CN1085575C - 磨料制品及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包含形状确定的颗粒的磨料制品。该磨料制品可为涂覆磨料制品、粘结的磨料制品或非织造磨料制品。形状确定的颗粒还可以包含磨粒、填料、助磨剂和润滑剂。形状确定的颗粒可按下述方法制得：(a)提供一种三维体的制造工具，它具有至少一个连续的表面，所述连续表面上至少形成有一个开孔，所述至少一个开孔为进入所述三维体中的空腔提供入口；(b)提供一种能将包含热固性树脂的粘合剂前体通过所述至少一个开孔引入所述至少一个空腔中的分配装置；(c)在固化区中提供一个使所述粘合剂前体至少部分固化的装置；(d)将所述粘合剂前体引入所述至少一个空腔的至少一部分空间中；(e)连续地令所述至少一个空腔通过所述固化区移动，使所述粘合剂前体至少部分固化，获得形状与已引入粘合剂前体的空腔空间的相对应的、可处置的固化粘合剂；(f)从所述至少一个空腔中去除所述粘合剂；和(g)将所述粘合剂转变形成形状确定的颗粒。步骤(f)和(g)可以同时进行。可以将颗粒粘合在一起制成一定形状的物体如砂轮；或者，可以将颗粒粘合到背衬上，制成涂覆磨料制品；再或者可以将颗粒粘合到非织造的纤维基材上，制成非织造磨料制品。

Description

磨料制品及其制造方法

             本发明的背景

1.本发明的领域

本发明涉及包含粘合剂的颗粒材料及其制造方法。当该颗粒材料进一步包含磨粒时，它可以在粘结磨料、涂覆磨料和非织造磨料中使用。

2.已有技术的描述

常规的涂覆磨料制品一般是一层磨粒粘合在背衬上。在涂覆磨料制品的使用期内，通常实际上只利用了磨粒层中一小部分的磨粒。磨粒层中大部分的磨粒是浪费掉了。而且，背衬是涂覆磨料制品中更为昂贵的组分，而它尚未用坏就必须处理掉。

业已作了多种尝试，磨粒在背衬上的分布务使实际上能利用更多的磨粒，从而延长涂覆磨料制品的使用寿命。由于延长了涂覆磨料制品的使用寿命，作为涂覆磨料制品的磨带或磨盘需要更换的就少得多，从而节约了时间并降低了更换操作的费用。单靠在背衬上沉积一厚层的磨粒并不能解决问题，原因是位于表层磨粒下面的那些磨粒是不可能利用上的。

已知有几种可以将磨粒分布在涂覆磨料制品上延长使用寿命的方法。一种这样的方法包括在涂覆磨料制品中加入磨粒聚集成的颗粒。磨粒聚集成的颗粒是用粘合剂将一些磨粒粘合在一起形成的小物体。若使用的磨粒聚集成的颗粒是形状和大小不规则的，则难以预先控制与工件表面相接触的磨粒的量。为此，需要一种能制造形状确定的磨粒聚集成的颗粒的费用节省的方法。

针对已有技术中存在的上述问题，本发明的一个目的是提供一种涂覆磨料制品。本发明的另一个目的是提供一种粘结的磨料制品。本发明的再一个目的是提供一种制造涂覆磨料制品的方法。

                 本发明的概述

本发明提供形状确定的颗粒和制造这些颗粒的方法。颗粒中包含粘合剂。在一个较好的实施方案中，是将许多磨粒分散在粘合剂中。

本发明的方法包括下述步骤：

(a)提供一种三维体的制造工具，它具有至少一个连续的表面，该连续表面上至少形成有一个开孔，至少一个开孔为进入三维体中的一个空腔提供入口；

(b)提供一种能将包含热固性树脂的粘合剂前体通过所述至少一个开孔引入所述至少一个空腔中的分配装置；

(c)在固化区中提供一个使所述粘合剂前体至少部分固化的装置；

(d)将所述粘合剂前体引入所述至少一个空腔的至少一部分空间中；

(e)连续地令所述至少一个空腔通过所述固化区移动，使所述粘合剂前体至少部分固化，获得形状与已引入粘合剂前体的空腔空间相对应的、可处置的固化粘合剂；

(f)从所述至少一个空腔中去除所述粘合剂；

(g)将所述粘合剂转变形成形状确定的颗粒。

步骤(f)和(g)可以同时进行。

在一个较好的实施方案中，在步骤(d)中引入粘合剂前体的同时加人许多磨粒，从而在步骤(e)中形成含磨粒的粘合剂。在步骤(f)中包含磨粒的粘合剂从制造工具的至少一个空腔中去除。磨粒以外的物料也可以随同粘合剂前体加入。

固化区中可以安装一个热能源或一个辐射能源或这两者。合适的辐射能源包括采用电子束、可见光和紫外光。作为常规方法的一种变通方法，可采用热能或辐射能与热能相结合来进行固化。

在一般的和较好的实施方案中，宜将步骤(d)、(e)和(f)以连续的顺序或以连续的方式进行。对于这些实施方案，制造工具宜为环形带形状或滚筒形状，较好的是一种绕轴旋转的圆柱形滚筒。或者，也可以使用具有两端的带子。这种有两端的带子是从一个解绕装置输送到一个重绕装置。较好的是制造工具中含有许多空腔。

在方法的步骤(e)中，粘合剂前体经过固化转变成可处置的粘合剂。

可以采用几种方法将粘合剂转变成颗粒。在一种方法中，当粘合剂从制造工具的一个个空腔中去除后，即成为一个个颗粒。这些颗粒可以包含附加物料或不含附加物料。可以包含在这些颗粒中的典型的物料是磨粒。所得颗粒的形状较好地是基本上与制造工具空腔的形状相同。这样，颗粒所具有的形状由制造工具的空腔的形状决定。在此第一种方法中，步骤(f)和(g)同时完成，这是因为当成形颗粒从制造工具的空腔中脱离后，即具有空腔的特征形状。

在第二种方法中，从制造工具的主表面上去除的粘合剂呈一片状，此片上有大小和形状与制造工具的空腔的大小和形状基本上相同的许多成形部分，但这些部分由较薄的粘合剂连接层连接在一起。在此第二种方法中，该片随后沿着粘合剂的薄连接层发生破裂或碎裂，形成本发明的颗粒状物料。可以对制成的颗粒进行筛选或分级，除去不需用的颗粒。若使粘合剂连接层发生破裂或碎裂时十分小心，则所得颗粒的形状基本上与制造工具空腔的形状相同。

使用载体带将粘合剂前体施加到制造工具上的方法也在本发明的范围内。可以将粘合剂前体涂覆到载体带的一个主表面即前表面上，然后将所得的经涂覆的载体带与包含空腔的制造工具的连续表面相接触。在制造工具中的粘合剂前体至少部分固化后，与载体带表面粘合较牢的粘合剂先从制造工具上去除，而后再从载体带上去除。或者，将粘合剂前体涂覆到含有空腔的制造工具的连续表面上，使这些空腔充满，将载体带与填有粘合剂前体的制造工具的连续表面相接触，使空腔中所含的粘合剂前体与载体带的表面接触。在粘合剂前体至少部分固化后，粘合剂就粘合在载体带表面上，不是在制造工具上。然后可以将粘合剂从载体带上去除。就形成了形状确定的颗粒。

形状确定的颗粒可通过使用在研磨应用中所用的添加剂，其性能获得改善，这些添加剂可以以其本身或作为磨料制品的一个组分的方式来使用。本发明形状确定的颗粒可用来制造磨料制品，每个这种成形颗粒包含至少一个磨粒和粘合剂，该粘合剂从可经辐射能或热能或这两种能量而固化的含热固性树脂的粘合剂前体制成。可将这些颗粒粘合在一起制成一定形状的物体，例如磨轮；或者可将这些颗粒粘合到背衬上制成涂覆磨料制品；或可将这些颗粒粘合到纤维的非织造基材上制成非织造磨料制品。

本发明通过改变颗粒的形状和组成，可以将颗粒设计成适用于具体的用途。本发明的方法为制造颗粒，尤其是形状确定的研磨颗粒提供了一种简便、快速和费用节省的方法。本发明的方法可以准确地逐批制造尺寸相同的研磨颗粒，从而获得性能较为一致的磨料制品。

本发明的另一个方面是涉及一种涂覆磨料制品，它包含：

(a)具有前后表面的背衬；

(b)在背衬前表面上的初始接合涂层(make coat)；

(c)通过初始接合涂层粘合到背衬前表面上的磨料层，该磨料层包含：

(1)许多磨粒；

(2)许多形状确定的助磨剂颗粒，它包含粘合剂和许多助磨剂原粒；

(d)在磨料层上的胶结涂层(size coat)。

一般来说，磨料层的表面区域宜包含5-90％，较好为10-75％，最好为20-40％形状确定的助磨剂颗粒。

本发明的另一个方面是涉及一种粘结磨料制品，它包含：

(a)粘结介质；

(b)许多磨粒；

(c)许多形状确定的助磨剂颗粒，它包含粘合剂和许多助磨剂原粒；粘结介质是用来将磨粒与形状确定的助磨剂颗粒粘合在一起，成为一定形状的物体。

粘结磨料较好是磨轮的形式，它包括切割磨轮(cut off wheel)。一般来说，形状确定的助磨剂颗粒在粘结磨料中所占的体积百分数约为5-85％，较好为5-75％，更好为5-60％，最好为10-60％。

形状确定的助磨剂颗粒中还可以包含磨粒。这种磨粒的莫氏硬度通常约大于8。然而，一般较好的是形状确定的助磨剂颗粒基本上由粘合剂和助磨剂原粒组成。

本发明的再一个方面是涉及一种形状确定的研磨颗粒，它包含：

(a)粘合剂，该粘合剂从包含可熔酚醛树脂(resole phenolic resin)和可自由基固化树脂的粘合剂前体制得；

(b)许多分布在粘合剂中形成形状确定的研磨颗粒的磨粒。

此类形状确定的研磨颗粒可以加到涂覆磨料制品、粘结的磨料制品或非织造磨料制品中。

本发明的再一个方面是涉及一种磨料制品，它包含：

(a)粘结介质，其中粘结介质包含许多分布在固化的树脂粘合剂中的形状确定的填料颗粒，此形状确定的填料颗粒中包含许多分布在粘合剂中的填料颗粒；

(b)许多磨粒，

此处粘结介质起下面几方面中至少一个方面的作用：

(1)将磨粒粘结到背衬上；

(2)将磨粒粘结到非织造基材上；

(3)将磨粒粘合在一起，制成一定形状的物体。

本发明的再一个方面是涉及一种涂覆磨料制品，它包含：

(a)具有前后表面的背衬；

(b)在背衬前表面上的初始接合涂层；

(c)通过初始接合涂层粘合到背衬前表面上的许多磨粒；

(d)在磨粒上的胶结涂层，

初始接合涂层或胶结涂层中的至少一个涂层中有许多分布在固化的树脂粘合剂中的形状确定的填料颗粒，而此形状确定的填料颗粒包含许多分布在粘合剂中的填料颗粒。

           附图的简要说明

图1、2和3是说明实现本发明各种方法的示意侧视图。

图4和5是使用本发明颗粒的一种涂覆磨料制品在纵剖面上的示意侧视图。

图6是图1制造工具一段的透视图。此图所示的段基本上与图1、2和3制造工具的那个段相类似。

图7和8是说明实现本发明其它方法的示意侧视图。

             本发明的详细描述

本文所用的术语“粘合剂前体”是指任何一种材料，它是可贴合的(conformable)或者在加热或加压或两者都施加的情况下可以成为可贴合的，并且在辐射能或热能或两者都施加的情况下会变得不贴合的。本文所用的术语“可处置的固化粘合剂”是指已经聚合或固化达到基本上不再流动或在形状上不会发生明显变化程度的粘合剂前体。术语“可处置的固化粘合剂”并不总是指己完全聚合或固化的粘合剂前体，但它己充分聚合或固化，从而在制造工具持续移动时能从制造工具上去除，而不会导致粘合剂的形状有明显的改变。在将粘合剂从制造工具上去除之后，可将其暴露在附加能源的作用下，使粘合剂进一步进行固化或聚合。本文所用的术语“粘合剂”与术语“可处置的固化粘合剂”是同义的。

本发明的一个方面涉及一种制造粒料的方法。本发明的另一个方面涉及含可处置的固化粘合剂的形状确定的颗粒。术语“形状确定的”是指粘合剂前体在制造工具的空腔中已聚合或固化。粘合剂前体在空腔中固化后，将所得固化的粘合剂从空腔中去除。在此去除过程的某些情况下，形成了颗粒，并且在其去除过程中，颗粒的边缘可能发生破裂。另外，当将颗粒从空腔中去除时，两个、三个或多个颗粒会在共有的边界上相互连接或以其它方式结合在一起。在其它的情况下，去除的是许多颗粒连成的片，对这种片要进行进一步加工(例如粉碎、球磨等)形成一个个颗粒。在从颗粒片制成单个颗粒的这个过程中，所得的单个颗粒的边缘可能被滚圆了并/或几个即二个、三个、四个或多个颗粒会结合在一起。术语“形状确定的颗粒”包括边缘断裂的颗粒和边缘被滚圆的颗粒，也在本发明的范围内。另外本发明的范围也包括术语“形状确定的颗粒”是相互连接或以其它方式结合在一起的两个、三个、四个或许多个单个颗粒。

本发明的再一个方面涉及磨料制品，如粘结磨料制品、涂覆磨料制品和非织造磨料制品，它们均包含本发明形状确定的颗粒材料。

图1图示了能实现本发明方法来制造本发明颗粒的设备。在设备10中，粘合剂前体12在重力作用下从料斗14送入环形带状的制造工具16中。环形带16在两个辊18、20上传送，至少一个辊是动力驱动的。图6是制造工具16一段的透视图。从图6可以看出，制造工具16是一个具有包含开孔22的连续表面21的三维体，这些开孔22为进入三维体中的空腔23提供入口。空腔23的至少一部分空间被粘合剂前体12充满。接着粘合剂前体12通过固化区24，在其中暴露在能源25的作用下，结果粘合剂前体12至少部分固化，获得可处置的固化粘合剂。形状确定的粘合剂颗粒26从制造工具16上去除，收集在容器28中。外部装置29，例如超声能量的发生装置可用于帮助粘合剂颗粒26从制造工具16上脱离下来。留在制造工具中的碎屑可以先清除掉，然后将新鲜的粘合剂前体送入制造工具中。

图2图示了能实现本发明方法的另一种设备。设备30中有从解绕装置34输送来的载体带32。解绕装置34的形式是辊。载体带32可由例如纸张、布料、聚合物膜、非织造织物、硬化纸板、它们的组合和它们处理过的形式制成。对于载体带32来说，较好的材料是聚合物膜，如聚酯膜。在图2中，载体带32对辐射是透明的。粘合剂前体36在重力作用下从料斗38输送到载体带32的一个主表面上。上面覆有粘合剂前体36的载体带32的主表面通过压料辊42压到制造工具40的表面上。与载体带相接触的制造工具40的表面是弯曲的，在其它方面它与图6所示的制造工具的那一段的表面相同。压料辊42还能将粘合剂前体36压入制造工具40的空腔中。接着，粘合剂前体36通过固化区43，在其中暴露在能源44的作用下，此时粘合剂前体36至少部分固化，获得可处置的固化粘合剂。接下来，上面有可处置的固化粘合剂的载体带32通过另一压料辊46。在载体带32和可处置的固化粘合剂之间必须有充分的粘合性，便于随后将粘合剂从制造工具40的空腔中去除。粘合剂颗粒48从载体带32上去除后，收集在容器50中。外部装置51，例如超声能的发生装置可用来帮助颗粒48从载体带32上脱离下来。然后在重绕装置52上回收载体带32，供重新使用。重绕装置52的形式是一个辊。

