CN110774186B - 用于非平面结构工件抛光的涂附磨具及其制备方法 - Google Patents
用于非平面结构工件抛光的涂附磨具及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于非平面结构工件抛光的涂附磨具，所述涂附磨具包括基材、胶层以及磨料层，所述基材表面涂附有具有凸起结构的胶层，所述磨料层的磨料粘结于所述胶层上。上述用于非平面结构工件抛光的涂附磨具，磨料层相对于基材呈波浪起伏的结构，在用于非平面结构工件的抛光时，例如在对细小凸起结构工件的凸起进行抛光时，在磨料层波浪形的侧面能够与细小凸起结构的侧面很好地贴合并对其进行磨擦抛光，具有更好的抛光效果，并且能够提高抛光效率。
Description
技术领域
本发明属于工件磨削技术领域，具体涉及一种用于非平面结构工件抛光的涂附磨具及其制备方法。
背景技术
涂附磨具是指用粘结剂把磨料粘附在可挠曲基材上的磨具，用于金属材料、木材、陶瓷、塑料、皮革、橡胶的呢过材料的表面磨削、抛光中。其中，可绕曲基材主要有纸、布、钢纸、复合基体、无纺布、聚酯薄膜等，一般地采用重力植砂或静电植砂工艺将磨料通过粘结剂粘结于基材上，磨料水平、均匀地分布于基材上，用于平面产品的磨削/抛光时效果很好，但是用于非平面结构工件的抛光时，尤其是具有细小凸起结构工件的抛光时，涂附磨具无法很好地贴合包覆于凸起结构的表面，无法实现对凸起结构的均匀磨削，导致抛光效果不好，凸起结构侧面抛光效果差。
发明内容
本发明针对传统的涂附磨具抛光非平面结构工件时抛光效果差的问题，提供一种用于非平面结构工件磨削的涂附磨具及其制备方法。
本发明提供的一种用于非平面结构工件抛光的涂附磨具，所述涂附磨具包括基材、胶层以及磨料层，所述基材表面涂附有具有凸起结构的胶层，所述磨料层的磨料粘结于所述胶层上。
在其中一个实施例中，所述凸起结构相对于所述基材的高度为1.0~8.0 mm。
在其中一个实施例中，所述涂附磨具还包括橡胶粒，所述橡胶粒位于所述胶层的凸起结构中。
在其中一个实施例中，所述橡胶粒的粒度为1.0~8.0 mm，所述磨料的粒度为0.5~20 μm。
在其中一个实施例中，所述磨料层的磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上。
本发明还提供了一种上述涂附磨具的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
上胶，在所述基材表面形成具有凸起结构的胶层；
静电植砂，将磨料通过静电植砂工艺粘结于所述胶层上形成磨料层，在静电植砂过程中，电场方向与基材先后有不同夹角角度。
在其中一个实施例中，所述不同夹角角度包括第一夹角角度以及第二夹角角度，所述第一夹角角度为30°~60°，所述第二夹角角度为120°~150°。
在其中一个实施例中，所述上胶步骤包括：
上底胶，将底胶涂附于所述基材表面，形成底胶层；
点胶，将复胶点于所述底胶层上，形成具有凸起结构的胶层。
在其中一个实施例中，所述上胶步骤包括：
上底胶，将底胶涂附于所述基材表面，形成底胶层；
植粒，将橡胶粒均匀粘结于所述底胶层上；
上复胶，将复胶涂附于所述底胶层以及所述橡胶粒表面，形成具有凸起结构的胶层。
在其中一个实施例中，在所述静电植砂步骤后还包括以下步骤：
上面胶，将面胶涂附于所述磨料层上，形成面胶层。
上述用于非平面结构工件抛光的涂附磨具，磨料层相对于基材呈波浪起伏的结构，在用于非平面结构工件的抛光时，例如在对细小凸起结构工件的凸起进行抛光时，在磨料层波浪形的侧面能够与细小凸起结构的侧面很好地贴合并对其进行磨擦抛光，具有更好的抛光效果，并且能够提高抛光效率。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，但并不用于限定本发明。
本发明提供的一实施例的用于非平面结构工件抛光的涂附磨具，涂附磨具包括基材、胶层以及磨料层，基材表面涂附有具有凸起结构的胶层，磨料层的磨料粘结于胶层上。其中凸起结构可以是点状凸起结构、柱状凸起结构或矩形凸起结构。
上述用于非平面结构工件抛光的涂附磨具，磨料层相对于基材呈波浪起伏的结构，在用于非平面结构工件的抛光时，例如在对细小凸起结构工件的凸起进行抛光时，在磨料层波浪形的侧面能够与细小凸起结构的侧面很好地贴合并对其进行磨擦抛光，具有更好的抛光效果，并且能够提高抛光效率。
