CN101641183B - 研磨制品、往复转动式工具和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了利用往复转动式研磨表面与表面接触来研磨所述表面的方法、用于往复转动式工具中的研磨制品、以及移除表面中缺陷的方法,其中所述方法包括利用往复转动式研磨表面进行磨砂、接着进行一次或多次抛光操作。
Description
众所周知,为了保护和保持汽车或其它交通工具饰层的美学品质,通常在着色(带有颜色)的底涂层上方提供透明的(不带颜色或为浅色的)表涂层,使得底涂层即使在长时间暴露于环境或风雨侵蚀后仍保持不受影响。在本领域中,此工艺一般被称为底涂层/表涂层或底涂层/透明涂层饰层。所得的饰层通常是不完全平滑的(归因于例如喷涂情况、表涂层或透明涂层的组成、干燥情况、其下表面的形貌特征等)。透明图层或表涂层饰层不是完全平滑的,而是通常具有纹理,该纹理与在桔皮中看到的纹理有些相似。这种纹理通常被称为“桔皮”饰层并且在大多数情况中是可接受的。
然而在这些涂层中的每一个进行涂布期间,或对它们进行修复期间,粉尘、灰尘或其它的粒子可能落入饰层中,从而在饰层中造成诸如凸起等之类的缺陷(通常称为“尖点”)。这些缺陷通常减损桔皮饰层的外观直至到不可接受的程度。
移除不可接受的缺陷(通常称为“砂光”)通常是通过相对具有侵蚀性的研磨方法来完成,这些方法会影响显著大于缺陷本身的表面区域。因此,修复本身可在邻近所移除缺陷的区域的特有桔皮外观区域中引起平斑。桔皮纹理中的那些平斑在某些情况下也可能是不可接受的。为了避免桔皮纹理中的平斑,技术人员可能甚至需要修复整个车身面板,而不是修复单个的缺陷。这种大范围的重新抛光可显著增加移除/修复诸如饰层中的尖点之类的缺陷的时间、气力以及成本。
更一般地说,在许多其它传统研磨工艺(例如那些涉及经涂布的研磨产品的工艺)中,表面上的重新抛光区域和未重新抛光区域之间也可能出现同样的表观混杂的问题。
发明内容
本发明提供了通过往复转动式研磨表面与表面接触来研磨所述表面的方法。本发明还提供了用于往复转动式工具中的研磨制品。另外,本发明还可提供移除表面中缺陷的方法,其中该方法包括磨砂(利用往复转动式研磨表面)及随后的一次或多次抛光操作。
如本文所用,“往复转动”(及其变型形式)用于描述研磨制品以交替的顺时针和逆时针方向围绕转动轴线的转动。换句话讲,研磨制品首先以第一方向围绕转动轴线转动、停止、以相反的方向进行转动、停止等等。
与涉及(如)转动研磨制品的传统工艺相比,研磨制品的往复转动在从表面移除较小的缺陷(如,尖点、凸起等)方面可具有优点。这些优点可包括(如)降低围绕缺陷的表面中任何桔皮纹理造成的干扰、减少完成修复所需的步骤数、减少受修复影响的总面积等等。
通过在仍能有效地移除表面缺陷的同时限制表面饰层中桔皮纹理的干扰,可在许多情况下允许移除所述表面缺陷而无须处理整个表面,以避免在桔皮纹理中引入粒度和/或频率不可接受的平斑。
另外,本发明的潜在优点之一是有机会减少在(如)涂饰层的表面上(其中饰层为(如)透明涂层、油漆、清漆等)修复表面缺陷所需的步骤数。移除这类缺陷(汽车工业中有时称为“砂光”)的传统方法可需要多达五个步骤才能得到可接受的结果。传统工艺通常包括:1)磨砂(以移除凸起);2)精修刮痕(以移除较多的突出磨砂刮痕);3)调理(以进一步移除磨砂刮痕);4)抛光(在步骤2&3之后抛光饰层);以及5)消除涡状痕迹(以移除抛光后留下的涡状痕迹)。
由于用于进行磨砂的工具上的垫通常较大(如,直径范围为6-9英寸(15.2-22.9厘米)),因此必须在上面进行步骤1-5的所得区域也较大,这是因为垫的尺寸使得几乎无法避免影响被移除缺陷所在的表面上的较大面积。在某些情况下,利用上述步骤重新抛光整个车身面板是经济的(特别是在饰层中的桔皮纹理已被大面积移除的情况下)。
相比之下,本发明的研磨制品以及往复转动式工具可为使用者提供在传统的五步工艺中所需时间的较小比例内修复表面缺陷的能力。利用本发明,缺陷可通过磨砂(利用本文所述的研磨制品和工具的往复转动)、接着进行一次或多次抛光操作来修复(在桔皮纹理上利用有限的冲击)。可优选在磨砂后进行初始抛光步骤,接着进行至少一次后续的抛光操作以移除初始抛光操作之后留下的涡状痕迹。换句话讲,传统的五步工艺可在两步或三步内完成。
此外,与利用传统的较大工具进行缺陷移除(如砂光)的技术相比,由于在移除缺陷中的每一个期间受影响区域的尺寸相对小,因此围绕缺陷的桔皮纹理的干扰显著降低。因此,由于缺陷中的每一个周围的桔皮明显变平而需要对整个车身面板进行重新抛光的可能性可显著降低。
在重新抛光工艺期间为了使受影响区域的尺寸最小化,可优选使用如本文所述的具有较小研磨表面的研磨制品。可(例如)优选使用具有约500平方毫米(mm2)或更小尺寸的研磨表面,在某些情况下为约300mm2或更小、或甚至约150mm2或更小。然而利用这种小研磨表面,传统的转动磨砂工艺(其中研磨表面以相对高的速度转动)将通常提供比移除缺陷所需能量更多的能量。这种过多的能量还通常导致不期望的热量生成、较深的刮痕、和/或与所需相比更具侵蚀性的材料移除(尤其当移除小表面缺陷时)。
然而,如结合本发明讨论的研磨制品的往复转动可提供足够的研磨能量以移除缺陷。然而研磨能量的量并不特别大而致于刮痕和/或材料的移除是多余的。换句话讲,利用往复转动式工具形成的刮痕与利用转动磨砂工具形成的那些相比可能较浅。与更传统的磨砂/重新抛光方法相比,较浅的刮痕可优选地需要较小范围的重新抛光。
研磨制品可往复运动的速率可根据多种因素(待研磨的表面、研磨制品的尺寸、研磨的期望速率等)而变化。可优选的是,往复运动在至少约60周每分(即,1赫兹)或更高的频率下进行(其中一周是转动方向发生一次变化)。在某些情况下,可优选往复运动的频率为2赫兹或更高、100赫兹或更高、500赫兹或更高、1000赫兹或更高、或甚至2000赫兹或更高。
在一个方面,本发明可提供研磨工件表面的方法。该方法包括提供安装在驱动工具的轴上的研磨制品,其中研磨制品具有附连有磨粒的研磨表面;使工件的表面与研磨制品的研磨表面相接触;以及通过往复转动所述驱动工具的轴使研磨制品的研磨表面围绕转动轴线进行往复转动,其中在研磨制品的研磨表面围绕转动轴线进行往复转动的同时通过附连至研磨制品的研磨表面的磨粒研磨工件表面。
在另一方面,本发明可提供适形的研磨制品,该研磨制品包括具有安装表面的基板;附连至基板的安装表面的有回弹力的可压缩构件,其中可压缩构件具有面向安装表面的第一主表面以及背向安装表面的第二主表面,并且其中可压缩构件的第一主表面和第二主表面都等于或大于基板的安装表面;附连至可压缩构件的柔性支承层,其中支承层具有面向可压缩构件的第一主表面以及背向可压缩构件的第二主表面,并且其中支承层的第一主表面和第二主表面都大于可压缩构件的第二主表面;以及附连至支撑层的第二主表面的研磨构件,使得研磨构件的研磨表面背向可压缩构件和基板,并且其中研磨表面具有与支承层的第二主表面共延的平坦研磨表面。
在另一方面,本发明可提供研磨工具,该研磨工具包括具有适于围绕转动轴线进行往复转动的输出轴的动力装置;以及具有包括磨粒的研磨表面的研磨制品,其中研磨制品附连至输出轴,其中输出轴的往复转动使研磨制品围绕转动轴线往复转动。
在另一方面,本发明可提供修复工件表面内的缺陷的方法。该方法包括通过利用驱动工具的转轴使研磨制品的研磨表面围绕转动轴线进行往复转动,对一个或多个缺陷进行磨砂,其中在研磨制品的研磨表面围绕转动轴线进行往复转动的同时通过附连至研磨制品的研磨表面的磨粒研磨工件表面;以及通过使工件表面与垫的工作表面相接触对围绕和包含一个或多个缺陷中的每一个的工件表面区域进行抛光,其中垫的工作表面围绕延伸穿过工件表面以及垫的工作表面的转动轴线单向转动,其中通过垫的工作表面将研磨浆料压在工件表面上,并且其中研磨浆料含有比附连至研磨制品的研磨表面的磨粒更精细的磨粒。
在另一方面,本发明可提供修复工件表面内的缺陷的方法。该方法包括通过利用驱动工具的转轴使研磨制品的研磨表面围绕转动轴线进行往复转动,对一个或多个缺陷进行磨砂,其中在研磨制品的研磨表面围绕转动轴线进行往复转动的同时通过附连至研磨制品的研磨表面的磨粒研磨工件表面,并且其中使研磨表面往复转动包括使研磨表面以1赫兹或更高的频率往复运动。该方法还包括磨砂之后通过使工件表面与垫的工作表面相接触而对围绕和包含一个或多个缺陷中的每一个的工件表面区域进行抛光,其中垫的工作表面围绕延伸穿过工件表面以及垫的工作表面的转动轴线单向转动,并且其中通过垫的工作表面将研磨浆料压在工件表面上,并且其中研磨浆料含有比附连至研磨制品的研磨表面的磨粒更精细的磨粒。该方法另外还包括在围绕和包含一个或多个缺陷的每个区域进行一次或多次后续抛光操作,其中一次或多次后续抛光操作中的每一次均包括使工件表面与垫的工作表面相接触,其中垫的工作表面围绕延伸穿过工件表面以及垫的工作表面的转动轴线单向转动,并且其中通过垫的工作表面将研磨浆料压在工件表面上,并且其中在每一次后续抛光操作中使用的研磨浆料含有比在相同区域上先前进行的抛光操作中使用的研磨浆料中含有的磨粒更精细的磨粒。
如本文所用,“有回弹力的可压缩的”(及其变型形式)是指面对施加的压缩力,体积可减少至少10%,并且此外其中在一分钟或更短的时间内移除压缩力之后压缩制品重新获得减少体积的至少50%。
