CN103354783B - 具有泡沫背衬的带涂层磨料制品以及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于制备带涂层磨料制品的聚氨酯泡沫背衬。所述聚氨酯泡沫背衬含有具有凸起特征和基体区域的阵列的纹理化表面。所述阵列的几何形状设计成使得可接受用90度剥离力来移除生产工具，所述生产工具含有具有多个微复制型模腔的接触表面。

Description

具有泡沫背衬的带涂层磨料制品以及制备方法
背景技术
本公开涉及具有泡沫背衬的带涂层磨料制品。泡沫背衬的磨料制品可用于磨砂表面，其中经常需要使带涂层磨料制品柔韧并贴合到该表面。在对弯曲金属、弯曲木制表面或其他工件几何形状或材料进行磨砂时，可以使用泡沫背衬的磨料制品。
发明内容
泡沫背衬的带涂层磨料制品通常使用由泡沫胶块（bun）浇铸方法制成的泡沫背衬。在倾倒式泡沫胶块浇铸过程中，泡沫原材料被抽吸到模具中并且得以上涨，从而填充所述模具。固化之后，取出泡沫块或“泡沫胶块”。此时，泡沫可以切成（削成）所需厚度的薄片。随后，用磨粒涂覆泡沫板，其中磨粒直接涂覆到泡沫上，或者所述泡沫可以用粘结剂层合到具有布料背衬、薄膜背衬或纸质背衬的带涂层磨料制品上。然而，此方法会导致泡沫具有较粗糙的开孔式非纹理化表面。当需要增大泡沫背衬的贴合性或者当需要增加泡沫背衬与使用者指尖之间的摩擦时，可能不希望缺少纹理化表面。由于泡沫表面在形成开放暴露的泡沫单元以产生所需均匀磨料层的切削过程中可能具有太大的固有粗糙度，因此，在将细粒度磨料层涂覆到泡沫表面时，因切削造成的粗糙度可能会引起损害。
纹理化表面可以采用压印技术形成；然而，在生成图案时，压印过程会造成泡沫背衬的高度压缩区域（基体区域）与低级压缩或未压缩区域（凸起区域）之间产生密度差。这些密度差可能会影响泡沫背衬的贴合性及其在使用时的手感。另外，低密度泡沫材料通常无法采用压印技术处理，因而无法制成纹理化表面。
上述压印和切削问题的解决方案是使用一种连续的吹塑到高度的泡沫制备方法。在此方法中，在平滑衬片与具有多个微复制型模腔的生产工具之间喷涂泡沫材料。通过一对压料辊对泡沫材料定量，所述压料辊使所述衬片和所述生产工具在固定间隙之间前进。辊之间的间隙是相对于泡沫背衬的所需最终厚度尺寸设定的。通过烘箱来完成生产工具/泡沫材料/平滑衬片的层合，以便使泡沫凸起并固化。随后从泡沫材料中剥离微复制型生产工具，从而留下复制有生产工具中腔的图案的纹理化表面。移除衬片之后，粗糙度较低的平滑表面可用于将磨粒直接涂覆到所述平滑表面上；具体而言，粗糙度源自切削泡沫表面的上等磨粒是不可取的。
由于泡沫会上升而完全填充微复制型工具的腔，因此这种制备纹理化泡沫背衬的方法是有利的。由于泡沫膨胀并形成纹理，因此，泡沫结构中的泡沫密度标称相同；这点不同于压印生产成的纹理化泡沫表面。出乎意料的是，发明人发现，在一些实施例中，无需隔离剂便可将纹理化泡沫背衬从生产工具中移除。此外，由于泡沫膨胀到生产工具的模腔中，因此，该过程适于制备密度极低的泡沫背衬中的纹理化表面。
发明人已确定，当纹理化表面的几何形状受到界限约束时，纹理化泡沫背衬从生产工具中的释放得以改善。当受到这些界限约束时，无需隔离剂便可提高泡沫制备过程的效率。如果凸起特征太高或者如果凸起特征密度太大，那么在不扯裂泡沫而在工具的模腔中留下残余泡沫的前提下，难以将泡沫从生产工具中移除。
因此，在一些实施例中，本发明涉及一种带涂层磨料制品，其包括：聚氨酯泡沫背衬，所述聚氨酯泡沫背衬具有至少一个纹理化表面；以及磨料层，所述磨料层包括位于相对表面上的底胶层和磨粒，所述纹理化表面具有凸起特征和基体区域的阵列，所述纹理化表面的总表面积(平方英寸)/1平方英寸等于或小于1.400，而且其中所述聚氨酯泡沫背衬具有大体上一致的密度。
在另一个实施例中，本发明涉及一种聚氨酯泡沫背衬，包括：纹理化表面，其具有凸起特征和基体区域的阵列；与所述纹理化表面相对的相对表面，而且其中用于将所述纹理化表面从生产工具中移除的90度剥离力小于4.5牛顿/英寸（1.8N/cm），所述生产工具的接触表面中包括多个微复制型模腔。
