CN101426619A - 压印的结构化磨料制品及其制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种压印的结构化磨料制品，其具有非弹性的致密热塑性膜背衬和结构化的磨料层。所述背衬和所述结构化磨料层都具有叠加的压印特征。本文还公开了压印的结构化磨料制品的制备和使用方法。

Description

压印的结构化磨料制品及其制备和使用方法
背景技术
在制备和修理具有光滑饰面的这类制品时，光滑饰面的外观很重要。用于形成光滑饰面的实例包括机动车和船舶的透明涂层饰面、涂漆饰面等。在涂敷这类饰面的过程中，通常会有灰尘颗粒(通常称作“尘点”)意外进入饰面中。这些尘点会降低饰面的美观效果，并且需要一个或多个附加步骤来将其减少或移除(即砂光)。
多年以来，市面上一直售有一类通常已知的“结构化磨料”制品用于制备和修理光滑饰面；因为它们涉及到例如机动车、卡车、船只等。
结构化磨料制品具有附连到背衬上的结构化磨料层，并且通常与可选地包含表面活性剂的液体(例如水)结合使用。结构化磨料层具有多种成型的研磨复合物(通常具有微小的尺寸)，每种复合物具有磨粒和粘合剂。在许多情况下，成型的研磨复合物被精确地成型，例如，按照各种几何形状(例如棱锥)成型。这类结构化磨料制品的实例包括明尼苏达州圣保罗(St.Paul，Minnesota)的3M公司以商品名“TRIZACT”销售的磨料制品。
在许多情况下，常规的结构化磨料制品存在“粘滞”问题，也就是说，当在工业中典型的潮湿研磨工艺中使用时，除非采取特殊的设计或工序减轻这个问题，研磨表面趋向于粘住工件。粘滞使得研磨过程难以控制，并且移动和控制常规的结构化磨料制品需要更多的力，这会导致其上安装的任何研磨工具无法稳定控制，并且如果撞击到不期望的区域(诸如车侧后视镜或模铸车身)，最终将导致工件(如汽车)受损。粘滞常常以不受控的方式断开，这往往是由结构化磨料制品从研磨基底表面突然分离所引起。这通常会伴随这样的过程：其中结构化磨料制品松开，并很可能在工件表面上滑过，而几乎没有进行实际研磨。
结构化磨料制品(例如，研磨盘)常常与装配在工具(例如，圆盘砂光机)上的可压缩支撑片(例如，泡沫或非织造材料)联合使用。在这类应用中，结构化磨料制品通常具有附连界面层(例如，钩状织物或粘合剂)，用于在使用过程中将磨料制品附连到支撑片上。支撑片的可压缩性向磨料制品提供一定程度的贴合性，可以有助于(例如)研磨曲面。对于手持的结构化磨料制品(例如，砂光圆盘)，制品的自身构造中有时会包括泡沫层，用于提供贴合性。然而，可压缩层(诸如泡沫或非织物)的存在会导致结构化磨料制品骑压表面缺陷(如尘点)，并且只会将这类表面缺陷打磨光滑，而不会将其移除。
此外，在使用具有附连到泡沫层上的结构化磨料层的结构化磨料制品进行研磨的过程中时，磨料制品可能会在磨料层仍可使用时因某次受力过大而导致失效。这类过早的失效可能会发生在(例如)磨料层从泡沫背衬上分离和/或引起泡沫背衬受损的情况下。
发明内容
在一个方面，本发明涉及压印的结构化磨料制品，其由以下组成：
具有第一和第二主表面的背衬，该背衬包括非弹性的致密热塑性膜；
可选的粘合剂层，该粘合剂层接触并附连到第一主表面上，并与其共延；
结构化磨料层，该磨料层接触并附连到背衬的第一表面或可选的粘合剂层上，并与其共延，其中结构化磨料层由精确成型的外凸研磨复合物(包括磨粒和粘合剂)组成，并且其中背衬和结构化磨料层都具有叠加的压印特征；以及
附连到第二主表面上的可选的附连界面层；
其中，压印的结构化磨料制品不含多孔的弹性组分。
在另一方面，本发明涉及研磨工件的方法，该方法包括：
a)提供根据本发明的压印的结构化磨料制品；
b)提供其上具有硬化聚合物层的工件；
c)使结构化磨料层的至少一部分与聚合物层摩擦接触；以及
d)使工件和结构化磨料层中的至少一个相对于另一个移动，以研磨聚合物层的至少一部分。
在又一方面，本发明涉及制备压印的结构化磨料制品的方法，该方法包括：
提供具有第一和第二主表面的背衬，该背衬还包括非弹性的致密热塑性膜；
将粘合剂层附连到第一主表面上，使二者接触并共延；
将结构化磨料层附连到粘合剂层上，使二者接触并共延，其中结构化磨料层由精确成型的外凸研磨复合物组成，该复合物包括磨粒和粘合剂；
压印背衬和结构化磨料层，以便在背衬和结构化磨料层上提供叠加的压印特征；
可选地将附连界面层附连到第二主表面上；并且
从而提供不含多孔弹性组分的压印的结构化磨料制品。
在又一方面，本发明提供了制备压印的结构化磨料制品的方法，该方法包括：
提供具有第一和第二主表面的非弹性的致密热塑性膜背衬；
将结构化磨料层附连到背衬上，其中结构化磨料层与粘合剂层接触并共延，并且其中结构化磨料层由精确成型的外凸研磨复合物组成，该复合物包括磨粒和粘合剂；
压印背衬和结构化磨料层，以便在背衬和结构化磨料层上提供叠加的压印特征；
可选地将附连界面层附连到第二主表面上；并且
从而提供不含多孔弹性组分的压印的结构化磨料制品。
根据本发明的结构化磨料制品通常同时呈现研磨和粘滞特性，这使其适于对光滑饰面进行砂光。
在本专利申请中：
当施用于任何两个部件时，“附连的”是指所述部件无法轻易分离。
涉及磨料层或背衬时，“压印特征”指分别相对于该磨料层或背衬的相邻表面看起来为凸起或凹陷的特征，并且不包括仅由各研磨复合物自身形状产生的特征。
“压印的”是指由工艺形成，其中施加足够的压力(可选地在足够温度下)将工具的图案化表面压到物体上，以便在该物体上赋予可识别的反相图案。
“致密的”是指基本上不含封闭的空隙或孔。致密的薄膜可以在预定位置处具有穿孔。
“非弹性的”是指拉伸或膨胀至少10％后不容易恢复原形。
“精确成型的研磨复合物”是指研磨复合物，其中研磨复合物的形状由相对光滑的经表面处理的侧面限定，所述侧面由界限清楚、具有明显端点长度的截然不同的边缘加以界定和接合(例如，由不同侧面的交线所限定的端点)。术语“界定”和“边界”是指每个研磨复合物的裸露表面和边缘，所述裸露表面和边缘限定并定义了每个研磨复合物的实际三维形状。当在扫描电镜下观察磨料制品的横截面时，很容易看见和辨别这些边界。即使复合物沿其基部上的共同边界彼此邻接，也可以通过这些边界将一个精确成型的研磨复合物与其它研磨复合物进行分离和区别。相比之下，在没有精确形状的研磨复合物中，边界和边缘没有明确限定(例如，在研磨复合物固化完成前，研磨复合物在此下垂)。
“弹性的”是指被压缩后能够恢复原来的形状或位置。
附图说明
图1A为根据本发明一个实施例的示例性压印结构化磨料制品的示意性侧视图；
图1B为磨料层130的局部放大视图；
图2为根据本发明一个实施例的示例性压印结构化磨料制品的示意性侧视图；