如本文所用,“平坦的研磨表面”是指研磨表面大致定义了平面(在没有某些变形机械力作用在研磨表面的情况下),使得当应用至平坦的工件表面时,研磨表面的转动通常在面对研磨表面的工件表面的基本上全部的区域上导致研磨表面和工件表面之间有一些接触。应该理解,平坦的研磨表面可包括结构、粒子、峰和谷、起伏等,使得并非整个工件表面均始终与平坦的研磨表面实际接触。此外,这些结构、粒子、峰和谷、起伏等未必全位于平面内,但是那些特征将共同在整个研磨表面上定义一平面(其中由于定义该平面的那些特征存在微小的高度变化,所定义的平面可具有有限的厚度)。一些平坦的研磨表面的实例示于图10A-10C中。
如本文所用,短语“附连至”是指直接附连至以及附连至中间部件/层。例如,第一和第二部件彼此附连可以为彼此之间直接接触或它们可附连至一个或多个位于第一和第二部件之间的中间部件/层。
如本文所用,短语“主表面”用于指限定制品厚度的表面-该短语通常结合膜、盘形制品等进行使用以用来指其间限定了制品的厚度的平坦表面。例如,一张纸包括两个主表面以及在两个主表面之间延伸的边缘表面。
本发明内容并非旨在描述本发明的每个实施例或每种实施方式。相反,参考下面的示例性实施例的具体实施方式和权利要求书并结合附图,对于本发明的更完整的理解将变得清楚和明白。
附图说明
下面将参照附图进一步描述本发明,其中:
图1为一个具有附连的研磨制品的示例性驱动工具的侧视图。
图2为图1中的移除了研磨制品以暴露出驱动工具的往复转动式轴的驱动工具的侧视图。
图3为示例性研磨制品上的一个示例性研磨表面的放大端视图,其也示出了研磨表面在使用期间可往复转动的一个示例性范围。
图4为根据本发明的一个示例性研磨制品的分解图。
图5为一个采用了可压缩构件和支承层的示例性一体化可压缩制品的侧视图。
图6为另一个采用了可压缩构件和支承层的示例性一体化可压缩制品的侧视图。
图7A和7B示出了基板以及嵌入可压缩构件中的基板。
图8示出了可结合本发明的缺陷修复方法使用的示例性抛光垫以及工作表面。
图9为一个具有褶皱状工作表面的示例性抛光垫的局部剖视图。
图10A-10C为可用于本发明的研磨构件中的研磨层的各种实施例的放大的示意性剖视图。
具体实施方式
在以下本发明的示例性实施例的详细说明中,可参考作为本文一部分的附图,并且其中通过举例说明的方式示出了可实施本发明的具体实施例。应当理解,在不脱离本发明的范围的条件下,可以利用其它实施例并且可以进行结构改变。
图1示出了可结合本发明使用的示例性驱动工具10和附连的研磨制品20。图2示出了驱动工具10且移除了研磨制品20,以暴露出伸出驱动工具10的壳体14之外的轴12。在一些实施例中,轴12可部分地由罩(未示出)保护或封闭以用于如果(如)工具10掉落等时保护轴免受损坏。
尽管在图1和图2中未示出,驱动工具10可优选地在壳体14内包括电机、传动装置(如果需要的话)、动力源(如,电池等),使得驱动工具10为无需连接至外部动力源等的整装式整体单元。然而在可供选择的实施例中,驱动工具10可能够连接至外部动力源(即,未包含在壳体14内部的动力源)以提供使轴12移动所需的能量。一些可能适合的外部动力源的实例可以为(如)气动管线、液压管线、电源(如,外部电池、电气线电压(如120/220伏特,60赫兹)等)。
驱动工具10优选地引起轴12围绕转动轴线11进行往复转动。轴的往复转动可由多种工具和机构(其中的一些已结合电动手持牙刷进行了开发)来提供。一些能够提供往复转动的可能适合的驱动工具的实例可描述于(如)美国专利No.5,054,149(Si-Hoe等人);5,311,633(Herzog等人);5,822,821(Sham);等等。尽管结合本发明使用的研磨表面可优选地垂直于工具10的轴12转动时所围绕的轴线进行取向,但作为另外一种选择,研磨表面可相对于轴12转动时所围绕的轴线11具有任何选定的取向。能够使与轴线11不垂直的垫往复转动的机构的实例可见于(如)美国专利No.5,054,149(Si-Hoe等人);5,311,633(Herzog等人);5,822,821(Sham);等,并且那些机构可结合本发明进行使用。
轴12的往复转动优选地引起附连至或连接至轴12的研磨制品20的对应的往复转动。图3是研磨制品20的放大端视图,其中转动轴线11被显示为离开纸面(优选的是,如图所示,位于研磨制品的中心)。往复转动引起研磨制品20围绕转动轴线转动,所引起的转动方式为围绕转动轴线11进行交替的顺时针和逆时针转动。
可优选将在任何一个方向的转动限定在选定的范围或弧度内。这种弧度的一个实例示于图3中,其涵盖了在研磨制品20周边的A点和B点之间延伸的角度(d)。在一些实施例中,研磨制品20往复转动的弧度可小于360度、180度或更小、或甚至90度或更小。对于任何具体的驱动工具10,该弧可以是固定的,以使轴12在给定的角弧内进行往复转动。作为另外一种选择,往复运动的弧长可以是可调的。
往复式运动可具有至少约60周每分或更高的频率(即,1赫兹(Hz)或更高)(其中一周是转动方向发生一次变化)。在一些实施例中,往复式频率可以为2赫兹或更高、100赫兹或更高、500赫兹或更高、1000赫兹或更高、或甚至2000赫兹或更高。在某些情况下,往复运动的弧度和频率可能是相关联的,如,较大的弧度可导致降低的频率,较小的弧度可导致较高的频率等。对于任何具体的驱动工具10,往复运动的频率可以是固定的,尽管在某些情况下使用者可能够调整由驱动工具10提供的往复运动的频率(利用(如)可变速电机等)。
虽然根据本发明的研磨制品在本文中描述为具有圆形制品形式的研磨表面,但研磨制品可被制造为任何其它的合适形状,尽管近似圆形的形状(如六边形、八边形、十边形等)可能是优选的。
根据本发明的研磨制品可用于研磨(包括精修)工件,其中工件可利用多种材料(例如,涂漆基底(如,具有透明涂层、(着色)底涂层、底漆或环氧底漆)、经涂布的基底(如,涂有聚氨酯、清漆,等等)、塑料(热塑性塑料、热固性塑料)、强化塑料、金属、(碳钢、黄铜、铜、低碳钢、不锈钢、钛等)金属合金、陶瓷、玻璃、木材、仿木材料、复合材料、石料(包括宝石)、仿石材料以及它们的组合)中的任何一种进行制造。工件可以是平坦的或具有与其相关的形状或轮廓。可利用本发明的研磨制品和方法研磨的普通工件实例包括金属或木质家具、已上漆或未上漆的机动车表面(车门、引擎罩、尾箱等)、塑料材质的汽车组件(照明灯罩、尾灯罩、其它灯罩、扶手、仪表板、保险杠等)、地板材料(乙烯树脂、石材、木材及仿木材料)、台面、以及其它塑料组件。
在研磨过程中,向工件表面和/或研磨表面提供液体是可取的。液体可包括水和/或有机化合物,以及诸如去沫剂、脱脂剂、液体、肥皂、缓蚀剂等之类的添加剂。
如图1和图2所示,可优选使研磨制品20以可拆卸方式连接至轴12使得研磨制品20在使用后可进行替换。图4为一个可结合本发明的驱动工具使用的研磨制品120的放大透视图。
尽管示出的研磨制品120包括本文所述的多个部件,但一个常用部件是被设置成与本文所述的驱动工具结合使用的平坦的研磨表面172。在使用期间,相对于研磨表面优选地进行往复转动所围绕的转动轴线111,平坦的研磨表面172可优选地为法向取向的(即,正交的、垂直的等等)。在由具有两个相对的彼此为平行取向的平坦表面的部件构成的研磨制品中(如图4所示),部件的所有主表面通常相对于转动轴线111也可以是法向取向的。应该指出的是,这些表面在没有通过外力作用于研磨制品120而导致变形的情况下优选地为平坦的。
示出的研磨制品120包括支承刚性基板140的可选的套筒联轴器130。套筒联轴器130和刚性基板140可优选地作为一体化模制制品形成,但在一些实施例中联轴器130可与基板140分离,通过任何适合的连接技术连接这两个部件。
另外结合研磨制品120示出的是附连到基板140的安装表面的可选的有回弹力的可压缩构件150。尽管在图4中基板140的安装表面被可压缩构件150掩盖,但应当理解,它是基板140的主表面,其背向位于联轴器130内的轴且相应地面向可压缩构件150的其中一个主表面。
图4中的研磨制品120还包括附连至可压缩构件150的可选柔性支承层160(尽管在图4的分解图中支承层160与可压缩构件150分离)。具有研磨表面172的研磨构件170附连至支承层160的主表面,使得研磨表面172背向可压缩构件150。
图4中所示的套筒联轴器130可优选地包括孔132,驱动工具(未示出)的轴容纳于所述孔中,使得轴的移动被传递至与其相连的联轴器130和基板140。孔132可(例如)具有与驱动工具的轴互补的形状,使得往复转动式运动从轴被传递至套筒联轴器130。
尽管结合图1、图2和图4示出了一个驱动工具的轴和研磨制品120之间的连接的实例,但应该理解,可使用任何能够传递往复转动式运动的连接技术/装置代替图中所示。可供选择的连接的实例可包括(如)摩擦固定部件、螺纹连接、夹具等。
尽管在本发明的一些实施例中替换整个研磨制品120可能是优选的,但在其它实施例中,基板140可固定地附连至驱动工具的轴上,使研磨表面172的替换与系统中其它部件的替换一起进行。例如,可压缩构件150可以可拆卸方式固定至基板140上,在这种情况下研磨表面172的替换将与支承层160和可压缩构件150的替换一起进行。在另一个替代形式中,可压缩构件150可固定地附连至基板140,使得研磨表面172的替换是通过从可压缩构件150移除支承层160来实现。在此类实施例中,可压缩构件150将一直附连至基板140。在另一个替代形式中,研磨表面172的替换可通过从支承层160移除研磨构件170本身来实现。