附图说明
本领域的普通技术人员应当了解，本发明的讨论仅是针对示例性实施例的描述，其并不旨在限制本发明的更广泛的方面，其中更广泛的方面体现在示例性构造中。
图1示出具有包括纹理化表面的泡沫背衬的带涂层磨料制品的透视图。
图1A示出图1的纹理化表面的放大视图。
图2示出用于制备包括纹理化表面的泡沫背衬的示意性工艺。
图3示出具有大体均匀密度的泡沫背衬的横截面放大1.2倍的照片。
图3A示出具有大体均匀密度的泡沫背衬凸起特征的横截面放大5倍的近视图。
图3B示出具有大体均匀密度的泡沫背衬平滑表面的横截面放大5倍的近视图。
图4示出释放力与总表面积(平方英寸)/1平方英寸的曲线图。
图5示出切削速率与复胶树脂Tg的曲线图。
在说明书和附图中重复使用的参考标号旨在表示本发明相同或类似的特征或元件。
定义
如本文所用，词语“包含”、“具有”和“包括”在法律上是具有等同含义的开放型术语。因此，除了列举的元件、功能、步骤或限制之外，还可以有其他未列举的元件、功能、步骤或限制。
如本文所用，“大体均匀密度”是指凸起特征和聚氨酯泡沫背衬的其他区域的密度大约相同。因此，凸起特征中的孔径和分布与聚氨酯泡沫背衬的其他区域中的孔径和分布相同或类似。在其他实施例中，与聚氨酯泡沫背衬的其他区域相比，凸起特征的密度相差不会超过25%、20%、15%、10%、5%或2.5%。
具体实施方式
参考图1和图1A，示出了带涂层磨料制品10。带涂层磨料制品10包括聚氨酯泡沫背衬12，所述聚氨酯泡沫背衬具有凸起特征14和基体区域16的阵列13，其形成至少一个纹理化表面17。在使用带涂层磨料制品时，所述纹理化表面会与使用者的指尖接触，而且在一些实施例中，所述纹理化表面并不会附接有磨粒。磨料层18（底胶层和磨粒）位于聚氨酯泡沫背衬的相对表面42（图3）上，所述相对表面可以是平滑表面，也可以是另一纹理化表面。在一个实施例中，磨料层18可以由合适的底胶层直接附接到聚氨酯泡沫背衬，或者磨料层18可以附接到（例如）纸质、薄膜或布料形式的带涂层背衬20。带涂层背衬20及其磨料层18可以由合适的粘结剂附接到聚氨酯泡沫背衬12。
聚氨酯泡沫背衬12上的纹理化表面17可以采用图2所示的工艺形成。在图2中，解开生产工具22（通常是聚丙烯），使得其接触表面24中的多个微复制型模腔面向衬片26，其中所述衬片布置在两个压料辊30之间的定尺寸间隙27中。将聚氨酯泡沫材料28喷涂在两个压料辊30之间的定尺寸间隙27中。通过烘箱32来完成生产工具22/聚氨酯泡沫材料28/衬片26的层合，以便使泡沫凸起并固化。随后以约90度角（34）将微复制型生产工具22从聚氨酯泡沫材料剥离，从而留下纹理化表面17，所述纹理化表面复制了生产工具22中的模腔的图案。衬片26可以如图所示缠绕成具有聚氨酯泡沫背衬12的辊38，或者可以任选地在烘箱32之后，类似于所述生产工具以约90度角剥离。
在多个实施例中，衬片与聚氨酯泡沫接触的那个表面被选作平滑表面，从而将最小纹理赋予与纹理化表面17相对的相对表面42。在另一个实施例中，可以用具有带涂层背衬20和磨料层18的带涂层磨料网来替换衬片26，使得聚氨酯泡沫背衬12直接粘附到带涂层背衬20，如同在烘箱32中固化一般。在另一个实施例中，可以用第二生产工具来替换衬片26，使得纹理化表面在聚氨酯泡沫背衬12的相对主表面上形成。赋予相对主表面的纹理可以相同或不同，具体取决于由各个生产工具模制成的凸起特征的大小、形状和间距。
