CN107107312A

CN107107312A - 纹理的磨料制品及相关方法

Info

Publication number: CN107107312A
Application number: CN201580053608.3A
Authority: CN
Inventors: 金·E·惠特克
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2014-10-07
Filing date: 2015-10-02
Publication date: 2017-08-29
Anticipated expiration: 2035-10-02
Also published as: EP3204190A1; US9839991B2; JP6567023B2; PT3204190T; WO2016057319A1; EP3204190B1; JP6280292B2; JP2017530023A; JP2018051761A; CN107107312B; US20170282333A1; BR112017007263A2

Abstract

本发明提供了多层磨料制品，该多层磨料制品包括具有成型的特征部的磨料复合物、载体膜和非织造幅材，其中非织造幅材和载体膜具有彼此对准的分立的三维突出部的相应的图案。可压缩的泡沫背衬延伸横跨背对于载体膜的非织造幅材的主表面。还提供了包括磨料复合物、载体膜和非织造幅材的多层磨料制品。非织造幅材和载体膜具有彼此对准的分立的三维突出部的相应图案，并且成型的特征部和非织造幅材的三维突出部具有1∶50至1∶5范围内的平均直径∶平均直径比。

Description

纹理的磨料制品及相关方法

技术领域

本文提供磨料制品及相关方法。所提供的磨料制品可用于表面修整应用，诸如涂漆的机动车的外部的抛光。

背景技术

存在其中需要磨料制品以产生期望的表面光洁度的广泛的工业应用。具体应用包括例如，机动车和船用透明涂层涂饰剂和漆涂饰剂中存在的光泽表面的抛光。其它应用包括金属、木材、塑料以及复合物的表面上的清洁或刮擦操作。为了产生期望的表面光洁度，服务提供方经常使用柔性磨料垫，该柔性磨料垫可通过手或使用机动化动力工具来操纵。此类磨料垫能够以受控方式来移除小缺陷将材料从工件(或基材)的表面移除。

某些磨料制品，一般称作“结构化磨料”制品，已在市面上销售以用于制造和修理光泽表面光洁度。这些制品具有附连到背衬的结构化磨料层，其中结构化磨料层表示多个小的成型的磨料复合物，该磨料复合物的特征在于嵌入聚合物粘合剂的磨料颗粒。成型的磨料复合物可形成为锥体或其它精确的几何形状。此类结构化磨料制品的示例包括由明尼苏达州圣保罗(St.Paul，Minnesota)的3M公司以商品名“TRIZACT”销售的那些结构化磨料制品。

另选地，通过将序列层涂覆到柔性背衬诸如纸上以形成涂覆的磨料来制备磨料制品。例如，最初可将第一树脂沉积在背衬上以提供底胶层。然后添加磨料颗粒并且通过底胶层钉住到背衬。然后将称为复胶层的第二树脂涂覆在底胶层和磨料颗粒两者上。任选地，可以添加另外的涂层。当硬化时，树脂有效地将颗粒固定到背衬。

在许多应用中，柔性磨料制品被水或一些其它液体弄湿，任选地包含表面活性剂，该表面活性剂用于润滑并且将尘屑和碎屑从研磨表面移除。当进行这些所谓的润湿砂磨操作时，已知两个问题将出现。第一个已知为“静摩擦”，其中由于表面张力，潮湿磨料趋于粘结并且“粘着”到工件的现象。静摩擦可导致使用者对研磨操作失去控制和因此对工件的损坏。第二个是滑水，这当磨料和工件被液体的薄层隔开时发生。这可导致磨料在表面上滑动而不直接接触工件，从而降低了切割性能。

发明内容

所提供的磨料制品通过沿着多个通道动态地重新分布存在于磨料-基材界面处的液体解决了静摩擦和滑水的问题，该多个通道沿着制品的工作表面设置。这些通道通过将结构化磨料层成层到薄载体膜上形成，该薄载体膜联接至纹理的非织造幅材，并且然后设置在泡沫背衬上。表面纹理由非织造幅材穿过载体膜和结构化磨料层形成，从而管理界面处液体和尘屑的积聚。载体膜还提供了磨料层的改善的结构完整性，尤其当处于张力下时。

在一个方面，提供一种磨料制品。磨料制品包括：载体膜，该载体膜具有相对的第一主表面和第二主表面；磨料复合物，该磨料复合物包含多个成型的特征部，该磨料复合物设置在载体膜的第一主表面上；非织造幅材，该非织造幅材设置在载体膜的第二主表面上，其中非织造幅材和载体膜具有彼此对准的分立的三维突出部的相应的图案；和泡沫背衬，该泡沫背衬延伸横跨背对于载体膜的非织造幅材的主表面，其中泡沫背衬是可弹性压缩的。

在另一方面，磨料制品包括：载体膜，该载体膜具有相对的第一主表面和第二主表面；磨料复合物，该磨料复合物包含多个成型的特征部，该磨料复合物设置在载体膜的第一主表面上；以及非织造幅材，该非织造幅材设置在载体膜的第二主表面上，其中非织造幅材和载体膜具有彼此对准的分立的三维突出部的相应的图案，其中磨料复合物的成型的特征部和非织造幅材的三维突出部具有1∶50至1∶5范围内的平均直径∶平均直径比。