图3为根据本发明一个实施例的示例性压印结构化磨料制品的示意透视图；
图4为根据本发明一个实施例的另一个示例性压印结构化磨料制品的示意透视图；以及
图5为根据本发明一个实施例的又一个示例性压印结构化磨料制品的示意透视图。
具体实施方式
现在参见图1A和1B，示例性压印结构化磨料制品100由非弹性的致密热塑性膜背衬110组成，该背衬具有第一主表面和第二主表面，分别为117和115。可选的粘合剂层120接触并且附连到第一主表面117上，并且与其共延。结构化磨料层130接触并且附连到薄膜背衬110的第一主表面117(如果不存在可选的粘合剂层120)或可选的粘合剂层120(如存在)上，并与其共延。结构化磨料层130由精确成型的外凸研磨复合物135(如图1B所示)组成，该研磨复合物135包括磨粒137和粘合剂138。薄膜背衬110和结构化磨料层都具有叠加的压印特征150。可选的附连界面层140附连到第二主表面115上。压印的结构化磨料制品100不含多孔的弹性组分。
图2示出了另一个示例性压印的结构化磨料制品。示例性压印的结构化磨料制品200由非弹性的致密热塑性膜背衬210组成，该背衬具有第一主表面和第二主表面，分别为217和215。可选的粘合剂层220接触并且附连到第一主表面217上，并与其共延。结构化磨料层230接触并附连到薄膜背衬210的第一主表面217(如果不存在可选的粘合剂层220)或可选的粘合剂层220(如存在)上，并与其共延。结构化磨料层230由精确成型的外凸研磨复合物135(如图1B所示)组成，该研磨复合物135包括磨粒137和粘合剂138。薄膜背衬210和结构化磨料层230都具有叠加的压印特征250。可选的附连界面层240附连到第二主表面215上。压印的结构化磨料制品200不含多孔的弹性组分。
可以在磨料层中压印出多种成型的特征，以便根据本发明形成压印的结构化磨料制品。一般来讲，结构化磨料层是连续的；然而，根据压印特征的范围及其锐度，磨料层可以仅为内部有细小应力裂纹的基本上连续的层，或基本上垂直的不连续层(例如，由压印步骤所形成的层)。
在一个实施例中(如图3所示)，示例性压印的结构化磨料制品300具有结构化磨料层360，该磨料层上具有叠加的凹痕350，该凹痕压入结构化磨料层360和非弹性的致密热塑性膜背衬310(未详细示出)内。
在另一个实施例中(如图4所示)，示例性压印的结构化磨料制品400具有结构化磨料层460和叠加的柱450，这些叠加的柱被压入结构化磨料层460和非弹性的致密热塑性膜背衬410(未详细示出)内。
在又一个实施例中(如图5所示)，示例性压印的结构化磨料制品500具有结构化磨料层530，该磨料层具有起伏叠加的表面特征，该表面特征压入结构化磨料层530和非弹性的致密热塑性膜背衬510(未详细示出)内。
根据本发明的压印的结构化磨料制品不含弹性可压缩层，诸如(例如)泡沫。有利的是，这消除了弹性可压缩层和其它层之间的分层问题，诸如(例如)，进行某些研磨处理时的结构化研磨构件；这是一个持续困扰这类磨料制品的问题。
背衬为包括热塑性聚合物的非弹性的致密热塑性膜，该薄膜可以包含多种添加剂。适合的添加剂的实例包括着色剂、加工助剂、强化纤维、热稳定剂、UV稳定剂和抗氧化剂。可用的填料的实例包括粘土、碳酸钙、玻璃珠、滑石粉、黏土、云母、木屑和炭黑。背衬可以是复合膜，例如具有两个或更多个分立层的共挤薄膜。
适合的热塑性聚合物包括(例如)聚烯烃(例如聚乙烯和聚丙烯)、聚酯(如聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酰胺(如尼龙-6和尼龙-6，6)、聚酰亚胺、聚碳酸酯以及它们的组合物和共混物。
通常，背衬的平均厚度在至少1密耳(25微米)至100密耳(2500微米)的范围内，但也可以采用该范围以外的厚度。当然，背衬的厚度也会变化，例如，因压印而变化。
可选的粘合剂层可以是具有足够强度的任何粘合剂材料，以便在研磨过程中保持磨料层和背衬之间的粘合力。适合的粘合剂的实例包括热熔粘合剂、压敏粘合剂(例如，乳胶压敏粘合剂或压敏粘合剂反光贴膜)、热固性热塑性粘合剂和胶水。
结构化磨料层通常由外凸的有规成型研磨复合物组成，该复合物包括磨粒和粘合剂。如本文所用，术语“研磨复合物”是指包括分散在粘合剂内的磨粒的本体。结构化磨料层可以是连续的或不连续的层，例如，它可以具有不含成型研磨复合物的区域。成型的研磨复合物通常按照预定的图案或阵列布置在背衬上，但并非要求如此。
成型的研磨复合物可以具有基本上相同的形状和/或尺寸，或为各种形状和/或尺寸的研磨复合物的混合物。
在一些实施例中，成型的研磨复合物的至少一部分可以包括“精确成型的”研磨复合物。这意味着成型的研磨复合物由相对光滑的经表面处理的侧面所限定，所述侧面由界限清楚、具有明显端点长度的截然不同的边缘加以界定和接合，这些端点由不同侧面的交线所限定。术语“界定”和“边界”是指每个复合物的裸露表面和边缘，所述裸露表面和边缘限定并定义了每个成型的研磨复合物的实际三维形状。当在扫描电镜下观察磨料制品的横截面时，很容易看见和辨别这些边界。即使复合物沿其基部上的共同边界彼此邻接，也可以通过这些边界将一个精确成型的研磨复合物与其它研磨复合物进行分离和区别。相比之下，在没有精确形状的成型的研磨复合物中，边界和边缘没有被很好地限定(例如，在研磨复合物固化完成前，研磨复合物在此下垂)。
可以对成型的研磨复合物进行这样的布置：使研磨复合物的一些工作表面从结构化磨料层的抛光面上凹陷。
研磨复合物内可以包括任何磨粒。通常，磨粒的莫氏硬度至少为8，或甚至为9。这类磨粒的实例包括氧化铝、熔融氧化铝、陶瓷氧化铝、白色熔融氧化铝、热处理氧化铝、硅石、碳化硅、绿色碳化硅、氧化铝-氧化锆、金刚石、氧化铁、二氧化铈、立方氮化硼、石榴石、硅藻土、溶胶-凝胶衍生的磨粒，以及它们的组合。
通常，磨粒具有小于或等于1500微米的平均粒度，但也可以采用该范围以外的平均粒度。对于修理和精修应用，可用磨粒尺寸的典型范围是：平均粒度在至少0.01、1、3乃至5微米到最多(并且包括)35、100、250、500乃至多达1,500微米的范围内变化。
磨粒分散在粘合剂内以形成研磨复合物。粘合剂可以为热塑性粘合剂；典型地为热固性粘合剂。可用于研磨复合物的适合的粘合剂的实例包括酚醛、氨基塑料、氨基甲酸酯、环氧树脂、丙烯酸树脂、氰酸酯、异氰脲酸酯、胶水，以及它们的组合。通常，通过至少部分地固化(聚合)相应的粘合剂前体(通常在存在适合的固化剂(例如，光引发剂、热固化剂和/或催化剂)的情况下)来制备粘合剂。
