CN107427991B - 带涂层磨料制品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带涂层磨料制品,其包括背衬、底胶层、粉碎磨料颗粒和复胶层。所述粉碎磨料颗粒包括:35重量%至100重量%的具有第一组合物和第一粒级的初始粉碎磨料颗粒,其中大部分初始粉碎磨料颗粒是板状粉碎磨料颗粒,并且其中每个板状粉碎磨料颗粒具有相应的长度、宽度和厚度;以及0重量%至65重量%的具有第二组合物和第二粒级的粉碎填料颗粒。第一组合物和第二组合物和/或第一粒级和第二粒级不同。所述带涂层磨料制品具有预期用途的方向,所述带涂层磨料制品的大部分板状粉碎磨料颗粒被定位成其厚度大体上平行于预期用途的方向取向。还公开了一种制备带涂层磨料制品的方法。

Description

带涂层磨料制品及其制备方法
技术领域
本公开广义地涉及带涂层磨料制品及其制备和使用方法。
背景技术
带涂层磨料制品通常通过将磨料颗粒静电涂覆(e-coat)到背衬上的底胶层前体(在本领域中还被称为“底胶”)上或将磨料颗粒(在本领域中还被称为磨料粒子)滴涂到底胶层前体上,然后将底胶层前体固化以形成底胶层,从而产生底胶层(本领域中也被称为“底胶”)。将复胶层前体置于底胶层和磨料颗粒上,并且固化复胶层前体以及复胶层(本领域中也被称为“复胶涂层”)。任选地,但常常,顶胶层(其可以含助磨剂、润滑剂等)置于复胶层上。底胶层和复胶层一般包括热固性树脂(例如,酚醛树脂、氨基塑料树脂、可固化丙烯酸类树脂、氰酸酯树脂以及它们的组合)。
使用常规的静电沉积方法通过使用静电场来抵抗重力作用而将磨料颗粒竖直地推进到底胶层上从而直立地施加磨料颗粒不可能控制带涂层磨料制品中磨料颗粒的z-方向旋转取向,如美国专利2,370,636(Carlton)中所示。带涂层磨料制品中的磨料颗粒一般具有随机的z-方向旋转取向,因为在通过静电场从传送带移除粒子时粒子的旋转是随机且不受控制的。类似地,在滴涂的磨料制品中,颗粒的z-方向旋转取向是随机的,因为颗粒从料斗进给并且在重力的作用下落到底胶层前体上。
三角形成形磨料颗粒和使用三角形成形磨料颗粒的磨料制品公开于美国专利5,201,916(Berg)、5,366,523(Rowenhorst);以及美国专利 5,984,988(Berg)中。在一个实施方案中,磨料颗粒的形状为等边三角形。三角形成形磨料颗粒可用于制造具有增强的切削速率的磨料制品。
PCT国际公开WO 2012/112305 A2(Keipert)公开了通过使用具有精确间距并且对准的非圆形孔的精确筛网制造的带涂层磨料制品,以将单独的磨料颗粒保持在固定位置,其可用于在特定的z-方向旋转取向上旋转地对准磨料颗粒的表面特征结构。在该方法中,将筛网或穿孔板层合至粘合剂膜并且负载磨料颗粒。磨料颗粒的取向可通过筛网几何形状以及磨料颗粒通过筛网开口接触并且附着到粘合剂的受限能力来控制。从填充的筛网移除粘合剂层将取向的磨料颗粒以反向方式传送到磨料背衬。该方法依赖于粘合剂的存在,这可能是麻烦的,随着时间的推移粘合剂易于脱粘(例如,由于粉尘沉积),并且可以传送到所得的带涂层磨料制品,从而导致粘合剂传送到工件并且污染工件的可能性。
美国专利申请公布2013/0344786 A1(Keipert)公开了具有多个成形陶瓷磨料颗粒的带涂层磨料制品,其各自具有表面特征结构。所述多个成形陶瓷磨料颗粒由包含树脂性粘合剂的底胶层附接到柔性背衬而形成磨料层。所述表面特征结构具有规定的z-方向旋转取向,并且所述磨料层中所述指定的z-方向旋转取向比表面特征结构的随机z-方向旋转取向发生得更频繁。如本文所用的术语“成形磨料颗粒”不包括通过机械粉碎操作获得的随机大小的磨料颗粒。
发明内容
本公开展示可通过控制某些粉碎磨料颗粒的z轴取向来实现改善的性能。具有板状形状的粉碎磨料颗粒(例如,片状或薄片),其中很大一部分颗粒具有与长度尺寸和宽度尺寸相比较小的厚度尺寸,可被取向成使得厚度轴全部大致对齐。可通过指定该轴线相对于磨削轴线的相对对准(例如,在磨削过程中,磨料和被研磨的表面相对于彼此行进的方向)来控制磨料性能。
对于三角形成形磨料颗粒,反转(基部向上)的磨料颗粒通常对磨料制品的切削和使用寿命产生负面影响,尤其是对金属诸如不锈钢。由于高支承区域导致低的局部压力以及这些反转的磨料颗粒的较差的压裂,发生金属封盖,这导致切削寿命的过早结束。在常规的带涂层磨料制品中,反转的磨料颗粒的分数主要为矿物质涂层重量的函数,并且在没有反转的磨料颗粒的情况下难以实现高矿物覆盖百分比。这需要使用通常具有次优性能的疏涂层构造。
静电涂覆的粉碎磨料颗粒最佳地附接到带有底胶树脂涂层的基材,由此使得它们的最长轴线垂直于基材。由于它们不具有良好限定的形状或相对尖锐和平坦的特征结构,所以在高涂层重量下的颗粒反转不适用,并且即使对于封闭涂层构造,性能也是好的。滴涂粉碎磨料颗粒表现类似,除了缺少由静电场提供的取向之外,其性能通常较低。
成形磨料颗粒相对于切削方向的取向也很重要。切削效率和成形磨料颗粒的磨料颗粒压裂机构随z轴线旋转取向而变化。对于三角形磨料颗粒,为改善切削和破碎情况,一般优选磨料制品和/或工件的相对运动使得三角形磨料颗粒的边缘而不是磨料颗粒的面呈现出切削运动。如果将该面呈现给切削方向,磨料颗粒通常将在其基部附近压裂并且脱离磨削的平面。
当板状粉碎磨料颗粒的取向被类似地控制时,当板状粉碎磨料颗粒相对于磨削方向旋转时,性能也改变。出乎意料的是,优选的取向与成形颗粒的取向相反。在带涂层磨料应用中的最常遇到的压力方案中,有利的取向是“面对”颗粒方向,其中最薄的颗粒轴线与磨削方向对准。出人意料的是,这与针对成形磨料颗粒观察到的最佳取向相反。
磨料制品中磨料颗粒的间距也很重要。这对于成形和粉碎的颗粒通常是真实的。常规方法诸如滴涂和静电沉积提供了间距和颗粒群集的随机分布,这通常导致其中两个或更多个磨料颗粒最终在靠近磨料颗粒的顶端或上表面处彼此接触。不受控制的群集导致了降低切削性能,这是由于那些区域中的支承区域局部增大,并且由于群集中的磨料颗粒在使用过程中不能够因相互机械加强而破裂和破碎。与具有更均匀间隔的磨料颗粒的带涂层磨料制品相比,群集产生不期望的热积聚。
鉴于上述,期望具有可用于带涂层磨料制品中定位和定向磨料颗粒的可替代方法和设备,该带涂层磨料制品是简单和成本有效的。
本公开提供了对上述需求的实用解决方案,由此包含与磨料颗粒的尺寸和形状互补的腔的幅材或工具填充有包含很大一部分板状粉碎磨料颗粒的粉碎磨料颗粒。该腔形状控制工具中板状粉碎磨料颗粒对准。随后将受控取向板状粉碎颗粒反向传送到背衬上的底胶层,同时保持磨料颗粒取向和由工具引起的间隔。通过适当选择复制工具中的腔的形状、尺寸、间距和取向,可实现对所得带涂层磨料制品的磨削性能的控制。
带涂层磨料制品可在商品制造过程中用于研磨多种材料和表面。因此,一直存在对带涂层磨料制品的成本、性能或寿命进行改善的需求。
在一个方面,本公开提供带涂层磨料制品,该带涂层磨料制品包括:
背衬,其具有第一主表面和第二相对的主表面;
底胶层,其固定到背衬的第一主表面的至少一部分;
粉碎磨料颗粒,其基于总重量包括:
35重量%至100重量%的具有第一组合物和第一粒级的初始粉碎磨料颗粒,其中大部分初始粉碎磨料颗粒是板状粉碎磨料颗粒,并且其中每个板状粉碎磨料颗粒具有相应的长度、宽度和厚度;以及
0重量%至65重量%的具有第二组合物和第二粒级的粉碎填料颗粒,其中:
i)第一组合物和第二组合物不同;
ii)第一粒级和第二粒级不同;或
iii)i)和ii)两者;
复胶层,其置于并且固定到底胶层和板状粉碎磨料颗粒的至少一部分上,
其中带涂层磨料制品具有预期用途的方向,并且其中大部分板状粉碎磨料颗粒被定位成其厚度大体上平行于预期用途的方向取向。
在另一个方面,本公开提供制备带涂层磨料制品的方法,该方法包括以下步骤:
a)提供具有工作表面的生产工具,其中第一主表面限定多个取向的腔,其中取向的腔在工作表面处具有相应的细长外开口,并且其中相应的细长外开口具有沿相应的纵向方向取向的相应的最大长度;
b)提供具有底胶层前体的背衬,所述底胶层前体置于背衬的第一主表面的至少一部分上;
c)将多个初始粉碎磨料颗粒置于多个取向的腔的至少一部分中,以形成负载的生产工具,其中初始粉碎磨料颗粒具有第一组合物和第一粒级,其中大部分初始粉碎磨料颗粒是板状粉碎磨料颗粒,其中每个板状粉碎磨料颗粒具有相应的长度、宽度和厚度,并且其中包含在多个取向的腔内的大部分板状粉碎磨料颗粒分别大体上平行于板状粉碎磨料颗粒置于其中的腔的开口的纵向方向对准;
d)将置于负载的生产工具的多个取向的腔内的初始粉碎磨料颗粒的至少一部分传送到底胶层前体的至少一部分上;
e)至少部分地固化底胶层前体;
f)将复胶层前体置于底胶层前体和板状粉碎磨料颗粒的至少一部分上;以及
g)至少部分地固化复胶层前体。
有利地,根据本公开,意外地发现,与预期用途的方向正交的方向的板状粉碎磨料颗粒的取向改善了切削性能,这与当在预期用途的方向上对准时显示更好的切削的三角形成形磨料颗粒的典型性质相反。
如本文所用:
术语“长度”是指物体的最大厚度尺寸。
术语“宽度”是指垂直于长度轴线的物体的最大厚度尺寸。
术语“厚度”是指垂直于长度尺寸和宽度尺寸的物体的厚度尺寸。
术语“厚度尺寸”被定义为限制垂直于该方向的物体的两个平行平面之间的距离。
术语“粉碎磨料颗粒”是指通过机械压裂过程形成的磨料颗粒,并且特别地排除通过模塑操作明显形成为成形磨料颗粒并且然后压裂的磨料颗粒。压裂以产生粉碎磨料颗粒的材料可以为大块磨料或磨料前体的形式。其还可以为挤出杆或其它轮廓的形式,或者是挤出的或以其它方式形成的磨料或磨料前体的片材。机械压裂包括例如辊或颚式粉碎以及通过爆炸性粉碎压裂。
术语“板状粉碎磨料颗粒”是指类似于片状和/或薄片的粉碎磨料颗粒,其特征在于厚度小于宽度和长度。例如,厚度可以小于长度和/或宽度的1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9,或甚至小于1/10。同样地,宽度可以小于长度的1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9,或甚至小于 1/10。
术语“成形磨料颗粒”是指这样一种陶瓷磨料颗粒,其中磨料颗粒的至少一部分具有从用于形成前体成形磨料颗粒的模具腔复制的预定形状,所述前体成形磨料颗粒被烧结以形成成形磨料颗粒。与磨料碎片的情况 (例如,如美国专利8,034,137B2(Erickson等人)中所述)不同,成形磨料颗粒通常将具有大体上复制了用于形成成形磨料颗粒的模具腔的预定几何形状。如本文所用的术语“成形磨料颗粒”排除通过机械粉碎操作获得的磨料颗粒。
术语“基本上不含”意指基于所涉及的物体的总重量计含有少于5重量%(例如,小于4重量%、3重量%、2重量%、1重量%、0.1重量%、或甚至小于0.01重量%,或甚至完全不含)。
术语“数字百分比”意指基于所涉及事物的总数计的百分比。
术语“大体上平行”意指平行的+/-20度内,优选平行的+/-10度内。
术语“预期用途的方向”是指在用规定的产品研磨工件期间通常使用的磨料制品的运动方向。例如,在带的情况下,带的纵向加工方向将是预期用途的方向,而在盘的情况下,盘的旋转加工方向将是预期用途的方向。
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是根据本公开的用于制备带涂层磨料制品的设备的示意图。
图1B是根据本公开的用于制备带涂层磨料制品的另一个设备的示意图。
