CN101808781B - 具有助黏附层的磨料物品 - Google Patents

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Abstract

一个磨料物品包括具有第一和第二主表面的一个背衬、覆盖在该第一主表面上的一个磨料层、以及覆盖在该第二主表面上的一个聚合物层。该聚合物层包括一种弹性体材料，该弹性体材料具有大约55至大约95的一个肖氏A级硬度。

Description

具有助黏附层的磨料物品
披露领域
本披露总体上涉及具有防滑聚合物层的磨料物品。
背景技术
磨料物品(如涂覆的磨料以及粘结的磨料)被用在不同的工业中以便通过如精研、研磨或抛光来加工工件。利用磨料物品的机加工跨越了从光学工业、汽车补漆工业到金属制造工业的广阔工业范围。在这些实例的每一个中，制造设施使用磨料来去除松成块材料或影响产品的表面特性。
表面特性包括光泽、质地以及均匀性。例如，金属部件的制造商们使用磨料物品来精加工和抛光表面，并且常常希望一个均匀的光滑表面。类似地，光学器件制造商们希望生产无缺陷的表面以防止光的衍射和散射的磨料物品。
虽然磨料物品的磨料表面通常影响材料去除率和表面品质，但是差的背衬材料可导致其他性能因素的退化，如机器磨损和性能。例如，典型的背衬材料引起固定磨料物品的机械部件的磨损。具体地讲，经过机械系统前移的涂覆的磨料带和皮带可能磨损压板、背支撑件、以及鼓轮。另外，传统的背衬材料可能允许切屑和脱落的磨料颗粒夹带在背衬与支撑部件之间，从而造成磨损。
为了补偿切屑和颗粒的夹带，一些制造商们已经转向防静电的和硬质的表面涂层。然而，这种涂层通常难以由一个机器来固定，从而降低了机器性能。例如，此类涂覆的背衬经常导致磨料带产品经过机器的前移不良或导致胶带在机器的研磨区域中的积聚，它们各自导致用于修理的停机时间。
为了将磨料物品固定在工具加工机器上，典型地是在背衬上涂覆包含磨擦性矿物填充剂的防滑层。尽管防滑层增加了磨料带在工具加工机器上的粘附，但是传统的防滑层和磨擦性矿物填充剂导致工具的磨损。具体地讲，磨擦性矿物填充剂最终能够影响机器的寿命。
这样，将会令人希望的是包含改进的背衬材料的一种改进的磨料产品。
发明内容
在一个具体实施方案中，一种磨料物品包括具有第一和第二主表面的一个背衬、覆盖在该第一主表面上的一个磨料层以及覆盖在该第二主表面上的一个聚合物层。该聚合物层包括一种弹性体材料，该弹性体材料具有大约55至大约95的肖氏A级硬度。
在另一个实施方案中，一种磨料物品包括具有第一和第二主表面的一个背衬。该背衬是由一个聚酯膜形成的。一个磨料层覆盖在该第一主表面上并且该磨料层包括磨料颗粒和一种粘合剂。一个聚合物层覆盖在该第二主表面上而没有插入层。该聚合物层包括一种弹性体材料，该弹性体材料具有大约75至大约95的肖氏A级硬度，其中该聚合物层没有表面结构。
在另一个实施方案中，一种磨料物品包括具有第一和第二主表面的一个背衬膜。一个磨料层覆盖在该第一主表面上并且一个聚合物层覆盖在该第二主表面上。该聚合物层包括一种弹性体材料，该弹性体材料具有不大于约0.020克的总切削参数。
在又一个实施方案中，一种形成磨料物品的方法包括提供具有第一和第二主表面的一个背衬膜。该背衬膜包括形成该第一主表面的一个聚酯膜以及形成该第二主表面的一个弹性体聚合物膜。该弹性体聚合物膜具有大约75至大约95的肖氏A级硬度。该方法进一步包括涂覆一个磨料层以覆盖在该背衬膜的第一主表面上。
在另一个外实施方案中，一种研磨机械部件的方法包括将一个磨料带的一个第一部分定位在一个研磨机器中。该磨料带包括具有第一和第二主表面的一个背衬膜、覆盖在该第一主表面上的一个磨料层、以及覆盖在该第二主表面上的一个弹性体聚合物层。该方法进一步包括旋转与该磨料带的第一部分接触的一个第一机械部件、将该磨料带前移穿过该研磨机器以暴露该磨料带的一个第二部分、并且旋转与该磨料带的第二部分接触的一个第二机械部件。
附图说明
通过参考附图可以更好的理解本披露，并且使其众多特征和优点对于本领域的普通技术人员而言变得清楚。
图1包括一个示例性的磨料物品的图示。
图2是展示形成磨料物品的方法的流程图。
图3是示例性的曲轴研磨设备的图示。
图4是展示研磨机械部件的方法的流程图。
具体实施方式
在一个具体实施方案中，一种磨料物品包括具有一个第一主表面和一个第二主表面的一个背衬。该磨料物品包括覆盖在该第一主表面上的一个磨料层。一个聚合物层覆盖在该背衬的第二主表面上。在一个示例性实施方案中，该聚合物层可以被直接配置在该背衬的第二主表面上并且可以与其直接接触而没有任何插入层或结系层。在另一个实施方案中，该背衬可以接受表面处理、化学处理、涂底料、或它们的任何组合。具体地讲，该聚合物层为该背衬提供了一个令人希望的非磨擦性层并且提供具有令人希望的摩擦特性的一个磨料物品。
在图1中展示了一个涂覆的磨料物品100的示例性实施方案。该涂覆的磨料包括一个背衬102以及配置在背衬102的第二主表面106上的一个聚合物层104。配置在背衬102的第一主表面108上的是与磨料颗粒112接触的一个磨料层110。磨料层110(如一个制作涂层118)被直接配置在背衬102的第一主表面108上。另外，涂覆的磨料100可以包括一个胶料涂层114、覆盖在胶料涂层114上的一个超级胶料涂层(未示出)或在背衬102与制作涂层110之间的一个助黏附层(未示出)。