作为一种可选实施方式，凸起结构相对于基材的高度为1.0~8.0 mm。通过使凸起结构相对于基材的高度为1.0~8.0 mm，从而在基材表面形成高度为1.0~8.0 mm的类似于刷毛的结构，该结构能伸入非平面结构工件的凹陷部分或包裹非平面结构工件的凸起部分，从而对凹陷部分内壁以及凸起部分外壁进行磨削抛光。本发明涂附磨具尤其适用于表面具有细小纹路的工件的抛光，例如贵金属首饰、硅片等。
作为一种可选实施方式，涂附磨具还包括橡胶粒，橡胶粒位于胶层的凸起结构中。在本实施例中，在凸起结构中设置橡胶粒，一方面橡胶粒对胶层起到弹性支撑作用，避免胶层凸起结构在使用中产生形变过大破裂，缩短涂附磨具的寿命；另一方面，橡胶粒弹性较大，磨料在该材料的支撑下对工件表面进行抛光，能够避免造成工件划伤。此外，橡胶粒还能与涂附磨具的粘结剂具有很好的粘结性，不易脱落。
进一步可选地，橡胶粒的粒度为1.0~8.0 mm，磨料的粒度为0.5~20 μm。可选地，橡胶粒可以是丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶。这些橡胶耐磨、耐热性能好，能够很好地适应涂附磨具的应用环境。
作为一种可选的实施方式，磨料层的磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上。通过静电植砂工艺可以调整磨料向胶层粘结的方向，从而能够使凸起结构的各侧面能够充分分布有磨料。
本发明还提供了一种上述涂附磨具的制备方法，包括以下步骤：
上胶，在基材表面形成具有凸起结构的胶层；
静电植砂，将磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上形成磨料层，在静电植砂过程中，电场方向与基材先后有不同夹角角度。
上述涂附磨具的制备方法，通过使静电植砂步骤的电场方向与基材先后有不同夹角角度，能够使磨料均匀分布于胶层凸起结构的侧面，从而能够通过凸起结构侧面的磨料对非平面工件的凸起或凹陷部分贴合从而进行更好的抛光。
作为一种可选实施方式，不同夹角角度包括第一夹角角度以及第二夹角角度，第一夹角角度为30°~60°，第二夹角角度为119°~150°。在静电植砂过程中，第一夹角、第二夹角没有先后顺序要求，可根据设备进行选择。
当胶层的凸起结构为实心粘结剂结构时，上胶步骤包括：
上底胶，将底胶涂附于基材表面，形成底胶层；
点胶，将底胶点于底胶层上，形成具有凸起结构的胶层。
当胶层的凸起结构为含有橡胶粒的结构时，上胶步骤包括：
上底胶，将底胶涂附于基材表面，形成底胶层；
植粒，将橡胶粒均匀粘结于底胶层上；
上复胶，将复胶涂附于底胶层以及橡胶粒表面，形成具有凸起结构的胶层。
作为一种可选实施方式，在静电植砂步骤后还包括以下步骤：上面胶，将面胶涂附于磨料层上，形成面胶层。通过涂附面胶，能够更好地粘结磨料，增加磨料的固着强度。
需要说明的是，在本发明中底胶、复胶以及面胶可以根据磨料的种类选择使用不同的粘结剂，也可以选择使用相同的粘结剂。
实施例1
将底胶涂附于基材表面，形成厚度约为10μm的底胶层，再将复胶点于底胶层上，形成具有高度为5.0 mm的凸起结构的胶层。将粒径为10 μm的磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上形成磨料层，在静电植砂过程中，使基材先经过电场方向与基材运行方向夹角为45°的植砂空间植砂，再经过电场方向与基材运行方向夹角为135°的植砂空间植砂。将静电植砂后的产品依次通过温度为100℃、115℃、95℃的区域进行预干燥，然后将预干燥后的产品涂附面胶，形成厚度为0.3μm的面胶层，之后可按照常规方法干燥、收卷、分卷入库。
实施例2
将底胶涂附于基材表面，形成厚度约为1.0μm的底胶层，再将复胶点于底胶层上，形成具有高度为1.0 mm的凸起结构的胶层。将粒径为0.5 μm的磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上形成磨料层，在静电植砂过程中，使基材先经过电场方向与基材运行方向夹角为30°的植砂空间植砂，再经过电场方向与基材运行方向夹角为150°的植砂空间植砂。将静电植砂后的产品依次通过温度为100℃、115℃、95℃的区域进行预干燥，然后将预干燥后的产品涂附面胶，形成厚度为0.1μm的面胶层，之后可按照常规方法干燥、收卷、分卷入库。
