CN105829025B - 制备带涂层的磨料制品的方法 - Google Patents

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CN105829025B CN201480070149.5A CN201480070149A CN105829025B CN 105829025 B CN105829025 B CN 105829025B CN 201480070149 A CN201480070149 A CN 201480070149A CN 105829025 B CN105829025 B CN 105829025B
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Abstract

本发明公开的方法整体涉及使用单个磨料颗粒填充生产工具中的每一个腔的步骤。将填充的生产工具与树脂涂层背衬对齐，以用于将磨料颗粒转移至树脂涂层背衬。将磨料颗粒从腔中转移至树脂涂层背衬上，并将生产工具从树脂涂层背衬的对齐位置移除。然后固化树脂层，施加复胶层并将其固化，并通过合适的转换设备将带涂层磨料制品转换成薄板、盘或带形式。

Description

制备带涂层的磨料制品的方法
技术领域
本发明广义上涉及磨料颗粒以及使用这些磨料颗粒制备各种制品的方法。
背景技术
通常通过滴涂或静电涂布方法将磨料颗粒涂覆到树脂涂层背衬上来制备带涂层磨料制品。在这两种方法中，通常优选静电涂布方法，因为这种方法针对纵横比不是1的颗粒提供一定程度的取向控制。一般来讲，磨料颗粒的定位和取向及其切割点在确定磨料性能的方面非常重要。
PCT国际公开No.WO 2012/112305 A2(Keipert)公开了通过使用精密筛网制造的带涂层磨料制品，该精密筛网具有精确地间隔开并对齐的非圆形孔，以将各个磨料颗粒保持在固定位置，并可用于旋转对齐以特定z-方向旋转取向的磨料颗粒的表面特征结构。在这种方法中，筛网或穿孔板被层合至粘合剂膜并填充有磨料颗粒。可通过筛网几何结构和限制磨料颗粒通过筛孔接触并附着到粘合剂的能力来控制磨料颗粒的取向。从填充的筛网移除粘合剂层将取向的磨料颗粒以倒置方式转移到磨料背衬。这种方法依赖于粘合剂的存在，该粘合剂可能带来麻烦，随时间推移易于降低粘性(例如，由于粉尘沉积)，并且可能转移到所得的带涂层磨料制品，从而产生使粘合剂转移到工件并污染工件的可能性。
发明内容
对于三角形磨料颗粒而言，倒置(基部朝上)磨料颗粒通常对磨料制品(尤其对金属诸如不锈钢)的切割和寿命具有负面影响。由于高承压面积导致局部压力较低并使得这些倒置磨料颗粒发生不良断裂，因此出现金属封堵，这缩短切割寿命。在传统带涂层磨料产品中，倒置磨料颗粒比率主要取决于矿物质涂层重量，因此很难在不存在倒置磨料颗粒的情况下实现高矿物质覆盖。这使得必须使用通常具有次优性能的非常稀疏的涂层构造。
磨料颗粒相对于切割方向的取向也很重要。切割效率和磨料颗粒断裂机理随取向而异。对于三角形成形磨料颗粒而言，为改善切割和击穿，通常优选的是，磨料制品和/或工件的相对运动为使得三角形的边缘呈现在切割运动中而不是三角形的面上。如果三角形的面朝向切割方向呈现，则三角形通常将在靠近基部并且在研磨平面之外断裂。
磨料制品中磨料颗粒的间距也可能很重要。常规方法(诸如滴涂和静电沉积)提供随机分布的间距，因此经常出现颗粒团聚，在这种情况下两个或更多个成形磨料颗粒最终在靠近成形磨料颗粒的尖端或上表面彼此接触。由于这些区域中承压面积局部增大以及在使用过程中由于相互机械增强效应，团簇中成形磨料颗粒不能正确断裂和击穿，因此，团聚导致切割性能变差。相较于具有更均匀间距的成形磨料颗粒的带涂层磨料制品，团聚造成不期望的热量积聚。
根据以上所述，期望具有可用于在涂层磨料制品中定位和取向磨料颗粒(尤其是成形磨料颗粒)的简单、经济高效的替代方法和装置。
本发明针对上述需求提供了实用的解决方案，因此，WO 2012/112305 A2(Keipert)所述的筛网已被具有在形状和尺寸方面与被涂覆的磨料颗粒互补的腔的精确复制的卷材或工具所替代。这种互补形状大大提高了在高速生产中填充磨料颗粒和由腔保留磨料颗粒的倾向。并避免使用WO 2012/112305 A2(Keipert)中所示的粘合剂层，极大简化了涂覆过程。
在一个实施方案中，本发明涉及在树脂涂层背衬上制备图案化磨料层的方法，该方法包括以下步骤：
提供具有带腔分配表面的生产工具，每个腔具有垂直于分配表面的纵向腔轴线和沿纵向腔轴线的深度D；
选择细长的磨料颗粒，该磨料颗粒具有沿纵向颗粒轴线的长度L、沿垂直于纵向颗粒轴线的横向轴线的宽度W，并且长度L大于宽度W，其中腔的深度D介于0.5L至2L之间；
向分配表面提供过量的细长磨料颗粒，使得提供的细长磨料颗粒比腔的数目多；
用设置在各个腔中的细长磨料颗粒来填充分配表面中的大多数腔，使得纵向颗粒轴线平行于纵向腔；
在填充步骤之后，从分配表面移除过量细长磨料颗粒的未设置在腔内的剩余部分；
使树脂涂层背衬与分配表面对齐，其中树脂涂层背衬的树脂层面向分配表面；
将腔中的细长磨料颗粒转移至树脂涂层背衬，并将细长磨料颗粒附接至树脂层；以及
移除生产工具，以暴露树脂涂层背衬上的图案化磨料层。
如本文所用，关于载体构件中磨料颗粒或腔的术语“精确成形”分别是指具有由表面相对光滑的侧面限定的三维形状的磨料颗粒或腔，这些侧面通过精确限定的锐边来界定和接合，这些锐边的长度不同并且具有由各侧面相交所限定的不同端点。
如本文所用，关于腔的术语“可移除并完全设置在...内”是指仅使用重力(尽管在实施过程中可使用其他力，例如，空气压力或真空)便可从腔移除的磨料颗粒。
在考虑具体实施方式以及所附权利要求书之后，将进一步理解本公开的特征和优点。
附图说明
图1A是用于制备根据本发明的涂层磨料制品的装置的示意图。
图1B是用于制备根据本发明的涂层磨料制品的另一个装置的示意图。
图2是根据本发明的示例性生产工具200的示意透视图。
图3A是适用作生产工具200中的腔220的示例性腔320设计的放大示意俯视图。
图3B是沿平面3B-3B截取图3A的剖视图。
图3C是沿平面3C-3C截取的图3A的剖视图。
图4A是适用作生产工具200中的腔220的示例性腔420设计的放大示意俯视图。
图4B是沿平面4B-4B截取的图4A的示意剖视图。
图4C是沿平面4C-4C截取的图4A的示意剖视图。
图5A是适用作生产工具200中的腔220的示例性腔520设计的放大示意俯视图。
图5B是沿平面5B-5B截取的图5A所示的示例性腔520的示意剖视图。
图5C是沿平面5C-5C截取的图5A所示的示例性腔520的示意剖视图。
图6A是适用作生产工具200中的腔220的示例性腔620设计的放大示意俯视图。
图6B是沿平面6B-6B截取的图6A的示意剖视图。
图6C是沿平面6C-6C截取的图6A的示意剖视图。
图7是根据本发明的一个示例性实施方案的示例性生产工具700的示意透视图。
图8是根据本发明的一个示例性实施方案的示例性生产工具800的示意透视图。
图9是根据本发明的一个示例性实施方案的示例性生产工具900的示意透视图。
图10A是根据本发明的一个示例性实施方案的磨料颗粒定位系统1000的示例性透视图的示意性部分分解透视图。
图10B是沿平面10B-10B截取的磨料颗粒定位系统1000的示意性横截面侧视图。
图11A是根据本发明的一个示例性实施方案的磨料颗粒定位系统1100的示例性透视图的示意性部分分解透视图。
图11B是沿平面11B-11B截取的磨料颗粒定位系统1100的示意性横截面侧视图。
图12A是根据本发明的一个示例性实施方案的磨料颗粒定位系统1200的示例性透视图的示意性部分分解透视图。
图12B是沿平面12B-12B截取的磨料颗粒定位系统1200的示意性横截面侧视图。
在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本发明的相同或类似的特征或元件。应当理解，本领域技术人员可设计出落入本公开原理范围和实质内的许多其他修改形式和实施方案。附图可能未按比例绘制。
具体实施方式
带涂层磨料制品制备机装置
现在参见图1A和图2，根据本发明的带涂层磨料制品制备机装置90包括可移除地设置在具有第一网状通道99的生产工具200的腔220内的磨料颗粒92，该第一网状通道引导生产工具穿过带涂层磨料制品制备机，使得其缠绕磨料颗粒传送辊122的外圆周长的一部分。该装置通常包括例如退绕100、底胶层递送系统102和底胶层涂敷器104。这些部件退绕背衬106，通过底胶层递送系统102将底胶层树脂108递送至底胶层涂敷器104，并向背衬的第一主表面112施涂底胶层树脂。然后，通过惰辊116定位树脂涂层背衬114，以用于将磨料颗粒92施涂到涂覆有底胶层树脂108的第一主表面112。用于树脂涂层背衬114的第二网通道132引导树脂涂层背衬穿过带涂层磨料制品制备机装置，使得其缠绕磨料颗粒传送辊122的外圆周长的一部分，且树脂层朝向生产工具的分配表面定位，该生产工具被定位在树脂涂层背衬114和磨料颗粒传送辊122的外圆周长之间。合适的退绕、底胶层递送系统、底胶层树脂、涂层机和背衬是本领域技术人员所熟知的。底胶层递送系统102可为简单的含底胶层树脂的盘或贮存器，或者具有储罐和递送管件以将底胶层树脂平移至所需位置的泵送系统。背衬106可为布料、纸张、膜、无纺布、稀松布或其他卷材基底。底胶层涂敷器可为例如涂层机、辊涂层机、喷涂系统或棒涂层机。或者，预涂覆的涂层背衬可由惰辊116定位，以将磨料颗粒施加到第一主表面。
如下文所述，生产工具200包括多个腔220，该多个腔具有与其中包含的预期磨料颗粒互补的形状。磨料颗粒进料器118向生产工具提供至少一些磨料颗粒。优选的是，磨料颗粒进料器118提供过量的磨料颗粒，以使得在纵向上每单位长度的生产工具存在的磨料颗粒比存在的腔多。提供过量的磨料颗粒有助于确保生产工具内所有腔均匀地填充有磨料颗粒。由于磨料颗粒的承载面积和间距通常被设计到生产工具中以用于特定研磨应用，因此希望未填充的腔不要太多。磨料颗粒进料器118通常与生产工具具有相同宽度，并在整个生产工具的宽度上提供磨料颗粒。磨料颗粒进料器118可为例如振动进料器、料斗、斜槽、筒仓、滴式涂层机或螺旋进料器。
任选地，在磨料颗粒进料器118之后提供填充协助构件120，以使磨料颗粒在生产工具200的表面上来回移动，并帮助将磨料颗粒取向或滑动至腔220中。填充协助构件120可为例如刮粉刀、毛毡擦拭器、具有多个刷毛的刷子、振动系统、鼓风机或气刀、真空箱124或它们的组合。填充协助构件移动、平移、抽吸或搅拌分配表面212(图1A中生产工具200的顶部或上表面)上的磨料颗粒，以将更多的磨料颗粒放置到腔中。若无填充协助构件，通常落到分配表面212上的磨料颗粒中的至少一些将直接落到腔中，并无需进一步移动，但其他磨料颗粒可能需要一些另外的移动以导入腔中。任选地，填充协助构件120可横向摆动，该摆动可横跨纵向，或者使用合适的驱动以其他方式与生产工具200的表面具有相对运动(诸如圆形或椭圆形运动)，以有助于用磨料颗粒完全填充生产工具中的每个腔220。通常，如果使用刷子作为填充协助构件，则刷毛可覆盖分配表面的一部分，该部分优选地为横跨分配表面的整个或几乎整个宽度上2-4英寸(5.0至10.2cm)的纵向长度，并轻轻靠在或仅在分配表面之上，并具有适度的灵活性。如果使用真空箱125作为填充协助构件，则通常结合具有完全延伸穿过如图5所示的生产工具的腔的生产工具使用；然而即使具有如图3所示的实心背部表面314的生产工具也可为有利的，因为它将使生产工具变平并将其拉成更平坦，以用于改善腔的填充效果。真空箱125位于靠近磨料颗粒进料器118并且可位于磨料颗粒进料器之前或之后，或涵盖通常在140处所示装置的磨料颗粒填充和过量移除部分中的一对惰辊116之间的网状跨距的任何部分。或者，作为真空箱125的替代或除此之外，可通过模瓦或板来支承或推进生产工具，以帮助将其在装置的这个部分中保持平坦。在实施方案中，其中磨料颗粒完全包含在如图11B的生产工具的腔内，也就是说腔中磨料颗粒的大部分(例如80％、90％或95％)没有延伸出生产工具的分配表面，填充辅助构件更容易使磨料颗粒在生产工具的分配表面上来回移动，而不会将已经包含在单个腔内的单个磨料颗粒逐出。