粘合剂是由粘合剂前体形成。在制备结构化磨料制品的过程中，热固性粘合剂前体被暴露在能量源中，该能量源有助于引发聚合反应或固化过程。能量源的实例包括热能和辐射能，其中辐射能包括电子束、紫外光和可见光。
经过此聚合反应过程之后，粘合剂前体被转化为凝固粘合剂。对于作为另外一种选择的热塑性粘合剂前体，在制备磨料制品的过程中需将热塑性粘合剂前体冷却到粘合剂前体凝固的程度。在粘合剂前体凝固之后，即会形成研磨复合物。
热固性树脂主要有两类：缩合固化树脂和加成聚合树脂。由于加成聚合树脂通过暴露在辐射能下容易进行固化，因而较为有利。加成聚合树脂可通过阳离子机理或自由基机理进行聚合。根据所采用的能量源和粘合剂前体化学性质的不同，有时优选采用固化剂、引发剂或催化剂来帮助引发聚合反应。
典型的粘合剂前体的实例包括酚醛树脂、脲醛树脂、氨基塑料树脂、氨基甲酸酯树脂、三聚氰胺甲醛树脂、氰酸酯树脂、异氰脲酸酯树脂、丙烯酸树脂(例如，氨酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂、烯键式不饱和化合物、具有α，β-不饱和羰基团支链的氨基塑料衍生物、具有至少一个丙烯酸基支链的异氰脲酸酯衍生物，以及具有至少一个丙烯酸基支链的异氰酸酯衍生物)、乙烯基醚、环氧树脂，以及它们的混合物和组合。术语丙烯酸酯涵盖丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
酚醛树脂适用于本发明，并且具有良好的热特性、可得性和相对较低的成本，而且易于处理。酚醛树脂有两类：可溶酚醛树脂和线型酚醛树脂。可溶酚醛树脂中甲醛与酚的摩尔比大于或等于1:1，通常在1.5:1.0至3.0:1.0的范围内。线型酚醛树脂中甲醛与酚的摩尔比为小于1:1。可商购获得的酚醛树脂的实例包括：以已知商品名“DUREZ”和“VARCUM”得自德克萨斯州达拉斯(Dallas，Texas)的奥克西化学公司(Occidental Chemicals Corp.)的酚醛树脂；以商品名“RESINOX”得自密苏里州圣路易斯(Saint Louis，Missouri)的孟山都公司(Monsanto Co.)的酚醛树脂；以及以商品名“AEROFENE”和“AROTAP”得自俄亥俄州都柏林(Dublin，Ohio)的亚什兰专用化学品公司(Ashland SpecialtyChemical Co.)的酚醛树脂。
氨酯丙烯酸树脂是羟基封端的NCO基填充的聚酯或聚醚的二丙烯酸酯。可商购获得的氨酯丙烯酸树脂的实例包括：以商品“UVITHANE 782”得自莫顿聚硫橡胶化学公司(Morton ThiokolChemical)的丙烯酸氨基甲酸酯，以及以商品名“CMD 6600”、“CMD8400”和“CMD 8805”得自乔治亚州士麦那(Smyrna，Georgia)的UCBRadcure公司的氨酯丙烯酸树脂。
环氧丙烯酸树脂是环氧树脂的二丙烯酸酯，诸如双酚A环氧树脂的二丙烯酸酯。可商购获得的环氧丙烯酸树脂的实例包括：以商品名“CMD 3500”、“CMD 3600”和“CMD 3700”得自UCB Radcure公司的环氧丙烯酸树脂。
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、氨基甲酸酯、酰胺和脲基团中。烯键式不饱和化合物优选地具有小于4,000克/摩尔的分子量，并且优选地为由包含脂肪族单羟基基团或脂肪族多羟基基团的化合物与不饱和羧酸(诸如，丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸、马来酸等)发生反应所制成的酯。丙烯酸酯树脂的代表性实例包括甲基丙烯酸甲酯、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、乙二醇甲基丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、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、季戊四醇甲基丙烯酸酯、四丙烯酸季戊四醇酯和季戊四醇四硬脂酸酯。其它烯键式不饱和树脂包括单烯丙基酯、聚烯丙基酯和聚甲基烯丙基酯，以及羧酸的酰胺，诸如，邻苯二甲酸二烯丙酯、己二酸二烯丙酯和N，N-己二烯己二酰二胺。而其它含氮化合物包括三(2-丙烯酰-氧乙基)异氰脲酸酯、1，3，5-三(2-甲基丙烯酰氧乙基)均三嗪、丙烯酰胺、正-甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、正-乙烯基吡咯烷酮和正-乙烯基哌啶酮。
氨基塑料树脂的每个分子或每个低聚物具有至少一个α，β-不饱和羰基基团。这些不饱和的羰基基团可以是丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或丙烯酰胺型基团。这类材料的实例包括正(羟甲基)丙烯酰胺、N，N′-双丙烯酰胺甲醛、邻、对丙烯酰胺甲基化酚、丙烯酰胺甲基化线型酚醛树脂，以及它们的组合。这些材料在美国专利No.4,903,440和5,236,472(均属于科克(Kirk)等人)中被进一步描述。
具有至少一个丙烯酸基支链的异氰脲酸酯衍生物和具有至少一个丙烯酸基支链的异氰酸酯衍生物在美国专利No.4,652,274(贝特彻(Boettcher)等人)中被进一步描述。异氰脲酸酯材料的一个实例是三(羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯。
环氧树脂具有一个或多个环氧基团，并且可以由环氧基团的开环反应聚合而成。这类环氧树脂包括单体环氧树脂和低聚环氧树脂。可用的环氧树脂的实例包括2，2-双[4-(2，3-环氧丙氧基)-苯丙烷](双酚的二缩水甘油醚)和以商品名“EPON 828”、“EPON 1004”、“EPON1001F”得自德克萨斯州休斯顿(Houston，Texas)的壳牌化学公司(ShellChemical Co.)的材料；以及可以商品名“DER-331”、“DER-332”和“DER-334”得自密歇根州米德兰(Midland，Michigan)的陶氏化学公司(Dow Chemical Co.)的材料。其它适合的环氧树脂包括以商品名“DEN-431”和“DEN-428”商购得自陶氏化学公司(Dow Chemical Co.)的苯酚甲醛线型环氧树脂的缩水甘油基醚。
本发明的环氧树脂可以通过添加适合的阳离子固化剂利用阳离子机理聚合而成。阳离子固化剂会产生酸源以引发环氧树脂的聚合反应。这些阳离子固化剂可以包括具有鎓阳离子的盐和包含金属或准金属的络合物阴离子的卤素。
