CN104039508B - 带涂层磨料制品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了磨料制品，其中底胶层、磨粒层和复胶层根据以多个分立的岛状物为特征的涂覆图案涂覆到背衬上。该涂覆图案具有这样的特征结构，其中所有三个部件彼此是大致对准的，同时提供遍布于背衬上的未涂覆区域。有利的是，该构型提供的涂覆磨料显示出优于此前公开的磨料制品的抗卷曲性。此外，这种构型耐填塞、耐分层，具有增强的柔韧性，并且降低实现与传统磨料制品相同水平的性能所需的原材料量。

Description

带涂层磨料制品及其制备方法
技术领域
提供带涂层磨料制品及其制备方法。更具体地讲，提供具有图案化涂层的带涂层磨料制品及其制备方法。
背景技术
带涂层磨料制品常常用于商业和工业应用中的研磨、磨削和抛光操作。这些操作在多种多样的基底上进行，包括木材、仿木材料、塑料、玻璃纤维、软金属、釉质表面和涂漆表面。一些涂覆磨料可在润湿或干燥环境下使用。在润湿环境下，一般应用包括填料砂光、油灰砂光、底漆砂光和油漆精修。
通常，这些磨料制品包括纸或聚合物背衬，磨粒附着到该背衬上。磨粒可利用一种或多种牢固且弹性的粘结剂来附着，以在研磨操作过程中将所述颗粒固定到背衬。在制造处理中，这些粘结剂常常在可流动状态下处理以涂覆背衬和颗粒，随后硬化以锁定于所需结构中并提供磨料成品。
在一般构造中，首先用“底胶”层涂覆背衬的主表面。然后，将磨粒沉积到底胶层上，使得颗粒至少部分地嵌入底胶层中。然后，使底胶层硬化(如，交联)以固定颗粒。然后，在底胶层和磨粒上涂覆称为“复胶”层的第二层，并且也使其硬化。复胶层使颗粒进一步稳定，并且还提高磨料制品的强度和耐久性。任选地，可增加附加层以修改带涂层磨料制品的性质。
可基于某些性能性质评估带涂层磨料制品。首先，这样的制品应该在切削量与光洁度(即，从工件去除材料的可接受的效率，与精修表面的可接受的光滑度)之间达到期望的平衡。其次，磨料制品还应该避免过度的“填塞”或堵塞(发生于碎片或尘屑被困在磨粒之间并阻碍涂覆磨料的切削能力时)。第三，磨料制品应该柔韧且耐用，以提供长的使用寿命。
发明内容
润湿磨料应用会带来独特的挑战。磨料片可能长时间浸泡于水中，有时达24小时以上。在润湿环境下商业带涂层磨料制品所遇到的特定问题是这些涂覆制品有卷曲的趋向。磨料制品的卷曲对使用者而言会非常讨厌。类似效果还会发生于磨料制品在潮湿环境下储存时。为了减轻卷曲，有时在制造处理中使磨料片预弯，但这通常无法防止使用过程中的卷曲。
本发明提供了带涂层磨料制品，其中底胶层、磨粒层和复胶层以不连续涂覆图案涂覆到背衬上。所有三个部件彼此基本上根据分立图案特征结构是对准的，从而得到遍布于背衬上延伸的未涂覆区域。有利的是，该构型得到的涂覆磨料显示出优于传统磨料制品的抗卷曲性。此外，该构型耐填塞，耐分层，具有增强的柔韧性，并且降低实现与传统磨料制品相同水平的性能所需的原材料量。
在一个方面，提供一种磨料制品。所述磨料制品包括柔性背衬，所述柔性背衬具有主表面，所述主表面包含能够在横向上展开和收缩的适形聚合物；底胶树脂，所述底胶树脂接触所述主表面，并按照预定图案在主表面上延伸；磨粒，所述磨粒接触所述底胶树脂，并且从与所述主表面的平面垂直的方向观看时，所述磨粒与所述底胶树脂是大致对准的；复胶树脂，所述复胶树脂接触所述磨粒和所述底胶树脂，从与所述主表面的平面垂直的方向观看时，所述复胶树脂与所述磨粒和所述底胶树脂是大致对准的，其中所述主表面的接触所述底胶树脂的区域与所述主表面的未接触所述底胶树脂的区域共面。
在另一个方面，提供了一种包括柔性背衬的磨料制品，所述柔性背衬具有大致平坦的主表面，所述主表面包含能够在横向上展开和收缩的适形聚合物；所述主表面上的多个分立的岛状物，每个岛状物包含：接触所述背衬的底胶树脂；接触所述底胶树脂的磨粒；接触所述底胶树脂、所述磨粒和所述背衬的复胶树脂，其中所述背衬位于相邻的岛状物之间的区域不接触所述底胶树脂、磨粒或复胶树脂。
在又一个方面，提供了一种包括柔性背衬的磨料制品，所述柔性背衬具有主表面，所述主表面包含能够在横向上展开和收缩的适形聚合物；底胶树脂，所述底胶树脂接触所述主表面的至少一部分；磨粒，所述磨粒接触所述底胶树脂，并且从与所述主表面的平面垂直的方向观看时，所述磨粒与所述底胶树脂是大致对准的；复胶树脂，所述复胶树脂接触所述磨粒和所述底胶树脂，并且从与所述主表面的平面垂直的方向观看时，所述复胶树脂与所述磨粒和所述底胶树脂是大致对准的，其中所述底胶树脂具有最多30％的覆盖率。
在又一个方面，提供了一种磨料制品，所述磨料制品包括：柔性背衬，所述柔性背衬具有大致平坦的主表面；所述主表面上的第一多个分立的岛状物，每个岛状物包含：接触所述背衬的底胶树脂；接触所述底胶树脂的磨粒；和接触所述底胶树脂、所述磨粒和所述背衬的复胶树脂；以及第二多个分立的树脂岛状物，每个岛状物不包含所述底胶树脂、所述复胶树脂和所述磨粒中的一者或多者，所述第二多个岛状物位于围绕所述第一多个岛状物的主表面的区域上。
在又一个方面，提供了一种制备磨料制品的方法，该方法包括将底胶树脂喷涂在背衬的主表面上以在所述主表面上提供底胶树脂的多个分立的岛状物；将磨粒施加于已涂覆的背衬，使得所述磨粒优先地涂覆所述底胶树脂；使所述底胶树脂硬化；将复胶树脂施加于已涂覆的背衬，使得所述复胶树脂优先地涂覆所述磨粒和所述底胶树脂；使所述复胶树脂硬化。
在又一个方面，提供了一种制备磨料制品的方法，该方法包括：将底胶树脂施加于大致平坦的背衬的主表面，所述背衬包括低表面能表面，从而引起所述底胶树脂自发地退润湿，在所述主表面上提供底胶树脂的分立的岛状物；将磨粒施加于已涂覆的背衬，使得所述磨粒优先地涂覆所述底胶树脂；使所述底胶树脂硬化；将复胶树脂施加于已涂覆的背衬，使得所述复胶树脂优先地涂覆所述磨粒和所述底胶树脂；使所述复胶树脂硬化。
在又一个方面，提供了一种制备磨料制品的方法，该方法包括：用多个小珠对大致平坦的背衬的主表面进行粉末涂覆，所述小珠包含底胶树脂；至少部分地熔融所述小珠以在所述主表面提供底胶树脂的分立的岛状物；将磨粒施加于已涂覆的背衬，使得所述磨粒优先地涂覆所述底胶树脂；使所述底胶树脂硬化；将复胶树脂施加于已涂覆的背衬，使得所述复胶树脂优先地涂覆所述磨粒和所述树脂；使所述复胶树脂硬化。
附图说明
图1是根据一个实施例的磨料制品的平面图；
图2a是图1中的磨料制品的一部分的放大视图；
图2b是图1和图2a中的磨料制品的子部分的进一步放大视图；
图3是图1、图2a和图2b所示的磨料制品的子部分的剖视图；
图4是根据另一实施例的磨料制品的平面图；
图5是提供图1-3中制品的特征结构的图案的模板的平面图；并且
图6是图5中的模板的放大局部视图，其更详细地示出模板的特征结构。
定义
如本文所用：
“特征结构”是指由选择性涂覆处理限定的图像；
“覆盖率”是指被所述特征结构遮掩的背衬的表面积占经受选择性涂覆处理的面积的百分比；
“粒径”是指颗粒的最长尺寸；和