该磨料物品的背衬102可以是挠性的或刚性的并且可以由不同的材料制成。一个示例性的挠性背衬包括：一个聚合物膜(例如，一个涂底料的膜)，如聚烯烃膜(例如，包括双轴取向聚丙烯的聚丙烯)、聚酯膜(例如，聚对苯二甲酸乙二酯)、聚酰胺膜、或纤维素酯膜；金属箔；网孔材料；泡沫(例如，天然海绵材料或聚氨酯泡沫)；布(例如，由纤维或包括聚酯、尼龙、丝、棉、涤棉、或人造纤维的纱制成的布)；纸；硬化纸；硬化橡胶；硬化纤维；无纺材料；它们的任何组合；或它们的任何处理的形式。布背衬可以是编织的或缝纫在一起的。在具体实例中，该背衬是选自下组，其构成为：纸、聚合物膜、布、棉、涤棉、人造纤维、聚酯、聚-尼龙、硬化橡胶、硬化纤维、金属箔或它们的任何组合。在一个示例性实施方案中，该背衬包括一种热塑膜，如一种聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜。具体地讲，该背衬可以是一个单层聚合物膜，如一个单层PET膜。一个示例性的刚性背衬包括一种金属板、一种陶瓷板、等等。
典型地，背衬102具有至少约50微米的厚度，如大于约75微米。例如，背衬102可以具有大于约75微米并且不大于约200微米的厚度，或大于约75微米并且不大于约150微米。
在一个示例性实施方案中，聚合物层104是由具有令人希望的弹性体特性的一种材料形成。在一个实施方案中，具有令人希望的弹性体特性的材料是一种二烯弹性体或一种热塑材料。例如，该热塑材料可以包括一种热塑固化橡胶、一种热塑烯烃或一种热塑聚氨酯。在一个具体实例中，该弹性体材料是非功能化的。例如，该弹性体材料可以不包括从主链延伸的官能团或形成该弹性体材料的分子的端基。具体地讲，在此使用的非功能化的弹性体材料包括一种聚合物，该聚合物不具有包括以下元素的官能团，这些元素是如卤素、氧、氮、硫、或磷，而该聚合物本身可以在主链中包括这些元素。
在一个具体实施方案中，例如，聚合物层104可以由一种弹性体材料形成。在一个具体实施方案中，该弹性体材料包括一种可交联弹性体聚合物。例如，聚合物层104可以包括一种二烯弹性体。在一个示例性实施方案中，该二烯弹性体是由至少一种二烯单体形成的一种共聚物。例如，该二烯弹性体可以是乙烯、丙烯和二烯单体的一种共聚物(EPDM)。一个示例性的二烯单体包括一种共轭的二烯，如丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯、等等；包括从5至大约25个碳原子的一种非共轭的二烯，如1，4-戊二烯、1，4-己二烯、1，5-己二烯、2，5-二甲基-1，5-己二烯、1，4-辛二烯、等等；一种环二烯，如，环戊二烯、环己二烯、环辛二烯、双环戊二烯等等；一种乙烯基环烯(vinyl cyclic ene)，如，1-乙烯基-1-环戊烯、1-乙烯基-1-环己烯等等；一种烷基二环壬二烯，如，3-甲基二环-(4，2，1)-九-3，7-二烯等等；一种茚，如，甲基四氢茚、等等；一种链烯基降冰片烯，如5-亚乙基-2-降冰片烯、5-亚丁基-2-降冰片烯、2-甲代烯丙基-5-降冰片烯、2-异丙烯基-5-降冰片烯、5-(1，5-己二烯基)-2-降冰片烯、5-(3，7-辛二烯基)-2-降冰片烯、等等；一种三环二烯，如3-甲基三环(5，2，1，02，6)-十-3，8-二烯、等等；或它们的任何组合。在一个具体实施方案中，该二烯包括一种非共轭的二烯。在另一个实施方案中，该二烯弹性体包括链烯基降冰片烯。该二烯弹性体可以包括，例如，基于该二烯弹性体的总重量的从该聚合物的大约63wt％至大约95wt％的乙烯、从大约5wt％至大约37wt％的丙烯、以及从大约0.2wt％至大约15wt％的二烯单体。在一个具体实例中，乙烯含量是从该二烯弹性体的大约70wt％至大约90wt％，丙烯是从大约17wt％至大约31wt％，并且二烯单体是从大约2wt％至大约10wt％。未交联的二烯弹性体可以具有至少大约百分之600的断裂延伸率。总的来说，该二烯弹性体包括少量的二烯单体，如，双环戊二烯、乙基降冰片烯、甲基降冰片烯、非共轭的己二烯、等等，并且典型地具有从大约50,000至大约100,000的数均分子量。示例性的二烯弹性体是在商品名Nordel之下从Dow可商购的，如Nordel IP 4725P。
在一个具体实施方案中，聚合物层104的材料包括大于约40wt％的二烯弹性体。例如，聚合物层104可以包括大于约50wt％的二烯弹性体，如大于约65wt％，大于约80wt％，或甚至大于约90wt％的二烯弹性体。在一个具体实例中，层104的材料基本上是由一种二烯弹性体(如，EPDM)构成。
在一个示例性实施方案中，聚合物层104可以包括一种烯属聚合物。在此，烯属聚合物包括一种均聚物或由至少一个烯烃单体形成的一种共聚物。例如，一种烯属聚合物可以包括一种聚烯烃或一种二烯弹性体。烯属聚合物的一个实例包括一种聚烯属均聚物，如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚戊烯、聚苯乙烯、或聚甲基戊烯；一种聚烯属共聚物，如改性的苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、或乙烯-辛烯共聚物；一种热塑烯烃(TPO)；或它们的任何共混物或组合物。在一个具体实例中，该烯属聚合物包括一种热塑烯烃(TPO)。一种示例性的聚乙烯包括高密度聚乙烯(HDPE)、中等密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、超低密度聚乙烯、或它们的任何组合。