其它阳离子固化剂包括具有有机金属络合物阳离子的盐和包含金属或准金属的络合物阴离子的卤素，所述固化剂在美国专利No.4,751,138(特梅(Tumey)等人)中被进一步描述。另一个实例是有机金属盐和鎓盐，所述有机金属盐和鎓盐在美国专利No.4,985,340(帕拉佐托(Palazzotto)等人)；5,086,086(布朗-温斯利(Brown-Wensley)等人)；和5,376,428(帕拉佐托(Palazzotto)等人)中有所描述。而其它阳离子固化剂包括有机金属络合物的离子型盐，其中金属选自在美国专利No.5,385,954(帕拉佐托(Palazzotto)等人)中描述的元素周期表中IVB、VB、VIB、VIIB和VIIIB族元素。
对于自由基固化树脂，在某些情况下优选的是，研磨浆料还包括自由基固化剂。然而，在采用电子束能量源的情况下，由于电子束本身可以产生自由基，因此并不总是需要固化剂。
自由基热引发剂的实例包括过氧化物，例如，过氧化苯甲酰和偶氮化合物。当暴露在光化学电磁辐射中时，产生自由基源的化合物通常称为光引发剂。暴露在紫外光中产生自由基源时，所采用的光引发剂的实例包括但不限于选自由下列物质组成的组：有机过氧化物、偶氮化合物、醌、二苯甲酮、亚硝基化合物、丙烯酸卤化物、腙、巯基化合物、吡喃鎓化合物、三丙烯酸咪唑、双咪唑、氯烷基三嗪、安息香醚、联苯酰缩酮、噻吨酮和苯乙酮衍生物，以及它们的混合物。暴露在可见辐射中产生自由基源时，所采用的光引发剂的实例可见于美国专利No.4,735,632(奥克斯曼(Oxman)等人)。一种用于可见光的适用光引发剂是以商品名“IR GACURE 369”得自纽约州塔利顿(Tarrytown，New York)的汽巴精化公司(Ciba Specialty Chemicals)的光引发剂。
为了促成上述粘合剂和磨粒之间的缔合桥，可以在磨粒和粘合剂前体的浆料中加入硅烷偶联剂，添加数量典型地在0.01至5重量％之间，更典型地在0.01至3重量％之间，更加典型地在0.01至1重量％之间，但也可以采用例如根据磨粒粒度确定的其它数量。适合的硅烷偶联剂的实例包括(例如)甲基丙烯酰氧丙基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、3，4-环氧环己基甲基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-巯丙基三甲氧基硅烷(例如，分别以商品名“A-174”、“A-151”、“A-172”、“A-186”、“A-187”和“A-189”得自康涅狄格州格林威治(Greenwich，Connecticut)的维特克公司(Witco Corp.)的产品)、烯丙基三乙氧基硅烷、二烯丙基二氯硅烷、二乙烯基二乙氧基硅烷和m，p-苯乙烯基乙基三甲氧基硅烷(例如，分别以商品名“A0564”、“D4050”、“D6205”和“S1588”得自宾夕法尼亚州布里斯托尔(Bristol，Pennsylvania)的联合化学工业公司(United Chemical Industries))、二甲基二乙氧基硅烷、二羟基二苯基硅烷、三乙氧基硅烷、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷醇、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、甲基三乙氧硅烷、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、乙基三乙氧基硅烷、戊基三乙氧基硅烷、乙基三氯硅烷、戊基三氯硅烷、苯基三氯硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三氯硅烷、甲基二氯硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲基二乙氧基硅烷，以及它们的混合物。
通过以下步骤可以制备适于压印的结构化磨料制品：形成磨粒和上述粘合剂树脂的可固化或可聚合前体(即粘合剂前体)的浆料，将该浆料与背衬(或可选的粘合剂层(如存在))接触，并且以某种方式(例如，通过暴露在能量源中)至少部分地固化粘合剂前体，使得所得的结构化磨料制品具有附连到背衬上的多种成型的研磨复合物。能量源的实例包括热能和辐射能(包括电子束、紫外光和可见光)。
在一个实施例中，可以将粘合剂前体内的磨粒浆料直接涂覆在其中具有精确成型腔体的生产工具上，并且使其与背衬(或可选的粘合剂层(如存在))接触，或涂覆在背衬上，并且使其与生产工具接触。
在该实施例中，当浆料在生产工具腔体内时，它通常会固化(例如，至少部分地固化)。
生产工具可以是带状物、薄片、连续的薄片或幅材、涂布辊(如轮转凹版辊)、装在涂布辊上的套管或模具。生产工具可以由金属(例如镍)、金属合金或塑料构成。金属生产工具可以采用任何常规的技术进行加工，诸如(例如)雕刻、抛光、电铸或金刚石车削。
热塑性工具可以由金属母模工具复制而成。母模工具应具有对应于生产工具的反相图案。母模工具可以按照与生产工具相同的方式制作。母模工具优选地由金属(例如镍)经金刚石车削而成。热塑性薄片材料可以被加热，并且可选地与母模工具一起加热，使得通过将二者压在一起，在热塑性材料上压印出母模工具的图案。也可以将热塑性材料挤出或浇注到母模工具上，然后再挤压。冷却热塑性材料使其凝固，然后会制备出生产工具。优选的热塑性生产工具材料的实例包括聚酯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯以及它们的组合。如果使用热塑性生产工具，则必须小心，不要产生可以导致热塑性生产工具变形的过度热量。
生产工具也可以包含剥离涂层，以允许更轻松地将磨料制品从生产工具上剥离。用于金属工具的这类剥离涂层的实例包括硬质碳化物、氮化物或硼化物涂层。用于热塑性工具的剥离涂层的实例包括有机硅和含氟化合物涂层。
有关具有精确成型研磨复合物的结构化磨料制品的制备方法的更多细节可在(例如)美国专利No.5,152,917(皮珀(Pieper)等人)；5,435,816(司布真(Spurgeon)等人)；5,672,097(霍普曼(Hoopman))；5,681,217(霍普曼(Hoopman)等人)；5,454,844(希巴德(Hibbard)等人)；5,851,247(斯托策尔(Stoetzel)等人)；和6,139,594(金凯德(Kincaid)等人)中查阅。