实施例3
将底胶涂附于基材表面，形成厚度约为20μm的底胶层，再将复胶点于底胶层上，形成具有高度为8.0 mm的凸起结构的胶层。将粒径为20 μm的磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上形成磨料层，在静电植砂过程中，使基材先经过电场方向与基材运行方向夹角为60°的植砂空间植砂，再经过电场方向与基材运行方向夹角为120°的植砂空间植砂。将静电植砂后的产品依次通过温度为100℃、115℃、95℃的区域进行预干燥，然后将预干燥后的产品涂附面胶，形成厚度为5.0μm的面胶层，之后可按照常规方法干燥、收卷、分卷入库。
实施例4
将底胶涂附于基材表面，形成厚度约为5.0μm的底胶层，再将复胶点于底胶层上，形成具有高度为3.0 mm的凸起结构的胶层。将粒径为5.0 μm的磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上形成磨料层，在静电植砂过程中，使基材先经过电场方向与基材运行方向夹角为40°的植砂空间植砂，再经过电场方向与基材运行方向夹角为140°的植砂空间植砂。将静电植砂后的产品依次通过温度为100℃、115℃、95℃的区域进行预干燥，然后将预干燥后的产品涂附面胶，形成厚度为0.1μm的面胶层，之后可按照常规方法干燥、收卷、分卷入库。
实施例5
将底胶涂附于基材表面，形成厚度约为15μm的底胶层，再将复胶点于底胶层上，形成具有高度为7.0 mm的凸起结构的胶层。将粒径为15 μm的磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上形成磨料层，在静电植砂过程中，使基材先经过电场方向与基材运行方向夹角为50°的植砂空间植砂，再经过电场方向与基材运行方向夹角为130°的植砂空间植砂。将静电植砂后的产品依次通过温度为100℃、115℃、95℃的区域进行预干燥，然后将预干燥后的产品涂附面胶，形成厚度为5.0μm的面胶层，之后可按照常规方法干燥、收卷、分卷入库。
实施例6
将底胶涂附于基材表面，形成厚度约为10μm的底胶层，将粒度为5.0 mm的橡胶粒均匀粘结于底胶层上，再将复胶涂附于底胶层以及橡胶粒表面，形成具有高度为5.0 mm的凸起结构的胶层。将粒径为10 μm的磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上形成磨料层，在静电植砂过程中，使基材先经过电场方向与基材运行方向夹角为45°的植砂空间植砂，再经过电场方向与基材运行方向夹角为135°的植砂空间植砂。将静电植砂后的产品依次通过温度为100℃、115℃、95℃的区域进行预干燥，然后将预干燥后的产品涂附面胶，形成厚度为0.3μm的面胶层，之后可按照常规方法干燥、收卷、分卷入库。
实施例7
将底胶涂附于基材表面，形成厚度约为1.0μm的底胶层，将粒度为1.0 mm的橡胶粒均匀粘结于底胶层上，再将复胶涂附于底胶层以及橡胶粒表面，形成具有高度为1.0 mm的凸起结构的胶层。将粒径为0.5 μm的磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上形成磨料层，在静电植砂过程中，使基材先经过电场方向与基材运行方向夹角为30°的植砂空间植砂，再经过电场方向与基材运行方向夹角为150°的植砂空间植砂。将静电植砂后的产品依次通过温度为100℃、115℃、95℃的区域进行预干燥，然后将预干燥后的产品涂附面胶，形成厚度为0.1 μm的面胶层，之后可按照常规方法干燥、收卷、分卷入库。
实施例8