现在参考图1和图3，为了从生产工具22提供聚氨酯泡沫背衬12所需的触觉和释放性质，可以选择聚氨酯泡沫背衬的各种实施例。在一些实施例中，凸起特征的密度是指定的。具体地讲，凸起特征的凸起特征密度为20个到80个凸起特征/平方英寸（3个到13个凸起特征/cm2）或者30个到70个凸起特征/平方英寸（4个到11个凸起特征/cm2），这种密度情况提供了足够数目的凸起特征，从而提高聚氨酯泡沫背衬的摩擦特性和贴合性，而同时不会有太多的特征使得难以或不可能从生产工具中移除聚氨酯泡沫背衬。在另一方面，凸起特征的高度H是指定的。具体地讲，10密耳到100密耳（0.254mm到2.54mm）的高度，或20密耳到90密耳（0.5mm到2.3mm）的高度，或者30密耳到80密耳（0.7mm到2.1mm）的高度为凸起特征提供了足够的高度，以便提高聚氨酯泡沫背衬的摩擦特性，而同时不会有太高的高度使得难以或不可能从结构化工具中移除聚氨酯泡沫背衬。在另一方面，聚氨酯泡沫背衬的厚度T是指定的。具体地讲，3mm到7mm的厚度，或4mm到6mm的厚度提供了足够的厚度，从而为聚氨酯泡沫背衬提供结构完整性，同时不会损害其柔韧性。在另一方面，聚氨酯泡沫背衬的密度是指定的。具体地讲，2到8磅/立方英尺（32到129kg/m3）的密度或3到7磅/立方英尺（48到113kg/m3）的密度或者4到6磅/立方英尺（64到97kg/m3）的密度为聚氨酯泡沫背衬提供了结构完整性，同时不会损害其柔韧性。在另一方面，基体区域的宽度是指定的。具体地讲，基体区域16的宽度为凸起特征宽度的20%到100%或为凸起特征宽度的20%到50%，这种宽度为聚氨酯泡沫背衬提供了足够的柔韧性，从而易于在两个方向上折曲。在其他实施例中，基体区域16可以包含一条线，在该线处，相邻的凸起特征14彼此紧邻，如图1A和图3所示。在另一方面，用于以90度剥离角将生产工具22或纹理化泡沫背衬从其他基底移除的以牛顿/英寸表示的90度剥离力可以小于或等于约4.5、4.0、3.5或3.0牛顿/英寸（1.7、1.6、1.4或1.2N/cm）并且/或者大于或等于约0.5或1.0牛顿/英寸（0.1或0.3N/cm）（需要一些力来保持泡沫在加工过程中粘附到工具）。如果所述90度剥离力小于或等于4.5牛顿/英寸（1.7N/cm），则不需要隔离剂。进一步降低释放力可以更容易以较高的制备速度将生产工具22从纹理化表面17移除。消除隔离剂确保了泡沫背衬的带涂层磨料制品可以用在汽车喷漆店中，而不会有对准备上油漆的那个表面产生污染的风险，并且大大提高了纹理化表面的视觉外观。常用的隔离剂主要阻碍形成纹理化表面，从而导致结构形成不完整、手柄严重减少、美感降低、手感降低，以及光泽降低。应理解，上述方面可以采用任何方式进行选择和组合，以便指定聚氨酯泡沫背衬的理想属性。
凸起特征的合适形状可以变化，并且包括矩形棱镜、正方形棱镜、菱形棱镜（菱形体）、三角形棱镜、六边形棱镜、正四棱锥、矩形棱锥、三角形棱锥、六边形棱锥、具有3个、4个或6个面的截顶棱镜、柱体，以及锥体。在一些实施例中，可以使用具有第6,540,367号美国专利和第7,300,479号美国专利所公开形状的凸起特征。在使用棱镜或截顶棱镜时，连接相邻面的边缘可以是平直的（图1A），从而形成平面，或者是弯曲的（图3A），从而形成曲面。
在一些实施例中，基体区域形成交叉影线图案的线，如图1所示，而且交叉影线图案的线与纵向轴线15和横向轴线19相交成一角度，该角度并非90度。在一些实施例中，基体区域与纵向轴线的夹角接近45度，但可以使用介于约10度与约80度之间的其他角度。据信，由于带涂层磨料制品在基体区域处更为柔韧，因此，对于一些人而言，鉴于人们在使用时所用的抓住和折曲方式，基体区域与纵向轴线的夹角成锐角时可以提高带涂层磨料制品的柔韧性。
现在参考图3、图3A以及图3B，示出了聚氨酯泡沫背衬12的横截面。如图所示，聚氨酯泡沫背衬的整个横截面具有大体一致的密度。另外，图3B示出相对表面42（粘附有磨料层的表面）相当平滑。相对表面42被认为更加平滑，因为对平滑的隔离衬片表面进行连续浇铸，从而最小化表面42中出现空隙的频率，并且导致相对表面42上形成较薄的表皮或连续的薄膜，且基本上没有出现空隙。注意，在图3A和图3B中，泡沫单元和空隙并不延伸到纹理化表面17或相对表面42中。事实上，图3中切削的泡沫单元的横截面是典型的现有技术表面，其中磨粒已经在泡沫胶块浇铸中附接到所述表面，并且被切到泡沫背衬的厚度。