精确成型的研磨复合物可以是能够在磨料层的裸露表面上形成至少一种凸起特征或凹槽的任何三维形状。可用的形状包括(例如)立方体、棱柱、椎体(例如，四方锥体或六角锥体)、截椎体、圆锥体、截头圆锥体。也可以采用不同形状和/或尺寸的研磨复合物的组合。
在另一个实施例中，可以通过图案化的方式(例如，通过丝网印刷或凹版印刷)将含有粘合剂前体和磨粒的浆料沉积在背衬上，并且部分地聚合，以使得至少所涂布的浆料的表面呈塑性但不流动。然后，在部分聚合的浆料制剂上压印出图案，随后对其进行进一步的固化(例如，通过暴露在能量源中)以形成附连到背衬上的多种成型的研磨复合物。有关该方法及其相关方法的更多细节在(例如)美国专利No.5,833,724(魏(Wei)等人)；5,863,306(魏(Wei)等人)；5,908,476(西尾(Nishio)等人)；6,048,375(杨(Yang)等人)；6,293,980(魏(Wei)等人)；和美国专利申请公开No.2001/0041511(Lack等人)中有所描述。
对于精加工应用，成型研磨复合物的高度通常大于或等于1微米并且小于或等于20密耳(510微米)；例如，小于15密耳(380微米)、10密耳(200微米)、5密耳(200微米)、2密耳(5微米)，乃至小于1密耳，但也可以采用更大或更小的高度。
对于精加工应用，磨料层中的成型研磨复合物的面密度典型地在这样的范围内：从每平方英寸至少1,000、10,000乃至至少20,000个成型研磨复合物(例如，每平方厘米至少150、1,500乃至7,800个成型研磨复合物)到最多(并且包括)每平方英寸50,000、70,000乃至多达100,000个成型研磨复合物(每平方厘米7,800、11,000乃至多达15,000个成型研磨复合物)，但也可以采用密度更大或更小的成型研磨复合物。
当结构化磨料层附连到背衬上之后，此时所得的结构化磨料制品(无论为薄片状还是圆盘状)具有压印的特征，从而使得背衬和结构化磨料层都具有叠加的压印特征。可以通过任何适合的方法完成压印，包括(例如)根据所采用的压印条件，对具有期望图案(或其反相图案)的压花模具施加加热和/或挤压(即通过压印)。压花模具可以包括(例如)板或辊。通常，压印特征的横截面尺寸至少比成型研磨复合物的平均粒度大一个数量级，例如，至少大10倍、100倍乃至至少1000倍。压印特征可以具有任何形状或形状的组合，并且可以按照伪随机或规则图案进行布置。例如，它们可以包括凹痕、柱、凸耳、字母、几何形状、图形设计，以及它们的组合。压印特征可以是突变的或具有逐渐变化的性质。在一些实施例中，压印特征的密度可以为至少每平方厘米1、2、5、10或更大。
一般来讲，基于接触结构化磨料层的背衬或可选的粘合剂层的总面积，有5％至95％的结构化磨料层包括在背衬的压印特征中，但也可以采用更高或更低的百分比。通常希望在保持较低粘滞度的同时，通过调整所包括的百分比来实现较高的研磨切削值。
根据本发明的压印的结构化磨料制品可以固定到支承结构上，例如固定到工具(例如圆板摆动式砂光机)上的支撑片。可选的附连界面层可以是粘合剂(例如，压敏粘合剂)层或双面粘合带。可选的附连界面层适于同一个或多个附连到支承垫或支撑片上的互补元件配合使用，以提供适当的功能。例如，可选的附连界面层可以包括用于粘扣附件的套环织物(例如，用于与具有附连到其上的钩状结构的支承垫或支撑片配合使用)、用于粘扣附件的钩状结构(例如，用于与具有附连到其上的套环织物的支承垫或支撑片配合使用)或互相啮合的附连界面层(例如，蘑菇状互锁扣件，设计用于与支承垫或支撑片上的类似蘑菇状的互锁扣件相啮合)。有关这类附连界面层的更多细节可在(例如)美国专利No.4,609,581(奥特(Ott))；5,152,917(皮珀(Pieper)等人)；5,254,194(奥特(Ott))；5,454,844(希巴德(Hibbard)等人)；5,672,097(霍普曼(Hoopman))；5,681,217(霍普曼(Hoopman)等人)；以及美国专利申请公开No.2003/0143938(布伦瑞克(Braunschweig)等人)和2003/0022604(安尼(Annen)等人)中查阅。
同样，背衬的第二主表面可具有多个从其上凸起的整体地形成的吊钩，例如，在美国专利No.5,672,186(切斯利(Chesley)等人)中有所描述。这些吊钩将会使结构化磨料制品和其上附连有套环织物的支撑片之间形成接合。
根据本发明的压印的结构化磨料制品可以具有任何形状(例如，薄片、带状或圆盘)，并且可以为任何外形尺寸。压印的结构化磨盘可以具有任何直径，但其直径典型地在0.5厘米至15.2厘米的范围内。
压印的结构化磨料制品中可以具有狭槽或狭缝，并且还可以具有穿孔。
根据本发明的压印的结构化磨料制品通常可用于研磨工件，尤其是那些其上具有硬化聚合物层的工件。
工件可以包括任何材料并且可以具有任何形状。所述材料的实例包括金属、金属合金、异金属合金、陶瓷、涂漆的表面、塑料、聚合物涂层、石头、多晶硅、木材、大理石，以及它们的组合。工件的实例包括模制的和/或成型的制品(例如，光学透镜、机动车车身仪表板、船体、柜台和洗碗池)、晶片、薄片和块状物。
根据本发明的压印的结构化磨料制品通常用于修理和/或打磨聚合物涂层，例如，机动车辆油漆和透明涂层(例如，机动车透明涂层)，其中的实例包括：聚丙烯酸-多元醇-聚异氰酸酯组合物(例如，在美国专利No.5,286,782(拉姆(Lamb)等人)中有所描述)；羟基官能团的丙烯酸-多元醇-聚异氰酸酯组合物(例如，在美国专利No.5,354,797(安德森(Anderson)等人)中有所描述)；聚异氰酸酯-碳酸盐-三聚氰胺组合物(例如，在美国专利No.6,544,593(纳格达(Nagata)等人)中有所描述)；以及高固聚硅氧烷组合物(例如，在美国专利No.6,428,898(巴索蒂(Barsotti)等人)中有所描述)。
将一层透明涂层喷洒到彩色底层上，通常会形成光滑的保护饰面(例如机动车上的饰面)。这种喷洒的透明涂层饰面总是含有纹理，即通常所说的“桔皮皱纹”。在通过研磨方式移除透明涂层内缺陷(例如尘点)的过程中，通常也会改变被研磨区域的桔皮皱纹。根据周围区域的桔皮皱纹的具体情况和纹理的不同，期望移除(弄平)大部分或所有的桔皮皱纹纹理可为可取的。在其它情况下，期望尽可能多地保留桔皮皱纹纹理可为可取的，也就是通常所说的“骑压”桔皮皱纹。