“簇”是指彼此接近的一组特征结构。
具体实施方式
根据一个示例性实施例的磨料制品示于图1中，并由标号100指代。如图所示，磨料制品100包括背衬102，其具有近似平行于纸面的平坦主表面104。多个分立的簇106位于主表面104上，并排列成预定图案。在此实施例中，所述图案是二维有序阵列。磨料制品100占据与图1所示图案化区域对应的平坦矩形区域。
图2更详细地示出簇106的图案。如该图所示，簇106排列成六边形阵列，其中各簇106具有六条等距邻边(排除边缘效应)。另外，各个簇106本身为七个分立的磨料特征结构108的六边形分组。如图所示，特征结构108中的每一个通常为圆形形状。然而，也可使用其他形状，例如正方形、矩形、线形和弧形。在其他实施例中，特征结构108没有分簇。
要注意的是，存在主表面104的未涂覆区域110，其围绕各簇106并位于相邻簇106之间。有利的是，在研磨操作过程中，未涂覆区域110提供开放通道以允许尘屑、粉尘以及其他碎片从特征结构108接触工件的切削区域排走。
图2b更详细地示出特征结构108的部件，图3示出两个特征结构108的剖面。如这些图所示，各特征结构108包含一层底胶树脂112，其优选先沿着界面118沉积到主表面104上。底胶树脂112涂覆背衬102的选择性区域，从而在背衬102上形成用于各分立的特征结构108或“岛状物”的基层。
多个磨粒114接触底胶树脂112，并大致在远离主表面104的方向上延伸。在垂直于主表面104的平面的方向上观看时，颗粒114与底胶树脂112是大致对准的。换言之，颗粒114作为整体大致在主表面104被底胶树脂112涂覆的区域上延伸，而没有大致在主表面104未被底胶树脂112涂覆的区域上延伸。任选地，颗粒114至少部分地嵌入底胶树脂112中。
如图3进一步示出的，复胶树脂116接触底胶树脂112和颗粒114，并在底胶树脂112和颗粒114上及周围延伸。在垂直于主表面104的平面的方向上观看时，复胶树脂116与底胶树脂112和颗粒114是大致对准的。类似于磨粒114，复胶树脂116大致在主表面104被底胶树脂112涂覆的区域上延伸，而没有大致在主表面104未被底胶树脂112涂覆的区域上延伸。
任选地且如图所示，复胶树脂116接触底胶树脂112、磨粒114和背衬102。作为另一种选择，基本上所有的磨粒114均被底胶树脂112和复胶树脂116的组合封装。
尽管这里颗粒114被描述为与底胶树脂112“是大致对准的”，应当理解颗粒114本身实质上是分立的，颗粒之间具有小的间隙。因此，颗粒114并未覆盖下面的底胶树脂112的整个区域。相反，应当理解尽管复胶树脂116与底胶树脂112和颗粒114是对准的，任选地，复胶树脂116可在比被底胶树脂112和颗粒114覆盖的区域略微大一些的区域上延伸，如图2b所示。在图示实施例中，底胶树脂112完全被复胶树脂116、颗粒114和背衬102封装。
另外，无需背衬102上的所有特征结构108均为分立的。例如，与相邻特征结构108相关的底胶树脂112可紧邻，使得特征结构108彼此接触，或者变得互连。在一些实施例中，在簇106内两个或更多个特征结构108可彼此互连，但分开的簇106中的特征结构108未互连。
在一些实施例中，背衬102的主表面104上可具有围绕特征结构108的区域，该区域涂覆有底胶树脂112和/或复胶树脂116但不包括颗粒114。应当理解存在一个或多个附加树脂岛状物不会显著劣化磨粒100的性能，所述树脂岛状物中的每一者都不包含底胶树脂112、复胶树脂116和颗粒114中的一者或多者。此外，此类树脂岛状物的存在不应理解为否定了特征结构108中这些部件相对于彼此的对准。
优选地且如图所示，背衬102的厚度均匀，并且大致平坦。结果，主表面104接触底胶树脂112的界面118与主表面104未接触底胶树脂112的区域(即，未涂覆区域110)是大致共面的。优选的是背衬102具有大致均匀的厚度以减少硬度变化并提高制品100对工件的适形能力。这一方面的优点还在于其均匀地在背衬上分布应力，这提高了制品100的耐久性并延长了其工作寿命。
本发明所提供的磨料制品为传统涂覆磨料片的特定问题提供了解决方案。一个问题在于传统磨料片在潮湿环境下往往会卷曲。另一问题在于这些涂覆磨料片常常在制成时立即卷曲，这一现象称为“固有卷曲”。为了减轻固有卷曲，制造商可使这些磨料片预弯，但这涉及附加处理，并且仍未有效解决随后由环境引起的卷曲。
与传统磨料制品不同，本发明提供的磨料制品的磨粒沿着主表面在多个岛状物或分立的涂覆区域上延伸，而这些岛状物之间保持主表面的未涂覆区域。已发现，当主表面的围绕这些岛状物的区域不接触任何底胶树脂、磨粒或复胶树脂时，这些磨料制品在浸入水中或经受潮湿环境时显示出优良的抗卷曲性。
另外，这些磨料制品在制造时的卷曲显著减小，不再需要在底胶树脂和复胶树脂硬化之后使磨料片预弯。在根据“干燥卷曲测试”(在下面的“实例”部分描述)测试时，磨料制品优选显示出至少20厘米的卷曲半径，更优选地显示出至少50厘米的卷曲半径，最优选地显示出至少100厘米的卷曲半径。在根据“润湿卷曲测试”(在下面的“实例”部分描述)测试时，磨料制品优选显示出至少2厘米的卷曲半径，更优选地显示出至少5厘米的卷曲半径，最优选地显示出至少7厘米的卷曲半径。
作为另一优点，已发现这些磨料制品显示出高柔韧度，因为背衬的相当大一部分未涂覆。更大的柔韧性继而提高了耐久性。这尤其通过在磨料制品在润湿和干燥条件下经受折皱时其高抗撕裂和分层性来证明。
其他涂覆图案
上述磨料制品100针对特征结构108使用二维六边形涂覆图案。尽管该图案是二维的，但特征结构108本身具有一定厚度，从而产生垂直于背衬平面的“特征结构高度”。然而，其他涂覆图案也是可能的，其中一些呈现出优于其他图案的特定优点。
在一些实施例中，图案包括多个重复的多边形簇和/或特征结构(包括形状为三角形、正方形、菱形等的那些簇和/或特征结构)。例如，可使用三角形簇，其中各簇具有三个或更多个大致圆形的磨料特征结构。由于磨料特征结构108局部增大了下面的背衬102的硬度，可调整磨料制品100的图案以增强沿着优选方向的弯曲柔韧性。
涂覆图案无需为有序的。例如，图4示出根据替代实施例的磨料制品200，其显示出包括特征结构的随机阵列的图案。类似于制品100，制品200具有背衬202和分立、大致圆形的磨料特征结构208的阵列，所述背衬具有主表面204，所述磨料特征结构接触并在主表面204上延伸。然而，制品200的不同之处在于特征结构208是随机的。任选地，特征结构208可为半随机的，或者具有有限的有序方面。有利的是，随机图案在背衬主表面的平面内是非定向的，这有助于将切削性能的变化最小化。作为另一优点，随机图案有助于避免形成有规则的弱线(其可能引起磨料制品沿着那些方向的卷曲)。
制品200的其他方面(包括磨料特征结构208的构型)类似于制品100的那些，这里将不再重复。类似标号参照先前所述的类似元件。