可使用多种不同的技术将研磨制品120中的不同部件以可拆卸方式彼此固定,以提供用于上述替换研磨表面172的不同选择。一些可能适合的附连系统的实例可包括(如)粘合剂、机械紧固系统(如,钩环扣件等)等。一些可能适合的附连系统的实例可描述于美国专利No.3,562,968(Johnson等人);3,667,170(Mackay,Jr.);3,270,467;3,562,968(Block等人);和5,672,186(Chesley等人);美国专利申请No.2003/0143938(Braunschweig等人);提交于2004年4月20日的美国专利申请序列号10/828,119(Fritz等人)中。
优选的是,使研磨制品120的研磨表面172的大部分(如果不是全部的话)保持与待研磨的工件表面相接触,即使研磨表面172往复转动所围绕的转动轴线111相对工件表面是倾斜的(即,不是法向的)。本发明的研磨制品中提供的各个部件的相互作用优选地提供了研磨制品120,其中部件中的一个或多个可压缩或变形以利于研磨表面172和工件表面之间的接触,即使是转动轴线稍微倾斜时。
对于研磨制品120,任何这种变形的显著部分可优选地发生在可压缩构件150中。然而在一些实施例中,额外的变形也可发生在研磨制品120的一个或多个其它部件中。例如,在研磨制品120的使用期间,基板140面对施加的力可具有一些柔韧性(但在一些实施例中,基板140可优选为刚性的,即,基板140可优选对于常规使用中遇到的力不具有显著的变形)。
支承层160面对施加在研磨表面172上的力还可/或者可具有可压缩性。如下文所述,支承层160可(例如)由可压缩泡沫材料构成。尽管可压缩性可以是可选的,但支承层160优选地为有回弹力地柔性的,使得它面对在磨料制品的使用期间遇到的力时可弯曲并且弹性变形。
支承层160为可压缩构件150所占区域外边的研磨构件170提供一些支承,但优选地允许研磨表面172相比可压缩层150具有更多的挠曲。换句话讲,优选的是,相比研磨构件170的中心,在研磨构件170的周边由下面附连的部件提供给研磨构件170的支承较小。
在示出的实施例中,面向基板140的安装表面的可压缩构件150的主表面优选等于或大于基板140的安装表面。相似地,背向基板140的安装表面的可压缩构件150的主表面152也优选等于或大于基板140的安装表面。通过提供至少与基板140的安装表面同样大的可压缩构件150,在基板140的周边集中的力产生的不利影响(如,过度的刨削、刮痕等)可由于可压缩构件150的变形而降低或消除。
同样地,加入也可压缩的支承层160可用于进一步减低或消除在可压缩构件150的周边可能以其它方式出现的不利影响。然而应当理解,在其中可压缩构件150具有会降低对支承层160的额外可压缩性的需要的特征的那些实施例中,支承层160的可压缩性可以是可选的。在本发明的一些实施例中,支承层160本身是可选的,其中(如)研磨构件170能够在支承层160所占区域之外提供足够的支承。
由于支承层160被提供用于为可压缩构件150的主表面之外的研磨构件170提供足够的额外支承,因此通常优选的是,支承层160的主表面(即,面向以及背向可压缩构件150的主表面)大于可压缩构件150的主表面152。可优选的是,可压缩构件150的主表面152占支承层160面向可压缩构件150的主表面(或者如果不存在支承层160,则为研磨构件170面向可压缩构件150的主表面)的小于75%(或甚至小于50%)。
另外可优选的是,支承层160的主表面与附连至支承层160的研磨构件170的主表面同样大(即,支承层160与研磨构件170的面对的主表面可彼此共延)。作为另外一种选择、支承层160的主表面可占研磨构件170面向支承层的主表面的至少90%。
尽管在研磨制品120中基板140、可压缩构件150、支承层160和研磨构件170是分离的且分立的制品,但在一些实施例中,这些部件中的一个或多个可选择性地结合成一体化制品。例如,有可能构造单个的一体化制品,该制品在研磨表面172的中心部分提供可压缩支承并且在移动远离研磨表面172的中心部分时支承降低,这样使得(如)可压缩构件150和支承层160可被单个的一体化制品所代替。在另一个实施例中,有可能将支承层160和研磨构件170的功能组合入一体化制品中。
图5-7示出了其中一个或多个部件结合成一体化制品的可供选择的实施例。图5为可压缩构件和支承层相结合的一体化可压缩支承制品280。一体化可压缩支承制品280可优选地包括可压缩构件部分250和一体化的支承层部分260。可优选的是,支承层部分260围绕可压缩构件250形成环形圈262。至少支承层260的环形圈262可优选地薄于可压缩构件部分250,使得支承层部分的环形圈262在可压缩构件部分250之外提供较少的支承。
研磨构件(未示出)可优选地附连至可压缩支承制品280的表面282(但在某些情况下,研磨层可直接在表面282上形成,如本文所述)。可压缩支承制品280可形成为单一、均匀质量的物质(如,单一类型的泡沫等)或它可包括结合成一体化制品的不同物质(如,嵌件成型等)。
图6示出了一体化可压缩支承制品380的另一个实施例,其中在支承构件部分350和支承层部分360之间的过渡与结合图5的可压缩支承制品280所示的相比是更渐变的。
图7A和7B又示出了另一种变型,其中基板440位于可压缩构件450内。在图7A中,基板440是单独示出的,而图7B示出了嵌入在可压缩构件450内的基板440。可通过任何合适的工艺(如,嵌件成型等)制造可压缩构件450和嵌入的基板440。在诸如图7A和7B所示出的实施例中,可压缩构件450中仅有位于基板440的安装表面442这侧之上的部分将起到支承研磨表面的作用。由此,尽管可压缩构件450的部分附连至基板440的背侧,但可压缩构件450的工作部分一直附连至基板440的安装表面442并且如本文所述优选地进行工作。
此外,尽管基板440被示为嵌入在可压缩构件450中,但应该理解,基板可选择性地嵌入在一体化可压缩支承制品中,这种实例在本文中结合图5和图6进行了显示和描述。
除了提供涉及旋转往复运动的研磨方法以及用于实践该方法的研磨制品、工具和套盒,本发明还提供了从涂饰的工件表面上修复缺陷的方法,其中涂饰的工件表面具有透明涂层、油漆、清漆等饰层,且其中可见诸如尖点等之类的缺陷。如本文所述,可优选通过以下方式从表面移除缺陷:研磨(磨砂)缺陷和围绕缺陷的紧邻区域,使在工件表面上存在对任何的桔皮(或其它)纹理的有限干扰。
作为本发明的修复方法的部分进行的磨砂操作优选地涉及如本文所述通过利用驱动工具的轴使研磨制品的研磨表面围绕转动轴线进行往复转动来对工件表面上的一个或多个缺陷进行磨砂。如本文所述,在研磨制品的研磨表面围绕转动轴线进行往复转动的同时,通过附连至研磨制品的研磨表面的磨粒来研磨工件表面。
在完成缺陷的磨砂之后,修复还可涉及抛光操作,在该操作中作用于包含和围绕缺陷的工件表面区域以移除和/或减轻在磨砂操作期间形成的刮痕。如图8所示,抛光操作可优选通过以下方式进行:使工件表面90与垫94的工作表面92相接触同时围绕延伸穿过工件表面90与垫94的工作表面92的转动轴线96转动垫94。垫94仅围绕至少一条轴线96进行单向转动(与结合研磨表面使用的旋转往复运动相对照)。
可优选使垫94附连至双功能转动工具,使得垫94以通常称为随机轨道模式的方式移动。在双功能转动工具的操作期间,垫沿着与在垫94转动时所围绕的第一轴线同心设置的圆形路径移动或者相对于第一轴线回转,同时垫94也围绕通常与第一轴线平行但与其错开的第二轴线自由转动。一些双功能转动工具的可能合适的实例可描述于(如)美国专利No.2,794,303和4,854,085中。一些可能合适的双功能转动工具描述于结合本发明进行描述的实例中。
根据需要,转动垫94可以或可不在整个工件表面90上移动(除了围绕轴线96进行的转动外)。可将转动垫94优选地压在工件表面90上使得垫94的工作表面92与工件表面90的形状相贴合。
抛光还优选地包括使用位于垫94的工作表面92和工件表面90之间的研磨浆料98,同时相对工件表面转动垫的工作表面。可将研磨浆料98应用至垫的工作表面、工件表面、或垫的工作表面和工件表面两者上。研磨浆料优选包含液体或糊状载体中的磨粒。研磨浆料的磨粒优选比用于进行磨砂操作的研磨构件的研磨表面中所使用的磨粒更精细。这种研磨浆料通常用于表面涂饰并且可被描述为研磨化合物、抛光化合物、上光化合物等。
在本发明的抛光操作中,多种材料可潜在地用于垫的工作表面中。一些用于形成垫的工作表面的可能合适的材料可包括天然纤维、合成纤维、或它们的组合、以及泡沫(参见(如)美国专利No.3,418,675;4,962,562;5,396,737;和5,846,123)。垫可具有平坦的工作表面或褶皱状的工作表面(包括垫190上的凸起部分191和凹陷部分193,如(例如)图9所示)。一些可能合适的具有凸起和凹陷部分的褶皱状垫的实例可描述于(如)美国专利No.5,396,737和其它中。
在本发明的方法中用于抛光的垫还优选地包括有回弹力的可压缩材料,以有助于使工作表面与工件表面相贴合。工作表面本身可由有回弹力的可压缩材料构成和/或支承工作表面的材料可能是有回弹力的可压缩的。一些可能适用于本发明的抛光方法中的垫的实例可见于在本文末尾(权利要求书之前)提供的实例中。
由于磨砂操作可优选利用如本文所述的较小的研磨制品来进行,因此抛光还可利用具有也相对小的工作表面的垫来进行。例如,可优选的是,垫的工作表面的面积为约2000mm2或更小、在某些情况下为约1000mm2或更小、并且在某些情况下为约500mm2或更小。
尽管研磨制品(甚至本文所述的较小的研磨制品)的往复转动可提供足够的研磨能量来移除缺陷,但研磨能量的量优选地为足够小,使得形成的刮痕较浅和/或工件表面中较少的材料被移除(与利用转动磨砂工具的工艺相比)。与更传统的磨砂/重新抛光相比,较浅的刮痕可优选地需要较小范围的重新抛光。