任选地，随着生产工具在纵向前进，腔220移动到更高高度并可任选地到达比磨料颗粒进料器的出口更高的高度，该出口用于将磨料颗粒分配到生产工具的分配表面上。如果生产工具是环形带，则该环形带在移动通过磨料颗粒进料器118时可正向倾斜地前进到更高高度。如果生产工具是辊，则磨料颗粒进料器118可被定位成使得其在辊的外圆周长的上死点之前将磨料颗粒施加到辊上，例如辊表面上介于270度和350度之间的上死点为0度，当辊在工作中沿顺时针方向旋转时，上死点沿辊的顺时针行进。据信将磨料颗粒施加到生产工具的倾斜分配表面212上可允许更好地填充腔。磨料颗粒可滑动或滚落到生产工具的倾斜分配表面212上，从而提高掉落入腔中的可能性。在实施方案中，其中磨料颗粒完全包含在如图11B的生产工具的腔内，也就是说腔中磨料颗粒的大部分(例如80％、90％或95％)没有延伸出生产工具的分配表面，倾斜还可有助于从生产工具的分配表面移除过量的磨料颗粒，因为过量的磨料颗粒可朝进入端滑离生产工具的分配表面。倾斜可介于0度直至磨料颗粒开始掉落出腔外的角度之间。优选的倾斜将取决于磨料颗粒形状和将磨料颗粒保持在腔中的力(例如摩擦或真空)的大小。在一些实施方案中，正向倾斜在+10度至+80度、或+10度至+60度、或+10至+45度的范围内。
任选地，一旦大部分或全部的腔均已填充了磨料颗粒，就可提供磨料颗粒移除构件121，以有助于从生产工具200的表面移除过量磨料颗粒。磨料颗粒移除构件可以是诸如将过量磨料颗粒从生产工具的分配表面吹走的空气源，例如空气筒、空气吹淋器、气刀、附壁效应喷嘴或鼓风机。接触设备可用作磨料颗粒移除构件，例如刷子、刮刀、擦拭器或刮粉刀。诸如超声变幅杆的振动器可用作磨料颗粒移除构件。或者，诸如真空箱或真空辊的真空源可用于将磨料颗粒保留在腔中，该真空箱或真空辊位于沿着磨料颗粒进料器118之后的第一网状通道的一部分，并且生产工具具有完全延伸穿过生产工具的腔，如图5所示。在第一网状通道的该跨距或部分中，生产工具的分配表面可被倒置或具有接近或超出90度的大的倾斜或下降，以移除过量磨料颗粒，方法为利用重力使过量的磨料颗粒从分配表面滑落或掉出，同时通过真空将设置在腔中的磨料颗粒保留，直至分配表面返回到一个取向，以在重力作用下将磨料颗粒保留在腔中或将磨料颗粒从腔中释放到树脂涂层背衬上。在实施方案中，其中磨料颗粒完全包含在如图11B的生产工具的腔内，也就是说腔中磨料颗粒的大部分(例如80％、90％或95％)没有延伸出生产工具的分配表面，磨料颗粒移除构件121可使过量磨料颗粒在生产工具的整个分配表面滑动并滑出生产工具，而不会干扰包含在腔内的磨料颗粒。移除的过量磨料颗粒可被收集并返回到磨料颗粒进料器中以重复利用。或者，可按与生产工具通过或朝向磨料颗粒进料器的行进方向相反的方向移动过量的磨料颗粒，其中它们可填充未被占据的腔。
离开通常在140处所示装置的磨料颗粒填充和过量移除部分后，生产工具220中的磨料颗粒朝树脂涂层背衬114行进。本部分中生产工具的高度不是特别地重要，只要磨料颗粒保留在腔中，并且生产工具可继续倾斜、下降或水平行进就行。如果是改造已有磨料制备机，则定位的选择通常由机器内存在的空间决定。提供了磨料颗粒转移辊122，并且生产工具220通常缠绕辊周长的至少一部分。在一些实施方案中，生产工具缠绕在介于磨料颗粒转移辊的外圆周长的30度至180度之间，或介于90度至180度之间。树脂涂层背衬114通常还缠绕辊圆周的至少一部分，使得当树脂涂层背衬和生产工具绕着磨料颗粒转移辊122旋转，并且生产工具220位于在树脂涂层背衬和磨料颗粒转移辊的外表面之间，并且生产工具的分配表面面向且通常对齐背衬的树脂涂层第一主表面时，腔中的磨料颗粒从腔中转移至树脂涂层背衬上。相比于生产工具，树脂涂层背衬通常缠绕磨料颗粒转移辊的稍微更小的部分。在一些实施方案中，树脂涂层背衬缠绕在介于磨料颗粒转移辊的外圆周长的40度至170度之间，或介于90度至170度之间。优选地，分配表面的速度和树脂涂层背衬的树脂层的速度是在诸如±10％、±5％或±1％内互相匹配的速度。
可采用各种方法将磨料颗粒从生产工具的腔中转移至树脂涂层背衬。所述各种方法有(排名不分先后)：
1.重力辅助，其中生产工具和分配表面在其纵向行进的一部分中被倒置，并且磨料颗粒在重力的作用下从腔中掉落到树脂涂层背衬上。通常在该方法中，生产工具具有两个带支脚构件260(图2)的侧边缘部分，所述支脚构件位于分配表面212上并且在背衬的两个相对的边上(没有施加树脂)与树脂涂层背衬接触，以便当树脂涂层背衬和生产工具缠绕磨料颗粒转移辊时，将树脂层保持在生产工具的分配表面的稍上方。因此，分配表面和树脂涂层背衬上的树脂层的顶部表面之间存在间隙，以避免任何树脂转移至生产工具的分配表面上。在一个实施方案中，树脂涂层背衬具有两个不含树脂的边带和树脂涂层中间部分，而分配表面可具有两个凸起的拱肋，所述拱肋在生产工具的纵向延伸以便与背衬的不含树脂的边接触。在另一个实施方案中，磨料颗粒转移辊可在辊的任一端具有两个凸起的拱肋或环，并具有较小直径的中间部分，并且当生产工具缠绕磨料颗粒转移辊时，生产工具被包括在磨料颗粒转移辊的较小直径的中间部分中。磨料颗粒转移辊上凸起的拱肋或端环将树脂涂层背衬的树脂层升高到分配表面的上方，使得这两个表面之间存在间隙。或者，分布在生产工具表面上的凸起柱子可用于维持这两个表面之间的间隙。
2.外推辅助，其中生产工具中的每个腔具有两个开口端，使得磨料颗粒可位于腔中，并且磨料颗粒的一部分延伸出生产工具的背部表面214。在外推辅助下，生产工具不再需要被倒置，但仍可被倒置。当生产工具缠绕磨料颗粒转移辊时，辊的外表面与每个腔中的磨料颗粒接合并将磨料颗粒推出腔外、推进树脂涂层背衬上的树脂层中。在一些实施方案中，磨料颗粒转移辊的外表面包括具有由硬度计测得为诸如20至70肖氏硬度A的弹性可压缩层，施加该弹性可压缩层以在磨料颗粒推进树脂涂层背衬时提供额外柔量。在外推辅助的另一个实施方案中，作为磨料颗粒转移辊的弹性外层的替代或除此以外，生产工具的背部表面可用弹性可压缩层覆盖，如图12A所示。
3.振动辅助，其中通过诸如超声设备的合适的源振动磨料颗粒转移辊或生产工具，以将磨料颗粒振摇出腔并到达树脂涂层背衬上。
4.压力辅助，其中生产工具中的每个腔具有两个开口端(图3)，或者背部表面314或整个生产工具合适地为多孔的，并且磨料颗粒转移辊具有多个孔和内部空气压力源。在压力辅助下，生产工具不再需要被倒置，但仍可被倒置。磨料颗粒转移辊还可具有可移动的内部隔离壁，使得加压空气可被提供至辊的特定弧区段或周长，以在特定位置处将磨料颗粒吹出腔并吹到树脂涂层背衬上。在一些实施方案中，磨料颗粒转移辊还可提供有内部真空源，该真空源不含对应的压力区域或与压力区域结合，并且在磨料颗粒转移辊旋转时通常在压力区域之前。真空源或区域可具有可移动的隔离壁，以将其引导至磨料颗粒转移辊的特定区域或弧区段。当磨料颗粒在经受磨料颗粒转移辊的压力区域之前，生产工具缠绕磨料颗粒转移辊，真空可将磨料颗粒牢牢吸入腔中。该真空区域诸如与磨料颗粒移除构件配合使用，以从分配表面移除过量磨料颗粒，或可简单用于确保磨料颗粒在到达沿磨料颗粒转移辊的外圆周长的特定位置之前没有离开腔。
5.上文列出的多个实施方案不限于独立地使用，并且可按需混合和匹配这些实施方案，以更有效地将磨料颗粒从腔中转移至树脂涂层背衬。
磨料颗粒转移辊122精确地将每个磨料颗粒转移和定位到树脂涂层背衬上，基本上复制了如在生产工具中分布的磨料颗粒图案和其特定取向。因此，带涂层磨料制品首次能够以例如5英尺/分钟-15英尺/分钟(1.5米/分钟-4.6米/分钟)或更高速度生产，其中每个磨料颗粒被放置到树脂涂层背衬上的准确位置和/或径向取向可得到精确控制！如之后的实施例中所示，带涂层磨料制品的磨料层中相同的磨料颗粒重量可实现比现有技术的静电沉积方法显著更高的研磨性能。
与磨料颗粒转移辊122分离后，如果需要，在惰辊116的帮助下，生产工具沿第一网状通道99朝通常在140处所示装置的磨料颗粒填充和过量移除部分往回行进。可提供任选的生产工具清洁器128以移除仍位于腔中的被卡住的磨料颗粒和/或移除转移至分配表面212的底胶层树脂108。生产工具清洁器的选择将取决于生产工具的构造，并且可以是独立或组合式的额外的空气流、溶剂或水喷雾、溶剂或水浴、超声变幅杆或惰辊，生产工具缠绕该惰辊以使用外推辅助迫使磨料颗粒到达腔外。然后，环形生产工具220或带前进到磨料颗粒填充和过量移除部分140，以被填入新的磨料颗粒。
可使用多个惰辊116导向磨料颗粒涂层背衬123，所述磨料颗粒涂层背衬在第一主表面上具有磨料颗粒的预定的、可再生的非随机图案，所述磨料颗粒被磨料颗粒转移辊施加到第一主表面上，并通过底胶层树脂沿第二网状通道132进入烘箱124中以固化底胶层树脂来保持到第一主表面上。任选地，可提供第二磨料颗粒涂布机126，以在进入烘箱124前将额外的磨料颗粒(例如另一种磨料颗粒或稀释剂)放置到底胶层树脂上。第二磨料颗粒涂布机126可以是本领域的技术人员已知的滴式涂布机、喷雾涂布机或静电涂布机。然后，带有磨料颗粒的已固化背衬128在进一步处理前可沿第二网状通道进入任选的悬挂箱130中，所述进一步处理为诸如加入复胶、固化复胶以及制备带涂层磨料制品领域中的技术人员已知的其他处理步骤。
现在参见图1B和图2，根据本发明的另一个装置90包括可移除地设置在生产工具200的成形腔220内的磨料颗粒92。在这一实施方案中，生产工具可以是贴合在磨料颗粒转移辊122上的套管，或者腔220可被直接机械加工到磨料颗粒转移辊122的外圆周长中。图1B中未示出退绕和底胶层递送系统。涂布机104将底胶层树脂108施加到背衬106的第一主表面112上，从而形成树脂涂层背衬114。然后，一对惰辊116将树脂涂层背衬114导向为缠绕磨料颗粒转移辊的外圆周长上通过磨料颗粒转移辊122的上死点(TDC)115的一部分。如前文所述，磨料颗粒92由磨料颗粒进料器118施加到在TDC之前的磨料颗粒转移辊122上，并且优选地施加过量的磨料颗粒。在一些实施方案中，树脂涂层背衬114缠绕在介于磨料颗粒转移辊122的外圆周长的20度至180度之间、或介于20度至90度之间。
任选的诸如板或斜槽的磨料颗粒保留构件117可被放置在邻近生产工具的分配表面212、在TDC之前的地方，以阻止由磨料颗粒进料器118提供给分配表面的磨料颗粒自由掉落。可调节磨料颗粒保留构件的坡度或倾斜，以维持磨料颗粒提供在分配表面上或附近以沉积到腔中，而过量磨料颗粒从倾斜表面滑落并进入承接盘119中。正如第一实施方案，还可在本实施方案中使用任选的填充辅助构件120和任选的磨料颗粒移除构件121。可在磨料颗粒转移辊内以内部方式使用任选的真空箱125，以将磨料颗粒抽进腔中。一旦磨料颗粒转移至树脂涂层背衬114并且磨料颗粒涂层背衬123被导向离开磨料颗粒转移辊122，就可执行诸如上文针对第一实施方案所述的进一步处理。
带涂层磨料制品的制备方法
带涂层磨料制品制备机装置通常示于图1A。该方法整体涉及使用单个磨料颗粒填充生产工具中的每一个腔的步骤。将填充的生产工具与树脂涂层背衬对齐，以用于将磨料颗粒转移至树脂涂层背衬。将磨料颗粒从腔中转移至树脂涂层背衬上，并将生产工具从树脂涂层背衬的对齐位置移除。然后固化树脂层，施加复胶层并固化，并通过合适的转换设备将带涂层磨料制品转换成薄板、盘或带形式。
在其他实施方案中，可使用间歇方法，其中一段长度的生产工具可被填入磨料颗粒，用一段长度的树脂涂层背衬对齐或定位，使得背衬的树脂层面向生产工具的分配表面，然后磨料颗粒从腔中转移至树脂层。可手动或使用机器人式设备自动操作间歇方法。