在一个具体实例中，弹性体材料包括一种热塑固化橡胶，如，一种二烯弹性体和一种聚烯烃的共混物。该共混物的聚烯烃可以包括由一种单体形成的一种均聚物、一种共聚物、一种三聚物、一种合金、或它们的任何组合，该单体诸如是乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、甲基戊烯、辛烯、或它们的任何组合。一个示例性的聚烯烃包括高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、超低密度聚乙烯、乙烯丙烯共聚物、乙烯丁烯共聚物、聚丙烯(PP)、聚丁烯、聚戊烯、聚甲基戊烯、聚苯乙烯、乙烯丙烯橡胶(EPR)、乙烯辛烯共聚物、或它们的任何组合。在一个具体的实例中，该聚烯烃包括高密度聚乙烯。在另一个实例中，该聚烯烃包括聚丙烯。在一个另外的实例中，该聚烯烃包括乙烯辛烯共聚物。在一个具体实施方案中，该聚烯烃不是一种改性聚烯烃，如一种羧基官能团改性的聚烯烃，并且具体地讲，不是乙烯乙酸乙烯酯。此外，该聚烯烃不是由一个二烯单体形成的。一种示例性的可商购的聚烯烃包括Equistar 8540，一种乙烯辛烯共聚物；Equistar GA-502-024，一种LLDPE；Dow DMDA-8904NT 7，一种HDPE；Basell Pro-Fax SR275M，一种无规聚丙烯共聚物；Dow 7C50，一种嵌段PP共聚物；或以前在商品名称Engage下由Dupont Dow出售的产品。另一个示例性的树脂包括Exxon Mobil Exact 0201或Dow Versify 2300。
在一个实例中，EPDM和聚烯烃的共混物可以包括不大于约40wt％的聚烯烃，如不大于约30wt％的聚烯烃。例如，该共混物包括不大于约20wt％的聚烯烃，如不大于约10wt％的聚烯烃。在一个具体实例中，该共混物包括约5wt％至约30wt％、如约10wt％至约30wt％、约10wt％至约25wt％、或约10wt％至约20wt％的聚烯烃。
总的来说，EPDM和聚烯烃的共混物显示出这些聚合物组分之间的相容性。DMA分析可以提供相容性的证据。DMA分析可以示出一种共混物的主要组分的玻璃转化温度之间的一个单一的tan δ塔峰，从而表明相容性。可替代地，一种不相容的共混物可以显示出多于一个的tan δ峰。在一个实例中，该共混物可以显示出一个单一的tan δ峰。具体地讲，该单一的tan δ峰可以是在该聚烯烃的玻璃转化温度与该二烯弹性体的玻璃转化温度之间。
在一个实例中，该聚合物层104包括热塑聚氨酯类。热塑聚氨酯类是由至少一种多元醇和至少聚异氰酸酯形成。多元醇类包括，例如，聚醚类和聚酯类。聚异氰酸酯类可以是脂肪族的或芳香族的。热塑聚氨酯类包括，例如，聚醚-基聚氨酯类、聚酯-基聚氨酯类、聚醚/聚酯混杂聚氨酯类、或它们的任何组合。示例性的可商购的热塑聚氨酯类包括Bayer Desmopan和GLS Versollan。
在一个实施方案中，聚合物层104的弹性体材料具有大约55至大约95的一个肖氏A级硬度，如大约75至大约95，或甚至大约85至大约95。在一个实施方案中，聚合物层104的热塑材料具有不大于约65的一个肖氏D级硬度，如不大于约55，如不大于约50。热塑材料的弹性模量典型地是大约0.005GPa至大约0.5GPa。
聚合物层104还可以包括可任选的组分，如软质填充剂类。软质填充剂类包括的材料诸如滑石、石墨、以及它们的任何组合。在一个示例性的实施方案中，聚合物层104的材料可以包括一种交联剂、一种光敏引发剂、一种热引发剂、一种填充剂、一种颜料、一种抗氧化剂、一种阻燃剂、一种增塑剂、或它们的任何组合。可替代地，这些层104可以没有交联剂类、光敏引发剂类、热引发剂类、填充剂类、颜料类、抗氧化剂类、阻燃剂类、或增塑剂类。具体地讲，层104可以没有光敏引发剂类或交联剂类。在一个示例性实施方案中，聚合物层104典型地没有任何表面结构。另外，聚合物层104可以没有磨料微粒。
在一个示例性实施方案中，聚合物层104的材料是热塑性的并且是在施加在背衬102上之前进行聚合。在一个示例性实施方案中，聚合物层104的热塑材料是完全聚合的并且在涂覆之后不再进一步固化。可替代地，聚合物层104的材料可以通过交联被固化。在一个具体实例中，聚合物层104可以是通过辐射可交联的，如使用X-射线辐射、伽玛辐射、紫外电磁辐射、可见光辐射、电子束(e-束)辐射、或它们的任何组合。紫外(UV)辐射可以包括以一个波长或者以从170nm至400nm的范围内(如170nm至220nm的范围内)的多个波长的辐射。离子辐射包括能够产生离子的高能辐射并且包括电子束(e-束)辐射、伽玛辐射以及x-射线辐射。在一个具体实例中，电子束电离辐射包括由Van de Graaff发生器或电子加速器产生的电子束。在一个替代实施方案中，聚合物层104可以通过热方法被固化。
典型地，聚合物层104具有约25微米至约75微米的一个厚度。在一个具体实施方案中，聚合物层104直接粘合在背衬102上并且直接与其接触。例如，聚合物层104可以直接粘合在背衬102上并且可以直接与其接触而无中间黏附增强层。在一个实施方案中，可以对该背衬进行处理以增加背衬102与聚合物层104之间的黏附性。处理可以包括表面处理、化学处理、使用底料、或它们的任何组合。在一个示例性实施方案中，该处理可以包括电晕处理、UV处理、电子束处理、火焰处理、塑性变形、或它们的任何组合。可替代地，可以使用一个黏附增强层来增强背衬102与聚合物层104之间的黏附性。如所展示的，可以将一个可任选的黏附增强层116形成在聚合物层104之下以改进聚合物层104与背衬102之间的黏附性。具体地讲，一个可任选的黏附增强层116可以被配置在背衬102与聚合物层104之间。用作可任选的黏附增强层116的一种示例性的底料可以包括一种化学的底料，这种底料增加背衬102与聚合物层104之间的黏附性。一种示例性的化学底料是一种聚乙烯亚胺底料。在一个实施方案中，可任选的黏附增强层116是一种共聚物，该共聚物包括至少一个乙烯单体以及丙烯酸、乙基丙烯酸、或甲基丙烯酸的至少一种单体。典型地，可任选的黏附增强层116具有不大于约5微米的一个厚度，如不大于约3微米，如不大于约2.5微米。
具体地讲，聚合物层104是与冷却剂流体相容的。例如，聚合物层104在冷却剂流体存在下不会分解、溶解或分层。在一个实例中，聚合物层104可以是与冷却剂流体相容的，这些冷却剂流体是诸如去离子水、矿物油基冷却剂流体或由Castrol提供的Syntilo或Honilo产品。