在另一方面，提供了使用所提供的磨料制品研磨基材的方法，该方法包括：将液体施加至磨料制品或基材；以及将磨料制品放置成与基材摩擦接触，由此三维突出部的图案提供沿着位于磨料复合物和基材之间的界面动态地分布液体的通道。

在另一方面，提供了制备磨料制品的方法，该方法包括：将磨料复合物设置在可适形的载体膜上以提供涂覆的磨料层；以及将涂覆的磨料层设置在具有三维突出部的图案的非织造幅材上以将三维突出部的图案转移到远离非织造幅材的涂覆的磨料层的主表面上。

附图说明

图1A是根据第一示例性实施方案的多层磨料制品的分解的正视剖视图；

图1B是图1A的磨料制品的一部分的放大图。

图2是图1A和图1B的磨料制品的正视剖视图，其中该磨料制品的层塌缩；以及

图3是根据第二示例性实施方案的磨料制品的正视剖视图。

图4是根据第三示例性实施方案的磨料制品的正视剖视图。

图5是原型磨料制品的形貌表示图。

图6和图7示出了从图5的磨料制品的剖视轮廓取得的各种测量。

定义

如本文所用：

“可压缩的”意指在施加通常在研磨操作中遇到的正常压缩力时能够降低体积；

“直径”是指当正常地投射到磨料制品的平面的工作表面时，给定形状或对象的最长尺寸；

“弹性的”意指如被拉伸或压缩后能够恢复到原来的形状或位置；以及

“三维”意指具有凸起部分和凹入部分。

具体实施方式

图1A示出了在下文中由数字100命名的示例性多层磨料制品的组成层。在未按比例绘制的图1A中，磨料制品100包括以加固的片状构型彼此联接的多个层。

表示磨料制品100的工作表面是柔性磨料层102。如图所示，柔性磨料层102包括具有相对的第一主表面105和第二主表面107的载体膜104。设置在第一主表面105上的是多个成型的磨料复合物106。磨料复合物106大致由与粘结剂均匀地混合以形成浆液的磨料颗粒组成，该浆液然后在背衬的表面上硬化。粘结剂本身优选地是可侵蚀的，使得即使在使用期间，柔性磨料层102逐渐磨损时，磨料颗粒和基材之间的直接摩擦接触可保持。

关于用于制备磨料复合物的材料和方法的详细信息大致可见于，例如美国专利4,927,431(Buchanan等人)；5,014,468(Ravipati等人)；5,378,251(Culler等人)；5,942,015(Culler等人)；6,261,682(Law)；以及6,277,160(Stubbs等人)；6,929,539(Annen等人)；以及美国专利公开2003/0207659(Annen等人)。

图1B更详细地示出了通过贴靠载体膜104模制结构化磨料形成的磨料复合物106。通过混合磨料颗粒108和合适的粘结剂树脂的可硬化前体(或粘结剂前体110)的浆料，在载体膜104和可剥离的模具或图案之间浇铸浆料，然后硬化粘结剂前体以产生附连到载体膜104的小且精确重复的磨料复合物106的阵列来大致制备结构化磨料制品。粘结剂的硬化可通过暴露于能量源实现。此类能量源可包括例如，来源于电子束、紫外线或可见光的热能和辐射能。三维突出部的相应的图案优选地是模制的重复的图案。

磨料颗粒不受到任何具体限制并且可由本领域中已知的多种硬矿物质中任一种构成。合适的磨料颗粒的示例包括，例如熔融氧化铝、经热处理的氧化铝、白色熔融氧化铝、黑色碳化硅、绿色碳化硅、二硼化钛、碳化硼、氮化硅、碳化钨、碳化钛、金刚石、立方氮化硼、六方氮化硼、石榴石、熔融氧化铝-氧化锆、基于氧化铝的溶胶凝胶衍生的磨料颗粒、硅石、氧化铁、氧化铬、二氧化铈、氧化锆、二氧化钛、氧化锡、γ氧化铝及它们的组合。氧化铝磨料颗粒可包含金属氧化物改性剂。金刚石和立方氮化硼磨料颗粒可以是单晶的或多晶的。

在几乎所有情况下都存在磨料颗粒粒度范围或磨料颗粒粒度分布。磨料颗粒的数均粒度可介于0.001微米和约300微米之间、介于约0.01微米和约250微米之间、或介于约0.02微米和约100微米之间的范围内。在此，磨料颗粒的粒度通过磨料颗粒的最长尺寸来测量。

载体膜104也未具体受限，但优选地具有足以允许磨料颗粒108和待研磨的基材之间的基本接触的柔性和适形能力。例如，载体膜104可由聚合物膜、涂底漆的聚合物膜、金属箔、布料、纸张、硫化纤维、非织造织物和它们的经处理的型式和它们的组合。合适的载体膜例如包括弹性体聚氨酯膜。