相对表面的平均粗糙度采用激光轮廓测量技术进行测试，并且发现三个样本具有7.88微米的平均值Ra和59.6微米的平均值Rz。相比之下，采用泡沫胶块浇铸方法生产并采用激光轮廓测量技术测量的泡沫背衬的剖面在三样本情况下具有423.3微米的平均值Ra和1713.3微米的平均值Rz。在各种实施例中，相对表面的表面粗糙度的激光轮廓测量平均粗糙度Ra可以是0到100微米，或0到75微米，或0到25微米，或者0到10微米。在各种实施例中，相对表面的表面粗糙度的激光轮廓测量平均粗糙度Rz可以是0到1000微米，或0到750微米，或0到250微米，或者0到100微米。
本领域的技术人员已知，可以使用激光轮廓测量技术来测量表面粗糙度。合适的仪器是B&H3D轮廓仪型号Voyager1212.2011.LT8020.ME1702，具有MicroEpsilon1700-2红色激光器三角仪传感器。泡沫样本放置在平坦的精密工作台上，并且保持向下平坦或允许松弛。启动计算机轮廓仪软件程序，例如，版本2.1，激光器表面轮廓仪。使用1700-2传感器，并用NIST可追踪量块对其进行校准。激光器聚焦在相对表面（非纹理化表面）上，从而允许任何印刷表面、损坏表面或起皱表面。以50微米的间距在Y方向上采用螺线型行进方式来扫描10cm×10cm样本。200次之后，建立10×10cm样本的映射，并将数据保存到网格文件或.grd文件。所述网格文件随后传送到精准测量仪器公司（Truegage,Inc）的TrueMap4.0软件。在Truemap4.0中，针对泡沫不均匀而校正所述数据，并且移除离群值。随后计算表面参数，例如，Ra、Rz以及Rt。根据测试过的至少三个样本而得出的平均值用来确定平均粗糙度值。
现在参考图4，示出了将纹理化泡沫背衬从生产工具剥离的90度释放力（剥离力）的曲线图。有必要控制此释放力，以使得可能在如图2所示的制备过程中以90度剥离角从纹理化表面剥去生产工具。x-轴线是计算得出的数，等于总表面积(平方英寸)/1平方英寸。此数的计算方法是，确定阵列的1.000英寸×1.000英寸正方形区域内的纹理化表面（凸起特征和基体区域）的总表面积。因此，不具有凸起特征和基体区域阵列的平坦表面将具有值1.000。随着总表面积(平方英寸)/1平方英寸的值增加，表面逐渐纹理化，其中凸起特征更多（密度更高）或凸起特征具有更大的表面积（更高、更多的刻面、平顶等），或基体区域减少（邻接凸起特征、凸起特征密度更高），或者上述内容的组合。对照分开纹理化泡沫和结构化工具所需的力绘制计算得出的值（总表面积(平方英寸)/1平方英寸）。为了成功以90度角移除生产工具或纹理化泡沫，释放力（牛顿/英寸）应小于约4.5牛顿/英寸（1.7N/cm）。为方便起见，曲线图在4.5处画出一条水平线。如在曲线图中所见，实例数据可以拟合出一条直线，其中R2值为0.86。该线的方程式为Y=7.713X–6.112。因此，在纹理化泡沫背衬的各种实施例中，总表面积(平方英寸)/1平方英寸可以等于或小于1.400、1.350、1.300、1.250或1.200并且大于1.000（平坦的非纹理化表面）。
泡沫背衬是由聚氨酯泡沫制成的。形成聚氨酯或异氰酸酯基树脂的碱性化学反应涉及异氰酸酯（-NCO）和羟基（-OH）端基的缩合反应。这样便形成具有氨基甲酸酯键合基团的碱性聚合物单元（即，RaNHC(O)-ORb），由此推导出此类材料的名称。起重要作用的另一反应涉及起反应以产生二氧化碳（CO2）的异氰酸酯（-NCO）端基和水分子（H2O），以及进一步起反应以形成二取代脲键合的胺，其中二氧化碳用作某些单元产物的发泡剂（起泡剂）。在任何情况下，聚氨酯树脂体系的两种主要成分都是作为-NCO基团来源的液态异氰酸酯，以及作为羟基（-OH）基团来源的多元醇。所用的异氰酸酯通常是双官能的（二异氰酸酯）。