对于包括精细级(例如P500或更精细)磨料的根据本发明的压印的结构化磨料制品，可以通过选择适合的背衬来控制弄平或骑压桔皮皱纹的能力。一方面，相对较硬的并且不可压缩的背衬(诸如(例如)聚酯薄膜或纸张)通常会形成趋于弄平桔皮皱纹的磨料制品。另一方面，相对较软的背衬(例如，弹性泡沫)趋于骑压桔皮皱纹，从而在研磨后会保留更多纹理。如果要移除施加到汽车上的新透明涂层中的尘点，通常期望将尘点几乎完全移除的同时尽可能多地保留桔皮皱纹纹理。通常，在这两个极端之间存在特性的闭联集，使得人们可以找到适合的背衬，该背衬能够提供在这两个极端之间的美学上可接受的平衡。例如，要对新机动车透明涂层进行砂光，硬度(例如，肖氏硬度A、B、C或D)介于聚酯薄膜和密度为61b/ft3(100kg/m3)的开孔聚氨酯泡沫之间的背衬通常较为合适。背衬厚度通常也会影响压印的结构化磨料制品弄平桔皮皱纹的能力。例如，当背衬变厚时，磨料局部适形桔皮皱纹的能力将会降低。
根据应用情况，研磨界面处力的范围可以从0.1kg至超过1000kg。一般来讲，此研磨界面处力的范围在1kg至500kg之间。同样，根据应用情况，研磨过程中可能存在液体。该液体可以是水和/或有机化合物。典型的有机化合物的实例包括润滑剂、油、乳化有机化合物、切削液、表面活性剂(例如，皂、有机硫酸盐、磺酸盐、有机膦酸酯、有机磷酸酯)以及它们的组合。这些液体也可以包含其它添加剂，例如，消泡剂、脱脂剂、抗蚀剂以及它们的组合。
根据本发明的压印的结构化磨料制品，可以与(例如)旋转工具配合使用，该旋转工具围绕大致垂直于结构化磨料层的中心轴旋转，或者与具有无规轨道的工具(例如，圆板摆动式砂光机)配合使用，并且在使用过程中可以在研磨界面处摆动。在某些情况下，这种摆动会在被研磨的工件上形成更精细的表面。
通过以下的非限制性实例，进一步说明了本发明的目的以及优点，但在这些实例中所列举的具体材料及其数量以及其它的条件和细节不应被解释为不当地限制了本发明。
实例
除非另外注明，在这些实例和说明书其余部分中的所有份数、百分比、比率等均按重量计，并且实例中使用的所有试剂均得自(或可得自)普通化学品供应商，诸如(例如)密苏里州圣路易斯(Saint Louis，Missouri)的西格玛阿尔德里奇公司(Sigma-Aldrich Company)，或者可以通过常规方法合成。
下列缩写将在所有的实例中使用：
MN1：JIS 1000级磨料矿石，可以商品名“GC1000”商购自伊利诺斯州艾姆赫斯特(Elmhurst，Illinois)的富士美公司(Fujimi Corp.)。
MN2：JIS 2000级磨料矿石，可以商品名“GC2000”商购自伊利诺斯州艾姆赫斯特(Elmhurst，Illinois)的富士美公司(Fujimi Corp.)。
PM1：2-苯氧乙基丙烯酸酯单体，可以商品名“SR 339”购自宾夕法尼亚州埃克斯顿(Exton，Pennsylvania)的沙多玛公司(Sartomer Company)。
PM2：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，可以商品名“SR 351”购自沙多玛公司(SartomerCompany)。
PM3：聚合物分散剂，可以商品名“SOLPLUS D520”购自俄亥俄州克利夫兰(Cleveland，Ohio)的诺誉公司(Noveon，Inc.)。
PM4：γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷树脂改性剂，可以商品名“SILQUESTA174”购自康涅狄格州格林威治(Greenwich，Connecticut)的维特克公司(Witco Corporation)。
PM5：乙基2，4，6-三甲基苯基苄基次膦酸酯光引发剂，可以商品名“LUCIRINTPO-L”购自北卡罗来纳州夏洛特(Charlotte，North Carolina)的巴斯夫公司(BASF Corp.)。
PM6：二氧化硅，可以商品名“AEROSIL OX-50”购自德国杜塞尔多夫(Dusseldorf，Germany)的德固赛公司(Degussa Corp.)。
研磨浆料1(AS1)的制备
在20℃下，将146.5克PM1、146.5克PM2、41.85克PM3、31.41克PM4和31.41克PM5混合并搅拌10分钟。在混合物内加入52.29克PM6，同时不断搅拌，直到混合物看起来均匀形成树脂预混物为止。在450克树脂预混物内加入596克MN1，然后用高速剪切搅拌器将混合物搅拌5分钟，直到均匀地形成研磨浆料AS1为止。高速搅拌过程中的温度应保持在100℉(37.8℃)以下。
比较例A
如美国专利No.6,923,840(舒茨等人)第14栏，第22-41行和图13-15(col.14，line22-41and Figs.13-15 of U.S.Pat.No.6,923,840(Schutz et al.))所公开的那样，采用刮涂法将AS1涂覆到具有均匀图案的聚丙烯生产工具上。使涂覆有浆料的聚丙烯生产工具与7密耳(178微米)厚的涂覆有粘合剂的聚乙烯薄膜的粘合剂侧相接触，该薄膜可以商品名“3M 481保存带”(3M 481 PRESER VATION TAPE)商购自3M公司。然后在以30英尺/分钟(9.14米/分钟)的速度移动幅材的同时，用“D”型灯泡的紫外光(UV)灯在600瓦特/英寸(236瓦特/厘米)操作条件下照射生产工具(对于10英寸(25.4厘米)宽的幅材，辊隙压力为60磅/平方英寸(410千帕(kPa)))，紫外光灯得自马里兰州盖瑟斯堡(Gaithersburg，Maryland)的辐深紫外线系统公司(Fusion SystemsInc.)。从所得基本上固化的成型研磨涂层上将生产工具移除。
比较例B
将“3M 481保存带”(3M 481 PRESERVA TION TAPE)以3英尺/分钟(91.4厘米/分钟)的速度传送通过一组铬钢轧辊，从而在保存带上热压出凹痕，所采用的辊隙压力为275磅力/线性英寸(幅宽)(48.2kN/m(幅宽))。其中一个轧辊为光面辊(20℃)，另一个辊上使用一系列直径1.0mm、高2.3mm的凸起进行了图案化，这些凸起均匀分布在辊表面上，所占面积为辊表面积的20％，该辊被加热至200℉(93.3℃)。然后按照比较例A中所描述的方法将AS1施加到带凹痕的聚乙烯背衬的粘合剂侧。
比较例C
按照比较例B中所描述的方法制备结构化磨料制品，不同的是带凹痕的轧辊被替换成具有一系列直径3.25mm孔的图案化辊，这些孔均匀分布在辊表面上，使得孔所占面积为辊表面积的47％；辊隙压力为250磅力/线性英寸(幅宽)(43.8kN/m(幅宽))。
实例1
按照比较例B中所描述的方法制备压印的结构化磨料制品，不同的是在施加并固化研磨浆料之后再对聚乙烯背衬进行压印。
实例2
按照比较例C中所描述的方法制备压印的结构化磨料制品，不同的是在施加并固化研磨浆料之后再对聚乙烯背衬进行压印。