可以采用另一种方法有效地将粘合剂颗粒从载体带上去除。在这个方法中，载体带可以在接受来自料斗38的粘合剂前体36的主表面上有一薄的水溶性层。水溶性层将与粘合剂前体36相接触。在粘合剂前体36至少部分固化后，上面有可处置固化粘合剂的载体带32与一水源接触，这样水就溶解了载体带32上的水溶性层，从而使粘合剂颗粒从载体带32上脱离下来。用于这种方法的水溶性层的一个例子是水溶性聚合物层，所述聚合物如聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮和纤维素衍生物。

图3图示了能实现本发明方法的又一种设备。在设备70中，粘合剂前体72从料斗74刮涂到制造工具76上。制造工具是圆柱形滚筒的形式，它具有轴78。制造工具76的连续表面是弯曲的，在其它方面它与图6所示的制造工具那一段的表面相同。当制造工具76绕轴78旋转时，粘合剂前体72就通过固化区79，在其中暴露在能源80的作用下，此时粘合剂前体72至少部分固化，获得可处置的固化粘合剂。接下来，将从固化步骤获得的可处置固化粘合剂的颗粒82从制造工具76上去除，收集在料斗84中。去除宜采用机械的方法(如喷水)进行。在新鲜的粘合剂前体加入之前，宜将留在制造工具76中的碎屑去除掉。碎屑的去除可采用刷子、空气喷射或任何其它常规的方法。尽管未在图3中图示出，但可以使用附加的装置帮助从制造工具76上去除粘合剂颗粒。

图7图示了能实现本发明方法的另一种设备。设备120中有从第一个解绕装置124输送过来的带式制造工具122。解绕装置124是辊的形式。制造工具122较好地由辐射透明、更好地由紫外和/或可见光透明的聚合物材料制成。例如，该制造工具可由含聚乙烯主链和连接在其上的含氟脂族基的聚合物制成。这种聚合物在1990年9月17日公开的WO 92/15626中有进一步的描述。将乙烯聚合物结合到聚酯上。制造工具中的空腔可以是一系列正方形底面的角锥，这些角锥的位置是它们的底面相互对接。内有空腔的制造工具的表面可与图6所示制造工具的那一段类似。制造工具122离开解绕装置124，载体带126离开第二个解绕装置128。载体带126可由聚乙烯醇涂覆的纸制成，它商品购自Schoeller TechnicalPapers，Inc.，Pulaski，New York；货号为89-84-4。用涂覆机132将粘合剂前体130施涂到制造工具122的空腔中。用压料辊136使装有粘合剂前体的制造工具134部分与载体带126接触。将装有粘合剂前体的制造工具134部分和载体带126压到卷筒138上。卷筒138绕其轴140旋转。接着，位于固化区142中辐射能源141的辐射通过制造工具122透射到粘合剂前体上。辐射能源可为以600瓦特/英寸(240瓦特/厘米)工作的中等压力汞蒸汽紫外灯。受到幅射的作用，粘合剂前体就转变成可处置的固化粘合剂。通过卷筒138的作用，装有可处置固化粘合剂的制造工具和载体带就连续地通过固化区142。在压料辊143的附近，载体带126从装有粘合剂的制造工具上分离出来。载体带126在重绕装置144上重绕。就图7来说，在载体带的背面使用超声波发生器从载体带上去除颗粒，这种做法也在本发明的范围内。一般来说，较好的是超声波发生器紧贴在载体带的背面，同时使载体带处于绷紧状态。超声波发生器商品的一个例子是型号“108”的商品，购自Branson。

图8图示了能实现本发明方法的另一种设备。设备160中用的是环形带状的制造工具162，它经过一系列辊子164，其中至少一个辊子是动力驱动的。用刮涂机168将粘合剂前体166施涂到制造工具162的空腔中。然后粘合剂前体166通过固化区170，在其中将受到辐射能源172的作用。辐射能源可为以600瓦特/英寸(240瓦特/厘米)工作的中等压力汞蒸汽紫外灯。这个过程是连续的，受到能源172的作用，粘合剂前体166转变成可处置的固化粘合剂。粘合剂的颗粒178应粘合在表面光滑的卷筒174上。离开固化区170后，立刻用刮除装置176将颗粒178从表面光滑的卷筒174上去除，在真空作用下收集之(未图示)。

制造工具是一个具有至少一个连续表面的三维体。连续表面上具有至少一个开孔，较好的是许多开孔，这些开孔均在连续表面上形成。每个开孔提供进入三维体中空腔的入口。本文所用的术语“连续的”是指在空间上具有不间断延伸的特征；开孔和空腔虽在连续的表面上，但它们不会将表面分成许多分开的表面。制造工具的形式可以是织物、带(如环形带)、片、涂覆辊或套在涂覆辊上的套筒。制造工具较好的是一种能连续操作的工具，它例如是环形带或绕轴旋转的圆柱形涂覆辊。一般来说，圆柱形涂覆辊是直圆柱体的形式，其直径约为25至45厘米，由刚性材料构成。使用有两个自由端的带的设备也适用于进行连续的操作。制造工具所用的较好的材料是聚合物，例如聚烯烃类如聚丙烯或金属如镍。制造工具也可以由陶瓷材料制成。

金属制造工具的制造方法可包括雕刻、照相平版印刷、滚铣、蚀刻、滚花、将许多加工成所需形状的金属部件进行装配、模冲或其它机械手段、电铸等。制造金属制造工具或基础工具的较好方法是金刚石车削法。制造基础工具和/或金属制造工具的另一种较好的工艺是使用切割滚花法。这种切割滚花法在PCT专利申请号为PCT/US95/13074中有进一步的描述。例如，首先在一直径为8英寸、长为28英寸的圆柱形1026低碳钢工件上电镀一薄层光亮镍，用以防止腐蚀并改进与后来要电镀的铜的粘附性。接着，在光亮镍上电镀0.050英寸、努氏硬度为240的硬铜。将此电镀过的工件的一端安装在一个四爪卡盘上，另一端支撑在装有低压泵和水基冷却剂的Clausing引擎车床的尾架的中央。将工件的外表面削平弄光滑，留下0.030英寸厚的硬铜。

型号为209的Zeus切割滚花刀具在顶部装有高速钢(“HSS”)的第一滚花轮。第一滚花轮上具有相对于轮轴左倾30°的齿，每英寸上有30个齿(“TPI”)，齿在齿背上有90°夹角。该刀具在底部也装有HSS的第二滚花轮。第二滚花轮上具有相对于轮轴倾斜角为0°的齿，36TPI，在齿背上是90°的夹角。通过将滚花轮的安装杆设定到200mm(7.9英寸)工件的O.D.位置来调节两个滚花轮的取向。轮轴相对于Zeus切割滚花刀具的水平中心面各自约成30°。然后将此刀具安装在Clausing车床的横向滑板上。调节切割滚花刀具的高度，使两个滚轮能同时与工件接触。接着将顶部的第一滚轮移开。让冷却剂流向第二滚轮，以便在碎屑形成时就将它们清洗掉。

1)使第二滚轮与工件啮合。车床以80rpm的速度在第一个方向上(与第二滚轮啮合的表面向上运动)使工件旋转，与工件轴平行的刀具进刀速度是0.010英寸/转(自右向左)。调节第一滚轮的切割深度，以便产生整个深度滚花的约75％。

2)然后将第二滚轮移开，将第一滚轮重新安装在顶部。在与上述相同的条件下，在记录方向上(与第一滚轮啮合的表面向下运动)，车床使工件旋转，刀具方向从右向左，与工件轴平行。

3)将第一滚轮移开，将第二滚轮重新安装在底部。此第三个步骤重复第一个步骤，所不同的是调节刀具达到整个滚花深度。

4)将第二滚轮移开，将第一滚轮重新安装在顶部。此第四个步骤重复第二个步骤，所不同的是调节刀具达到整个滚花深度。

5)将第一滚轮移开，将第二滚轮重新安装在底部。此第五个步骤重复第三个步骤，再次达到整个滚花深度。

所得滚花的工件表面上具有滚花图案，它是在与角锥体底边平行的方向上，每英寸长度有36.7个正方形底面的角锥体，其平均高度是0.0099英寸。角锥体的顶部是滚圆的，它与滚花轮的滚圆形凹陷相对应。相对于与工件纵轴相垂直的平面，角锥图案的峰顶具有11.5°的螺旋角。在工件上用非电镀法涂覆一层镍保护层，用以防止腐蚀并改进在使用前聚合物的剥离性能。

上述滚花工件可用于本发明制造工具的制造。首先将工件和一压料辊安装在一挤压机的下面。将滚花工件保持在60℃(140°F)，而压料辊保持在21℃(70°F)。将214℃(417°F)的Escorene“Polypropylene 3445”挤压到滚花工件上，并在工件和压料辊旋转时挤入工件和压料辊之间。以3.6米/分钟(11.8fpm)的速度收集得到0.022英寸厚的无缝膜。膜的表面上就具有角锥体形状凹穴的不间断图案，这些凹穴是滚花工件上凹穴的反相。

挤压技术在聚合物科学和技术百科全书(Encyclopedia of Polymer Science andTechnology)，第8卷，John Wiley & Sons，Inc.(1968)，第651-665页和美国专利3,689,346，第7栏，第30-55行上有进一步的描述。制造工具也可以有一层剥离层，以便更容易地将粘合剂从空腔中去除，并最大程度地减少制造工具的磨损。这种剥离层的例子包括硬质层如金属碳化物、金属氮化物、金属硼化物、金刚石或类似金刚石的碳。也可使用加热的制造工具，它较好由金属制成，这种情况也在本发明的范围内。加热的制造工具能使颗粒成形较为容易，较快地固化，并较容易地将成形颗粒从工具上剥离下来。关于制造工具的进一步的资料可参见美国专利5,435,816。

在某些情况下，聚合物制造工具可以从原始的基础工具上复制。当制造工具是带的形式时，这是特别好的。聚合物制造工具优于金属制造工具的一个优点是其价格较廉。聚合物制造工具的另一个优点是其让辐射从辐射源通过制造工具到达粘合剂前体的能力。聚合物制造工具可通过将熔融的热塑性树脂如聚丙烯涂覆在基础工具上制得。然后令熔融的树脂骤冷，获得基础工具的热塑性复制件。这种聚合物的复制件即可用作制造工具。另外，制造工具的表面上可有一层剥离层，如用硅氧烷基的材料或含氟化合物基的材料作剥离层，以改善粘合剂从制造工具上剥离下来的剥离性。将剥离剂加到用来制造制造工具的聚合物中，这也在本发明的范围内。典型的剥离剂包括硅氧烷基的材料和含氟化合物基的材料。从具有良好剥离性能的聚合物来制造制造工具，这在本发明的范围内。这种聚合物描述于1992年9月17日公开的WO 92/15626中。该文献描述了一种含氟化合物接枝的共聚物，它包含一个含聚合单元的原料聚合物(所述聚合单元衍生于含末端烯烃双键的单体)，此原料聚合物上接枝有含氟脂族基团的部分。该接枝含氟脂族基团一般衍生于包含含氟脂族基团和可聚合双键的含氟化合物烯烃。

一般通过一连接基团将含氟化合物烯烃中的含氟脂族基团连接到可聚合的双键上。这种含氟化合物烯烃可用下式表示：

(R_f)_aQ(CR＝CH₂)_b

其中R代表氢、三氟甲基或含1-4个碳原子的直链或支链烷基；

a代表1-10的整数；

b代表1-6的整数；

Q代表基本上不会干扰自由基聚合的(a+b)价的连接基团；

R_f代表包含含至少7个氟原子的完全氟化端基的含氟脂族基团。

可采用与制造金属制造工具相同的方法来制造金属基础工具。制造工具的其它制造方法披露于美国专利5,435,816中。

若制造工具由热塑性材料制成，则方法的条件应使在固化区中产生的热量对制造工具不致产生不良影响。

制造工具的至少一个连续表面上至少有一个空腔，较好的是许多空腔。可处置的固化粘合剂前体将获得与空腔形状相对应的形状。空腔可为任何的几何形状如角锥体、棱柱体、圆柱体、圆锥体、或具有相对多边形面的薄物体。其几何形状可为上述形状中所截一段的形状。一个给定的制造工具可以包含各种不同形状的空腔或各种不同大小的空腔或两者兼而有之，这也在本发明的范围内。在带式制造工具的情况下，空腔可以在整个长度上都有。空腔可以直接相邻或在它们之间有间隔平台区域。较好的是空腔的侧面呈斜坡形，以便容易地从制造工具中去除粘合剂。

空腔可以具有其它的几何形状如立方形、块体形、球形等，这也在本发明的范围内。

所有的空腔都可以具有相同的形状，相同的尺寸。在这种情况下，获得的所有形状确定的颗粒都基本上具有相同的大小和形状。或者，所有的空腔可以具有相同的形状，但尺寸不同。在这种情况下，就存在着形状确定颗粒的颗粒大小分布的问题。另一个情况是，所有的空腔可以具有相同的尺寸，但形状不同。在这种情况下，所得形状确定的颗粒将具有相同的大小，但形状不同。在再一个实施方案中，空腔可以具有不同的形状和不同的大小。在这种情况下，所得形状确定的颗粒将具有不同的形状和大小。

适用于本发明的粘合剂前体包含通过辐射能或热能会固化的热固性树脂。粘合剂前体可经缩合固化机理或加成机理进行聚合。较好的粘合剂前体经加成机理进行聚合。粘合剂前体可经自由基机理或阳离子机理或该两种机理进行聚合。粘合剂前体可以不含填料，也可以含有常规填料。

粘合剂前体宜通过辐射能或热能固化。辐射能可以是电子束、紫外光、可见光和激光。若使用紫外光或可见光，则较好的是在混合物中包含光引发剂。当暴露在紫外光或可见光下时，光引发剂会产生自由基源或阳离子源。这种自由基源或阳离子源然后引发粘合剂前体的聚合反应。当采用电子束时，混合物中可以含有或不含光引发剂。

通过辐射能固化的粘合剂前体的例子，包括丙烯酸酯化的聚氨酯类、丙烯酸酯化的环氧类、烯属不饱和化合物类、含侧链不饱和羰基的氨基塑料衍生物类、含至少一个侧链丙烯酸酯基的异氰脲酸酯衍生物类、含至少一个侧链丙烯酸酯基的异氰酸酯衍生物类、乙烯基醚类、环氧树脂类以及它们的混合物。术语“丙烯酸酯”包括丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类。

丙烯酸酯化的聚氨酯类是羟基封端的异氰酸酯增长的聚酯类或聚醚类的二丙烯酸酯类。商品购得的丙烯酸酯化聚氨酯类的例子包括购自Morton ThiokolChemical的“UVITHANE 782”和购自Radcure Specialties的“CMD 6600”、“CMD 8400”和“CMD 8805”。

丙烯酸酯化的环氧类是环氧树脂的二丙烯酸酯类，如双酚A环氧树脂的二丙烯酸酯类。商品购得的丙烯酸酯化的环氧类的例子包括购自Radcure Specialties的“CMD 3500”、“CMD 3600”和“CMD 3700”。

烯属不饱和化合物类包括包含碳、氢和氧原子，或者还可包含氮和卤素原子的单体和聚合物化合物类。氧或氮原子或这两种原子通常存在于醚、酯、氨基甲酸乙酯、酰胺和脲基中。烯属不饱和化合物类的分子量较好为小于约4,000，并且它较好为将含脂族单羟基或脂族多羟基的化合物与不饱和羧酸如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸、马来酸等进行反应获得的酯。丙烯酸酯类的代表性例子，包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、二丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸己二醇酯、二丙烯酸三乙二醇酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三丙烯酸丙三醇酯、三丙烯酸季戊四醇酯、甲基丙烯酸季戊四醇酯和四丙烯酸季戊四醇酯。其它的烯属不饱和化合物类，包括单烯丙基、多烯丙基和多甲基烯丙基酯和羧酸的酰胺类，如邻苯二甲酸二烯丙酯、己二酸二烯丙酯和N，N-二烯丙基己二酰二胺。还有其它的烯属不饱和化合物类，包括苯乙烯、二乙烯基苯和乙烯基甲苯。其它含氮的烯属不饱和化合物类，包括三(2-丙烯酰基-乙氧基)异氰脲酸酯，1，3，5-三(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-s-三嗪、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基哌啶酮。