在本发明的表面修复方法中,在对任何围绕和包含其中一个缺陷的区域进行磨砂之后,可优选地对相同区域进行一次或多次后续抛光操作。如果在磨砂之后进行两次或多次抛光操作,可优选使用于后续抛光操作中的任何磨粒逐渐更精细。换句话讲,可优选使在任何后续抛光操作中的磨粒与在先前的抛光操作中使用的研磨浆料中的磨粒相比是更精细的。
在另一个变型中,在包括两次或多次抛光操作的方法中使用的垫的工作表面可能是相同的,即,工作表面可能具有相同的形状并且可由相同的材料制造。作为另外一种选择,在两次或多次抛光操作中使用的垫的工作表面可在一个或多个方面是不同的,即在两次抛光操作间,工作表面使用的形状和/或材料可能是不同的。
下面的论述提供了可存在于结合本发明使用的研磨制品中的各种部件的附加描述。
基板:
结合本发明使用的基板优选提供平台,研磨制品的其余部分在该平台上得到支承。可优选的是,基板还包括可与本文所述的驱动工具的轴相联结的结构,但所提供的该联结结构可与基板是分开的。
基板优选提供刚性平台,该平台在正常使用期间面对施加在基板上的力时不会显著变形或挠曲。基板可优选提供其上可附连可压缩构件的平坦的安装表面。在使用期间,平坦的安装表面可优选与基板(以及因而磨料制品)进行往复运动所围绕的转动轴线成法向的。
一些可制造基板的可能合适的材料可包括(如)木材、金属、塑料、复合材料等。
可压缩构件:
结合本发明使用的可选可压缩构件优选支承结合本发明使用的研磨制品的研磨表面的中心部分。在理论上,可压缩构件的有回弹力的可压缩性限制了由研磨表面施加的力集中在基板的边缘。另外可优选的是,除了有回弹力的可压缩性之外,可压缩构件还可为系统提供扭力挠曲,使得可压缩构件面对工具的驱动轴的转动方向的变化可扭曲。
优选通过任何合适的技术或技术组合(如,热熔粘合剂、压敏粘合剂、固化性粘合剂、胶、热层合、化学焊接、嵌件成型等)将可压缩构件附连至基板的安装表面。可用的粘合剂可包括(例如)丙烯酸压敏粘合剂、橡胶基压敏粘合剂、水性胶乳、溶剂基粘合剂以及双组分树脂(如,环氧树脂、聚酯或聚氨酯)。可能合适的压敏粘合剂的实例可包括从丙烯酸酯聚合物(例如,聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸酯)、丙烯酸酯共聚物(例如,丙烯酸异辛酯/丙烯酸)、乙烯基醚(例如,聚乙烯基正丁基醚)衍生的那些;醇酸粘合剂;橡胶粘合剂(例如,天然橡胶、合成橡胶和氯化橡胶);以及它们的混合物。一种压敏粘合剂涂层的实例描述于美国专利No.5,520,957(Bange等人)中。这些粘合剂也可用于附连研磨制品的各种其它部件(如,支承层、研磨构件等)。
用于形成可压缩构件的材料可包括气体(如,空气)、液体(如,水、油)、泡沫(例如,如本文所述)、半固体凝胶或糊剂、它们的组合等。在某些情况下,可压缩构件可为扭转弹簧的形式。可压缩构件可被制造为一体化制品(如,单一的泡沫均匀层)或它们可包括一种或多种材料(如,包在弹性体囊内的凝胶)。然而可优选的是,在构造中可压缩构件的面向研磨构件的主表面是平坦的(即,不具有穹顶形、弯曲形、锥形、截锥形、脊状、多面体、截头多面体或其它形状(如,蒙古包状表面)的形状)。
在一些实施例中,可压缩材料可包括弹性体。例如,可压缩材料可包含至少一种弹性体凝胶或发泡的弹性体凝胶、或者甚至基本由至少一种弹性体凝胶或发泡的弹性凝胶构成,其中弹性体凝胶或发泡的弹性体凝胶通常包含高度增塑的弹性体。可用的弹性体凝胶的实例可包括(如)美国专利No.6,908,979(Arendoski)描述的聚氨酯弹性体凝胶;(如)美国专利No.5,994,450和6,797,765(均授予Pearce)描述的SEEPS弹性体凝胶;苯乙烯-丁二烯-苯乙烯/油凝胶;以及(如)美国专利No.6,013,711(Lewis等人)描述的硅氧烷弹性体凝胶。
对于固体和凝胶材料,可压缩材料的弹性模量(在1Hz和25℃下进行测量)可优选在约1500和约4.9×105帕斯卡(Pa)之间,例如,在约1750和约1×105Pa之间,但并非必须如此。这种可压缩材料的实例可包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯/油凝胶(如,其在1Hz和25℃下的弹性模量为1992Pa)、聚氨酯泡沫(如,其在1Hz和25℃下的弹性模量为3.02×105Pa或在1Hz和25℃下的弹性模量为4.31×105Pa);以及弹性体聚氨酯橡胶(如,其在1Hz和25℃下的弹性模量为4.89×105Pa)。
通常,可压缩构件的厚度的选择依据是诸如(例如)研磨制品的预定用途和总体尺寸之类的因素。另外,可优选使可压缩构件的厚度在其主表面上是基本均匀的。在一些实施例中,可压缩构件的厚度可为(如)约0.5毫米(mm)或更多、在某些情况下为1mm或更多、或甚至1.5mm或更多。在上限方面,可压缩构件的厚度可优选地为约5mm或更少、优选地为约3mm或更少、或甚至约2mm或更少。也可使用厚度在这些范围之外的可压缩构件。
支承层:
如本文所述,可选的支承层优选地为在使用期间对研磨构件提供支承的柔性的、有回弹力的层。在本发明的研磨制品中,支承层可优选位于可压缩构件和研磨构件之间。可通过任何合适的技术或技术组合(如,热熔粘合剂、压敏粘合剂、固化性粘合剂、胶、热层合、化学焊接、共挤出、嵌件成型等)将支承层附连至可压缩构件。
除了为柔性的和有回弹力的之外,可优选使支承层还是可压缩的,使得它在使用期间面对由支承层支承的研磨表面施加的力时可压缩。
在一些实施例中,支承层可优选地由有回弹力的可压缩材料(如泡沫等)构成。一些可用的可压缩泡沫可包括(例如)聚氯乙烯泡沫、氯丁二烯橡胶泡沫、乙烯/丙烯橡胶泡沫、丁基橡胶泡沫、聚丁二烯泡沫、聚异戊二烯泡沫、EPDM聚合物泡沫、聚氨酯泡沫、乙烯-醋酸乙烯酯泡沫、氯丁橡胶泡沫以及苯乙烯/丁二烯共聚物泡沫。
支承层的厚度可为(如)约0.01毫米或更多、或甚至0.1毫米或更多。在上限方面,支承层可具有的厚度为约2mm或更少、或甚至1mm或更少。也可使用厚度在这些范围之外的支承层。
研磨构件:
本发明的研磨制品中使用的研磨构件提供了用于研磨工件的研磨表面。研磨构件可优选地包括可任选地固定到柔性背衬(即,涂覆的研磨制品)上的研磨层。研磨构件的可选柔性背衬可为弹性的或非弹性的。
在一些实施例中,可使用支承层作为研磨构件的柔性背衬。在这种实施例中,研磨层可优选地附连至支承层,以作为用于研磨构件的制造工艺的一部分。在其它实施例中,单独制造研磨构件且然后将其附连至可选的支承层上。
可通过任何合适的技术或技术组合(如,热熔粘合剂、压敏粘合剂、固化性粘合剂、胶、热层合、化学焊接、共挤出等)将研磨构件附连至支承层(或者如果不存在支承层,则附连至可压缩构件)。
在一些实施例中,研磨层可包括如(例如)图10A所示的底胶层和复胶层以及磨粒,其中研磨层570包括底胶层574、磨粒576、复胶层578、以及可选的顶胶层580。可能适用的底胶层、复胶层和可选的顶胶层、经涂布的柔性研磨制品以及制备这些实物的方法可包括(例如)美国专利No.4,588,419(Caul等人);4,734,104(Broberg);4,737,163(Larkey);4,751,138(Tumey等人);5,078,753(Broberg等人);5,203,884(Buchanan等人);5,152,917(Pieper等人);5,378,251(Culler等人);5,366,523(Rowenhorst等人);5,417,726(Stout等人);5,436,063(Follett等人);5,490,878(Peterson等人);5,496,386(Broberg等人);5,609,706(Benedict等人);5,520,711(Helmin);5,954,844(Law等人);5,961,674(Gagliardi等人);4,751,138(Tumey等人);5,766,277(DeVoe等人);6,059,850(Lise等人);6,077,601(DeVoe等人);6,228,133(Thurber等人);以及5,975,988(Christianson)中描述的那些;由3M公司以商品名“260L IMPERIAL FINISHING FILM”出售的那些;等等。
在其它实施例中,研磨层可包括粘合剂中的磨粒,例如,如图10B所示,磨粒通常基本均匀分布在整个粘合剂中,其中研磨层670包括粘合剂674和磨粒676。有关制备这种可能适合的研磨层的材料和方法的详细信息可见于美国专利No.4,927,431(Buchanan等人);5,014,468(Ravipati等人);5,378,251(Culler等人);5,942,015(Culler等人);6,261,682(Law);和6,277,160(Stubbs等人);以及美国专利申请公开No.2003/0207659A1(Annen等人)和2005/0020190A1(Schutz等人);等等中。
如本文所述,在研磨构件本身不包括单独背衬的那些实施例中,可将处于粘合剂前体中的磨粒浆料直接涂布到本文所述的支承层上,然后使浆料至少部分地固化以在支承层上形成研磨构件。该实施例中可能适用的经涂布的柔性研磨制品的实例可包括美国专利No.6,929,539(Schutz等人)中描述的那些。