按照美国专利No.6,923,840(舒茨等人)第15栏第62行至第16栏第7行(U.S.Pat.No.6,923,840(Schutz et al.)in col.15 line 62 throughcol.16，line 7)所述方法，将比较例A-C与实例1和2的结构化磨盘层合到聚丙烯机械扣件层合物涂覆有粘合剂的平表面上，该层合物的相对面上具有吊钩杆。然后将得自比较例A-C与实例1和2的薄片材料冲切成6英寸(15.2cm)的圆盘。
测试
在机动车的透明涂层上测试磨盘的切削和精修性能。另外，定性评价了潮湿环境下每种磨料在研磨过程中的粘滞问题，以及磨料在研磨过程中是否产生任何“杂乱的划痕”。工件为18英寸×24英寸(45.7cm×61cm)涂有黑色透明涂层的冷轧钢测试板件，该板件可以商品名“APR45077”得自密歇根州希尔斯代尔(Hillsdale，Michigan)的ACT实验用品公司(ACT Laboratories，Inc.)。然后使用可从3M公司商购获得的“TRIZACT HOOKIT II调和盘，P1000级，443SA”(TRIZACT HOOKITII BLENDING DISC，443SA，GRADE P1000)打磨板件，以测试涂层的机械粘合力，该调和盘附连到得自纽约州克拉伦斯(Clarence，New York)德瑞公司(Dynabrade，Inc.)的型号为“59025”的圆板摆动式砂光机上，砂光机在40磅/平方英寸(276千帕(kPa))的线压力下工作。板件打磨过程如下：首先围绕板件边缘研磨，然后依次以上下运动和左右摇摆运动的方式研磨整个板件。该步骤完成之后，板件上即会具有亚光效果。然后用干燥纸巾擦掉面板上润湿的尘屑。
透明涂层溶液是由3份树脂(可以商品名“CHROMA CLEAR G24500S”购得)、1份活化剂(可以商品名“62-4508S”购得)和1份还原剂(可以商品名“12375S”购得)混合而成，三种物质均可从杜邦公司(du Pont de Nemours & Co.)商购获得。使用喷枪(型号“RP”，得自萨塔喷涂技术有限公司(德国科恩维斯海姆)(SATAFarbspritztechnik GmbH，Kornwestheim，Germany))将透明涂层施加到面板上，该喷枪具有1.3mm喷雾嘴，工作压力为40磅/平方英寸(276kPa)。将透明涂层溶液以2密耳(51微米)的标称厚度喷洒到每个面板上。使用前可将面板置于室温下风干3天，以下将该面板称为工件WP1。
将每块测试面板划分为四个18英寸(45.7cm)长的条带，每个条带宽6英寸(15.2cm)。通过在每个条带内湿磨(用水)30秒来测试磨盘。在每个条带研磨前后都对测试面板进行称重。所得质量差值就是测得的切削量，以克/30秒为单位记录。研磨之后，采用轮廓曲线仪(可以商品名“SURTRONIC3+轮廓曲线仪”(SURTRONIC 3+PROFILOMETER)得自泰勒霍普森公司(英格兰莱切斯特)(TaylorHobson，Inc.，Leicester，England))测量每个条带的平均表面光洁度(Rz)，单位为微米(μm)。Rz为采用轮廓曲线仪测得的样本长度方向上最高点和最低点之间垂直距离的5次测量结果平均值。每个条带进行五次光洁度测量。每批测试四个磨盘，测量结果记录为四个磨盘的平均值，因此，所记录的切削量为四次测量的平均值，所记录的光洁度就是20次测量的平均值。
“粘滞”即研磨涂层粘附工件表面的趋势，是一种不期望的结果，也对其进行了记录。通常希望最大限度减少精加工应用中的粘滞情况。每块面板进行光洁度测量之后，对其进行外观检查，以确定是否存在“杂乱划痕”。“杂乱划痕”是指在DA砂光机沿整个研磨基底的移动方向上形成的一道螺旋状或钩状深划痕。为了测试“杂乱划痕”，使用得伟擦亮器(Dewalt Buffer)(型号849，可从得伟电动工具公司(马里兰州汉普斯特)(Dewalt Industrial Tool，Hampstead，Maryland)商购获得)擦亮面板，擦亮器的工作转速为1400转/分(rpm)。擦亮过程中使用了机械上光剂(可以商品名“PERFECT-IT III TRIZACT机械上光剂”(PERFECT-IT III TRIZACT MACHINE GLAZE)购得，部件号05930)、支撑片(可以商品名“HOOK-IT支撑片”(HOOK-IT BACKUP PAD)购得，部件号05718)和打磨片(可以商品名“PERFECT-IT泡沫打磨片”(PERFECT-IT FOAM POLISHING PAD)购得，部件号05995)，均可从3M公司商购获得。这时的擦亮过程旨在去除大部分划痕。然后对面板进行外观检查，以确定是否存在“杂乱划痕”。通常希望清除所产生的“杂乱划痕”。结果记录在下面的表1中。
表1
 
平均切削量克 标准偏差 平均Rz(微米) 粘滞 杂乱划痕
比较例A 0.21 0.03 0.8 有 无
比较例B 0.25 0.02 0.9 轻微 有
比较例C 0.33 0.04 1.0 轻微 有
实例1 0.35 0.05 1.0 无 无
实例2 0.37 0.01 1.1 无 无
研磨浆料2(AS2)的制备
用于AS1的树脂预混物也被用于制备AS2。在450克树脂预混物中加入MN2(596克)，然后将组合物在高速剪切搅拌器上搅拌5分钟，直到搅拌均匀并形成研磨浆料AS2。高速搅拌过程中的温度应保持在100℉(37.8℃)以下。
实例3
按照比较例A所述方法制备结构化研磨薄膜，不同的是用AS2替代AS1。随后，根据比较例B所规定的图案和条件压印所得的结构化研磨薄膜。
实例4
按照实例3所述方法制备结构化研磨薄膜，不同的是“3M 481保存带”被替换成3.71密耳(94.2微米)的聚酯薄膜(以商品名“MA370M”薄膜由3M公司售出)。
实例5
按照实例4所述方法制备结构化研磨薄膜，不同的是聚酯薄膜被替换成16密耳(400微米)厚的弹性带(可以商品名“4921”带得自3M公司)。
实例6
按照实例4所述方法制备结构化研磨薄膜，不同的是聚酯薄膜被替换成2密耳(50微米)的聚丙烯带(可以商品名“375”带从3M公司商购获得)。
将实例3-6的压印的结构化研磨薄片分别层合到双面粘合剂膜(以商品名“442 KW”带由3M公司售出)上。将薄片材料冲切成直径1.5英寸(3.8cm)的圆盘，并进行评价。
使用WP1工件测试研磨背衬对桔皮皱纹纹理的改变效果。
