粒和95-5重量％的粘合劑。
43.如權(quán)利要求33所述的涂覆磨料制品，其中形狀確定的研磨顆粒包含25-75重量％的磨粒和75-25重量％的粘合劑。
44.如權(quán)利要求33所述的涂覆磨料制品，其中初始接合涂層選自酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、脲-甲醛樹脂、丙烯酸酯樹脂、丙烯酸酯化的環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯化的聚氨酯樹脂、含側(cè)鏈α，β-不飽和羰基的氨基塑料樹脂、馬來酰亞胺樹脂和聚氨酯樹脂。
45.如權(quán)利要求33所述的涂覆磨料制品，其中膠結(jié)涂層選自酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、脲-甲醛樹脂、丙烯酸酯樹脂、丙烯酸酯化的環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯化的聚氨酯樹脂、含側(cè)鏈α，β-不飽和羰基的氨基塑料樹脂、馬來酰亞胺樹脂和聚氨酯樹脂。
46.如權(quán)利要求33所述的涂覆磨料制品，其中背襯選自紙張、非織造基材、聚合物膜、底涂過的聚合物膜、布料、硬化紙板、它們的混合物和它們處理過的形式。
47.一種粘結(jié)的磨料制品，它包含(a)粘結(jié)介質(zhì)；(b)許多形狀確定的研磨顆粒，這些形狀確定的研磨顆粒包含許多分布在粘合劑中的磨粒，并且粘合劑從包含可熔酚醛樹脂和可自由基固化樹脂的混合物的粘合劑前體制得；并且粘結(jié)介質(zhì)由形狀確定的研磨顆粒形成一定形狀的物體。
48.如權(quán)利要求47所述的粘結(jié)的磨料制品，其中可熔酚醛樹脂與可自由基固化的樹脂的重量比約為10-90重量份酚醛樹脂∶10-90重量份可自由基固化的樹脂。
49.如權(quán)利要求47所述的粘結(jié)的磨料制品，其中可熔酚醛樹脂與可自由基固化的樹脂的重量比約為20-60重量份酚醛樹脂∶20-60重量份可自由基固化的樹脂。
50.如權(quán)利要求47所述的磨料制品，其中磨粒選自熔凝氧化鋁、陶瓷氧化鋁、熱處理過的氧化鋁、碳化硅、氧化鋁氧化鋯、金剛石、二氧化鈰、立方氮化硼、石榴石和它們的混合物。
51.如權(quán)利要求47所述的粘結(jié)的磨料制品，其中形狀確定的研磨顆粒的大小約為0.1-2500微米。
52.如權(quán)利要求47所述的粘結(jié)的磨料制品，其中形狀確定的研磨顆粒的大小約為0.1-500微米。
53.如權(quán)利要求47所述的粘結(jié)的磨料制品，其中形狀確定的研磨顆粒的形狀選自角錐體、圓錐體、棱柱體、球體和橢圓體。
54.如權(quán)利要求47所述的粘結(jié)的磨料制品，其中粘合劑前體還包含自由基引發(fā)劑。
55.如權(quán)利要求47所述的粘結(jié)的磨料制品，其中形狀確定的研磨顆粒還包含至少一種選自下述物質(zhì)的添加劑，填料、纖維、抗靜電劑、潤滑劑、潤濕劑、表面活性劑、顏料、染料、偶合劑、增塑劑和懸浮劑。
56.如權(quán)利要求47所述的粘結(jié)的磨料制品，其中形狀確定的研磨顆粒包含5-95重量％的磨粒和95-5重量％的粘合劑。
57.如權(quán)利要求47所述的粘結(jié)的磨料制品，其中形狀確定的研磨顆粒包含25-75重量％的磨粒和75-25重量％的粘合劑。
58.如權(quán)利要求47所述的粘結(jié)的磨料制品，其中初始接合涂層選自酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、脲-甲醛樹脂、丙烯酸酯樹脂、丙烯酸酯化的環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯化的聚氨酯樹脂、含側(cè)鏈α，β-不飽和羰基的氨基塑料樹脂、馬來酰亞胺樹脂和聚氨酯樹脂。
59.一種涂覆磨料制品，它包含(a)具有前后表面的背襯；(b)在背襯前表面上的初始接合涂層；(c)許多粘合到初始接合涂層上的磨粒；(d)位于磨料層上的膠結(jié)涂層，這種膠結(jié)涂層包含粘結(jié)介質(zhì)，該粘結(jié)介質(zhì)中包含許多部分嵌入粘結(jié)介質(zhì)中的形狀確定的助磨劑顆粒。
60.一種制造涂覆磨料制品的方法，它包括如下步驟(a)提供具有前后表面的背襯；(b)將初始接合涂層前體施涂到背襯的前表面上；(c)將許多磨粒至少部分嵌入初始接合涂層前體中；(d)使初始接合涂層前體轉(zhuǎn)變成初始接合涂層；(e)將膠結(jié)涂層前體施涂到磨粒上，該膠結(jié)涂層前體包含粘結(jié)介質(zhì)；(f)使許多形狀確定的助磨劑顆粒至少部分嵌入膠結(jié)涂層前體中；(g)使背襯、初始接合涂層、磨粒和膠結(jié)涂層前體處于一定條件下，使膠結(jié)涂層前體轉(zhuǎn)變成膠結(jié)涂層，從而制成涂覆磨料制品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包含形狀確定的顆粒的磨料制品。該磨料制品可為涂覆磨料制品、粘結(jié)的磨料制品或非織造磨料制品。形狀確定的顆粒還可以包含磨粒、填料、助磨劑和潤滑劑。形狀確定的顆粒可按下述方法制得:(a)提供一種三維體的制造工具,它具有至少一個(gè)連續(xù)的表面,所述連續(xù)表面上至少形成有一個(gè)開孔,所述至少一個(gè)開孔為進(jìn)入所述三維體中的空腔提供人口;(b)提供一種能將包含熱固性樹脂的粘合劑前體通過所述至少一個(gè)開孔引入所述至少一個(gè)空腔中的分配裝置;(c)在固化區(qū)中提供一個(gè)使所述粘合劑前體至少部分固化的裝置;(d)將所述粘合劑前體引入所述至少一個(gè)空腔的至少一部分空間中;(e)連續(xù)地令所述至少一個(gè)空腔通過所述固化區(qū)移動(dòng),使所述粘合劑前體至少部分固化,獲得形狀與已引入粘合劑前體的空腔空間的相對應(yīng)的、可處置的固化粘合劑;(f)從所述至少一個(gè)空腔中去除所述粘合劑;和(g)將所述粘合劑轉(zhuǎn)變形成形狀確定的顆粒。步驟(f)和(g)可以同時(shí)進(jìn)行?？梢詫㈩w粒粘合在一起制成一定形狀的物體如砂輪;或者,可以將顆粒粘合到背襯上,制成涂覆磨料制品;再或者可以將顆粒粘合到非織造的纖維基村上,制成非織造磨料制品。
文檔編號B24D11/00GK1229376SQ9618043
公開日1999年9月22日 申請日期1996年9月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月11日
發(fā)明者S·R·卡勒, J·J·加利亞爾迪, T·W·拉基, E·G·拉森, L·L·馬丁, J·W·納爾森 申請人:美國3M公司