在一些实施例中,研磨层可为(例如)如图10C所示的结构化研磨层形式,其中结构化研磨层770包括研磨复合体775(其中术语“研磨复合体”是指包括磨粒和粘合剂的团粒)。研磨复合体775包括分散在整个粘合剂774内的磨粒776。在研磨构件本身不包括单独的背衬层的那些实施例中,可直接在本文所述的支承层材料上形成结构化研磨层770。
可结合本发明使用的结构化研磨层可包括为多个无规形状的团粒形式的研磨复合体。可根据预定的图案(如,为阵列)布置研磨复合体775。
在一些实施例中,研磨复合体775的至少一部分可优选地为“精确成型的”研磨复合体。这意味着研磨复合体的形状由表面相对平滑的面限定,所述的表面相对平滑的面由明确限定的边缘限界并由所述边缘连接而成,所述边缘具有确切的边长和由各边的交点形成的确切的端点。术语“限界”和“边界”指限制和限定各研磨复合体的实际三维形状的各复合体的暴露的表面和边缘。当在扫描电镜下观察研磨制品的横截面时,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体与其它研磨复合体进行分离和区别。相比之下,在没有精确形状的研磨复合体中,边界和边缘未被明确限定(如,在研磨复合体固化完成前,研磨复合体下垂之处)。通常,精确成型的研磨复合体在背衬上按预定图案或阵列排列,但并非必须如此。
研磨复合体可以布置成使得它们的一些工作表面从研磨层的最外表面上凹陷。
可结合研磨构件使用的适合的可选柔性背衬可包括用于研磨领域的诸如(例如)柔性聚合物膜(包括涂底漆的聚合物膜和弹性体聚合物膜)、弹性体织物、聚合物泡沫(如,聚氯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等)以及它们的组合之类的柔性背衬。适合的柔性聚合物膜的实例包括聚酯膜、聚丙烯膜、聚乙烯膜、离聚物膜(例如,可得自位于美国特拉华州的Wilmington市的E.I.du Pont de Nemours&Co.公司的商品名为“SURLYN”的那些)、乙烯基膜、聚碳酸酯膜,以及它们的层合物。
结构化研磨复合体可通过以下方法制备:使磨粒与上述粘合剂树脂的可凝固或可聚合的前体(即,粘合剂前体)形成浆料;使该浆料与背衬构件接触(或直接与支承层接触);以及通过使所得的结构化研磨制品具有多个固定在背衬构件上的成型的研磨复合体的方式,使粘合剂前体凝固和/或聚合(如,通过暴露于电磁辐射或热能)。
一些可能适合的能量源的实例可包括(如)热能和辐射能(包括电子束、紫外光和可见光)。
在一些实施例中,可将浆料直接涂布在其中具有精确成型腔体的生产工具上,并使其与背衬接触,或者可将浆料涂布在背衬上,并使其与生产工具接触。在这种实施例中,然后通常在浆料存留于生产工具的腔体中的同时使其凝固或固化。美国专利No.6,929,539(Schutz等人)公开了一些可能适合的用于完成这种工艺的工序。
精确成型的研磨复合体可以是能够在研磨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。可用的形状可包括(例如)立方体、棱柱、锥体(例如,四方锥体或六角锥体)、截头锥体、圆锥体、截头圆锥体、楔形、脊形等。在同一研磨构件中也可采用不同形状和/或尺寸的研磨复合体的组合。结构化研磨构件的研磨层可以是连续的或不连续的。
在精加工应用中,研磨表面上成型的研磨复合体的密度可通常在每平方英寸至少约1,000、约10,000、或甚至至少约20,000个研磨复合体(例如,每平方厘米至少约150、约1,500、或甚至约7,800个研磨复合体)直至并包括每平方英寸约50,000、约70,000、或甚至多达约100,000个研磨复合体(直至并包括每平方厘米约7,800、约11,000、或甚至多达约15,000个研磨复合体)的范围内,但也可采用密度更大或更小的研磨复合体。
有关具有精确成型的研磨复合体的结构化研磨层及其制造方法的更详细的信息可见于(例如)美国专利No.5,152,917(Pieper等人);5,304,223(Pieper等人);5,435,816(Spurgeon等人);5,672,097(Hoopman);5,681,217(Hoopman等人);5,454,844(Hibbard等人);5,549,962(Holmes等人);5,700,302(Stoetzel等人);5,851,247(Stoetzel等人);5,910,471(Christianson等人);5,913,716(Mucci等人);5,958,794(Bruxvoort等人);6,139,594(Kincaid等人);6,923,840(Schutz等人);和美国专利申请No.2003/0022604(Annen等人)中。
一些可用于实践本发明的具有精确成型的研磨复合体的结构化研磨构件是以膜和/或盘形式出售的,例如,由位于美国明尼苏达州SaintPaul市的3M公司以商品名“3M TRIZACT FINESSE-IT”出售的那些。其实例包括可获得的等级为A7、A5和A3的“3M FINESSE-ITTRIZACT FILM,466LA”。具有更大的研磨复合体尺寸的结构化研磨构件也可用于实践本发明,例如,可得自3M公司的以商品名“TRIZACTCF”出售的那些。
结构化研磨构件还可以通过将包含可聚合粘合剂前体、磨粒和可选的硅烷偶联剂的浆料涂布在与背衬接触的整个筛网上的方法来制备。在此实施例中,然后通常在浆料还存留在筛网的开口中时,使其进一步聚合(如,通过暴露于能量源),由此形成多个形状与筛网开口大致对应的成型的研磨复合体。有关此种筛网涂布的结构化磨料的更详细信息可见于(如)美国专利No.4,927,431(Buchanan等人);5,378,251(Culler等人);5,942,015(Culler等人);6,261,682(Law);和6,277,160(Stubbs等人)中。
在一些实施例中,包含可聚合粘合剂前体、磨粒以及可选的硅烷偶联剂的浆料可以以形成一定图案的方式(如,通过筛网或凹版印刷)沉积在背衬上,然后部分聚合从而至少使涂布后的浆料表面具有塑性但不流动,接着在部分聚合的浆料制剂上压印图案,随后进行进一步聚合(如,通过暴露于能量源),从而形成多个固定在背衬上的成型的研磨复合体。采用该方法以及相关方法制备的压印的结构化研磨制品描述于(例如)美国专利申请公开No.2001/0041511(Lack等人)中。据信,市售的这种压印的结构化研磨制品的实例包括可得自位于美国马萨诸塞州Worcester市Norton-St.Gobain Abrasives公司的商品名为“NORAX”的研磨带和研磨盘,例如,“NORAX U264-X80”、“NORAX U266-X30”、“NORAX U264-X80”、“NORAXU264-X45”、“NORAX U254-X45,X30”、“NORAX U264-X16”、“NORAX U336-X5”和“NORAX U254-AF06”。
结构化研磨层还可以通过将包含可聚合粘合剂前体、磨粒和可选的硅烷偶联剂的浆料涂布在与弹性构件接触的整个筛网上来制备,其中所述弹性构件可选地具有粘结层或在其上进行表面处理。在此实施例中,然后通常在浆料还存留在筛网的开口中时,使其进一步聚合(如通过暴露于诸如热或电磁辐射之类的能量源),由此形成多个形状与筛网开口大致对应的成型的研磨复合体。有关此种筛网涂布的结构化研磨的更详细信息可见于(例如)美国专利No.4,927,431(Buchanan等人);5,378,251(Culler等人);5,942,015(Culler等人);6,261,682(Law);和6,277,160(Stubbs等人);以及美国公开专利申请No.2001/0041511(Lack等人)中。
可固化形成上述粘合剂的可用的可聚合粘合剂前体是熟知的并且包括(例如)热固化树脂和辐射固化树脂,它们可以(例如)利用热和/或暴露于辐射能中的方法固化。示例性的可聚合粘合剂前体包括:酚醛树脂、氨基塑料树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、氨基甲酸乙酯树脂、聚丙烯酸酯(例如,具有可自由基聚合的不饱和基的氨基塑料树脂、氨基甲酸乙酯树脂、丙烯酸酯异氰脲酸酯、(聚)丙烯酸酯单体以及丙烯酸树脂)、醇酸树脂、环氧树脂(包含双马来酰亚胺树脂和芴改性的环氧树脂)、异氰脲酸酯树脂、烯丙基树脂、呋喃树脂、氰酸酯、聚酰亚胺以及它们的混合物。可聚合粘合剂前体可包含一种或多种活性稀释剂(如,低粘度的单丙烯酸酯)和/或增粘性单体(例如,丙烯酸或甲基丙烯酸)。
如果要采用紫外线辐射或可见光辐射,则可聚合粘合剂前体通常还包含光引发剂。产生自由基源的光引发剂的实例包括(但不限于)有机过氧化物、偶氮化合物、苯醌、二苯甲酮、亚硝基化合物、卤酰、腙、巯基化合物、吡喃鎓化合物、三丙烯酰基咪唑、双咪唑、磷杂环戊二烯氧化物、氯代烷基三嗪、安息香醚、苯偶酰缩酮、噻吨酮、苯乙酮衍生物以及它们的组合。
阳离子光引发剂形成酸源,从而引发环氧树脂聚合。阳离子光引发剂可包括含有鎓阳离子和含卤素的金属或准金属络合阴离子的盐。其它阳离子光引发剂包括含有机金属络合阳离子和含卤素的金属或准金属复合阴离子的盐。这些光引发剂在美国专利No.4,751,138中有详细描述。阳离子光引发剂的另一实例为在美国专利No.4,985,340;欧洲专利公布Nos.EP 306,161和EP 306,162中描述的有机金属盐和鎓盐。其它的阳离子光引发剂包括有机金属络合物的离子盐,其中所述金属是选自IVB、VB、VIB、VIIB和VIIIB周期族的元素。
