CN110198810A - 可磁化磨料颗粒的磁性辅助转移及其相关的方法、装置和系统 - Google Patents

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CN110198810A CN201880007676.XA CN201880007676A CN110198810A CN 110198810 A CN110198810 A CN 110198810A CN 201880007676 A CN201880007676 A CN 201880007676A CN 110198810 A CN110198810 A CN 110198810A
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阿龙·K·尼纳贝尔
约瑟夫·B·埃克尔
罗纳德·D·杰斯密
萨马德·雅维德
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D11/00—Constructional features of flexible abrasive materials; Special features in the manufacture of such materials
    • B24D11/001—Manufacture of flexible abrasive materials
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    • B24D11/001—Manufacture of flexible abrasive materials

Abstract

根据一个实施方案，本发明公开了一种在背衬上制备磨料层的方法。所述方法可以包括：提供可分发的可磁化磨料颗粒和分配工具，其中所述分配工具被构造成将所述可磁化磨料颗粒接收在所述分配工具中，并且其中所述分配工具被构造成赋予所述可磁化磨料颗粒的预定的定向和对准中的至少一种；将背衬定位在所述分配工具附近并使所述背衬通过间隙与所述分配工具间隔开；将磁场施加到至少所述背衬以及所述背衬与所述分配工具之间的间隙的一部分；以及将所述可磁化磨料颗粒从所述分配工具转移到所述背衬的第一主表面，其中在所述可磁化磨料颗粒的转移期间施加所述磁场。

Description

可磁化磨料颗粒的磁性辅助转移及其相关的方法、装置和 系统
技术领域
该文档所属通常涉及但不限于磨料颗粒、磨料制品和相关装置、系统和方法。
背景技术
各种类型的磨料制品在本领域中是已知的。例如，带涂层磨料制品通常具有通过树脂粘结剂材料附着到背衬的磨料颗粒。示例包括砂纸和具有附着到背衬的精确成形的磨料复合物的结构化磨料。磨料复合物通常包括磨料颗粒和树脂粘结剂。
带涂层磨料制品通常通过将磨料颗粒滴涂或静电涂覆到带树脂涂层的背衬上而实现涂覆。在这两种方法中，静电涂覆通常为优选的，因为它为纵横比不为1的晶粒提供了一定程度的取向控制。
一般来讲，磨料颗粒及其切削点的位置和取向对于决定磨料性能和定向很重要。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。
发明内容
研磨制品中的磨料颗粒的对准和定向对于制品切割性能和耐久性可能是重要的。如果磨料颗粒倒置(以便基部向上)或相对于切割方向不对准，则可能发生磨料制品的过早破坏。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成形磨料颗粒最终在靠近成形磨料颗粒的顶端或上表面处彼此接触。群集还可能产生不良的切削性能，这是由于那些区域中的支承区域局部增大，并且由于群集中的成形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成形磨料颗粒的带涂层磨料制品相比，群集可以产生不期望的热积聚。
鉴于前述内容，本发明人已经尤其认识到，各种磨料制品可以受益于磨料颗粒的更精确的定位和定向。因此，本发明人开发了使用磁场来控制可磁化磨料颗粒的方法、系统和装置。更具体地，本发明人发现了通过在施加的磁场的影响下从分配工具转移磨料颗粒，分配工具和背衬之间的差距可以显著增加(例如，高达约4倍)，同时仍然实现与使用较窄间隙和没有施加磁场所获得的相同或基本相似的定向。这种较大的间隙可以避免分配工具的结垢和/或对磨料制品的损坏。
该方法、系统和装置可根据需要定位和/或定向可磁化磨料颗粒。在一些实施方案中，由于分配工具和磁场，可以实现磨料制品内的可磁化磨料颗粒的非随机预定图案。在从分配工具转移到背衬期间，磁场可以施加到可磁化磨料颗粒上，以不仅改善下落高度，而且一旦接收在背衬上，可磁化磨料颗粒的倾向可以根据需要进行定向和/或对准。
根据一个示例性实施方案，本发明公开了一种制备涂覆磨料制品的方法。所述方法可以包括：提供可分发的可磁化磨料颗粒和分配工具，其中所述分配工具被构造成将所述可磁化磨料颗粒接收在所述分配工具中，并且其中所述分配工具被构造成赋予所述可磁化磨料颗粒的预定的定向和对准中的至少一种；将背衬定位在所述分配工具附近并使所述背衬通过间隙与所述分配工具间隔开；将磁场施加到至少所述背衬以及所述背衬与所述分配工具之间的间隙的一部分；以及将所述可磁化磨料颗粒从所述分配工具转移到所述背衬的第一主表面，其中在所述可磁化磨料颗粒的转移期间施加所述磁场。
根据另一个示例性实施方案，公开了一种磨料颗粒定位系统。所述系统可以包括：分配工具，所述分配工具被构造成赋予所述可磁化磨料颗粒的预定的定向和对准中的至少一种，所述分配工具可以包括：载体构件，所述载体构件具有分发表面和与所述分发表面相反的背部表面，其中所述载体构件具有形成于所述载体构件中的腔，其中所述腔从所述分发表面朝向所述背部表面延伸到所述载体构件中；可磁化磨料颗粒，所述可磁化磨料颗粒可移除地设置在所述腔的至少一些腔中；背衬，所述背衬设置在所述分配工具附近并通过间隙与所述分配工具间隔开，所述背衬具有面向所述分配工具的第一主表面和与所述第一主表面相反的第二主表面；和磁体，所述磁体设置在所述背衬的所述第二主表面下方，所述磁体在所述可磁化磨料颗粒从所述分配工具转移到所述背衬期间施加磁场，以帮助实现所述可磁化磨料颗粒在所述背衬的所述第一主表面上的预定的定向和对准中的至少一种。
根据又一个示例性实施方案，公开了一种磨料颗粒定位系统。所述系统可以包括：分配工具，所述分配工具被构造成赋予所述可磁化磨料颗粒的预定的定向和对准中的至少一种，所述分配工具可以包括：构件，所述构件包括多个壁，所述多个壁限定狭槽，所述狭槽被构造成允许所述可磁化磨料颗粒中的一个或多个通过狭槽，所述狭槽中的每一个狭槽在第一端处向所述分配工具的分发表面敞开并在第二端处向所述分配工具的供给表面敞开；背衬，所述背衬设置在所述分配工具附近并通过间隙与所述分配工具间隔开，所述背衬具有面向所述分发表面的第一主表面和与所述第一主表面相反的第二主表面；和磁体，所述磁体设置在所述背衬的所述第二主表面下方，所述磁体在所述可磁化磨料颗粒从所述分配工具转移到所述背衬期间施加磁场，以帮助实现所述可磁化磨料颗粒在所述背衬的所述第一主表面上的预定的定向和对准中的至少一种。
根据另一个示例性实施方案，本发明公开了一种制备涂覆磨料制品的方法。所述方法可以包括：提供可分发的可磁化磨料颗粒和分配工具，其中所述分配工具被构造成将所述可磁化磨料颗粒接收在所述分配工具中，并且其中所述分配工具被构造成赋予所述可磁化磨料颗粒的预定的定向和对准中的至少一种；将背衬定位在所述分配工具附近并使所述背衬通过间隙与所述分配工具间隔开；将磁场施加到至少所述背衬以及所述背衬与所述分配工具之间的间隙的一部分；以及将所述可磁化磨料颗粒从所述分配工具转移到所述背衬的第一主表面，其中在所述可磁化磨料颗粒的转移期间施加所述磁场。
如本文所用：
术语“一个”、“一种”和“该”、“所述”可互换使用，其中“至少一个(种)”意指一个(种)或多个(种)所述要素。
术语“和/或”是指任一者或两者。例如，“A和/或B”是指仅A、仅B、或A和B两者。
术语“包括”、“包含”或“具有”及其变型意在涵盖其后所列出的项目和它们的等同形式以及附加项目。
除非另有规定或限制，术语“联接”及其变型形式被广义地应用并涵盖直接联接和间接联接。
短语“主表面”或其变型被使用以描述厚度相对于其长度和宽度较小的制品。此类制品的长度和宽度可限定制品的“主表面”，但这个主表面以及该制品不需要是平坦的或平面的。例如，以上短语可用于描述一种制品，该制品具有厚度(例如，在沿主表面的任何点处与制品的主表面正交的Z方向上)对主表面的第一表面尺寸(例如，宽度或长度)的比率(R1)，以及厚度对主表面的第二表面尺寸的比率(R2)，其中第一比率(R1)和第二比率(R2)均小于0.1。在一些实施方案中，第一比率(R1)和第二比率(R2)可小于0.01；在一些实施方案中，小于0.001。并且在一些实施方案中，小于0.0001。需注意，这两个表面尺寸不必相同，并且第一比率(R1)和第二比率(R2)无需相同，以便使第一比率(R1)和第二比率(R2)均落入所需范围内。此外，第一表面尺寸、第二表面尺寸、厚度、第一比率(R1)和第二比率(R2)中没有一个需要恒定，以便使第一比率(R1)和第二比率(R2)均落入所需范围内。