将底胶涂附于基材表面，形成厚度约为20μm的底胶层，将粒度为8.0 mm的橡胶粒均匀粘结于底胶层上，再将复胶涂附于底胶层以及橡胶粒表面，形成具有高度为8.0 mm的凸起结构的胶层。将粒径为20 μm的磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上形成磨料层，在静电植砂过程中，使基材先经过电场方向与基材运行方向夹角为60°的植砂空间植砂，再经过电场方向与基材运行方向夹角为120°的植砂空间植砂。将静电植砂后的产品依次通过温度为100℃、115℃、95℃的区域进行预干燥，然后将预干燥后的产品涂附面胶，形成厚度为5.0μm的面胶层，之后可按照常规方法干燥、收卷、分卷入库。
实施例9
将底胶涂附于基材表面，形成厚度约为5.0μm的底胶层，粒度为3.0 mm的橡胶粒均匀粘结于底胶层上，再将复胶涂附于底胶层以及橡胶粒表面，形成具有高度为3.0 mm的凸起结构的胶层。。将粒径为5.0 μm的磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上形成磨料层，在静电植砂过程中，使基材先经过电场方向与基材运行方向夹角为40°的植砂空间植砂，再经过电场方向与基材运行方向夹角为140°的植砂空间植砂。将静电植砂后的产品依次通过温度为100℃、115℃、95℃的区域进行预干燥，然后将预干燥后的产品涂附面胶，形成厚度为0.1μm的面胶层，之后可按照常规方法干燥、收卷、分卷入库。
实施例10
将底胶涂附于基材表面，形成厚度约为15μm的底胶层，将粒度为7.0 mm的橡胶粒均匀粘结于底胶层上，再将复胶涂附于底胶层以及橡胶粒表面，形成具有高度为7.0 mm的凸起结构的胶层。将粒径为15 μm的磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上形成磨料层，在静电植砂过程中，使基材先经过电场方向与基材运行方向夹角为50°的植砂空间植砂，再经过电场方向与基材运行方向夹角为130°的植砂空间植砂。将静电植砂后的产品依次通过温度为100℃、115℃、95℃的区域进行预干燥，然后将预干燥后的产品涂附面胶，形成厚度为5.0μm的面胶层，之后可按照常规方法干燥、收卷、分卷入库。
对比例1
将底胶涂附于基材表面，形成厚度约为10μm的底胶层，再将复胶点于底胶层上，形成具有高度为5.0 mm的凸起结构的胶层。将粒径为10 μm的磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上形成磨料层，在静电植砂过程中，使基材经过电场方向与基材运行方向夹角为90°的植砂空间植砂。将静电植砂后的产品依次通过温度为100℃、115℃、95℃的区域进行预干燥，然后将预干燥后的产品涂附面胶，形成厚度为0.3μm的面胶层，之后可按照常规方法干燥、收卷、分卷入库。
对比例2
将底胶涂附于基材表面，形成厚度约为10μm的底胶层，再将复胶点于底胶层上，形成具有高度为5.0 mm的凸起结构的胶层。将粒径为10 μm的磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上形成磨料层，在静电植砂过程中，使基材先经过电场方向与基材运行方向夹角为45°的植砂空间植砂，再经过电场方向与基材运行方向夹角为135°的植砂空间植砂，最后经过电场方向与基材运行方向夹角为90°的植砂空间植砂，将静电植砂后的产品依次通过温度为100℃、115℃、95℃的区域进行预干燥，然后将预干燥后的产品涂附面胶，形成厚度为0.3μm的面胶层，之后可按照常规方法干燥、收卷、分卷入库。
对比例3
将底胶涂附于基材表面，形成厚度约为10μm的底胶层，将粒度为5.0 mm的橡胶粒均匀粘结于底胶层上，再将复胶涂附于底胶层以及橡胶粒表面，形成具有高度为5.0 mm的凸起结构的胶层。将粒径为10 μm的磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上形成磨料层，在静电植砂过程中，使基材经过电场方向与基材运行方向夹角为90°的植砂空间植砂。将静电植砂后的产品依次通过温度为100℃、115℃、95℃的区域进行预干燥，然后将预干燥后的产品涂附面胶，形成厚度为0.3 μm的面胶层，之后可按照常规方法干燥、收卷、分卷入库。
对比例4