在一个具体的实施方案中，一种在树脂涂层背衬上制备图案化磨料层的方法包括以下步骤。并非必须执行所有步骤或按顺序执行这些步骤，但可按列出的顺序执行这些步骤或在两个步骤之间执行额外步骤。
一个步骤可以是提供一种具有带腔320的分配表面1112的生产工具(图11B)，每个腔具有垂直于分配表面的纵向腔轴线247，以及沿纵向腔轴线的深度D 260。标题为生产工具和磨料颗粒定位系统的章节中公开了关于有用的生产工具和腔的其他信息。
另一个步骤可为选择细长磨料颗粒，所述磨料颗粒具有沿颗粒纵向轴线的长度L270、沿垂直于颗粒纵向轴线的横向轴线的宽度W，并且长度L大于宽度W。细长磨料颗粒可以是本文所公开的参考磨料颗粒中的任何者。纵向颗粒轴线是对齐于并平行于磨料颗粒最大尺寸的轴。对于杆形磨料颗粒，纵向颗粒轴线应位于圆柱形磨料颗粒长度的中心。对于等边三角形磨料颗粒，纵向颗粒轴线与三角形的一个顶点相交，并与对边呈直角相交，并且均等地设置在等边三角形相对面之间。
在选定的实施方案中，腔的深度D 260介于0.5倍L(0.5L)和2倍L(2L)之间、或介于1.1倍L(1.1L)和1.5倍L(1.5L)之间，使得设置在腔中的细长磨料颗粒位于分配表面下的生产工具中，如图11B所示。在另一个实施方案中，当磨料颗粒完全插入腔中时，磨料颗粒的质量中心位于生产工具的腔内。如果腔的深度变得过浅，并且磨料颗粒的质量中心位于腔外，则磨料颗粒不易于保留在腔内，并且当生产工具平移穿过装置时，磨料颗粒可回跳出生产工具外。在一个优选的实施方案中，将细长磨料颗粒设置在表面下允许过量磨料颗粒在分配表面上四处滑动，以将其移动进腔中或从分配表面移除。
另一个步骤可以是向分配表面提供过量的细长磨料颗粒，使得提供的细长磨料颗粒比腔的数目多。过量的细长磨料颗粒是指每单位长度的生产工具中存在的细长磨料颗粒比腔中存在的更多，以有助于确保当细长磨料颗粒堆到分配表面上并且由于重力或其他机械施加的力将它们平移至腔中时，生产工具内的所有腔最终被填入磨料颗粒。由于磨料颗粒的承载面积和间距通常被设计到生产工具中以用于特定研磨应用，因此希望未填充的腔不要太多。
另一个步骤可以是用细长磨料颗粒来填充分配表面中的大多数腔，该细长磨料颗粒被设置在单个腔中，使得细长磨料颗粒的纵向颗粒轴线平行于纵向腔轴线。希望将细长磨料颗粒转移至树脂涂层背衬上，使得它们立起或被直立地施加。因此腔形状被设计为直立地保持细长颗粒。在各种实施方案中，分配表面中的腔的至少60％、70％、80％、90％或95％包含细长磨料颗粒。在一些实施方案中，可使用重力填充腔。在其他实施方案中，生产工具可被倒置并且被施加真空，以将磨料颗粒或细长磨料颗粒保持在腔中。可通过喷雾、流化床(空气或振动)或静电涂布施加磨料颗粒。可通过重力实现过量磨料颗粒的移除，因为任何未保留的磨料颗粒将往下掉落。然后，可通过移除真空将磨料颗粒转移至树脂涂层背衬。
另一个步骤可以是在填充步骤之后，从分配表面上移除过量细长磨料颗粒的未设置在腔内的剩余部分。正如所述，提供比腔更多的细长磨料颗粒，使得在每个腔已被填充后，一些细长磨料颗粒将保留在分配表面上。这些过量的细长磨料颗粒通常可从分配表面上被吹走、擦拭掉或以其他方式被移除。例如，可施加真空或其他力以将细长磨料颗粒保持在腔中，并将分配表面倒置，以清除分配表面上过量的细长磨料颗粒的剩余部分。
另一个步骤可以是将树脂涂层背衬与分配表面对齐，其中树脂涂层背衬的树脂层面向分配表面。可使用各种方法对齐表面，如图1A和图1B所示，或通过手动或机器人使用树脂涂层背衬和生产工具中每一个的不连续长度定位树脂涂层背衬和生产工具。
另一个步骤可以是将腔中的细长磨料颗粒转移至树脂涂层背衬，并将细长磨料颗粒附接到树脂层。转移可使用重力辅助，其中分配表面被定位成允许重力在填充步骤中使细长磨料颗粒滑入腔中，并且分配表面在转移步骤中被倒置，以允许重力使细长磨料颗粒滑出腔。转移可使用外推辅助，其中接触构件(例如磨料颗粒转移辊的外圆周长、任选的附接于生产工具载体层背部表面的可压缩弹性层或诸如刮粉刀或擦拭器的另一种设备)可将细长磨料颗粒沿纵向腔轴线横向地移动以与树脂层接触。转移可使用压力辅助，其中空气从分配表面中的开口吹进腔中，尤其是具有开口相对端的腔，以将细长磨料颗粒沿纵向腔轴线横向地移动。转移可使用振动辅助，通过振动生产工具以将细长磨料颗粒振摇出腔。这些各种方法可单独使用或组合使用。
另一个步骤可以是移除生产工具，以暴露树脂涂层背衬上的图案化磨料层。可使用多种移除或分离方法，如图1A和1B所示，或通过手动将生产工具与树脂涂层背衬分离来提升生产工具。图案化磨料层是一系列细长磨料颗粒，该细长磨料颗粒具有基本上可重复的图案，与静电涂布或滴式涂布创建的随机分布相反。
在上述实施方案中的任一项中，前文所述的填充辅助构件可在提供步骤后将细长磨料颗粒在分配表面上四处移动，以引导细长磨料颗粒进入腔中。在前述实施方案中的任一项中，腔在从分配表面沿纵向腔轴线可向内渐缩。在前述实施方案中的任一项中，腔可具有围绕纵向腔轴线的腔外周边，并且细长磨料颗粒具有围绕纵向颗粒轴线的磨料颗粒外周边，并且腔外周边的形状与细长磨料颗粒外周边的形状匹配。在前述实施方案中的任一项中，细长磨料颗粒可以是等边三角形，并且细长磨料颗粒的沿颗粒纵向轴线的宽度是标称相同的。细长磨料颗粒的标称宽度是指宽度尺寸的变化小于±30％。
生产工具和磨料颗粒定位系统
根据本发明的磨料颗粒定位系统包括可移除地设置在生产工具的成形腔内的磨料颗粒。
现在参见图2，示例性生产工具200包括具有分配表面212和背部表面214的载体构件210。分配表面212包括腔220，该腔从在分配表面212处的腔开口230延伸进入载体构件210中。任选的可压缩弹性层240被固定到背部表面214上。腔220被设置在阵列250中，该阵列被设置为具有相对于生产工具200的纵向轴线202(在本例或带或辊中，对应于纵向)呈偏移角α的主轴252。
通常，在载体构件的分配表面处的腔的开口是矩形的，但是这不是必须的。载体构件中的腔的长度、宽度和深度通常将至少部分地由要使用的磨料颗粒的形状和尺寸来确定。例如，如果磨料颗粒的形状为等边三角形板，那么如果磨料颗粒将要被包含在腔内的话，则单个腔的长度应优选地为磨料颗粒的一侧的最大长度的1.1倍至1.2倍，单个腔的宽度优选地为磨料颗粒厚度的1.1倍至2.5倍，并且腔的相应深度应优选地为磨料颗粒宽度的1.0倍至1.2倍。
或者，例如，如果磨料颗粒的形状为等边三角形板，那么如果磨料颗粒将要从腔中突出的话，则单个腔的长度应小于磨料颗粒的一边的长度，并且/或者该腔的相应深度应小于磨料颗粒的宽度。相似地，应对腔的宽度应进行选择，使得单个磨料颗粒贴合在该腔中的每一个内。
相似地，应对腔的宽度应进行选择，使得单个磨料颗粒贴合在该腔中的每一个内。
任选的纵向取向支脚构件260沿分配表面212的相对的边设置(例如使用粘合剂或其他方式)。支脚构件高度的设计变型形式允许调节腔开口230和与生产工具发生接触的基底(例如其上具有底胶层前体的背衬)之间的距离。
如果存在，纵向取向的支脚构件260可具有任何高度、宽度和/或间距(优选地它们具有约0.1mm至约1mm的高度、约1mm至约50mm的宽度和约7mm至约24mm的间距)。单个纵向取向支脚构件可以是诸如连续的(例如拱肋)或不连续的(例如分段的拱肋或一系列柱子)。在生产工具包括卷材或带的情况中，纵向取向的支脚构件通常平行于纵向。
偏移角α的功能是将磨料颗粒以不会在工件中产生凹槽的图案分布在最终的带涂层磨料制品上。偏移角α可具有0度至约30度的任意值，但优选地为在1度至5度、更优选地在1度至3度范围内。
合适的载体构件可以是刚性的或柔性的，但优选地为足够柔性的，以允许使用常规的卷材处理设备，例如辊。优选地，载体构件包括金属和/或有机聚合物。这些有机聚合物优选地可模压、具有低成本并且当用于本发明的磨料颗粒沉积工艺时适当地耐用。可为热固性和/或热塑性、可适于制造载体构件的有机聚合物的示例包括：聚丙烯、聚乙烯、硫化橡胶、聚碳酸酯、聚酰胺、丙烯腈-丁二烯苯乙烯塑料(ABS)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PET)、聚酰亚胺、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)，以及聚甲醛塑料(POM，缩醛)、聚(醚砜)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚氨酯、聚氯乙烯以及它们的组合。
生产工具可为以下形式，例如环形带(例如，如图1A所示的环形带200)、薄板、连续的薄板或卷材、涂布辊、安装在涂布辊上的套管或模具。如果生产工具是带、薄板、卷材或套管形式，则其将具有接触表面和非接触表面。如果生产工具是辊形式，则其将只具有接触表面。通过本方法形成的磨料颗粒的表面特征将具有生产工具的接触表面的图案的相反形式。生产工具的接触表面的图案的特征通常在于多个孔或凹口。这些腔的开口可具有规则或不规则的任何形状，例如矩形、半圆形、圆形、三角形、正方形、六边形或八边形。腔的壁可为竖直的或锥形的。由腔形成的图案可以根据特定计划分布或可为随机的。有利地，腔可彼此平接。
载体构件可例如根据以下工序制成。首先提供母模工具。母模工具通常由金属如镍制成。母模工具可采用任何常规的技术进行加工，诸如(例如)雕刻、滚铣、滚花、电铸、金刚石车削或激光加工。如果希望生产工具表面上有图案，则母模工具应具有与生产工具表面相反的图案。热塑性材料可使用母模工具压印以形成图案。压印可在热塑性材料处于可流动状态下进行。压印之后，可将热塑性材料冷却硬化。
还可通过将图案压印在已经形成的、经加热软化的聚合物膜上形成载体构件。在这种情况下，膜厚度可小于腔深度。这对于改善具有深腔的载体的柔性来说是有利的。
载体构件还可由固化的热固性树脂制成。可根据以下的工序制造由热固性材料制成的生产工具。将未固化的热固性树脂涂敷至先前所述类型的母模工具。当未固化的树脂处于母模工具表面上时，可通过加热将树脂固化或聚合，使得树脂将凝固成具有与母模工具表面图案相反的形状。然后，从母模工具表面移出固化的热固性树脂。生产工具可由固化的辐射固化性树脂制成，例如丙烯酸酯化聚氨酯低聚物。辐射固化的生产工具的制造方式与由热固性树脂制成的生产工具相同，不同的是固化是通过暴露于辐射(例如紫外辐射)的方式进行的。
载体构件可具有任何厚度，只要载体构件具有足够的深度以容纳磨料颗粒和足够的柔性和耐用性以在制造工艺中使用就行。如果载体构件包括环形带，则约0.5毫米至约10毫米的载体构件厚度通常是可用的，但这不是必须的。
腔可具有任何形状，并且通常根据特定应用进行选择。优选地，腔的至少一部分(并且更优选地，大部分或甚至全部)是成形的(即独立地、有意地设计成具有特定形状和尺寸)，并且更优选地是精确成形的。在一些实施方案中，腔具有由模制工艺形成的光滑的壁和尖锐的角，并且具有与母模工具(例如金刚石车削金属母模工具辊)相反的表面特征，通过与母模工具接触而形成。腔可为封闭的(即具有封闭的底部)。
优选地，该侧壁中的至少一些从各自的腔开口向内渐缩，该腔开口在具有增加的腔深度的载体构件的分配表面处、或在背部表面处。更优选地，所有侧壁从开口向内渐缩，该开口在具有增加的腔深度(即具有增加的距分配表面的距离)的载体构件的分配表面处。
在一些实施方案中，该腔中的至少一些包括第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁。在此类实施方案中，第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁可以是连续的和相连的。
在实施方案中，其中腔不具有底部表面且不穿过载体构件延伸至背部表面，第一壁和第三壁可相交于一条线，而第二侧壁和第四侧壁互不接触。