在一些实施方案中，载体膜104具有在它的主表面上大致均匀的厚度。背衬的平均厚度可以是至少10微米、至少20微米、至少50微米、至少60微米或至少75微米。在上端上，背衬的平均厚度可以是至多200微米、至多150微米、至多100微米、至多75微米或至多50微米。为了增强磨料涂层和载体膜104之间的粘附，载体膜104可化学地涂底漆或以其它方式进行表面处理，例如通过电晕处理、UV处理、电子束处理、火焰处理或表面粗糙化。

任选地并且如图1A中进一步示出，通过第一粘合剂层112，柔性磨料层102粘接性地联接至它下面的层。在该示例性实施方案中，第一粘合剂层112沿着它的第二主表面107接触载体膜104并且将载体膜104联接至非织造幅材114。虽然在此未示出，载体膜104还可以直接层合至非织造幅材114的第二主表面107，其中载体膜104和非织造幅材114通过界面处的聚合物链缠结互相固定。

图1A中示出，非织造幅材114是纹理的非织造幅材，该非织造幅材具有面朝柔性磨料层102的结构化主表面。结构化主表面具有三维图案，该三维图案充分地突出以在它的相邻层上产生叠加的、共形的图案。在示例性实施方案中，三维图案由分立的突出部的二维阵列表示。在示例性实施方案中，三维图案的特征部通过多个相交的通道彼此分开，该多个相交的通道平行于第一主表面105和第二主表面107延伸。

与实际磨料制品相关联的突出部的三维图案在图5中示出，并且在实施例部分更详细地描述。使用MikroCAD Lite Fringe Projection 3D轮廓曲线仪(德国柏林的GF测量技术公司(GF Messtechnik GmbH，Berlin，Germany))获得图5的图像。如图所示，突出部表示为在磨料制品的工作表面上散布的点的二维交错阵列。

优选的是载体膜104和磨料复合物106二者是柔性且相当薄的，使得磨料层102部分地或完全地呈现下面的非织造幅材114的形状和表面纹理。因此，非织造幅材114和载体膜104具有彼此对准的分立的三维突出部的相应的图案。

三维突出部可采取多个不同形状的任一个的形式。形状可包括由半球、锥体、柱、棱柱或其它几何形状以及它们的组合表示的凸出形状。形状可以是本质上不规则的。例如，突出部可看起来为具有不规则边界的岛，并且任选地具有形状和/或尺寸的分布。边界本身可能未被明确定义；例如，突出部可具有倾斜的侧壁。

三维突出部的高度理想地是均匀的，但实际上趋于围绕平均值显著变化。这是明显的，例如在使用相同的轮廓曲线仪获得的图6和图7的高度轮廓中，该高度轮廓显示来自成型的磨料复合物的高度尺寸中的小振荡叠加在来自载体膜104的下面的非织造幅材114的三维突出部的大振荡上。根据这些轮廓，明显的是三维突出部(例如，图6中的D₁、D₂和D₃)的直径以及它们的高度(例如，图7中的H₁、H₂和H₃)二者均存在变化。

观察到磨料制品100的性能部分地取决于三维突出部的纵横比-即它们的平均高度与它们的平均直径的比率。在一些实施方案中，非织造幅材114的三维突出部具有至少1∶200、至少1∶175、至少1∶150、至少1∶140或至少1∶130的平均高度∶平均直径比。在一些实施方案中，非织造幅材114的三维突出部具有至多1∶25、至多1∶35、至多1∶50、至多1∶85或至多1∶100的平均高度：平均直径比。

如图6-图7中进一步所示，磨料复合物106的成型的特征部基本上小于非织造幅材114的三维突出部，从而使得非织造幅材114的三维图案能够在磨料制品100的工作表面处表达。在优选的实施方案中，磨料复合物的成型的特征部和非织造幅材的三维突出部具有至少1∶50、至少1∶45、至少1∶40、至少1∶35或至少1∶30的平均直径∶平均直径比。在相同或另选的实施方案中，磨料复合物的成型的特征部和非织造幅材的三维突出部可具有至多1∶5、至多1∶7、至多1∶10、至多1∶15或至多1∶20的平均直径∶平均直径比。

有用的非织造幅材包括例如，网状开孔纤维幅材，其中纤维通过粘结剂以网格状图案粘结在一起(例如，通过干燥和/或固化粘结剂前体材料形成)。非织造幅材可由，例如，充气构造(如美国专利2,958,593(Hoover等人)中所描述)、梳理和交叉错叠构造或熔喷构造制成。有用的纤维包含天然纤维和合成纤维，以及它们的共混物。有用的合成纤维包含，例如，由聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、高弹或低弹尼龙(例如，六亚甲基己二酰胺、聚已内酰胺)、聚丙烯、丙烯酸(由丙烯腈聚合物形成)、人造丝、乙酸纤维素、乙烯基丙烯腈的氯化共聚物以及其它材料制成的那些纤维。适当的天然纤维包含来自于棉花、羊毛、黄麻和大麻的那些纤维。

在一些实施方案中，非织造幅材114是可压缩的。在相同或另选的实施方案中，非织造纤维的直径可例如小于或等于1、2、4、6、10、13、17、70、110、120或200旦尼尔，但这并不是必要条件。