氨基塑料可为单体和低聚物。氨基塑料树脂的每个分子含至少一个侧链α，β-不饱和羰基。这些α，β-不饱和羰基可为丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基或丙烯酰胺基。这种树脂的例子，包括N-羟甲基-丙烯酰胺、N，N’-氧代二亚甲基二丙烯酰胺、邻或对丙烯酰氨基甲基化的苯酚、丙烯酰氨基甲基化的酚醛清漆和它们的混合物。这些材料在美国专利4,903,440；5,055,112和5,236,472中有进一步的描述。

含至少一个侧链丙烯酸酯基的异氰脲酸酯衍生物类和含至少一个侧链丙烯酸酯基的异氰酸酯衍生物类在美国专利4,652,274中有进一步的描述。较好的异氰脲酸酯材料是三(羟乙基)异氰脲酸酯的三丙烯酸酯。

适用于本发明的乙烯基醚类的例子，包括乙烯基醚官能化的聚氨酯低聚物，它的商品有“VE 4010”、“VE 4015”、“VE 2010”、“VE 2020”和“VE4020”，购自Allied Signal。

环氧类含有环氧乙烷环，是经开环进行聚合的。环氧树脂包括单体环氧树脂和聚合物环氧树脂。这些树脂在其主链和取代基的种类上可以有很大的不同。例如，主链可为与环氧树脂通常有关的任何类型，其上的取代基可为在室温下与环氧乙烷环反应的任何不含活性氢原子的基团。用于环氧树脂的取代基的代表性例子，包括卤素、酯基、醚基、磺酸酯基、硅氧烷基、硝基、和磷酸酯基。本发明较好的环氧树脂的例子，包括2，2-二[4-(2，3-环氧丙氧基)苯基]丙烷(双酚A的二缩水甘油醚)和以商品名“Epon 828”、“Epon 1004”和“Epon 1001F”购自ShellChemical Co.，以商品名“DER-331”、“DER-332”和“DER-334”购自DowChemical Co.的材料。其它合适的环氧树脂，包括酚醛清漆的缩水甘油醚类(例如商品“DEN-431”和“DEN-428”，购自Dow Chemical Co.)。本发明的环氧树脂可经加入适当光引发剂(多种)的阳离子机理进行聚合。这些树脂在美国专利4,318,766和4,751，138中有进一步的描述。

暴露在紫外光下会产生自由基源的光引发剂的例子，包括(但不局限于)选自下述的物质，有机过氧化物类、偶氮化合物类、醌类、二苯酮类、亚硝基化合物类、酰基卤类、hydrozones、巯基化合物类、吡喃鎓化合物类、三丙烯酰基咪唑类、二咪唑类、氯代烷基三嗪类、苯偶姻醚类、苯偶酰缩酮类、噻吨酮类、苯乙酮衍生物类，以及它们的混合物。暴露在可见光照下会产生自由基源的光引发剂的例子披露于美国专利4,735,632中。

阳离子光引发剂会产生酸源引发环氧树脂或聚氨酯的聚合反应。阳离子光引发剂可以包括含鎓阳离子和金属或准金属的含卤配合物阴离子的盐。其它阳离子光引发剂，包括含有机金属配合物阳离子和金属或准金属的含卤配合物阴离子的盐。这些光引发剂在美国专利4,751,138(第6栏，65行至第9栏，45行)中有进一步的描述。另一个例子是在美国专利4,985,340(第4栏，65行至第14栏，50行)以及欧洲专利申请306,161、306,162中所描述的有机金属盐和鎓盐。再一种阳离子光引发剂包括有机金属配合物的离子盐，其中金属选自周期表第IVB、VB、VIB、VIIB和VIIIB族的元素。这种光引发剂披露于欧洲专利申请109,581中。

粘合剂前体也可以是可缩合固化的粘合剂如酚醛树脂、脲甲醛树脂、蜜胺甲醛树脂等。有两种类型的酚醛树脂，即可熔酚醛树脂和酚醛清漆。可熔酚醛树脂的甲醛与苯酚的摩尔比大于或等于1∶1，一般为1.5∶1.0至3.0∶1.0。酚醛清漆树脂的甲醛与苯酚的摩尔比小于1∶1。可以购得的酚醛树脂的例子包括购自OccidentalChemicals Corp.的商品“Durez”和“Varcum”、购自Monsanto的商品“Resinox”、购自Ashland Chemical Co.的商品“Arofene”和购自AshlandChemical Co.的商品“Arotap”。关于脲甲醛树脂的进一步详细情况可以参见美国专利5,486,219。

使用包含可缩合固化树脂和可自由基固化树脂共混物的粘合剂前体，这也在本发明的范围内。例如，可以将可熔酚醛树脂和丙烯酸酯树脂共混在一起，制成粘合剂前体。一种较好的粘合剂前体包含丙烯酸酯单体如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸酯化的异氰脲酸酯树脂如三(羟乙基)异氰脲酸酯的三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或三丙烯酸季戊四醇酯和可熔酚醛树脂。为了帮助引发丙烯酸酯基树脂的聚合，让粘合剂前体接受热和/或辐射的作用。为了帮助引发可熔酚醛树脂的聚合，一般让粘合剂前体接受热的作用。例如，粘合剂前体可以包含约10-90重量份酚醛树脂，较好为20-60重量份酚醛树脂和约10-90重量份可自由基固化的树脂，较好为20-60重量份可自由基固化的树脂。

在一个特别有用的实施方案中，粘合剂前体可以含有磨粒。固化的粘合剂前体即粘合剂，起着将磨粒粘合在一起制成形状确定研磨颗粒的作用。磨粒的平均颗粒大小一般约为0.1-1500微米，较好约为1-1300微米，更好约为1-500微米，最好约为1-150微米。较好的是磨粒的莫氏硬度至少约为8，更好约为9。这种磨粒的材料的例子，包括熔凝氧化铝(fused aluminum oxide)、陶瓷氧化铝、白色熔凝氧化铝、热处理过的氧化铝、二氧化硅、碳化硅、绿色碳化硅、氧化铝氧化锆、金刚石、二氧化铈、二硼化钛、碳化硼、立方氮化硼、石榴石、硅藻石和它们的混合物。陶瓷氧化铝较好的是按如美国专利4,314,827；4,744,802；4,623,364；4,770,671；4,881,951；5,011,508和5,213,591中所述的溶胶-凝胶法制备的。陶瓷磨粒包含α-氧化铝，并且或可包含金属氧化物改性剂如氧化镁、氧化锆、氧化锌、氧化镍、二氧化铪、氧化钇、二氧化硅、氧化铁、二氧化钛、氧化镧、二氧化铈、氧化钕和它们的混合物。陶瓷氧化铝中也可以包含成核剂如α-氧化铝、氧化铁、氧化铁前体、二氧化钛、氧化铬或它们的混合物。陶瓷氧化铝也可以具有如美国专利5,201,916和5,090,968中所述的形状。陶瓷磨粒的表面上也可以具有涂层。

磨粒表面上也可具有涂层。表面涂层可以改进研磨颗粒中磨粒和粘合剂之间的粘合性，并/或可以改变磨粒的研磨性能。这种表面涂层披露于美国专利5,011,508；1,910,444；3,041,156；5,009,675；4,997,461；5,213,591和5,042,991中。磨粒在其表面上也可以有偶合剂，如硅烷偶合剂。

粘合剂前体中可以加有一种类型的磨粒、两种或多种类型的不同磨粒、或至少一种类型的磨粒与至少一种类型的稀释剂材料。用作稀释剂的材料的例子，包括碳酸钙、玻璃小泡、玻璃珠、灰石(greystone)、大理石、石膏、聚氯乙烯、粘土、SiO₂、KBF₄、Na₂SiF₆、冰晶石、有机泡、有机珠等。

本发明所用的粘合剂前体中还可以加有添加剂，如填料(包括助磨剂)、纤维、润滑剂、润湿剂、表面活性剂、颜料、染料、偶合剂、增塑剂、抗静电剂和悬浮剂。适用于本发明的填料的例子，包括木浆、蛭石和它们的混合物，金属碳酸盐如碳酸钙(如白垩、方解石、泥灰、石灰华、大理石和石灰石)、碳酸钙镁、碳酸钠、碳酸镁，二氧化硅如非晶形二氧化硅、石英，玻璃珠，玻璃小泡和玻璃纤维，硅酸盐如滑石、粘土(蒙脱石)、长石、云母、硅酸钙、偏硅酸钙、铝硅酸钠、硅酸钠，金属硫酸盐如硫酸钙、硫酸钡、硫酸钠、硫酸铝钠、硫酸铝，石膏，蛭石，木粉，氢氧化铝(aluminum trihydrate)，金属氧化物如氧化钙(石灰)、氧化铝、二氧化钛和金属亚硫酸盐如亚硫酸钙。例如，按重量计，形状确定的颗粒可以包含约20-100份粘合剂，较好为40-100份粘合剂和0-80份填料，较好为0-60份填料。在另一个实施方案中，按重量计，形状确定的颗粒包含20-90份粘合剂，较好为25-80份粘合剂，更好为30-70份粘合剂；10-80份磨粒，较好为20-75份磨粒，更好为30-70份磨粒；1-60份填料，较好为5-50份填料，更好为10-40份填料。

助磨剂的定义为一种颗粒材料，将其加入磨料制品中对研磨的化学和物理过程会产生显著的影响，从而改进其性能。具体而言，人们认为助磨剂会(1)减少磨粒和被研磨工件之间的摩擦，(2)防止磨粒发生“盖帽现象”，即防止金属颗粒熔接在磨粒的顶部，(3)降低磨粒和工件之间的界面温度，和/或(4)减少磨削力。通常，加入助磨剂能提高涂覆磨料制品的使用寿命。助磨剂包括许多种不同的材料，可以是无机或有机的。助磨剂的例子包括蜡、有机卤化物、卤盐、金属以及它们的合金。有机卤化物在研磨过程中一般会分解，释放出氢卤酸或气态卤化物。这种材料的例子，包括氯化蜡如四氯化萘、五氯化萘和聚氯乙烯。卤盐的例子包括氯化钠、钾冰晶石、钠冰晶石、铵冰晶石、四氟硼酸钾、四氟硼酸钠、氟化硅、氯化钾和氯化镁。金属的例子包括锡、铅、铋、钴、锑、镉、铁和钛。其它助磨剂包括硫、有机硫化合物、石墨和金属硫化物。使用不同助磨剂的混合物，在某些情况下，会产生协同的作用，这也在本发明的范围内。助磨剂的上述例子是助磨剂的代表性例子，它并不意味着包括了所有的助磨剂。助磨剂的另外例子包括偏磷酸钠、磷酸三钾和聚氯乙烯与四氟硼酸钾的混合物。按重量计，形状确定的助磨剂颗粒可以包含约5-95份粘合剂，较好为25-70份粘合剂和5-95份助磨剂，较好为30-75份助磨剂。

使用含氯的丙烯酸酯化粘合剂也在本发明的范围内。这种粘合剂的例子包括“Ebecryl 436”、“584”、“585”、“586”和“588”，它们都是购自Radcure Specialties，Inc.(Louisville，KY)的商品。尽管并不希望拘泥于某种理论解释，但这些氯化丙烯酸酯单体可以起粘合剂和助磨剂的作用。在适当的研磨条件下，氯会在研磨过程中释放出来。

适用于本发明的偶合剂的例子，包括有机硅烷、锆铝酸盐和钛酸盐。可以选择合适的偶合剂用于磨粒和/或填料中。可以直接将偶合剂加入到粘合剂和磨粒和/或填料的混合物中。或者，也可以用偶合剂预处理磨粒和/或填料。抗静电剂的例子包括石墨、炭黑、导电聚合物、湿润剂、氧化钒等。调节这些材料的量可获得所需的性能。粘合剂前体中还可以含有水或有机溶剂。

形状确定的颗粒中还可以含有增塑剂。增塑剂的例子，包括聚氯乙烯、邻苯二甲酸二丁酯、烷基苄基邻苯二甲酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、纤维素酯、邻苯二甲酸酯、硅油、己二酸酯和癸二酸酯、多醇、多醇衍生物、叔丁基苯基二苯基磷酸酯、磷酸三甲苯酯、蓖麻油、它们的混合物等。以粘合剂的总重量计(不包括可加入的添加剂和研磨颗粒)，增塑剂的用量约为0-70％，较好约为0-65％。

润滑剂的例子，包括蜡、金属的脂肪酸盐、硫基化合物、石墨、二硫化钼、滑石、氮化硼、硅氧烷、硅油、聚乙二醇、磷酸酯、硅酸酯、新戊基多醇酯和聚苯醚、含氟化合物、矿物油、它们的混合物等。

这些添加剂在形状确定的颗粒中的用量，部分地视所需性能而定。较好的添加剂的例子包括填料、助磨剂、偶合剂和润湿剂。例如，对于稀释剂颗粒，形状确定的颗粒可以包含粘合剂和填料颗粒。又例如，用于磨料制品的稀释剂颗粒可以包含粘合剂和助磨剂。或者，形状确定的研磨颗粒可以包含粘合剂、磨粒、或者还包含填料、助磨剂和偶合剂。

形状确定的颗粒中还可以包含抗负载的添加剂。“负载”这个术语是用来描述切屑(从工件研磨下来的材料)对磨粒之间空间的填充与此种材料的积累。例如，在木材打砂的过程中，由木材颗粒组成的切屑会存在于磨粒之间的空间中，从而显著降低了磨粒的切割能力。这种抗负载材料的例子，包括脂肪酸的金属盐、脲-甲醛、蜡、矿物油、交联的硅烷、交联的硅氧烷、磷酸酯、含氟化合物和它们的混合物。在本发明的一个方面中，可以将这些抗负载材料中的一种或多种加入形状确定的颗粒中。可以将这些所得形状确定的颗粒连同磨粒或磨粒聚集成的颗粒加到磨料制品中。例如，涂覆磨料可以有一个具有前后表面的背衬。初始接合涂层存在于背衬的前表面上，该初始接合涂层用于将磨料层粘结到背衬的前表面上。磨料层中包含磨粒和含抗负载材料的形状确定的颗粒。在磨料层上面的是一层胶结涂层。

粘合剂前体也还可以包含发泡剂。发泡剂一般会提高形状确定颗粒的孔隙度。发泡剂可为任何化学品或材料，它的存在会提高形状确定颗粒的体积。发泡剂可为蒸汽或使颗粒膨胀的有机溶剂。

粘合剂前体还可以包含表面活性剂。表面活性剂的例子，包括金属醇盐、含氟化合物、聚环氧烷、长链脂肪酸的盐等。表面活性剂可为阳离子型、阴离子型或非离子型。较好的表面活性剂的例子包括购自Byk Chemie，Wallingford，CT的阴离子分散剂商品“Disperbyk 111”和购自ICI Chemicals，Wilmington，DE的聚环氧乙烷基分散剂商品“Hypermer KD2”。

若颗粒中包含磨粒，则颗粒在研磨过程中应能破碎。粘合剂前体、磨粒和可加入的添加剂的选择和用量都会影响颗粒的破碎性能。另外，形状确定颗粒的孔隙度大小也会影响形状确定颗粒的破碎和磨损性能。孔隙度的大小即程度可由粘合剂的化学性能、添加剂(包括磨粒)、造粒条件和这几个因素的综合来确定。这样，对形状确定颗粒的一定用途来说，应根据颗粒所需的破碎或磨损性能确定其孔隙度的大小。

为了制成包含粘合剂前体和其它材料(如磨粒)的混合物，可经诸如高速剪切混合、气流搅拌或滚转等任一种常规技术将各组分混合在一起。在混合物的混合过程中可以采用真空，以便对空气的夹带降至最小。或者，在某些情况下，在混合过程中将空气或其它气态物质夹带到磨料淤浆中，倒也是适宜的。这种夹带的空气会获得多孔性较大的形状确定的颗粒。