磨料物品100进一步包括覆盖在背衬102的第一主表面108上的一个磨料层110。在一个示例性实施方案中，磨料层110可以直接与背衬102的第一主表面108相接触而在该背衬的第一主表面与该磨料层之间没有任何中间层或结系层。在另一个实施方案中，在该第一主表面108上的背衬102可经过表面处理、化学处理、涂底料、或它们的任何组合处理，以增加背衬102与磨料层110之间的黏附性。具体地讲，磨料层110可以包括在背衬102与制作涂层118之间的一个助黏附层(未示出)。磨料层110可以被形成为一个或多个涂层。总体上讲，磨料层110是由一种粘合剂或制作涂层118以及磨料颗粒112形成，这些磨料颗粒覆盖在背衬102的第一主表面108上。在一个示例性实施方案中，这些磨料颗粒112与一种粘合剂配制物混合以形成磨料浆料，该磨料浆料被用来形成磨料层110。可替代地，在将该粘合剂配制物涂覆在背衬102的第一主表面108上以形成制作涂层118之后将这些磨料颗粒112施加在该粘合剂配制物之上。此外，一个胶料涂层114可以被施加在制作涂层118和这些磨料颗粒112之上。
具体的涂覆的磨料包括工程或结构磨料，这些磨料总体上包括多种磨料结构的图案。可任选地，一种功能性的粉末可以被涂敷在磨料层110上以防止磨料层110粘在形成图案的工具上。可替代地，多种图案可以被形成在无功能性粉末的磨料层108中。
在一个实例中，可以由一种单一的聚合物或多种聚合物的一种共混物来形成一种粘合剂。该粘合剂可以被用来形成一个制作涂层118、一个胶料涂层114、一个超级胶料涂层、或它们的任何组合。例如，该粘合剂可以由环氧树脂、丙烯酸聚合物、或它们的一个组合物形成。此外，该粘合剂可以包括填充剂，如纳米尺寸的填充剂或纳米尺寸的填充剂和微米尺寸的填充剂的一种组合。在一个具体实施方案中，该粘合剂包括一种胶质粘合剂，其中被固化以形成粘合剂的配制物是一种包括颗粒填充剂的胶质悬浮液。可替代地、或此外，该粘合剂可以是一种纳米复合材料粘合剂或包括亚微米颗粒填充剂的涂覆材料。
该粘合剂总体上包括一种聚合物基质，该聚合物基质将这些磨料颗粒112粘结在磨料层110中。典型地，该粘合剂由固化的粘合剂配制物形成。对于该聚合物组分的制备，该粘合剂配制物可以包括一种或多种反应组分或多种聚合物组分。一种聚合物组分可以包括一种单体的分子、一个低聚物分子、一个聚合物分子、或它们的一种组合。这些聚合物组分可以形成热塑性材料或热固性材料。该粘合剂配制物可以进一步包括多个组分，如分散的填充物、溶剂类、增塑剂类、链转移剂类、催化剂类、稳定剂类、分散剂类、固化剂类、反应媒介物类、或用于影响分散体的流动性的试剂类。除了以上的组分以外，其他组分也可以被加入到该粘合剂配制物中，包括，例如，抗静电剂，如石墨、炭黑、以及类似物；助悬剂，如气相白炭黑；抗荷载剂，如硬脂酸锌；润滑剂，如蜡；湿润剂；染料；填充剂；粘度改性剂；分散剂；消泡剂；或它们的任何组合。
为了形成一个磨料层，磨料颗粒可以被包括在该粘合剂之中或沉积在该粘合剂之上。这些磨料颗粒可以由以下任何一种磨料颗粒或磨料颗粒的组合物形成，这些磨料颗粒包括：硅石、氧化铝(熔融的或烧结的)、氧化锆、氧化锆/氧化铝氧化物类、碳化硅、石榴石、金刚石、立方氮化硼、氮化硅、二氧化铈、二氧化钛、二硼化钛、碳化硼、氧化锡、碳化钨、碳化钛、氧化铁、氧化铬、火石、金刚砂、或它们的任何组合。例如，这些磨料颗粒可以选自下组，该组的构成为：硅石、氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、氮化硼、石榴石、金刚石、共熔的氧化铝氧化锆、二氧化铈、二硼化钛、碳化硼、火石、金刚砂、氮氧化铝、或它们的一种共混物。在另一个实例中，磨料颗粒可以由团聚的颗粒形成。已经通过使用主要由α-氧化铝构成的密集的磨料颗粒产生了多个具体的实施方案。
磨料颗粒还可以具有特殊形状。这种形状的一个实例包括杆状、三角形、棱锥形、圆锥形、实心球、空心球、或它们的任何组合。可替代地，磨料颗粒可以是不规则地成形的。
这些磨料颗粒总体上具有不大于2000微米的平均粒度，如不大于约1500微米。在另一个实例中，磨料粒度是不大于约750微米，如不大于约350微米。例如，磨料粒度可以是至少0.1微米，如从约0.1微米至约1500微米，并且更典型地是从约0.1微米至约200微米，或从约1微米至约100微米。这些磨料颗粒的粒度典型地被规定为该磨料颗粒的最长的尺寸。总体上讲，存在粒度的一个分布范围。在一些情况下，粒度分布是被严格控制的。
在包括这些磨料颗粒和该粘合剂配制物的一种共混的磨料浆料中，这些磨料颗粒提供该磨料浆料的重量的从约10.0％至约90.0％，如从约30.0％至约80.0％。
该磨料浆料进一步可以包括一种助磨剂以增加研磨效率和切削率。一种有用的助磨剂可以是基于无机物的，如一种卤盐，例如，钠冰晶石、和四氟硼酸钾；或基于有机物的，如一种氯化的蜡，例如，聚氯乙烯。助磨剂的一个具体实施方案包括冰晶石和四氟硼酸钾，具有的粒度范围是从1微米至80微米，并且最典型地是从5微米至30微米。助磨剂的重量百分比总体上是不大于该全部浆料(包括磨料颗粒)的约50.0wt％，如从约0.0wt％至50.0wt％，并且最典型地是从约10.0wt％至30.0wt％。
参见图2，一种形成磨料物品的方法的一个示例性的、非限制性的实施方案被示出并且在方框200开始。在方框200，所提供的一个背衬具有一个第一和第二主表面。如在方框202可见，背衬102的第二主表面106可以进行处理以增加聚合物层104与背衬102之间的黏附性。在一个实施方案中，处理包括形成一个可任选的黏附增强层116。如在方框204可见，聚合物层104然后被涂覆在背衬102上。涂覆可以包括挤出涂覆、乳液涂覆、或溶液涂覆。在一个示例性方法中，聚合物层104是被挤出涂覆在背衬102上的一种弹性体材料。一旦被涂覆在该背衬上，聚合物层104可以被完全固化或可以被至少部分地固化并且在一段时间之后完成固化。在一个实施方案中，聚合物层104是在涂覆之前被完全聚合的并且在涂覆之后不需要进一步固化。