磨料制品100、200优选具有适合所需应用的磨料覆盖率(测量为主表面104的百分比)。一方面，增加磨料覆盖率有利于在磨粒114和工件之间提供更大的切削面积。另一方面，减小磨料覆盖率增大了未涂覆区域110的尺寸。增大未涂覆区域110的尺寸继而可提供更大的空间以清除粉尘和碎片，并有助于在研磨操作过程中防止不期望的填塞。
有利的是，尽管磨料和工件之间的切削面积相对小，发现低水平的磨料覆盖率仍提供非常高的切削水平。具体地讲，据发现，细级(fine grade)磨料可按照小于50％的覆盖率涂覆到背衬102上，同时提供与完全涂覆片类似的切削性能。类似地，据发现，粗级(coarse grade)磨料可按照小于20％的覆盖率涂覆到背衬102，同时提供与完全涂覆片类似的切削性能。
在一些实施例中，磨粒114的平均尺寸(即，平均粒径)在68微米至270微米范围内，而底胶树脂112的覆盖率优选最多30％，更优选最多20％，最优选最多10％。在其他实施例中，磨粒114的平均尺寸在0.5微米至68微米范围内，而底胶树脂112的覆盖率优选最多70％，更优选最多60％，最优选最多50％。
背衬
背衬102可由本领域已知用于制备带涂层磨料制品的各种材料构造而成，包括密封涂覆磨料背衬和多孔非密封背衬。优选地，背衬的厚度通常在约0.02至约5毫米的范围内，更优选地在约0.05至约2.5毫米的范围内，最优选地在约0.1至约0.4毫米的范围内，但也可使用这些范围之外的厚度。
背衬可由各种材料中的任意种材料制成，包括传统上在制造涂覆磨料时用作背衬的那些材料。示例性柔性背衬包括聚合物膜(包括带底漆的膜)(例如，聚烯烃膜(如，包括双轴取向的聚丙烯在内的聚丙烯、聚酯膜、聚酰胺膜、纤维素酯膜))、金属箔、网片、泡沫(如，天然海绵材料或聚氨酯泡沫)、布(如，由纤维或纱线制成的布，包括聚酯、尼龙、丝绸、棉线和/或人造丝)、稀松布、纸、涂覆纸、硬化纸、硬化纤维、非织造材料、其组合、及其处理版本。背衬还可为两种材料(如，纸/膜、布/纸、膜/布)的层合物。布背衬可以是织造或缝编的。在一些实施例中，背衬是能够在使用过程中在横向(即平面内)上展开和收缩的薄且适形的聚合物膜。优选地，此类背衬材料的5.1厘米(2英寸)宽、30.5厘米(12英寸)长和0.102毫米(4密耳)厚的条带在受到22.2牛顿(5磅力)静荷载下，相对于条带的初始长度纵向拉伸至少0.1％、至少0.5％、至少1.0％、至少1.5％、至少2.0％、至少2.5％、至少3.0％或至少5.0％。优选地，背衬条带相对于条带的初始长度纵向拉伸最多至20％、最多至18％、最多至16％、最多至14％、最多至13％、最多至12％、最多至11％或最多至10％。背衬材料的拉伸可以是弹性的(具有完全回弹性)、无弹性的(具有零回弹性)或这两者的混合。该性质有助于促进磨粒114与下面的基底之间的接触，并且在基底包括凸起和/或凹陷区域时可尤其有利。
可用于背衬102的高度适形聚合物包含某些聚烯烃共聚物、聚氨酯和聚氯乙烯。一种特别优选的聚烯烃共聚物是乙烯-丙烯酸树脂(可以商品名“PRIMACOR 3440”从密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Company，Midland，Michigan)商购获得)。任选地，乙烯-丙烯酸树脂为双层膜的一层，其中另一层为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)载体膜。在该实施例中，PET膜自身不为背衬102的一部分并且在使用磨料制品100之前剥离。
在一些实施例中，背衬102具有至少10、至少12或至少15千克-力/平方厘米(kgf/cm2)的模量。在一些实施例中，背衬102具有最多至200、最多至100或最多至30kgf/cm2的模量。背衬102在100％伸长率(其初始长度的两倍)下可具有至少200、至少300或至少350kgf/cm2的拉伸强度。背衬102的拉伸强度可最多至900、最多至700或最多至550kgf/cm2。具有这些性质的背衬可提供在美国专利No.6,183,677(Usui等人)中进一步描述的各种选项和优点。
背衬材料的选择可取决于带涂层磨料制品的预期应用。背衬的厚度和光滑度也应适合于提供带涂层磨料制品的所需厚度和光滑度，其中带涂层磨料制品的这些特性可取决于(例如)带涂层磨料制品的预期应用或用途而变化。
任选地，背衬可具有至少一种浸渍剂、预胶层和/背胶层。这些材料的目的通常是为了密封背衬和/或保护背衬中的纱线或纤维。如果背衬为布料，则通常使用这些材料中的至少一种。预胶层或背胶层的添加可另外在背衬的正面和/或背面上导致“更光滑的”表面。也可使用本领域已知的其他任选层，如美国专利No.5,700,302(Stoetzel等人)中所述。
磨粒
用于带涂层磨料制品100的合适的磨粒包括磨料制品中可使用的任何已知磨粒或材料。例如，可用磨粒包括熔融氧化铝、热处理过的氧化铝、白刚玉、黑碳化硅、绿碳化硅、二硼化钛、硼硬质合金、钨硬质合金、钛硬质合金、金刚石、立方氮化硼、石榴石、熔融铝锆磨料、溶胶凝胶磨粒、硅石、氧化铁、氧化铬、二氧化铈、氧化锆、二氧化钛、硅酸盐、金属碳酸盐(例如，碳酸钙(如，白垩、方解石、泥灰岩、石灰华、大理石和石灰岩)、白云石、碳酸钠、碳酸镁)、硅石(如，石英、玻璃珠、玻璃泡和玻璃纤维)、硅酸盐(如，滑石、粘土、(蒙脱石)长石、云母、硅化钙、偏硅酸钙、铝硅酸钠、硅酸钠)、金属硫酸盐(如，硫酸钙、硫酸钡、硫酸钠、硫酸铝钠、硫酸铝)、石膏、三水合氧化铝、石墨、金属氧化物(如，氧化锡、氧化钙)、氧化铝、二氧化钛)和金属亚硫酸盐(如，亚硫酸钙)和金属颗粒(如，锡、铅、铜)。
还可使用由热塑性材料(如，聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酯、聚乙烯、聚砜、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯、乙缩醛共聚物、聚氯乙烯、聚氨酯、尼龙)形成的聚合物磨粒、由交联聚合物(如，酚醛树脂、氨基塑料树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、三聚氰胺-甲醛、丙烯酸树脂、丙烯酸改性异氰脲酸酯树脂、脲醛树脂、异氰脲酸酯树脂、丙烯酸改性聚氨酯树脂、丙烯酸改性环氧树脂)形成的聚合物磨粒以及它们的组合。其他示例性磨粒描述于例如美国专利No.5,549,962(Holmes等人)中。
磨粒通常具有约0.1至约270微米，更可取地约1至约1300微米的平均直径。磨粒的涂覆重量可取决于(例如)所使用的粘结剂前体、涂布磨粒的工艺以及磨粒的尺寸，但通常在约5至约1350克/平方米的范围内。
底胶树脂和复胶树脂
可使用本领域已知的许多种底胶树脂112和复胶树脂116中的任意种来将磨粒114固定到背衬102。树脂112、116通常包括一种或多种粘结剂，其具有适用于选择性地沉积到背衬上的流变和润湿性质。