常见实例包括采用两个异构体形式的（2,4和2,6）甲苯（或甲代亚苯基)二异氰酸酯（缩写为“TDI”），以及亚甲基二（或双）苯二异氰酸酯（缩写为“MDI”），所述MDI也采用聚合物形式（“PMDI”）。多元醇也称为“巨乙二醇”，特征在于以羟基（-OH）作为端基和侧基。多元醇的链长和-OH基团（官能团）出现的频率可以变化。通常，柔性聚氨酯具有低官能度和长链，而刚性聚氨酯对应于高官能度和短链。多元醇通常分成两类：一类是聚酯型，通常对油和烃具有良好抗性；以及聚醚型，通常对水解作用（与水相关的降解作用）具有良好抗性。聚氨酯型树脂的特征通常在于，在与聚氨酯化学相关的复杂和多变化学反应中起到作用的其他化学物质。简而言之，这些化学物质通常称为扩充剂、链延伸剂（例如，诸如1,4-丁二醇等短链二醇）、固化剂、交联剂，或甚至用量相对较少的催化剂。例如，常规的催化剂包括诸如叔胺等胺、锡皂，以及有机锡化合物。成核剂、表面活性剂以及阻燃剂通常也会被添加到泡沫形成制剂中。美国专利5,962,120公开了其他合适的聚氨酯泡沫。
形成磨料层的磨粒的粒度可以在以下范围内：0.1微米到2000微米，更一般的是1微米到1000微米，更一般的是15微米到500微米，但可以使用其他粒度。本发明中可用的各种类型的磨粒包括：氧化铝颗粒，其包括陶瓷氧化铝、热处理氧化铝以及白熔融氧化铝；以及碳化硅、氧化铝-氧化锆、金刚石、二氧化铈、立方氮化硼、石榴石、毛玻璃、石英，以及上述内容的组合。术语“磨粒”还涵盖单个磨粒粘合起来形成磨料团聚物的情况。
本领域的技术人员将会知道，磨粒组合物和磨粒粒度的选择取决于带涂层磨料制品的预期最终用途，其中要考虑到待处理的工件表面的性质以及所需的研磨效果。优选地，添加的磨粒包括莫氏硬度为至少约5或至少约8的材料，但在一些应用中，较软的颗粒也可能适用。磨粒涂覆到磨料层上，以便提供足够用于成品的预期最终用途的磨粒负载。
用于将磨粒固定到相对表面42或任选带涂层背衬20上的底胶层可以通过以下方式形成：将可固化的底胶层前体涂到背衬的主表面上。该底胶层前体可以包含（例如）胶水、酚醛树脂、氨基塑料树脂、脲醛树脂、氨基甲酸酯树脂、可自由基聚合的多官能（甲基）丙烯酸酯（例如，具有侧链α,β-不饱和基团的氨基塑料树脂、丙烯酸酯化聚氨酯、丙烯酸酯化环氧树脂、丙烯酸酯化异氰脲酸酯）、环氧树脂（包括双马来酰亚胺和芴改性的环氧树脂）、异氰脲酸酯树脂、腈橡胶、丙烯酸系物、聚氯乙烯、聚丁橡胶以及上述内容的组合。该底胶层前体以一定的涂层重量涂覆到基底（相对主表面或任选的带涂层背衬），从而在固化时根据需要而将磨粒牢固地粘合到所述基底。对于典型的底胶层而言，干加重量的范围在15到50克/24平方英寸（63到210克/平方英寸）。
任选地，复胶层可以涂覆在至少部分固化的底胶层前体和磨粒的上方。复胶层前体可以包括与针对底胶层列出的相同的前体。相同或不同的前体可以用于底胶层和复胶层。可以采用任何己知的用于将复胶层涂覆到背衬的涂布方法来涂覆复胶层前体，这些方法包括（例如）辊涂、挤出模头涂布、帘式涂布、刮涂、凹面涂布和喷涂。
在一些实施例中，本发明人已经发现，在使用氨基甲酸酯底胶层树脂时，所得泡沫背衬的磨料制品的性能最佳。由于相对表面42具有连续的表皮或薄膜层，因此，用于浇铸并切到泡沫厚度的典型底胶层并非那么有效，原因在于，表面粗糙度值和性质显著不同。具体地讲，氨基甲酸酯底胶层的邵氏D硬度测验器范围可以为55到80邵氏D、或65到75邵氏D，或者68到72邵氏D。邵氏D硬度的这一范围具有足够的柔软性和柔韧性，以便将磨粒直接粘附到表面粗糙度相对较低的相对表面42。高于和低于此范围的值往往过于易碎或可过于拉伸，从而无法用在粗糙度较低且具有表皮或薄膜层的相对表面42上。在一个实施例中，使用70的邵氏D硬度测验器氨基甲酸酯底胶层。