形成磨料物品的这种方法进一步包括将一个磨料层110涂敷在背衬102上。如在方框206可见，背衬102可以在第一主表面108上进行处理以增加背衬102与磨料层110之间的黏附性。具体地讲，磨料层110可以包括在背衬102与磨料层110之间的一个助黏附层(未示出)。如在方框208中可见，磨料层110可以被涂敷在背衬102的第一主表面108上。在一个示例性实施方案中，该粘合剂配制物可以被配置在背衬102的第一主表面108上作为一个制作涂层118。如在方框210可见，在用于形成磨料层110的一个示例性方法中，该粘合剂配制物被涂覆在背衬102上，磨料颗粒112被涂敷在制作涂层118之上，并且制作涂层118是被至少部分地固化的。用该粘合剂配制物涂覆背衬102后、在该粘合剂配制物部分固化之后、在该粘合剂配制物形成图案之后、或在该粘合剂配制物完全固化之后提供这些磨料颗粒112。例如，这些磨料颗粒112可以通过一种技术(如，静电喷涂、滴覆法或机械喷射)进行涂敷。在另一个示例性实施方案中，该粘合剂配制物与这些磨料颗粒112共混以形成磨料浆料，该磨料浆料被涂覆在背衬102上，至少部分地固化并且可任选地有图案。
一旦该磨料层固化，就形成了一个磨料物品。可替代地，可以在磨料层110上涂敷一个胶料涂层114。在一个实施方案中，一个胶料涂层114可以被涂敷在该粘合剂配制物和磨料颗粒之上。例如，可以在该粘合剂配制物部分固化之前、在该粘合剂配制物部分固化之后、在该粘合剂配制物形成图案之后、或在该粘合剂配制物进一步固化之后涂敷胶料涂层114。例如，可以通过辊式涂覆或喷雾涂覆来涂敷胶料涂层114。根据胶料涂层114的构成和涂敷的时间，胶料涂层114可以与该粘合剂配制物共同固化或分别固化。包括助磨剂的一个超级胶料涂层可以被涂敷在该胶料涂层之上并且与该粘合剂配制物一起固化、与该胶料涂层一起固化、或分别固化。该方法可以在状态212结束。
这些磨料物品可以被形成为一个磨料条、条带或带。在一个具体实施方案中，该磨料带被用来研磨机械部件。参见图3，示出曲轴研磨设备的一个示例性的、非限制性的实施方案并且总体上将其表示为300。典型地，磨料带302被放置在工具加工机器304中。磨料带302被放置为与机械部件(如，一个凸轮轴306)相接触并且该部件被旋转。当磨料带被磨损并且在这些机械部件上研磨时，更多的磨料带被前移以提供进一步的研磨。
在图4中可见一种用于研磨机械部件的示例性方法并且它在方框400开始。在方框400，这种研磨机械部件的方法包括将磨料带的一个第一部分放置在研磨机器中。典型地，在方框402，该磨料带被放置为与一个第一机械部件相接触。在方框404，该第一机械部件然后被旋转以研磨该第一机械部件。在方框406，然后可以将该磨料带的一个第二部分前移通过该研磨机器。在方框408，该磨料带的第二部分被放置为与一个第二机械部件接触。在方框410，于是该第二机械部件可以被旋转同时与该磨料带的第二部分接触。该方法可以在状态412结束。
在一个具体实例中，该磨料物品是处于具有长度、宽度、以及厚度尺寸的一个带或条带的形式。长度比宽度尺寸之比是至少约10∶1，例如至少约20∶1，或者甚至约100∶1。
以上这些磨料物品和方法的具体实施方案有利地提供了改进的性能。这些实施方案有利地减少了研磨设备的磨损。例如，当用作一个磨料条带、条、或带的形式时，这些实施方案减少了在滚筒、挡板以及背面支撑件上的磨损。另外，这些带的实施方案更容易通过研磨机器前移而不积聚并且减少了磨损。具体地讲，具有披露的聚合物层的多层的组合可以有利地生产具有令人希望的机械特性和令人希望的性能特性的磨料物品。
在一个示例性实施方案中，该磨料物品有利地提供一个改进的总切削参数，该参数表明该背衬对工具的磨损性质。与磨料在一个磨光的产品上的令人希望的更高材料去除率相反，在支撑磨料的工具上一个相对更低的材料去除率是令人希望的。该总切削参数被定义为在如根据以下实例4的方法所确定的一个丙烯酸片上的背面的磨料物品的总的切削量(以克计)。例如，该磨料物品在一个丙烯酸板上的总切削参数可以是不大于约0.020克，如不大于约0.010克。
在一个示例性实施方案中，该磨料物品还可以提供一个有利的摩擦系数。例如，当在400克的总垂直力下进行干测试时，动态摩擦系数是至少约0.30，如至少约0.50，或至少约0.90。在一个实施方案中，当在400克的总垂直力下进行干测试时，动态摩擦系数是不大于约3.30，如不大于约2.00，或不大于约1.00。当在400克的总垂直力下进行干测试时，静态摩擦系数是至少约0.30，如至少约0.50，或至少约0.75。在一个实施方案中，当在400克的总垂直力下进行干测试时，静态摩擦系数不大于约6.10，如不大于约5.00，或不大于约1.00。
在一个实施方案中，当在湿的条件下测试时，该磨料物品还可以提供一个有利的摩擦系数。例如，当在400克的总垂直力下在矿物植物油中进行湿测试时，动态摩擦系数是至少约0.30，如至少约0.50，并且静态摩擦系数是至少约0.30，如至少约0.50。在一个实施方案中，当在400克的总垂直力下在Syntilo 9930(从Castrol可获得)中进行湿测试时，动态摩擦系数是至少约0.35，如至少约0.40，并且静态摩擦系数是至少约0.25，如至少约0.30。当在400克的总垂直力下在Syntilo 9930和去离子水(80/20比)的一种混合物中进行湿测试时，动态摩擦系数是至少约0.15，如至少约0.25，并且静态摩擦系数是至少约0.15，如至少约0.20。
实例1