可聚合粘合剂前体还可包括可通过辐射能以外的能量源固化的树脂,例如缩合固化树脂。这种缩合固化树脂的实例包含酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂和脲醛树脂。
粘合剂前体和粘合剂可包含一种或多种可选的添加剂,所述添加剂选自由研磨助剂、填充剂、润湿剂、化学发泡剂、表面活性剂、颜料、偶联剂、染料、引发剂、能量受体,以及它们的混合物组成的组。该可选添加剂也可以选自由氟硼酸钾、硬脂酸锂、玻璃泡、膨胀泡、玻璃小珠、冰晶石、聚氨酯颗粒、聚硅氧烷凝胶、聚合物颗粒、固体蜡、液体蜡以及它们的混合物组成的组。
本发明中可用的磨粒大致可分为两类:天然磨料和人造磨料。可用的天然磨料的实例包括:金刚石、金刚砂、刚玉砂、石榴石(非纯红色)、砂质多孔石灰岩、黑硅石、石英、石榴石、刚玉砂、沙石、玉髓、打火石、石英砂、硅石、长石、天然碎氧化铝、浮石和滑石。人造磨料的实例包含:碳化硼、立方氮化硼、熔融氧化铝、陶瓷氧化铝、热处理氧化铝(褐色间深灰色的)、熔融氧化铝氧化锆、玻璃、玻璃陶瓷、碳化硅、氧化铁、碳化钽、氧化铬、氧化铈、氧化锡、碳化钛、二硼化钛、合成金刚石、二氧化锰、氧化锆、溶胶凝胶氧化铝基陶瓷、氮化硅以及它们的团聚物。溶胶凝胶磨粒的实例可见于美国专利No.4,314,827(Leitheiser等人);4,623,364(Cottringer等人);4,744,802(Schwabel);4,770,671(Monroe等人)和4,881,951(Wood等人)中。
通常将磨粒的最长尺寸确定为磨粒的粒度。在多数情况下,粒度存在一定的范围分布。可严格控制粒度分布,使得所得的研磨制品在待研磨的工件上形成一致的表面抛光,但是,也可采用较宽的和/或多峰态的粒度分布。
磨粒还可以具有与其相关的形状。这类形状的例子包括:杆状、三角形、棱锥形、圆锥形、实心球形、空心球形等。作为另外一种选择,磨粒可以形成无规的形状。
磨粒可涂覆有使该颗粒具有所需特性的材料。例如,已经表明,涂覆到磨粒表面的材料可以增强磨粒和聚合物之间的粘合力。另外,涂覆到磨粒表面上的材料可提高软化的颗粒状可固化粘合剂材料中的磨粒的附着性。作为另外一种选择,表面涂层可改变和改善所得磨粒的切削特性。此类表面涂层描述于(例如)美国专利No.5,011,508(Wald等人);3,041,156(Rowse等人);5,009,675(Kunz等人);4,997,461(Markhoff-Matheny等人);5,213,591(Celikkaya等人);5,085,671(Martin等人)和5,042,991(Kunz等人)中。
在一些实施例中,例如,包含成型的研磨复合体的那些实施例中,本发明的研磨构件中使用的磨粒可优选地具有约0.1微米(μm)或更大的粒度。在该范围的上限,磨粒可具有约450μm或更小、或甚至100μm或更小的粒度。在一些实施例中,磨粒的粒度可在始于JIS等级800(在50%中点处的粒度为14μm)或更高、或甚至JIS等级1000(在50%中点处的粒度为12μm)的范围内。在该范围的相反限度方面,磨粒的粒度为JIS等级6000(在50%中点处的粒度为2μm)或更低、在某些情况下为JIS等级4000(在50%中点处的粒度为3μm)或更低、或甚至为JIS等级2000(在50%中点处的粒度为5-8μm)或更低。
通常,本发明使用的磨粒具有至少为8的莫氏硬度,更常见的是莫氏硬度为9以上;但是,也可使用莫氏硬度小于8的磨粒。
本发明的各个方面可通过下面的非限制性实例进行进一步地说明,但是这些实例提到的具体材料及其数量、以及其它条件和细节,不应被理解为对本发明的不当限制。
磨砂实例
下面的说明示范了本发明的研磨制品、工具和方法以及对比研磨制品、工具和方法的示例性使用。
往复转动式工具:实例1-4中使用的往复转动式驱动工具按如下所述进行制造。将电池供电的牙刷(型号“Oral B AdvancePower 450TX”(Braun GmbH,Kronberg,Germany))的牙刷头的塑料外壳移除。将暴露的牙刷头连接器切成大约1英寸(2.54厘米)的长度,并且将末端进行磨砂形成与该长度的牙刷的驱动轴相垂直的光滑远端表面。然后利用2份环氧树脂和硬化剂(可以商品名“Quick Weld Compound”从Dynatex,Elizabethtown,Kentucky商购获得)将0.25英寸(0.64厘米)直径、0.033英寸(0.84毫米)厚的硬塑料盘粘结至远端表面以形成可移除的基板组件,该基板组件具有0.25英寸直径的安装表面,该安装表面的取向与工具的往复转动式轴垂直。利用两节3伏的AA-型锂电池“Part#U-3191”(得自美国加利福尼亚州Anaheim Hills的ApexBattery)为该工具供电。
常规的转动工具:实例中使用的常规磨砂工具为气动的双功能磨砂机(型号57500(Dynabrade公司,Clarence,New York))与1.25英寸(3.2厘米)的支撑垫(可以商品名FINESSE-IT ROLOC磨砂垫、部件号02345从美国明尼苏达州的St.Paul市的3M公司商购获得)相结合,所述支撑垫用以支承附连至如结合比较例所述的常规磨砂工具的研磨盘。
结构化研磨构件:与本文所述的实例和磨砂测试结合使用的结构化研磨构件是利用以下材料(通过出现在下面描述中的每一个的开头的缩写词进行识别)来制造:
AS1:分子量为296且官能度为3的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体,可以商品名“SR 351”得自Sartomer公司(Exton,Pennsylvania);
AS2:分子量为192且官能度为1的2-丙烯酸苯氧基乙基酯芳族单体,可以商品名“SR 339”得自Sartomer公司;
AS3:聚合物分散剂,可以商品名“Solplus D520”得自Noveon公司(Cleveland,Ohio);
AS4:γ-甲丙基烯酰氧丙基三甲氧基硅烷树脂改性剂,可以商品名“SILQUEST A174”得自Witco公司(Greenwich,Connecticut);
AS5: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“Lucirin TPO-L”得自BASF公司(Charlotte,North Carolina);以及
AS6:JIS等级大小为1500且在50%点处平均粒度为8.0微米(μm)的绿碳化硅磨粒,可以商品名“Fujimi GC 1500”得自Fujimi Abrasives公司(Elmhurst,IL)。
在20摄氏度(℃)下通过混合下述以重量份列出的组分直至均匀来制备研磨浆料:12.9份AS1、19.5份AS2、3.1份AS3、1.9份AS4、1.1份AS5和61.5份AS6。根据美国专利No.6,846,232(Braunschweig等人)中描述的方法通过刮涂将浆料涂布至聚丙烯研磨生产工具底漆上。下述实例1-4中使用的研磨生产工具的尺寸描述于美国专利No.6,846,232的实例2中。
将涂布的生产工具应用于0.003英寸(76微米(μm))聚酯膜(可以商品名SCOTCHPAK聚酯膜得自3M公司(St.Paul,Minnesota))的涂底漆表面上。然后在以30英尺/分钟(9.14米/分钟)的速度移动料片、对10英寸(25.4cm)宽的料片施加90磅/平方英寸(620.5千帕(kPa))的辊隙压力并且心轴温度为60℃的同时,用可得自位于美国马里兰州Gaithersburg市Fusion Systems Inc.公司的“D”型灯泡的紫外光(UV)灯以每英寸600瓦(每厘米236瓦)的功率照射该生产工具。将其上形成结构化研磨层的料片与生产工具分离并且冲切成直径为0.5英寸(1.27厘米)的盘状结构的研磨构件。
实例1:利用涂布至直径为0.5英寸(1.27厘米)的结构化研磨构件(按如上所述制造)的非研磨表面上的传递粘合剂(可以商品名“9453LE”从3M公司商购获得)来制造研磨制品。使较大的0.5英寸直径的研磨构件与基板组件的较小的0.25英寸直径的安装表面中心对齐并且附连。因此实例1的研磨制品包括示于图4中的下述部件:基板140和直接附连至基板140的研磨构件170。然后如下文磨砂测试No.1中所述来使用该研磨制品。
实例2:通过从粘合剂绷带(可以商品名NEXCARE ADHESIVESTRIP BANDAGE从3M公司商购获得)冲切0.5英寸(1.27厘米)直径的、0.027英寸(0.69毫米)厚的聚乙烯泡沫盘来制造研磨制品。移除粘合剂衬片并且将泡沫盘的粘合剂表面附连至结构化研磨构件(按如上所述制造)的0.5英寸直径的非研磨主表面。然后将实例1的传递粘合剂涂布至泡沫盘的非粘合剂表面。然后使聚乙烯泡沫盘(具有与其附连的结构化研磨构件)的较大的0.5英寸直径的传递粘合剂涂布的表面与基板组件的较小的0.25英寸直径的安装表面中心对齐并且附连。因此实例2的研磨制品包括示于图4中的下述部件:基板140、支承层160(聚乙烯泡沫盘)、以及研磨构件170。支承层160直接附连至基板140。然后如下文磨砂测试No.1中所述来使用该研磨制品。
实例3:根据实例2中所述的方法来制备研磨制品,不同的是利用5/16英寸(7.9毫米)直径的、0.090英寸(2.29毫米)厚的聚氨酯泡沫盘(可以商品名“R600U-090”从Illbruck公司(Minneapolis,Minnesota)商购获得)代替0.5英寸(1.27厘米)直径的聚乙烯泡沫。使较大的0.5英寸直径的研磨构件与较小的5/16英寸直径的聚氨酯泡沫盘中心对齐。使5/16英寸直径的聚氨酯泡沫盘与基板组件的0.25英寸直径的安装表面中心对齐。因此实例3的研磨制品包括示于图4中的下述部件:基板140、可压缩构件150(聚氨酯泡沫盘)、以及研磨构件170。研磨构件170直接附连至可压缩构件150。然后如下文磨砂测试No.1中所述来使用该研磨制品。