通常，通过固化(如，通过加热装置，或者通过使用电磁辐射或粒子辐射)粘结剂前体来形成粘结剂。磨料领域中已知的可用第一粘结剂前体和第二粘结剂前体包括(例如)可自由基聚合的单体和/或低聚物、环氧树脂、丙烯酸类树脂、环氧丙烯酸酯低聚物、聚氨酯丙烯酸酯低聚物、聚氨酯树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、氨基塑料树脂、氰酸酯树脂或它们的组合。可用的粘结剂前体包含热固化树脂和辐射固化树脂，这些树脂可(例如)通过热和/或暴露于辐射而被固化。
示例性辐射固化的交联丙烯酸酯粘结剂描述于美国专利No.4,751,138(Tumey等人)和No.4,828,583(Oxman等人)中。
顶胶树脂
任选地，一种或多种附加顶胶树脂层施加于带涂层磨料制品100。如果施加顶胶树脂，当从垂直于背衬主表面的平面的方向上观看时，其优选与底胶树脂112、颗粒114和复胶树脂116是对准的。顶胶树脂可包括(例如)助磨剂和防附材料。在一些实施例中，顶胶树脂在研磨操作过程中提供增强的润滑性。
固化剂
任选地，上述底胶树脂、复胶树脂和顶胶树脂中的任一者包括一种或多种固化剂。固化剂包括光敏或热敏固化剂，优选包括至少一种自由基聚合引发剂和至少一种阳离子聚合催化剂(可相同或不同)。为了将固化过程中的加热最小化，在维持粘结剂前体的适用寿命的同时，本实施例中所采用的粘结剂前体优选为光敏型，更优选地包括光引发剂和/或光催化剂。
光引发剂光催化剂
光引发剂能够使粘结剂前体的可自由基聚合的组分至少部分地聚合(如，固化)。可用的光引发剂包括已知可用于光固化自由基多官能团的丙烯酸酯的那些。示例性光引发剂包括：双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)-二苯基氧化膦，可以商品名“IRGACURE819”商购自新泽西州弗洛勒姆帕克的BASF公司(BASF Corporation，Florham Park，New Jersey)；苯偶姻及其衍生物，例如α-甲基苯偶姻；α-苯基苯偶姻；α-烯丙基苯偶姻；α-苄基苯偶姻；苯偶姻醚，例如联苯酰二甲基缩酮(如，可以商品名“IRGACURE 651”商购自BASF公司(BASFCorporation))、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻正丁基醚；苯乙酮及其衍生物，例如2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(如，可以商品名“DAROCUR1173”商购自BASF公司(BASFCorporation)。本文所定义的光催化剂是形成活性物质的材料，其在暴露于光化辐射时能够使粘结剂前体至少部分地聚合，例如鎓盐和/或阳离子金属有机盐。优选地，鎓盐光催化剂包括碘鎓络盐和/或锍络盐。本实施例的实践中可用的芳族鎓盐通常仅对光谱的紫外区光敏。然而，其可通过已知可光解的有机卤素化合物的敏化剂而对光谱的近紫外和可见范围敏感。可用的市售光催化剂包括商品名为“UVI-6976”的芳族锍络盐(可得自陶氏化学公司(Dow Chemical Co.))。基于粘结剂前体的可光致固化(即，可通过电磁辐射交联)组分的总重量计，本发明中可用的光引发剂和光催化剂的含量可在0.01至10重量％，可取地0.01至5，最可取地0.1至2重量％的范围内，但也可使用这些范围之外的量。
填料
任选地，上述磨料涂层包括一种或多种填料。填料通常是分散于树脂内的有机或无机颗粒，并且可(例如)修改粘结剂前体或固化的粘结剂的性质或其二者，和/或可仅(例如)用于降低成本。在涂覆磨料中，可存在填料以(例如)阻挡背衬内的孔和通道，从而降低其孔隙度并提供将有效粘结底胶的表面。填料的添加(至少高达某一量值)通常增大固化的粘结剂的硬度和韧性。无机颗粒填料的平均粒度常常在约1微米至约100微米，更优选地约5至约50微米，有时甚至约10至约25微米的范围内。根据磨料制品的最终用途，填料的比重通常在1.5至4.5范围内，填料的平均粒度将优选低于磨粒的平均粒度。可用填料的例子包括：金属碳酸盐，例如碳酸钙(白垩、方解石、泥灰岩、石灰华、大理石或石灰岩的形式)、碳酸钙镁、碳酸钠和碳酸镁；硅石，例如石英玻璃、玻璃珠、玻璃泡和玻璃纤维；硅酸盐，例如滑石、粘土、长石、云母、硅酸钙、偏硅酸钙、铝硅酸钠、铝硅酸钠钾和硅酸钠；金属硫酸盐，例如硫酸钙、硫酸钡、硫酸钠、硫酸铝钠和硫酸铝；石膏；蛭石；木粉；氧化铝三水合物；炭黑；金属氧化物，例如氧化钙(石灰)、氧化铝、二氧化钛、水合氧化铝、一水氧化铝；和金属亚硫酸盐，例如亚硫酸钙。
增粘剂
本实施例中可用的其他任选添加剂包括增粘剂或增稠剂。这些添加剂可添加到本实施例的组合物中作为节省成本措施或作为加工助剂，其存在量不会对如此形成的组合物的性质带来显著的不利影响。分散体粘度的增加通常取决于增稠剂浓度、聚合程度、化学组成或其组合。合适的市售增稠剂的例子可以商品名“CAB-O-SIL M-5”得自麻萨诸塞州波士顿的卡博特公司(Cabot Corporation，Boston，Massachusetts)。
其他官能化添加剂
本实施例中可用的其他任选添加剂包括消泡剂、润滑剂、增塑剂、助磨剂、稀释剂、染色剂和加工助剂。可用的消泡剂包括得自俄亥俄州辛辛那提的科宁公司(CognisCorporation，Cincinnati，Ohio)的“FOAMSTAR S125”。可用的加工助剂包括帮助磨粒分散于整个可聚合混合物中的酸性聚酯分散剂，例如得自德国韦塞尔的毕克化学有限公司(Byk-Chemie，GmbH，Wesel，Germany)的“BYK W-985”。
制备方法
在制品100的一个示例性制备方法中，优选先将底胶树脂112施加于背衬102的主表面104上的多个分立区域中，从而在主表面104上形成随机或有序的阵列，如(例如)图1和图4所示。接下来，将磨粒114施加到底胶树脂112的分立区域，并使底胶树脂112硬化。任选地，可将矿物施加到整个片上，然后从不包含底胶树脂112的那些区域移除。然后，优先将复胶树脂施加于磨粒114和底胶树脂112上并接触背衬102(但未施加于背衬102的开放区域110)。最后，使复胶树脂116硬化从而得到磨料制品100。
更详细地讲，可利用接触方法、非接触方法或这二者的某种组合来实现底胶树脂112和复胶树脂116的选择性施加。合适的接触方法包括倚靠制品的背衬安装模板，例如丝网孔版或编织筛网，以掩蔽不涂覆的区域。非接触方法包括喷墨型印刷法以及能够选择性地将图案涂覆到背衬上而无需模板的其他技术。
一个适用的接触方法是孔版印刷。孔版印刷使用框架来支撑树脂阻挡孔版。孔版形成开放区域，所述开放区域允许树脂的转印以在基底上生成清晰的图像。辊或橡皮扫帚在丝网孔版上移动，迫使或抽吸树脂或浆液经过开放区域中的织造网的线。
丝网印刷也是一种孔版印刷制备方法，其中设计丝绸或其他细网孔的丝网，使得空白区域用不可渗透的物质涂覆，并且迫使树脂或浆液穿过网孔到印刷表面上。有利的是，可通过丝网印刷来印刷更薄外形和更高保真性的特征结构。丝网印刷的示例性使用描述于美国专利No.4,759,982(Janssen等人)中。