最终，图1A中示出的最后两层是第二粘合剂层116和泡沫背衬118，该第二粘合剂层116延伸横跨与第一粘合剂层112相背对的非织造幅材114。第二粘合剂层116将非织造幅材114联接至泡沫背衬118。如前，非织造幅材114可任选地直接层合至泡沫背衬118而无需第二粘合剂层116。

在某些实施方案中，第一粘合剂层112和第二粘合剂层116中任一个或两者包括压敏粘合剂。

泡沫背衬118一般来讲是可压缩的泡沫。此类泡沫可由在本领域中已知的多种可压缩泡沫材料中任一种形成。在一些实施方案中，泡沫由弹性材料制成，使得泡沫是可弹性压缩的。弹性泡沫包括，例如，氯丁二烯橡胶泡沫、乙烯/丙烯橡胶泡沫、丁基橡胶泡沫、聚丁二烯泡沫、聚异戊二烯泡沫、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)聚合物泡沫、聚氨酯泡沫、乙烯-醋酸乙烯泡沫、氯丁橡胶泡沫以及苯乙烯/丁二烯共聚物泡沫。其它有用的泡沫可包括热塑性泡沫，诸如例如，聚乙烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚丁烯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚酰胺泡沫、聚酯泡沫以及增塑聚氯乙烯泡沫。

泡沫背衬118可以是开孔或闭孔的。如果磨料制品100旨在与液体一起使用，则具有足以允许液体进入的孔隙率的开孔泡沫是优选的。开孔泡沫使水或一些其它液体能够通过泡沫背衬118输送，优选地沿着正交和横向两个方向(即，分别垂直和平行于磨料制品100的工作表面)。有用的开孔泡沫的具体示例为由美国明尼苏达州明尼阿波利斯的音必公司(Illbruck，Inc.，Minneapolis，Minnesota)以商品名“R 200U”、“R 400U”、“R 600U”以及“EF3-700C”销售的聚酯聚氨酯泡沫。

具体地，合适的开孔泡沫可具有至少15个/厘米、至少16个/厘米、至少17个/厘米、至少18个/厘米、至少19个/厘米或至少20个/厘米的数均孔计数。此外，这些开孔泡沫可具有至多40个/厘米、至多38个/厘米、至多36个/厘米、至多34个/厘米、至多32个/厘米或至多30个/厘米的数均孔计数。当经受至少3,500帕斯卡尔、至少7,000帕斯卡尔、至少10,000帕斯卡尔、至少15,000帕斯卡尔或至少20,000帕斯卡尔的单轴压缩应力时，这些相同的泡沫可显示25％压缩。此外，当经受至多138,000帕斯卡尔、至多120,000帕斯卡尔、至多110,000帕斯卡尔、至多100,000帕斯卡尔或至多82,000帕斯卡尔的单轴压缩应力时，这些泡沫可显示25％压缩。

图2示出了磨料制品100，其中它的层显示塌缩，该层包括磨料层102、非织造幅材114、第一粘合剂层112和第二粘合剂层116以及泡沫背衬118。

应当理解磨料制品100可以本领域的技术人员使用的多种形式中的任一种提供。例如，磨料制品100可提供为用于手动砂磨的片材或另选地以可释放的方式紧固至动力工具的带或盘。根据手边的应用，磨料制品100也可以任何给定的尺寸提供。

图3示出了根据另一示例性实施方案的磨料制品200。磨料制品200具有与磨料制品100相同的基本上所有组成层，但还包括附接界面层220。附接界面层220可以粘接方式、以化学方式或以机械方式附接至邻近的泡沫背衬218。

附接界面层220有利于磨料制品200附接至支撑结构，诸如例如支撑垫或砂磨块。在示例性应用诸如机动车修整应用中，支撑垫可固定至转动或轨道动力工具。附接界面层220可以是例如压敏粘合剂层、双面粘合带、用于钩环式附接的环织物(loop fabric)，如在此所示(例如，用于接合具有附连至其上的钩状结构的支撑垫或支承垫)。另选地，附接界面层220可包括用于钩环式附接的钩状结构(例如，用于接合具有附连至其上的环织物(looped fabric)的支撑垫或支承垫)或相互啮合的附接界面层(例如，蘑菇型互锁紧固件，该蘑菇型互锁紧固件被设计成在支撑垫或支承垫上接合另一个蘑菇型互锁紧固件)。与此类附接界面层相关联的示例性选择和优点在美国专利5,152,917(Pieper等人)；5,254,194(Ott)；5,201,101(Rouser等人)；以及6,846,232(Braunschweig等人)以及美国专利公布2003/0022604(Annen等人)中有所描述。

图4示出了说明不含泡沫背衬的另一个实施方案的磨料制品300。如图所示，磨料制品300具有磨料制品200的基本上所有特征部，包括柔性磨料层302、夹在第一粘合剂层312和第二粘合剂层316之间的非织造幅材314以及附接界面层320。与先前实施方案不同，然而，第二粘合剂层316设置在非织造幅材314和附接界面层320之间，从而粘合性地将这两层彼此直接联接。