在一些实施例中，本发明人已经发现，当磨粒与另外涂布具有指定玻璃化转变温度（Tg）的复胶层的聚氨酯底胶层附接时，泡沫背衬的磨料制品的切削速率得以增加。参考图5，随着复胶层的玻璃化转变温度增加，切削速率增加，直到玻璃化转变温度为约70℃到75℃为止。此时，切削速度再次降低，从而表现出切削性能随复胶树脂玻璃化转变温度变化而提高的意外范围。为了比较，现有技术泡沫背衬的磨料（对比物H），即，3M轮廓表面磨砂海绵超精细P220，其切削速率示为水平线。如果（优选）树脂的制造商先前并未提供的话，则玻璃化转变温度可以使用电子工业连接协会研究所的测试方法650（IPC-TM-650）进行测量。
如图所示，当复胶层的玻璃化转变温度Tg高于52℃，或为54℃到100℃，或为60℃到92℃，或为64℃到88℃，或者为68℃或76℃时，本发明的带涂层磨料制品的切削速率优于现有技术。在一个实施例中，复胶层包含玻璃化转变温度为72℃的丙烯酸乳状液。上述玻璃化转变温度范围导致涂层具有一些物理特性，而这些物理特性与聚氨酯底胶层和相对表面42的表皮或薄膜层互补。将具有指定玻璃化转变温度的聚氨酯底胶层和丙烯酸复胶层与平滑的相对表面42结合使用，使得能够将精细的磨粒直接涂到相对表面上，而同时达到比现有技术高的切削速率，同时在使用之后仍能在工件上提供相同的所得成品粗糙度。
任选的带涂层背衬20可以为任何常规的磨料背衬。可用背衬的实例包括聚合物薄膜、上底漆的聚合物薄膜、布料、纸张、硫化纤维、非织造物，以及它们的组合。所述背衬还可以包含一次或多次处理，以便密封所述背衬和/或更改所述背衬的一些物理特性。这些处理在本领域中是为人熟知的。
实例
本发明的目的和优点通过下面的非限制性实例进一步说明。这些实例中所提到的具体材料及其量以及其他条件和细节，均不应被解释为对本发明的不当限制。除非另外指明，否则实例以及说明书其余部分中的所有份数、百分数、比例等均按重量计。
比较例A
制备具有纹理化表面的聚氨酯泡沫板的方法是，在销式搅拌机中混合表1中列出的组合物，并且将混合物喷涂到微复制型聚丙烯生产工具与平滑的聚丙烯涂层的纸质衬片之间的定尺寸间隙中，所述定尺寸间隙设置成约3密耳（76.2微米）的间隙。
依据第5,435,816号美国专利（Spurgeon等人）的公开内容的第8列第41行到第10列第20行，制备具有多个微复制型模腔的微复制型聚丙烯生产工具。工具的图案是24.5密耳（0.633mm）高×87.5密耳（2.22mm）长×87.5密耳（2.22mm）宽的立方体阵列，特征之间的基体区域为64密耳（1.62mm），特征密度为49个特征/sqin（7.6/sq.cm）。总表面积(平方英寸)/1平方英寸是1.420。
聚丙烯涂层的纸质衬片是来自威斯康星州考考纳的国际转化器（InternationalConvertersofKaukauna,WI）的“19#PP120Ra微英寸/12ptC1S/19#PP60Ra微英寸（聚丙烯涂层的漂白板）”。此衬片具有平滑侧和糙面侧。所述衬片经过定向，使得糙面侧接触聚氨酯泡沫。
这种衬片/泡沫/生产工具的复合物随后以60ft/min（18.3m/min）穿过设置成220华氏度（104℃）的120英尺（36.6m）的烘箱。
实例1
实例1是采用与比较例A相同的方式制备的，除了微复制型聚丙烯生产工具的图案是40密耳（1.02mm）高×90.5密耳（2.30mm）正方形底的四面棱锥体阵列，特征之间的基体区域为16密耳（0.41mm）且特征密度为64个特征/sqin（9.92个特征/sqcm）。总表面积(平方英寸)/1平方英寸是1.131。
比较例B
比较例B是采用与比较例A相同的方式制备的，除了微复制型聚丙烯生产工具的图案是每侧55密耳（1.40mm）高×78.5密耳（1.99mm）的六边形阵列，特征之间的基体区域为41.5密耳（1.05mm）且特征密度为38.5个特征/sqin（5.97个特征/sqcm）。总表面积(平方英寸)/1平方英寸是1.997。
比较例C