另一适用的接触方法使用丝网印刷和孔版印刷的组合，其中使用织造网来支撑孔版。孔版包括网孔开放区域，底胶树脂/复胶树脂可穿过所述开放区域按照所需分立区域图案沉积到背衬上。用于制备这些构造的另一个可能接触方法是连续贴胶涂覆操作，其中通过使片经过输送辊与压料辊之间而将复胶对准地涂覆在磨料矿物上方，如在共同未决的非临时美国专利公布No.US2012/0000135(Eilers等人)中所示例。任选地，丙烯酸酯底胶树脂可直接按计量置于输送辊上。然后固化最终涂覆材料，从而得到完成的制品。
图5示出用于制备图1-3所示图案化带涂层磨料制品的孔版350。如图所示，孔版350包括大致平坦的主体352以及延伸穿过主体352的多个孔354。任选地且如图所示，框架356从四面围绕主体。孔版350可由聚合物、金属或陶瓷材料制成，并优选较薄。也可使用金属和编织塑料的组合。这些会增强孔版的柔韧性。金属孔版可蚀刻成图案。其他合适的孔版材料包括厚度在1至20密耳(0.076至0.51毫米)范围内，更优选地3至7密耳(0.13至0.25毫米)范围内的聚酯膜。
图6更详细地示出孔版350的特征结构。如图所示，孔354呈现为六边形排列的簇和特征结构，如先前针对制品100描述的。在一些实施例中，将合适的数字图像上载到计算机中，所述计算机自动引导激光在孔版主体352中切削孔354，从而以精确方式形成孔。
有利的是，可使用孔版350来得到精确限定的涂覆图案。在一个实施例中，通过将孔版350叠加到背衬102上并将底胶树脂112施加到孔版350来将一层底胶树脂112选择性地施加到背衬102上。在一些实施例中，利用橡皮扫帚、刮粉刀或其他刀状装置在单程中施加底胶树脂112。任选地，在硬化底胶树脂112之前移除孔版350。如果这样的话，底胶树脂112的粘度优选充分高，使得极少流出，从而不会扭曲原来印刷的图案。
在一个实施例中，可利用粉末涂覆法或静电涂覆法将矿物颗粒114沉积在底胶树脂层112上。在静电涂覆中，在电场中施加磨粒114，从而允许颗粒114有利地与其垂直于主表面104的长轴对准。在一些实施例中，将矿物颗粒114涂覆到整个涂覆的背衬102上，颗粒114优先粘结到涂覆有发粘的底胶树脂112的区域。在颗粒114优先地涂覆到底胶树脂112上之后，使底胶树脂112部分硬化或完全硬化。在一些实施例中，硬化步骤这样进行：使磨料制品100经受高温、暴露于光化辐射或这二者的组合，以使底胶树脂112交联。然后可将任何多余的颗粒114从背衬102的未涂覆区域移除。
在示例性最终涂覆步骤中，再次将孔版350叠加在涂覆的背衬102上，定位成使得孔354与先前硬化的底胶树脂112和磨粒114对准。然后，通过将复胶树脂116施加到孔版350上来将复胶树脂116优先施加于硬化的底胶树脂112和磨粒114上。优选地，复胶树脂116的初始粘度允许复胶树脂116在硬化之前流动并封装磨粒114和底胶树脂112的暴露区域。在一些实施例中，在硬化复胶树脂之前移除孔版350。或者，在移除孔版350之前进行硬化。最后，使复胶树脂116硬化从而得到完成的磨料制品100。
其他涂覆方法
虽然丝网印刷或柔版印刷可提供精密且可复制的图案，但丝网或孔版350的制造会带来大量人力和材料成本。可通过使用无需丝网或孔版即可获得图案化涂层的替代涂覆方法来避免这些成本。有利的是，可使用所述技术的每一种来形成图案化涂覆磨料，其中图案的范围可从高度随机到严格控制且可预测的图案。示例性涂覆方法在下面的小节中有所描述。
喷涂法
可能有利的是，将底胶树脂112直接喷涂在背衬102上以提供不完全聚结的细点(或涂覆区域)的不规则图案。点尺寸和聚结的程度可由若干因素控制，例如空气压力、喷嘴尺寸和几何形状、涂层的粘度和从背衬102喷雾的距离。所得的喷雾图案与图4的实施例中的随机点图案的区别可在于喷涂图案不是预定的。由于未使用模板，每个带涂层磨料制品呈现点尺寸和分布的独特二维构型。后续的制造步骤也不需要模板。在一个实施例中，例如，通过静电涂覆将磨粒114植入底胶树脂112，使得颗粒至少部分地嵌入底胶层。在底胶树脂112固化后，可随后使用例如之前所述的连续贴胶涂覆操作，以与颗粒114和/或底胶树脂112对准的方式沉积复胶树脂116。
受控润湿
另一种方法使用具有低表面能的背衬。在一个实施例中，整个背衬102可由低表面能材料制成。或者，可将薄层的低表面能材料施加于常规背衬材料的表面。可包括氟化聚合物、有机硅和某些聚烯烃在内的低表面能材料可通过色散(如，范德瓦尔斯)力与液体相互作用。当连续涂覆在背衬102上时，底胶树脂112可自发地“结珠”或从低表面能表面退润湿。这样，可将底胶树脂112的分立的岛状物均匀分布在背衬102上，然后使用已描述的技术涂覆磨粒114和复胶树脂116。可例如通过贴胶涂覆法或通过优先使复胶树脂116在底胶树脂112的岛状物上润湿来实现与底胶树脂112的对准。
在另一个实施例中，通过如下方式可有利于底胶树脂112图案化：将化学上不相似的表面沿着背衬的平面选择性放置，从而提供化学图案化表面。可通过将低能表面图案放置在高能表面上或相反地将高能表面图案放置在低能表面上，来实现化学图案化。这可使用本领域已知的各种表面改性方法中的任何一种来完成。表面处理的示例性方法包括例如美国专利公布No.2007/0231495(Ciliske等人)、2007/0234954(Ciliske等人)和美国专利No.6,352,758(Huang等人)中所述的电晕处理；美国专利No.5,891,967(Strobel等人)和5,900,317(Strobel等人)中所述的火焰处理；以及美国专利No.4,594,262(Kreil等人)中所述的电子束处理。
也可例如通过机械研磨或压印背衬而有利于此类图案化层的形成。这些方法在美国专利No.4,877,657(Yaver)中详细描述。另一种可能情况是，低表面能背衬可与上述喷涂概念联合使用。
粉末涂覆
涂覆方法还可包括使树脂以固态沉积的方法。这可例如通过用适当尺寸的聚合物小珠对背衬102进行粉末涂覆来完成。聚合物小珠可由聚酰胺、环氧树脂或一些其他底胶树脂112制成，并且具有使小珠能够均匀分布在被涂覆的表面上的尺寸分布。任选地，然后施加热以部分地或完全地熔融聚合物小珠并形成底胶树脂112的分立的岛状物。虽然树脂是发粘的，但树脂岛状物可用合适的磨粒114涂覆并允许树脂硬化。在一个优选的实施例中，涂覆磨料的区域随后使用例如连续贴胶涂覆法用复胶树脂116优先地涂覆。任选地，可使用如上所述的表面改性的背衬以避免在涂覆法过程中树脂岛状物的聚结。
粉末涂覆提供了显著优点，包括消除挥发性有机化合物(VOC)排放、能够轻易回收过量喷涂物以及总体减少制造过程中产生的有害废物。
任选特征结构