为了进行性能研究制备了两个聚合物层。确切地说，两种热塑材料，DOW 722低密度聚乙烯(10∶1LDPE DOW 722:162895淡蓝浓缩物)和具有2.5％Clariant白色组分的Bayer Desmopan 385E TPU(85肖氏A)分别以50微米和100微米的厚度被挤出到125微米的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)背衬(DuPont Mylar A)上。
对这些聚合物层的冷却剂流体耐受力进行评估。在室温下将这些样品在三种冷却剂流体中直接暴露20分钟来进行测试：矿物密封油、Syntilo 9930/去离子水混合物(80/20比)、以及Syntilo 9930。Syntilo流体是从Castrol可获得的一种冷却剂。冷却剂流体的量是约5ml至约10ml并且该聚合物层的表面用开信刀反复擦拭以试图使涂层分层。这些冷却剂流体不影响这些聚合物层。这两个样品被这些冷却剂很好地湿润但是没有溶胀、变形、或从该PET膜上分离。
实例2
为了进行性能研究制备了三个物品。在表1中可见这些涂覆的物品的构成。确切地说，将在表1中描述的这些热塑材料以50微米的厚度挤出到75微米的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)背衬上。还将一个助黏附层以25微米的厚度涂覆在与该聚合物层相反的背衬的一侧上。配置在该助黏附层之上的是一个30微米的具有熔融硅石填充剂(Minsil 20)的水基UV固化聚氨酯(Neorad 3709)的制作/颗粒/胶料层。还使用了Q154对比样品对照膜(具有熔融的硅石填充剂(Minsil 20)的涂覆有水基UV固化聚氨酯(Neorad 3709)的一个5mil PET膜)。
表1.物品的构成
  聚合物层   助黏附层
 物品1  标准的具有熔融硅石填充剂(Minsil 20)的水基UV固化聚氨酯(Neorad 3709)   DOW Amplify101
 物品2  低密度聚乙烯(LDPE)Dow 722   Eastman SP2207
 物品3  LDPE Dow 722/Kraton FG 1901共混物   Eastman SP2207
所有膜都接受电晕处理至约48-55达因/cm2并且在用聚合物层和助黏附层挤出涂覆之前用0.6lb/ream(3000ft2/ream)的MICA AX131聚乙烯亚胺底料进行涂覆。
在一个曲轴上测试这些物品。将0.75英寸宽和30英尺长的多个样品放置在多个GM Gen.III钢坯凸轮轴上并且在一个IMPCO型750、三凸角的凸轮轴研磨机上进行测试。该凸轮凸角是一个金刚石涂覆的表面并且冷却剂是矿物密封油基冷却剂，Texaco ALMAG。压力从22psig变化至68psig，凸轮轴每分钟旋转60转。研磨周期是在向前和向后两个方向上均为8秒，并且具有每分钟400周期的横向摆动，这种横向摆动带有1/32英寸的偏移。
存在着金刚石工具对物品2和物品3的聚合物层的磨损。然而，在凸轮轴研磨测试之后，物品2和物品3的聚合物涂层没有从该背衬上剥落或分层。在从22psig至40psig的低夹紧压力下没有发生滑动。在更高的夹紧压力下，LDPE/Kraton材料的滑动多于直的LDPE材料。即使有膜的滑动，没有观察到背涂层的剥脱。物品1在所有夹紧压力下都引起工具磨损。当在关闭工具之后给予该膜30秒的停留时间并开动机器时，可见所有的这些膜的滑动的改进。
对这些物品的冷却剂流体耐受力也进行了评估。每个样品的四英寸的长度被暴露于Castrol Honilo 480C和Castrol Honilo 980中持续24小时的一段时间。该样品的底部一英寸被保留浸入在该液体中，而允许顶部三英寸“滴干”。滴干区域不能实现完全的干燥。在3.25小时、6小时、24小时和144小时之后检查样品。在24小时和144小时之后，通过测量厚度将每个样品的干的末端与每个样品的湿的末端相比较。结果在表2和表3中可见。
表2在浸入Honilo 480C中之后物品的厚度
  样品   干的末端   湿的末端(24小时)  湿的末端(144小时)
  对照物   15mil   14.5mil   14.5mil
  物品1   17mil   16.5mil   16.5mil
  物品2   17mil   17.5mil   17.5mil
  物品3   17mil   17mil   17.5mil
表3在浸入Honilo 980中之后物品的厚度
  样品   干的末端   湿的末端(24小时)  湿的末端(144小时)
  对照物   15mil   15mil   14.9mil
  物品1   17mil   17mil   17mil
  物品2   17mil   17mil   17.2mil
  物品3   16.5mil   17mil   17.2mil
在24小时和144小时之后干的和湿的末端的厚度变化被认为是在样品差异范围之内。在表面上没有注意到区别。这三个物品与对照样品相比显示出相等的冷却剂耐受力。
实例3
摩擦系数试验是根据ASTM D1894-01、在一个TMI监视器/滑动和摩擦试验机(型号32-06)上进行的。一个200克的滑车具有200克的附加重量用于400克的总垂直力(具有150mm/分钟的进给速度)。试验基板是一个2英寸乘以6英寸的PSTC不锈钢板。在干的条件和使用实例1中所描述的冷却剂流体的湿的条件下测试了摩擦系数。结果在表4至表11中可见。包括了3M产品、Q151(具有熔融的硅石填充剂(Minsil 20)的涂覆有水基UV固化聚氨酯(Neorad 3709)的一个5密耳PET膜)、和一个PET对照膜的对比样品。
表4.静态摩擦系数，干测试
  聚合物层，厚度，宽度x长度   摩擦系数
  3M 372L，40微米，1”x 2.5”   0.12
  3M 273L，30微米(砂砾大小)，15/16”x 2.5”   0.29
  Q151，50微米(砂砾大小)，1”x 2.5”   0.27