实例4:所制造的研磨制品包括图4中所示的所有部件,即基板140(如上文结合往复转动式工具所述)、可压缩构件150(结合实例3所述的聚氨酯泡沫盘)、支承层160(结合实例2所述的聚乙烯泡沫盘)、以及研磨构件170(如上文所述的结构化研磨构件)。除了已位于聚乙烯泡沫盘的一侧的粘合剂之外,使用实例1确定的传递粘合剂将部件彼此附连。使较小直径的部件(基板140和聚氨酯泡沫可压缩构件150)彼此中心对齐并且使较大的部件(聚乙烯泡沫支承层160和结构化研磨构件170)与可压缩构件中心对齐。然后如下文磨砂测试No.1中所述来使用该研磨制品。
比较例A:将形式为1.25英寸(3.2厘米)直径的、JIS 3000等级的研磨盘(可以商品名“466LA A5,Part No.56251”从3M公司商购获得)的研磨制品安装到上文所述的常规磨砂工具上。然后如下文磨砂测试No.2中所述来使用该研磨制品。
比较例B:利用折叠成合适的形状以用于下文的手动磨砂测试No.3的研磨片(可以商品名“401Q WETORDRY Grade 2000”从3M公司商购获得)形成研磨制品。
测试测量:具有透明涂层、黑色涂漆的桔皮纹理的冷轧钢测试板(18×24英寸(45.7cm×61cm),部件号为“APR45077”)是得自ACT Laboratories,Inc.(Hillsdale,Michigan)。
桔皮:利用表面纹理分析仪(型号“WaveScan DOI”,得自BYK-Gardner USA(Columbia,Maryland))测定测试板上的“桔皮”饰层的程度。以下记录的波扫描(Wavescan)值表示抛光之后测定的对磨砂区域的不同区域进行的3次扫描(每次长度为5厘米)的平均值。据理论,与对照(未磨砂)板数值的偏离,特别是Wc和Wd,反映了桔皮由于磨砂工艺而发生的变化。
表面饰层:在磨砂步骤之后利用轮廓曲线仪(型号“SURTRONIC3+PROFILOMETER”,可得自Taylor Hobson,Inc.(Leicester,England))测量表面饰层(Rz-测试表面的最高点和最低点之间的最大垂直距离)。以下记录的Rz值表示对2厘米×6厘米的磨砂区域进行5次单独测量的平均值。
刨削:刨削是对在磨砂工艺期间由于过度的偏斜(即,偏角、非平面等)引起的宏观表面不平度的程度进行的主观性评价。记录的刨削值在零(0)至五(5)的主观性量度内,其中零(0)表示没有不平度。
磨砂测试NO.1:在往复转动式工具上使用实例1-4的研磨制品对测试板的区域进行磨砂。对于每种不同的研磨制品,接通该工具并且利用最小的横向移动和零度的磨砂角(即,平坦的研磨表面与工件表面保持平行),对先前确定的测试板中的凸起形式的缺陷进行磨砂直至移除,以确定7秒的基准磨砂时间。替换工具上的研磨制品并且对测试板的新区域磨砂相同数量的时间。替换研磨制品并且然后对相邻的区域磨砂7秒。重复该过程直至测试板上的糙面或磨砂区域为2厘米×6厘米,在此之后利用永久标记仪标出该区域的轮廓以用于抛光后的后续识别。
然后利用下述构造在1400rpm下对每个磨砂的区域抛光6秒钟:抛光仪:Dewalt电动磨光仪,型号“DW849”,可得自Dewalt IndustrialTool Corp.(Hampstead,Maryland);支撑垫:“Perfect-it Backup Pad#05718”;抛光垫:“Perfect-it Foam Polishing Pad#05725”;以及涂饰仪:“Perfect-it 3000 Trizact Spot Finishing Material#06070”,均得自3M公司。
对比磨砂测试NO.2:将比较例A的研磨构件附连至所述的常规磨砂工具的支撑垫并且将与该工具相连的气动管线压力设置为90磅每平方英寸(psi)(620.5千帕斯卡(kPa))。利用最小的横向移动和零度的磨砂角,对先前确定的测试板中的凸起进行磨砂直至移除,由此确定3秒的基准磨砂时间。利用另一个样品替换研磨盘并且然后对相邻的区域磨砂3秒钟。再重复进行该过程,直至糙面区域为大约3厘米×9厘米,在此之后利用永久标记仪标出该区域的轮廓。然后根据磨砂测试No.1中所述的方法对每个磨砂区域进行抛光。
磨砂测试NO.3:通过应用轻的指压力以及最小的横向移动,利用比较例B中描述的研磨制品进行3秒钟的单向动作来对测试板进行手动磨砂。替换研磨制品并且对邻近的区域进行磨砂。重复进行该过程,直至磨砂区域为大约2厘米×6厘米。
表1提供了上述磨砂测试的结果:
表1
研磨样品 | 磨砂测试 | 刨削 | Wa | Wb | Wc | Wd | We | Rz(μm) |
对照板 | N/A | N/A | 4.7 | 16.5 | 13.4 | 16.7 | 12.5 | N/A |
实例1 | 1 | 5 | 11.7 | 24.7 | 21.3 | 28.2 | 19.9 | 0.81 |
实例2 | 1 | 3 | 3.3 | 8.1 | 7.1 | 17.4 | 12.8 | 0.71 |
实例3 | 1 | 2 | 4.0 | 9.0 | 6.4 | 16.1 | 20.6 | 0.33 |
实例4 | 1 | 0 | 5.4 | 17.6 | 10.3 | 13.8 | 10.3 | 0.33 |
比较例A | 2 | 0 | 5.7 | 10.3 | 2.9 | 5.0 | 11.9 | 0.48 |
比较例B | 3 | 3 | 4.4 | 24.3 | 24.9 | 24.5 | 13.3 | 1.47 |
N/A=不适用
缺陷修复实例
下面的说明示范了使用本发明的研磨制品、工具和方法进行缺陷移除和抛光的示例性方法以及对比性常规方法。
测试板:通过在黑色涂漆饰层上喷涂透明涂层来制备具有黑色涂漆饰层的钢制汽车引擎罩。该透明涂层饰层可以商品名AUTOCLEAR从Akzo Noble(Narcross,Georgia)商购获得,并且在140°F(60℃)下固化40分钟。
比较例C:在测试板的十二(12)个缺陷上进行下述的传统五步修复工艺。在各步骤间通过利用细布(可以商品名PERFECT-IT细布、部件号06020得自3M公司)擦去残留的研磨浆料来清洁测试板。利用新鲜的细布进行最终的抛光步骤。
步骤1(缺陷移除):通过应用轻的指压力以及最小的横向移动,使用按比较例B中所述形成的研磨制品来移除上述测试板的表面上的十二(12)个涂料缺陷(尖点)。移除所有缺陷的磨砂时间为3分钟。
步骤2(刮痕精修):将6英寸(15.2厘米)直径的支撑垫(可以商品名HOOKIT II盘垫、部件号05251从3M公司商购获得)附连至型号为21035的双功能磨砂机((Dynabrade,Inc.(Clarence,NewYork))。将6英寸(15.2厘米)直径的接合垫(商品名HOOKIT II SOFT接合垫(部件号05274,得自3M公司))附连至支撑垫。然后将6英寸(15.2厘米)直径的泡沫垫(商品名TRIZACT HOOKIT II泡沫盘(部件号02075,等级P-3000,也得自3M公司))附连至接合垫。通过利用泡沫垫将压力应用至包含刮痕的区域,精化在步骤1的缺陷移除期间形成的刮痕,同时使双功能磨砂机在设置为60磅每平方英寸(psi)(413.7千帕斯卡(kPa))的线压力下工作且该垫与测试板的表面保持大致平行。用于精化磨砂区域的每一个中的刮痕的刮痕精修时间为3分30秒。
步骤3(调理):将8英寸(20.3厘米)支撑垫(可以商品名PERFECT-IT支撑垫、部件号05718从3M公司商购获得)附连至8英寸(20.3厘米)的磨光工具(型号DW 849,得自Dewalt Industrial ToolCorporation(Hampstead,Maryland))。将9英寸(22.9厘米)木垫(可以商品名PERFECT-IT III调理垫、部件号05719从3M公司商购获得)附连至支撑垫。将通常称为打磨化合物(可以PERFECT-IT 3000EXTRA CUT打磨化合物从3M公司商购获得)的研磨浆料应用至测试板的磨砂和精化区域,并且利用木垫磨光8分钟,同时磨光工具在1,800转/分钟(rpm)下工作。
步骤4(抛光):重复进行步骤3,不同的是,利用8英寸(20.3厘米)的泡沫抛光垫(可以商品名PERFECT-IT泡沫抛光垫、部件号05725从3M公司商购获得)替换木垫,并且利用包含较精细磨粒的第二研磨浆料(可以PERFECT-IT 3000涡状痕迹移除剂、部件号06064也得自3M公司)替换步骤3中使用的研磨浆料(打磨化合物)。抛光步骤进行总计六(6)分钟。
步骤5(涡状痕迹消除):重复进行步骤4,不同的是,利用包括更精细磨粒的第三研磨浆料(可以PERFECT-IT 3000 ULTRAFINA SE抛光剂、部件号06068从3M公司商购获得)替换步骤4的涡状痕迹移除剂。另外利用不同的泡沫抛光垫(可以商品名PERFECT-ITULTRAFINA泡沫抛光垫、部件号05733得自3M公司)替换步骤4中使用的泡沫抛光垫。涡状痕迹消除步骤进行总计四(4)分钟。
实例5:利用本发明的示例性研磨制品和方法通过本文所述的三(3)步工艺来修复测试板的透明涂层表面中的十二(12)个缺陷。如结合比较例C所述在步骤间清洁测试板。