如果需要，磨料制品100、200可包括一个或多个附加特征结构，这些附加特征结构进一步增强易用性、性能或耐久性。例如，任选地，制品包括多个粉尘提取孔，所述孔连接到真空源以从磨料制品的主表面去除粉尘和碎片。
作为另一选择，背衬102、202可包括纤维材料，例如稀松布或非织造材料，其面向主表面104、204的相对方向。有利的是，所述纤维材料可有利于将制品100、200耦合到动力工具。在一些实施例中，例如，背衬102、202包括粘扣附着系统的一半，而另一半放置在固定于动力工具的板上。或者，可为此使用压敏粘合剂。这样的附着系统将制品100、200固定于动力工具，同时允许在研磨操作之间方便地更换制品100、200。
这些磨料制品的另外的选择和优点描述于美国专利No.4,988,554(Peterson等人)、No.6,682,574(Carter等人)、No.6,773,474(Koehnle等人)和No.7,329,175(Woo等人)中。
实例
除另有说明外，实例和说明书的其它部分中的所有份数、百分比、比例等均按重量计，并且实例中使用的所有试剂均得自或可得自一般化学品供应商(例如，密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Company，Saint Louis，Mo.))，或者可以按常规的方法进行合成。
下面的缩写用于描述所述实例：
℃： 摄氏度
°F： 华氏度
cm： 厘米
Cm/s： 厘米/秒
DC： 直流
ft/min. 英尺/分钟
g/m2： 克/平方米
in/s： 英寸/秒
kg-f： 千克-力
kgf/cm2： 千克-力/平方厘米
kPa： 千帕
lbs-f： 磅-力
m/min. 米/分钟
密耳： 10-3英寸
微英寸： 10-6英寸
μm： 微米
N： 牛顿
oz： 盎司
psi： 磅/平方英寸
UV： 紫外线
W： 瓦特
CM-5：热解法二氧化硅，以商品名“CAB-O-SIL M-5”得自马萨诸塞州波士顿的卡博特公司(Cabot Corporation，Boston，Massachusetts)。
CPI-6976：三芳基硫六氟锑酸盐/碳酸丙二酯光引发剂，以商品名“CYRACURECPI6976”得自密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Company，Midland，Michigan)。
CWT：C重黄褐色纸，得自威斯康辛州沃索的沃索纸业公司(Wausau PaperCompany，Wausau，Wisconsin)，随后用苯乙烯-丁二烯橡胶饱和以使其防水。
D-1173：α-羟基酮光引发剂，以商品名“DAROCUR1173”得自新泽西州弗洛勒姆帕克的BASF公司(BASF Corporation，Florham Park，New Jersey)。
EPON-828：双官能双酚A环氧树脂/环氧氯丙烷衍生树脂(环氧当量为185-192)，以商品名“EPON828”得自俄亥俄州哥伦布的瀚森化工公司(Hexion Specialty Chemicals，Columbus，Ohio)。
FEPAP150：150等级的碳化硅矿物，得自伊利诺伊州诺茨布鲁克麦克阿瑟大道3045号的英国磨料公司(UK Abrasives，3045MacArthur Blvd.，Northbrook，Illinois)。
GC-80：80等级的碳化硅矿物，以商品名“CARBOREXC-5-80”得自华盛顿米尔斯电熔矿物公司(Washington Mills Electro Minerals Corporation)。
I-819：双酰基膦光引发剂，以商品名“IRGACURE819”得自BASF公司(BASFCorporation)。
MX-10：铝硅酸钠钾填料，以商品名“MINEX10”得自伊利诺伊州艾迪生的凯里公司(Cary Company，Addison，Illinois)。
SR-351：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，可以商品名“SR351”得自沙多玛公司(Sartomer Company，LLC)。
UVR-6110：3，4-环氧环己基甲基-3，4-环氧环己基甲酸酯，得自日本东京的大赛璐化学工业有限公司(Daicel Chemical Industries，Ltd.，Tokyo，Japan)。
W-985：酸性聚酯表面活性剂，以商品名“BYK W-985”得自德国韦塞尔的毕克化学有限公司(Byk-Chemie，GmbH，Wesel，Germany)
测试
干燥卷曲测试
将4.5×5.5英寸(11.4×14.0cm)的样品片在90°F(32.2℃)和90％相对湿度下调节4小时，之后将5.5英寸(14.0cm)边缘垂直居中于标记有一系列弧的铝板上。记录的卷曲量对应于卷曲的样品片所勾勒的弧的半径，即，数越大，样品越平坦。
润湿卷曲测试
类似于干燥卷曲测试，不同的是样品片在70°F(21.1℃)的水中浸泡60分钟，而不是在90°F(32.2℃)和90％相对湿度下调节。在将样品从水中取出之后立即测量卷曲。
切削测试
将涂覆磨料层合到双面粘合剂膜，并冲切成4英寸(10.2cm)直径的圆盘。将层合的涂覆磨料固定到席夫尔式磨损测试仪(得自马里兰州盖瑟斯堡的弗雷泽精密公司(FrazierPrecision Co.，Gaithersburg，Maryland))的从动板，所述测试仪安装用于润湿测试。4英寸(10.2cm)外径×1.27cm厚的圆盘形醋酸丁酸纤维素(CAB)丙烯酸塑料工件可以商品名“POLYCAST”得自威斯康星州萨默塞特的普瑞科激光公司(Preco Laser，Somerset，Wisconsin)。在安装到席夫尔式测试仪的工件夹持器上之前记录各工件的初始重量。水流速设置为60克/分钟。将14磅(6.36kg)砝码置于磨损测试仪载重台上，将安装的磨料标本下降到工件上，打开机器。将机器设置为运转500循环，然后自动停止。在测试的每一500循环之后，将工件用水冲洗，然后干燥并称重。每一500循环测试的累积切削量是初始重量与每一测试之后的重量的差值，将其作为4个测量值的平均值记录。
表面光洁度测量
工件的表面光洁度由Rz和Ra限定。通过如下方式确定Rz：计算轮廓的五个最高峰与中线的偏离(或距离)大小的算术平均值并计算轮廓的五个最低谷与其中线的偏离(或距离)大小的平均值。然后将这两个平均值相加，从而确定Rz。Ra是轮廓与其中线的偏离(或距离)大小的算术均值。在与四次切削测试相对应的四个重复试样的每者上的三个位置中利用轮廓曲线仪(可以商品名“SURTRONIC 25 PROFILOMETER”得自英国莱斯特的泰勒·霍普森有限公司(Taylor Hobson，Inc.，Leicester，England))测量Rz和Ra这两者。扫描长度为0.03英寸(0.0762厘米)。
样品制备
环氧丙烯酸酯底胶