术语“陶瓷”是指由至少一种与氧、碳、氮或硫混合的金属元素(其可包括硅)制成的各种硬质、易碎、耐热且耐腐蚀材料中的任一种。
除非另有说明，术语“导电”是指导电的(例如，在导体的水平处)。
术语“亚铁磁的”是指呈现出亚铁磁性的材料。亚铁磁性是一类在固体中发生的永磁性，其中与单个原子相关联的磁场自发地自身对准，一些是平行的，或在相同的方向上(如在铁磁性中)，而其它是大致反平行的，或在相反的方向上结成对(如在反铁磁性中)。亚铁磁材料的单晶的磁性行为可归因于平行对准；这些原子在反平行排列中的稀释效应将这些材料的磁强度保持为通常小于诸如金属铁的纯铁磁固体的磁强度。亚铁磁性主要发生在称为铁氧体的磁性氧化物中。产生亚铁磁性的自发对准在高于称为居里点的温度(每个亚铁磁材料的特性)时被完全破坏。当材料的温度降至低于居里点时，亚铁磁性恢复。
术语“铁磁的”是指呈现出铁磁性的材料。铁磁性是一种物理现象，其中某些不带电荷的材料会强烈吸引其它材料。与其它物质相比，铁磁材料被容易地磁化，并且在强磁场中，磁化接近称为饱和的明确极限。当应用场然后将其去除时，磁化不会恢复到其初始值。此现象被称为滞后。当加热至称为居里点的某一温度(这对于每种物质来讲通常是不同的)时，铁磁材料失去其固有特性并且不再是磁性的；然而，它们在冷却时再次变成铁磁的。
除非另有说明，否则术语“磁性”和“磁化”是指在20℃下是铁磁性或亚铁磁性的。
术语“可磁化”是指被引用的物品是磁性的或者可使用施加的磁场制成磁性的，并且具有至少0.001电磁单位(emu)，在一些情况下更优选地至少0.005emu，并且在又一些情况下更优选地0.01emu，至多包括0.1emu的磁矩，虽然这不是必需的。
术语“磁场”是指不是由任何一个或多个天体(例如，地球或太阳)产生的磁场。一般来讲，在本公开的实践中使用的磁场在可磁化磨料颗粒的区域中具有至少约10高斯(1mT)(在一些情况下至少约100高斯(10mT)，并且在又一些情况下至少约1000高斯(0.1T))的磁场强度。
术语“可磁化的”是指能够被磁化或已经处于磁化状态。
术语“成形陶瓷体”是指在其制备过程中，某种情况下已有意成形(例如挤出、模切、模制、丝网印刷)的陶瓷体，由此使得所得陶瓷体为非随机成形的。如本文所用，术语“成形陶瓷体”排除通过机械粉碎操作和铣削操作获得的陶瓷体。
术语“精确成形陶瓷体”是指这样一种陶瓷体，其中陶瓷体的至少一部分具有预定的形状，该预定的形状从用于形成前体精确成形陶瓷体的模具腔复制，该前体精确成形陶瓷体被烧结以形成精确成形陶瓷体。精确成形的陶瓷体将通常具有预定的几何形状，该几何形状基本上复制了用于形成成形的磨料颗粒的模腔。
术语“长度”是指物体的最长尺寸。
术语“宽度”是指对象的垂直于对象的长度的最长的尺寸。
术语“厚度”是指对象的垂直于对象的长度和宽度的最长的尺寸。
术语“纵横比”是指对象的长度/厚度的比率。
术语“定向”、“被定向”或“进行定向”由于其指代由本发明的分配设备和/或磁场提供的可磁化磨料颗粒，因此可以指至少大部分的颗粒相对于分配工具和/或背衬的非随机设置。例如，大部分可磁化磨料颗粒具有主平面表面，该主平面表面在转移到背衬上时相对于背衬的第一主表面以至少70度的角度设置。因此，大部分可磁化磨料颗粒不具有在转移后平放在背衬上的主表面，而是具有至少一个搁置在背衬上的次要表面。这些术语也可以指可磁化磨料颗粒本身的主轴和尺寸。例如，颗粒的最大长度、最大高度和最大厚度是可磁化磨料颗粒的形状的函数，并且该形状可为均匀的或不均匀的。本公开决不限制于任何特定磨料颗粒形状、尺寸、类型等，并且下面更详细地描述可与本公开一起使用的许多示例性可磁化磨料颗粒。然而，对于某些形状，“高度”、“宽度”和“厚度”产生主面和次侧面。无论确切的形状如何，任何可磁化的磨料颗粒都可以具有质心，在该质心处可以定义粒子笛卡尔轴。按照这些约定，颗粒z轴与最大高度平行，颗粒y轴与最大长度平行，并且颗粒x轴与颗粒的最大厚度平行。作为参考，可以将每个可磁化磨料颗粒的粒子轴识别为独立于背衬结构的独立物体；一旦施加到背衬上，可磁化磨料颗粒的“z轴旋转定向”由颗粒围绕z轴的角旋转限定，该z轴穿过颗粒并穿过背衬，颗粒以90度角附着到背衬上支持。由本公开的分配工具实现的定向需要在z轴，y轴和/或x轴中的一个或多个上将磨料颗粒的空间布置指示或限制为围绕空间轴线的一定旋转范围。例如，图5至图6A的实施方案包括狭槽，该狭槽被构造成限制可磁化磨料颗粒围绕两个轴的旋转定向，但是可以自由地采取围绕第三轴的任何旋转定向。
术语“对准”、“被对准”或“进行对准”由于其指代由本公开的分配工具和/或磁场提供的可磁化磨料颗粒，因此可以指至少大部分可磁化磨料颗粒的非随机定位，使得至少大部分可磁化磨料颗粒具有较小的表面/切削边缘，当使用磨料制品时，该表面/切削边缘位于切削方向上。
术语“图案化”、“被图案化”、或“进行图案化”由于其指代可磁化磨料颗粒，因此指代可磁化磨料颗粒的个体或分组的受控间距。因此，该术语不一定意味着特定的对准或定向。在某些情况下，图案可以具有可磁化磨料颗粒的个体或分组的重复的可控间距。它指的是由分配工具提供的可磁化磨料颗粒，和/或本公开的磁场可以指至少大部分颗粒相对于彼此之间的非随机间距，无论是在分配工具中还是/或设置在背衬上。
术语“基本上”是指在涉及的属性的35％内(在30％内，在又一些情况下在25％内，在又一些情况下在20％内，在又一些情况下在10％内，并且在又一些情况下在5％内)。
在考虑具体实施方式以及所附权利要求书时，将进一步理解本公开的特征和优点。
本概述旨在提供本专利申请的主题的概述。本发明不旨在提供本发明的排他性或详尽的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请的另外的信息。
附图说明
图1是根据本公开的一个实施方案的示例性可磁化磨料颗粒100的示意性透视图。
图1A是图1中的区域1A的放大视图。
图2是根据本公开的示例的用于制造可包括图1的可磁化磨料颗粒的涂覆磨料制品的装置的示意图。
图2A是根据本公开的示例的包括分配工具的图2的装置的一部分的放大视图。
图3是根据本公开的示例的分配工具的另一个实施方案的示意图，其中可磁化磨料颗粒保持在其中并与背衬和磁体间隔开。
图4是根据另一个实施方案的分配工具的外表面的一部分的示意性透视图，分配工具在其中接收根据本公开的示例的可磁化磨料颗粒。
图5是根据另一个实施方案的分配工具的示意图，分配工具接收可磁化磨料颗粒并使颗粒通过根据本发明的示例的分配工具形成的狭槽。
图6和图6A示出了根据另一个实施方案的分配工具的示意性透视图，分配工具接收可磁化磨料颗粒并使颗粒通过根据本发明的示例的分配工具形成的狭槽。
图7是根据实施例1的在其中接收可磁化磨料颗粒的分配工具的外表面的数字图像。
图8是具有根据实施例1定向和定位的可磁化磨料颗粒的涂覆磨料制品的数字图像。
图9是在经历根据比较例A的方法之后具有可磁化磨料颗粒的涂覆磨料制品的数字图像。
图10是具有根据实施例2定向和定位的可磁化磨料颗粒的涂覆磨料制品的数字图像。
图11是在经历根据比较例B的方法之后具有可磁化磨料颗粒的涂覆磨料制品的数字图像。
具体实施方式
可磁化磨料颗粒在本文中以举例的方式描述并且可具有各种构造。例如，可磁化磨料颗粒可由各种材料构成，包括但不限于陶瓷、金属合金、复合材料等。类似地，根据一些示例，可磁化磨料颗粒可以基本上完全由可磁化材料构成，可以具有设置在其中的可磁化部分(例如，铁痕量)，或者可以将可磁化部分设置为在其一个或多个表面上的层(例如，一个或多个表面可以涂覆有可磁化材料)。根据一些示例，可磁化磨料颗粒可成形。根据其他实例，可磁化磨料颗粒可以包括压碎晶粒、附聚物等。可磁化磨料颗粒可以松散的形式(例如，自由流动或在浆液中)使用，或者它们可结合到各种磨料制品(例如，涂覆的磨料制品、粘结的磨料制品、非织造磨料制品和/或研磨刷)中。
现在参见图1和图1A，公开了示例性可磁化磨料颗粒100。可磁化磨料颗粒100可具有成形陶瓷主体110和可磁化层120。可磁化层120可以由保留在粘结剂基质130(也简称为“粘结剂”)中的可磁化颗粒125构成，如图1A中进一步示出。陶瓷体110可以具有两个相反的主表面160、162，它们通过三个侧表面140a、140b、140c彼此连接。可磁化层120设置在陶瓷体110的侧表面140a上。
可磁化层120可以任选地稍微延伸到成形陶瓷主体110的其他表面上。在一些实施方案中，可磁化层120可以根据需要延伸以覆盖成形陶瓷主体110的任何表面的大部分。如图所示，可磁化层120可以与侧表面140a共同延伸。所示类型的可磁化磨料颗粒可以与平行于磁场力线的可磁化层涂覆表面对准，如随后将讨论的。