图2是根据本公开的示例性生产工具200的示意性透视图。
图3A是适合用作生产工具200中的腔220的示例性腔320设计的放大示意性俯视图。
图3B是沿平面3B-3B截取的图3A的剖视图。
图3C是沿平面3C-3C截取的图3A的剖视图。
图4A是适合用作生产工具200中的腔220的示例性腔420设计的放大示意性俯视图。
图4B是沿平面4B-4B截取的图4A的示意性剖视图。
图4C是沿平面4C-4C截取的图4A的示意性剖视图。
图5A是适合用作生产工具200中的腔220的示例性腔520设计的放大示意性俯视图。
图5B是图5A所示的示例性腔520的沿平面5B-5B截取的示意性剖视图。
图5C是图5A所示的示例性腔520的沿平面5C-5C截取的示意性剖视图。
图6A是适合用作生产工具200中的腔220的示例性腔620设计的放大示意性俯视图。
图6B是沿平面6B-6B截取的图6A的示意性剖视图。
图6C是沿平面6C-6C截取的图6A的示意性剖视图。
图7是根据本公开的一个示例性实施方案的示例性生产工具700的示意性透视图。
图8是根据本公开的一个示例性实施方案的示例性生产工具800的示意性透视图。
图9是根据本公开的一个示例性实施方案的示例性生产工具900的示意性透视图。
图10A是根据本公开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的示意性侧面剖视图。
图11A是根据本公开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的示意性侧面剖视图。
图12A是根据本公开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的示意性侧面剖视图。
图13是根据本公开的示例性带涂层磨料制品1300的示意性侧视图。
图14是根据本公开的示例性带涂层带1400的示意性剖面俯视图。
图15是根据本公开的示例性带涂层磨盘1500的示意性俯视图。
在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开相同或类似的特征或元素。应当理解,本领域的技术人员可设计出落入本公开原理的范围和实质内的许多其它的修改形式和实施方案。附图可以未按比例绘制。
具体实施方式
现在参见图1A和图2,在本公开的实施过程中可用的示例性带涂层磨料制品制备设备90包括可移除地置于具有第一幅材路径99的生产工具200 的腔220内的粉碎磨料颗粒92,其中第一幅材路径99引导生产工具穿过带涂层磨料制品制备设备,由此使得其缠绕磨料颗粒传送辊122的外周长的一部分。虽然在图1A中,粉碎磨料颗粒92被示出为板状粉碎磨料颗粒,但是应当认识到,少数的粉碎磨料颗粒可以不是板状的(例如,它们可以是块状的),只要多数粉碎磨料颗粒是板状粉碎磨料颗粒即可。该设备通常包括例如退绕装置100、底胶层前体递送系统102以及底胶层前体涂覆器 104。这些部件退绕背衬106,经由底胶层前体递送系统102将底胶层前体树脂108递送至底胶层前体涂覆器104,并且将底胶层前体施加至背衬的第一主表面112。然后,通过惰辊116定位带树脂涂层的背衬114以将粉碎磨料颗粒92施加至涂覆有底胶层前体树脂108的第一主表面112。带树脂涂层的背衬114的第二幅材路径132引导带树脂涂层的背衬穿过带涂层磨料制品制备设备,由此使得其用被定位成面向生产工具的分配表面的树脂层缠绕磨料颗粒传送辊122的外周长的一部分,所述生产工具被定位在带树脂涂层的背衬114与磨料颗粒传送辊122的外周长之间。合适的退绕装置、底胶层前体递送系统、底胶层前体树脂、涂布机以及背衬是本领域的技术人员所已知的。底胶层前体递送系统102可为包含底胶层前体树脂的简单的盘子或容器,或可为具有储罐和递送管件的泵送系统,该递送管件用于将底胶层前体树脂平移至所需的位置。背衬106可为布料、纸材、膜、非织造布、稀松布或其它幅材基材。底胶层前体涂覆器可为例如涂布机、辊式涂布机、喷涂系统或杆式涂布机。另选地,预涂覆的带涂层背衬可通过惰辊116进行定位,以将粉碎磨料颗粒施加至第一主表面。
如本文稍后所述,生产工具200包括多个腔220,所述多个腔220具有与要被包含在其中的预期的板状磨料颗粒大致互补的形状。磨料颗粒喂料机118向生产工具供应粉碎磨料颗粒中的至少一些。优选地,磨料颗粒喂料机118供应过量的粉碎磨料颗粒,由此使得每单位长度的生产工具在纵向上存在的粉碎磨料颗粒多于腔可包含的粉碎磨料颗粒。供应过量的粉碎磨料颗粒有助于确保生产工具内的所有腔最终都填充有至少一个磨料颗粒 (例如,一个、两个或甚至三个磨料颗粒)。由于粉碎磨料颗粒的支承区域和间距通常针对特定的磨削应用被设计到生产工具中,因此希望不具有过多未填充的腔。磨料颗粒喂料机118通常具有与生产工具相同的宽度并且在生产工具的整个宽度上供应板状粉碎磨料颗粒。磨料颗粒喂料机118 可为例如振动喂料机、料斗、斜槽、筒仓、滴式涂布机或螺旋喂料机。
任选地,在磨料颗粒喂料机118后设置有填充辅助构件120,以使磨料颗粒围绕生产工具200的表面移动并且帮助粉碎磨料颗粒取向或滑入腔 220中。填充辅助构件120可为例如刮粉刀、毛毡擦拭器、具有多根刷毛的刷子、振动系统、鼓风机或气刀、真空箱125或它们的组合。填充辅助构件在分配表面212(图1A中生产工具200的顶部或上表面)上移动、平移、吸取或搅拌板状粉碎磨料颗粒,以将更多的磨料颗粒置于腔中。在不含填充辅助构件的情况下,通常掉到分配表面212上的磨料颗粒的至少一些将直接落入腔中并且无需进一步移动,但是其它磨料颗粒则需要一些附加的移动才可进入腔中。任选地,填充辅助构件120可以在与纵向交叉的方向上侧向摆动,或以其它方式进行相对运动,诸如使用合适的驱动力相对于生产工具200的表面呈圆形或椭圆形运动,以帮助使至少一个粉碎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辅助构件,则刷毛可以覆盖分配表面的一个区段,在纵向上覆盖2英寸至4 英寸(5.0cm至10.2cm)的长度,优选地覆盖分配表面的宽度的全部或几乎全部,并且轻轻驻留在分配表面上或分配表面正上方,并且具有适度的灵活性。如图5A-5C所示,真空箱125(如果用作填充辅助构件)通常与具有完全延伸穿过生产工具的腔的生产工具结合使用;然而,如图3A-3C所示,甚至具有实心背部表面314的生产工具可具有优势,因为它将使生产工具变平并且拉动更加平坦,从而改善对腔的填充。真空箱125位于磨料颗粒喂料机118附近,并且可以位于磨料颗粒喂料机之前或之后,或覆盖在140处大致示出的设备的磨料颗粒填充和过量移除区段中的一对惰辊116之间的幅材跨段的任何部分。另选地,生产工具可由承板或板支撑或推动,以有助于使其在设备的这一区段而不是真空箱125中保持平坦。在磨料颗粒完全包含在生产工具的腔内(诸如图11B中所示),也就是说腔中的大部分 (例如,80%、90%或95%)磨料颗粒未延伸穿过生产工具的分配表面的实施方案中,填充辅助构件更易于使磨料颗粒在生产工具的分配表面上移动,而不除去已经包含在单个腔内的单个粉碎磨料颗粒。
任选地,随着生产工具沿纵向推进,腔220移至较高的高度,并且可任选地达到的高度高于用于将初始粉碎磨料颗粒分配到生产工具的分配表面上的磨料颗粒喂料机的出口的高度。如果生产工具为环形带,则该环形带具有正斜面,以在其移动经过磨料颗粒喂料机118时推进至较高的高度。如果生产工具为辊,则磨料颗粒喂料机118可被定位成使得其在辊的外周长的上止点之前将初始粉碎磨料颗粒施加至辊,诸如在辊的面上呈270 度至350度之间,其中围绕辊顺时针行进时的上止点为0度(辊在操作中顺时针转动)。据信,将初始粉碎磨料颗粒施加至生产工具的倾斜分配表面212上能够更好地填充腔。磨料颗粒可在生产工具的倾斜分配表面212 上向下滑动或滚动,从而提高其落入腔的可能性。在磨料颗粒完全包含在生产工具的腔内(如图11B中所示),也就是说腔中的大部分(例如, 80%、90%或95%)粉碎磨料颗粒未延伸穿过生产工具的分配表面的实施方案中,倾斜还可有助于从生产工具的分配表面移除过量的粉碎磨料颗粒,因为过量的粉碎磨料颗粒可朝向进入端部滑出生产工具的分配表面。倾斜可以在零度和最高至粉碎磨料颗粒开始滑出腔的角度之间。优选的倾斜将取决于粉碎磨料颗粒形状以及将粉碎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,正倾斜在+10度至+80度的范围内、或+10度至+60度的范围内、或+10度至+45度的范围内。
任选地,可提供磨料颗粒移除构件121,以便一旦大部分或全部腔已经被一个或多个磨料颗粒填充,就有助于从生产工具200的表面移除过量的粉碎磨料颗粒。磨料颗粒移除构件可为例如将过量的粉碎磨料颗粒从生产工具的分配表面吹出的空气源,诸如空气棒、空气吹淋器、气刀、 conada效应喷嘴或鼓风机。可使用接触装置作为磨料颗粒移除构件,诸如刷子、刮刀、擦拭器或刮粉刀。振动器诸如超声变幅杆可用作磨料颗粒移除构件。另选地,如图5A-5C所示,对于其中具有完全延伸穿过生产工具的腔的生产工具,在磨料颗粒喂料机118之后沿第一幅材路径的一部分定位的真空源诸如真空箱或真空辊可用于将粉碎磨料颗粒保持在腔中。在第一幅材路径的这一跨度或区段中,生产工具的分配表面可反转或具有接近或超出90度的较大向上或向下倾斜,以使用重力移除过量的粉碎磨料颗粒,使其从分配表面滑动或掉落,同时通过真空保持置于腔中的粉碎磨料颗粒,直至分配表面返回到将粉碎磨料颗粒保持在腔中的取向(由于重力)或者从腔被释放到带树脂涂层的背衬上。在磨料颗粒完全包含在生产工具的腔内(诸如图11B),也就是说腔中的大部分(例如,80%、90%或95%)粉碎磨料颗粒未延伸穿过工具的分配表面的实施方案中,磨料颗粒移除构件 121可使过量的粉碎磨料颗粒在生产工具的分配表面上滑动并且滑出生产工具,而不影响包含在腔内的粉碎磨料颗粒。可收集被移除的过量磨料颗粒并使其返回到磨料颗粒喂料机以便再利用。另选地,过量磨料颗粒可沿着与生产工具通过或朝向磨料颗粒喂料机的行进方向相反的方向移动,由此它们可以填充未被占据的腔。
在离开140处大致示出的设备的磨料颗粒填充和过量移除区段之后,生产工具220中的磨料颗粒朝向带树脂涂层的背衬114行进。该区段中的生产工具的高度并不特别重要,只要板状粉碎磨料颗粒保留在腔中并且生产工具可继续向上倾斜、向下倾斜或水平行进即可。如果改装现有的磨料制备设备,定位的选择通常由机器内的现有空间决定。提供磨料颗粒传送辊122,并且生产工具220通常缠绕辊的周长的至少一部分。在一些实施方案中,生产工具缠绕磨料颗粒传送辊的外周长的介于30度至180度之间、或介于90度至180度之间。带树脂涂层的背衬114通常还缠绕辊的周长的至少一部分,由此使得腔中的磨料颗粒随着围绕磨料颗粒传送辊122旋转 (其中生产工具220位于带树脂涂层的背衬与磨料颗粒传送辊的外表面之间,该生产工具的分配表面面向背衬的带树脂涂层的第一主表面并且与背衬的带树脂涂层的第一主表面大致对准)而从腔被传送至带树脂涂层的背衬。带树脂涂层的背衬通常缠绕磨料颗粒传送辊的略小于生产工具的部分。在一些实施方案中,带树脂涂层的背衬缠绕磨料颗粒传送辊的外周长的介于40度至170度之间、或介于90度至170度之间。优选地,分配表面的速度和带树脂涂层的背衬的树脂层的速度彼此速度匹配,例如在±10%、±5%或±1%内。
可采用各种方法将磨料颗粒从生产工具的腔传送至带树脂涂层的背衬。不以特定的顺序,所述各种方法为:
1.重力辅助,其中将生产工具和分配表面的纵向行进的一部分反转,并且磨料颗粒在重力作用下从腔中滑出到带树脂涂层的背衬上。通常在该方法中,生产工具具有两个横向边缘部分,其中带支架构件260(图2)位于分配表面212上并且在背衬的两个相对边缘处接触带树脂涂层的背衬,其中树脂尚未被施加用于在两者缠绕磨料颗粒传送辊时将树脂层轻轻保持在生产工具的分配表面上方。因此,在分配表面与带树脂涂层的背衬的树脂层的顶部表面之间存在间隙,以便避免将任何树脂传送至生产工具的分配表面。在一个实施方案中,带树脂涂层的背衬具有两个不含树脂的边缘条和带树脂涂层的中间区段,而分配表面可具有沿生产工具的纵向方向延伸的两个凸起肋,用于与背衬的不含树脂的边缘接触。在另一个实施方案中,磨料颗粒传送辊可在辊的任一端部上具有两个凸起肋或环,并且具有较小直径的中间区段,其中当生产工具缠绕磨料颗粒传送辊时其包含在磨料颗粒传送辊的较小直径的中间片段内。磨料颗粒传送辊上的凸起肋或端部环将带树脂涂层的背衬的树脂层提升至分配表面上方,由此使得在两个表面之间存在间隙。另选地,分布于生产工具表面上的凸起柱形件可用于保持两个表面之间的间隙。
2.推动辅助,其中生产工具中的每个腔具有两个开口端,由此使得磨料颗粒可驻留在腔中并且磨料颗粒的一部分延伸穿过生产工具的背部表面214。借助推动辅助,生产工具无需再被反转,但是仍可以被反转。随着生产工具缠绕磨料颗粒传送辊,辊的外表面与每个腔中的磨料颗粒接合并且将磨料颗粒推出腔而进入带树脂涂层的背衬上的树脂层中。在一些实施方案中,磨料颗粒传送辊的外表面包括可弹性压缩的层,该层具有例如20至70的肖氏A硬度,用于随磨料颗粒推入带树脂涂层的背衬中而提供附加的一致性。在推动辅助的另一个实施方案中,如图12A所示,生产工具的背部表面可被可弹性压缩的层覆盖,而不是代替或除了磨料颗粒传送辊的弹性外层之外。
3.振动辅助,其中磨料颗粒传送辊或生产工具被合适的源诸如超声装置振动,以将粉碎磨料颗粒摇出腔并且摇动到带树脂涂层的背衬上。
4.压力辅助,其中生产工具中的每个腔具有两个开口端(例如,如图5C所示)或者背部表面514或整个生产工具具有合适的多孔结构,并且磨料颗粒传送辊具有多个孔和内部加压空气源。借助压力辅助,生产工具无需再被反转,但是仍可以被反转。磨料颗粒传送辊还可具有活动的内部隔离壁,由此使得可将加压空气供应至辊的特定弧片段或周长,以将粉碎磨料颗粒吹出腔并且吹到带树脂涂层的背衬的特定位置上。在一些实施方案中,磨料颗粒传送辊还可设置有不含相应的加压区域或与加压区域结合的内部真空源,该真空源在磨料颗粒传送辊旋转时通常位于加压区域之前。真空源或区域可具有活动的隔离壁,以将其引导至磨料颗粒传送辊的特定区域或弧片段。在使粉碎磨料颗粒经受磨料颗粒传送辊的加压区域之前,在生产工具缠绕磨料颗粒传送辊时,真空可将粉碎磨料颗粒牢牢吸进腔中。该真空区域与例如磨料颗粒移除构件一起使用以从分配表面移除过量的粉碎磨料颗粒,或者可以用于仅确保粉碎磨料颗粒在沿着粉碎磨料颗粒传送辊的外周长到达特定位置之前不离开腔。
5.上文列出的各种实施方案不限于单独使用,并且它们可根据需要进行组合和匹配,以更高效地将粉碎磨料颗粒从腔传送至带树脂涂层的背衬。
磨料颗粒传送辊122将每个板状粉碎磨料颗粒精确传送并且定位于带树脂涂层的背衬上,从而大体上复制板状粉碎磨料颗粒的图案及其布置在生产工具中的特定取向。因此,可以例如5ft/min至15ft/min(1.5m/min至 4.6m/min)或更高的速度产生带涂层磨料制品,其中每个板状粉碎磨料颗粒放置在带树脂涂层的背衬上的精确位置和/或径向取向可得到精确控制。
与磨料颗粒传送辊122分离后,生产工具在惰辊116(必要时)的辅助下沿着第一幅材路径99反向朝向在140处大致示出的设备的磨料颗粒填充和过量移除区段行进。可提供任选的生产工具清洁器128以除去被卡住而驻留在腔中的粉碎磨料颗粒和/或移除被传送至分配表面212的底胶层前体树脂108。生产工具清洁器的选择将取决于生产工具的配置,并且可单独使用或组合使用附加的鼓风、溶剂或水喷雾、溶剂或水浴、超声变幅杆或惰辊,并且生产工具缠绕其以使用推动辅助将初始粉碎磨料颗粒推出腔。然后,环形生产工具200或带推进到磨料颗粒填充和过量移除区段140以便填充新的初始粉碎磨料颗粒。
可使用各种惰辊116来引导带磨料颗粒涂层的背衬123沿第二幅材路径132进入烘箱124中以用于固化底胶层前体树脂,其中带磨料颗粒涂层的背衬123在第一主表面上具有预先确定可重现的非随机图案的粉碎磨料颗粒,所述磨料颗粒由磨料颗粒传送辊施加并且由底胶层树脂保持在第一主表面上。任选地,可提供第二磨料颗粒涂布机126以在进入烘箱124之前,将附加的磨料颗粒诸如相同的或另一种类型的磨料颗粒或稀释剂放置到底胶层前体树脂上。第二磨料颗粒涂布机126可为滴式涂布机、喷涂机或静电涂布机,如本领域的技术人员所已知。然后,带有粉碎磨料颗粒的固化背衬128可沿第二幅材路径进入任选的悬挂式烘箱130中,然后进行进一步加工,诸如添加复胶层前体、固化复胶层前体以及本领域的技术人员已知的制备带涂层磨料制品的其它加工步骤。
现在参考图1B和图2,根据本公开的另一个设备90包括可移动地置于生产工具200的成形腔220内的初始粉碎磨料颗粒92(其包括大部分板状粉碎磨料颗粒)。在该实施方案中,生产工具可为装配在磨料颗粒传送辊122上的套筒,或者可将腔220直接加工到磨料颗粒传送辊122的外周长。在图1B中,未示出退绕和底胶层前体递送系统。涂布机104将底胶层前体树脂108施加至形成带树脂涂层的背衬114的背衬106的第一主表面 112。然后,带树脂涂层的背衬114由一对惰辊116引导,以将磨料颗粒转移辊的外周长的一部分缠绕经过磨料颗粒传送辊122的上止点(TDC) 115。如前所述,粉碎磨料颗粒92在TDC之前由磨料颗粒喂料机118施加至磨料颗粒传送辊122,并且优选施加过量的粉碎磨料颗粒。在一些实施方案中,带树脂涂层的背衬114缠绕磨料颗粒传送辊122的介于20度至180 度之间,或介于20度至90度之间的外周长。
可在TDC之前将任选的磨料颗粒保持构件117(诸如板或斜槽)放置成与生产工具的分配表面212邻近,以阻止由磨料颗粒喂料机118供给到分配表面的粉碎磨料颗粒的自由落体(例如,其可以包括板状和任选的非粉碎磨料颗粒)。可调整磨料颗粒保持构件的斜坡或倾斜,以保持在分配表面上或其附近粉碎磨料颗粒的供应,以便沉积到腔中,同时过量的粉碎磨料颗粒沿着倾斜表面向下滑动并滑入捕集盘119中。与第一实施方案一样,在该实施方案中也可使用任选的填充辅助构件120以及任选的磨料颗粒移除构件121。任选的真空箱125可在磨料颗粒传送辊内部使用,以将板状粉碎磨料颗粒拉入腔中。一旦粉碎磨料颗粒被传送到带树脂涂层的背衬 114并且带磨料颗粒涂层的背衬123被引导远离磨料颗粒传送辊122,就可以进行诸如上文对于第一实施方案所述的进一步处理。
带涂层磨料制品制备设备大致如图1A所示。该方法通常包括以下步骤:填充生产工具中的空腔,使其各自具有单个或多个粉碎磨料颗粒(例如,其可以包括板状和任选的非板状粉碎磨料颗粒);将填充的生产工具和带树脂涂层的背衬对准,以用于将粉碎磨料颗粒传送到带树脂涂层的背衬,以及将粉碎磨料颗粒从腔传送到带树脂涂层的背衬,并且从与带树脂涂层的背衬的对准位置移除生产工具。然后,固化底胶层前体,施加并且固化复胶层前体,并且通过合适的转换装备将带涂层磨料制品转换为片材、盘或带。
在其它实施方案中,可使用间歇式方法,其中生产工具的长度可填充有初始粉碎磨料颗粒(例如,其可以包括板状和任选的非板状粉碎磨料颗粒),与带树脂涂层的背衬对准或定位,由此使得背衬的树脂层面向生产工具的分配表面,并且然后使粉碎磨料颗粒从腔传送至树脂层。该间歇式方法可手动实施或利用机械装备自动化实施。
在具体的实施方案中,在带树脂涂层的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,但是它们可按照列出的顺序执行或在各个步骤之间执行附加的步骤。
步骤可为提供具有带有腔320的分配表面1112的生产工具(图11A和图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。另一个步骤可为选择板状粉碎磨料颗粒,其各自沿纵向颗粒轴的长度为L,270以及宽度W,271,该长度和宽度大于沿大体上垂直于长度和宽度纵向颗粒轴的横向轴线的厚度T,272(未示出)。
在所选择的实施方案中,如图11B所示,腔的深度D,260在长度L 的0.5倍(0.5L)至2倍(2L)之间,或1.1倍(1.1L)至1.5倍(1.5)之间,由此使得置于腔中的板状粉碎磨料颗粒驻留在分配表面下方的生产工具中。在另一个实施方案中,当磨料颗粒完全插入腔中时,板状磨料颗粒的质心位于生产工具的腔内。如果腔的深度变得太短,由于板状粉碎磨料颗粒的质心位于腔的外部,所以板状粉碎磨料颗粒不容易保留在腔内,并且当生产工具通过设备平移时可跳回。在一个优选的实施方案中,将初始粉碎磨料颗粒置于表面下方允许在分配表面周围滑动过量的初始粉碎磨料颗粒,以将它们移动到腔中或将它们从分配表面移除。
另一个步骤可为向分配表面供应过量的初始粉碎磨料颗粒,由此使得提供多于腔可包含的数量的板状粉碎磨料颗粒。这有助于确保生产工具内的所有腔最终填充有至少一个磨料颗粒,因为初始粉碎磨料颗粒堆积到分配表面上,并且由于重力或其它机械施加的力而被移动以将它们平移到腔中。由于板状粉碎磨料颗粒的支承区域和间距通常针对特定的磨削应用被设计到生产工具中,因此希望不产生过多未填充的腔。
另一个步骤可为用置于每个相应单个腔中的至少一个初始(优选板状的)粉碎磨料颗粒填充分配表面中的大部分腔,由此使得粉碎磨料颗粒的厚度颗粒轴线(例如,板状粉碎颗粒)大体上平行于横向腔轴线。希望将板状粉碎磨料颗粒传送到带树脂涂层的背衬上,由此使得它们竖立或直立地被施加。优选地,颗粒厚度轴线平行于背衬的平面。其它两个轴线(L和 W)可进一步受工具腔的形状特征结构诸如纵横比和锥度限制。优选地,长度轴线L垂直于背衬平面,但是这不是必须的。因为每个板状粉碎磨料颗粒具有其各自独特的尺寸和形状,并且通过其在工具腔中的放置而独特地取向,因此在背衬上将具有其各自独特的取向。因此,腔形状被设计成尽可能平均地直立保持板状磨料颗粒。在各种实施方案中,分配表面中的至少60%、至少70%、至少80%、至少90%或甚至至少95%的腔包含至少一个板状粉碎磨料颗粒(例如,一个或两个)。在一些实施方案中,重力可用于填充腔。在其它实施方案中,可将生产工具反转并且施加真空以将板状粉碎磨料颗粒或板状粉碎磨料颗粒保持在腔中。可通过喷涂、流化床 (空气或振动)或静电涂覆施加初始粉碎磨料颗粒。过量的初始粉碎磨料颗粒的去除将通过重力进行,因为未保持的任何板状粉碎磨料颗粒将回落。然后可通过移除真空将板状粉碎磨料颗粒传送到带树脂涂层的背衬。
另一个步骤可为在填充步骤后,从分配表面移除未设置于腔内的过量的板状粉碎磨料颗粒的剩余部分。如上所述,供应的板状粉碎磨料颗粒多于腔的数量,由此使得在每个腔被填充后,一些板状粉碎磨料颗粒将保留在分配表面上。这些过量的板状粉碎磨料颗粒通常可从分配表面吹除、擦掉或以其它方式移除。例如,可施加真空或其它的力以使板状粉碎磨料颗粒保持在腔中并且反转分配表面,将过量的板状粉碎磨料颗粒的剩余部分清除。
另一个步骤可为将带树脂涂层的背衬与分配表面对准,其中树脂层面向分配表面。如图1A和图1B所示,可使用各种方法来对准表面,或通过手动或机器人使用各自的离散长度来定位带树脂涂层的背衬和生产工具。