将90.0克的EPON-828、63.3克的UVR-6110和63.3克的SR-351填充到16oz.(0.47升)的黑色塑料容器中，并利用高速混合机在70°F(21.1℃)下在树脂中分散5分钟。向该混合物添加1.5克的W-985，并在70°F(21.1℃)下分散3分钟。在混合机仍在运转的情况下，在大约15分钟内逐步添加100.0克MX-10。将6.3克的CPI-6976和0.25克的1-819添加到树脂，并分散直至均匀(大约5分钟)。最后，在大约15分钟内逐渐添加3.0克的CM-5直至均匀分散。
环氧丙烯酸酯复胶
将400.0克的EPON-828、300.0克的UVR-6110和300.0克的SR-351填充到16oz.(0.47升)的黑色塑料容器中，并利用高速混合机在70°F(21.1℃)下在树脂中分散5分钟。向该混合物添加30.0克的CPI-6976和10.0克的D-1173，并分散直至均匀(大约10分钟)。
孔版
使用得自威斯康星州萨默塞特的普瑞科激光有限公司(Preco Laser，Somerset，Wisconsin)的型号“EAGLE500W CO2”激光器，根据表1中列出的条件，对5密耳(127.0μm)厚的31英寸×23英寸(78.74×58.42cm)的聚酯膜片进行穿孔。
表1
孔直径 30密耳(762μm)
孔分布 7孔/六边形阵列
孔面积(％) 7.6
激光功率(W) 50
速度-标记 45in/s(114.3cm/s)
激光束直径 5密耳(127μm)
实例1
将孔版用胶带粘到丝网印刷机(型号“AT-1200H/E”，得自台湾台北市的东远精技工业有限公司(ATMA Champ Ent.Corp.，Taipei，Taiwan))的丝网框架中。通过如下方式制备膜背衬：将4密耳(101.6μm)的乙烯-丙烯酸(EAA)树脂(以商品名“PRIMACOR3440”得自密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Company，Midland，Michigan))挤压在2密耳(50.8μm)的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)载体上，并切成12英寸×20英寸的片。然后将膜背衬的PET侧用胶带粘到12英寸×20.25英寸(30.48×51.44cm)的钢板上，并且将所述板对准地固定在丝网印刷机内。使用肖氏A型硬度计上测得为大约70硬度的聚氨酯橡皮扫帚在70°F(21.1℃)下将大约75克的环氧丙烯酸酯底胶涂覆于孔版上，然后将孔版印刷在膜背衬上，之后立即从丝网印刷机中取出钢板-涂覆膜组件。
将大约25克的GC-80矿物均匀涂覆于10英寸×18英寸(25.4×45.72cm)的金属板上以制备矿物床。然后将钢板-膜组件的涂覆丙烯酸酯的表面悬于矿物床之上1英寸(2.54cm)处。然后通过在金属板和钢板-膜组件两端施加10-20千伏的直流电，以静电方式将矿物转移到涂覆丙烯酸酯的表面。使钢板-涂覆膜组件以37.2英尺/分钟(11.3m/min)(对应于625mJ/cm2的剂量)通过型号“DRS-111”的单个D型灯管紫外处理器，其得自马里兰州的辐深紫外系统有限公司(Fusion UV Systems，Inc.，Maryland)。通过用油漆刷轻刷来移除未粘结至丙烯酸脂底胶树脂的残余矿物，并将组件重新插入到丝网印刷机中与之前相同的位置。使用聚氨酯橡皮扫帚在70°F(21.1℃)下将大约75克的环氧丙烯酸酯底胶涂覆于孔版上，然后将孔版印刷在膜背衬上，之后立即从丝网印刷机中取出钢板-涂覆膜组件，并使之以37.2英尺/分钟(11.3m/min)(对应于625mJ/cm2的剂量)通过紫外处理器。
将EAA/PET膜背衬从钢板移除，并将PET载体从涂覆EAA膜迅速剥离。然后在轻微手压下将涂覆EAA膜紧靠具有“RK8148”型透明涂层的18英寸×24英寸(45.7cm×61cm)漆成黑色的冷轧钢测试板(得自密歇根州希尔斯代尔的ACT实验室有限公司(ACT Laboratories，Inc.，Hillsdale，Michigan))的一部分擦刷60秒。大约0.09克的材料被移除。
实例2
具有9英寸×11英寸(22.86×27.94cm)的印刷区域、20密耳(508μm)的孔直径和16％孔区域的23英寸×31英寸(58.42×78.74cm)的铝框平台聚酯158丝网印刷网片得自马萨诸塞州洛厄尔的光刻技术公司(Photo Etch Technology，Lowell，Massachusetts)。将带框网片安装在丝网印刷机上，并将12英寸×20英寸(30.48×50.8cm)的CWT纸片用胶带粘到印刷机背衬板上，并且将所述板对准地固定在丝网印刷机内。使用聚氨酯橡皮扫帚在70°F(21.1℃)下将大约75克的环氧丙烯酸酯底胶树脂涂覆于网片上，随后印刷在纸背衬上。
将背衬板和涂覆纸组件立即从丝网印刷机中取出，并使用实验室静电涂覆机将FEPA-P150矿物以静电方式施加于丙烯酸酯底胶树脂。然后使样品以16.4英尺/分钟(5.0m/min)(对应于2,814mJ/cm2的总剂量)通过紫外处理器，之后使用得自密苏里州圣路易斯的艾默生电气公司(Emerson Electrical Co.，St.Louis，Missouri)的型号“RIDGIDWD14500”的具有刷毛附件的车间真空吸尘器移除残余矿物。将样品从印刷机背衬板移除，用胶带粘到载体幅材，并使用网纹-柔版-压印压料辊涂覆机通过柔版辊涂覆操作将环氧丙烯酸酯复胶树脂施加于不连续层中。通过使涂覆纸以16.4英尺/分钟(5.0m/min)(对应于大约2,814mJ/cm2的总剂量)通过紫外处理器一次而得到固化。经测定，纸上的总涂覆重量为78.79g/m2。
然后根据上述方法评估样品的卷曲、切削量和光洁度。结果列出于表2中。
表2

Claims (30)

1.一种磨料制品，包括：
柔性背衬，所述柔性背衬具有主表面，所述主表面包含能够在横向上展开和收缩的适形聚合物，其中所述适形聚合物的5.1厘米宽、30.5厘米长和0.102毫米厚的条带在受到22.2N的静荷载时，纵向拉伸至少3.0％；
底胶树脂层，所述底胶树脂层接触所述主表面并按照预定图案在所述主表面上延伸；
磨粒，所述磨粒接触所述底胶树脂层，并且从与所述主表面的平面垂直的方向观看时，所述磨粒与所述底胶树脂层是大致对准的；和
复胶树脂层，所述复胶树脂层接触所述磨粒和所述底胶树脂层这两者，从与所述主表面的平面垂直的方向观看时，所述复胶树脂层与所述磨粒和所述底胶树脂层这两者是大致对准的，其中所述主表面的接触所述底胶树脂层的区域与所述主表面的未接触所述底胶树脂层的区域是大致共面的。
2.根据权利要求1所述的磨料制品，还包含顶胶树脂层，所述顶胶树脂层接触所述复胶树脂层，并且从与所述主表面的平面垂直的方向观看时，所述顶胶树脂层与所述复胶树脂层是大致对准的，所述顶胶树脂层提供增强的润滑性。
3.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述磨粒具有68微米至270微米范围内的平均尺寸，并且所述底胶树脂层具有最多30％的覆盖率。