通常，由于磁场线的取向在磁体的中心和边缘处趋于不同，因此在将可磁化磨料颗粒包含在磨料制品中期间也可产生各种所需的可磁化磨料颗粒取向。
可磁化层可以是一体可磁化材料，或者它可包含粘结剂基质中的可磁化颗粒。合适的粘结剂可以是玻璃质或有机的，例如，如下文对粘结剂基质130所述。例如，粘结剂基质可以选自那些玻璃质和有机粘结剂。陶瓷体可以包括任何陶瓷材料(陶瓷研磨材料)，例如选自下文列出的陶瓷(即，不包括金刚石)研磨材料。可磁化层可通过任何合适的方法诸如例如浸涂、喷涂、涂漆、物理气相沉积和粉末涂覆设置在陶瓷体上。单独的可磁化磨料颗粒可具有可磁化层，该可磁化层具有不同的覆盖程度和/或不同的覆盖位置。可磁化层可以基本上不包括(即包含小于5重量％、在又一些情况下包含小于1重量％)用于陶瓷体中的陶瓷磨料。
可磁化层可基本上由可磁化材料(例如，>99重量％至100重量％的蒸汽涂覆金属及其合金)组成，或其可包含保留在粘结剂基质中的磁性颗粒。可磁化层的粘结剂基质(如果存在的话)可以是无机的(例如玻璃质的)或基于有机树脂的，并且通常由相应的粘结剂前体形成。
例如，通过将可磁化层或其前体施加到陶瓷体，可制备根据本公开的可磁化磨料颗粒。可通过物理气相沉积提供可磁化层，如下文所述。可磁化层前体可作为液体载体中的分散体或浆液提供。分散体或浆液载体和可通过例如将其组分(例如，可磁化颗粒、任选的粘结剂前体和液体载体)简单混合来制备。示例性的液体载体包括水、醇(例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇单甲醚)、醚(例如甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚)、以及它们的组合。分散体或浆料可含有其他组分，例如分散剂、表面活性剂、脱模剂、着色剂、消泡剂和流变改性剂。通常，在涂覆到陶瓷体上之后，干燥可磁化层前体以除去大部分或全部液体载体，尽管这不是必需的。如果使用可固化的粘结剂前体，则通常遵循固化步骤(例如，加热和/或暴露于光化辐射)以提供可磁化层。
玻璃质粘结剂可由包含一种或多种原料的混合物或组合的前体组合物制备，该原料在加热至高温时熔融和/或熔融以形成玻璃质粘结剂基质。可以与磨料制品一起使用的合适的玻璃质粘合剂的进一步公开可以在美国临时专利序列62/412,402、62/412,405、62/412,411、62/412,416、62/412,427、62/412,440、62/412,459和62/412,470中找到，其各自通过引用整体并入本文。
在一些实施方案中，使用气相沉积技术，例如物理气相沉积(PVD)，包括磁控溅射，可沉积可磁化层。各种金属、金属氧化物和金属合金的PVD金属化在例如美国专利4,612,242(Vesley)和7,727,931(Brey等人)中公开。可磁化层通常可以这种一般方式制备，但通常应注意防止蒸汽涂层覆盖成形陶瓷体的整个表面。可通过掩蔽陶瓷体的一部分以防止气相沉积来实现。
可蒸汽涂覆的金属材料的示例包括不锈钢、镍、钴。示例性有用的可磁化颗粒/材料可包括：铁；钴；镍；销售为各种等级的坡莫合金(Permalloy)的各种镍和铁的合金；销售为铁镍钴合金(Fernico)、科瓦铁镍钴合金(Kovar)、铁镍钴合金I(Fernico I)或铁镍钴合金II(Fernico II)的各种铁、镍和钴的合金；销售为各种等级的铝镍钴合金(Alnico)的各种铁、铝、镍、钴、以及(有时还有)铜和/或钛的合金；销售为铁铝硅合金(Sendust)的铁、硅和铝(按重量计通常约为85:9:6)的合金；赫斯勒合金(例如，Cu2MnSn)；锰铋化物(也称为铋化锰(Bismanol))；稀土可磁化材料，诸如钆、镝、钬、氧化铕、以及钐和钴的合金(例如SmCo5)；MnSb；铁氧体，诸如铁氧体、磁铁矿；锌铁氧体；镍铁氧体；钴铁氧体、镁铁氧体、钡铁氧体、以及锶铁氧体；以及前述的组合。在一些实施方案中，可磁化材料包括至少一种金属，该至少一种金属选自：铁、镍、和钴；两种或更多种此类金属的合金；或至少一种此类金属与选自磷和锰的至少一种元素的合金。在一些实施方案中，可磁化材料是含有8重量％至12重量％(wt.％)铝、15重量％至26重量％铝、5重量％至24重量％钴、高达6重量％铜、高达1重量％钛的合金，其中添加高达100重量％的材料余量是铁。这种合金可以商品名“ALNICO”购得。
可用作陶瓷体的可用的研磨材料包括例如熔融氧化铝、热处理氧化铝、白色熔融氧化铝、陶瓷氧化铝材料诸如可从明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company of St.Paul,Minnesota)以3M CERAMIC ABRASIVE GRAIN商购获得的那些、黑色碳化硅、绿色碳化硅、二硼化钛、碳化硼、碳化钨、碳化钛、立方氮化硼、石榴石、熔融氧化铝氧化锆、溶胶凝胶衍生陶瓷(例如掺杂氧化铬、二氧化铈、氧化锆、二氧化钛、二氧化硅和/或氧化锡的氧化铝陶瓷)、二氧化硅(例如，石英、玻璃珠、玻璃泡和玻璃纤维)、长石或燧石。溶胶-凝胶法制备的粉碎的陶瓷颗粒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。
如先前所讨论的，磨料颗粒的主体可以成形(例如，精确成形)或随机(例如，压碎)。成形的磨料颗粒和精确成形的陶瓷体可以通过使用溶胶凝胶技术的模塑方法来制备，如美国专利5,201,916(Berg)、5,366,523(Rowenhorst(Re 35,570))和5,984,988(Berg)中所述。美国专利8,034,137(Erickson等人)描述了已形成特定形状的氧化铝颗粒，然后将其粉碎以形成碎片，这些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，陶瓷体为精确成形的(即，陶瓷体具有的形状至少部分地由用于制备其的生产工具中的腔的形状决定)。
陶瓷体的示例性形状包括压碎的金字塔(例如，3-、4-、5-或6-面金字塔)、截棱锥体(例如，3-、4-、5-或6-面截棱锥体)、锥体、截头锥体、杆(例如，圆柱形、蠕虫状)和棱镜(例如，3-、4-、5-或6-面棱镜)。
可适用于可磁化颗粒中的示例性可磁化材料可包括：铁；钴；镍；销售为各种等级的坡莫合金(Permalloy)的各种镍和铁的合金；销售为铁镍钴合金(Fernico)、科瓦铁镍钴合金(Kovar)、铁镍钴合金I(Fernico I)或铁镍钴合金II(Fernico II)的各种铁、镍和钴的合金；销售为各种等级的铝镍钴合金(Alnico)的各种铁、铝、镍、钴、以及(有时还有)铜和/或钛的合金；销售为铁铝硅合金(Sendust)的铁、硅和铝(按重量计通常约为85:9:6)的合金；赫斯勒合金(例如，Cu2MnSn)；锰铋化物(也称为铋化锰(Bismanol))；稀土可磁化材料，诸如钆、镝、钬、铕氧化物、以及钕、铁和硼的合金(例如，Nd2Fe14B)、以及钐和钴的合金(例如，SmCo5)；MnSb；MnOFe2O3；Y3Fe5O12；CrO2；MnAs；铁氧体，诸如铁氧体、磁铁矿；锌铁氧体；镍铁氧体；钴铁氧体、镁铁氧体、钡铁氧体、以及锶铁氧体；钇铁石榴石；以及前述的组合。在一些实施方案中，可磁化材料包括至少一种金属，该至少一种金属选自：铁、镍、和钴；两种或更多种此类金属的合金；或至少一种此类金属与选自磷和锰的至少一种元素的合金。在一些实施方案中，可磁化材料是含有8重量％至12重量％(wt.％)的铝、15wt.％至26wt.％的镍、5wt.％至24wt.％的钴、至多6wt.％的铜、至多1wt.％的钛的合金(例如，Alnico合金)，其中加起来为100wt.％的材料的余量为铁。
可磁化颗粒可为任何尺寸，但优选地比陶瓷体小得多，如通过平均粒径判断优选地为在又一些情况下1/4至1/2000、在又一些情况下为1/100至1/2000并且在又一些情况下为1/500至1/2000，但也可使用其他尺寸。在该实施方案中，可磁化颗粒的莫氏硬度可为6或更小(例如，5或更小或者4或更小)，但这不是必须的。