另一个步骤可为将腔中的粉碎磨料颗粒传送至带树脂涂层的背衬并且使碎粉磨料颗粒附接到树脂层。传送可使用重力辅助,其中分配表面被定位成在填充步骤期间允许重力使粉碎磨料颗粒滑入腔中,并且在传送步骤期间将分配表面反转,以允许可使用重力使粉碎磨料颗粒滑出腔。传送可使用推动辅助,其中接触构件诸如磨料颗粒传送辊的外周长,任选的可压缩的弹性层附接到生产工具的载体层的背部表面,或者另一个装置诸如刮粉刀或擦拭物可使粉碎磨料颗粒沿纵向腔轴线横向移动以接触树脂层。传送可使用压力辅助,其中空气吹入腔中;尤其是具有从分配表面中的开口打开的相对端的腔,以使粉碎磨料颗粒沿纵向腔轴线横向移动。通过振动生产工具,传送可使用振动辅助将粉碎磨料颗粒摇出腔。这些各种方法可以单独使用或以任何组合来使用。
另一个步骤可为移除生产工具以使图案化磨料层暴露在带树脂涂层的背衬上。可使用各种移除或分离方法(如图1A和图1B所示),或者可用手提起生产工具以将其与带树脂涂层的背衬分离。图案化磨料层为粉碎磨料颗粒阵列,该粉碎磨料颗粒阵列具有与静电涂覆或滴涂形成的随机分布相对的大体上可重复的图案。
在上述实施方案中的任一个中,前述填充辅助构件可在供应步骤后使粉碎磨料颗粒围绕分配表面移动,以将粉碎磨料颗粒引导到腔中。在前述实施方案中的任一个中,当沿纵向腔轴线从分配表面移动时,腔可向内渐缩。在前述实施方案中的任一个中,腔可具有围绕纵向腔轴线的腔外周边,并且粉碎磨料颗粒可具有磨料颗粒外周边,并且腔外周边的形状与粉碎磨料颗粒外周边的形状互补。
现在参见图2,示例性生产工具200包括具有分配表面和背部表面212, 214的载体构件210。分配表面212包括从分配表面212处的腔开口230延伸到载体构件210中的腔220。任选的可压缩弹性层240被固定到背部表面 214。腔220被置于阵列250中,其被设置有主轴252,该主轴252相对于生产工具200的纵轴202(在这种情况中,或带或辊的情况中,对应于纵向)呈偏移角α。
通常,载体构件的分配表面处的腔的开口为矩形;但是这不是必须的。载体构件中腔的长度、宽度和深度通常将至少部分地由与其一起使用的板状粉碎磨料颗粒的形状和尺寸来确定。例如,如果板状粉碎磨料颗粒包含在腔内,则单个腔的长度可以为板状粉碎磨料颗粒的最大宽度的1.1倍至1.2倍,单个腔的宽度优选地为板状粉碎磨料颗粒的最大厚度的1.1倍至 2.5倍,并且腔的相应深度优选地为板状粉碎磨料颗粒的最大长度的1.0倍至1.2倍。
另选地,例如,如果粉碎磨料颗粒从腔突出,则单个腔的长度应该小于粉碎磨料颗粒的最大宽度,并且/或者腔的相应深度应该小于粉碎磨料颗粒的最大长度。类似地,可以选择腔的宽度,由此使得其小于磨料颗粒的平均长度和宽度,使得其保持取向大部分颗粒的能力,但是这不是必须的。可选择腔的宽度,由此使得单个磨料颗粒装配在大部分腔内。另选地,腔宽度可以使得大体上以平行方式对准的多个颗粒可占据单个腔。
任选的纵向取向的支架构件260沿分配表面212的相对边缘进行设置 (例如,使用粘合剂或其它装置)。支架构件高度的设计变型形式允许调整腔开口230和接触生产工具的基材(例如,其上具有底胶层前体的背衬)之间的距离。
如果存在,则纵向取向的支架构件260可以具有任意高度、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的宽度以及约7mm至约24mm的间距)。单独的纵向取向的支架构件可以为例如连续的(例如,肋)或不连续的(例如,片段肋或一系列柱形件)。在生产工具包括幅材或带的情况下,纵向取向的支架构件通常与纵向平行。
偏移角α的功能是以不使得工件中产生沟槽的图案将粉碎磨料颗粒布置在最终带涂层磨料制品上。由于由颗粒尺寸和形状的更广泛的分布引入的切削点的更随机的定位,这不仅仅是成形磨料颗粒的问题。偏移角α可以具有0度至约30度的任意值,但是优选地在1度至5度的范围内,更优选地在1度至3度的范围内。
合适的载体构件可以为刚性的或柔性的,但是优选地为足够柔性的以允许使用垂直幅材处理器件诸如辊。优选地,载体构件包含金属和/或有机聚合物。此类有机物聚合物优选地为可模塑的,具有低成本,并且在用于本公开的磨料颗粒沉积方法时相当耐用。适用于制造载体构件的有机聚合物的示例可为热固性塑料和/或热塑性塑料,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)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、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。
生产工具可为例如环形带(例如,图1A所示的环形带200)、片材、连续片材或幅材、涂布辊、安装于涂布辊上的套筒、或模具的形式。如果生产工具为带、片材、幅材或套筒的形式,它将具有接触表面和非接触表面。如果生产工具为辊的形式,它将仅具有接触表面。由该方法形成的磨料制品的形貌将具有生产工具的接触表面的反向图案。生产工具的接触表面的图案一般特征在于多个腔或凹陷部。这些腔的开口可具有任何规则或不规则的形状,诸如例如矩形、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。由腔形成的图案可根据指定的计划进行布置或者可随机布置。有利地,腔可彼此邻接。
载体构件可例如按照下面的过程制备。首先提供母模工具。母模工具通常由金属例如镍制备。母模工具可通过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。如果希望生产工具的表面上有图案,则母模工具应具有与生产工具的表面上的图案相反的图案。热塑性材料可用母模工具进行压印以形成图案。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来实现固化。
载体构件还可以通过将图案压印到加热软化的已成形聚合物膜中而形成。在这种情况下,膜厚度可以小于腔深度。这对于改善具有深腔的载体的柔韧性是有利的。
载体构件还可由固化的热固性树脂制备。可根据下面的过程制备由热固性材料制得的生产工具。将未固化的热固性树脂施加至上述类型的母模工具。当未固化的树脂在母模工具表面上时,该未固化的树脂可通过加热进行固化或发生聚合反应,使得其固化成具有与母模工具表面的图案相反的形状。然后,从母模工具的表面移除固化的热固性树脂。生产工具可由固化的可辐射固化树脂制备,诸如例如丙烯酸酯化氨基甲酸酯低聚物。辐射固化的生产工具以与由热固性树脂制成的生产工具相同的方式制备,不同的是通过暴露于辐射(例如,紫外线辐射)中来进行固化。
载体构件可具有任何厚度,只要它具有足够的深度以容纳粉碎磨料颗粒并且具有足够的柔韧性和耐用性以用于制造过程即可。如果载体构件包括环形带,则通常可采用厚度为约0.5毫米至约10毫米的载体构件;但是这不是必须的。
腔可具有任何形状,并且通常根据具体应用来选择。优选地,腔的至少一部分(并且更优选地为大部分、或者甚至全部)均被成形(即,单独被有意地工程化以具有特定的形状和尺寸),并且更优选地经过精确成形。在一些实施方案中,腔具有平滑的壁和由模塑工艺形成的尖锐角,并且与接触的用于形成腔的母模工具(例如,金刚石车削的金属母模工具辊)具有相反的表面特征。腔可为封闭的(即,具有封闭的底部)。
优选地,侧壁中的至少一些随着腔深度的增加从载体构件的分配表面处它们相应的腔开口或背部表面处的腔开口向内渐缩。更优选地,所有侧壁随着腔深度的增加(即,随着与分配表面的距离的增加)从载体构件的分配表面处的开口向内渐缩。
在一些实施方案中,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为连续且邻接的。
在其中腔不具有底部表面并且未延伸穿过载体构件到达背部表面的实施方案中,第一侧壁和第三侧壁可相交于一条直线处,而第二侧壁和第四侧壁未彼此接触。
此类腔的一个实施方案如图3A至图3C所示。现在参见图3A至图 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从载体构件310的分配表面312处的开口330延伸,并且随着深度的增加向内渐缩呈锥角β,直至它们在线318处交汇(参见图3B)。同样,侧壁313a、313b随深度的增加向内渐缩呈锥角γ直至它们接触线318(参见图3A和图3C)。
锥角β和锥角γ将通常取决于所选择的与生产工具一起使用的特定粉碎磨料颗粒,优选地对应于包括在粉碎磨料颗粒中的板状粉碎磨料颗粒的形状。腔锥形可有助于沿着长度轴的颗粒的取向并且将尖锐的点朝向切削界面取向。在该实施方案中,锥角β可以具有大于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度的范围内,优选地在50度至70度的范围内,并且更优选地在55度至65度的范围内。通常同样选择锥角γ。在该实施方案中,锥角γ可以具有在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度的范围内,优选地在5度至15度的范围内,并且更优选地在8度至12度的范围内。
在一些实施方案中,腔在分配表面和背部表面上均为打开的。在这些实施方案中的一些中,第一侧壁和第三侧壁彼此不接触,并且第二侧壁和第四侧壁彼此不接触。
图4A至图4B示出类似类型的另选的腔420。现在参见图4A至图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包括接触载体构件410的分配表面412的四个倒角(460a,460b,462a,462b)以及四个相应的侧壁411a、 411b、413a、413b。倒角460a、460b、462a、462b各自向内渐缩呈锥角δ (参见图4B)并且有助于将板状粉碎磨料颗粒引导至腔420中。侧壁 411a、411b从倒角(460a,460b)延伸,并且随着深度的增加向内渐缩呈锥角ε,直至它们在线418处交汇(参见图4B)。侧壁413a、413b同样随深度的增加向内渐缩呈锥角ζ,直至它们接触线418(参见图4B和图4C)。
锥角δ将通常取决于所选择的与生产工具一起使用的特定板状粉碎磨料颗粒。在该实施方案中,锥角δ可以具有大于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度的范围内,优选地在30度至60度的范围内,并且更优选地在35度至55度的范围内。
锥角ε将通常取决于所选择的与生产工具一起使用的特定板状粉碎磨料颗粒。在该实施方案中,锥角ε可以具有大于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度的范围内,优选地在 50度至70度的范围内,并且更优选地在55度至65度的范围内。
锥角ζ将同样通常取决于所选择的与生产工具一起使用的特定板状粉碎磨料颗粒。在该实施方案中,锥角ζ可以具有在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度的范围内,优选地在5度至20度的范围内,并且更优选地在10度至20度的范围内。
腔可以在背部表面处具有第二开口。在此类情况下,第二开口优选地小于第一开口,由此使得板状粉碎磨料颗粒不完全穿过两个开口(即,第二开口足够小以防止板状粉碎磨料颗粒通过载体构件)。