图3A-3C示出了此类腔的一个实施方案。现在参见图3A-3C，载体构件310中的示例性腔320具有长度301和宽度302(参见图3A)以及深度303(参见图3B)。腔320包括四个侧壁311a,311b,313a,313b。侧壁311a,311b从在载体构件310的分配表面312处的开口330延伸并以锥角β朝内随着深度增加渐缩，直至它们与线318交汇(参见图3B)。同样，侧壁313a,313b以锥角γ朝内随着深度增加渐缩，直至它们接触线318(参见图3A和3C)。
锥角β和γ通常将取决于选择用于与生产工具配合使用的特定磨料颗粒，优选地对应于磨料颗粒的形状。在这一实施方案中，锥角β可为大于0度且小于90度的任何角度。在一些实施方案中，锥角β的值在40度至80度、优选地在50度至70度、并且更优选地在55度至65度范围内。同样，锥角γ通常将取决于一般所选择的。在这一实施方案中，锥角γ可为0度至30度范围内的任何角度。在一些实施方案中，锥角γ的值在5度至20度、优选地在5度至15度、并且更优选地在8度至12度范围内。
在一些实施方案中，腔在分配表面和背部表面处均为开口的。在这些实施方案中的一些中，第一侧壁和第三侧壁互不接触并且第二侧壁和第四侧壁互不接触。
图4A至4B示出了相似类型的替代腔420。现在参见图4A-4C，载体构件410中的示例性腔420具有长度401和宽度402(参见图4A)以及深度403(参见图4B)。腔420包括四个与载体构件410的分配表面412接触的斜面460a,460b,462a,462b，以及四个相应的侧壁411a,411b,413a,413b。斜面460a,460b,462a,462b各自以锥角δ(参见图4B)朝内渐缩，并有助于将磨料颗粒导向至腔420中。侧壁411a,411b从斜面460a,460b延伸并以锥角ε朝内随着深度增加渐缩，直至它们与线418交汇(参见图4B)。同样，侧壁413a,413b以锥角ζ朝内随着深度增加渐缩，直至它们接触线418(参见图4B和图4C)。
锥角δ通常将取决于选择用于与生产工具配合使用的特定磨料颗粒，优选地对应于磨料颗粒的形状。在这一实施方案中，锥角δ可为大于0度且小于90度的任何角度。优选地，锥角δ的值在20度至80度、优选地在30度至60度、并且更优选地在35度至55度范围内。
锥角ε通常将取决于选择用于与生产工具配合使用的特定磨料颗粒。在这一实施方案中，锥角ε可为大于0度且小于90度的任何角度。在一些实施方案中，锥角ε的值在40度至80度、优选地在50度至70度、并且更优选地在55度至65度范围内。
锥角ε同样通常将取决于选择用于与生产工具配合使用的特定磨料颗粒。在这一实施方案中，锥角ζ可为0度至30度范围内的任何角度。在一些实施方案中，锥角ζ的值在5度至25度、优选地在5度至20度、并且更优选地在10度至20度范围内。
腔可在背部表面处具有第二开口。在这种情况下，第二开口优选地小于第一开口，使得磨料颗粒没有完全穿过两个开口(即第二开口足够小，以避免磨料颗粒穿过载体构件)。
图5A-5C示出了此类腔的一个示例性实施方案。现在参见图5A-5C，载体构件510中的示例性腔520具有长度501和宽度502(参见图5A)以及深度503(参见图5B)。腔520包括四个侧壁511a,511b,513a,513b。侧壁511a,511b从在载体构件510的分配表面512处的开口530延伸并以锥角η朝内随着深度增加渐缩，直至它们接触导管565，该导管延伸至在载体构件510的背部表面514处的第二开口570(参见图5B)。同样，侧壁513a,513b以锥角θ朝内随着深度增加渐缩，直至它们接触第二开口570(参见图5C)。导管565示出为具有恒定的剖面，但这不是必须的。
锥角η和θ通常将取决于选择用于与生产工具配合使用的特定磨料颗粒，优选地对应于磨料颗粒的形状。在这一实施方案中，锥角η可为大于0度且小于90度的任何角度。在一些实施方案中，锥角η的值在40度至80度、优选地在50度至70度、并且更优选地在55度至65度范围内。
同样，锥角θ通常将取决于一般所选择的。在这一实施方案中，锥角θ可为0度至30度范围内的任何角度。在一些实施方案中，锥角θ的值在5度至25度、优选地在5度至20度、并且更优选地在10度至20度范围内。
图6A-6C示出了在载体构件的分配表面和背部表面处具有开口的腔的另一个实施方案。现在参见图6A-6C，载体构件610包括载体构件610中的腔620，该载体构件与弹性可压缩层640中的可压缩导管621对齐。可压缩导管621从在载体构件610的背部表面614处的第二开口670延伸穿过弹性可压缩层640。虽然示出了可压缩导管，但将认识到还可使用封闭的可压缩腔构造。
根据以下图案中的至少一种来定位腔：预定的图案，例如对齐的图案(例如阵列)、圆形图案、不规则但部分对齐的图案或伪无规图案。
优选地，腔的长度和/或宽度随着腔深度增加而变窄，在分配表面处的腔开口处为最大。腔尺寸和/或形状优选地选择为与磨料颗粒的特定形状和/或尺寸配合使用。腔可包括诸如不同形状和/或尺寸的组合。腔尺寸在腔内应足以至少部分地容纳和取向单个磨料颗粒。在一些实施方案中，磨料颗粒的大部分或全部保留在腔中，使得磨料颗粒长度的不到约20％(更优选地不到10％或甚至不到5％)延伸穿过磨料颗粒位于其中的腔的开口。在一些实施方案中，磨料颗粒的大部分或全部完全位于(即完全保留在)腔内，并且没有延伸穿过在载体构件的分配表面处的磨料颗粒相应的腔开口。
在一些实施方案中，腔可为圆柱形或锥形。如果使用粉碎的磨料粒子或八面体形状的颗粒(如金刚石)，则这一点是尤其需要的。
腔包括至少一个侧壁并且可包括至少一个底部表面；然而，优选地，整个腔形状由侧壁以及在分配表面和背部表面处的任何开口限定。在一些优选的实施方案中，腔具有至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8个侧壁。
侧壁优选地为光滑的，但是这不是必须的。例如，侧壁可以是平面、弧形(例如凹面或凸面)、锥形或截头圆锥形。
在一些实施方案中，该腔中的至少一些包括第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁。在此类实施方案中，第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁可以是连续的和相连的。
在实施方案中，其中腔不具有底部表面且不穿过载体构件延伸至背部表面，第一壁和第三壁可相交于一条线，而第二侧壁和第四侧壁互不接触。
在一些实施方案中，腔在第一表面和背部表面处均为开口的。在这些实施方案中的一些中，第一侧壁和第三侧壁互不接触并且第二侧壁和第四侧壁互不接触。
优选地，该侧壁中的至少一些从各自的腔开口向内渐缩，该腔开口在具有增加的腔深度的载体构件的分配表面处、或在背部表面处。更优选地，所有侧壁从开口开始向内渐缩，该开口在具有增加的腔深度(即具有增加的距分配表面的距离)的载体构件的分配表面处。
在一些实施方案中，侧壁中至少一个、至少两个、至少3个或甚至至少4个为凸面。
在一些实施方案中，该腔中的至少一些可独立地包括一个或多个设置在分配表面和任何或所有侧壁之间的斜面。该斜面可有利于磨料颗粒在腔内的设置。
为避免底胶层前体树脂在载体构件的分配表面上堆积，至少两个纵向取向的(即取向为基本上平行于所用载体构件/生产工具的纵向)凸起的支脚构件被优选地固定至载体或与载体一体地形成。优选地，支脚构件中的至少两个被设置为与沿生产工具长度的侧边相邻。可与载体构件一体地形成的合适的支脚构件的示例包括柱子和拱肋(连续的或分段的)。支脚构件的纵向取向可通过单个细长凸起的支脚构件(例如拱肋或条带)的取向、或通过低环径凸起支脚构件(例如孤立行)的图案或其他柱子图案或其他凸起特征物来实现。
现在参见图7，一个示例性生产工具700(环形带)包括具有腔720的载体构件710。纵向取向的凸起支脚构件742,744由连续的拱肋构成，该拱肋沿着并邻近于载体构件700的侧边732,734一体地形成，从而在转移磨料颗粒期间在载体构件710的分配表面712和底胶层前体涂覆的背衬之间提供偏移。可选的纵向取向的凸起支脚构件746,748由拱肋构成，该拱肋在整个载体构件710宽度上每隔一段距离一体地形成。
作为另外一种选择或除此之外，支脚构件可另外地固定至载体构件，例如使用粘合剂或机械紧固件。优选的支脚构件的一个示例包括带粘合剂背衬的条带。例如，条带可仅施用到载体构件的分配表面，或可在载体构件的侧边折叠并粘附到载体构件的背部表面。现在参见图8，一个示例性生产工具800(环形带)包括具有腔820的载体构件810。条带842,844施用在载体构件800的侧边832,834周围，从而在转移磨料颗粒期间在载体构件810的分配表面812和底胶层前体涂覆的背衬之间提供偏移。
作为另外一种选择或除此之外，多个支脚构件(例如多行凸起柱子)通过沿着和邻近于载体构件侧边每隔一段距离进行定位来共同地纵向取向。现在参见图9，一个示例性生产工具900(环形带)包括具有腔920的载体构件910。多行凸起柱子942,944在载体构件910中邻近于载体构件910的侧边932,934一体地形成，从而在转移磨料颗粒期间在载体构件910的分配表面912和底胶层前体涂覆的背衬之间提供偏移。
载体构件以及在它们的制造中使用的母模工具的设计和制造可见于例如美国专利No.5,152,917(Pieper等人)、No.5,435,816(Spurgeon等人)、No.5,672,097(Hoopman等人)、No.5,946,991(Hoopman等人)、No.5,975,987(Hoopman等人)、和No.6,129,540(Hoopman等人)。
为形成磨料颗粒定位系统，如本文所述，磨料颗粒被进料到载体构件的至少一些腔中。
磨料颗粒可使用任何合适的技术设置在载体构件的腔内。这些示例包括当载体构件的取向为分配表面面向上方时，将磨料颗粒投放到载体构件上，然后充分振摇颗粒以使它们落入腔中。合适的振摇方法的示例可包括刷、吹、振动、施加真空(针对具有腔的载体构件，该腔在背部表面处具有开口)以及它们的组合。
在典型的使用中，磨料颗粒可移除地设置在生产工具中至少一部分的腔中，优选地至少50％、60％、70％、80％、90％或甚至100％的腔中。优选地，磨料颗粒可移除地并完全设置在该腔中的至少一些内，更优选地，磨料颗粒可移除地并完全设置在至少80％的腔内。在一些实施方案中，磨料颗粒从腔中突出来或完全位于腔内，或它们的组合。
例如，现在参见图10A和图10B，磨料颗粒定位系统1000包括磨料颗粒1080和生产工具1005。磨料颗粒1080部分地设置在生产工具1005的载体构件1010的分配表面1012中的腔320(如图3A-3C所示)内。在该实施方案中，磨料颗粒1080从各自的腔320中突出来。
现在参见图11A和图11B，磨料颗粒定位系统1100包括磨料颗粒1180和生产工具1105。磨料颗粒1180完全设置在生产工具1105的载体构件1110的分配表面1112中的腔320(如图3A-3C所示)内。
现在参见图12A和图12B，磨料颗粒定位系统1200包括磨料颗粒1280和生产工具1205。磨料颗粒1280部分地设置在生产工具1205的载体构件1210的分配表面12112中的腔620(如图6A-6C所示)内。在该实施方案中，磨料颗粒1280部分地设置在各自的腔620内，并且尖端突出至可压缩导管621中。压缩弹性可压缩层640(例如压在辊上)使磨料颗粒从腔中挤出。