虽然泡沫背衬在此未呈现，泡沫背衬可提供在磨料制品300所附接至的可重复使用的支撑垫上。有利地，这提供了非常类似于先前实施方案中的那些的最终组件，同时将主要部件和相关联的成本转移至动力工具。因为泡沫背衬通常是非常耐用的并且将泡沫背衬包括到一次性磨料制品中的成本经常是显著的，所以图4的简化构型可随着时间的推移为使用者提供大量的成本节约。

其它选择和相关联的优点也是可能的。例如，如在与本申请同一天提交的共同未决的美国临时专利申请“ABRASIVE ARTICLE AND RELATED METHODS(磨料制品及相关方法)”序列号62/060651(Carter)中所述，本文的磨料制品可具有延伸横跨它们的工作表面的一个或多个更深穿透的狭缝以进一步增强磨料-基材界面处的液体分布。

所提供的磨料制品可用于通过手工操作或结合动力工具，诸如例如旋转磨砂机、轨道磨砂机或带式磨砂机研磨(包括修整)基材。

所提供的磨料制品可用于使用本领域的技术人员已知的多种常规方法中任一种来提供期望的表面光洁度。使用的一种方法例如包括将液体施加至磨料制品或基材，并且然后将柔性磨料制品放置成与基材摩擦接触。磨料制品可相对于基材旋转、平移或旋转和平移两者以研磨基材的表面。根据使用者的技术或所使用的动力工具的类型，在使用期间，磨料制品可任选地相对于基材，以振荡或偏心图案在基材上滑动。

当所提供的磨料制品被放置成与基材摩擦接触时，发现三维突出部的图案提供沿着位于磨料复合物和基材之间的界面动态地分布液体的通道。基于三维突出部的有利的几何结构，可将足够的液体保持在柔性磨料层上以缓解或消除静摩擦的问题。在研磨操作期间，当将压力施加至可透过的背衬时，迫使液体和尘屑进入通道，从而有利于它们从界面的过度润湿的部分转移并且朝向界面的相对较干的部分转移。因此，通过产生在磨料制品的工作表面上渗透的互连通路，三维突出部控制磨料界面处液体/尘屑的积聚并且避免滑水的不期望的效应。

虽然不旨在是详尽的，磨料制品及其方法通过实施方案A-AH的以下列表进一步举例说明：

A.一种磨料制品，包括：载体膜，该载体膜具有相对的第一主表面和第二主表面；磨料复合物，该磨料复合物包含多个成型的特征部，该磨料复合物设置在载体膜的第一主表面上；非织造幅材，该非织造幅材设置在载体膜的第二主表面上，其中非织造幅材和载体膜具有彼此对准的分立的三维突出部的相应的图案；和泡沫背衬，该泡沫背衬延伸横跨背对于载体膜的非织造幅材的主表面，其中泡沫背衬是可弹性压缩的。

B.根据实施方案A所述的磨料制品，其中磨料复合物的成型的特征部和非织造幅材的三维突出部具有1∶50至1∶5范围内的平均直径∶平均直径比。

C.根据实施方案B所述的磨料制品，其中磨料复合物的成型的特征部和非织造幅材的三维突出部具有1∶40至1∶10范围内的平均直径∶平均直径比。

D.根据实施方案C所述的磨料制品，其中磨料复合物的成型的特征部和非织造幅材的三维突出部具有1∶30至1∶20范围内的平均直径∶平均直径比。

E.一种磨料制品，包括：载体膜，该载体膜具有相对的第一主表面和第二主表面；磨料复合物，该磨料复合物包含多个成型的特征部，该磨料复合物设置在载体膜的第一主表面上；和非织造幅材，该非织造幅材设置在载体膜的第二主表面上，其中非织造幅材和载体膜具有彼此对准的分立的三维突出部的相应的图案，其中磨料复合物的成型的特征部和非织造幅材的三维突出部具有1∶50至1∶5范围内的平均直径∶平均直径比。