这种类型的腔的一个示例性实施方案示于图5A至图5C中。现在参见图5A至图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从载体构件510的分配表面512处的第一开口530延伸,并且随着深度的增加向内渐缩呈锥角η,直至它们接触导管565,导管565延伸至载体构件510的背部表面514处的第二开口570 (参见图5B)。同样,侧壁513a、513b随深度的增加向内渐缩呈锥角θ,直至它们接触第二开口570(参见图5C)。导管565被示出具有恒定的横截面;然而,这不是必须的。
锥角η和锥角θ将通常取决于所选择的与生产工具一起使用的特定板状粉碎磨料颗粒,优选地对应于板状粉碎磨料颗粒的形状。在该实施方案中,锥角η可以具有大于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度的范围内,优选地在50度至70度的范围内,并且更优选地在55度至65度的范围内。
在该实施方案中,锥角θ可以具有在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度的范围内,优选地在5度至 20度的范围内,并且更优选地在10度至20度的范围内。
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示于图6A至图6C中。现在参见图6A至图6C,载体构件610包括在弹性可压缩层640中与可压缩导管621对准的载体构件610中的腔620。可压缩导管621通过弹性可压缩层640从载体构件610的背部表面614处的第二开口670延伸。虽然示出了可压缩导管,但是应当认识到也可以使用封闭的可压缩腔配置。
腔根据下列中的至少一者进行定位:预定图案,诸如例如对准的图案 (例如,阵列)、圆形图案、不规则但局部对准的图案或伪随机图案。
优选地,腔的长度和/或宽度随腔深度的增加而变窄,在分配表面处的腔开口处最大。优选地选择腔尺寸和/或形状以与磨料颗粒的特定形状和/或尺寸一起使用。例如,腔可以包括不同形状和/或尺寸的组合。腔尺寸应足以将单个板状粉碎磨料颗粒至少部分地容纳并取向于腔内。在一些实施方案中,大部分或全部板状粉碎磨料颗粒均保持在腔中,由此使得小于其长度的约20%(更优选地小于10%,或甚至小于5%)延伸经过其中驻留有板状粉碎磨料颗粒的腔的开口。在一些实施方案中,大部分或全部板状粉碎磨料颗粒完全驻留在(即,全部保持在)腔内,并且未延伸经过载体构件的分配表面处的它们的相应的腔开口。
腔包括至少一个侧壁并且可以包括至少一个底部表面;然而,优选地整个腔形状由分配表面和背部表面处的侧壁和任何开口限定。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。
侧壁优选地为平滑的,但是这不是必须的。例如,侧壁可以为平坦的、曲面的(例如,凹面或凸面)、圆锥形或截头圆锥形。
在一些实施方案中,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为连续且邻接的。
在腔不具有底部表面并且未延伸穿过载体构件到达背部表面的实施方案中,第一侧壁和第三侧壁可以相交于一条直线处,而第二侧壁和第四侧壁未彼此接触。
在一些实施方案中,腔在第一表面和背部表面处均为打开的。在这些实施方案中的一些中,第一侧壁和第三侧壁彼此不接触,并且第二侧壁和第四侧壁彼此不接触。
优选地,侧壁中的至少一些随着腔深度的增加从载体构件的分配表面处它们相应的腔开口或背部表面处的腔开口向内渐缩。更优选地,所有侧壁随着腔深度的增加(即,随着与分配表面的距离的增加)从载体构件的分配表面处的开口向内渐缩。
在一些实施方案中,至少一个、至少两个、至少三个或甚至至少四个侧壁为凸形。
在一些实施方案中,腔中的至少一些可以独立地包括一个或多个置于分配表面与任何或全部侧壁之间的倒角。倒角可以有利于将板状粉碎磨料颗粒置于腔内。
为避免底胶层前体树脂在载体构件的分配表面上积聚,至少两个纵向取向的(即,取向基本上平行于所用的载体构件/生产工具的纵向)凸起支架构件优选地附连到载体或与载体一体成形。优选地,支架构件中的至少两个沿生产工具的长度邻近侧边缘设置。可与载体构件一体成形的合适的支架构件的示例包括柱形件和肋(连续或片段)。支架构件的纵向取向可以通过以下方式实现:通过单个的凸起支架构件诸如肋或条带的取向;或通过构件的下方凸起支架的图案例如柱形件或其它凸起特征结构的隔离的行或其它图案。
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。纵向取向的凸起支架构件742,744由沿着并且邻近载体构件 700的侧边缘732,734一体成形的连续肋构成,从而在传送初始粉碎磨料颗粒期间,在载体构件710的分配表面712和底胶层前体带涂层背衬之间提供偏移。任选的纵向取向凸起支架构件746,748由跨过载体构件710的宽度的间隔一体成形的肋组成。
另选地或除此之外,支架构件可以另外附连到载体构件;例如,使用粘合剂或机械紧固件。优选的支架构件的一个示例包括粘合剂背衬的条带。条带可以仅施加至载体构件的分配表面,或者可以折叠在侧边缘上并且例如附着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围绕载体构件800的侧边缘832,834施加,从而在传送初始粉碎磨料颗粒期间,在载体构件810的分配表面812和底胶层前体带涂层背衬之间提供偏移。
另选地或除此之外,多个支架构件诸如例如凸起柱形件的行通过在沿着并且邻近载体构件的侧边缘的间隔定位而共同地纵向取向。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。凸起柱形件942,944的行邻近载体构件910的侧边缘932,934一体成形在载体构件910中,从而在传送粉碎磨料颗粒期间,在载体构件910的分配表面912和底胶层前体带涂层背衬之间提供偏移。
载体构件的设计和制造以及制造过程所用的母模工具的设计和制造可见于例如美国专利5,152,917(Pieper等人)、5,435,816(Spurgeon等人)、 5,672,097(Hoopman等人)、5,946,991(Hoopman等人)、5,975,987 (Hoopman等人)和6,129,540(Hoopman等人)中。
为形成磨料颗粒定位系统,将粉碎磨料颗粒引入到本文所述的载体构件的至少一些腔中。
可使用任何合适的技术将粉碎磨料颗粒置于载体构件的腔内。示例包括将粉碎磨料颗粒掉落到载体构件上,同时其取向为使分配表面朝上,然后充分搅拌颗粒以使得它们落入腔中。合适的搅拌方法的示例可以包括刷涂、喷吹、振动、施加真空(对于具有腔的载体构件,腔在背部表面处带有开口)以及它们的组合。
在典型的用途中,粉碎磨料颗粒(包括板状粉碎磨料颗粒)可移除地置于生产工具中的至少一部分,优选地至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%或甚至100%的腔内。优选地,粉碎磨料颗粒可移除地并且完全置于腔中的至少一些内,更优选地粉碎磨料颗粒可移除地并且完全置于至少80%的腔内。在一些实施方案中,粉碎磨料颗粒从腔中突出或完全驻留于其内,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包括粉碎磨料颗粒1080和生产工具1005。粉碎磨料颗粒1080部分地置于生产工具 1005的载体构件1010的分配表面1012中的腔320(示于图3A至3C中) 内。在该实施方案中,板状粉碎磨料颗粒1080从相应的腔320突出。
现在参见图11A和图11B,磨料颗粒定位系统1100包括粉碎磨料颗粒 1180和生产工具1105。板状粉碎磨料颗粒1180完全置于生产工具1105的载体构件1110的分配表面1112中的腔320(示于图3A至3C中)内。
现在参见图12A和图12B,磨料颗粒定位系统1200包括粉碎磨料颗粒 1280和生产工具1205。板状粉碎磨料颗粒1280置于生产工具1205的载体构件1210的分配表面1212中的腔620(示于图6A至图6C中)内。在该实施方案中,粉碎磨料颗粒1280置于相应的腔620内,其中尖端突出到可压缩导管621中。弹性可压缩层640(例如,贴靠辊)的压缩推动来自腔的粉碎磨料颗粒。
如上所述,弹性可压缩层可以固定到载体构件的背部表面,而不管腔是否延伸穿到背部表面。这可以有助于幅材处理和/或从腔移除磨料颗粒。例如,在弹性可压缩层包括与腔的至少一部分中的每个的相应第二开口对准的成形凹陷部的实施方案中,延伸到成形凹陷部中的腔中的粉碎磨料颗粒可以通过贴靠弹性可压缩层施加的压力而被机械地推出腔。例如,这可以通过在压料辊处的压缩而发生,其中磨料颗粒定位系统在制造带涂层磨料制品期间接触背衬上的底胶层前体。如果存在,弹性可压缩层可以具有任何厚度,其中粉碎磨料颗粒和装备条件的特定选择确定厚度、组成和/或硬度的选择。如果弹性可压缩层包括环形带,则通常可采用厚度为约1毫米至约25毫米的弹性可压缩层,但是这不是必须的。
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、硅氧烷以及它们的组合。
初始粉碎磨料颗粒,并且优选地可以存在的任何另外的粉碎磨料颗粒 (例如,粉碎磨料填料颗粒)应当具有足够的硬度和表面粗糙度,以用作研磨过程中的磨料颗粒。优选地,粉碎磨料颗粒具有至少4、至少5、至少 6、至少7、或甚至至少8的莫氏(Mohs)硬度。
初始粉碎磨料颗粒相对于粉碎磨料颗粒的总重量(例如,初始粉碎磨料颗粒加任选的粉碎填料颗粒)的重量百分比可以是至少35%、至少 40%、至少45%、至少50%、至少55%、至少60%、至少65%、至少 70%、至少75%、至少80%、至少85%、至少90%、至少95%、或甚至 100%。
同样地,如果存在,粉碎填料颗粒相对于粉碎磨料颗粒的总重量(例如,初始粉碎磨料颗粒加粉碎填料颗粒)的重量百分比可以是例如小于 35%、小于30%、小于25%、小于20%、小于15%、小于10%、小于 5%。
初始粉碎磨料颗粒和任选的填料磨料颗粒可以具有相同或不同的规定的标称粒级(优选不同的),并且它们可以具有相同或不同的组成(优选不同的),但是它们可以不具有相同的组成和规定的标称粒级。初始粉碎磨料颗粒可以具有单峰或多峰(例如,双峰、三峰)分布。例如,初始粉碎磨料颗粒可以在单个步骤中或在若干个优选连续的步骤中施加底胶层前体。
在一些实施方案中,初始粉碎磨料颗粒可以包括不同材料组成的磨料颗粒,虽然它们优选是全部相同的组成。
粉碎磨料颗粒(包括含有大部分板状粉碎料颗粒的粉碎磨料颗粒)可通过已知方法和/或通过形状分选粉碎磨料颗粒而从商业来源获得;例如,使用本领域已知的形状分选表。
合适的粉碎磨料颗粒(例如,对于初始粉碎磨料颗粒和任选的粉碎填料颗粒)的示例包括:包含熔融氧化铝、经热处理的氧化铝、白色熔融氧化铝、陶瓷氧化铝材料诸如以3MCERAMIC ABRASIVE GRAIN从美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,Minnesota)商购获得的那些、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、熔融氧化铝氧化锆、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-凝胶法衍生的陶瓷(例如,α氧化铝)以及它们的组合的粉碎磨料颗粒。另外的示例包括粘结剂基质中磨料颗粒(其可以是板状的或者不是)的粉碎磨料复合物,诸如美国专利5,152,917 (Pieper等人)中所述的那些。许多此类磨料颗粒、团聚物和复合物在本领域中是已知的。