  PET膜，5mil厚，1”x 2.5”(对照)   0.13
  Desmopan 6065A TPU，2.5mil厚，1”x 2.5”   6.03
  Dow Nordell 4820P EPDM，2.5mil厚，1”x 2.5”   0.52
  Desmopan 385E，4mil厚，1”x 2.5”   0.90
  LDPE(10∶1LDPE 722:162895淡蓝浓缩物)，2mil厚，1”x2.5”   0.32
表5.动态摩擦系数，干测试
  聚合物层，厚度，宽度x长度   摩擦系数
  3M 372L，40微米(砂砾大小)，1”x 2.5”   0.12
  3M 273L，30微米(砂砾大小)，15/16”x 2.5”   0.25
  Q151，50微米(砂砾大小)，1”x 2.5”   0.20
  PET膜，5mil厚，1”x 2.5”(对照)   0.09
  Desmopan 6065A TPU，2.5mil厚，1”x 2.5”   3.22
  Dow Nordell 4820P EPDM，2.5mil厚，1”x 2.5”   0.93
  Desmopan 385E，4mil厚，1”x 2.5”   0.74
  LDPE(10∶1LDPE 722:162895淡蓝浓缩物)，50微米，1”x2.5”   0.35
表6.静态摩擦系数，在矿物密封油中湿测试
  聚合物层，厚度，宽度x长度   摩擦系数
  Q151，60微米(砂砾大小)，1”x 2.5”   0.34
  Desmopan 385E，4mil厚，1”x 2.5”   0.52
  LDPE(10∶1LDPE 722:162895淡蓝浓缩物)，2mil厚，1”x2.5”   0.30
表7.动态摩擦系数，在矿物密封油中湿测试
  聚合物层，厚度，宽度x长度   摩擦系数
  Q151，60微米(砂砾大小)，1”x 2.5”   0.34
  Desmopan 385E，4mil厚，1”x 2.5”   0.59
  LDPE(10∶1LDPE 722:162895淡蓝浓缩物)，2mil厚，1”x2.5”   0.30
表8.静态摩擦系数，在Syntilo 9930/DI Water，80/20中湿测试
  聚合物层，厚度，宽度x长度   摩擦系数
  Q151，60微米(砂砾大小)，1”x 2.5”   0.39
  Desmopan 385E，4mil厚，1”x 2.5”   0.23
  LDPE(10∶1LDPE 722:162895淡蓝浓缩物)，2mil厚，1”x2.5”   0.16
表9.动态摩擦系数，在Syntilo 9930/DI Water，80/20中湿测试
  聚合物层，厚度，宽度x长度   摩擦系数
  Q151，60微米(砂砾大小)，1”x 2.5”   0.38
  Desmopan 385E，4mil厚，1”x 2.5”   0.30
  LDPE(10∶1LDPE 722:162895淡蓝浓缩物)，2mil厚，1”x2.5”   0.19
表10.静态摩擦系数，在Syntilo 9930中湿测试
  聚合物层，厚度，宽度x长度   摩擦系数
  Q151，60微米(砂砾大小)，1”x 2.5”   0.40
  Desmopan 385E，4mil厚，1”x 2.5”   0.34
  LDPE(10∶1LDPE 722:162895淡蓝浓缩物)，2mil厚，1”x2.5”   0.32
表11.动态摩擦系数，在Syntilo 9930中湿测试
  聚合物层，厚度，宽度x长度   摩擦系数
  Q151，60微米(砂砾大小)，1”x 2.5”   0.40
  Desmopan 385E，4mil厚，1”x 2.5”   0.44
  LDPE(10∶1LDPE 722:162895淡蓝浓缩物)，2mil厚，1”x2.5”   0.38
总的来说，趋势是动态摩擦系数跟随着静态摩擦系数。与Q151对照样品相比在干和湿两种条件下聚合物层均显示出摩擦系数的好的结果。
实例4
对包含一个聚合物层的聚对苯二甲酸乙二酯背衬进行测试以确定该聚合物层的磨损性。将一个40微米砂砾大小的标准对照膜(Q151)与具有一个聚合物层和助黏附层AB1224328的一个物品进行比较。该聚合物层是一个2.0密耳Dow 722LDPE+10％Ampacet 162895Lt.蓝色浓缩物。该助黏附层是一个1.0mil EastmanKodak乙烯甲基丙烯酸酯共聚物(EMAC)SP2207+2％白色浓缩物。这些样品的磨损性是在一个丙烯酸板上进行测试。测试方法和条件如下：
表12.测试条件
  参数   设置
  涂覆磨料的速度   43.5英尺/分钟
  备用垫   80硬度(肖氏A)Garlock#7797橡胶垫(1”x1.5”)
  张力   无
  助磨剂   水(自动的)
  测试件   McMaster Carr Part#8560K513，切成5-7/8”x1-15/16”的铸造丙烯酸板(3/16”x 12”x 24”)
  测试件压力   每侧644克的死重量
  测试件速度   0
  时间间隔   400下
  测量记录   克切削量
  接触角度   0度(整个面)
  空气   关闭
  产品浸泡   在测试之前浸入水中
样品制备包括将这些丙烯酸板切成以上列出的尺寸。涂覆的磨料产品的测试件被模压成1”x 5”的尺寸。该过程包括以下步骤：
根据以上参数用砂纸磨光测试板
去除测试件并且使用精密擦拭毛巾完全擦干。允许风干1分钟。
称重这些测试件并且记录最终的板重量。计算该产品的MRR(切削量)。
示例性的总的切削值展示在表13中。
表13.总的切削值
  样品   总的切削量(克)
  标准样品#1   0.040500