可以采用运用诸如重力加料、泵送、口模式涂布或真空锻模式涂布(vacuumdrop die coating)等任何常规技术的分配装置，将粘合剂前体加到制造工具的空腔中。也可以通过第一载体带的转移将粘合剂前体加到制造工具的空腔中。载体带的例子，包括布背衬(包括未处理过的布背衬、原坯布背衬、处理过的布背衬等)、非织造基材(包括纸张)、聚合物膜(包括底涂过的膜、未底涂的膜、纤维状增强膜等)、硬化纸板和任何其它合适的基材类型背衬。在混合步骤中或即在涂覆步骤之前将粘合剂前体经超声波处理，用以降低粘合剂前体的粘度。

尽管只要求粘合剂前体填充空腔的一部分空间，但粘合剂前体宜完全填充制造工具表面上的空腔，使所得的颗粒含有很少的空隙或缺陷。这些缺陷会使颗粒的形状偏离所需的确定形状。另外，当将形状确定的粘合剂物料从制造工具上去除时，其边缘可能会折断，从而会产生缺陷并有损于形状的确定性。应留心整个过程，务使这些缺陷降至最小。有时候，空隙或缺陷是需要的，原因是它们会在所得的颗粒中产生孔隙度，从而使颗粒具有较大的易冲刷性。同样应注意勿使粘合剂前体不致明显地超出制造工具连续表面的平面，并且不致明显超出制造工具中空腔的开孔。

有时宜在将粘合剂前体加入制造工具之前对其进行加热，一般加热到大约40-90℃温度。粘合剂前体加热后，其粘度会下降，结果它就会比较容易地流入制造工具的空腔中。

接在将粘合剂前体加入制造工具的空腔后的步骤包括，趁粘合剂前体存在于制造工具的空腔中时，将其暴露在辐射能或热能作用下，使其至少部分固化。或者，趁粘合剂前体存在于制造工具的空腔中时，使其至少部分固化，在该粘合剂从制造工具的空腔去除之后再进行后固化。后固化步骤可以省略。固化的程度应充分，使所得可处置的固化粘合剂从制造工具中去除时能保持其形状。

固化区所用的辐射能源的例子包括电子束、紫外光、可见光和激光。可以使用的电子束辐射(也称为离子辐射)的能级约为0.1-20 Mrad，较好的约为1-10Mrad。紫外光辐射是指波长约为200-400nm，较好约为250-400nm的非粒子辐射。辐射剂量的范围约为50-1000mJ/cm²，较好约为100mJ/cm²至400mJ/cm²。适用于提供这种剂量的灯源，例如能提供约100-600瓦特/英寸，较好约为300-600瓦特/英寸的剂量。可见光辐射是指波长约为400-800nm，较好约为400-550nm的非粒子辐射。充分固化粘合剂前体所需的辐射能量取决于诸多因素，例如粘合剂前体在空腔中的深度、粘合剂前体的化学种类和负载材料的类型(若有的话)。热固化的条件，对温度来说约为50-200℃，对时间来说是零点几分钟至几千分钟。所需的实际热量很大程度上取决于粘合剂前体的化学性能。

在至少部分固化以后，所得可处置的固化粘合剂不宜很牢固地粘合在制造工具的表面上。在任何一种情况下，此时是要将固化的粘合剂前体从制造工具上去除的。

有好几种替换方法可用于将可处置的固化粘合剂即粘合剂从制造工具上去除。一种方法，是将粘合剂直接从制造工具转移到收集器，如料斗中。在这种方法中，若制造工具由聚合物材料制成，则可采用超声波、真空、气刀或它们的组合方式或其它常规的机械手段将粘合剂从空腔中去除。若制造工具由金属制成，则可采用喷水或空气喷射将粘合剂从空腔中去除。若制造工具所含有的空腔完全贯穿制造工具，例如当制造工具是含有完全贯穿于其中一些孔的带时，则可采用超声波、机械力、喷水、空气喷射或它们的组合方式或其它机械手段将粘合剂去除，不管制造工具的构造材料是什么。

在另一种方法中，可以将粘合剂间接地从制造工具转移到收集器中。在一个实施方案中，可以将粘合剂从制造工具转移到一个光滑的辊子上。粘合剂对该光滑辊子的粘合性大于对制造工具的粘合性。然后可以采用刮除、真空、喷水、空气喷射或其它机械手段从光滑辊子上去除转移过来的粘合剂。在一个具体实施例方案中，是将粘合剂从制造工具转移到第二载体带的主表面上。粘合剂对该载体带主表面的粘合性大于对制造工具的粘合性。载体带的例子包括布背衬(包括未处理过的布背衬、原坯布背衬、处理过的布背衬等)、非织造基材(包括纸张)、聚合物膜(包括底涂过的膜、未底涂的膜、纤维状增强膜等)、硬化纸板和任何其它合适的基材类型背衬。载体带的一些较好例子，包括电晕处理过的聚酯膜和含聚酰胺预胶结涂层的布基材。在形状确定的颗粒转移到载体带上之前，对载体带进行电晕处理，这种情况也在本发明的范围内。另外，第一和第二载体带均可由相同的材料或不同的材料制成。

供转移粘合剂用的载体带的主表面上可以覆有一层溶于水或有机溶剂的材料。只要溶解掉形成可溶层的材料，就可容易地将粘合剂从载体带上去除。另外，机械手段如刮除、真空或超声波可用于去除粘合剂。超声波能量可以直接施加在织物的主表面上或偏在织物主表面的一个侧面上。在另一个实施方案中，载体带的主表面上可以有一层底涂料。适用于载体带的底涂料的例子包括乙烯丙烯酸共聚物、聚偏二氯乙烯、交联的二丙烯酸己二醇酯、氮丙啶材料等。粘合剂会优先粘合到上过底涂料的载体带上。然后采用诸如刮除、真空或超声波之类的机械手段将粘合剂从上过底涂料的载体上去除。

在将粘合剂从制造工具上去除之后，采用直接或间接的手段将其转变成颗粒。在一种转变的方式中，粘合剂以一个个颗粒的形式从制造工具上脱离下来。给定颗粒的形状基本上是颗粒在其中至少部分固化的制造工具的空腔部分空间的形状。这种方式的一个优点是颗粒已经具有随后使用(如加到磨料制品中)所用的合适的级别或合适的颗粒大小分布。在制造研磨颗粒的常规方法中，它必须还进行粉碎，随后进行筛选获得合适的颗粒大小分布。

在第二种转变方式中，粘合剂以片的形式从制造工具上脱离下来，这种粘合剂片是由粘合剂材料的薄层相互连接的许多形状确定的粘合剂材料。然后沿薄的相互连接部位进行破裂或粉碎，形成本发明的颗粒。

本发明的过程可以提供一种制造包含许多分布在粘合剂中的磨粒的磨料制品的经济方法。本发明方法的一个优点是能获得形状确定的研磨颗粒。然而，本发明的范围也包括采用附加的步骤，将这些形状确定的研磨颗粒粉碎或断裂成形状不规则的研磨颗粒。

制造工具的另一种形式可为绕一轴旋转的滚筒或带。当制造工具绕轴旋转时，过程可以连续地进行。象已有技术中的方法那样，当制造工具静止不动时，过程是以分批的方式进行。与已有技术中分批方式进行的方法相比，本发明的连续方法通常更为有效，并且费用更为节省。

本发明还提供包含按本发明方法制得的研磨颗粒的磨料制品。这些磨料制品可以是粘结磨料制品、涂覆磨料制品或非织造磨料制品。对于粘结磨料制品，用粘结介质将形状确定的研磨颗粒粘合在一起制成一定形状的物体块，如磨轮、切割磨轮。粘结磨料制品一般经模制过程制得。对于涂覆磨料制品，用粘结介质将形状确定的研磨颗粒粘合到背衬上。对于非织造磨料制品，用粘结介质将形状确定的研磨颗粒粘合到非织造纤维基材上。

适用于制造涂覆磨料制品的背衬包括聚合物膜、底涂的聚合物膜、布、纸张、硬化纸板、聚合物泡沫、非织造织物、它们处理过的形式以及它们的混合物。聚合物膜的例子包括聚酯膜、聚烯烃膜(聚乙烯和聚丙烯膜)、聚酰胺膜、聚酰亚胺膜等。背衬的另一个例子是如美国专利5,417,726中所述的纤维增强的热塑性塑料。一种常见的涂覆磨料背衬是布背衬。该布是由经向(即纵向)纱和纬向(即横向)纱组成。布背衬可为织造背衬、缝编背衬或引纬背衬。织造结构的例子有四上一下经面锻纹、三上一下斜纹、一上一下平纹组织和二上一下垂平纹。在缝编织物或引纬背衬中，经纱和纬纱并不相互交织，但它们相互之间还是按两个不同的方向取向。经纱位于纬纱的上面，并通过缝纱或粘合剂与另一根经纱固定。背衬上的纱可以是天然的、合成的或两者都有。天然纱的例子包括纤维素如棉、大麻、木棉、亚麻、西沙尔麻、黄麻、碳、马尼拉麻和它们的混合物。合成纱的例子包括聚酯纱、聚丙烯纱、玻璃纱、聚乙烯醇纱、聚酰亚胺纱、芳族聚酰胺纱、人造丝、尼龙纱、聚乙烯纱和它们的混合物。用于本发明较好的纱是聚酯纱、尼龙纱、聚酯和棉的混合物、人造丝和芳族聚酰胺纱。布背衬可经染色、伸张、退浆或热伸张处理。另外，布背衬中的纱可以包含底涂料、染料、颜料或润湿剂。纱可以是加捻或弯曲的。涂覆磨料的背衬还可以含有饱和剂涂层、预胶结涂层和/或背胶结涂层。这些涂层有密封背衬和/或保护背衬中纱或纤维的作用。加上预胶结涂层或背胶结涂层，还可以在背衬的正面或背面获得“较光滑”的表面。背胶结涂层可以包含抗静电材料或润滑剂材料。

参看图4和5，涂覆磨料制品100中有将研磨颗粒粘合到背衬上的两层涂层。涂层102(通常称为初始接合涂层)施涂在背衬104上，它将研磨颗粒106粘合在背衬104上。涂层108(通常称为胶结涂层)施涂在研磨颗粒106上，它对研磨颗粒106有加固作用。也可以还有第三层涂层110，它通常称为上胶结涂层，它是施涂在胶结涂层108上。如上所述，研磨颗粒106中包含许多磨粒112和粘合剂114。可以通过诸如滴涂(drop coating)或静电涂覆之类的常规技术将研磨颗粒施加到背衬上。视涂覆方法的不同，研磨颗粒可按图4所示的有规方式进行取向，或按图5所示的无规方式进行取向。

将磨料物料粘合到基材上或将磨料物料粘合在一起所用的材料，包含固化的树脂粘合剂和或可使用的添加剂。适用于本发明的树脂粘合剂的例子，包括酚醛树脂、氨基塑料树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯化的异氰脲酸酯树脂、脲-甲醛树脂、异氰脲酸酯树脂、丙烯酸酯化的聚氨酯树脂、乙烯基醚、丙烯酸酯化的环氧树脂和它们的混合物。可以加入的添加剂包括填料(包括助磨剂)、纤维、润滑剂、润湿剂、表面活性剂、颜料、染料、偶合剂、增塑剂和悬浮剂。填料的例子包括滑石、碳酸钙、偏硅酸钙、二氧化硅和它们的混合物。对这些材料的用量要进行选择以获得所需的性能。

可以加到涂覆磨料制品、结构磨料制品、非织造磨料制品或粘结磨料制品中填料的例子，包括木浆、蛭石和它们的混合物，金属碳酸盐如碳酸钙(如白垩、方解石、泥灰、石灰华、大理石和石灰石)、碳酸钙镁、碳酸钠、碳酸镁，二氧化硅如非晶形二氧化硅、石英，玻璃珠、玻璃小泡和玻璃纤维，硅酸盐如滑石、粘土(蒙脱石)、长石、云母、硅酸钙、偏硅酸钙、铝硅酸钠、硅酸钠，金属硫酸盐如硫酸钙、硫酸钡、硫酸钠、硫酸铝钠、硫酸铝、石膏，蛭石，木粉，氢氧化铝，金属氧化物如氧化钙(石灰)、氧化铝、二氧化钛和金属亚硫酸盐如亚硫酸钙。例如，以重量计，磨料制品的粘结介质可以包含约0-80份填料，较好为0-70份填料，更好约为10-55份填料。

可以加到涂覆磨料制品、非织造磨料制品或粘结磨料制品中的助磨剂的例子，包括蜡、有机卤化物、卤盐、金属以及它们的合金。有机卤化物在研磨过程中一般会分解，释放出氢卤酸或气态卤化物。这种材料的例子包括氯化蜡如四氯化萘、五氯化萘和聚氯乙烯。卤盐的例子包括氯化钠、钾冰晶石、钠冰晶石、铵冰晶石、四氟硼酸钾、四氟硼酸钠、氟化硅、氯化钾和氯化镁。金属的例子包括锡、铅、铋、钴、锑、镉、铁和钛。其它助磨剂包括硫、有机硫化合物、石墨和金属硫化物。助磨剂的另外例子包括偏磷酸钠、磷酸三钾和聚氯乙烯与四氟硼酸钾的混合物。使用不同助磨剂的混合物，在某些情况下会产生协同作用，这也在本发明的范围内。例如，以重量计，磨料制品的粘结介质可以包含约0-80份助磨剂，较好为0-70份助磨剂，更好约为10-55份助磨剂。

可以加到用于涂覆磨料、非织造磨料或粘结磨料的粘结介质中偶合剂的例子，包括有机硅烷、锆铝酸盐和钛酸盐。可以选择合适的偶合剂用于磨粒和/或填料中。可以直接将偶合剂加入到粘结介质和磨粒和/或填料的混合物中。或者，也可以用偶合剂预处理磨粒和/或填料。

将形状确定的填料颗粒和/或形状确定的助磨剂颗粒加到磨料制品的粘结介质中，也在本发明的范围内。通常，应控制这些形状确定的填料颗粒和/或形状确定的研磨颗粒的颗粒大小，使得在制造磨料制品时能适当地对粘结介质进行加工。例如，在涂覆磨料或非织造磨料中，形状确定的填料颗粒和/或形状确定的助磨剂颗粒的颗粒大小应小于约100微米，较好为小于约50微米，使得所得的初始接合涂层和/或胶结涂层能合适地进行涂覆。

非织造磨料制品有一个开放、多孔、纤维状的非织造基材，基材上有许多粘合在其上的研磨颗粒。这种类型的非织造磨料制品披露于美国专利2,958,593中。

粘结磨料产品一般是由许多磨粒用粘结介质粘合在一起形成的一定形状的物体。较好的粘结介质一般是固化或交联的有机粘合剂。物体的形状较好是磨轮的形式。然而，可以有多种形式的粘结磨料，如镗磨油石、磨光棒、锯条、切割棒、安装接头、打磨砂轮、整修工具、杯形磨轮、镗磨油石、切割磨轮、凹底磨轮(depressed center wheels)、翼片磨轮等。磨轮的直径可约为0.1厘米至2米，一般为1厘米至2米。磨轮的厚度可约为0.001厘米至1米，一般为0.01厘米至0.5米。在粘结磨料制品的使用寿命期内，可以用任何常规的方法进行修整。或者，也可以将粘结制品制成不需要修整的结构。

可以将本发明形状确定的颗粒加到切割磨轮中。切割磨轮的直径一般为1厘米至500厘米，其厚度为0.01厘米至1厘米。切割磨轮中也可以包含增强织物。增强基材的例子包括织物、网状物等。增强基材中的纱可以由合成有机纤维如尼龙、聚酯、人造纤维、棉花等制成。或者，增强基材中的纱还可由无机纤维如玻璃纤维、氧化铝和金属的纤维等制成。