如上文所讨论的，弹性可压缩层可固定到载体构件的背部表面，无论腔是否延伸穿过至背部表面。这可有利于卷材处理和/或从腔中移除磨料颗粒。例如，在实施方案中，其中弹性可压缩层包括成形凹口，该凹口分别定向对齐腔的至少一部分中的每一个的第二开口，可通过向弹性可压缩层施加压力，将延伸至成形凹口的腔中的磨料颗粒从腔中机械地挤出。例如，这可通过在压料辊处压缩来实现，其中在带涂层磨料制品的制造过程中，磨料颗粒定位系统与底胶层前体在背衬上接触。如果存在，弹性可压缩层可具有任何厚度，并且磨料颗粒和设备条件的具体选择决定厚度、组成和/或硬度计的选择。如果弹性可压缩层包括环形带，则通常使用约1毫米至约25毫米的弹性可压缩层厚度，但这不是必须的。
适用于弹性可压缩层的示例性材料包括弹性泡沫(例如聚氨酯泡沫)、橡胶、硅树脂和它们的组合。
磨料颗粒具有足够的硬度和表面粗糙度，以在研磨过程中用作磨料颗粒。优选地，磨料颗粒的摩氏硬度为至少4、至少5、至少6、至少7或甚至至少8。示例性磨料颗粒包括粉碎的成形磨料颗粒(例如成形陶瓷磨料颗粒或成形磨料复合颗粒)和它们的组合。
合适的磨料颗粒的示例包括熔融氧化铝、热处理氧化铝、白色熔融氧化铝、陶瓷氧化铝材料(例如明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN)以商品名3MCERAMIC ABRASIVE GRAIN销售的那些)、棕色氧化铝、蓝色氧化铝、碳化硅(包括绿色碳化硅)、二硼化钛、碳化硼、碳化钨、石榴石、碳化钛、金刚石、立方氮化硼、石榴石、锆刚玉、氧化铁、氧化铬、氧化锆、二氧化钛、氧化锡、石英、长石、燧石、金刚砂、溶胶-凝胶衍生的磨料颗粒(例如包括成形和粉碎的形式)、以及它们的组合。另外的示例包括在粘结剂基质中的磨料颗粒的成形磨料复合物，如美国专利No.5,152,917(Pieper等人)中所述的那些。许多这些磨料颗粒、团聚体和复合物是本领域已知的。
溶胶-凝胶衍生的磨料颗粒以及它们的制备方法的示例可见于美国专利No.4,314,827(Leitheiser等人)、No.4,623,364(Cottringer等人)、No.4,744,802(Schwabel)、No.4,770,671(Monroe等人)、以及No.4,881,951(Monroe等人)。还设想，磨料颗粒可以包含研磨团聚物，例如，在美国专利No.4,652,275(Bloecher等人)或No.4,799,939(Bloecher等人)中描述的那些。在一些实施方案中，磨料颗粒可用偶联剂(例如，有机硅烷偶联剂)进行表面处理或进行其他物理处理(例如氧化铁或二氧化钛)，以提高磨料颗粒与粘结剂的附着力。可在磨料颗粒与粘结剂结合之前处理磨料颗粒，或者可通过将偶联剂包含到粘结剂中就地对它们进行表面处理。
优选地，磨料颗粒包括陶瓷磨料颗粒，例如溶胶-凝胶衍生的多晶α氧化铝颗粒。磨料颗粒可以是粉碎的或成形的，或它们的组合。
可根据在例如美国专利No.5,213,591(Celikkaya等人)以及美国公开专利申请No.2009/0165394A1(Culler等人)和No.2009/0169816A1(Erickson等人)中描述的方法，利用溶胶-凝胶前体α氧化铝颗粒来制备由α氧化铝、镁铝尖晶石和稀土六铝酸盐的微晶构成的成形陶瓷磨料颗粒。
可根据已知的多步骤工艺制备基于α氧化铝的成形陶瓷磨料颗粒。简而言之，该方法包括以下步骤：制备可转变为α氧化铝的有晶种或无晶种的溶胶-凝胶α氧化铝前体分散体；用溶胶-凝胶填充一个或多个模具腔体，该模具腔体具有成形磨料颗粒的所需外部形状；干燥溶胶-凝胶，以形成成形陶瓷磨料颗粒前体；从模具腔体中取出成形陶瓷磨料颗粒前体；煅烧成形陶瓷磨料颗粒前体，以形成煅烧的成形陶瓷磨料颗粒前体，然后烧结该煅烧的成形陶瓷磨料颗粒前体，以形成成形陶瓷磨料颗粒。现在将更详细地描述这一工艺。
关于溶胶-凝胶衍生的磨料颗粒制备方法的更多详细信息可见于例如美国专利No.4,314,827(Leitheiser)、No.5,152,917(Pieper等人)、No.5,435,816(Spurgeon等人)、No.5,672,097(Hoopman等人)、No.5,946,991(Hoopman等人)、No.5,975,987(Hoopman等人)、和No.6,129,540(Hoopman等人)；以及美国公开专利申请No.2009/0165394 Al(Culler等人)。
虽然对成形陶瓷磨料颗粒的形状没有特别限制，但是磨料颗粒优选地通过利用模具将包括陶瓷前体材料(例如，水软铝石溶胶凝胶)的前体颗粒成形然后通过烧结而形成为预定形状。成形陶瓷磨料颗粒可成形为例如柱棱锥、截头棱锥(例如，截头三棱锥)和/或一些其他规则或不规则的多边形。磨料颗粒可包括一种磨料颗粒或通过两种或更多种磨料或两种或更多种磨料的磨料混合物形成的磨料聚集体。在一些实施方案中，成形陶瓷磨料颗粒是精确成形的，各个成形陶瓷磨料颗粒将具有这样的形状，所述形状基本上为其中颗粒前体在可选煅烧和烧结之前干燥的模具或生产工具的腔体的一部分的形状。
本发明中使用的成形陶瓷磨料颗粒通常可使用工具(即，模具)制成，并使用精确加工切割，从而提供比其他制造替代方法(诸如，压印或冲压等)更高的特征清晰度。通常，工具表面中的腔具有沿尖锐边缘交汇的平面，并形成截棱锥的侧面和顶部。所得的成形陶瓷磨料颗粒可具有对应于工具表面中的腔形状(例如，截棱锥)的对应标称平均形状；然而，在制造过程中可发生标称平均形状的变型(例如，无规变型)，并且表现出这种变型的成形陶瓷磨料颗粒被包括在本文所用的成形陶瓷磨料颗粒的定义内。
在一些实施方案中，该成形陶瓷磨料颗粒的基座和顶部基本平行，从而得到棱柱或截棱锥形状，但是这不是必须的。在一些实施方案中，截三方锥的侧部具有相同尺寸并与基座形成约82度的二面角。然而，将认识到，也可使用其他二面角(包括90度)。例如，基座和侧部中的每个之间的二面角可独立地在45至90度、通常在70至90度、更通常在75至85度的范围内变化。
如本文所用，在涉及成形陶瓷磨料颗粒时，术语“长度”是指成形磨料颗粒的最大尺寸。“宽度”是指与长度垂直的成形磨料颗粒的最大尺寸。术语“厚度”或“高度”是指与长度和宽度垂直的成形磨料颗粒的尺寸。
优选地，陶瓷磨料颗粒包括成形陶瓷磨料颗粒。溶胶-凝胶衍生的成形α氧化铝(即陶瓷)磨料颗粒的示例可见于美国专利No.5,201,916(Berg)、No.5,366,523(Rowenhorst(Re 35,570))、和No.5,984,988(Berg)。美国专利No.8,034,137(Erickson等人)描述了氧化铝磨料颗粒，该氧化铝磨料颗粒以特定形状形成，然后被粉碎以形成保留其初始形状特征的一部分的陶瓷碎片。在一些实施方案中，溶胶-凝胶衍生的成形α氧化铝颗粒是精确成形的(即颗粒具有的形状至少部分由用于制备它们的生产工具中的腔的形状确定的)。关于这些磨料颗粒和它们的制备方法的详细信息可见于例如美国专利No.8,142,531(Adefris等人)、No.8,142,891(Culler等人)、和No.8,142,532(Erickson等人)；以及美国专利申请公开No.2012/0227333(Adefris等人)、No.2013/0040537(Schwabel等人)、和No.2013/0125477(Adefris)。
在一些优选的实施方案中，磨料颗粒包括通常为三角形(例如三角柱或截三方锥)的成形陶瓷磨料颗粒(例如成形溶胶-凝胶衍生的多晶α氧化铝颗粒)。
成形陶瓷磨料颗粒通常选为具有1微米至15000微米、更通常10微米至约10000微米、并且仍然更通常150微米至2600微米范围内的长度，但是也可使用其他长度。在一些实施方案中，该长度可被表示为其包含在其中的粘结磨料轮的厚度的一部分。例如，成形磨料颗粒可具有大于该粘结磨料轮的厚度的一半的长度。在一些实施方案中，长度可大于粘结磨料切割轮的厚度。
成形陶瓷磨料颗粒通常选为具有0.1微米至3500微米、更通常100微米至3000微米、并且仍然更通常100微米至2600微米范围内的宽度，但是也可使用其他长度。
成形陶瓷磨料颗粒通常选为具有0.1微米至1600微米、更通常1微米至1200微米范围内的厚度，但是也可使用其他厚度。
在一些实施方案中，成形陶瓷磨料颗粒可具有至少2、3、4、5、6或更大的纵横比(长度与厚度的比)。
在成形陶瓷磨料颗粒上的表面涂层可用于提高磨料制品中的成形陶瓷磨料颗粒和粘合剂之间的粘附力，或者可有助于成形陶瓷磨料颗粒的静电沉积。在一个实施方案中，可使用美国专利No.5,352,254(Celikkaya)中描述的表面涂层，表面涂层的量占成形磨料颗粒重量的0.1％至2％。此类表面涂层在美国专利No.5,213,591(Celikkaya等人)、No.5,011,508(Wald等人)、No.1,910,444(Nicholson)、No.3,041,156(Rowse等人)、No.5,009,675(Kunz等人)、No.5,085,671(Martin等人)、No.4,997,461(Markhoff-Matheny等人)、以及No.5,042,991(Kunz等人)中有所描述。另外，表面涂层可防止成形磨料颗粒封堵。“封堵”这一术语用于描述来自正被研磨的工件的金属颗粒被焊接到成形陶瓷磨料颗粒顶部的现象。实现上述功能的表面涂层是本领域的技术人员已知的。
可根据磨料行业公认的规定标称等级独立地将磨料颗粒按尺寸分类。示例性的磨料行业认可的分级标准包括由ANSI(美国国家标准学会(American National StandardsInstitute))、FEPA(欧洲磨具制造者联盟(Federation of European Producers ofAbrasives))和JIS(日本工业标准(Japanese Industrial Standard))颁布的标准。ANSI等级名称(即，指定的标称等级)包括例如：ANSI 4、ANSI 6、ANSI 8、ANSI 16、ANSI 24、ANSI36、ANSI 46、ANSI 54、ANSI 60、ANSI 70、ANSI 80、ANSI 90、ANSI 100、ANSI 120、ANSI150、ANSI 180、ANSI 220、ANSI 240、ANSI 280、ANSI 320、ANSI 360、ANSI 400和ANSI 600。FEPA等级名称包括F4、F5、F6、F7、F8、F10、F12、F14、F16、F16、F20、F22、F24、F30、F36、F40、F46、F54、F60、F70、F80、F90、F100、F120、F150、F180、F220、F230、F240、F280、F320、F360、F400、F500、F600、F800、F1000、F1200、F1500和F2000。JIS等级名称包括JIS8、JIS12、JIS16、JIS24、JIS36、JIS46、JIS54、JIS60、JIS80、JIS100、JIS150、JIS180、JIS220、JIS240、JIS280、JIS320、JIS360、JIS400、JIS600、JIS800、JIS1000、JIS1500、JIS2500、JIS4000、JIS6000、JIS8000和JIS10,000。
根据本发明的实施方案，依照FEPA等级F60至F24，磨料颗粒的平均直径可在260至1400微米的范围内。
或者，磨料颗粒可利用符合ASTM E-11“针对测试目的的筛布和筛的标准规格(Standard Specification for Wire Cloth and Sieves for Testing Purposes)”的美国标准试验筛被分级为标称筛选等级。ASTM E-11规定了试验筛的设计和构造要求，所述试验筛利用安装在框架中的织造筛布介质根据指定的粒度对材料进行分类。典型标号可以表示为-18+20，其意指磨料颗粒可通过符合18目筛的ASTM E-11规范的试验筛，并且保留在符合20目筛的ASTM E-11规范的试验筛上。在一个实施方案中，磨料颗粒具有这样的颗粒尺寸：使得大多数磨料颗粒通过18目试验筛并且可保留在20目、25目、30目、35目、40目、45目或50目试验筛上。在多个实施方案中，磨料颗粒可具有以下标称筛分等级：-18+20、-20/+25、-25+30、-30+35、-35+40、5-40+45、-45+50、-50+60、-60+70、-70/+80、-80+100、-100+120、-120+140、-140+170、-170+200、-200+230、-230+270、-270+325、-325+400、-400+450、-450+500或-500+635。或者，可使用定制的目尺寸，例如-90+100。