图2示出了根据本公开的一个实施方案的用于制造涂覆磨料制品的装置200。装置200包括可磁化的磨料颗粒202，诸如先前所示和描述的那些。这些可磁化磨料颗粒202可以可移除地设置在分配工具204的腔内，如随后将讨论的。装置200可以具有第一幅材路径206，其引导分配工具204通过涂覆磨料制品制造器，使得它包裹磨料颗粒转移辊222的外圆周的一部分。装置200还可包括例如退绕装置210、底胶层递送系统212和底胶层涂覆器214。这些部件退绕背衬216，经由底胶层递送系统212将底胶层树脂218递送至底胶层涂覆器214，并将底胶层树脂施加到背衬的第一主表面220上。然后，使用惰辊定位带树脂涂层的背衬216以将磨料颗粒202施加到涂覆有底胶层树脂218的第一主表面220上。带树脂涂层的背衬216的第二幅材路径226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分配工具204的分发表面的树脂层邻近磨料颗粒传送辊222的外周长的一部分设置，该生产工具可以被定位在带树脂涂层的背衬216与磨料颗粒传送辊222的外周长之间。合适的退绕装置、底胶层递送系统、底胶层树脂、涂布机和背衬是本领域的技术人员已知的。底胶层递送系统212可以是包含底胶层树脂的简单的盘子或容器，也可以是具有储罐和递送管件的泵送系统，用于将底胶层树脂转移至所需的位置。背衬216可以是布料、纸材、膜、非织造布、稀松布或其它幅材基底。底胶层涂覆器可以是例如涂布机、辊涂机、喷涂系统或杆涂布机。另选地，预涂覆的带涂层背衬可通过惰辊224进行定位，以将磨料颗粒施加到第一主表面。
如图2A的放大图所示，分配工具204可包括多个腔230，该腔230具有与要包含在其中的预期可磁化磨料颗粒202互补的形状。
如图2所示，磨料颗粒喂料器232可以将至少一些磨料颗粒供应到分配工具204。磨料颗粒喂料器232可以供应过量的可磁化磨料颗粒202，使得分配工具204的沿机器方向的每单位长度上存在的磨料颗粒多于腔230(图2A)中存在的磨料颗粒。供应过量的磨料颗粒有助于确保分配工具204内的大部分至所有腔230最终填充有可磁化磨料颗粒202。磨料颗粒喂料器232可以与分配工具204具有相同的宽度，并且在分配工具204的整个宽度上供应可磁化磨料颗粒202。磨料颗粒喂料机232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232后可以设置有填充辅助构件234，以使可磁化磨料颗粒202围绕分配工具204的表面移动并帮助磨料颗粒定向或滑入腔230中(图2A)。填充辅助构件234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236、一个或多个磁体或它们的组合。填充辅助构件234在分发表面238(图2A中的分配工具204的外部或外部表面)上移动、平移、吸取或搅动可磁化磨料颗粒以将更多可磁化磨料颗粒放入腔中。
如果与分配工具204结合，真空箱236可以与腔230连通，如将参考图3进一步示出和描述的。这可以通过延伸通过分配工具204的通道来实现。
关于可与本文所述的装置200和分配工具204一起使用的各种附加元件和子组件的进一步细节可以在PCT国际公布号WO2015/100020、WO2015/100220和WO2015100018中找到，其各自通过引用整体并入本文。
图2A示出了分配工具204，该分配工具204具有设计用于承载可磁化磨料颗粒202的载体构件203。具有可磁化磨料颗粒202的分配工具204可以紧密地靠近背衬216，但是与背衬间隔开至少间隙G。间隙G包括分配工具204的分发表面238与背衬216之间的最小间距。根据一些实施方案，间隙G可以至少与可磁化磨料颗粒202的最大尺寸一样大。根据另外的实施方案，间隙G可以是可磁化磨料颗粒202的最大尺寸的至少两倍。根据又一些的实施方案，间隙G可以是可磁化磨料颗粒202的最大尺寸的至少三倍。根据一个实施方案，从分配工具204的最近点到背衬216的第一主表面220测量的间隙G的范围可以在0.010英寸和1.0英寸之间。
如图2A所示的装置200包括邻近载体构件203和背衬216设置的磁体(永磁体或电磁体)250。更具体地，磁体250可以定位在背衬216下方，使得背衬216和间隙G使磁体250与载体构件203的分发表面238间隔开。因此，磁体250与可磁化磨料颗粒202间隔开至少包括间隙G和背衬216的距离。在一些情况下，磁体250(诸如图2A中所示)可以与背衬216的第二主表面256接口连接。第二主表面256可以与第一主表面220相反，该第一主表面220在转移时接收可磁化磨料颗粒202。根据一些实施方案，磁体250可以设置成比第一主表面220更靠近第二主表面256。在进一步的实施方案中，磁体250可以与分配工具204相比更靠近背衬216的第一主表面220设置。在可磁化磨料颗粒202的至少一部分围绕辊222行进期间，当至少一些可磁化磨料颗粒202相对于重力和/或背衬216部分或完全翻转时，磁体250在可磁化磨料颗粒202上施加第一磁力(图示为F1)。
出于本公开的目的，第一磁力F1可任选地用于促进或影响可磁化磨料颗粒从分配工具204的腔230到背衬216的转移。第一磁力F1可以在分配工具204中的可磁化磨料颗粒202上基本上均匀，或者它可以是不均匀的，或甚至有效地分离成不连续的部分。第一磁力F1的定向被构造为影响可磁化磨料颗粒202从分配工具204到背衬216的转移，以在背衬216的第一主表面220上实现可磁化磨料颗粒202的预定的定向和对准中的至少一种。
在图2A的实施方案中，磁力F1在与重力场基本相同的方向上作用在可磁化磨料颗粒202上，并且磁场和重力场一起从分配工具204的腔230推动可磁化磨料颗粒，并影响可磁化磨料颗粒204通过间隙G到达背衬216的第一主表面220。因此，在图2A的实施方案中，在包括背衬216和分配工具204之间的间隙G的区域中，磁力F1的力线基本垂直于背衬216。
在以下中描述了磁场构造的示例和用于产生它们的装置：美国专利公开号2008/0289262 A1(Gao)以及美国专利号2,370,636(Carlton)、2,857,879(Johnson)、3,625,666(James)、4,008,055(Phaal)、5,181,939(Neff)，以及英国专利号(G.B.)1 477 767(Edenville Engineering Works Limited)，其各自通过引用整体并入本文。
在一些实施方案中，当至少一些可磁化磨料颗粒202相对于重力和/或背衬216变得倒置以及部分或完全翻转时通过力(表示为F2)作用的第二元件252(例如，永磁体、电磁体、真空)可用于将可磁化磨料颗粒202保持在腔230内以用于围绕辊222行进的至少一部分。在这种倒置位置，地球的重力场将试图从腔230移除可磁化磨料颗粒202。根据一些实施方案，如果使用磁体作为第二元件252来施加第二磁场，而不是具有第二磁体，则第一磁体250可以具有第二部分，该第二部分具有第二极性，该第二极性设计成将可磁化磨料颗粒202保持在腔230内。根据其他实施方案，如果使用真空作为第二元件252来施加力F2，真空将用于将至少一些可磁化磨料颗粒202保留在腔230内。
根据一些实施方案，在从多个空腔230转移可磁化磨料颗粒202之前或同时，可以选择性地移除或改变将可磁化磨料颗粒202保持在腔230中的力F2。可以通过以下方式来移除力F2：通过移除第二元件252的电源(例如，如果第二元件252包括电磁体)或通过定位或配置第二元件252，使得在到达力F1受到影响的区域之前，力F2的强度基本上减小到零。在其他实施方案中，第二力F2可以在定向上改变(例如，极性反转，强度降低到重力G超过施加在可磁化磨料颗粒202上的力F2的点)而不是被移除。
背衬216可以具有涂覆在其中的底涂层前体(即，制造层的粘合剂前体)。根据需要，可磁化磨料颗粒202可相对于水平背衬216保持垂直或稍微倾斜的定向。例如，大部分可磁化磨料颗粒202可以具有主平面表面(相对于图1先前讨论和示出的)，该主平面表面在转移到背衬216时相对于背衬216的第一主表面220以至少70度的角度设置。在至少部分固化底漆层前体之后，将可磁化磨料颗粒202固定在它们的放置和取向上。在一些实施方案中，将复胶层前体设置在至少部分地固化的底胶层前体的至少一部分上。复胶层前体可以至少部分固化。除了磁场作用于浆料内的可磁化颗粒之外，可以使用类似的过程制造涂有浆料的磨料制品。上述过程也可以在非织造背衬上进行，以制造非织造磨料制品。
图3示出了包括研磨制品定位系统300的另一个实施方案。系统300可以包括先前描述的装置200的各方面，并且可以包括可磁化磨料颗粒302、分配工具304、背衬316和磁体350。
图3示出了分布工具304在横向腹板方向上相对于背衬316和重力F3处于完全非倒置位置。可磁化磨料颗粒302恰好在转移到背衬316之前示出。
在图3的实施方案中，分配工具304可以包括具有成形腔330的载体构件328，该成形腔330通向载体构件328的分发表面332。腔330可以成形为匹配可磁化磨料颗粒302的形状。根据一些示例，载体构件328包括聚合物并且是柔性的。
在图3中，重力F3有助于将可磁化磨料颗粒302保持在分配工具304的腔330内。如图3的实施方案中所示，由磁体350产生的磁力F4在与可重力F3基本相反的方向上作用在可磁化磨料颗粒302上。磁力F4用于克服重力F3以从可分配工具304推动可磁化磨料颗粒302，并影响可磁化磨料颗粒302通过间隙G到达背衬316的第一主表面354。