步骤1(缺陷移除):将实例4中所述的研磨制品用于上述的往复转动式工具上。对于每个待移除的缺陷,使用该工具对缺陷进行磨砂且具有最小的横向移动和零度的磨砂角(即,研磨平面保持与测试板的平面平行)。使用该工具和研磨制品移除测试板表面中的十二(12)个缺陷(涂漆尖点)。用于移除十二个缺陷的磨砂时间为2.5分钟。
步骤2(调理):将1英寸(2.54厘米)的配接器(可以商品名ROLOC holder、部件号07500从3M公司商购获得)附连至18伏的无线钻机(以型号BTD140得自Makita Corp.(La Mirada,California))。将1.25英寸(3.2厘米)直径的支撑垫(可以商品名FINESSE-IT ROLOC盘垫、类型J、部件号67415从3M公司商购获得)附连至配接器。将1.25英寸(3.2厘米)的泡沫垫(从较大的PERFECT-IT泡沫抛光垫(以部件号05725得自3M公司)冲切而得)附连至支撑垫。将研磨浆料(可以PERFECT IT 3000涡状痕迹移除剂、部件号06064也得自3M公司)应用至磨砂区域并且利用大约1,500rpm下的抛光垫进行磨光。调理步骤进行总计三(3)分钟。
步骤3(涡状痕迹消除):利用1英寸(2.54厘米)直径的磨光垫(从较大的垫PERFECT-IT ULTRAFINA泡沫抛光垫(以部件号05733得自3M公司)冲切而得)替换步骤2中使用的抛光垫,并且利用包含较精细磨粒的第二研磨浆料(可以PERFECT-IT 3000 ULTRAFINA SEpolish、部件号06068得自3M公司)替换步骤2中使用的研磨浆料(打磨化合物)。通过以1800rpm转动磨光垫进行涡状痕迹消除步骤总计3分钟。
实例6:利用本发明的示例性研磨制品和方法通过本文所述的三(3)步工艺来修复测试板的透明涂层表面中的十二(12)个缺陷。如结合比较例C所述在步骤间清洁测试板。
步骤1(缺陷移除):按照实例5中所述进行实例5的步骤1,不同的是缺陷移除步骤进行总计2分20秒。
步骤2(调理):按照实例5中所述进行实例5的步骤2,不同的是调理步骤进行总计3分10秒。
步骤3(涡状痕迹消除):比较例C的步骤5进行总计2分20秒。
实例7:利用本发明的示例性研磨制品和方法通过本文所述的三(3)步工艺来修复测试板的透明涂层表面中的十二(12)个缺陷。如结合比较例C所述在步骤间清洁测试板。
步骤1(缺陷移除):按照实例5中所述进行实例5的步骤1,不同的是缺陷移除步骤进行总计2分30秒。
步骤2(调理):按照实例5中所述进行实例5的步骤2,不同的是利用在设为90psi(620kPa)的线压力下工作的双功能磨砂机(以型号57502得自Dynabrade公司)替换钻机。调理步骤进行总计3分15秒。
步骤3(涡状痕迹消除):进行比较例C的步骤5,不同的是在该实例中使用步骤2中的双功能磨砂机,以替换比较例C的步骤5中使用的磨光工具。双功能磨砂机在设为90psi(620kPa)的线压力下工作。另外,从较大的抛光垫(可以PERFECT-IT ULTRAFINA泡沫抛光垫、部件号05733从3M公司商购获得)中冲切1英寸(2.54厘米)的泡沫抛光垫。涡状痕迹消除步骤总计三(3)分钟。
实例8:利用本发明的示例性研磨制品和方法通过本文所述的三(3)步工艺来修复测试板的透明涂层表面中的十二(12)个缺陷。如结合比较例C所述在步骤间清洁测试板。
步骤1(缺陷移除):重复实例5所述的步骤1,不同的是所花费的时间为2分30秒。
步骤2(调理):重复实例7所述的步骤2,不同的是所花费的时间为3分5秒。
步骤3(涡状痕迹消除):重复实例6所述的步骤3,不同的是所花费的时间为2分10秒。
比较例C和实例5-8的结果:
在比较例C和实例5-8结束时,根据下述标准对测试板的饰层进行目测分级:
1:在商店照明或直接的日光条件下仍可见磨砂刮痕。
2:在商店照明或直接的日光条件下可见深的涡状痕迹或模糊。
3:仅在直接的日光条件下可见涡状痕迹或模糊。
4:仅在直接的日光条件下可见轻微的/细小的涡状痕迹或模糊。
5:在商店照明或直接的日光条件下未见涡状痕迹或模糊。
板的饰层评级以及所有涂饰步骤的总时间列于以下的表2中。
表2
样品 | 时间 | 饰层评级 |
比较例A | 24分30秒 | 5 |
实例5 | 8分30秒 | 3 |
实例6 | 7分50秒 | 5 |
实例7 | 8分45秒 | 3 |
实例8 | 分45秒 | 5 |
在本文的背景技术、具体实施方式和其它部分中引用的专利、专利文件和出版物的完整公开全文以引用方式并入,如同每一个被单独地并入。
本文讨论了本发明的示例性实施例并且提及了处于本发明范围内的可能的变型。在不脱离本发明的范围的前提下,这些以及其它变型和修改形式对本领域内的技术人员将是显而易见的,并且应当理解,本发明并不限于本文所示出的示例性实施例。因此,本发明仅应受以下提供的权利要求书及其等同物的限定。
Claims (19)
1.一种研磨制品(120),包括:
套筒联轴器(130),所述套筒联轴器(130)包括孔(132),所述孔(132)用于容纳驱动工具的轴;
基板(140),所述基板(140)附连至所述套筒联轴器;
有回弹力的可压缩构件(150),所述有回弹力的可压缩构件(150)附连至所述基板;以及
盘状的研磨构件(170),所述研磨构件(170)附连至所述有回弹力的可压缩构件;
其中所述有回弹力的可压缩构件将所述研磨构件从所述基板分离并提供扭力挠曲,使得所述有回弹力的可压缩构件和所述研磨构件响应于所述轴的转动方向的变化而能够相对于所述基板扭曲;
其中:
所述研磨构件(170)包括面积约为300平方毫米(mm2)或者更小的研磨表面;并且
所述有回弹力的可压缩构件具有1.5mm或更大的厚度,并且包括当在1Hz和25℃下测量时具有在约1500和约4.9x105帕斯卡(Pa)之间的范围内的弹性模量的材料。
2.根据权利要求1所述的制品,其中所述有回弹力的可压缩构件包括从在1Hz和25℃下的弹性模量为1992Pa的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯/油凝胶、在1Hz和25℃下的弹性模量为3.02x105Pa的聚氨酯泡沫、在1Hz和25℃下的弹性模量为4.31x105Pa的聚氨酯泡沫、在1Hz和25℃下的弹性模量为4.89x105Pa的弹性体聚氨酯橡胶以及它们的组合所构成的组中选取的材料。
3.根据权利要求1所述的制品,其中所述有回弹力的可压缩构件包括当在1Hz和25℃下测量时具有在约1750和约1.5x105帕斯卡(Pa)之间的范围内的弹性模量的材料。
4.根据权利要求1所述的制品,其中所述有回弹力的可压缩构件在所述基板和所述研磨构件之间的厚度是基本均匀的。
5.根据权利要求1所述的制品,其中所述研磨构件被定位在所述有回弹力的可压缩构件和所述研磨构件之间的支承层支承。
6.根据权利要求1所述的制品,其中所述孔包括与所述轴互补的形状,所述孔构造成通过摩擦固定部件附连至所述轴。
7.根据权利要求1所述的制品,其中所述基板包括安装表面并且所述有回弹力的可压缩构件包括面向所述安装表面的第一主表面,其中所述有回弹力的可压缩构件的所述第一主表面等于或大于所述基板的所述安装表面。
8.根据权利要求1所述的制品,其中所述基板包括安装表面并且所述有回弹力的可压缩构件包括背向所述安装表面的第二主表面,其中所述有回弹力的可压缩构件的所述第二主表面等于或大于所述基板的所述安装表面。
9.根据权利要求7所述的制品,其中所述有回弹力的可压缩构件包括背向所述安装表面的第二主表面,其中所述有回弹力的可压缩构件的所述第二主表面等于或大于所述基板的所述安装表面。
10.根据权利要求1所述的制品,其中所述有回弹力的可压缩构件包括背向所述基板的第二主表面并且所述研磨构件包括面向所述有回弹力的可压缩构件的主表面,所述研磨构件的所述主表面大于所述有回弹力的可压缩构件的所述第二主表面。
11.根据权利要求7所述的制品,其中所述有回弹力的可压缩构件包括背向所述基板的第二主表面并且所述研磨构件包括面向所述有回弹力的可压缩构件的主表面,所述研磨构件的所述主表面大于所述有回弹力的可压缩构件的所述第二主表面。
12.根据权利要求8所述的制品,其中所述研磨构件包括面向所述有回弹力的可压缩构件的主表面,所述研磨构件的所述主表面大于所述有回弹力的可压缩构件的所述第二主表面。
13.根据权利要求9所述的制品,其中所述研磨构件包括面向所述有回弹力的可压缩构件的主表面,所述研磨构件的所述主表面大于所述有回弹力的可压缩构件的所述第二主表面。
14.根据权利要求1所述的制品,其中所述有回弹力的可压缩构件是盘形的。
15.根据权利要求1所述的制品,其中所述研磨构件包括研磨表面,所述研磨表面具有约150平方毫米或更小的面积。
16.根据权利要求1所述的制品,其中所述有回弹力的可压缩构件具有5mm或更小的厚度。
17.根据权利要求1所述的制品,其中所述研磨构件包括研磨表面,其中当所述研磨制品的转动轴线相对于工件表面的平坦部分倾斜时,所述研磨表面的大部分保持与所述工件表面的平坦部分接触。
18.根据权利要求17所述的制品,其中当所述研磨制品不使用时,所述研磨表面被取向为垂直于所述套筒联轴器。
19.根据权利要求1所述的制品,其中所述有回弹力的可压缩构件面对施加的压缩力体积能够减少至少10%,并且此外其中在一分钟或更短的时间内移除压缩力之后所述有回弹力的可压缩构件重新获得所减少的体积的至少50%。
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