本发明的精选实施方案
在第一实施方案中，本发明提供了一种磨料颗粒定位系统，该系统包括：
生产工具，该工具包括：
具有分配表面和相背于分配表面的背部表面的载体构件，其中该载体构件具有在其中形成的腔，其中该腔从分配表面朝向背部表面延伸至载体构件中，其中腔的至少一部分包括连续相连的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，其中第一侧壁和第三侧壁朝向彼此向内渐缩并且在一条线处互相接触，并且其中所述第二侧壁和第四侧壁互不接触；以及
磨料颗粒，该磨料颗粒可移除地完全设置在该腔中的至少一些内。
在第二实施方案中，本发明提供了根据第一实施方案所述的磨料颗粒定位系统，其中该磨料颗粒可移除地完全设置在至少80％的腔内。
在第三实施方案中，本发明提供了根据第一或第二实施方案所述的磨料颗粒定位系统，其中该磨料颗粒包括成形陶瓷磨料颗粒。
在第四实施方案中，本发明提供了根据第三实施方案所述的磨料颗粒定位系统，其中该成形陶瓷磨料颗粒的至少一部分标称地成形为截三方锥。
在第五实施方案中，本发明提供了根据第一至第四实施方案中任一项所述的磨料颗粒定位系统，其中该磨料颗粒包含多晶α氧化铝。
在第六实施方案中，本发明提供了根据第一至第五实施方案中任一项所述的磨料颗粒定位系统，其中第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁是平面。
在第七实施方案中，本发明提供了根据第一至第五实施方案中任一项所述的磨料颗粒定位系统，其中第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁中的至少一者是凸面。
在第八实施方案中，本发明提供了根据第一至第七实施方案中任一项所述的磨料颗粒定位系统，其中腔的至少一部分独立地包括设置在分配表面和第一侧壁之间的第一斜面、设置在分配表面和第二侧壁之间的第二斜面、设置在分配表面和第三侧壁之间的第三斜面、以及设置在分配表面和第四侧壁之间的第四斜面。
在第九实施方案中，本发明提供了根据第一至第八实施方案中任一项所述的磨料颗粒定位系统，其中该载体构件包含聚合物并且是柔性的。
在第十实施方案中，本发明提供了根据第一至第九实施方案中任一项所述的磨料颗粒定位系统，其中该生产工具包括环形带。
在第十一实施方案中，本发明提供了根据第一至第十实施方案中任一项所述的磨料颗粒定位系统，其中该生产工具还包括固定到载体构件的背部表面的弹性可压缩层。
在第十二实施方案中，本发明提供了一种磨料颗粒定位系统，该系统包括：
生产工具，该工具包括：
具有分配表面和相背于分配表面的背部表面的载体构件，其中该载体构件具有在其中形成的腔，其中在各自的基础上，该腔中的每一个从在分配表面处的第一开口穿过载体构件延伸至在背部表面处的第二开口，并且其中第二开口比第一开口小；以及
磨料颗粒，该磨料颗粒可移除地设置在该腔中的至少一些内，使得它们没有延伸超过分配表面。
在第十三实施方案中，本发明提供了根据第十二实施方案所述的磨料颗粒定位系统，其中该磨料颗粒可移除地设置在至少80％的腔内。
在第十四实施方案中，本发明提供了根据第十二或第十三实施方案所述的磨料颗粒定位系统，其中该磨料颗粒包括成形陶瓷磨料颗粒。
在第十五实施方案中，本发明提供了根据第十四实施方案所述的磨料颗粒定位系统，其中成形陶瓷磨料颗粒的至少一部分标称地成形为截三方锥。
在第十六实施方案中，本发明提供了根据第十四或第十五实施方案中任一项所述的磨料颗粒定位系统，其中该磨料颗粒包含多晶α氧化铝。
在第十七实施方案中，本发明提供了根据第十二至第十六实施方案中任一项所述的磨料颗粒定位系统，其中：
该腔中的至少一些包括连续相连的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁；
第一侧壁和第三侧壁互不接触；并且
第一侧壁和第三侧壁从第一开口朝向第二开口向内渐缩。
在第十八实施方案中，本发明提供了根据第十七实施方案所述的磨料颗粒定位系统，其中第二侧壁和第四侧壁从第一开口朝向第二开口向内渐缩。
在第十九实施方案中，本发明提供了根据第十七或第十八实施方案所述的磨料颗粒定位系统，其中第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁是平面。
在第二十实施方案中，本发明提供了根据第十七或第十八实施方案所述的磨料颗粒定位系统，其中第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁中的至少一者是凸面。
在第二十一实施方案中，本发明提供了根据第十七至第二十实施方案中任一项所述的磨料颗粒定位系统，其中腔的至少一部分独立地包括设置在分配表面和第一侧壁之间的第一斜面、设置在分配表面和第二侧壁之间的第二斜面、设置在分配表面和第三侧壁之间的第三斜面、以及设置在分配表面和第四侧壁之间的第四斜面。
在第二十二实施方案中，本发明提供了根据第十二至第二十一实施方案中任一项所述的磨料颗粒定位系统，其中该磨料颗粒的至少一部分标称地成形为截三方锥。
在第二十三实施方案中，本发明提供了根据第十二至第二十二实施方案中任一项所述的磨料颗粒定位系统，其中该载体构件包含聚合物并且是柔性的。
在第二十四实施方案中，本发明提供了根据第十二至第二十三实施方案中任一项所述的磨料颗粒定位系统，其中该生产工具包括环形带。
在第二十五实施方案中，本发明提供了根据第十二至第二十四实施方案中任一项所述的磨料颗粒定位系统，其中该生产工具还包括固定到载体构件的背部表面的弹性可压缩层。
在第二十六实施方案中，本发明提供了根据第二十五实施方案所述的磨料颗粒定位系统，其中该弹性可压缩层包括成形凹口，该成形凹口分别定向对齐腔的至少一部分中的每一个的第二开口。
在第二十七实施方案中，本发明提供了根据第二十五实施方案所述的磨料颗粒定位系统，其中该弹性可压缩层包括可压缩导管，该可压缩导管分别定向对齐腔的至少一部分的第二开口，并且其中该可压缩导管延伸穿过弹性可压缩层。
在第二十八实施方案中，本发明提供了用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，该生产工具包括：
具有分配表面和相背于分配表面的背部表面的载体构件，其中该载体
构件具有在其中形成的腔，其中在各自的基础上，该腔中的每一个从在分配表面处的第一开口穿过载体构件延伸至在背部表面处的第二开口，并且其中第二开口比第一开口小；以及
被固定到载体构件的背部表面的弹性可压缩层。
在第二十九实施方案中，本发明提供了根据第二十八实施方案所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中该弹性可压缩层包括成形凹口，该成形凹口分别定向对齐腔的至少一部分中的每一个的第二开口。
在第三十实施方案中，本发明提供了根据第二十八实施方案所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中该弹性可压缩层包括可压缩导管，该可压缩导管分别定向对齐腔的至少一部分的第二开口，并且其中该可压缩导管延伸穿过弹性可压缩层。
在第三十一实施方案中，本发明提供了根据第二十八至第三十实施方案中任一项所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中：
该腔中的至少一些包括连续相连的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和
第四侧壁；
第一侧壁和第三侧壁互不接触；并且
第一侧壁和第三侧壁从第一开口朝向第二开口向内渐缩。
在第三十二实施方案中，本发明提供了根据第三十一实施方案所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁是平面。
在第三十三实施方案中，本发明提供了根据第三十一实施方案所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁中的至少一者是凸面。
在第三十四实施方案中，本发明提供了根据第三十一至第三十三实施方案中任一项所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中腔的至少一部分独立地包括设置在分配表面和第一侧壁之间的第一斜面、设置在分配表面和第二侧壁之间的第二斜面、设置在分配表面和第三侧壁之间的第三斜面、以及设置在分配表面和第四侧壁之间的第四斜面。
在第三十五实施方案中，本发明提供了根据第二十八至第三十四实施方案中任一项所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中该载体构件包含聚合物并且是柔性的。
在第三十六实施方案中，本发明提供了根据第二十八至第三十五实施方案中任一项所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中该载体构件包括环形带。
在第三十七实施方案中，本发明提供用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，该生产工具包括具有分配表面和相背于分配表面的背部表面的载体构件，其中该载体构件具有在其中形成的腔，并且其中该载体构件包括至少两个设置在分配表面上的纵向取向的凸起支脚构件。
在第三十八实施方案中，本发明提供了根据第三十七实施方案所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中至少两个纵向取向的凸起支脚构件中的至少一个是连续的。
在第三十九实施方案中，本发明提供了根据第三十七或三十八实施方案所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中该分配表面具有沿着其长度的第一对边和第二对边，其中至少两个纵向取向的凸起支脚构件包括第一纵向取向的凸起支脚构件和第二纵向取向的凸起支脚构件，其中第一纵向取向的凸起支脚构件邻近于分配表面的第一边，并且第二纵向取向的凸起支脚构件邻近于分配表面的第一边。
在第四十实施方案中，本发明提供了根据第三十七至三十九实施方案所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中至少两个纵向取向的凸起支脚构件包括第一纵向取向的凸起支脚构件和第二纵向取向的凸起支脚构件，其中至少两个纵向取向的凸起支脚构件还包括设置在第一纵向取向的凸起支脚构件和第二纵向取向的凸起支脚构件之间且平行于第一纵向取向的凸起支脚构件和第二纵向取向的凸起支脚构件的第三纵向取向的凸起支脚构件。
在第四十一实施方案中，本发明提供了根据第三十七至四十实施方案所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中腔从分配表面朝向背部表面延伸至载体构件中，其中腔的至少一部分包括相连的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁。
在第四十二实施方案中，本发明提供了根据第四十一实施方案所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中第一侧壁和第三侧壁朝向彼此向内渐缩并且在一条线处互相接触。