分别使用实例3-6中的1.5英寸(3.8cm)圆盘研磨面板上的两个尘点。为了便于对纹理改变效果进行比较，所有标本的测试都在一个WP1面板上进行。每个结构化磨盘都使用支撑片(部件号02345，可从3M公司商购获得)附接到盘式轨道砂光机(型号57502，得自德瑞公司(纽约州克拉伦斯)(Dynabrade Inc.，Clarence，New York))，砂光机的工作线压力为40磅/平方英寸(280千帕(kPa))。将每个尘点干磨5秒钟。然后用得伟849型擦亮器(可从得伟电动工具公司商购获得)以1400转/分(rpm)擦亮研磨区域。擦亮过程中使用了机械上光剂(可以商品名“PERFECT-IT III TRIZACT机械上光剂”(PERFECT-IT III TRIZACTMACHINE GLAZE)购得，部件号05930)、支撑片(可以商品名“HOOK-IT支撑片”(HOOK-IT BACKUP PAD)购得，部件号05718)和打磨片(可以商品名“PERFECT-IT泡沫打磨片”(PERFECT-IT FOAMPOLISHING PAD)购得，部件号05995)，均可从3M公司商购获得。然后对研磨和擦亮过的WP1面板进行外观检查，以定性评估尘点移除效果和桔皮皱纹纹理改变程度。
桔皮皱纹评定量表：
1＝桔皮皱纹外观无变化
2＝桔皮皱纹纹理有轻微变化
3＝桔皮皱纹纹理减少，但与剩余桔皮皱纹纹理混合在一起
4＝经仔细检查，桔皮皱纹纹理明显减少
5＝桔皮皱纹纹理显著(明显地)变平
尘点移除评定量表：
1＝尘点外观或尺寸无变化
2＝尘点看起来磨圆了
3＝尘点尺寸明显减小，但与剩余桔皮皱纹混合在一起
4＝尘点基本消失
5＝尘点被完全拉平
结果记录在下面的表2中。
表2
 
尘点移除 桔皮皱纹剥离测试评定
实例3 3 3
实例4 4 5
实例5 2 1
实例6 3 3
在不脱离本发明的范围和精神的前提下，本领域内的技术人员可以对本发明作出各种修改和更改，并且应当理解的是，不应该将本发明不当地限制于本文中给出的示例性实施例。

Claims (21)

1.一种压印的结构化磨料制品，其由以下组成：
具有第一和第二主表面的背衬，所述背衬包括非弹性的致密热塑性薄膜；
可选的粘合剂层，其接触并与所述第一主表面共延，并且附连到所述第一主表面上；
结构化的磨料层，其接触并与所述背衬的所述第一表面或所述可选的粘合剂层共延，并且附连到所述背衬的所述第一表面或所述可选的粘合剂层上，其中所述结构化的磨料层由精确成型的外凸研磨复合物组成，所述外凸研磨复合物包括磨粒和粘合剂，并且其中所述背衬和所述结构化的磨料层都具有叠加的压印特征；以及
可选的附连界面层，其附连到所述第二主表面上；
其中所述压印的结构化磨料制品不含多孔的弹性组分。
2.根据权利要求1所述的压印的结构化磨料制品，其中存在所述可选的粘合剂层。
3.根据权利要求1所述的压印的结构化磨料制品，其中存在所述可选的附连界面层。
4.根据权利要求1所述的压印的结构化磨料制品，其中基于与所述结构化磨料层接触的所述背衬或可选的粘合剂层的总面积，所述结构化磨料层的5％到95％被包括在所述背衬的所述压印特征中。
5.根据权利要求1所述的压印的结构化磨料制品，其中所述第二主表面为平面。
6.根据权利要求1所述的压印的结构化磨料制品，其中所述精确成型的研磨复合物基本上相同。
7.根据权利要求1所述的压印的结构化磨料制品，其中所述压印特征包括凹痕。
8.根据权利要求1所述的压印的结构化磨料制品，其中所述压印特征包括柱。
9.根据权利要求1所述的压印的结构化磨料制品，其中所述磨粒的平均粒度在至少0.01到多达且包括1,500微米的范围内。
10.根据权利要求1所述的压印的结构化磨料制品，其中所述研磨复合物的面密度为每平方厘米所述结构化的磨料层至少150个到多达且包括15,000个成型的研磨复合物。
11.根据权利要求1所述的压印的结构化磨料制品，其中所述结构化磨料制品包括结构化的磨盘。
12.根据权利要求11所述的压印的结构化磨料制品，其中所述圆盘的直径在0.6厘米到15.2厘米的范围内。
13.一种研磨工件的方法，所述方法包括：
a)提供根据权利要求1所述的压印的结构化磨料制品；
b)提供其上具有硬化聚合物层的工件；
c)使所述结构化磨料层的至少一部分与所述聚合物层摩擦地接触；以及
d)使所述工件和所述结构化磨料层中的至少一个相对于另一个移动，以研磨所述聚合物层的至少一部分。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括在步骤d)中使液体与所述聚合物层的至少一部分以及所述结构化磨料层的至少一部分接触。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述聚合物层包括机动车透明涂层。
16.一种制备压印的结构化磨料制品的方法，所述方法包括：
提供具有第一和第二主表面的背衬，所述背衬包括非弹性的致密热塑性膜；
将粘合剂层附连到所述第一主表面上，使二者接触并共延；
将结构化磨料层附连到所述粘结剂层上，使二者接触并共延，其中所述结构化磨料层由精确成型的外凸研磨复合物组成，所述外凸研磨复合物包括磨粒和粘合剂；
压印所述背衬和结构化磨料层，以在所述背衬和结构化磨料层中提供叠加的压印特征；
可选地将附连的界面层附连到所述第二主表面上；以及
从而提供不含多孔弹性成分的压印的结构化磨料制品。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括将所述结构化磨料制品转换为至少一个结构化磨盘。
18.根据权利要求16所述的方法，其中基于与所述结构化磨料层接触的所述背衬或可选粘合剂层的总面积，所述结构化磨料层的5％到95％被包括在所述背衬的所述压印特征中。
19.一种制备压印的结构化磨料制品的方法，所述方法包括：
提供具有第一和第二主表面的非弹性致密热塑性膜背衬；
将结构化的磨料层附连到所述背衬上，其中所述结构化磨料层与所述粘合剂层接触并共延，并且其中所述结构化磨料层由精确成型的外凸研磨复合物组成，所述复合物包括磨粒和粘合剂；
压印所述背衬和结构化磨料层，以便在所述背衬和结构化磨料层上提供叠加的压印特征；
可选地将附连界面层附连到所述第二主表面上；以及
从而提供不含多孔弹性成分的压印的结构化磨料制品。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括将所述结构化磨料制品转换为至少一个结构化磨盘。
21.根据权利要求19所述的方法，其中基于与所述结构化磨料层接触的所述背衬或可选粘合剂层的总面积，所述结构化磨料层的5％到95％被包括在所述背衬的所述压印特征中。
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