粘结磨料可以使用有机粘结介质、玻璃化粘结介质或金属粘结介质。有机粘结介质如上所述，其中还可以加入添加剂。其它的有机粘结介质包括橡胶粘结剂和紫胶粘结剂。另外，粘结磨料可以包含橡胶基的粘结介质。一种常用的粘结介质是用六亚甲基四胺交联的酚醛清漆粘结介质。可以购得的酚醛粘结介质的例子，包括Varcum 8121(液体可熔酚醛树脂)和Varcum 7909(粉末状酚醛清漆)，它们均购自Varcum Chemical Company，Niagara Falls，NY。若粘结磨料经模制法制得，则较好的是使用粉末状有机粘结介质和液体有机粘结介质的混合物。在模制过程中，首先将液体有机粘结介质与磨粒和/或形状确定的颗粒混合。这样，液体就润湿了磨粒和/或形状确定的颗粒的表面。接着，将干燥或粉末状的粘结介质与液体粘结介质/磨粒混合。在某些情况下，在粘结介质中宜包含增强纤维。加入这些增强纤维能改进粘结磨轮的强度、耐磨性或耐热性。这种增强纤维的例子包括玻璃纤维、金属纤维、有机纤维(如聚芳酰胺纤维、聚烯烃纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维等)、无机纤维(如氧化铝纤维、硅酸盐纤维等)。

粘结磨料制品中一般具有某种形式的孔隙度。孔隙度的大小显著地影响着其碎裂性能。通常，许多种粘结磨料设计成符合所需的研磨用途。粘结磨料可以具有任何大小的孔隙度，例如在某些情况下，以体积计，孔隙度的范围约为1％-50％，一般为1％-40％。有几种方法可以使粘结磨料具有孔隙度。一种方法是使用多孔体、稀释剂或其它的软颗粒。多孔体的一些例子包括玻璃、氧化铝、金属或聚合物的中空小球。在某些情况下，加入一些填料能提高粘结磨料的孔隙度和/或碎裂性能。另一种方法是在粘结磨料中加入发泡剂，典型的发泡剂如上所述。再一种方法是使用一些短效材料，它在有机或玻璃质粘结介质的加热过程中会分解，从而产生孔隙。这些短效材料在玻璃化磨轮中的应用一般比在树脂粘结的磨轮中的应用要多。这种短效材料的例子包括胡桃壳、糖、二邻苯二甲酸烃(diphthalichydrocarbon)、热塑性颗粒等。

本发明的粘结磨料制品可经压制成型、注射成型或转移成型等方法制得。模制可通过热压或冷压或本领域技术熟练者众所周知的任何合适的方式进行。在将粘结磨料制品模制成型后，一般采用加热的方法引发粘结介质的聚合或固化。粘结磨料的制造，可以设法使本发明的磨粒只存在于砂轮的外部或外围。

凹底磨轮通常用来研磨平面。在磨轮的中央有一个将该磨轮连接到磨床上的安装装置。该安装装置可以是形成轴孔的中心孔。在许多情况下，这些凹底磨轮有一平的中心或凹陷的中心。凹底磨轮可以模制成浅盘或浅碟的形状，具有弯或直的向外张开的边缘。凹底磨轮的背面(即与磨料涂层相反的一面)可以包含增强织物、增强纸质背衬或一些其它的支撑装置如金属板或塑料板。

在使用过程中，粘结磨料可以干或湿的状态使用。在湿磨过程中，粘结磨料可与水、油基润滑剂或水基润滑剂结合起来使用。

本发明的磨料制品还可以包含常规的磨料聚集物颗粒或单个磨粒或两者都包含。常规的磨料聚集物颗粒在美国专利4,311,489；4,652,275和4,799,939中有进一步的描述。也可以对单个磨粒进行选择，获得具有一定形状便于使用。作为单个磨粒使用的例子包括熔凝氧化铝、陶瓷氧化铝、热处理过的氧化铝、碳化硅、氧化铝氧化锆、金刚石、二氧化铈、立方氮化硼、石榴石和它们的混合物。至少10％，较好为至少50％，最好为至少70％的磨料应该是采用本发明形状确定的研磨颗粒。在涂覆磨料制品中，可以采用单个磨粒用在形状确定的研磨颗粒上。或者，也可以采用单个磨粒放在形状确定的研磨颗粒的下面。也可以将单个磨粒放在两层形状确定的研磨颗粒之间。

形状确定颗粒的大小宜不大于2500微米。形状确定颗粒的大小较好为0.1-1500微米，更好为0.1-500微米，再好为50-500微米。如上所述，确定的形状与制造工具的表面部分，例如在制造工具表面上形成的空腔形状相对应。本发明的颗粒具有确定的形状。这种确定的形状之所以形成是由于粘合剂前体在制造工具的空腔中至少部分固化。然而，在从空腔中去除颗粒时，会使这些颗粒产生一些微小的缺陷。若粘合剂前体在空腔中固化得不充分，则粘合剂前体将会流动，这样所得颗粒的形状就不会与空腔的形状相对应，因此将使颗粒的形状不确定和不规则。这种确定的形状可为任何几何形状，如圆锥体、三角棱柱体、圆柱体、角锥体、球体和具有由恒定或不同距离分隔开的两个相对多边形面的物体，即多边体。角锥体较好地是其底面具有三条边或四条边。磨料制品可以包含各种不同形状的研磨颗粒。图7是具有三角形底面的角锥形研磨颗粒以约300倍放大率的扫描电子显微照相。

助磨剂原粒和粘合剂在形状确定的助磨剂颗粒中所占的重量百分数取决于诸多因素，如磨料制品的所需用途和磨料制品中所用的磨粒的大小和分布。一般来说，助磨剂原粒的重量百分数约为5-95％，而粘合剂的重量百分数约为95-5％。较好的是，以重量计，助磨剂原粒占20-75％，而粘合剂占80-25％。

在本发明的另一个方面中，形状确定的颗粒不含有磨粒。这些不含磨粒的形状确定的颗粒可以在涂覆磨料制品中用作稀释剂颗粒。例如，涂覆磨料制品可以包含背衬，而粘合到背衬上的是磨粒和不含磨粒的形状确定的颗粒。或者，涂覆磨料制品可以包含背衬、施涂到背衬前表面上的固化树脂粘合剂的第一涂层(初始接合涂层)、磨粒和形状确定的颗粒，其中用初始接合涂层将磨粒和形状确定的颗粒固定到背衬上。再在磨粒和形状确定的颗粒层上面是固化树脂粘合剂的第二涂层(胶结涂层)。

形状确定的研磨颗粒可以无规地涂覆或放置到背衬上。形状确定的研磨颗粒也可在背衬上以规定的方向进行取向。在形状确定的颗粒具有角锥体、圆锥体和棱柱体(如三角棱柱体)形状的情况下，如图4所示，可以使颗粒这样取向，它们的底面朝向背衬，而它们的顶点背离背衬，或如图5中的四个颗粒所示，可以使颗粒这样取向，它们的顶点指向背衬，而它们的底面背离背衬。对于角锥体和圆锥体，所称的顶点是通常的顶点。

一般来说，涂覆磨料制品包含具有前后表面的背衬。在背衬前表面上的是一层初始接合涂层，该初始接合涂层用于将磨料层粘合到背衬上。在磨料层上还或可有一层胶结涂层。在胶结涂层上还或可有一层上胶结涂层。一种较好的初始接合涂层是包含填料颗粒(如碳酸钙)的交联的可熔酚醛树脂。一种较好的胶结涂层是包含填料颗粒(如碳酸钙)的交联的可熔酚醛树脂。另一种较好的胶结涂层是包含助磨剂颗粒(如冰晶石、锥冰晶石或四氟硼酸盐颗粒)的交联的可熔酚醛树脂。一种较好的上胶结涂层是交联环氧树脂、或者还有热塑性聚合物和助磨剂颗粒如冰晶石、锥冰晶石或四氟硼酸盐颗粒。这种类型的上胶结涂层在欧洲专利申请486,308和美国专利5,441,549中有进一步的描述。涂覆磨料上或可具有能防止其发生“负载”现象的上胶结涂层。制成初始接合涂层、胶结涂层和/或上胶结涂层的各种材料部分地取决于最终涂覆磨料性能上的需求和其研磨用途。

本发明形状确定的颗粒也可以加到搭接涂覆的磨料制品(lapping coatedabrasive article)中。这种搭接涂覆的磨料制品包含具有前后表面的背衬和粘合到背衬前表面上的磨料层。磨料层中包含许多分布在整个初始接合涂层中的形状确定研磨颗粒。

形状确定的颗粒也可以加到结构磨料制品中。通常，结构磨料制品可以包含许多粘合到背衬上的形状确定的磨料复合物。这些磨料复合物可以包括形状确定的颗粒，在这些颗粒中可以含或不含磨粒。对于结构磨料制品，形状确定颗粒的颗粒大小宜小于约50微米，较好为小于约25微米。

可以将涂覆磨料转变成各种不同的形状和形式如带、盘、片、台等。带子上可以有一个拼接即接缝，或者可以没有接缝，如在国际申请WO 93/12911中所述的带。另外，可以用压敏粘合剂或钩环连接机构将涂覆磨料固定到一支撑垫上。

通常，非织造磨料制品具有开放、膨松、多孔的非织造基材。非织造基材由纤维构成，这些纤维可为聚酰胺纤维(例如尼龙纤维)、聚酯纤维、聚烯烃纤维、它们的混合物等。非织造基材中的纤维一般用预粘合涂层或预粘合的粘结介质使其在相互接触的点上粘合在一起。磨料层是粘合到这种开放多孔的非织造基材上。磨料层可以由磨粒和初始接合涂层材料的混合物组成。这种磨料层是通过涂覆(例如辊涂或喷涂)初始接合涂层前体和磨粒或形状确定研磨颗粒的混合物制成的。或者，非织造磨料制品可以包含存在于非织造基材之中和之上的初始接合涂层，通过初始接合涂层粘合到非织造基材上的磨料层。在这种非织造磨料制品的结构中，初始接合涂层和磨料层在不同的步骤中施加。另外，还可以在这两种类型的非织造磨料制品的磨料层上施加胶结涂层。可以将非织造磨料制品转变成各种形式，包括片、盘、辊、手工垫、环形带、磨轮等。

通常，粘结磨料制品是许多磨粒用粘结介质(如固化的树脂粘合剂)粘合在一起形成的一定形状的物体。将粘结磨料的至少一部分外表面设计成与被研磨的工件接触。这个与工件接触的外表面上包含粘结介质和磨料层。该磨料层包含本发明形状确定的颗粒还可包含其它颗粒。这些不同磨料层的构造将在下面描述。

有许多不同的涂覆磨料制品、非织造磨料制品、结构磨料制品和粘结磨料制品，它们都可以使用本发明形状确定的颗粒来制造。例如，磨料层可以只包含形状确定的研磨颗粒，这些颗粒主要由磨粒和粘合剂组成。或者，形状确定的研磨颗粒可以包含磨粒、助磨剂、也可以还含有其它添加剂和粘合剂。

在另一个例子中，磨料层可以包含单个的磨粒和形状确定研磨颗粒的混合物。在形状确定研磨颗粒中的单个磨粒和另用的磨粒可以相同或者不同。单个磨粒可以是形状不规则的或者具有一定的形状如棒状或三角形状。这些一定形状的单个磨粒在美国专利5,009,676；5,035,723；5,090,968；5,103,598；5,201,916和5,366,523中有进一步描述。同样，形状确定的研磨颗粒中的单个磨粒和另用的磨粒的颗粒大小可以相同或者不同。类似地，单个磨粒的颗粒大小和形状确定的研磨颗粒的颗粒大小可以相同或者不同。

在再一个例子中，磨料层可以包含单个磨粒和形状确定的助磨剂颗粒的混合物。这些形状确定的助磨剂颗粒主要由助磨剂和粘合剂组成。类似地，磨料层可以包含形状确定的研磨颗粒和形状确定的助磨剂颗粒的混合物。形状确定研磨颗粒的颗粒大小和形状确定助磨剂颗粒的颗粒大小可以相同或者不同。形状确定的助磨剂颗粒在磨料层中所占的表面积百分数约为5-90，较好为20-40。另外，制造磨料制品的方法可以制成单个磨粒层位于形状确定的助磨剂颗粒层之上、之下和/或之间。

形状确定的助磨剂颗粒在磨料制品中会产生很大的益处。在某些情况下，粘结介质可能与助磨剂不相容。例如，有时可熔酚醛树脂用作粘结介质的前体，这种可熔酚醛树脂在碱性pH条件下进行固化或交联。在某些情况下，酸性助磨剂如四氟硼酸钾可能是希望用的。在这些情况下，四氟硼酸钾可能会干扰某些可熔酚醛树脂的聚合。这种干扰的程度部分地取决于具体所用的可熔酚醛树脂的化学性能。形状确定的助磨剂颗粒是助磨剂基本上包在粘合剂中的。这样，这种颗粒中的助磨剂对粘结介质的固化或聚合的干扰作用应是最小的。

使磨料制品在磨料层中包含许多磨粒和形状确定的助磨剂颗粒，并且在粘结介质中包含助磨剂，这也在本发明的范围内。粘结介质中的助磨剂与形状确定的助磨剂颗粒中的助磨剂可以相同或不同。

在再一个例子中，磨料层中可以有单个磨粒和形状确定的抗负载颗粒的混合物。这些形状确定的抗负载颗粒包含抗负载材料和粘合剂。形状确定研磨颗粒的颗粒大小和形状确定抗负载颗粒的颗粒大小可以相同或者不同。单个磨粒与形状确定抗负载颗粒的体积比约为0.1-10份单个磨粒：0.1-10份形状确定的抗负载颗粒。另外，制造磨料制品的方法可以制成单个磨粒层位于形状确定的抗负载颗粒层之上、之下和/或之间。

类似地，磨料层中可以有形状确定研磨颗粒和形状确定填料颗粒的混合物。在一个类似的例子中，磨料层中可以有单个磨粒和形状确定填料颗粒的混合物。这些形状确定的填料颗粒包含填料和粘合剂。单个磨粒或形状确定的研磨颗粒与形状确定的填料颗粒的体积比约为0.1-10份单个磨粒或形状确定的研磨颗粒：0.1-10份形状确定的填料颗粒。另外，制造磨料制品的方法可以制成单个磨粒或形状确定研磨颗粒层位于形状确定填料颗粒层之上、之下和/或之间。

另外，磨料层可以包含形状确定的研磨颗粒和稀释剂颗粒。这些稀释剂颗粒可以选自1)无机颗粒(并非磨料的无机颗粒)，2)有机颗粒，3)包含无机颗粒和粘合剂的混合物的复合稀释剂颗粒和4)包含有机颗粒和粘合剂的混合物的复合稀释剂颗粒。这些稀释剂颗粒的颗粒大小约为0.01-1500微米，一般为1-1000微米。稀释剂颗粒与形状确定的研磨颗粒，在颗粒大小和颗粒大小分布上可以相同，也可以不同。形状确定的研磨颗粒与稀释剂颗粒的重量比，可约为1-99份本发明形状确定的研磨颗粒：99-1份稀释剂颗粒之间的任何值，一般为10-90份本发明形状确定的研磨颗粒：90-10份稀释剂颗粒，较好为25-75份形状确定的研磨颗粒：75-25份稀释剂颗粒，更好为35-65份形状确定的研磨颗粒：65-35份稀释剂颗粒，最好为50-50份形状确定的研磨颗粒：50-50份稀释剂颗粒。