在第四十三实施方案中，本发明提供了根据第四十一实施方案所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中第二侧壁和第四侧壁互不接触。
在第四十四实施方案中，本发明提供了根据第四十一至第四十三实施方案中任一项所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁是平面。
在第四十五实施方案中，本发明提供了根据第四十一至第四十三实施方案中任一项所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁中的至少一者是凸面。
在第四十六实施方案中，本发明提供了根据第四十一至第四十五实施方案中任一项所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中腔的至少一部分独立地包括设置在分配表面和第一侧壁之间的第一斜面、设置在分配表面和第二侧壁之间的第二斜面、设置在分配表面和第三侧壁之间的第三斜面、以及设置在分配表面和第四侧壁之间的第四斜面。
在第四十七实施方案中，本发明提供了根据第三十七至第四十六实施方案中任一项所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中该载体构件包含聚合物并且是柔性的。
在第四十八实施方案中，本发明提供了根据第三十七至第四十七实施方案中任一项所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中该生产工具包括环形带。
在第四十九实施方案中，本发明提供了根据第三十七至第四十八实施方案中任一项所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，该工具还包括固定到载体构件的背部表面的弹性可压缩层。
在第五十实施方案中，本发明提供了根据第四十九实施方案所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中该弹性可压缩层包括成形凹口，该成形凹口分别定向对齐腔的至少一部分中的每一个的第二开口。
在第五十一实施方案中，本发明提供了根据第四十九实施方案所述的用于将磨料颗粒精确放置到粘合剂基底上的生产工具，其中该弹性可压缩层包括可压缩导管，该可压缩导管分别定向对齐腔的至少一部分的第二开口，并且其中该可压缩导管延伸穿过弹性可压缩层。
在第五十二实施方案中，本发明提供了一种带涂层磨料制品制备机装置，该装置包括：
第一网状通道，该第一网状通道用于具有带多个腔的分配表面的生产工具，该第一网状通道引导生产工具穿过带涂层磨料制品制备机装置，使得该生产工具缠绕磨料颗粒转移辊的外圆周长的一部分；
第二网状通道，该第二网状通道用于树脂涂层背衬，该第二网状通道引导树脂涂层背衬穿过带涂层磨料制品制备机装置，使得该树脂涂层背衬缠绕磨料颗粒转移辊的外圆周长的一部分，其中树脂层面向分配表面定位并且该生产工具定位在树脂涂层背衬和磨料颗粒转移辊的外圆周长之间；以及
磨料颗粒进料器，该磨料颗粒进料器以该生产工具沿着第一网状通道行进的方向定位在磨料颗粒转移辊之前，以将磨料颗粒分配到分配表面上和分配到多个腔中；并且
其中当树脂涂层背衬和生产工具围绕磨料颗粒转移辊旋转时，磨料颗粒从多个腔转移至树脂涂层背衬。
在第五十三实施方案中，本发明提供了根据第五十二实施方案所述的带涂层磨料制品制备机装置，其中该生产工具包括具有分配表面和相背于分配表面的背部表面的载体构件，其中该载体构件具有在其中形成的多个腔，其中多个腔从分配表面朝向背部表面延伸至载体构件中，其中多个腔的至少一部分包括连续相连的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁，其中第一侧壁和第三侧壁朝向彼此向内渐缩并且在一条线处互相接触，并且其中第二侧壁和第四侧壁互不接触。
在第五十四实施方案中，本发明提供了根据第五十二实施方案所述的带涂层磨料制品制备机装置，其中该生产工具包括具有分配表面和相背于分配表面的背部表面的载体构件，其中该载体构件具有在其中形成的多个腔，其中在各自的基础上，该腔中的每一个从在分配表面处的第一开口穿过载体构件延伸至在背部表面处的第二开口，并且其中第二开口比第一开口小。
在第五十五实施方案中，本发明提供了根据第五十二实施方案所述的带涂层磨料制品制备机装置，其中该生产工具包括载体构件，该载体构件具有分配表面、相背于分配表面的背部表面以及固定到载体构件的背部表面的弹性可压缩层；并且其中该载体构件具有在其中形成的多个腔，其中在各自的基础上，该腔中的每一个从在分配表面处的第一开口穿过载体构件延伸至在背部表面处的第二开口，并且其中第二开口比第一开口小。
在第五十六实施方案中，本发明提供了根据第五十五实施方案所述的带涂层磨料制品制备机装置，其中该弹性可压缩层包括多个孔，并且其中该孔中的每一个与该腔中的一个对齐，使得开口从分配表面延伸穿过载体构件并穿过弹性可压缩层。
在第五十七实施方案中，本发明提供了根据第五十二实施方案所述的带涂层磨料制品制备机装置，其中该生产工具包括具有分配表面和相背于分配表面的背部表面的载体构件，其中该载体构件具有在其中形成的腔，并且其中该载体构件包括至少两个设置在分配表面上的纵向取向的凸起支脚构件。
在第五十八实施方案中，本发明提供了根据第五十二至第五十七实施方案中任一项所述的带涂层磨料制品制备机装置，该装置包括填充辅助构件，该填充辅助构件以生产工具沿着第一网状通道行进的方向定位在磨料颗粒转移辊和磨料颗粒进料器之间，以将分配表面上的磨料颗粒移动到腔中。
在第五十九实施方案中，本发明提供了根据第五十八实施方案所述的带涂层磨料制品制备机装置，其中该填充辅助构件包括刷子。
在第六十实施方案中，本发明提供了根据第五十二至第五十九实施方案中任一项所述的带涂层磨料制品制备机装置，该装置包括磨料颗粒移除构件，该磨料颗粒移除构件以生产工具沿着第一网状通道行进的方向定位在磨料颗粒转移辊和磨料颗粒进料器之间，以从该分配表面移除过量磨料颗粒。
在第六十一实施方案中，本发明提供了根据第六十实施方案所述的带涂层磨料制品制备机装置，其中该磨料颗粒移除构件包括气刀，以从该分配表面吹走过量磨料颗粒。
在第六十二实施方案中，本发明提供了根据第五十二至第六十一实施方案中任一项所述的带涂层磨料制品制备机装置，其中该分配表面在磨料颗粒进料器之后倾斜，使得多个腔的高度以生产工具沿着第一网状通道行进的方向增加。
在第六十三实施方案中，本发明提供了根据第五十二至第六十二实施方案中任一项所述的带涂层磨料制品制备机装置，其中当生产工具缠绕磨料颗粒转移辊时，该分配表面被倒置。
在第六十四实施方案中，本发明提供了根据第五十二至第六十三实施方案中任一项所述的带涂层磨料制品制备机装置，其中振动源被连接到磨料颗粒转移辊。
在第六十五实施方案中，本发明提供了根据第五十四实施方案所述的带涂层磨料制品制备机装置，其中该磨料颗粒转移辊具有弹性体的外圆周长。
在第六十六实施方案中，本发明提供了根据第五十四实施方案所述的带涂层磨料制品制备机装置，其中该磨料颗粒转移辊的外圆周长中具有多个孔，该多个孔与磨料颗粒转移辊内包含的加压空气的内部源流体连通。
在第六十七实施方案中，本发明提供了根据第五十四实施方案所述的带涂层磨料制品制备机装置，该装置包括位于邻近背部表面的真空箱，该真空箱被定位为靠近磨料颗粒进料器。
在第六十八实施方案中，本发明提供了一种带涂层磨料制品制备机装置，该装置包括：
具有分配表面的生产工具，该分配表面具有位于磨料颗粒转移辊的外圆周长上的多个腔；
用于树脂涂层背衬的网状通道，该网状通道引导树脂涂层背衬穿过带涂层磨料制品制备机装置，使得树脂涂层背衬缠绕磨料颗粒转移辊的外圆周长的一部分，其中树脂层面向分配表面定位；以及
磨料颗粒进料器，以将磨料颗粒分配到分配表面上和分配到多个腔中；并且
其中当树脂涂层背衬和生产工具围绕磨料颗粒转移辊旋转时，磨料颗粒从多个腔转移至树脂涂层背衬。
在第六十九实施方案中，本发明提供了根据第六十八实施方案所述的带涂层磨料制品制备机装置，其中该生产工具包括定位在磨料颗粒转移辊的外圆周长上的套管。
在第七十实施方案中，本发明提供了根据第六十八实施方案所述的带涂层磨料制品制备机装置，其中在磨料颗粒转移辊的外表面中形成多个腔。
在第七十一实施方案中，本发明提供了根据第六十八至第七十实施方案中任一项所述的带涂层磨料制品制备机装置，其中该磨料颗粒进料器被定位为在磨料颗粒转移辊相对于其旋转方向的上死点之前将磨料颗粒分配到分配表面上。
在第七十二实施方案中，本发明提供了根据第七十一实施方案所述的带涂层磨料制品制备机装置，该装置包括磨料颗粒保持构件，该磨料颗粒保持构件被定位在邻近于分配表面、在磨料颗粒转移辊相对于其旋转方向的上死点之前，以阻止由磨料颗粒进料器提供给分配表面的磨料颗粒的自由掉落。
在第七十三实施方案中，本发明提供了根据第七十二实施方案所述的带涂层磨料制品制备机装置，其中磨料颗粒保持构件包括倾斜板，以使过量磨料颗粒滑落。
通过以下非限制性实施例，进一步说明了本发明的目的和优点，但是这些实施例中引用的具体材料及其量以及其它条件和细节不应视为对本发明的不当限制。
实施例
除非另外指明，否则在实施例及本说明书的其余部分中的所有份数、百分数、比率等均为以重量计。
实施例1-2和比较例A-B
实施例1和实施例2以及比较例A和比较例B的带涂层磨料制品为根据下文所述制备和测试的纤维盘。
实施例1
根据美国专利No.8,142,531(Adefris等人)的公开内容制备成形磨料颗粒。通过在边长0.110英寸(2.8mm)、模具深度0.028英寸(0.71mm)的等边三角形形状聚丙烯模具腔体中模制氧化铝溶胶凝胶来制备成形磨料颗粒。经焙烧的成形磨料颗粒为约1.37mm(边长)×0.027mm厚并将穿过ASTM 16(等同于Tyler 14)目的筛。
底胶层树脂的制备方法为：混合49份可熔酚醛树脂(碱催化冷凝物，酚:甲醛的摩尔比为1.5:1至2.1:1)、41份碳酸钙(HUBERCARB，伊利诺伊州昆西的邱博工程材料公司(Huber Engineered Materials,Quincy,IL))，加入10份水并混合。然后经由刷子向具有0.875英寸(2.22cm)中心孔的7英寸(17.8cm)直径×0.83mm厚的硫化纤维幅材(DYNOSVULCANIZED FIBRE，德国特罗斯多夫的DYNOS公司(DYNOS GmbH,Troisdorf,Germany))施加3.8克该混合物。
然后在轻敲协助下向生产工具中填充成形磨料颗粒，该生产工具具有通常如图3A-3C所示构造的、以矩形阵列分布的(长度方向间距＝1.978mm，宽度方向间距＝0.886mm，所有长尺寸在同一个方向)竖直取向三角形开口(其中长度＝1.875mm，宽度＝0.785mm，深度＝1.62mm，底部宽度＝0.328mm)。使用刷子移出超过容纳到工具腔中的过量成形磨料颗粒。然后将含有成形磨料颗粒的生产工具带至非常靠近粘合剂涂层盘的地方并与之对齐，将生产工具倒置以将成形磨料颗粒以精确间距和取向的图案沉积在粘合剂涂层盘上。每cm2施用约57个颗粒。
转移至每个盘的成形磨料颗粒的重量为7.3克。加热固化底胶层树脂(在70℃下持续45分钟，在90℃下持续45分钟，然后在105℃下持续3小时)。然后向每个盘涂覆常规的含冰晶石的酚醛复胶树脂并固化(在70℃下持续45分钟，在90℃下持续45分钟，然后在105℃下持续3小时)。然后向每个盘涂覆常规的含KBF4的顶胶树脂并固化(在70℃下持续45分钟，在90℃下持续45分钟，然后在105℃下持续15小时)。
测试前让成品带图层磨料盘在环境湿度下平衡一周、然后在50％RH下平衡2天。表1中记录了来自磨料盘测试的结果。