应当理解，在其他实施方案中，图3所示的部件的定向可以被反转，使得由磁体产生的磁力以与重力F3基本相同的方向作用在可磁化磨料颗粒上。
磁体350(永磁体或电磁体)可以是分配工具304和系统300的一部分，但如图3所示，可以与载体构件328、腔330和分发表面332间隔开。如前所述，磁体350可以施加磁力(由F4表示)以从腔330移除可磁化磨料颗粒302。
图4示出了横向腹板和下腹板方向的分配工具404的一部分，其中示例性可磁化磨料颗粒402与其相邻设置。可以在分配工具404附近设置磁体(未示出)(永磁体或电磁体)以将磁场施加到可磁化磨料颗粒402。
根据图4的实施方案，分配工具404包括具有分发表面432和背部表面434的载体构件428。载体构件428可以限定向分发表面432敞开的腔430。更具体地，腔430从分发表面432处的腔开口436延伸到载体构件428中。任选地，可压缩弹性层438被固定到背部表面434。腔430可以布置成阵列340或图案。
通常，载体构件428的腔开口436可以是矩形的；然而，这不是必需的。载体构件中428的腔420的长度、宽度和深度通常将至少部分地由与其一起使用的可磁化磨料颗粒402的形状和尺寸来决定。例如，如果可磁化磨料颗粒402被成形为等边三角板，则单个腔的长度应为可磁化磨料颗粒402的最大边长的1.1-1.2倍，单个腔430的宽度为可磁化磨料颗粒402的厚度的1.1-2.5倍，并且如果可磁化磨料颗粒402容纳在腔430内，腔430的相应深度为可磁化磨料颗粒402的宽度的1.0至1.2倍。
另选地，例如，如果可磁化磨料颗粒402被成形为等边三角板，则单个腔430的长度应小于可磁化磨料颗粒402边缘的长度，并且/或者如果可磁化磨料颗粒402从腔430中突出，腔430的相应深度应小于可磁化磨料颗粒402宽度。类似地，可以选择腔430的宽度，使得单个可磁化磨料颗粒402配合在每个腔430内。
合适的载体构件428可为刚性的或柔性的，但是柔性的，足以允许使用垂直幅材处理装置诸如辊。根据一些实施方案，载体构件428包括金属和/或有机聚合物。此类有机聚合物为可模塑的，具有低成本，并且在用于本公开的磨料颗粒沉积过程时相当耐用。
分配工具404可为例如环形带(例如，图2所示的环形带)、片材、连续片材或幅材、涂覆辊、安装于涂覆辊上的套筒或模头的形式。如果分配工具404为带、片材、幅材或套筒的形式，那么它将具有接触表面和非接触表面。应当理解，在任何公开的实施方案中，背衬和分配工具中的一者可以相对于背衬和分配工具中的另一者移动。例如，分配工具404可以使用皮带，并且背衬可以相对于皮带移动(即，以更高或更低的速度)。根据其他实施方案，分配工具可以是定子，并且背衬可以相对于分配工具移动。在更进一步的实施方案中，分配工具可以移动，而背衬可以保持定子。所描述的装置和系统可以是制造磨料制品的方法的一部分，特别地，该方法可以是连续工艺或间歇工艺的方法。
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。
图5示出了根据另一个实施方案的包括分配工具504的装置500。可磁化磨料颗粒502(其尺寸在图5中被夸大以便于理解)通过分配工具504施加到背衬516的第一主表面554，否则该分配工具将磨料颗粒502从如下所述的源分配。在施加可磁化磨料颗粒502之后，背衬516离开分配工具504。可磁化磨料颗粒502可以可任选地经受进一步的处理(例如，施加复胶涂层、通过常规手段(例如，e-涂覆)施加另外的磨料颗粒、施加助磨剂、施加超复胶涂层、固化、切割等)以生产最终磨料制品，诸如带涂层磨料制品，如本文向前讨论的。
分配工具504被构造成在施加到背衬516的第一主面554并随后粘结到背衬的第一主面时，赋予至少大部分可磁化磨料颗粒502的预定的定向和对准中的至少一种。据此，分配工具504在图5中以简化形式示出。一般而言，分配工具504可具有任何形状，而不仅仅是所示的矩形形状。分配工具504具有多个壁506，其通常相对于背衬516的第一主表面554横向定向。多个壁506在它们之间限定多个狭槽508。狭槽508各自向分配工具504的分发表面510敞开，该分配工具与背衬516接口连接，但与其以间隙G间隔开。
在一些实施方案中，分配工具504可以具有或限定供给表面512，诸如中心孔。供给表面512可包括多个内表面，其可以被构造成接收可磁化磨料颗粒502作为供给。狭槽508中的每个狭槽也向中央部分敞开。分配工具504被构造成将可磁化磨料颗粒从供给表面512分配到其分发表面510，其方式使得赋予可磁化磨料颗粒502的定向、间隔和排列中的至少一种。例如，狭槽508沿横向腹板和下腹板方向延伸，并且各自具有基本相似的宽度WS(例如，狭槽508的宽度WS可以彼此不同，不超过10％)，该宽度根据可磁化磨料颗粒502的预期标称尺寸选择以便将可磁化磨料颗粒502偏置到分发表面510处的预定的定向和对准中的至少一种。
在图5的实施方案中，壁506是细长的、基本上是平面的(例如，在真正平面结构的10％内)，由相对刚性的材料(例如，金属、塑料、陶瓷等)形成的主体。壁506可能以各种方式相对于彼此保持。狭槽508中的每个狭槽的长度LS根据将使用分配工具504的可磁化磨料颗粒502的预期标称尺寸来选择，包括狭槽长度LS足以同时接收多个如图所示的可磁化磨料颗粒502。由每个壁506的深度以及限定宽度WS和长度LS的其他尺寸限定的每个狭槽508的深度根据可磁化磨料颗粒502的预期标称尺寸选择。在一些实施方案中，每个狭槽508的尺寸可以不如图示的那样基本相同，但可以根据需要改变。
类似于先前描述的实施方案，如图5所示的装置500包括邻近房补工具504和背衬516设置的磁体(永磁体或电磁体)550。更具体地，磁体550可以定位在背衬516下方，使得背衬516和间隙G使磁体550与分发表面510间隔开。因此，磁体550与可磁化磨料颗粒502间隔开至少包括间隙G和背衬516的距离。在一些情况下，磁体550可以与背衬516的第二主表面556接口连接。第二主表面556可以与第一主表面554相反，该第一主表面554在转移时接收可磁化磨料颗粒502。根据一些实施方案，磁体550可以设置成比第一主表面554更靠近第二主表面556。在另一个的实施方案中，磁体550可以与分配工具504相比更靠近背衬516的第一主表面554设置。在可磁化磨料颗粒502的至少一部分下降通过间隙G的至少一部分到达第一主表面554期间，磁体550在可磁化磨料颗粒502上施加第一磁力(图示为F1)。根据一些实施方案，当可磁化磨料颗粒502通过狭槽508的长度LS的至少一部分下落时，第一磁力F1也施加在可磁化磨料颗粒502上。
出于本公开的目的，第一磁力F1可任选地用于促进或影响可磁化磨料颗粒502从分配工具504的狭槽508到背衬516的转移。第一磁力F1可以在分配工具504中的可磁化磨料颗粒502上基本上均匀，或者它可以是不均匀的，或甚至有效地分离成不连续的部分。第一磁力F1的定向被构造为影响可磁化磨料颗粒502从分配工具504到背衬516的转移，以在背衬516的第一主表面554上实现可磁化磨料颗粒502的预定的定向和对准中的至少一种。
在图5的实施方案中，狭槽508大体与地球的重力场对准，磁力F1在与重力场基本相同的方向上作用在可磁化磨料颗粒502上，并且磁场和重力场一起从分配工具504的狭槽508推动可磁化磨料颗粒，并影响可磁化磨料颗粒504通过间隙G到达背衬516的第一主表面554。因此，在图5实施方案中，磁力F1的力线在包括背衬516和分配工具504之间的间隙G的区域中基本垂直于背衬516。
然而，根据其他实施方案，虽然狭槽508大体与重力场对准，但磁场可以在与重力场相反的方向上作用在可磁化磨料颗粒上。磁场可以克服重力场以推动可磁化磨料颗粒从分配工具通过狭槽，并且可以影响可磁化磨料颗粒通过间隙到达背衬的第一主表面。
类似于先前描述的实施方案，分配工具504可以紧密地邻近背衬516设置，但是可以通过至少间隙G与分配工具间隔开。间隙G可以包括分配工具504的分发表面510(外表面)与背衬516之间的最小间距。根据一些实施方案，间隙G可以至少与可磁化磨料颗粒502的最大尺寸一样大。根据另外的实施方案，间隙G可以是可磁化磨料颗粒502的最大尺寸的至少两倍。根据另一些的实施方案，间隙G可以是可磁化磨料颗粒502的最大尺寸的至少三倍。根据一个实施方案，从分配工具504的最近点到背衬516的第一主表面554测量的间隙G的范围可以在0.010英寸和1.0英寸之间。
图6和图6A示出了以类似于图5装置500的方式构造和操作的装置600的另一个示例。装置600包括分配工具604，该分配工具604具有在其中由间隔壁606(图6A)限定的周向延伸的狭槽608。如先前所述，分配工具604可以通过间隙G(图6)与背衬616间隔开。