形状确定的颗粒在磨料层中的不同结构的这种代表性例子并不限于此，它仅是形状确定的颗粒在磨料制品中各种不同运用的例子而已。

本发明的另一个方面是涉及一种新颖的涂覆磨料制品和一种制造涂覆磨料制品的方法。涂覆磨料制品包含：

(a)具有前后表面的背衬；

(b)在背衬前表面上的初始接合涂层；

(c)通过初始接合涂层粘合到背衬前表面上的磨料层，其中该磨料层包含许多磨粒；

(d)在磨料层上的胶结涂层，该胶结涂层包含：

(1)固化的粘结介质，

(2)许多形状确定的助磨剂颗粒，该形状确定的助磨剂颗粒包含粘合剂和许多助磨剂原粒。

制造涂覆磨料制品的方法包括如下步骤：

(a)提供具有前后表面的背衬；

(b)将初始接合涂层前体施涂到背衬的前表面上；

(c)将许多磨粒施加到初始接合涂层前体上；(d)使背衬、初始接合涂层前体和磨粒处于一定的条件下，使初始接合涂层前体至少部分固化，形成固化的初始接合涂层；

(e)将胶结涂层前体施涂到磨粒上；

(f)将许多形状确定的助磨剂颗粒施加到胶结涂层前体上，形状确定的助磨剂颗粒包含粘合剂和许多助磨剂原粒；

(g)使背衬、固化的初始接合涂层、磨粒和胶结涂层前体处于一定条件下，使胶结涂层前体至少部分固化，制成涂覆磨料制品。

涂覆磨料制品可以按下述过程制得。提供一具有前后表面的背衬。用包含树脂粘合剂(通常称为初始接合涂层)的第一种可固化的粘结介质涂覆在背衬的前表面上；然后将形状确定的助磨剂颗粒或者还连同单个磨粒涂覆或施加到第一种可固化的粘结介质上。可以滴涂或静电涂覆形状确定的助磨剂颗粒或包括磨粒。然后使第一种可固化的粘结介质固化或部分固化，形成固化的树脂粘合剂。也可以还将包含树脂粘合剂的第二种可固化的粘结介质(通常称为胶结涂层)施涂到形状确定的颗粒上，然后使之固化，形成固化的树脂粘合剂。可以在使第一种可固化的粘结介质固化之前或之后，施涂第二种可固化的粘结介质。

或者，可以先将单个磨粒涂覆或施加到第一种粘结介质上，而后再将形状确定的助磨剂颗粒涂覆在其上面。

在任何形状确定颗粒的外表面上施加一涂层也在本发明的范围内。该涂层可以是连续或不连续的。适用于颗粒的涂层的例子，包括金属涂层、金属氧化物涂层、碳化物涂层、氮化物涂层、硼化物涂层、碳涂层、金刚石涂层、金刚石状的碳涂层等。或者，在颗粒的表面可以存在有机涂层。有机涂层中还可以包含填料、偶合剂、抗静电剂、助磨剂等。

对涂层的选择和用量取决于颗粒的所需的性能。例如，采用某些涂层可以获得逆向反射性的颗粒。或者，某些涂层可以改进颗粒与其它材料或基材的粘合性。

使用形状确定的颗粒制备稀散的磨料淤浆也在本发明的范围内。这些磨料淤浆一般包含形状确定的颗粒和液体介质的混合物。形状确定的颗粒可以进一步包含磨粒(一种或多种)、助磨剂(一种或多种)、填料(一种或多种)或润滑剂(一种或多种)。形状确定的颗粒可以包含粘合剂、磨粒和助磨剂或润滑剂，这种情况也在本发明的范围内。磨粒、助磨剂和填料的详细情况如上所述。润滑剂的例子包括蜡、脂肪酸的金属盐、硫基化合物、石墨、二硫化钼、滑石、氮化硼、硅氧烷、硅油、聚乙二醇、磷酸酯、硅酸酯、新戊基多醇酯和聚苯醚、含氟化合物、矿物油、它们的混合物等。液体介质通常为水(包括去离子水、自来水或蒸馏水)，有时为有机溶剂。有时，液体为水和其它添加剂的混合物，所述添加剂例如为润滑剂、防锈剂、偶合剂、防沫剂、抗细菌化合物、脱脂化合物、油、助磨剂、乳化的有机化合物、切削液、肥皂、蜡、它们的混合物等。

稀散磨料淤浆可在喷砂类型的操作中使用。或者，稀散磨料淤浆还可与搭接或抛光操作中所用的搭接板或抛光垫结合起来使用。搭接板可用刚性材料的板如金属板、陶瓷板等。抛光垫可为柔韧材料的垫如泡沫垫(包括聚氨酯泡沫垫)、聚合物材料(如聚酰胺材料、橡胶材料等)垫等。抛光垫也可以用比较刚性的基材(如刚性塑料或金属)和粘合到该刚性基材上的聚氨酯泡沫材料的复合物。搭接板和/或抛光垫具有光滑的外表面，但它们的外表面也可以是有纹理的、上面有图案的或不连续的。

在本发明的再一个方面中，本发明涉及一种精加工工件外表面的方法。该方法包括如下步骤：

(a)提供许多形状确定的研磨颗粒，这些形状确定的研磨颗粒包含许多分布在粘合剂中的磨粒，该粘合剂是由包含可自由基固化树脂的粘合剂前体制成的；

(b)提供至少一个工件，该工件具有一个外表面；

(c)提供具有一个室的容器，所述室中能容纳至少一个所述工件和所述许多形状确定的研磨颗粒；

(d)使所述工件相对所述许多形状确定研磨颗粒的一部分运动，使形状确定的研磨颗粒精加工工件的外表面。

在本发明的再一个方面中，本发明涉及一种精加工工件外表面的方法。该方法包括如下步骤：

(a)提供一种三维体的制造工具，它具有至少一个连续的表面，所述表面上有至少一个开孔，所述至少一个开孔提供进入所述三维体中空腔的入口；

(b)提供一种能将包含热固性树脂的粘合剂前体通过所述至少一个开孔引入所述至少一个空腔中的分配装置；

(c)在固化区中提供一种使所述粘合剂前体至少部分固化的装置；

(d)将所述粘合剂前体引入所述至少一个空腔的至少一部分空间中；

(e)连续地使所述至少一个空腔通过所述固化区，使所述粘合剂前体至少部分固化，获得形状与已引入粘合剂前体的空腔空间相对应的、可处置的固化粘合剂；

(f)将所述粘合剂从所述至少一个空腔中去除；

(g)将所述粘合剂转变成许多形状确定的颗粒；

(h)提供许多所述形状确定的颗粒，这些形状确定的颗粒包含粘合剂；

(i)提供至少一个工件，该工件具有一个外表面；

(j)提供具有一个室的容器，所述室中能容纳至少一个所述工件和所述许多形状确定的颗粒；

(k)使所述工件相对于所述许多形状确定的颗粒的一部分运动，使形状确定的颗粒精加工工件的外表面。

这些形状确定的颗粒最好还包含至少一种下述物料：磨粒、润滑剂、填料、助磨剂和它们的混合物。

容器可为在其中具有一个室的任何合适容器。该室是一种能容纳工件和许多形状确定的颗粒或者还有液体介质的结构。在该室中对形状确定的颗粒来说应有充分的空间，以便有效地精加工工件的外表面。

无论是加到磨料制品中的颗粒，还是用作稀散淤浆的颗粒，都可将形状确定的颗粒设计成能精加工工件的外表面部分。术语“精加工”是指颗粒具有下述行为中的至少一种，去除工件外表面的一部分(例如研磨)，从工件外表面上去除碎片(包括不想要的材料如污垢、油、油脂等)(如清洁)、或提高工件的表面光洁度(即减小划痕深度)(如抛光或磨光)。

本发明可用于精加工许多种工件的表面。这些工件表面包括金属(包括低碳钢、碳钢、不锈钢、灰铸铁、钛、铝等)、金属合金(铜、黄铜等)、特殊金属合金、陶瓷、玻璃、木材(包括松树、橡树、枫木、榆树、胡桃、山胡桃树、桃花心木、樱桃树等)、木材状材料(包括碎木板、夹板、胶合板等)、复合材料、涂过漆的表面、塑料(包括热塑性塑料和增强的热塑性塑料)、石材(包括珠宝、大理石、花岗岩和半宝石)、磁性介质等。玻璃工件的另外的例子包括玻璃电视荧光屏、眼镜片、玻璃眼表面、窗户(包括家用窗户、办公室窗户、汽车窗户、气窗、火车窗户、公共汽车窗户等)、玻璃陈列架、镜子等。

工件可为平的或者可以具有一定的形状或轮廓。具体工件还有一些例子，包括金属发动机部件(包括凸轮轴、曲柄轴、发动机主体等)、手动工具金属锻件、纤维光学抛光体、小箱、家具、木橱柜、涡轮机叶片、涂过漆的汽车部件、磁性介质(包括硬盘质地加工(rigid disc texturing)、软盘等)等。

视具体的精加工用途，在研磨界面上的力可约为0.01千克至100千克以上，一般为0.1至10千克。同样对于有些用途，在磨料制品或稀散颗粒与工件外表面之间的界面上可以存在液体。这种液体可为水和/或有机溶剂。该液体还可以包含添加剂如润滑剂、防锈剂、偶合剂、防沫剂、抗菌化合物、脱脂化合物、油、助磨剂、乳化有机化合物、切削液、肥皂、蜡、它们的混合物等。磨料制品在其使用过程中可在精加工表面上振动。

可以手工或与机械相结合的方式来使用磨料制品。例如，可以将磨料制品固定到随机轨动工具(random orbital tool)或旋转工具上。磨料制品和工件外表面中的至少一个或两个互相作相对运动。

可以将涂覆或非织造的磨料制品转变成任何形式如片、盘、长度连续的辊、带等。若磨料制品相对于工件来说是移动的，则该磨料制品可以任何所需的方式进行移动，这在很大程度上部分取决于具体的精加工用途。例如，磨料制品可以前后方式、旋转方式、圆形方式、螺旋方式、椭圆形方式或无规运动的方式进行移动。另外，磨料制品在抛光过程中还可以振动和/或摆动。

在精加工过程中工件外表面保持静止不动，或者相对于磨料制品进行移动，这两种情况都在本发明的范围内。若工件外表面相对于磨料制品来说是移动的，则该磨料制品可以任何所需的方式进行移动，并且这在很大程度上部分取决于具体的精加工用途。例如，工件外表面可以前后方式、旋转方式、圆形方式、螺旋方式、椭圆形方式或无规运动的方式进行移动。另外，工件外表面在精加工过程中还可以振动和/或摆动。

形状确定的颗粒可以用作喷砂介质，这也在本发明的范围内。为此，这些颗粒是喷射(以较高的速度)到工件的外表面上。形状确定的颗粒基本上可以仅由粘合剂组成。或者，该形状确定的颗粒还可以包含磨粒、填料、助磨剂、润滑剂或它们的混合物。

另外，在控制牵引的或防滑的制品中可使用形状确定的颗粒，这也在本发明的范围内。例如，可以将形状确定的颗粒粘合到一背衬上，将所得控制牵引的制品固定到地板、楼梯、台阶、甲板、计算机鼠标垫、走道、斜坡、狭小通道、垫子等上。可以用压敏粘合剂、可去除的粘合剂、钩环附件或永久粘合剂来固定控制牵引的制品。在这种情况下，这种控制牵引的制品能明显地调节与形状确定的颗粒相接触的表面，但更多的是一般提供较大的摩擦系数，结果能减少滑动的可能性。控制牵引的制品基本上具有与涂覆磨料制品相类似的结构，即有初始接合涂层和胶结涂层，这也是很好的。或者，可以将形状确定的颗粒混入粘合剂(较好是可流动的粘合剂)中，将此所得的组合物施加到或涂覆到地板、楼梯、台阶、甲板、计算机鼠标垫、走道、斜坡、狭小通道、垫子等上。在将此控制牵引的组合物施加到表面上之后，再使粘合剂固化，成为控制牵引的制品。控制牵引的制品中所用的形状确定的颗粒基本上可以仅由粘合剂组成。或者，该形状确定的颗粒还可以包含磨粒、填料、润滑剂或它们的混合物。包含形状确定颗粒的控制牵引的制品可在室内或户外用途上使用。

在细丝或刚毛中使用形状确定的颗粒，这也在本发明的范围内。刚毛的直径一般约为15-2500微米，通常约为25-2000微米，较好为50-1500微米。刚毛的长宽比可约为大于1，较好约为大于5，更好约为大于10。然后将许多这些刚毛并合在一起，制成一把刷子。这种刷子可为平刷或转刷。刷子构造的例子在美国专利3,924,286；4,627,127和5,016,311中有进一步的描述。这些刚毛可以包含形状确定的颗粒，在这些颗粒中可以有或者没有磨粒。对于刚毛来说，较好的是所用形状确定颗粒的颗粒大小小于约50微米，较好为小于约25微米。刚毛的制造可以用挤压法或注射成型法。一种特别好的刷子的结构是在一块柔韧基板上具有许多单根的刚毛。该刷子为经注塑的热塑性材料。

在不偏离本发明的范围和精种的情况下，对本发明的各种改进和改变对本领域的技术熟练着来说都是显而易见的，而且应明白的是，不能将本发明不恰当地局限于本文所述的例举性实施方案。

下述一些不起限制性作用的实施例将进一步说明本发明。除非另有说明外，实施例中所有的份数、百分数、比率等等均按重量计。

在所有的实施例中，使用下面表1所列的缩写和商品名。

表1材料标记

标号	材料
		TMPTA	三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，它以商品名“Sartomer 351”购自Sartomer，Exton，PA
TATHEIC	三(羟乙基)异氰脲酸酯的三丙烯酸酯，它以商品名“Sartomer368”购自Sartomer，Exton，PA
		PH1	2-苄基-2-N，N-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮，它以商品名“IRGACURE 369”购自Ciba Geigy Company
KBF4	平均颗粒大小约为10微米的四氟硼酸钾助磨剂原粒
		CRY	购自Washington Mills的氟化钠铝助磨剂原粒商品
CAO1	包含α-氧化铝、氧化镁和稀土氧化物改性剂的陶瓷氧化铝磨粒，它以商品名“321 Cubitron”磨粒购自3M Company，St.Paul，MN
		MSCA	3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷偶合剂，它以商品名“A-174”购自Union Carbide Corp.
ASF	平均表面积为50m2/g的非晶形二氧化硅颗粒，它以商品名“OX-50”购自DeGussa Corp.(Richfield Part，NJ)
		PVC	聚氯乙烯，它以商品名“Geon 103EPF-76”购自GeonCompany，Cleveland，Ohio
PETA	三丙烯酸季戊四醇酯，它以商品名“Sartomer 444”购自Sartomer，Exton，PA
		RPR1	可熔酚醛树脂，它包含74％在水/2-乙氧基乙醇中的固体，用氢氧化钠催化的，在25℃时粘度约为2,000厘泊
RPR2	可熔酚醛树脂，它包含74％在水中的固体，用氢氧化钾催化的，在25℃时粘度约为2,000厘泊
		PH2	2，2-二甲氧基-1-2-二苯基-1-乙酮，它以商品名“Irgacure651”购自Ciba Geigy Company
BAO	级别为180的棕色熔凝氧化铝磨粒，购自Villach，Austria
		GUAM	含有侧链α、β-不饱和羰基的甘脲丙烯酰胺树脂；按与美国专利5,055，113中的制备5相类似的方法来制造这种材料
DAP	邻苯二甲酸二丙烯酰氧基乙酯；按与美国专利3,336,418中相类似的方法来制造这种材料
		NPGDA	二丙烯酸新戊二醇酯，它以商品名“Sartomer 247”购自Sartomer，Exton，PA
Q2	防沫剂，它以商品名“Q2”购自Dow Corning
		CACO3	平均颗粒大小约为15微米的碳酸钙填料
CASIO3	平均颗粒大小为18微米的硅酸钙填料
		WA	润湿剂，它以商品名“Disperbyk 111”购自Byk Chemie USA，Wallingford，CT

按下述一般程序中的一种程序制造了形状确定的颗粒。按下述制造涂覆磨料制品的一般程序将这些形状确定的颗粒加到涂覆磨料制品中。按下述测试程序中的一种程序对磨料制品进行测试。

              制造形状确定的颗粒的一般程序I

在与图8所示相类似的设备上制造形状确定的颗粒，所不同的是将超声波发生装置装在载体带的背面。装上连续带形式的制造工具，其中含有一系列具有指明尺寸的空腔。将这些空腔安排成预定的顺序或排列，使得制造工具基本上是形状确定颗粒所需形状和尺寸的反相。制造工具由聚丙烯热塑性材料制成，它预先在一基础工具上通过挤压聚丙烯材料而被压花。镍基础工具中也有一系列具有指明尺寸和形状的空腔。镍基础工具是用切割滚花法制得的。制造工具中有一定排列的空腔，这些空腔呈具有正方形底面的角锥体形状，这些空腔的底面相互对接。角锥体的高度约为560微米，底面各边的长度约为1490微米。此包含空腔的制造工具的表面与图6所示的制造工具的那一片段相类似。