  AB1224328样品#1   0.006500
  标准样品#2   0.030500
  AB1224328样品#2   0.002500
  标准样品#3   0.033500
  AB1224328样品#3   0.009500
  标准样品#4   0.020000
  AB1224328样品#4   0.007000
总的来说，AB1224328样品具有更低的切削量。对每个样品运行两个膜条。该膜的背侧显示出极小的磨损或褪色。样品4被连续运行两次以复制低切削量。该膜具有蓝颜色。对背侧进行测试。获得样品并且重复进行。
标准样品具有0.031+/-0.009克的总切削参数，并且具有聚合物层的PET背衬具有0.006+/-0.003的总切削参数。
具有聚合物层的PET背衬的总切削参数是更低的并且因此，与标准对照膜相比对支撑该磨料物品的加工机器磨蚀更少。
应注意，并非要求在一般性说明或这些实例中的以上说明的所有这些活动，也许不要求一项特定活动的一个部分、并且除了所描述的那些之外可以进行一种或多种另外的活动。仍进一步地，将这些活动列出的顺序并不必须是进行它们的顺序。
在以上的说明书中，参照多个具体的实施方案对这些概念进行了说明。然而，本领域的普通技术人员应理解无需脱离如在以下的权利要求中所给出的本发明的范围即可做出不同的修改和变化。因此，应该在一种解说性的而非一种限制性的意义上看待本说明书和附图，并且所有此类改变均旨在包括于本发明的范围之内。
如在此所用的，术语“包括(comprises)”、“包括了(comprising)”、“包含(includes)”、“包含了(including)”、“具有(has)”、“具有了(having)”或它们的任何其他变形均旨在覆盖一种非排他性的涵盖意义。例如，包括一系列特征的一种工艺、方法、物品或装置并非必须仅限于那些特征，而是可以包括对于该工艺、方法、物品或装置的未明确列出或固有的其他特征。另外，除非有相反意义的明确陈述，“或者”指的是一种包含性的或者而不是一种排他性的或者。例如，条件A或B是通过以下的任一项而得到满足：A是真(或者存在)且B是假(或者不存在)，A是假(或者不存在)且B是真(或者存在)，并且A和B均为真(或者存在)。
同样，使用“一种/个(a)”或者“一种/个(an)”来描述在此所述的元件和部件。这样做仅是为了方便并且给出本发明范围的一般性意义。这种说法应该被阅读为包括一个或至少一个，并且单数还包括复数、除非它显而易见是另有所指。
以上对于多个具体的实施方案说明了多种益处、其他的优点、以及对问题的解决方案。然而，这些益处、优点、对于问题的解决方案、以及任何一项或多项特征(它们可以致使任何益处、优点、对于问题的解决方案发生或变得更突出)不得被解释为是任何或所有权利要求中的一个关键性的、所要求的、或者必不可少的特征。
在阅读本说明书之后，熟练的技术人员将理解为了清楚起见在多个分离的实施方案的背景下在此描述的某些特征也可以组合在一起而提供在一个单一的实施方案中。与此相反，为了简洁起见，在一个单一的实施方案的背景中描述的多个不同特征还可以分别地或以任何子组合的方式来提供。另外，所提及的以范围来说明的数值包括在该范围之内的每一个值。

Claims (10)

1.一种磨料物品，包括：
背衬膜，该背衬膜包括第一和第二主表面，该背衬膜是单层聚合物膜，该背衬膜的第二主表面涂覆有聚乙烯亚胺底料；
配置在该第一主表面上的磨料层，该磨料层包括磨料颗粒和粘合剂；以及
聚合物层，该聚合物层配置在涂覆于该第二主表面上的该聚乙烯亚胺底料上并且直接与该聚乙烯亚胺底料接触而没有中间层，该聚合物层包括热塑聚氨酯，该热塑聚氨酯具有75至95的肖氏A级硬度和0.005GPa至0.5GPa的弹性模量，
其中该磨料物品具有至少0.30的动态摩擦系数，且没有表面结构，
其中该聚合物层具有25微米至75微米的厚度，
其中该聚合物层不含填充剂，且
其中该磨料物品具有不大于0.020克的总切削参数。
2.如权利要求1所述的磨料物品，其中该热塑聚氨酯的肖氏A级硬度是85至95。
3.一种磨料物品，包括：
背衬膜，该背衬膜包括第一和第二主表面，该背衬膜是单层聚合物膜，该背衬膜的第二主表面涂覆有聚乙烯亚胺底料；
配置在该第一主表面上的磨料层，该磨料层包括磨料颗粒和粘合剂；以及
聚合物层，该聚合物层配置在涂覆于该第二主表面上的该聚乙烯亚胺底料上并且直接与该聚乙烯亚胺底料接触而没有中间层，该聚合物层包括热塑聚氨酯，该热塑聚氨酯具有不大于65的肖氏D级硬度和0.005GPa至0.5GPa的弹性模量，
其中该磨料物品具有至少0.30的动态摩擦系数，且没有表面结构，
其中该聚合物层具有25微米至75微米的厚度，
其中该聚合物层不含填充剂，且
其中该磨料物品具有不大于0.020克的总切削参数。
4.如权利要求1或2所述的磨料物品，其中该聚合物层不含磨料颗粒。
5.如权利要求1或2所述的磨料物品，其中该背衬膜包括聚酯膜。
6.如权利要求1或2所述的磨料物品，其中该磨料物品是处于条带的形式。
7.如权利要求1或2所述的磨料物品，具有至少0.30的静态摩擦系数。
8.如权利要求5所述的磨料物品，其中，所述聚酯膜为聚对苯二甲酸乙二酯。
9.一种形成磨料物品的方法，该方法包括：
提供具有第一和第二主表面的聚合背衬膜；
该背衬膜包括形成该第一主表面的聚酯膜以及形成该第二主表面的热塑聚氨酯膜，和
所述热塑聚氨酯膜具有75至95的肖氏A级硬度和0.005GPa至0.5GPa的弹性模量并且
涂覆磨料层以覆盖在该背衬膜的第一主表面上；
该磨料物品具有至少0.30的动态摩擦系数，且
其中该热塑聚氨酯膜具有25微米至75微米的厚度。
10.如权利要求9所述的方法，进一步包括将聚合膜挤出到该背衬膜上。
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