实施例2
实施例2的磨料制品的制备方法与实施例1相同，不同的是生产工具具有以规则径向阵列分布并且长度方向垂直于径向的成形腔。因此每cm2施用约38个颗粒。
比较例A
比较例A是含有粉碎的陶瓷氧化铝粒子的纤维盘，商品名为3M 985C纤维盘，等级36，7英寸，购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,Saint Paul,MN)。
比较例B
比较例B是含有陶瓷氧化铝的成形磨料颗粒的纤维盘，商品名为3M987C纤维盘，等级36+，7英寸，购自3M公司(3M Company)。
磨料盘测试
磨料盘测试模拟磨料功效，以将焊珠磨平并混合成工件。使用6.5英寸(16.5cm)红色有棱纹的垫板(3M部件号051144-80514)将待评价的7英寸(18cm)直径纤维盘安装在直角研磨机(CLECO 1760BVL,3HP)上。工件为预称重的不锈钢板对(304L板，6英寸(15.2cm)×12英寸(30.5cm)×3/8英寸(0.95cm)厚)，不含油和鳞皮。固定其中一个不锈钢工件，以暴露6英寸(15.2cm)×12英寸(30.5cm)的面用于研磨，固定另一个不锈钢工件，以暴露3/8英寸(0.95cm)×12英寸(30.5cm)的面用于研磨。启动直角研磨机，并将磨料盘压在6英寸(15.2cm)×12英寸(30.5cm)面上持续45秒，然后压在3/8英寸(0.95cm)×12英寸(30.5cm)面上持续15秒。再次称重工件对，以确定在第一次研磨循环中被移除的材料量，然后在水中冷却工件对并干燥。然后重复该研磨循环，直至被移除的材料量为第一次研磨循环的50％。以切削量(移除金属的克数)和测试循环次数记录测试结果。
表1
实施例3-5和比较例C
实施例3-5和比较例C为带涂层磨料带，并且根据下文所述制备和测试。
实施例3
使用由以下物质组成的组合物对重量为300至400克每平方米(g/m2)的未处理聚酯布(以商品名POWERSTRAIT购自南卡罗来纳州斯帕坦堡的美利肯公司(Milliken&Company,Spartanburg,SC))进行预上胶：75份EPON828环氧树脂(双酚A二缩水甘油醚，购自德克萨斯州休斯顿的锐意卓越产品公司(Resolution Performance Products,Houston,TX))、10份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(以商品名SR351购自新泽西州伍德兰公园的氰特工业公司(Cytec Industrial Inc.,Woodland Park,NJ))、8份双氰胺固化剂(以商品名DICYANEX 1400B购自宾夕法尼亚州艾伦镇的空气化工产品公司(Air Products andChemicals,Allentown,PA))、5份酚醛清漆树脂(以商品名RUTAPHEN 8656购自俄亥俄州哥伦布的迈图专用化学品公司(Momentive Specialty Chemicals Inc.,Columbus,OH))、1份2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(以商品名IRGACURE 651光引发剂购自新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(BASF Corp.,Florham Park,NJ))以及0.75份2-丙基咪唑(以商品名ACTIRON NXJ-60LIQUID购自北卡罗来纳州摩根顿的先创公司(Synthron,Morganton,NC))。将该背衬的10.16cm×114.3cm带粘到15.2cm×121.9cm×1.9cm厚的层合颗粒板材上。使用油灰刀填充背衬编织物并移除过量树脂，采用由以下物质组成的183g/m2酚醛底胶层树脂来涂覆布背衬：52份可熔酚醛树脂(以商品名GP 8339 R-23155B购自佐治亚州亚特兰大的佐治亚太平洋化工公司(Georgia Pacific Chemicals,Atlanta,GA))、45份偏硅酸钙(以商品名WOLLASTOCOAT购自纽约州威尔斯鲍罗的NYCO公司(NYCO Company,Willsboro,NY))以及2.5份水。将磨料颗粒填充到6.35cm×10.16cm的生产工具中，并使用振动和刷子移除过量矿物质，其中：该磨料颗粒为根据美国专利No.8,142,531(Adefris等人)的公开内容制备的成形磨料颗粒，具有标称相等的1.30mm侧边长度、0.27mm厚度以及98度侧壁角度；该生产工具具有一系列竖直取向的三角形开口(其中长度＝1.698mm，宽度＝0.621mm，深度＝1.471mm，底部宽度＝0.363mm)，该开口通常按如图3A-3C所示构造，以矩形阵列(长度方向间距＝2.68mm，宽度方向间距＝1.075mm)分布，并且其长尺寸在相对于背衬纵向尺寸2度角处对齐。将十一个这些工具长端对长端排列并安装到第二个15.2cm×121.9cm×1.9cm厚的颗粒板材上，以确保生成至少111cm的磨料涂层带。在两个层合颗粒板材上，在距离每一端约2.54cm处以及在15.2cm尺寸的中点处，穿过厚度钻出1.0cm直径的孔。构造在每一端处具有0.95cm直径的竖直销子的基座，以接合颗粒板材中的孔，从而先对齐磨料颗粒填充工具的位置(开口侧向上)，再对齐底胶层树脂涂层背衬(涂层侧向下)。将若干弹簧夹具附接到颗粒板材以将结构保持在一起。将夹紧组件从销子上移除，翻转过来(现在背衬涂层侧向上并且工具开口侧向下)并放回到基座上(使用销子保持对齐)。使用锤子重复轻敲层合颗粒板材的背部，将每cm2约35个磨料颗粒转移至底胶层涂层背衬。移除弹簧夹具并从销子上小心移除顶部板材，使得转移的矿物质未在侧边上被打翻。移除条带，并将磨料涂层背衬置于90℃的烘箱中持续1.5小时，以部分固化底胶层树脂。刷上由以下物质组成的复胶树脂(756g/m2)，并将涂层带置于90℃的烘箱中持续1小时，然后在102℃进行8小时的最终固化：29.42份可熔酚醛树脂(以商品名GP 8339 R-23155B购自佐治亚州亚特兰大的佐治亚太平洋化工公司(Georgia Pacific Chemicals,Atlanta,GA))、18.12份水、50.65份冰晶石(以商品名RTN冰晶石购自德克萨斯州休斯顿的TR国际商贸公司(TR International TradingCo.,Houston,TX))、59份40级FRPL棕色氧化铝(购自奥地利菲拉赫的TreibacherSchleifmittel AG公司(Treibacher Schleifmittel AG,Villach,Austria))以及1.81份表面活性剂(以商品名EMULON A购自新泽西州橄榄山的巴斯夫公司(BASF Corp.,MountOlive,NJ))。固化后，使用传统粘合剂接合操作将涂层磨料带转换成束带。
实施例4
实施例4的制备方法与实施例3相同，不同的是工具腔被定位为其长尺寸垂直于背衬的长尺寸。
实施例5
实施例5是实施例4的重复。
磨料带测试
磨料带测试用于评价创造性和对比磨料带的功效。测试带的尺寸为10.16cm×91.44cm。工件为304不锈钢条，将该不锈钢带沿其1.9cm×1.9cm端提供给磨料带。我们使用了直径为20.3cm、硬度计测得肖氏硬度A为70的带锯齿(截面与槽之比为1:1)的橡胶接触轮。该带被驱动至5500SFM。该工件以10磅至15磅(4.53kg至6.8kg)的混合法向力压在带的中心部分上。该测试包括测量工件在研磨15秒后(1次循环)的重量损失。然后将工件冷却并再次测试。该测试在60次测试循环后结束。每次循环后记录切削量(克)。测试结果记录在(下)表2中。
表2
以上获得专利证书的专利申请中所有引用的参考文献、专利或专利申请以一致的方式全文或指定部分以引用方式并入本文中。在并入的参考文献的部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。为了使本领域技术人员能够实现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限定。

Claims (11)

1.一种在树脂涂层背衬上制备图案化磨料层的方法，包括以下步骤：
提供具有带腔分配表面的生产工具，每个腔具有垂直于所述分配表面的纵向腔轴线和沿所述纵向腔轴线的深度D；
选择细长磨料颗粒，所述细长磨料颗粒具有沿纵向颗粒轴线的长度L、沿垂直于所述纵向颗粒轴线的横向轴线的宽度W，并且所述长度L大于所述宽度W，其中所述腔的所述深度D介于0.5L至2L之间；
向所述分配表面提供过量的所述细长磨料颗粒，使得提供的所述细长磨料颗粒比所述腔的数目多；
用设置在各个腔中的细长磨料颗粒来填充所述分配表面中的大多数所述腔，使得每一个所述腔容纳单个所述细长磨料颗粒并且所述纵向颗粒轴线平行于所述纵向腔，并且使得所述细长磨料颗粒的质量中心位于生产工具的所述腔内；
在所述填充步骤之后，从所述分配表面移除所述过量细长磨料颗粒的未设置在腔内的剩余部分；
使所述树脂涂层背衬与所述分配表面对齐，其中所述树脂涂层背衬的树脂层面向所述分配表面；
将所述腔中的所述细长磨料颗粒直接转移至所述树脂涂层背衬，并将所述细长磨料颗粒附接至所述树脂层；以及
移除所述生产工具，以暴露所述树脂涂层背衬上的所述图案化的磨料层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述深度D介于1.1L至1.5L之间，并且被设置在所述腔中的所述细长磨料颗粒在所述生产工具中位于所述分配表面下方。
3.根据权利要求1所述的方法，其包括在所述提供步骤之后使用填充辅助构件使所述细长磨料颗粒在所述分配表面上来回移动，以将所述细长磨料颗粒引导入所述腔中。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述分配表面被定位成允许重力在所述填充步骤期间使所述细长磨料颗粒滑入所述腔中，并且所述分配表面在所述转移步骤期间被倒置，以允许所述重力使所述细长磨料颗粒滑出所述腔。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述转移步骤包括使用接触构件推动所述细长磨料颗粒，以沿所述纵向腔轴线横向地移动所述细长磨料颗粒。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述转移步骤包括将空气吹入所述腔中，以沿所述纵向腔轴线横向地移动所述细长磨料颗粒。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述转移步骤包括振动所述生产工具。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述腔从所述分配表面沿所述纵向腔轴线向内渐缩。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述腔具有围绕所述纵向腔轴线的腔外周边，并且所述细长磨料颗粒具有围绕所述纵向颗粒轴线的磨料颗粒外周边，并且所述腔外周边的形状与所述磨料颗粒外周边的形状匹配。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述细长磨料颗粒包括等边三角形，并且所述细长磨料颗粒的沿所述纵向颗粒轴线的宽度是标称相同的。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述生产工具选自：环形带、薄板、卷材、涂布辊、安装在涂布辊上的套管、和模具中的至少一种。
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