分配工具604一般为圆柱形状(例如类似于中空直圆柱)。狭槽608各自向分配工具604的外部以及包括中心孔610的内部敞开。分配工具604被构造成使得可磁化磨料颗粒602将被装载到狭槽608中的某些狭槽中。如前所述，设置有分配工具604的狭槽608的数量可以根据所需的狭槽宽度和背衬616的尺寸(例如，横向腹板宽度)来选择。在其他实施方案中，本文所述的任何实施方案的装置可包括相对于背衬串联或并联组装的两个或更多个分配工具。
使用期间，将磨料颗粒602的供应经由源614(图6)装载到分配工具604。例如，源614可类似于具有延伸到中心孔610中的出口矿物滴管。可磁化磨料颗粒602的供应流过出口并进入中心孔610。一旦在中心孔610内，在实现由狭槽608的尺寸决定的预定的定向和对准中的至少一种时，可磁化磨料颗粒602的单独颗粒将进入狭槽608中的相应一个。例如，图6A是分配工具604的一部分的简化表示，其中分配工具604的一部分被移除以使得狭槽608中的可磁化磨料颗粒602是可见的。可磁化磨料颗粒602在空间上定向，以便以一个方向进入狭槽608(即，具有与狭槽608接口连接的非主表面)。具有与狭槽608和壁606内部接口连接的主表面的这种定向防止可磁化磨料颗粒602进入狭槽608。
作为举例，供应的装载可包括在重力作用下将大量可磁化磨料颗粒602倾倒或通过漏斗输送(例如，经由振动给料机、带驱动滴涂机等)到分配工具604之上(或之中)，这样装载的可磁化磨料颗粒602中的单独磨料颗粒无规地呈现任何空间取向。参考图6和图6A，当各个磨料颗粒602重复地接触壁606的内部(图6A)、挡板或其他特征中的一个或多个时，它们重新定向并呈现新的空间定向，最终变得大体上与适合于进入一个狭槽608的空间定向对准并呈现空间定向。就这一点而言，随着可磁化磨料颗粒602的供应流入分配工具504，分配工具604可以如图6中箭头A所示的那样旋转。该旋转可以致使可磁化磨料颗粒602在分配工具604的表面上混合和/或振动，直到它们获得合适的定向并通过狭槽608落下。无论如何，可在任何一个时间点将大量可磁化磨料颗粒602置于狭槽608中的单独的一个狭槽内。
如前所述，磁体650(永磁体或电磁体)可以设置在分配工具604和背衬616附近，如图6A所示。更具体地，磁体650可以定位在背衬616下方，使得背衬616和间隙G(图6)将磁体650与分配工具604的外部间隔开。因此，磁体650与可磁化磨料颗粒602间隔开至少包括间隙G和背衬616的距离。在一些情况下，磁体650可以与背衬616的第二主表面656(图6A)接口连接。第二主表面656可以与第一主表面654相反，该第一主表面654在转移时接收可磁化磨料颗粒602。根据一些实施方案，磁体650可以设置成比第一主表面654更靠近第二主表面656。在另一些的实施方案中，磁体650可以与分配工具604相比更靠近背衬616的第一主表面654设置。在可磁化磨料颗粒602的至少一部分下降通过间隙G的至少一部分到达第一主表面654期间，磁体650在可磁化磨料颗粒602上施加第一磁力(图示为F1)。根据一些实施方案，当可磁化磨料颗粒602通过狭槽608的长度的至少一部分下落时，第一磁力F1也施加在可磁化磨料颗粒602上。
可以与本文公开的可磁化磨料颗粒一起使用的其他分配工具可以在WO2017/007714、WO2017/007703、WO2016/2015267中找到，它们各自通过引用整体并入本文。
根据本发明的磨料制品可用于研磨工件。研磨的方法涵盖了荒磨(即高压高切削量)到打磨(例如，用砂布带打磨医用植入物)，其中后者通常用更细粒级的磨料颗粒制成。一种此类方法包括以下步骤：使磨料制品与工件的表面摩擦接触，并使磨料制品或工件中的至少一者相对于另一者移动，以研磨表面的至少一部分。
工件材料的示例包括金属、金属合金、异金属合金、陶瓷、玻璃、木材、仿木材料、复合材料、涂漆表面、塑料、增强塑料、石材和/或它们的组合。工件可以是平坦的或具有与之关联的形状或轮廓。示例性工件包括金属部件、塑料部件、颗粒板、凸轮轴、曲柄轴、家具和涡轮叶片。研磨过程中所施用的力通常在约1千克至约100千克的范围内。
根据本发明的磨料制品可以手工使用和/或与机器联合使用。进行研磨时，使磨料制品和工件中的至少一者相对于另一者移动。可在湿润或干燥条件下进行研磨。用于润湿研磨的示例性液体包括水、含有常规防锈化合物的水、润滑剂、油、肥皂和切削液。液体还可含有例如消泡剂、去油剂。
以下实施方案旨在举例说明本公开而非进行限制。
各种注释和实施例
实施例1是一种制备涂覆磨料制品的方法，所述方法可以包括：提供可分发的可磁化磨料颗粒和分配工具，其中所述分配工具被构造成将所述可磁化磨料颗粒接收在所述分配工具中，并且其中所述分配工具被构造成赋予所述可磁化磨料颗粒的预定的定向和对准中的至少一种；将背衬定位在所述分配工具附近并使所述背衬通过间隙与所述分配工具间隔开；将磁场施加到至少所述背衬以及所述背衬与所述分配工具之间的间隙的一部分；以及将所述可磁化磨料颗粒从所述分配工具转移到所述背衬的第一主表面，其中在所述可磁化磨料颗粒的转移期间施加所述磁场。
在实施例2中，实施例1的主题任选地包括，所述分配工具被构造成向所述可磁化磨料颗粒提供预定图案。
在实施例3中，实施例1-2中的任何一个或多个的主题任选地包括，所述背衬和所述分配工具中的一者相对于所述背衬和所述分配工具中的另一者移动，并且所述方法是连续过程的一部分。
在实施例4中，实施例1-3中的任何一个或多个的主题任选地包括，所述分配工具包括多个壁，所述多个壁限定狭槽，所述狭槽允许所述可磁化磨料颗粒中的一个或多个通过所述狭槽，所述狭槽中的每一个狭槽向所述分配工具的外侧敞开。
在实施例5中，实施例1-4中的任何一个或多个的主题任选地包括，所述分配工具具有外部分发表面，在所述外部分发表面中具有腔，并且其中所述腔中的每一个腔被成形为将所述可磁化磨料颗粒中的一个可磁化磨料颗粒的至少一部分接收在该腔中。
在实施例6中，实施例5的主题任选地包括，翻转所述分配工具，使得重力场起作用以试图从所述腔中移除所述可磁化磨料颗粒，并且所述可磁化磨料颗粒中的至少一些可磁化磨料颗粒借助于真空保留在所述腔中。
在实施例7中，实施例1-6中的任何一个或多个的主题任选地包括，至少部分地固化设置在所述背衬上的底胶层前体，将复胶层前体设置在至少部分地固化的底胶层前体的至少一部分上，以及至少部分地固化所述复胶层前体。
在实施例8中，实施例1-7中的任何一个或多个的主题任选地包括，所述磁场在与可重力场基本相同的方向上作用在所述可磁化磨粒上，并且所述磁场和所述重力场一起从所述分配工具推动所述可磁化磨料颗粒，并影响所述可磁化磨料颗粒通过所述间隙到达所述背衬的所述第一主表面。
在实施例9中，实施例1-8中的任何一个或多个的主题任选地包括，所述磁场在与重力场基本相反的方向上作用在所述可磁化磨粒上，并且所述磁场用于克服所述重力场以从所述分配工具推动所述可磁化磨料颗粒并影响所述可磁化磨料颗粒通过所述间隙到达所述背衬的所述第一主表面。
在实施例10中，实施例1-9中的任何一个或多个的主题任选地包括，所述间隙至少与所述可磁化磨料颗粒的最大尺寸一样大。
在实施例11中，实施例1-10中的任何一个或多个的主题任选地包括，所述间隙是所述可磁化磨料颗粒的最大尺寸的至少两倍。
在实施例12中，实施例1-11中的任何一个或多个的主题任选地包括，从所述分配工具的最近点到所述背衬的所述第一主表面所测量的所述间隙的范围在0.010英寸和1.0英寸之间。
在实施例13中，实施例1-12中的任何一个或多个的主题任选地包括，所述磁场由与所述分配工具相比更靠近所述背衬的所述第一主表面设置的磁体施加。
在实施例14中，实施例1-13中的任何一个或多个的主题任选地包括，所述可磁化磨料颗粒的大部分可磁化磨料颗粒具有主平面表面，所述主平面表面在转移到所述背衬上时相对于所述背衬的所述第一主表面以至少70度的角度设置。
在实施例15中，实施例1-14中的任何一个或多个的主题任选地包括，在包括所述背衬与所述分配工具之间的间隙的区域中，所述磁场的力线基本垂直于所述背衬。
实施例16是一种磨料颗粒定位系统，所述磨料颗粒定位系统可以包括：分配工具，所述分配工具被构造成赋予所述可磁化磨料颗粒的预定的定向和对准中的至少一种，所述分配工具可以包括：载体构件，所述载体构件具有分发表面和与所述分发表面相反的背部表面，其中所述载体构件具有形成于所述载体构件中的腔，其中所述腔从所述分发表面朝向所述背部表面延伸到所述载体构件中；可磁化磨料颗粒，所述可磁化磨料颗粒可移除地设置在所述腔的至少一些腔中；背衬，所述背衬设置在所述分配工具附近并通过间隙与所述分配工具间隔开，所述背衬具有面向所述分配工具的第一主表面和与所述第一主表面相反的第二主表面；和磁体，所述磁体设置在所述背衬的所述第二主表面下方，所述磁体在所述可磁化磨料颗粒从所述分配工具转移到所述背衬期间施加磁场，以帮助实现所述可磁化磨料颗粒在所述背衬的所述第一主表面上的预定的定向和对准中的至少一种。