比较例C是采用与比较例A相同的方式制备的，除了微复制型聚丙烯生产工具的图案是底部每侧100密耳（2.54mm）高×110.5密耳（2.81mm）的三面等边基础棱锥体阵列，特征之间的基体区域为10密耳（0.25mm）且特征密度为140个特征/sqin（21.7个特征/sqcm）。总表面积(平方英寸)/1平方英寸是2.580。
比较例D
比较例D是采用与比较例A相同的方式制备的，除了第二衬片被聚丙烯衬片取代。比较例D是对照例，其中两个主表面同样保持无特征。总表面积(平方英寸)/1平方英寸是1.000。
表1：泡沫组合物
剥离力测试方法
针对衬片/泡沫界面和泡沫/生产工具界面处的界面附着性来评估实例中的试件。所有测试都是遵照ASTMD6862“粘结剂的90度抗剥离力的标准测试方法”的指导来执行的。所用的负荷框架是明尼苏达州伊甸草原的MTS公司（MTS,EdenPrairie,Minnesota）生产的“MTS联合负荷框架100”。采集软件是“MTSTestWorks4”（TW4）。负荷传感器是“MTSPN4501006/8”，其中满标度为10牛顿。负荷传感器要先校准，然后再在内部用TW4进行测试，并且凭经验要从附接到负荷传感器的夹具悬挂50gf和100gf的砝码，以及证实负荷传感器经由TW4的输出在预期值的1%内。
可直接使用1英寸×7英寸（2.54cm×17.8cm）的矩形截面来测试样本。对于衬片/泡沫界面的90度剥离测试而言，工具层被移除，而且衬片以较低贴合性“3MScotch-WeldCA4快干胶”（明尼苏达州圣保罗市3M公司（3M,St.Paul,Minnesota））粘附到铝板上，所述铝板相对于负荷框架的横梁运动轴线定向成低于和处于90度。（比较例A的衬片/泡沫玻璃测试过程进行改变，以适应以下事实：泡沫层无法在不受损的情况下从工具中移除。至于比较例A，将泡沫/工具复合物从粘附到铝板的衬片中剥离。）对于测量泡沫/生产工具之间的附着力的测试而言，移除衬片层，并且将生产工具粘附到所述板。对泡沫与基底（衬片或生产工具）之间进行剥离的方式是，手动将泡沫从基底拉开，因而使它们分离，直到有足够的泡沫可用来提供拉片为止，所述拉片随后安装在一英寸宽的弹簧夹具中。所述夹具继而安装到负荷传感器上。在测试之前，通过观察具有TW4软件的个人计算机上来自TW4的数字负载显示器，已经证实负荷传感器/夹具并未对样本预先施加负载。
通过使用TW4的软件命令来开始力测试，而且在测试开始之后，负荷框架的横梁和泡沫样本被以10英寸/分钟（25.4cm/min）的速率拉离基底。在PC监视器上观察负荷[牛顿]与横梁位移[mm]，同时TW4以25hz的样本速率记录负荷和位移。测试之后，绘出负荷与位移的曲线图，而且在测试的负荷平台区域上计算平均抗剥离力[牛顿]，其中对于多数样本而言，所述负荷平台区域为约25mm。对每一实例测试五个标本。表2中示出了平均测试结果和标准偏差。
表2：剥离力数据
实例2和3以及比较例E到H
实例2和3以及比较例E到G展示了，与现有技术泡沫背衬的带涂层磨料制品相比，复胶树脂的Tg对所得磨料制品的研磨功效产生的影响。磨料制品是采用实例1的聚氨酯泡沫背衬制备的。将氨基甲酸酯树脂和等级P220氧化铝磨粒组成的底胶层涂覆到所述泡沫背衬，其中氨基甲酸酯树脂邵氏D硬度为70且重量为0.4g/4×6英寸背衬，而氧化铝磨粒为2.4g/4×6英寸背衬。如表3所示，复胶层涂覆在磨料层上方，其中复胶层具有不同的玻璃化转变温度Tg（根据制造数据），以及针对适当树脂填充的受控重量。对所得磨料制品进行测试，以便根据磨砂测试来确定它们在醋酸丁酸纤维素（CAB）工件上的相应切削情况。
磨砂测试使用机械控制的磨砂臂，其中支撑垫与2.5″×5.5″泡沫背衬的磨料制品接触，X运动上的下压力为13.5lbf，且随后Y运动以1分钟循环穿过由CAB制成的21″×15″基底。1个循环在长度上大约为1102.5英寸，其中在60秒内60次穿过15″×21″面板上的183/8英寸长度。在每次上下穿过CAB工件的长度方向之间，所述臂标记在约0.03063英寸。这种情况
1n.d.=未确定