当制造工具在约30psi的张力下离开解绕装置时，51微米厚的聚酯膜载体带离开第二解绕装置。该聚酯膜包含乙烯丙烯酸共聚物底涂料。采用固定间隙约为51微米的辊涂机上的刮刀将粘合剂前体施涂到制造工具的空腔中。采用咬入压力约为60 psi的压料辊，将装有粘合剂前体的制造工具部分与载体带相接触。将装有粘合剂前体的制造工具部分和载体带压到绕轴旋转的心轴上。接下来，令辐射透过制造工具照射到粘合剂前体中。辐射能源为购自Fusion，Inc的四盏紫外灯，这四盏灯使用“D”灯泡，在600瓦特/英寸(240瓦特/厘米)下工作。在此辐射的作用下，粘合剂前体就转变成可处置的固化粘合剂。是采用心轴使装有可处置固化粘合剂的制造工具和载体带连续地通过固化区。在压料辊的附近将载体带从装有粘合剂的制造工具上剥离下来。将超声波发生装置(型号为108，商品购自Branson)直接放在载体带的后面。超声波发生装置在高挡工作，它有助于从载体带上去除颗粒。接着，在约100psi的张力下，在重绕装置上重绕载体带。这是一个在约130英尺/分钟(40米/分钟)至180英尺/分钟(55米/分钟)速度下操作的连续过程。

从载体带上去除的这些颗粒有两种形式，即离散的颗粒和颗粒片(多个颗粒连成的片)。这些离散颗粒也包括两个或三个单个的颗粒连在一起。较好的是要将离散颗粒分离出来。若25％或更少的颗粒是以颗粒片的形式从载体带上去除，则首先对所得的颗粒(包括离散颗粒和颗粒片)进行筛分，从颗粒片中分离出离散颗粒。再在使用钢或陶瓷磨介的水泥混合机中对颗粒片进行球磨。磨介的长度为1英寸(2.54厘米)，直径为四分之三英寸(1.9厘米)。在球磨过程中注意避免对磨成的离散颗粒造成损伤。球磨之后，再一次进行筛分。若约25％或更多的颗粒是以颗粒片的形式从载体带上去除，则以与上述类似的方式对所得的颗粒进行球磨。球磨之后，进行筛分。

            制造形状确定的颗粒的一般程序II

除了下述不同外，其余均用与制造形状确定的颗粒的一般程序I相类似的程度来制造形状确定的颗粒。在50英尺/分钟(15米/分钟)速度下进行操作，只使用一盏紫外灯。

           制造形状确定的颗粒的一般程序III

除了空腔的尺寸不同外，其余均用与制造形状确定的颗粒的一般程序II相类似的程序来制造形状确定的颗粒。角锥体的高度约为330微米，其底面各边的长度约为860微米。

             制造形状确定的颗粒的一般程序IV

除了使用两盏紫外灯并且两盏灯均在600瓦特/英寸(240瓦特/厘米)下进行工作外，其余均用与制造形状确定的颗粒的一般程序I相类似的程序来制造形状确定的颗粒。

            制造形状确定的颗粒的一般程序V

除了空腔的尺寸不同外，其余均用与制造形状确定的颗粒的一般程序IV相类似的程序来制造形状确定的颗粒。角锥体的高度约为330微米，其底面各边的长度约为860微米。

            制造形状确定的颗粒的一般程序VI

除了空腔的尺寸不同外，其余均用与制造形状确定的颗粒的一般程序IV相类似的程序来制造形状确定的颗粒。角锥体底边的长度约为1384微米，其各侧边长均约为1295微米，角锥体的高度约为530微米。这种类型的式样披露于美国专利5,152,917的图1中。另外，是用金刚石车削法而非切割滚花法来制造基础工具的。

              制造形状确定的颗粒的一般程序VII

除了下述不同外，其余均用与制造形状确定的颗粒的一般程序I相类似的程序来制造形状确定的颗粒。空腔的尺寸改变如下，角锥体底边的长度约为706微米，角锥体的高度约为240微米。另外，只使用两盏紫外灯并且运行速度提高到250英尺/分钟(76米/分钟)。

             制造涂覆磨料制品的一般程序I

将助磨剂形状确定的颗粒加到其背衬由硬化纸板制成的涂覆磨盘上。硬化纸板盘是分别制得的，其直径为17.8厘米，中心孔的直径为2.2厘米。初始接合涂层是常规的碳酸钙填充的可熔酚醛树脂(48％树脂，  52％CaCO₃)。首先将形状确定的颗粒滴涂到初始接合涂层前体上。接着，将级别为50的CAO1磨粒静电涂覆到助磨剂颗粒上，并以重量约为14克/盘静电涂覆进入初始接合涂层。在约88℃加热所得的结构物体约90分钟，使可熔酚醛树脂部分固化。然后，将胶结涂层刷涂到磨粒/形状确定的颗粒层上。胶结涂层也是常规的冰晶石填充的可熔酚醛树脂(32％树脂，68％冰晶石)。在93℃加热所得的结构物体约90分钟，而后在100℃时加热12小时，使可熔酚醛树脂完全固化。湿的初始接合涂层的重量约为4克/盘，湿的胶结涂层的重量约为9-10克/盘。在进行测试以前，对所得的磨盘进行了弯曲，并在45％的相对湿度下润湿7天。

                 制造涂覆磨料制品的一般程序II

将助磨剂形状确定的颗粒加到其背衬由硬化纸板制成的涂覆磨盘上。硬化纸板盘是分别制得的，其直径为17.8厘米，中心孔的直径为2.2厘米。初始接合涂层是常规的碳酸钙填充的可熔酚醛树脂(48％树脂，52％CaCO₃)。首先将形状确定的颗粒滴涂到初始接合涂层前体上。接着，将CAO1磨粒静电涂覆到助磨剂颗粒上并进入初始接合涂层。在约88℃加热所得的结构物体约90分钟，使可熔酚醛树脂部分固化。然后，将胶结涂层刷涂到磨粒/形状确定的颗粒层上。胶结涂层也是常规的冰晶石填充的可熔酚醛树脂(32％树脂，68％冰晶石)。在93℃加热所得的结构物体约90分钟，而后在100℃时加热12小时，使可熔酚醛树脂完全固化。随后将常规的四氟硼酸钾填充的环氧树脂上胶结涂层涂覆到胶结涂层上，而后固化。初始接合涂层、胶结涂层和上胶结涂层的涂覆重量均是该级别CAO1所用的常规涂覆重量。

              制造涂覆磨料制品的一般程序III

将形状确定的研磨颗粒加到涂覆磨料制品中。制造涂覆磨料制品的方法以连续的方式进行，将所得涂覆磨料带转变成接合的环形磨带。背衬是具有缎纹组织的常规Y重的聚酯背衬。这种布背衬用通常的酚醛树脂和酚醛树脂/胶乳布处理法进行处理，以提高背衬的物理性能。将初始接合涂层前体施涂到背衬的前表面上。初始接合涂层是常规的碳酸钙填充的可熔酚醛树脂(48％树脂，  52％CaCO₃)，该初始接合涂覆的涂层重量为290克/平方米。将形状确定的研磨颗粒滴涂到初始接合涂层前体中。在约96℃加热所得的结构物体约60分钟，使可熔酚醛树脂部分固化。接着，将胶结涂层涂覆到研磨颗粒上。胶结涂层也是常规的冰晶石填充的可熔酚醛树脂(48％树脂，52％冰晶石)。在93℃加热所得的结构物体约120分钟，而后在107℃加热10小时，使可熔酚醛树脂完全固化。对所得涂覆磨料制品进行了弯曲，之后进行测试。

              制造涂覆磨料制品的一般程序IV

将形状确定的研磨颗粒加到涂覆磨料制品中。制造涂覆磨料制品的方法以连续的方式进行，将所得涂覆磨料带转变成接合的环形磨带。背衬是具有缎纹组织的常规Y重的聚酯背衬。这种布背衬用通常的酚醛树脂和酚醛树脂/胶乳布处理法进行处理，以提高背衬的物理性能。将初始接合涂层前体施涂到背衬的前表面上。初始接合涂层是常规的碳酸钙填充的可熔酚醛树脂(48％树脂，  52％CaCO₃)，该初始接合涂层的湿涂层重量约为290克/平方米。接着，将约440克级别为36的棕色熔凝氧化铝滴涂到初始接合涂层前体中。随后，将约450克/平方米的级别为36的CAO1静电涂覆到棕色氧化铝上。在约88℃加热所得的结构物体约90分钟，使可熔酚醛树脂部分固化。接着，将胶结涂层涂覆到磨粒上。胶结涂层也是常规的碳酸钙填充的可熔酚醛树脂(48％树脂，52％碳酸钙)，其湿重约为380克/平方米。在施涂胶结涂层前体后，将形状确定的助磨剂颗粒滴涂到湿胶结涂层前体中。在93℃加热所得的结构物体约120分钟，而后在100℃加热10小时，使可熔酚醛树脂完全固化。对所得涂覆磨料制品进行了弯曲，之后进行测试。

                  测试方法I

首先将涂覆磨盘安装在斜边的铝支撑垫上，然后用来研磨1.25厘米×18厘米的1018低碳钢工件的表面。在不加负载条件下，以5,500rpm的速度令磨盘转动，而在约5.9千克的负载下，将覆盖支撑垫斜边的磨盘部分与工件接触。涂覆磨盘以6至7°的角度与工件接触。每个磨盘对一工件研磨1分钟，再对另一工件研磨1分钟，如此继续，总的研磨时间为10分钟。测量整个测试过程所除去的金属的量(即总的磨削量)。每个实施例测试两个涂覆磨盘。

                        测试方法II

将涂覆磨带片段装在36厘米金属轮子的圆周上。磨带片段的有效磨削面积为2.54厘米×109厘米。所用的研磨是一种常规的表面研磨，工件在旋转的接触磨轮下面往复运动，此时磨轮在各循环之间进行递增的向下进给。研磨在冲水条件下进行。用这些磨带片段研磨的工件是1018钢，其尺寸为1.27厘米宽×36厘米长×7.6厘米高。是在1.27厘米×36厘米的表面上进行研磨。金属轮的速度为5830表面英尺/分钟(1780表面米/分钟)。工件来回运动的工作台速度为20英尺/分钟(6米/分钟)。轮子向下进给的递增量为0.0127毫米/工件通过。横向进给量为0.45英寸/通过(1.14厘米/通过)。

                      测试方法III

将经涂覆的磨料制成7.6厘米×335厘米的环形带，在恒定负载的表面磨床机上对其进行测试。将尺寸约为2.5厘米×5厘米×18厘米的预称重的304不锈钢工件安装在支承架上。工件垂直放置，使2.5厘米×18厘米的表面面向直径约为36厘米的65肖氏A硬度的锯齿状橡胶接触轮，在该轮子的一个叠一个的锯齿平台上装着该环形的涂覆磨带。然后以20次循环/分钟的速度令工件在18厘米的长度上垂直往复运动，此时装有弹簧的压杆以11.3千克的力将工件压在磨带上，同时磨带轮以约2050米/分钟的速度转动。在研磨进行1分钟后，将工件支承架组合件取下，再次称重，从工件的初始重量减去磨损后的重量来计算所磨去的重量，再将预称重的新工件和支承架安装在设备上。测试的时间为40分钟。

                      测试方法IV

将环形涂覆磨带(7.6厘米×335厘米)装在恒定负载的表面磨床上。以约2580表面米/分钟的速度使带在直径为51厘米(20英寸)的铝接触轮和空转轮上旋转。被研磨的工件是304不锈钢棒，直径为1.9厘米，长约为30厘米。以0.18厘米/秒钟的速度为时5秒钟将棒的表面压紧在磨料带上，当涂覆磨带变钝时，即不再能明显地研磨工件时，就达到了测试的终点。

             测试方法V

将磨料制品制成203厘米×6.3厘米的环形带，装在Thompson磨床上。磨带的有效磨削面积为203厘米×2.54厘米。工件是304不锈钢，尺寸是2.54厘米宽×17.78厘米长×10.2厘米高，将其安装在往复运动台上。在2.54厘米×17.78厘米的表面上进行研磨。所用的研磨是常规的表面研磨，工件在旋转磨带下面往复运动，在工件各次通过之间进行递增的向下进给。研磨条件是：向下进给约为254微米，工作台行进速度为7.6米/分钟，带速约为1710表面米/秒钟。在磨料带下面的两次相继通过之间，采用喷水(含有1％的防锈剂)对工件进行冷却。当磨带不再能有效地磨削时，就是测试的终点。

             实施例1-6和对比例A

这组实施例是比较含有形状确定助磨剂颗粒的涂覆磨料制品(实施例1-6)的研磨性能与不含形状确定助磨剂颗粒的涂覆磨料制品(对比例A)的研磨性能。除了下述不同外，形状确定的助磨剂颗粒按制造形状确定的颗粒的一般程序I来制造。对于实施例1-3，将上过底涂料的聚酯膜暴露在以20％功率工作的电晕源作用下，然后与助磨剂前体组合物接触。首先使用高剪切混合机将用量(以份数表示)如下表2所列的TMPTA、TATHEIC、PH1、MSCA和ASF混合在一起，用来制备助磨剂淤浆。接着，将助磨剂(KBF₄或CRY)逐渐加入此粘合剂前体作为助磨剂淤浆。表2所列的同样有加到涂覆磨料制品中形状确定的助磨剂颗粒的量(克/盘)。表2实施例1-6的助磨剂淤浆的配方

物料	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6
							TMPTA	50	50	50	70	70	70
TATHEIC	50	50	50	30	30	30
							PH1	1	1	1	1	1	1
MSCA	1	1	1	1	1	1
							ASF	1	1	1	1	1	1
KBF4	0	0	0	49	49	49
							CRY	50.6	50.6	50.6	0	0	0
助磨剂颗粒的量	2	5	7	2	5	7

实施例1-6的涂覆磨料制品按制造涂覆磨料制品的一般程序I来制造。除了制品不含形状确定的助磨剂颗粒外，对比例A的涂覆磨料制品按制造涂覆磨料制品的一般程序I来制造。

按测试方法I测试所得的涂覆磨料制品，测试结果列于表3中。表3测试方法I

实施例1-6和对比例A

实施例	初始磨削量(克)	总磨削量(克)
			1	44.6	146.9
2	45.1	195
			3	44.3	221
4	44.1	136.9
			5	50.4	197.8
6	48.4	208.5
			A	32.7	111.8

从上述数据可以看出，加入形状确定的颗粒改进了涂覆磨盘的研磨性能。

值得注意的是，初始磨削量是在第一个60秒的研磨中去除的不锈钢量。这些磨削值是两个涂覆磨盘的平均值。

           实施例7-13和对比例B-E

这组实施例是比较含有形状确定助磨剂颗粒的涂覆磨料制品(实施例7-13)的研磨性能与不含形状确定助磨剂颗粒的涂覆磨料制品(对比例B-E)的研磨性能。对于实施例7、8、10、11和12，形状确定的颗粒按制造形状确定的颗粒的一般程序II来制造。对于实施例9和13，形状确定的颗粒按制造形状确定的颗粒的一般程序III来制造。首先使用高剪切混合机将1700克TMPTA、30克ASF、60克MSCA、1350克KBF4、1550克PVC和22.5克PH1混合在一起，制备助磨剂淤浆。实施例7-13涂覆磨料制品按制造涂覆磨料制品的一般程序II来制造。除了制品不含形状确定的助磨剂颗粒外，对比例B-E的涂覆磨料制品按制造涂覆磨料制品的一般程序II制造。对于这些实施例列出了CAO1的级别、形状确定助磨剂颗粒的量(以克/盘表示)和CAO1的量(以克/盘表示)。

表4实施例7-13和对比例B-E的材料的量

实施例	CAO1的级别	助磨剂颗粒(克/盘)	CAO1(克/盘)
				B	24	0	36
7	24	5	23.5
				8	24	2.5	20.5
C	36	0	20
				9	36	12	4
D	50	0	21
				10	50	2.5	20
11	50	5	14.2
				12	50	7.5	12.2
E	80	0	19.5
				13	80	5	15