F.根据实施方案E所述的磨料制品，其中磨料复合物的成型的特征部和非织造幅材的三维突出部具有1∶40至1∶10范围内的平均直径∶平均直径比。

G.根据实施方案F所述的磨料制品，其中磨料复合物的成型的特征部和非织造幅材的三维突出部具有1∶20至1∶30范围内的平均直径∶平均直径比。

H.根据实施方案E-G中任一项所述的磨料制品，还包括附接界面层，该附接界面层延伸横跨背对于载体膜的非织造幅材的主表面。

I.根据实施方案A-H中任一项所述的磨料制品，还包括延伸横跨载体膜的第二主表面的第一粘合剂层，第一粘合剂层将载体膜和非织造幅材彼此联接。

J.根据实施方案A-D中任一项所述的磨料制品，还包括设置在非织造幅材和泡沫背衬之间的第二粘合剂层，第二粘合剂层将非织造幅材和泡沫背衬彼此联接。

K.根据实施方案H所述的磨料制品，还包括设置在非织造幅材和附接界面层之间的第二粘合剂层，第二粘合剂层将非织造幅材和附接界面层彼此联接。

L.根据实施方案A-K中任一项所述的磨料制品，其中三维突出部的相应的图案是重复的图案。

M.根据实施方案L所述的磨料制品，其中非织造幅材的三维突出部具有预限定的形状，该形状选自由以下项构成的组：半球、柱、锥体、棱柱及它们的组合。

N.根据实施方案A-M中任一项所述的磨料制品，其中非织造幅材是可压缩的。

O.根据实施方案A-N中任一项所述的磨料制品，其中非织造幅材包括网状非织造材料。

P.根据实施方案A-O中任一项所述的磨料制品，其中三维突出部具有1∶200至1∶25范围内的平均高度：平均直径比。

Q.根据实施方案P所述的磨料制品，其中三维突出部具有1∶150至1∶50范围内的平均高度∶平均直径比。

R.根据实施方案Q所述的磨料制品，其中三维突出部具有1∶130至1∶100范围内的平均高度∶平均直径比。

S.根据实施方案A-R中任一项所述的磨料制品，其中载体膜是适形的。

T.根据实施方案S所述的磨料制品，其中载体膜包括聚氨酯膜。

U.根据实施方案T所述的磨料制品，其中聚氨酯膜具有10微米至200微米范围内的厚度。

V.根据实施方案U所述的磨料制品，其中聚氨酯载体膜具有15微米至100微米范围内的厚度。

W.根据实施方案V所述的磨料制品，其中聚氨酯载体膜具有20微米至50微米范围内的厚度。

X.根据实施方案A-W中任一项所述的磨料制品，其中泡沫背衬包括开孔聚氨酯泡沫。

Y.根据实施方案X所述的磨料制品，其中开孔聚氨酯泡沫具有15个/厘米至40个/厘米范围内的数均孔计数。

Z.根据实施方案Y所述的磨料制品，其中开孔聚氨酯泡沫具有17个/厘米至36个/厘米范围内的数均孔计数。

AA.根据实施方案Z所述的磨料制品，其中开孔聚氨酯泡沫具有20个/厘米至0个/厘米范围内的数均孔计数。

AB.根据实施方案X-AA中任一项所述的磨料制品，其中当经受3,500帕斯卡尔至138,000帕斯卡尔范围内的单轴压缩应力时，开孔聚氨酯泡沫显示25％的压缩。

AC.根据实施方案AB所述的磨料制品，其中当经受10,000帕斯卡尔至110,000帕斯卡尔范围内的单轴压缩应力时，开孔聚氨酯泡沫显示25％的压缩。

AD.根据实施方案AC所述的磨料制品，其中当经受20,000帕斯卡尔至82,000帕斯卡尔范围内的单轴压缩应力时，开孔聚氨酯泡沫显示25％的压缩。

AE.根据实施方案A-AD中任一项所述的磨料制品，还包括附接界面层，该附接界面层设置在背对于载体膜的非织造幅材的主表面上。

AF.一种使用根据实施方案A-AE中任一项所述的磨料制品来研磨基材的方法，该方法包括：将液体施加至磨料制品或基材；以及将磨料制品放置成与基材摩擦接触，由此三维突出部的图案提供沿着位于磨料复合物和基材之间的界面动态地分布液体的通道。

AG.一种制备磨料制品的方法，包括：将磨料复合物设置在可适形的载体膜上以提供涂覆的磨料层；以及将涂覆的磨料层设置在具有三维突出部的图案的非织造幅材上以将三维突出部的图案转移到远离非织造幅材的涂覆的磨料层的主表面。

AH.根据实施方案AG所述的方法，还包括将附接界面层设置在背对于涂覆的磨料层的非织造幅材的主表面上以允许磨料制品和动力工具之间可剥离的联接。

实施例

除非另外注明，在这些示例和说明书其余部分中的所有份数、百分比、比率等均按重量计，并且示例中使用的所有试剂均得自(或可得自)普通化学品供应商，诸如例如密苏里州圣路易斯西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Company，Saint Louis，Missouri)，或者可以通过常规方法合成。

下面的缩写用于描述示例：

℃：摄氏度

密耳： 10^-3英寸

μm：微米

ft/min：英寸/分钟

m/min：米/分钟

mm：毫米

cm：厘米

kPa：千帕斯卡尔

psi：磅/平方英寸

s：秒

UV：紫外线

W/in：瓦特/英寸

W/cm：瓦特/厘米

A-174：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，可以商品名“SILQUEST A174”购自俄亥俄州哥伦布的迈图公司(Momentive，Columbus，OH)。

GC2500：等级JIS 2500的碳化硅磨料矿石，可以商品名“GC2500”商购自俄勒冈州图拉丁的富士美公司(Fujimi Corp.，Tualatin，OR)。

SR339：2-苯氧乙基丙烯酸酯单体，以商品名“SR339”购自宾夕法尼亚州埃克斯顿的沙多玛公司(Sartomer Company，Exton，Pennsylvania)。

SR351：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，可以商品名“SR351H”购自沙多玛公司。

TPO-L：酰基膦氧化物，可以商品名“LUCERIN TPO-L”商购自新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(BASF Corp.of Florham Park，New Jersey)。