在实施例17中，实施例16的主题任选地包括，所述载体构件包括聚合物并且是柔性的。
在实施例18中，实施例16-17中的任何一个或多个的主题任选地包括，所述分配工具包括环形带。
在实施例19中，实施例16-18中的任何一个或多个的主题任选地包括，在各自的基础上，所述可磁化磨料颗粒中的每一个可磁化磨料颗粒包括成形陶瓷体，所述成形陶瓷体具有设置有可磁化层的表面，所述可磁化层设置在所述表面的至少一部分上，并且其中所述一个或多个磁性层各自基本上覆盖所述成形陶瓷体的整个表面。
在实施例20中，实施例16-19中的任何一个或多个的主题任选地包括，所述可磁化磨料颗粒包括三角形薄片。
在实施例21中，实施例16-20中的任何一个或多个的主题任选地包括，所述分配工具被翻转，使得重力场起作用以试图从所述腔中移除所述可磁化磨料颗粒，并且其中所述可磁化磨料颗粒中的至少一些可磁化磨料颗粒借助于真空保留在所述腔中。
在实施例22中，实施例16-21中的任何一个或多个的主题任选地包括，所述载体构件上的腔的图案被构造成在转移之前赋予所述可磁化磨料颗粒的预定的定向和对准中的至少一种。
实施例23是一种磨料颗粒定位系统，所述磨料颗粒定位系统可以包括：分配工具，所述分配工具被构造成赋予所述可磁化磨料颗粒的预定的定向和对准中的至少一种，所述分配工具可以包括：构件，所述构件包括多个壁，所述多个壁限定狭槽，所述狭槽被构造成允许所述可磁化磨料颗粒中的一个或多个通过狭槽，所述狭槽中的每一个狭槽在第一端处向所述分配工具的分发表面敞开并在第二端处向所述分配工具的供给表面敞开；背衬，所述背衬设置在所述分配工具附近并通过间隙与所述分配工具间隔开，所述背衬具有面向所述分发表面的第一主表面和与所述第一主表面相反的第二主表面；和磁体，所述磁体设置在所述背衬的所述第二主表面下方，所述磁体在所述可磁化磨料颗粒从所述分配工具转移到所述背衬期间施加磁场，以帮助实现所述可磁化磨料颗粒在所述背衬的所述第一主表面上的预定的定向和对准中的至少一种。
在实施例24中，实施例23的主题任选地包括，所述分配工具包括环形带。
在实施例25中，实施例23-24中的任何一个或多个的主题任选地包括，所述可磁化磨料颗粒包括三角形薄片。
在实施例26中，实施例23-25中的任何一个或多个的主题任选地包括，所述狭槽大体与重力场对准，并且所述磁场在与所述重力场相同的方向上作用在所述可磁化磨料颗粒上，并且所述磁场和所述重力场一起从所述分配工具推动所述可磁化磨料颗粒通过所述狭槽并影响所述可磁化磨料颗粒通过所述间隙到达所述背衬的所述第一主表面。
在实施例27中，实施例23-26中的任何一个或多个的主题任选地包括，所述狭槽大体与所述重力场对准，并且所述磁场在与所述重力场相反的方向上作用在所述可磁化磨料颗粒上，并且克服所述重力场以推动所述可磁化磨料颗粒从所述分配工具通过所述狭槽并且影响所述可磁化磨料颗粒通过所述间隙到达所述背衬的所述第一主表面。
在实施例28中，实施例23-27中的任何一个或多个的主题任选地包括，所述构件上的所述狭槽的图案被构造成在转移之前赋予所述可磁化磨料颗粒的预定的定向和对准中的至少一种。
实施例29是一种制备涂覆磨料制品的方法，所述方法可以包括：提供可分发的可磁化磨料颗粒和分配工具，其中所述分配工具被构造成将所述可磁化磨料颗粒接收在所述分配工具中，并且其中所述分配工具被构造成赋予所述可磁化磨料颗粒的预定的定向和对准中的至少一种；将背衬定位在所述分配工具附近并使所述背衬通过间隙与所述分配工具间隔开；将磁场施加到至少所述背衬以及所述背衬与所述分配工具之间的间隙的一部分；以及将所述可磁化磨料颗粒从所述分配工具转移到所述背衬，其中所述磁场在所述可磁化磨料颗粒从所述分配工具转移到所述背衬时施加，以帮助实现所述可磁化磨料颗粒在所述背衬的所述第一主表面上的预定的定向和对准中的至少一种。
工作例
除非另有说明，否则实施例及本说明书的其余部分中的所有份数、百分比、比等均以重量计。除非另外说明，否则所有其它试剂均得自或购自精细化学品供应商诸如密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Company,St.Louis,Missouri)，或者可通过已知的方法合成。
实施例中使用的材料缩写描述于下表1中。
实施例中所用的单位缩写：
℃： 摄氏度
cm： 厘米
g/m2： 克每平方米
mm： 毫米
实施例中使用的材料缩写描述于下表1中。
表1
可磁化磨料颗粒的制备
使用物理气相沉积和磁控管溅射，用304不锈钢涂覆SAP。304不锈钢溅射靶材(描述于Barbee等人的薄固体薄膜(Thin Solid Films)，1979，第63卷，第143-150页)以磁性铁素体为中心的立方形式沉积。用于制备304不锈钢薄膜涂覆的磨料颗粒(即可磁化磨料颗粒)的设备公开在美国专利No.8,698,394(McCutcheon等人)中。在10毫托(1.33帕斯卡)的氩溅射气体压力下，在1.0千瓦下对51.94克SAP进行物理气相沉积持续4小时。涂覆SAP的密度为4.0422克/立方厘米。涂覆SAP中的金属涂层的重量百分比约为2％，并且涂层厚度为1.5微米。
实施例1
用209.2g/m2的酚醛树脂涂覆以ERATEX QUALITY N859 P39 YB1700从德国黑尔福德的Gustav Ernstmeier GmbH&Co.KG获得的布背衬的一部分，该酚醛树脂由49.2份PR、40.6份偏硅酸钙组成(以WOLLASTOCOAT从纽约威尔斯伯勒的NYCO公司获得)和10.2份水组成。使用刷子来施加树脂。
通过在TOOL1顶部放置50克涂覆SAP，并然后摇动并轻敲工具以使颗粒填充腔，用涂覆SAP颗粒填充TOOL1的一部分，如图7所示。用指向表面的温和空气流移除过量的颗粒。使用涂覆用刷，用62.8g/m2的PR涂覆以ERATEX QUALITY N859 P39 Yb1700从德国黑尔福德获得的布背衬的一部分。将涂覆背衬用双面胶带粘附到4英寸(10.16cm)×2英寸(5.08cm)×1英寸(2.54cm)钕磁体(N42级)的北侧顶部，其被磁化通过1英寸厚度。将两个75密耳(1.905mm)的垫片放置在背衬的顶部，它们之间具有约0.5英寸(1.27cm)的间隙。将已填充的工具设置在垫片的顶部，真空源仍然接合并且腔开口面向间隙。先前已经关于图2至图4的实施方案示出并描述了该设置。然后关闭真空源，颗粒在两个垫片之间从工具中出来，通过间隙落下，并粘附在涂覆背衬上。
所得的涂覆磨料制品具有97％的磨料颗粒，其保持预期的定向，并且大多数沿切割方向保持对准。涂覆磨料制品的代表性图像显示在图8中。
比较例A
重复实施例1中一般描述的过程，不同之处在于该过程在没有经受磁场的情况下进行(即没有使用磁体)。所得的涂覆磨料制品仅有60％的颗粒保持直立并沿切割方向定向。涂覆磨料制品的代表性图像显示在图9中。
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。
实施例2
使用物理气相沉积和磁控管溅射，用304不锈钢涂覆SAP2。304不锈钢溅射靶材(描述于Barbee等人的薄固体薄膜(Thin Solid Films)，1979，第63卷，第143-150页)以磁性铁素体为中心的立方形式沉积。用于制备304不锈钢薄膜涂覆的磨料颗粒(即可磁化磨料颗粒)的设备公开在美国专利No.8,698,394(McCutcheon等人)中。在10毫托(1.33帕斯卡)的氩溅射气体压力下，在1.0千瓦下对51.94克SAP进行物理气相沉积持续4小时。涂覆SAP的密度为4.0422克/立方厘米。涂覆SAP中的金属涂层的重量百分比约为2％，并且涂层厚度为1.5微米。
通过3D打印生成大体在美国专利申请号62/182077(代理人案卷号76715US002)中描述的包含多个塑料垫片的工具。该工具的尺寸为1.5英寸(3.81厘米)×1英寸(2.54厘米)×0.5英寸(1.27厘米)。每个垫片的厚度为0.020英寸(0.51mm)，高度为1英寸(2.54cm)，并且每个垫片之间的间隙为0.051英寸(1.3mm)。先前已经关于图5至图6A的狭槽示例描述了垫片和工具的设计图像。
使用涂覆用刷，用62.8g/m2的PR涂覆以ERATEX QUALITY N859 P39 Yb1700从德国黑尔福德获得的布背衬。将涂覆背衬置于6英寸(15.24cm)×3英寸(7.62cm)的6英寸(15.24cm)×3英寸(7.62cm)×0.5英寸(1.27cm)钕磁体(N42级)表面的顶部上，其被磁化通过0.5英寸厚度。该工具在涂层背衬上方间隔0.350英寸(8.9mm)。沿着背衬的长度以每分钟1英尺(30.48cm)的速度移动背衬，同时将颗粒滴在工具的顶部表面上。颗粒自身定向穿过工具中的间隙，然后落到涂覆的背衬上。所得涂覆磨料制品的代表性照片显示在图10中。大多数磨料颗粒在涂覆的背衬上向上定向。