可从其中分离粉碎磨料颗粒的溶胶-凝胶法衍生的磨料颗粒及其制备方法的示例可见于美国专利4,314,827(Leitheiser等人)、4,623,364 (Cottringer等人)、4,744,802(Schwabel)、4,770,671(Monroe等人)和 4,881,951(Monroe等人)中。还可设想,粉碎磨料颗粒可包括磨料团聚物,诸如例如在美国专利4,652,275(Bloecher等人)或4,799,939(Bloecher等人)中描述的那些。在一些实施方案中,粉碎磨料颗粒可用偶联剂(例如,有机硅烷偶联剂)进行表面处理或其它物理处理(例如,氧化铁或氧化钛)以增强粉碎磨料颗粒与粘结剂的粘附性。粉碎磨料颗粒可以在它们与粘结剂组合之前进行处理,或者它们可以通过将偶联剂包括到粘结剂进行原位表面处理。
优选地,粉碎磨料颗粒包括陶瓷粉碎磨料颗粒,诸如例如溶胶-凝胶法衍生的多晶α氧化铝颗粒。由α氧化铝、镁铝尖晶石和稀土六铝酸盐的微晶构成的陶瓷粉碎磨料颗粒可以根据例如美国专利5,213,591(Celikkaya等人)和美国公布专利申请2009/0165394 A1(Culler等人)和2009/0169816 A1(Erickson等人)中描述的方法使用溶胶-凝胶前体α氧化铝颗粒来制备。
关于制备溶胶-凝胶法衍生的磨料颗粒的方法的更多详细细节可见于例如美国专利4,314,827(Leitheiser);5,152,917(Pieper等人);5,435,816 (Spurgeon等人);5,672,097(Hoopman等人);5,946,991(Hoopman等人);5,975,987(Hoopman等人)和6,129,540(Hoopman等人);以及美国公布专利申请2009/0165394 Al(Culler等人)中。
基于初始(例如,最初施加的)粉碎磨料颗粒的总量计,包含在初始粉碎磨料颗粒中的板状粉碎磨料颗粒的量优选为至少50数量%、至少55数量%、至少60数量%、至少65数量%、至少70数量%、至少75数量%、至少80数量%、至少85数量%、至少90数量%、至少95数量%、至少99 数量%、或甚至100数量%。
含有大部分板状粉碎磨料颗粒的示例性可商购获得的粉碎磨料颗粒可从纽约州尼亚加拉瀑布市的华盛顿米尔斯(Washington Mills,Niagara Falls New York)(例如,作为碳化硅磨料颗粒,ANSI等级24)和明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,Saint Paul,Minnesota)(例如,以3M CERAMIC ABRASIVE GRAIN 323,等级24)获得。
如果需要,成形磨料颗粒可以与粉碎磨料颗粒结合使用。成形磨料颗粒的示例可见于美国专利5,201,916(Berg);5,366,523(Rowenhorst(Re 35,570))和5,984,988(Berg)中。美国专利8,034,137(Erickson等人)描述了已以特定形状形成的氧化铝粉碎磨料颗粒,然后将其粉碎以形成碎片,该碎片保持其初始形状特征结构的一部分。在一些实施方案中,成形的α氧化铝颗粒为精确成形颗粒(即,颗粒具有的形状至少部分地由用于制备它们的生产工具中的腔的形状决定)。关于此类粉碎磨料颗粒及其制备方法的详细细节可见于例如美国专利8,142,531(Adefris等人); 8,142,891(Culler等人)和8,142,532(Erickson等人);以及美国专利申请公布2012/0227333(Adefris等人);2013/0040537(Schwabel等人)和 2013/0125477(Adefris)中。
各种磨料颗粒上的表面涂层可以用于改善磨料制品中磨料颗粒与粘结剂之间的粘附性,或者可用于帮助静电沉积。在一个实施方案中,可以使用如美国专利5,352,254(Celikkaya)中描述的表面涂层,相对于磨料颗粒的重量,表面涂层的量为0.1%至2%。此类表面涂层在美国专利5,213,591 (Celikkaya等人);5,011,508(Wald等人);1,910,444(Nicholson); 3,041,156(Rowse等人);5,009,675(Kunz等人);5,085,671(Martin等人);4,997,461(Markhoff-Matheny等人)和5,042,991(Kunz等人)中有所描述。另外,表面涂层可以防止成形磨料颗粒封盖。“封盖”这一术语用来描述来自正在研磨的工件的金属颗粒熔焊在粉碎磨粒的顶部的现象。执行上述功能的表面涂层对本领域的技术人员而言是已知的。
优选地选择在本公开的实践中使用的粉碎磨料颗粒(例如,初始粉碎磨料颗粒和任选的粉碎填料颗粒),其具有的长度和/或宽度在0.1微米至 3500微米范围内、更典型地在100微米至3000微米范围内,并且更典型地在100微米至2600微米范围内,但是也可以使用其它长度和宽度。
板状粉碎磨料颗粒通常被选择为具有0.1微米至1600微米、更典型地 1微米至1200微米的厚度,但是也可使用其它厚度。在一些实施方案中,板状粉碎磨料颗粒可以具有至少2、3、4、5、6或更大的纵横比(长度与厚度之比)。
粉碎磨料颗粒的长度、宽度和厚度可根据需要在单个或平均的基础上确定。合适的技术可以包括检查和测量单个颗粒,以及使用自动图像分析技术(例如,使用动态图像分析仪,诸如来自德国哈恩的莱弛科技有限公司(Retsch Technology Gmbh,Haan,Germany)的CAMSIZER XT图像分析仪),根据测试方法ISO 13322-2:2006“粒度分析—图像分析方法—第2 部分:动态图像分析方法”。
初始和/或粉碎填料颗粒可以根据磨料行业认可的规定标称等级被独立地按尺寸分类。示例性磨料行业认可的分级标准包括由ANSI(美国国家标准学会)、FEPA(欧洲磨料制造者联盟)和JIS(日本工业标准)颁布的那些标准。ANSI等级名称(即规定的标称等级)包括例如:ANSI 4、 ANSI 6、ANSI 8、ANSI 16、ANSI 24、ANSI 36、ANSI 46、ANSI 54、 ANSI 60、ANSI 70、ANSI 80、ANSI 90、ANSI 100、ANSI 120、ANSI 150、ANSI 180、ANSI 220、ANSI240、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。
根据本公开的实施方案,根据FEPA等级F60至F24,粉碎磨料颗粒的平均直径可在260微米至1400微米的范围内。
另选地,初始和/或任选的粉碎填料颗粒(例如,粉碎磨料填料颗粒) 可使用符合ASTM E-11“针对测试目的的筛布和筛的标准规格”(Standard Specification for WireCloth and Sieves for Testing Purposes)的美国标准试验筛被分级为标称筛选等级。ASTME-11规定了测试筛的设计和构造需求,所述测试筛利用安装在框架中的织造筛布的介质根据指定的颗粒尺寸对材料进行分类。典型名称可以表示为-18+20,其意指粉碎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,粉碎磨料颗粒具有这样的颗粒尺寸:使得大部分颗粒通过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。在各种实施方案中,粉碎磨料颗粒可具有下列标称筛选等级:-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。另选地,可使用诸如-90+100的定制目尺寸。
较软的无机粉碎磨料颗粒也可以用作任选的粉碎填料颗粒。合适的材料的示例包括二氧化硅、氧化铁、氧化铬、氧化铈、氧化锆、二氧化钛、氧化锡、金属碳酸盐(诸如碳酸钙(白垩、方解石、泥灰石、石灰华、大理石和石灰石)、碳酸钙镁、碳酸钠、碳酸镁)、硅酸盐(诸如滑石、粘土、(蒙脱土)长石、云母、硅酸钙、偏硅酸钙、硅铝酸钠、硅酸钠)、金属硫酸盐(诸如硫酸钙、硫酸钡、硫酸钠、铝硫酸钠、硫酸铝)、石膏、三水合铝、石墨、金属氧化物(诸如氧化钙(石灰)、二氧化钛、金属亚硫酸盐(诸如亚硫酸钙))、金属颗粒(锡、铅、铜等)、玻璃颗粒、燧石、滑石、金刚砂以及它们的组合。粉碎颗粒形式的有机热固性树脂和热塑性塑料也可以用作粉碎填料颗粒。
根据本公开的带涂层磨料制品包括背衬、底胶层、粉碎磨料颗粒、复胶层以及任选的顶胶层。
参见图13,示例性带涂层磨料制品1300具有带有第一主表面1322的背衬1320。粉碎磨料颗粒1340通过底胶层1350和复胶层1360固定到背衬 1320的第一主表面1322。任选的顶胶层1370置于复胶层1360上。
带涂层磨料制品可以具有预期用途的方向。例如,如图14所示,示例性带涂层磨料带1400包括板状粉碎磨料颗粒1420,并且具有预期用途的纵向方向1460。板状粉碎磨料颗粒1420大体垂直于预期用途的纵向方向 1460取向。同样,如图15所示,示例性带涂层磨盘1500包括板状粉碎磨料颗粒1520,并且具有围绕中心轴线1580的预期用途的旋转方向1560。板状粉碎磨料颗粒1520大体上垂直于预期用途1560的旋转方向取向。虽然板状粉碎磨料颗粒1520在附图中示出为行对准的,但是这不是必须的。许多其它带涂层磨料制品(例如,特别地设计用于与砂磨块一起使用的那些带涂层磨料制品)也可以具有预定用途的规定的方向。
在制备带涂层磨料制品时,将包含第一粘结剂前体的底胶层前体施加至背衬的主表面。然后将磨料颗粒至少部分地嵌入底胶层前体(例如,通过静电涂覆)中,并且至少部分地固化第一粘结剂前体以将颗粒固定到底胶层前体。如果利用,则将包含第二粘结剂前体(其可以与第一粘结剂前体相同或不同)的任选的复胶层前体施加至底胶层前体和磨料颗粒上,然后固化粘结剂前体以提供底胶层和复胶层。
任选地,带涂层磨料制品可以进一步包括例如背胶层(即,在与具有磨料涂层的主表面相对的背衬的主表面上的涂层)、涂覆预胶层或接合层 (即,底胶层和背衬之间的涂层),和/或覆盖背衬的两个主表面的饱和剂。带涂层磨料制品还可以包括覆盖磨料层的顶胶层。如果存在,顶胶层通常包括助磨剂和/或抗填充材料。
合适的底胶层和复胶层树脂包括例如酚醛树脂、丙烯酸类树脂、氰酸酯树脂和氨基甲酸酯树脂。
可将根据本发明的带涂层磨料制品转变成例如带、辊、盘(包括穿孔盘)和/或片材。对于带应用,可以使用已知的方法将磨料片材的两个自由端接合在一起,以形成拼接带。
除了上述包含的描述之外,用于制备带涂层磨料制品的技术和材料的进一步描述可以见于例如美国专利4,314,827(Leitheiser等人);4,518,397 (Leitheiser等人);4,623,364(Cottringer等人);4,652,275(Bloecher等人);4,734,104(Broberg);4,737,163(Larkey);4,744,802 (Schwabel);4,770,671(Monroe等人);4,799,939(Bloecher等人);4,881,951(Wood等人);4,927,431(Buchanan等人);5,498,269 (Larmie);5,011,508(Wald等人);5,078,753(Broberg等人); 5,090,968(Pellow);5,108,463(Buchanan等人);5,137,542(Buchanan 等人);5,139,978(Wood);5,152,917(Pieper等人);5,203,884(Buchanan等人);5,227,104(Bauer);以及5,328,716(Buchanan)。