按测试方法I测试所得的涂覆磨料制品，测试结果列于表5中。

     表5测试方法I

  实施例7-13和对比例B-E

实施例	总磨削量(克)
		B	264
7	302
		8	320
C	121
		9	333
D	157
		10	196
11	235
		12	255
E	115
		13	120

从上述数据可以看出，加入形状确定的颗粒改进了涂覆磨料盘的研磨性能。

            实施例14-28

这组实施例比较了含有各种粘合剂组合物的形状确定研磨颗粒的涂覆磨料制品(实施例14-29)的研磨性能。下表6所列的是用于制造形状确定研磨颗粒的磨料淤浆的配方(用量以重量份列出)。形状确定的研磨颗粒按表7所列的程序制造。按制造涂覆磨料制品的一般程序III将形状确定的研磨颗粒加到涂覆磨料制品中。各实施例的形状确定的研磨颗粒的重量和胶结涂层的重量也列于表7中。

表6实施例14-28的磨料淤浆配方

物料	实施例14、15、16	实施例17、18	实施例19	实施例20	实施例21
						TATHEIC	516	0	0	0	0
TMPTA	1204	1720	1720	0	0
						PH2	20	20	20	20	20
MSCA	60	60	60	60	60
						ASF	30	60	60	20	20
CRY	1200	1200	0	1200	0
						BAO	4000	4120	4120	3800	3800
KBF4	0	0	1200	0	0
						GUAM	0	0	0	860	860
DAP	0	0	0	516	516
						NPGDA	0	0	0	344	344
Q2	0	0	0	1.5	1.5
						CACO3	0	0	0	0	1200
CASIO3	0	0	0	0	0

表6实施例14-28的磨料淤浆配方(续)

物料	实施例22	实施例23	实施例24	实施例25、  26	实施例27、  28
						TATHEIC	0	0	0	0	0
TMPTA	0	0	0	0	0
						PH2	20	26	26	26	26
MSCA	60	60	60	60	60
						ASF	20	0	0	0	0
CRY	0	0	0	0	0
						BAO	3800	3600	3600	3500	3600
WA	0	0	0	1.5	1.5
						GUAM	860	0	0	0	0
DAP	516	0	0	0	0
						NPGDA	344	0	0	0	0
PETA	0	860	860	1190	860
						RPR1	0	0	0	689	1160
RPR2	0	1160	1160	0	0
						Q2	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
CACO3	0	1200	0	0	0
						CASIO3	1200	0	1200	1200	1200

表7实施例14-28

实施例	制造磨料制品的一般程序	研磨颗粒重量(克/平方英寸)	胶结涂层重量(克/平方英寸)
				14	IV	0.53	.25
15	IV	0.53	.32
				16	IV	0.53	.42
17	V	0.35	.27
				18	IV	0.53	.37
19	IV	0.53	.299
				20	IV	0.53	.41
21	IV	0.53	.42
				22	IV	0.53	.41
23	IV	0.53	.42
				24	IV	0.53	.40
25	V	0.37	.27
				26	VI	0.44	.30
27	V	0.37	.26
				28	VI	0.43	.28

按测试方法II测试涂覆磨料带，测试结果列于表8中。也列出了以去除的金属的克数表示的总的磨削量。

表8测试方法II

实施例	总磨削量(克)
		F	400
14	120
		15	142
16	190
		17	211
18	180
		19	108
20	155
		21	135
22	156
		23	185
24	310
		25	268
26	367
		27	265
28	304

           实施例29-31和对比例F

这组实施例比较包含形状确定颗粒的涂覆磨料(实施例29-31)与不含形状确定颗粒的涂覆磨料。实施例29形状确定的颗粒按制造形状确定的颗粒的一般程序VII制造。除了空腔尺寸不同外，实施例30形状确定的颗粒按制造形状确定的颗粒的一般程序VII来制造。对于实施例30和31，角锥体的高度约为350微米，底面各边的长度约为1020微米。以150英尺/分钟(46米/分钟)的较慢速度来加工实施例31的形状确定的颗粒。首先使用高剪切混合机将用量(以份数表示)如下表9所列的TMPTA、TATHEIC、PH1、MSCA和ASF混合在一起用来制备助磨剂淤浆。接着，将助磨剂逐渐加入此粘合剂前体作为助磨剂淤浆。

表9实施例29-31的助磨剂淤浆的配方

物料	实施例29	实施例30	实施例31
				TMPTA	99.01	99.01	99.01
PH1	0.99	0.99	0.99
				MSCA	1	1	1
ASF	1	1	1
				KBF4	182	182	0
CRY	0	0	136

实施例29的涂覆磨料按制造涂覆磨料制品的一般程序IV制造。对于实施例29，助磨剂颗粒的重量约为230克/平方米。

除了下述不同外，实施例30的涂覆磨料按制造涂覆磨料制品的一般程序IV制造。不将助磨剂颗粒滴涂到胶结涂层前体上。在胶结涂层前体固化后，将上胶结前体涂层施涂到胶结涂层上。上胶结前体涂层是常规的冰晶石填充的酚醛树脂。将助磨剂颗粒涂覆到重量约为180克/平方米的湿上胶结前体涂层上。接着，加热所得的结构物体，使树脂固化。

除了下述不同外，实施例31的涂覆磨料按制造涂覆磨料制品的一般程序IV制造。不将助磨剂颗粒滴涂到湿胶结涂层上。将助磨剂颗粒滴涂进入重量约为110克/平方米的初始接合涂层前体上，代替棕色的氧化铝磨粒。另外，将常规的上胶结前体涂层施涂到胶结涂层上，并加热固化上胶结前体粘合剂。上胶结前体涂层是常规的四氟硼酸钾填充的溶剂基环氧树脂。

除了下述不同外，对比例F的涂覆磨料按制造涂覆磨料制品的一般程序IV制造。不将形状确定的助磨剂颗粒滴涂到湿胶结涂层前体上。另外，将常规的上胶结前体涂层施涂到胶结涂层上，并加热固化上胶结前体粘合剂。上胶结前体涂层是常规的四氟硼酸钾填充的溶剂基环氧树脂。

按测试方法III、IV和V测试实施例29-31和对比例F的所得涂覆磨料。测试结果分别列于表10、11和12中。

     表10测试方法III

   实施例29-31和对比例F

实施例	初始磨削量(克)	最终磨削量(克)	总磨削量(克)
				F	113.44	8.68	1316.44
29	100.44	14.16	1612.88
				30	102.72	14.13	1595.71
31	121.70	17.15	1910.44

         表11  测试方法IV

     实施例29、30和31以及对比例F

实施例	总磨削量(克)
		F	681
29	499
		30	555
31	626

        表12测试方法V

   实施例29、30和31以及对比例F

实施例	总磨削量(克)
		F	2664
29	2281
		30	2574
31	2672

上述研磨数据表明，在不同的研磨条件下可以达到不同水平的研磨性能。

               实施例32-40

这组实施例表明了采用不同助磨剂原粒制造形状确定助磨剂颗粒的情况。用于制造这组实施例的形状确定的助磨剂颗粒的组合物配方列于表13中。

表13  实施例32-40的助磨剂淤浆的配方

物料	实施例32	实施例33	实施例34	实施例35	实施例36
						TMPTA	28	31	57	37	37
PH1	0.57	0.8	0.58	0.74	0.74
						KBF4	17.9	0	0	31.13	0
CRY	17.9	17.05	0	0	31.13
						FES*	0	17.05	0	0	0
PVC	0	0	42.24	31.13	31.13

表13  实施例32-40的助磨剂淤浆的配方(续)

物料	实施例37	实施例38	实施例39	实施例40
					TMPTA	29	99.01	99.01	99.01
PH1	0.28	0.99	0.99	0.99
					KBF4	0	182	182	182
CRY	70.72	0	0	0
					FES*	0	0	0	0
PVC	0	0	0	0

^*FES是硫化铁助磨剂(FeS₂)

除了运行速度为100英尺/分钟(30.5米/分钟)外，实施例32和37的形状确定的助磨剂颗粒按实施例31相同的方法制造。

除了运行速度为50英尺/分钟(16米/分钟)外，实施例33的形状确定的助磨剂颗粒按实施例31相同的方法制造。

除了运行速度为100英尺/分钟(30.5米/分钟)外，实施例34、35和36形状确定的助磨剂颗粒按实施例31相同的方法制造。另外，颗粒从载体带上去除时趋于以片的形式脱离，不是以离散颗粒的形式脱离。对这些片进行球磨，将片转变成离散颗粒。

除了载体带为50微米厚的聚酯膜并且电晕处理机的功率条件为25％外，实施例38形状确定的助磨剂颗粒按实施例29相同的方法制造。另外，运行速度变为1 50英尺/分钟(46米/分钟)。

除了载体带为50微米厚的聚酯膜并且电晕处理机的功率条件为25％外，实施例39的形状确定的助磨剂颗粒按实施例30相同的方法制造。另外，运行速度变为100英尺/分钟(31米/分钟)。

除了颗粒尺寸不同外，实施例40形状确定的助磨剂颗粒按实施例39相同的方法制造。颗粒是正方形底面的角锥体，该角锥体的高度约为560微米，基底各边的长度约为1490微米。

Claims (26)

1.一种涂覆磨料制品，它包含：

(a)具有前后表面的背衬；

(b)在背衬前表面上的初始接合涂层；

(c)粘合到位于背衬上初始接合涂层上的磨料层，该磨料层的特征在于它包含：

许多磨粒和许多形状确定的助磨剂颗粒，其中形状确定的助磨剂颗粒是角锥体，它包含粘合剂和许多助磨剂原粒，其中形状确定的助磨剂颗粒占据磨料层上10-75％的表面积，并且形状确定的助磨剂颗粒的大小为0.1-500微米；和

(d)在磨料层上的胶结涂层。

2.如权利要求1所述的涂覆磨料制品，其中形状确定的助磨剂颗粒占据磨料层上20-40％的表面积。

3.如权利要求1所述的涂覆磨料制品，其中磨粒选自熔凝氧化铝、陶瓷氧化铝、热处理过的氧化铝、碳化硅、氧化铝氧化锆、金刚石、二氧化铈、立方氮化硼、石榴石和它们的混合物。

4.如权利要求1所述的涂覆磨料制品，其中形状确定的助磨剂颗粒是三角形底面的角锥体。

5.如权利要求1所述的涂覆磨料制品，其中形状确定的助磨剂颗粒是四边形底面的角锥体。

6.如权利要求1所述的涂覆磨料制品，其中用于形状确定的助磨剂颗粒的粘合剂是由粘合剂前体制成的，所述粘合剂前体选自丙烯酸酯化的聚氨酯树脂、丙烯酸酯化的环氧树脂、烯属不饱和树脂、含侧链不饱和羰基的氨基塑料树脂、含至少一个侧链丙烯酸酯基的异氰脲酸酯衍生物和含至少一个侧链丙烯酸酯基的异氰酸酯衍生物。

7.如权利要求1所述的涂覆磨料制品，其中用于形状确定的研磨颗粒的粘合剂前体还包含自由基引发剂。

8.如权利要求1所述的涂覆磨料制品，其中形状确定的助磨剂颗粒还包含至少一种选自下述物质的添加剂，填料、纤维、抗静电剂、润滑剂、润湿剂、表面活性剂、颜料、染料、偶合剂、增塑剂和悬浮剂。

9.如权利要求1所述的涂覆磨料制品，其中形状确定的助磨剂颗粒包含30-75重量％的助磨剂原粒和25-70重量％的粘合剂。

10.如权利要求1所述的涂覆磨料制品，其中助磨剂原粒选自氯化钠、钾冰晶石、钠冰晶石、铵冰晶石、四氟硼酸钾、四氟硼酸钠、氟化硅、氯化钾、氯化镁和它们的混合物。

11.如权利要求1所述的涂覆磨料制品，其中初始接合涂层选自酚醛树脂、环氧树脂、脲-甲醛树脂、丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯化的环氧树脂、丙烯酸酯化的聚氨酯树脂、含侧链α，β-不饱和羰基的氨基塑料树脂、马来酰亚胺树脂和聚氨酯树脂。

12.如权利要求1所述的涂覆磨料制品，其中胶结涂层选自酚醛树脂、环氧树脂、脲-甲醛树脂、丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯化的环氧树脂、丙烯酸酯化的聚氨酯树脂、含侧链α，β-不饱和羰基的氨基塑料树脂、马来酰亚胺树脂和聚氨酯树脂。

13.如权利要求1所述的涂覆磨料制品，其中背衬选自纸张、非织造基材、聚合物膜、底涂过的聚合物膜、布料、硬化纸板、它们的混合物和它们处理过的形式。

14.如权利要求1所述的涂覆磨料制品，其中形状确定的研磨颗粒的大小为0.1-2500微米。

15.如权利要求1所述的涂覆磨料制品，其中背衬选自纸张、非织造基材、聚合物膜、底涂过的聚合物膜、布料、硬化纸板、它们的混合物和它们处理过的形式。

16.一种粘结的磨料制品，它包含粘结介质，该粘结介质的特征在于它包含：

许多磨粒和许多形状确定的助磨剂颗粒，其中形状确定的助磨剂颗粒是角锥体，它包含粘合剂和许多助磨剂原粒，其中形状确定的助磨剂颗粒的体积百分数为5-85％，并且粘结介质用于由磨粒和形状确定的助磨剂颗粒形成一定形状的物体。

17.如权利要求16所述的粘结的磨料制品，其中粘结物料选自酚醛树脂、环氧树脂、脲-甲醛树脂、丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯化的环氧树脂、丙烯酸酯化的聚氨酯树脂、含侧链α，β-不饱和羰基的氨基塑料树脂、马来酰亚胺树脂和聚氨酯树脂。

18.如权利要求16所述的粘结的磨料制品，其中形状确定的助磨剂颗粒的体积百分数为5-75％。

19.如权利要求16所述的粘结的磨料制品，其中形状确定的助磨剂颗粒的大小为0.1-2500微米。

20.如权利要求16所述的粘结的磨料制品，其中形状确定的助磨剂颗粒的大小为0.1-500微米。

21.如权利要求16所述的粘结的磨料制品，其中形状确定的助磨剂颗粒是三角形底面的角锥体。

22.如权利要求16所述的粘结的磨料制品，其中形状确定的助磨剂颗粒是四边形底面的角锥体。

23.如权利要求16所述的粘结的磨料制品，其中用于形状确定的助磨剂颗粒的粘合剂由粘合剂前体制成，所述粘合剂前体选自丙烯酸酯化的聚氨酯树脂、丙烯酸酯化的环氧树脂、烯属不饱和树脂、含侧链不饱和羰基的氨基塑料树脂、含至少一个侧链丙烯酸酯基的异氰脲酸酯衍生物和含至少一个侧链丙烯酸酯基的异氰酸酯衍生物。

24.如权利要求16所述的粘结的磨料制品，其中形状确定的助磨剂颗粒包含5-95重量％的助磨剂原粒和95-5重量％的粘合剂。

25.如权利要求1所述的涂覆磨料制品，其中助磨剂原粒选自氯化钠、钾冰晶石、钠冰晶石、铵冰晶石、四氟硼酸钾、四氟硼酸钠、氟化硅、氯化钾、氯化镁和它们的混合物。

26.一种制造如权利要求1所述的涂覆磨料制品的方法，它包括如下步骤：

(a)提供具有前后表面的背衬；

(b)将初始接合涂层前体施涂到背衬的前表面上；

(c)将许多磨粒至少部分嵌入初始接合涂层前体中；

(d)使初始接合涂层前体转变成初始接合涂层；

(e)将胶结涂层前体施涂到磨粒上，该胶结涂层前体包含粘结介质；

(f)使许多形状确定的助磨剂颗粒至少部分嵌入胶结涂层前体中，这些形状确定的助磨剂颗粒占据胶结涂层上10-75％的表面积，其中形状确定的助磨剂颗粒是角锥体，它包含粘合剂和许多助磨剂原粒，并且其大小为0.1-500微米；和

(g)使背衬、初始接合涂层、磨粒和胶结涂层前体处于一定条件下，使胶结涂层前体转变成胶结涂层，从而制成涂覆磨料制品。

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