比较例B
重复实施例2中一般描述的步骤，不同之处在于没有使用磁体(即，该过程在没有经受磁场的情况下进行)。
所得的涂覆磨料制品的代表性照片显示在图11中。大多数磨料颗粒平铺在涂覆的背衬上。

Claims (29)

1.一种制备涂覆磨料制品的方法，所述方法包括：
提供可分发的可磁化磨料颗粒和分配工具，其中所述分配工具被构造成将所述可磁化磨料颗粒接收在所述分配工具中，并且其中所述分配工具被构造成赋予所述可磁化磨料颗粒的预定的定向和对准中的至少一种；
将背衬定位在所述分配工具附近并使所述背衬通过间隙与所述分配工具间隔开；
将磁场施加到至少所述背衬以及所述背衬与所述分配工具之间的所述间隙的一部分；以及
将所述可磁化磨料颗粒从所述分配工具转移到所述背衬的第一主表面，其中在所述可磁化磨料颗粒的转移期间施加所述磁场。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述分配工具被构造成向所述可磁化磨料颗粒提供预定图案。
3.根据权利要求1-2中任一项或任何组合所述的方法，其中所述背衬和所述分配工具中的一者相对于所述背衬和所述分配工具中的另一者移动，并且所述方法是连续过程的一部分。
4.根据权利要求1-3中任一项或任何组合所述的方法，其中所述分配工具包括多个壁，所述多个壁限定狭槽，所述狭槽允许所述可磁化磨料颗粒中的一个或多个通过所述狭槽，所述狭槽中的每一个狭槽向所述分配工具的外侧敞开。
5.根据权利要求1-3中任一项或任何组合所述的方法，其中所述分配工具具有外部分发表面，在所述外部分发表面中具有腔，并且其中所述腔中的每一个腔被成形为将所述可磁化磨料颗粒中的一个可磁化磨料颗粒的至少一部分接收在该腔中。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括翻转所述分配工具，使得重力场起作用以试图从所述腔中移除所述可磁化磨料颗粒，并且其中所述可磁化磨料颗粒中的至少一些可磁化磨料颗粒借助于真空保留在所述腔中。
7.根据权利要求1-6中任一项或任何组合所述的方法，还包括：
至少部分地固化设置在所述背衬上的底胶层前体；
将复胶层前体设置在至少部分地固化的所述底胶层前体的至少一部分上；以及
至少部分地固化所述复胶层前体。
8.根据权利要求1-7中任一项或任何组合所述的方法，其中所述磁场在与重力场基本相同的方向上作用在所述可磁化磨料颗粒上，并且所述磁场和所述重力场一起从所述分配工具推动所述可磁化磨料颗粒并影响所述可磁化磨料颗粒通过所述间隙到达所述背衬的所述第一主表面。
9.根据权利要求1-7中任一项或任何组合所述的方法，其中所述磁场在与重力场基本相反的方向上作用在所述可磁化磨料颗粒上，并且所述磁场用于克服所述重力场以从所述分配工具推动所述可磁化磨料颗粒并影响所述可磁化磨料颗粒通过所述间隙到达所述背衬的所述第一主表面。
10.根据权利要求1-9中任一项或任何组合所述的方法，其中所述间隙至少与所述可磁化磨料颗粒的最大尺寸一样大。
11.根据权利要求1-10中任一项或任何组合所述的方法，其中所述间隙是所述可磁化磨料颗粒的最大尺寸的至少两倍。
12.根据权利要求1-11中任一项或任何组合所述的方法，其中从所述分配工具的最近点到所述背衬的所述第一主表面所测量的所述间隙的范围在0.010英寸和1.0英寸之间。
13.根据权利要求1-12中任一项或任何组合所述的方法，其中所述磁场由与所述分配工具相比更靠近所述背衬的所述第一主表面设置的磁体施加。
14.根据权利要求1-13中任一项或任何组合所述的方法，其中所述可磁化磨料颗粒的大部分可磁化磨料颗粒具有主平面表面，所述主平面表面在转移到所述背衬上时相对于所述背衬的所述第一主表面以至少70度的角度设置。
15.根据权利要求1-14中任一项或任何组合所述的方法，其中在包括所述背衬与所述分配工具之间的所述间隙的区域中，所述磁场的力线基本垂直于所述背衬。
16.一种磨料颗粒定位系统，包括：
分配工具，所述分配工具被构造成赋予所述可磁化磨料颗粒的预定的定向和对准中的至少一种，所述分配工具包括：
载体构件，所述载体构件具有分发表面和与所述分发表面相反的背部表面，其中所述载体构件具有形成于所述载体构件中的腔，其中所述腔从所述分发表面朝向所述背部表面延伸到所述载体构件中；
可磁化磨料颗粒，所述可磁化磨料颗粒可移除地设置在所述腔的至少一些腔中；
背衬，所述背衬设置在所述分配工具附近并通过间隙与所述分配工具间隔开，所述背衬具有面向所述分配工具的第一主表面和与所述第一主表面相反的第二主表面；和
磁体，所述磁体设置成面向所述背衬的所述第二主表面，所述磁体在所述可磁化磨料颗粒从所述分配工具转移到所述背衬期间施加磁场，以帮助实现所述可磁化磨料颗粒在所述背衬的所述第一主表面上的预定的定向和对准中的至少一种。
17.根据权利要求16所述的磨料颗粒定位系统，其中所述载体构件包括聚合物并且是柔性的。
18.根据权利要求16-17中任一项或任何组合所述的磨料颗粒定位系统，其中所述分配工具包括环形带。
19.根据权利要求16-18中任一项或任何组合所述的磨料颗粒定位系统，其中在各自的基础上，所述可磁化磨料颗粒中的每一个可磁化磨料颗粒包括成形陶瓷体，所述成形陶瓷体具有设置有可磁化层的表面，所述可磁化层设置在所述表面的至少一部分上，并且其中所述一个或多个磁性层各自基本上覆盖所述成形陶瓷体的整个表面。
20.根据权利要求16-19中任一项或任何组合所述的磨料颗粒定位系统，其中所述可磁化磨料颗粒包括三角形薄片。
21.根据权利要求16-20中任一项或任何组合所述的磨料颗粒定位系统，其中所述分配工具被翻转，使得重力场起作用以试图从所述腔中移除所述可磁化磨料颗粒，并且其中所述可磁化磨料颗粒中的至少一些可磁化磨料颗粒借助于真空保留在所述腔中。
22.根据权利要求16-21中任一项或任何组合所述的磨料颗粒定位系统，其中所述载体构件上的所述腔的图案被构造成在转移之前赋予所述可磁化磨料颗粒的所述预定的定向和对准中的至少一种。
23.一种磨料颗粒定位系统，包括：
分配工具，所述分配工具被构造成赋予所述可磁化磨料颗粒的预定的定向和对准中的至少一种，所述分配工具包括：
构件，所述构件包括多个壁，所述多个壁限定狭槽，所述狭槽被构造成允许所述可磁化磨料颗粒中的一个或多个通过所述狭槽，所述狭槽中的每一个狭槽在第一端处向所述分配工具的分发表面敞开并在第二端处向所述分配工具的供给表面敞开；
背衬，所述背衬设置在所述分配工具附近并通过间隙与所述分配工具间隔开，所述背衬具有面向所述分发表面的第一主表面和与所述第一主表面相反的第二主表面；和
磁体，所述磁体设置成面向所述背衬的所述第二主表面，所述磁体在所述可磁化磨料颗粒从所述分配工具转移到所述背衬期间施加磁场，以帮助实现所述可磁化磨料颗粒在所述背衬的所述第一主表面上的预定的定向和对准中的至少一种。
24.根据权利要求23所述的磨料颗粒定位系统，其中所述分配工具包括环形带。
25.根据权利要求23-24中任一项或任何组合所述的磨料颗粒定位系统，其中所述可磁化磨料颗粒包括三角形薄片。
26.根据权利要求23-25中任一项或任何组合所述的磨料颗粒定位系统，其中所述狭槽大体与重力场对准，并且所述磁场在与所述重力场相同的方向上作用在所述可磁化磨料颗粒上，并且所述磁场和所述重力场一起从所述分配工具推动所述可磁化磨料颗粒通过所述狭槽并影响所述可磁化磨料颗粒通过所述间隙到达所述背衬的所述第一主表面。
27.根据权利要求23-25中任一项或任何组合所述的磨料颗粒定位系统，其中所述狭槽大体与所述重力场对准，并且所述磁场在与所述重力场基本相反的方向上作用在所述可磁化磨料颗粒上并且克服所述重力场以推动所述可磁化磨料颗粒从所述分配工具通过所述狭槽并且影响所述可磁化磨料颗粒通过所述间隙到达所述背衬的所述第一主表面。
28.根据权利要求23-27中任一项或任何组合所述的磨料颗粒定位系统，其中所述构件上的所述狭槽的图案被构造成在转移之前赋予所述可磁化磨料颗粒的所述预定的定向和对准中的至少一种。
29.一种制备涂覆磨料制品的方法，所述方法包括：
提供可分发的可磁化磨料颗粒和分配工具，其中所述分配工具被构造成将所述可磁化磨料颗粒接收在所述分配工具中，并且其中所述分配工具被构造成赋予所述可磁化磨料颗粒的预定的定向和对准中的至少一种；
将背衬定位在所述分配工具附近并使所述背衬通过间隙与所述分配工具间隔开；
将磁场施加到至少所述背衬以及所述背衬与所述分配工具之间的所述间隙的一部分；以及
将所述可磁化磨料颗粒从所述分配工具转移到所述背衬，其中所述磁场影响所述可磁化磨料颗粒从所述分配工具到所述背衬的转移，以实现所述可磁化磨料颗粒在所述背衬的所述第一主表面上的所述预定的定向和对准中的至少一种。
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