制备磨料浆液AS-1

通过在20℃下均一地分散以下组分30分钟来制备树脂预混物：

AS-1

在21℃下使用高速剪切混合器将958克的GC2500用15分钟均一地分散到600克的树脂预混物中，之后将浆液加热至60℃，静置2小时，然后冷却回21℃。

制备微复制型的模具MRT1

使用金刚石车削机，将对应于美国专利6,200,840的图4中看到的微复制型的磨料图案的压痕雕刻到镀镍原模的平面的30cm的部分中。然后将雕刻部分顺序地焊接在一起，其中每个部分的沟槽与邻近部分的沟槽接续，并且所得单个原模附连至鼓。然后将聚丙烯树脂浇铸到原模上并在压料辊之间挤出并且冷却，从而产生柔性聚合物生产工具的片材。在对应于微复制型的磨料图案的反转图案的聚合物生产工具的表面上形成腔体的阵列。

实施例1

通过刮刀涂布法将磨料浆液AS-1施加至微复制型的聚丙烯模具MRT-1上，涂布重量为约5.5mg/cm²。在600W/in(236W/cm)、70ft/min(21.3m/min)的线速度和60psi(413.7kPa)的辊隙压力下，将浆液填充的聚丙烯模具在压料辊中接触到可以商品名TEGADERM从明尼苏达州圣保罗的3M公司商购获得的聚氨酯弹性体膜上，并且使用具有两个“D”型灯泡的UV处理器UV固化，该UV处理器来自马里兰州盖塞斯堡的融合系统公司(FusionSystems Inc.，Gaithersburg，Maryland)。随后移除模具以将微复制型的磨料涂层暴露至载体膜上。

具有大约4mm宽度、3mm长度和85μm高度的尺寸的突出部的非织造幅材，诸如图5中所见，可以产品号“2EO70V40P50M10，”商购自英国累斯特郡欣克利的N.R.Spuntech工业公司(N.R.Spuntech Industries Ltd.，Hinckley，Leics.，UK)，具有粘合剂层施加至两个表面上，该粘合剂层可以商品名“HS300LSE”商购自明尼苏达州圣保罗的3M公司。然后将可以商品名“HYPUR-CEL S0601”购自西弗吉尼亚州亨廷顿的Rubberlite公司(RubberliteInc.，Huntington，West Virginia)的90密耳(2.29mm)的聚氨酯泡沫层层合至非织造幅材的一个表面上然后将磨料膜施加至非织造幅材的第二表面的第二表面。将可以商品名“HOOKIT支撑垫，零件号05551”商购自明尼苏达州圣保罗的3M公司的刷状尼龙附接系统附接至泡沫的第二表面。

实施例2

如实施例1中所描述制备实施例2，不同之处在于来自实施例1的非织造幅材被具有大约5mm宽度、5mm长度和50μm高度的尺寸的突出部的非织造材料(以商品号“2SQ70V40P50M10”商购自英国累斯特郡欣克利的N.R.Spuntech工业公司)取代。

实施例3

如实施例1中所描述制备实施例3，不同之处在于来自实施例1的非织造幅材被具有大约3mm宽度、3mm长度和30μm高度的尺寸的突出部的非织造材料(以商品号“13SD50V50P40Y10”商购自英国累斯特郡欣克利的N.R.Spuntech工业公司)取代。

比较例A

如实施例1中所描述制备比较例A，不同之处在于聚氨酯膜被聚氨酯泡沫取代，该聚氨酯泡沫可以商品名“HYPUR-CEL S0601”购自西弗吉尼亚州亨廷顿的Rubberlite公司。

切割测试

针对切割测试，从实施例1、实施例2和比较例A冲切6-英寸(15.4cm)直径的圆盘。

在具有“NEXA 6690”型的清漆涂层的50cm乘50cm(19.6英寸乘19.英寸)的黑色漆的冷辊钢测试面板进行磨料性能测试，该测试面板获自宾夕法尼亚州匹兹堡的PPG工业公司(PPG Industries，Inc.，Pitts，PA)。在进行测试之前24小时喷涂面板。将6英寸(15.2cm)的直径、商品名为“260L P1200HOOKIT FINISHING FILM”的砂磨盘附接到同等大小的“HOOKIT SOFT INTERFACE PAD，零件号05777”，HOOKIT SOFT INTERFACE PAD继而附接到“HOOKIT BACKUP PAD，零件号05551”。该盘附接至双功能气动式磨砂机(可以商品名“RA150A”购自意大利的路贝狮公司(Rupes S.p.A.，Italy))。将面板预磨损1分钟。然后使用微纤维布擦拭磨损的面板并称重。260L修整膜和软界面垫被来自实施例1和比较例A的样品盘替代，用大约6ml的水轻轻喷涂面板，并且每分钟重复砂磨，持续10分钟。每分钟后，清洁面板、称重并且使用类似于最初喷涂的体积的水再次喷涂。这在每个实施例的4个样品盘上进行。通过总计从每个样品盘的每分钟记录的重量减去面板的最初重量并且然后除以所用样品盘的数量来计算以克计的平均切割速率。这显示在表1中。通过连续地总计来自表1的每分钟的切割量与前一分钟的切割量来计算以克计的累积切割量。例如，将2分钟处测量的切割量加至1分钟处测量的切割量以给出2分钟处的累积切割量。每10分钟重复一次，并且报告在表2中。测试期间制成的观察结果提供于表2中。