本公开的选择实施方案
在第一实施方案中,本公开提供了一种带涂层磨料制品,该带涂层磨料制品包括:
背衬,其具有第一主表面和第二相对的主表面;
底胶层,其固定到背衬的第一主表面的至少一部分。
粉碎磨料颗粒,其基于总重量包括:
35重量%至100重量%的具有第一组合物和第一粒级的初始粉碎磨料颗粒,其中大部分初始粉碎磨料颗粒是板状粉碎磨料颗粒,并且其中每个板状粉碎磨料颗粒具有相应的长度、宽度和厚度;以及
0重量%至65重量%的具有第二组合物和第二粒级的粉碎填料颗粒,其中:
i)第一组合物和第二组合物不同;
ii)第一粒级和第二粒级不同;或
iii)i)和ii)两者;
复胶层,其置于并且固定到底胶层和板状粉碎磨料颗粒的至少一部分上,
其中带涂层磨料制品具有预期用途的方向,并且其中大部分板状粉碎磨料颗粒被定位成其厚度大体上平行于预期用途的方向取向。
在第二实施方案中,本公开提供了根据第一实施方案所述的带涂层磨料制品,该带涂层磨料制品还包括置于复胶层的至少一部分上的顶胶层。
在第三实施方案中,本公开提供了一种根据第一实施方案或第二实施方案所述的带涂层磨料制品,其中带涂层磨料制品基本上不含成形磨料颗粒。
在第四实施方案中,本公开提供了一种根据第一实施方案至第三实施方案中任一项所述的带涂层磨料制品,其中板状粉碎磨料颗粒包括氧化铝。
在第五实施方案中,本公开提供了一种制备带涂层磨料制品的方法,该方法包括以下步骤:
a)提供具有工作表面的生产工具,其中第一主表面限定多个取向的腔,其中取向的腔在工作表面处具有相应的细长外开口,并且其中相应的细长外开口具有沿相应的纵向方向取向的相应的最大长度;
b)提供具有底胶层前体的背衬,所述底胶层前体置于背衬的第一主表面的至少一部分上;
c)将多个初始粉碎磨料颗粒置于多个取向的腔的至少一部分中,以形成负载的生产工具,其中初始粉碎磨料颗粒具有第一组合物和第一粒级,其中大部分初始粉碎磨料颗粒是板状粉碎磨料颗粒,其中每个板状粉碎磨料颗粒具有相应的长度、宽度和厚度,并且其中包含在多个取向的腔内的大部分板状粉碎磨料颗粒分别大体上平行于板状粉碎磨料颗粒置于其中的腔的开口的纵向方向对准;
d)将置于负载的生产工具的多个取向的腔内的初始粉碎磨料颗粒的至少一部分传送到底胶层前体的至少一部分上;
e)至少部分地固化底胶层前体。
f)将复胶层前体置于底胶层前体和板状粉碎磨料颗粒的至少一部分上;以及
g)至少部分地固化复胶层前体。
在第六实施方案中,本公开提供了根据第五实施方案所述的方法,所述方法还包括:在步骤d)之后、步骤e)之前,将粉碎填料颗粒附着到底胶层前体,其中粉碎填料颗粒具有第二组合物和第二粒级,并且其中:
i)第一组合物和第二组合物不同;
ii)第一粒级和第二粒级不同;或
iii)i)和ii)两者。
在第七实施方案中,本公开提供了根据第六实施方案所述的方法,其中初始粉碎磨料颗粒的总重量大于粉碎填料颗粒的总重量。
在第八实施方案中,本公开提供了根据第五实施方案至第七实施方案中任一项所述的方法,其中带涂层磨料制品具有预期用途的方向,并且其中带涂层磨料制品的大部分板状粉碎磨料颗粒被定位成其厚度大体上平行于预期用途的方向取向。
在第九实施方案中,本公开提供了根据第五实施方案至第八实施方案中任一项所述的方法,其中取向的腔具有封闭的底部。
在第十实施方案中,本公开提供了根据第五实施方案至第九实施方案中任一项所述的方法,其中取向的腔的至少一部分的细长外开口是矩形的。
在第十一实施方案中,本公开提供了根据第五实施方案至第十实施方案中任一项所述的方法,其中负载的生产工具的大部分取向的腔各自包含相应的单个板状粉碎磨料颗粒。
在第十二实施方案中,本公开提供了根据第五实施方案至第十一实施方案中任一项所述的方法,其中大部分板状粉碎磨料颗粒完全置于相应的取向的腔内。
在第十三实施方案中,本公开提供了根据第五实施方案至第十二实施方案中任一项所述的方法,其中负载生成工具基本上不含成形磨料颗粒。
在第十四实施方案中,本发明提供了一种根据第五实施方案至第十三实施方案中任一项所述的方法,其中板状粉碎磨料颗粒包括氧化铝。
通过以下非限制性实施例,进一步说明了本公开的目的和优点,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公开的不当限制。
实施例
除非另外指明,否则在实施例以及本说明书的剩余部分中的所有份数、百分比、比率等均为按重量计的。在表中,缩写“nd”意指未确定,并且“gsm”是指克/平方米。在实施例中使用的材料列于表1中。在下面表1中,通过目视检查至少100个随机选择的颗粒来确定板状颗粒的百分比(基于数量)。
表1
Figure BDA0001422022330000351
Figure BDA0001422022330000361
测试方法
磨料带测试1(木材)
将待测试的3英寸(7.6cm)宽的环形磨料带安装在配有直径为8英寸 (20.6cm)的钢接触轮的带式磨砂机上。将16英寸(40.6cm)长×5/8英寸 (1.6cm)厚的刨花板工件固定到测试固定装置的位置,以在其边缘上由环形磨料带进行研磨。调整测试固定装置,以提供工件边缘的近侧表面和磨料带的表面之间的5mm过盈量。将带式砂磨机启动至5750英尺/分钟 (1753m/min)的表面速度,并且工件在与带方向相反的方向上以150mm/sec 的速率沿16英寸(40.6cm)的尺寸横向移动。在规定体积的木材被研磨掉时测量磨料带/工件界面处的法向力。在这第一遍后,将刨花板的边缘从磨料带回缩,返回其起始位置,进行调整以提供另一5mm过盈量,并且横向移动用于另一遍研磨。该过程共重复80遍。
磨料带测试2(金属)
磨料带测试2用于评估磨料带的功效。测试带的尺寸为 10.16cm×91.44cm。工件(根据规定,1018低碳钢、1045碳钢、304不锈钢或钛)为沿其1.9cm×1.9cm的端部暴露于磨料带的条。使用直径为 20.3cm、肖氏硬度A为70的锯齿状(棱面与沟槽比率为1:1)橡胶接触轮。对于1018低碳钢、1045碳钢以及304不锈钢,带以5500 SFM运行;而对于钛,带以1885SFM运行。在10磅至15磅(4.53kg至6.8kg)的法向力的组合下推动工件贴靠带的中心部分。该测试包括测量该工件在研磨 15秒后的重量损失(1次循环)。然后将工件冷却并再次测试。测试在表3 或表5中规定的测试循环次数之后或当切削掉的量降至低于循环1次切削的20%时结束。记录每次循环后以克计的切削量。
比较例A
基重为每平方米300克至400克(g/m2)的未经处理的聚酯布料以商品名POWERSTRAIT购自美国南卡罗来纳州斯帕坦堡的美利肯公司(Milliken& Company,Spartanburg,South Carolina),用组合物将其涂覆预胶层,该组合物包含:75份EPON 828环氧树脂(双酚A二缩水甘油醚,购自美国德克萨斯州休斯顿的锐意卓越高性能产品公司(Resolution Performance Products, Houston,Texas))、10份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(以SR351购自美国新泽西州伍德兰帕克的氰特工业公司(Cytec Industrial Inc.,Woodland Park, New Jersey))、8份双氰胺固化剂(以DICYANEX 1400B购自美国宾夕法尼亚州阿伦敦的气体化工产品公司(Air Products and Chemicals, Allentown,Pennsylvania))、5份酚醛清漆树脂(以RUTAPHEN 8656购自美国俄亥俄州哥伦布的迈图高新材料公司(Momentive Specialty Chemicals Inc.,Columbus,Ohio))、1份2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(以IRGACURE 651光引发剂购自美国新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(BASF Corp., Florham Park,New Jersey))和0.75份2-丙基咪唑(以ACTIRON NXJ-60LIQUID购自美国北卡罗来纳州摩根顿的先创公司(Synthron,Morganton, NorthCarolina))。将10.16cm×114.3cm的这一背衬条贴到 15.2cm×121.9cm×1.9cm厚的层合刨花板上。使用油灰刀将237g/m2的酚醛底胶树脂涂覆在布料背衬上以填充背衬织物并除去过量的树脂,该酚醛底胶树脂由52份可溶酚醛树脂(以商品名GP 8339 R-23155B购自美国佐治亚州亚特兰大的佐治亚-太平洋化学品公司(Georgia Pacific Chemicals,Atlanta,Georgia))、45份偏硅酸钙(以商品名WOLLASTOCOAT购自美国纽约州威尔斯伯勒的NYCO公司(NYCO Company,Willsboro,NY))和 2.5份水组成。施加磨料颗粒AP1以填充具有竖直取向的三角形开口的阵列的生产工具的腔,其中竖直取向的三角形开口通常被配置成如图3A至图 3C(其中长度=1.698mm,宽度=0.621mm,深度=1.471mm,底部宽度=0.363mm)所示以矩形阵列(长度间距=2.68mm,宽度间距=1.075mm)排列,其以零度偏移角(在纵向上取向的长尺寸)被切削成5英寸 (12.7cm)宽的条。实现总长度为44英寸(111cm)的足够的偏移切削工具区段被端对端排列,并且安装到第二15.2cm×121.9cm×1.9cm厚的刨花板。将直径1.0cm的孔穴钻入厚度为15.2cm尺寸的中点,并且距层合刨花板两端中的每一端约2.54cm。构造各端具有直径为0.95cm的竖直榫钉的基部以接合刨花板中的孔穴,从而对准第一个填充有磨料颗粒的工具(开口侧朝上)与带底胶树脂涂层的背衬(带涂层一侧朝下)的放置。将若干弹簧夹附接到刨花板以将构造保持在一起。从榫钉移除带夹具的组件,翻转 (现在背衬的涂层侧朝上并且工具开口侧朝下),并且使用榫钉将其放回到基部上以保持对准。用锤子反复轻敲层合刨花板的背部,以将磨料颗粒传送至带底胶涂层的背衬。因此施加AP1(482g/m2)。移除弹簧夹并从榫钉中小心地移除顶板,从而使得传送的矿物质不在其侧面被敲除。然后通过滴涂和反转将附加的346g/m2的颗粒AP2施加至取向的颗粒上,以移除过量的AP2从而完成磨料颗粒添加。移除条带并且在90℃下将带磨料涂层的背衬以及条带放置在烘箱中1.5小时,以部分地固化底胶树脂。将由43.15 份酚醛树脂(以GP8339 R-23155B购自美国佐治亚州太平洋化学品公司 (Georgia Pacific Chemicals,Atlanta,Georgia))、9.7份水、22.75份冰晶石 (美国德克萨斯州休斯顿的苏威氟化盐公司(Solvay Fluorides,LLC, Houston,Texas))、22.75份偏硅酸钙(以WOLLASTOCOAT购自美国纽约州威尔士伯勒的NYCO公司(NYCO Company,Willsboro,New York)) 以及1.65份红色氧化铁组成的复胶树脂以基重456g/m2施加至每个条,并且将带涂层条在90℃下放置在烘箱中1小时,然后在102℃下8小时。固化之后,使用常规的粘合剂拼接颗粒将带涂层磨料条转变成带。