2N/A=不可用重复6个循环。总切削情况报告的是6个循环之和。第一个循环之后，在磨砂路径中使用泰勒-霍布森（Taylor-Hobson）轮廓曲线仪来测量涂饰剂。测试结果示于表3中。
表3：切削速率和涂饰剂
在不脱离本发明的精神和范围的前提下，更具体地讲，在不脱离所附权利要求书中所示出的精神和范围的前提下，本领域的普通技术人员可以实践本发明的其他修改形式和变型形式。应当理解，多种实施例的方面可以整体地或部分地与多种实施例的其他方面互换或结合。以上获得专利证书的专利申请中所有引用的参考文献、专利或专利申请的全文通过一致的方式以引用方式并入本文中。在并入的参考文献部分与本专利申请之间存
3n.d.=未确定，复胶树脂太过易碎在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。为了使本领域的普通技术人员能够实践受权利要求书保护的本发明而给定的前述说明不应理解为是对本发明的范围的限制，本发明的范围由权利要求书及其所有等同形式所限定。

Claims (16)

1.一种带涂层磨料制品，包括：聚氨酯泡沫背衬，所述聚氨酯泡沫背衬具有至少一个纹理化表面；以及磨料层，所述磨料层包括位于与所述纹理化表面相对的相对表面上的底胶层和磨粒，所述纹理化表面具有凸起特征和基体区域的阵列，所述纹理化表面的总表面积/1平方英寸等于或小于1.400平方英寸，而且其中，所述凸起特征的密度与所述聚氨酯泡沫背衬的其他区域的密度相比相差不超过25％。
2.根据权利要求1所述的带涂层磨料制品，其中所述聚氨酯泡沫背衬的密度为2到8磅/立方英尺。
3.根据权利要求1或2所述的带涂层磨料制品，其中所述聚氨酯泡沫背衬的厚度T为3到7mm。
4.根据权利要求1或2所述的带涂层磨料制品，其中所述凸起特征的高度H为10到100密耳。
5.根据权利要求1或2所述的带涂层磨料制品，其中凸起特征密度为20到80个凸起特征/平方英寸。
6.根据权利要求1或2所述的带涂层磨料制品，其中所述相对表面的平均表面粗糙度Ra为0到100微米。
7.根据权利要求1或2所述的带涂层磨料制品，其中所述底胶层包括邵氏D硬度为55到80的氨基甲酸酯。
8.根据权利要求7所述的带涂层磨料制品，其中复胶层涂覆在所述磨料层上，所述复胶层包括玻璃化转变温度Tg为54到100℃的丙烯酸系物。
9.一种聚氨酯泡沫背衬，包括：纹理化表面，其具有凸起特征和基体区域的阵列；与所述纹理化表面相对的相对表面，而且其中用于将所述纹理化表面从生产工具中移除的90度剥离力为小于4.5牛顿/英寸，所述生产工具的接触表面中包括多个微复制型模腔。
10.根据权利要求9所述的聚氨酯泡沫背衬，其中所述聚氨酯泡沫背衬的密度为2到8磅/立方英尺。
11.根据权利要求9或10所述的聚氨酯泡沫背衬，其中所述聚氨酯泡沫背衬的厚度T为3到7mm。
12.根据权利要求9或10所述的聚氨酯泡沫背衬，其中所述凸起特征的高度H为10到100密耳。
13.根据权利要求9或10所述的聚氨酯泡沫背衬，其中凸起特征的密度为20到80个凸起特征/平方英寸。
14.根据权利要求9或10所述的聚氨酯泡沫背衬，其中所述相对表面的平均表面粗糙度Ra为0到100微米。
15.根据权利要求9或10所述的聚氨酯泡沫背衬，其中所述接触表面包括聚丙烯，而且没有隔离剂涂覆到所述接触表面。
16.一种带涂层磨料制品，包括：聚氨酯泡沫背衬，其具有至少一个纹理化表面，所述纹理化表面具有凸起特征和基体区域的阵列，而且其中，所述凸起特征的密度与所述聚氨酯泡沫背衬的其他区域的密度相比相差不超过25％；以及磨料层，其包括位于所述背衬的与所述纹理化表面相对的相对表面上的底胶层和磨粒；所述底胶层包括邵氏D硬度为55到80的氨基甲酸酯；并且复胶层涂覆在所述磨料层上，所述复胶层包括玻璃化转变温度Tg为54到100℃的丙烯酸系物。
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