表1-以克计的平均切割量

	实施例1	实施例2	实施例3	比较例A
					1分钟	0.36	0.26	0.27	0.48
2分钟	0.30	0.17	0.13	0.21
					3分钟	0.29	0.11	0.09	0.16
4分钟	0.27	0.09	0.07	0.12
					5分钟	0.24	0.09	0.06	0.10
6分钟	0.22	0.06	0.07	0.07
					7分钟	0.21	0.06	0.05	0.08
8分钟	0.19	0.05	0.05	0.07
					9分钟	0.16	0.03	0.03	0.06
10分钟	0.13	0.04	0.03	0.05

表2-以克计的累积切割量和观察结果

上述的所有专利和专利申请均由本文明确以引用方式并入。尽管本文已参考具体实施方案描述本发明，但应当理解，这些实施方案仅示例性地表示本发明的原理和应用。对于本领域的技术人员将显而易见的是，在未脱离本发明的实质和范围的情况下，可对本发明的方法和设备作出各种修改和变型。因此，预期的是本发明包括在所附权利要求及它们的等同物的范围内的修改和变型。

Claims

1.一种磨料制品，所述磨料制品包括：

载体膜，所述载体膜具有相对的第一主表面和第二主表面；

磨料复合物，所述磨料复合物包含多个成型的特征部，所述磨料复合物设置在所述载体膜的所述第一主表面上；

非织造幅材，所述非织造幅材设置在所述载体膜的所述第二主表面上，其中所述非织造幅材和所述载体膜具有彼此对准的分立的三维突出部的相应的图案；和

泡沫背衬，所述泡沫背衬延伸横跨背对于所述载体膜的所述非织造幅材的主表面，其中所述泡沫背衬是可弹性压缩的。

2.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述磨料复合物的所述成型的特征部和所述非织造幅材的三维突出部具有1∶50至1∶5范围内的平均直径∶平均直径比。

3.根据权利要求2所述的磨料制品，其中所述磨料复合物的所述成型的特征部和所述非织造幅材的三维突出部具有1∶20至1∶30范围内的平均直径∶平均直径比。

4.一种磨料制品，所述磨料制品包括：

载体膜，所述载体膜具有相对的第一主表面和第二主表面；

磨料复合物，所述磨料复合物包含多个成型的特征部，所述磨料复合物设置在所述载体膜的所述第一主表面上；和

非织造幅材，所述非织造幅材设置在所述载体膜的所述第二主表面上，其中所述非织造幅材和所述载体膜具有彼此对准的分立的三维突出部的相应图案，其中所述磨料复合物的所述成型的特征部和所述非织造幅材的三维突出部具有1∶5至1∶50范围内的平均直径∶平均直径比。

5.根据权利要求4所述的磨料制品，其中所述磨料复合物的所述成型的特征部和所述非织造幅材的三维突出部具有1∶30至1∶20范围内的平均直径∶平均直径比。

6.根据权利要求4或5所述的磨料制品，还包括附接界面层，所述附接界面层延伸横跨背对于所述载体膜的所述非织造幅材的主表面。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的磨料制品，还包括延伸横跨所述载体膜的所述第二主表面的第一粘合剂层，所述第一粘合剂层将所述载体膜和所述非织造幅材彼此联接。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的磨料制品，还包括设置在所述非织造幅材和所述泡沫背衬之间的第二粘合剂层，所述第二粘合剂层将所述非织造幅材和所述泡沫背衬彼此联接。

9.根据权利要求6所述的磨料制品，还包括设置在所述非织造幅材和所述附接界面层之间的第二粘合剂层，所述第二粘合剂层将所述非织造幅材和所述附接界面层彼此联接。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的磨料制品，其中所述三维突出部具有1∶200至1∶25范围内的平均高度∶平均直径比。

11.根据权利要求10所述的磨料制品，其中所述三维突出部具有1∶130至1∶100范围内的平均高度∶平均直径比。

12.根据权利要求1-1l中任一项所述的磨料制品，还包括附接界面层，所述附接界面层设置在背对于所述载体膜的所述非织造幅材的主表面上。

13.一种使用根据权利要求1-12中任一项所述的磨料制品研磨基材的方法，所述方法包括：

将液体施加至所述磨料制品或所述基材；以及

将所述磨料制品放置成与所述基材摩擦接触，由此三维突出部的所述图案提供沿着位于所述磨料复合物和所述基材之间的界面动态地分布所述液体的通道。

14.一种制备磨料制品的方法，所述方法包括：

将磨料复合物设置在可适形的载体膜上以提供涂覆的磨料层；以及

将所述涂覆的磨料层设置在具有三维突出部的图案的非织造幅材上以将三维突出部的所述图案转移到远离所述非织造幅材的所述涂覆的磨料层的主表面上。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括将附接界面层设置在背对于所述涂覆的磨料层的所述非织造幅材的主表面上以允许所述磨料制品和动力工具之间可剥离的联接。