4.根据权利要求3所述的磨料制品，其中所述磨粒具有68微米至270微米范围内的平均尺寸，并且所述底胶树脂层具有最多20％的覆盖率。
5.根据权利要求4所述的磨料制品，其中所述磨粒具有68微米至270微米范围内的平均尺寸，并且所述底胶树脂层具有最多10％的覆盖率。
6.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述磨粒具有0.5微米至68微米范围内的平均尺寸，并且所述底胶树脂层具有最多70％的覆盖率。
7.根据权利要求6所述的磨料制品，其中所述磨粒具有0.5微米至68微米范围内的平均尺寸，并且所述底胶树脂层具有最多60％的覆盖率。
8.根据权利要求7所述的磨料制品，其中所述磨粒具有0.5微米至68微米范围内的平均尺寸，并且所述底胶树脂层具有最多50％的覆盖率。
9.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述图案包括多个复制的多边形簇。
10.根据权利要求9所述的磨料制品，其中每个多边形簇具有三个或更多个大致圆形特征结构。
11.根据权利要求10所述的磨料制品，其中每个多边形簇是七个大致圆形特征结构的六边形簇。
12.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述图案是大致圆形特征结构的随机阵列。
13.根据权利要求1所述的磨料制品，其中基本上所有的所述磨粒均被所述底胶树脂层和复胶树脂层的组合封装。
14.根据权利要求1所述的磨料制品，其中11.4厘米×14.0厘米的磨料制品片在32.2摄氏度和90％的相对湿度下调节4小时后显示出至少20厘米的卷曲半径。
15.根据权利要求14所述的磨料制品，其中所述磨料制品片显示出至少50厘米的卷曲半径。
16.根据权利要求15所述的磨料制品，其中所述磨料制品片显示出至少100厘米的卷曲半径。
17.一种磨料制品，包括：
柔性背衬，所述柔性背衬具有大致平坦的主表面，所述主表面包含能够在横向上展开和收缩的适形聚合物，其中所述适形聚合物的5.1厘米宽、30.5厘米长和0.102毫米厚的条带在受到22.2N的静荷载时，纵向拉伸至少3.0％；和
所述主表面上的多个分立的岛状物，每个岛状物包含：
接触所述背衬的底胶树脂层；
接触所述底胶树脂层的磨粒；和
接触所述底胶树脂层、所述磨粒和所述背衬的复胶树脂层，其中所述主表面的围绕所述岛状物的区域不接触所述底胶树脂层、磨粒或复胶树脂层。
18.一种磨料制品，包括：
柔性背衬，所述柔性背衬具有主表面，所述主表面包含能够在横向上展开和收缩的适形聚合物，其中所述适形聚合物的5.1厘米宽、30.5厘米长和0.102毫米厚的条带在受到22.2N的静荷载时，纵向拉伸至少3.0％；
底胶树脂层，所述底胶树脂层接触所述主表面的至少一部分；
磨粒，所述磨粒接触所述底胶树脂层，并且从与所述主表面的平面垂直的方向观看时，所述磨粒与所述底胶树脂层是大致对准的；和
复胶树脂层，所述复胶树脂层接触所述磨粒和所述底胶树脂层这两者，并且从与所述主表面的平面垂直的方向观看时，所述复胶树脂层与所述磨粒和所述底胶树脂层这两者是大致对准的，其中所述底胶树脂层具有最多30％的覆盖率。
19.根据权利要求18所述的磨料制品，其中所述底胶树脂层具有最多20％的覆盖率。
20.根据权利要求19所述的磨料制品，其中所述底胶树脂层具有最多10％的覆盖率。
21.根据权利要求1、17或18所述的磨料制品，其中所述适形聚合物选自聚烯烃共聚物、聚氨酯或聚氯乙烯。
22.根据权利要求21所述的磨料制品，其中所述适形聚合物为包含聚乙烯丙烯酸的聚烯烃共聚物。
23.一种磨料制品，包括：
具有大致平坦的主表面的柔性背衬，所述主表面包含能够在横向上展开和收缩的适形聚合物，其中所述适形聚合物的5.1厘米宽、30.5厘米长和0.102毫米厚的条带在受到22.2N的静荷载时，纵向拉伸至少3.0％；
所述主表面上的第一多个分立的岛状物，每个岛状物包含：
接触所述背衬的底胶树脂层；
接触所述底胶树脂层的磨粒；和
接触所述底胶树脂层、所述磨粒和所述背衬的复胶树脂层；和
第二多个分立的树脂层岛状物，所述第二多个分立的树脂层岛状物中的每一个不包含磨粒，所述第二多个岛状物位于围绕所述第一多个岛状物的主表面的区域上。
24.一种制备磨料制品的方法，包括：
将底胶树脂层喷涂在背衬的主表面上以在所述主表面上提供底胶树脂层的多个分立的岛状物，所述主表面包含能够在横向上展开和收缩的适形聚合物，其中所述适形聚合物的5.1厘米宽、30.5厘米长和0.102毫米厚的条带在受到22.2N的静荷载时，纵向拉伸至少3.0％；
将磨粒施加于已涂覆的背衬，使得所述磨粒优先地涂覆所述底胶树脂层；
使所述底胶树脂层硬化；
将复胶树脂层施加于已涂覆的背衬，使得所述复胶树脂层优先地涂覆所述磨粒和所述底胶树脂层；以及
使所述复胶树脂层硬化。
25.一种制备磨料制品的方法，包括：
将底胶树脂层施加于大致平坦的背衬的主表面，所述背衬的主表面包括低表面能表面，从而引起所述底胶树脂层自发地退润湿，在所述主表面上提供底胶树脂层的分立的岛状物，并且其中所述主表面包含能够在横向上展开和收缩的适形聚合物，其中所述适形聚合物的5.1厘米宽、30.5厘米长和0.102毫米厚的条带在受到22.2N的静荷载时，纵向拉伸至少3.0％；
将磨粒施加于已涂覆的背衬，使得所述磨粒优先地涂覆所述底胶树脂层；
使所述底胶树脂层硬化；
将复胶树脂层施加于已涂覆的背衬，使得所述复胶树脂层优先地涂覆所述磨粒和所述底胶树脂层；以及
使所述复胶树脂层硬化。
26.根据权利要求24或25所述的方法，其中使用连续贴胶涂覆操作来进行所述复胶树脂层的施加。
27.根据权利要求24或25所述的方法，其中所述复胶树脂层的初始粘度允许所述复胶树脂层在硬化之前封装所述磨粒和所述底胶树脂层的暴露区域。
28.根据权利要求24或25所述的方法，其中所述磨粒的施加在使所述底胶树脂层硬化之前在电场的存在下进行以使所述磨粒对齐。
29.一种制备磨料制品的方法，包括：
用多个小珠对大致平坦的背衬的主表面进行粉末涂覆，所述小珠包含底胶树脂层，并且其中所述主表面包含能够在横向上展开和收缩的适形聚合物，其中所述适形聚合物的5.1厘米宽、30.5厘米长和0.102毫米厚的条带在受到22.2N的静荷载时，纵向拉伸至少3.0％；
至少部分地熔融所述小珠以在所述主表面上提供底胶树脂层的分立的岛状物；
将磨粒施加于已涂覆的背衬，使得所述磨粒优先地涂覆所述底胶树脂层；
使所述底胶树脂层硬化；
将复胶树脂层施加于已涂覆的背衬，使得所述复胶树脂层优先地涂覆所述磨粒和所述底胶树脂层；以及
使所述复胶树脂层硬化。
30.根据权利要求29所述的方法，其中使用连续贴胶涂覆操作来对已涂覆的背衬进行复胶树脂层的施加。
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