实施例1至5和比较例B至E
如表2所示,除了偏移角和涂层重量之外,根据比较例A的方法制备实施例1至5和比较例B至E。对于比较例B和C以及实施例1和5,将由29.2份以CMD35201(EPI-REZ 522-C)购自(美国肯塔基州路易斯维的罗纳普朗克公司(Rhone-Poulenc,Inc.Louisville,Kentucky))的水分散体、0.35份以EMI-24购自(美国宾夕法尼亚州阿伦敦的空气化工产品(Air Products and Chemicals,Allentown,Pennsylvania))的2-乙基-4-甲基咪唑、53.3份98%的纯的微粉碎KBF4(95重量%通过325目筛网,并且 100重量%通过200目筛网)组成的顶胶层以300g/m2的基重施加至每个条,然后将带涂层条在125℃下固化3小时。
Figure BDA0001422022330000401
Figure BDA0001422022330000411
比较例F
基重为每平方米300克至400克(g/m2)的未经处理的聚酯布料以商品名POWERSTRAIT购自美国南卡罗来纳州斯帕坦堡的美利肯公司(Milliken& Company,Spartanburg,South Carolina),用组合物将其涂覆预胶层,该组合物包含:75份EPON 828环氧树脂(双酚A二缩水甘油醚,购自美国德克萨斯州休斯顿的锐意卓越高性能产品公司(Resolution Performance Products, Houston,Texas))、10份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(以SR351购自美国新泽西州伍德兰帕克的氰特工业公司(Cytec Industrial Inc.,Woodland Park, New Jersey))、8份双氰胺固化剂(以DICYANEX 1400B购自美国宾夕法尼亚州阿伦敦的气体化工产品公司(Air Products and Chemicals, Allentown,Pennsylvania))、5份酚醛清漆树脂(以RUTAPHEN 8656购自美国俄亥俄州哥伦布的迈图高新材料公司(Momentive Specialty Chemicals Inc.,Columbus,Ohio))、1份2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(以IRGACURE 651光引发剂购自美国新泽西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(BASF Corp., Florham Park,New Jersey))和0.75份2-丙基咪唑(以ACTIRON NXJ-60LIQUID购自美国北卡罗来纳州摩根顿的先创公司(Synthron,Morganton, NorthCarolina))。将10.16cm×114.3cm的这一背衬条贴到 15.2cm×121.9cm×1.9cm厚的层合刨花板上。使用油灰刀将237g/m2的酚醛底胶树脂涂覆在布料背衬上以填充背衬织物并除去过量的树脂,该酚醛底胶树脂由52份可溶酚醛树脂(以商品名GP 8339R-23155B购自美国佐治亚州亚特兰大的佐治亚-太平洋化学品公司(Georgia Pacific Chemicals, Atlanta,Georgia))、45份偏硅酸钙(以商品名WOLLASTOCOAT购自美国纽约州威尔斯伯勒的NYCO公司(NYCO Company,Willsboro,NY))和 2.5份水组成。施加磨料颗粒AP8以填充具有竖直取向的三角形开口的阵列的生产工具的腔,其中竖直取向的三角形开口通常被配置成如图3A至图 3C(其中长度=1.698mm,宽度=0.621mm,深度=1.471mm,底部宽度=0.363mm)所示以矩形阵列(长度间距=2.68mm,宽度间距=1.075mm)排列,其以零度偏移角(在纵向上取向的长尺寸)被切削成5英寸 (12.7cm)宽的条。实现总长度为44英寸(111cm)的足够的偏移切削工具区段被端对端排列,并且安装到第二15.2cm×121.9cm×1.9cm厚的刨花板。将直径1.0cm的孔穴钻入厚度为15.2cm尺寸的中点,并且距层合刨花板两端中的每一端约2.54cm。构造各端具有直径为0.95cm的竖直榫钉的基部以接合刨花板中的孔穴,从而对准第一个填充有磨料颗粒的工具(开口侧朝上)与带底胶树脂涂层的背衬(带涂层一侧朝下)的放置。将若干弹簧夹附接到刨花板以将构造保持在一起。从榫钉移除带夹具的组件,翻转 (现在背衬的涂层侧朝上并且工具开口侧朝下),并且使用榫钉将其放回到基部上以保持对准。用锤子反复轻敲层合刨花板的背部,以将磨料颗粒传送至带底胶涂层的背衬。因此施加AP8(500g/m2)。移除弹簧夹并从榫钉中小心地移除顶板,从而使得传送的矿物质不在其侧面被敲除。移除条带并且在90℃下将带磨料涂层的背衬以及条带放置在烘箱中1.5小时,以部分地固化底胶树脂。将由43.15份酚醛树脂(以GP 8339R-23155B购自美国佐治亚州太平洋化学品公司(Georgia Pacific Chemicals,Atlanta, Georgia))、9.7份水、22.75份冰晶石(美国德克萨斯州休斯顿的苏威氟化盐公司(Solvay Fluorides,LLC,Houston,Texas))、22.75份偏硅酸钙(以WOLLASTOCOAT购自美国纽约州威尔士伯勒的NYCO公司 (NYCOCompany,Willsboro,New York))以及1.65份红色氧化铁组成的复胶树脂以基重680g/m2施加至条,并且将带涂层条在90℃下放置在烘箱中1小时,然后在102℃下8小时。固化之后,使用常规的粘合剂拼接颗粒将带涂层磨料条转变成带。
实施例6至8和比较例G至H
如下面表4所示,除了偏移角和涂层重量之外,根据比较例F的方法制备实施例6至8和比较例G至H。
表4
Figure BDA0001422022330000431
Figure BDA0001422022330000441
实施例9至11和比较例I至K
如表6所示,除了偏移角和涂层重量之外,根据比较例A的方法制备实施例9至11和比较例I至K。单个带上的测试结果记录在表7中。
Figure BDA0001422022330000461
表7
Figure BDA0001422022330000471
实施例12至13和比较例L至M
如表8所示,除了偏移角和涂层重量之外,根据比较例F的方法制备实施例12至13和比较例L至M。单个带上的测试结果记录在表9中。
Figure BDA0001422022330000481
表9
Figure BDA0001422022330000491
以上获得专利证书的申请中所有引用的参考文献、专利和专利申请以一致的方式全文以引用方式并入本文中。在并入的参考文献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。为了使本领域的普通技术人员能够实践受权利要求书保护的本公开而给出的前述说明不应理解为是对本公开范围的限制,本公开的范围由权利要求书及其所有等同形式限定。

Claims (13)

1.一种带涂层磨料制品,所述带涂层磨料制品包括:
背衬,所述背衬具有第一主表面和第二相对的主表面;
底胶层,所述底胶层固定到所述背衬的所述第一主表面的至少一部分;
粉碎磨料颗粒,所述粉碎磨料颗粒基于总重量包括:
35重量%至100重量%的具有第一组合物和第一粒级的初始粉碎磨料颗粒,其中大部分所述初始粉碎磨料颗粒是板状粉碎磨料颗粒,并且其中每个所述板状粉碎磨料颗粒具有相应的长度、宽度和厚度;以及
0重量%至65重量%的具有第二组合物和第二粒级的粉碎填料颗粒,其中:
i)所述第一组合物和所述第二组合物不同;
ii)所述第一粒级和所述第二粒级不同;或
iii)i)和ii)两者;
复胶层,所述复胶层置于并且固定到所述底胶层和所述板状粉碎磨料颗粒的至少一部分上,
其中所述带涂层磨料制品具有预期用途的方向,并且其中大部分所述板状粉碎磨料颗粒被定位成其厚度大体上平行于所述预期用途的方向取向。
2.根据权利要求1所述的带涂层磨料制品,所述带涂层磨料制品还包括置于所述复胶层的至少一部分上的顶胶层。
3.根据权利要求1所述的带涂层磨料制品,其中所述带涂层磨料制品基本上不含成形磨料颗粒。
4.根据权利要求1所述的带涂层磨料制品,其中所述板状粉碎磨料颗粒包括氧化铝。
5.一种制备带涂层磨料制品的方法,所述方法包括以下步骤:
a)提供具有工作表面的生产工具,其中第一主表面限定多个取向的腔,其中所述取向的腔在所述工作表面处具有相应的细长外开口,并且其中所述相应的细长外开口具有沿相应的纵向方向取向的相应的最大长度;
b)提供具有底胶层前体的背衬,所述底胶层前体置于所述背衬的第一主表面的至少一部分上;
c)将多个初始粉碎磨料颗粒置于所述多个取向的腔的至少一部分中,以形成负载的生产工具,其中所述初始粉碎磨料颗粒具有第一组合物和第一粒级,其中大部分所述初始粉碎磨料颗粒是板状粉碎磨料颗粒,其中每个所述板状粉碎磨料颗粒具有相应的长度、宽度和厚度,并且其中包含在所述多个取向的腔内的大部分所述板状粉碎磨料颗粒分别大体上平行于所述板状粉碎磨料颗粒置于其中的所述腔的开口的所述纵向方向对准;
d)将置于所述负载的生产工具的所述多个取向的腔内的所述初始粉碎磨料颗粒的至少一部分传送至所述底胶层前体的至少一部分上;
e)至少部分地固化所述底胶层前体;
f)将复胶层前体置于所述底胶层前体和所述板状粉碎磨料颗粒的至少一部分上;以及
g)至少部分地固化所述复胶层前体,
其中所述带涂层磨料制品具有预期用途的方向,并且其中所述带涂层磨料制品的大部分所述板状粉碎磨料颗粒被定位成其厚度大体上平行于所述预期用途的方向取向。
6.根据权利要求5所述的方法,所述方法还包括:在步骤d)之后、步骤e)之前,将粉碎填料颗粒附着到所述底胶层前体,其中所述粉碎填料颗粒具有第二组合物和第二粒级,并且其中:
i)所述第一组合物和所述第二组合物不同;
ii)所述第一粒级和所述第二粒级不同;或
iii)i)和ii)两者。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述初始粉碎磨料颗粒的总重量大于所述粉碎填料颗粒的总重量。
8.根据权利要求5所述的方法,其中所述取向的腔具有封闭的底部。
9.根据权利要求5所述的方法,其中所述取向的腔的至少一部分的所述细长外开口是矩形的。
10.根据权利要求5所述的方法,其中所述负载的生产工具的大部分所述取向的腔各自包含相应的单个板状粉碎磨料颗粒。
11.根据权利要求5所述的方法,其中大部分所述板状粉碎磨料颗粒完全置于相应的所述取向的腔内。
12.根据权利要求5所述的方法,其中所述负载的生产工具基本上不含成形磨料颗粒。
13.根据权利要求5所述的方法,其中所述板状粉碎磨料颗粒包括氧化铝。
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