将底胶涂附于基材表面，形成厚度约为10μm的底胶层，将粒度为5.0 mm的橡胶粒均匀粘结于底胶层上，再将复胶涂附于底胶层以及橡胶粒表面，形成具有高度为5.0 mm的凸起结构的胶层。将粒径为10 μm的磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上形成磨料层，在静电植砂过程中，使基材先经过电场方向与基材运行方向夹角为45°的植砂空间植砂，再经过电场方向与基材运行方向夹角为135°的植砂空间植砂，最后经过电场方向与基材运行方向夹角为90°的植砂空间植砂。将静电植砂后的产品依次通过温度为100℃、115℃、95℃的区域进行预干燥，然后将预干燥后的产品涂附面胶，形成厚度为0.3 μm的面胶层，之后可按照常规方法干燥、收卷、分卷入库。
对比例5
将底胶涂附于基材表面，形成厚度约为10μm的底胶层。将粒径为10 μm的磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上形成磨料层，在静电植砂过程中，使基材经过电场方向与基材运行方向夹角为90°的植砂空间植砂。将静电植砂后的产品依次通过温度为100℃、115℃、95℃的区域进行预干燥，然后将预干燥后的产品涂附面胶，形成厚度为0.3 μm的面胶层，之后可按照常规方法干燥、收卷、分卷入库。
分别使用实施例1至10以及对比例1至5对相同的表面具有立体花纹的工件进行抛光，选取10位评分员对抛光后的工件的抛光效果进行评分，抛光效果最好为10分，最差为1分，计算10位评分员对相应工件抛光效果评分的平均值如表1所示。
表1 抛光效果测试结果
| 实施例编号 | 抛光评分平均值 | 抛光缺陷 |
| 实施例1 | 8.9 | - |
| 实施例2 | 9.4 | - |
| 实施例3 | 8.7 | - |
| 实施例4 | 9.1 | - |
| 实施例5 | 9.2 | - |
| 实施例6 | 9.8 | - |
| 实施例7 | 10.0 | - |
| 实施例8 | 9.0 | - |
| 实施例9 | 9.7 | - |
| 实施例10 | 9.5 | - |
| 对比例1 | 7.3 | 花纹立体效果减弱明显 |
| 对比例2 | 8.2 | 花纹立体效果减弱 |
| 对比例3 | 7.6 | 花纹立体效果减弱明显 |
| 对比例4 | 8.4 | 花纹立体效果减弱 |
| 对比例5 | 4.3 | 立体花纹侧面抛光效果较差 |
从表1可以看出，实施例1至10的抛光效果评分均在8.7以上，实施例1至5的抛光效果评分略低于实施例6至10，对比例1至4的抛光效果评分为7.3~8.4，而对比例5的抛光效果评分低至4.3。通过分析可知，实施例6至10是包覆有橡胶粒的凸起结构，对磨料的支撑效果相对于实施例1至5的实心粘结剂凸起结构较好，从而实施例6至10的抛光效果也较好。对比例1以及对比例3仅采用垂直于基材的电场植砂，从而涂附磨具凸起结构侧面的磨料较少，导致抛光效果降低。此外，对比例1至对比例4由于采用了垂直于基材的电场植砂，对立体花纹顶面的磨削强度较大，导致立体效果减弱。对比例5为未设有凸起结构的涂附磨具，其对立体花纹侧面的接触较若，导致抛光效果差。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (4)
1.一种用于非平面结构工件抛光的涂附磨具，其特征在于，所述涂附磨具包括基材、胶层以及磨料层，所述基材表面涂附有具有凸起结构的胶层，所述磨料层的磨料粘结于所述胶层上；所述凸起结构相对于所述基材的高度为3.0~8.0 mm；所述涂附磨具还包括橡胶粒，所述橡胶粒位于所述胶层的凸起结构中；所述橡胶粒的粒度为3.0~8.0 mm，所述磨料的粒度为0.5~20 μm；
所述磨料层的磨料通过静电植砂工艺粘结于胶层上；
所述涂附磨具的制备方法包括以下步骤：
上胶，在所述基材表面形成具有凸起结构的胶层；
静电植砂，将磨料通过静电植砂工艺粘结于所述胶层上形成磨料层，在静电植砂过程中，电场方向与基材先后有不同夹角角度；
所述不同夹角角度包括第一夹角角度以及第二夹角角度，所述第一夹角角度为30°~60°，所述第二夹角角度为120°~150°。
2.根据权利要求1所述的用于非平面结构工件抛光的涂附磨具，其特征在于，所述上胶步骤包括：
上底胶，将底胶涂附于所述基材表面，形成底胶层；
点胶，将复胶点于所述底胶层上，形成具有凸起结构的胶层。
3.根据权利要求1所述的用于非平面结构工件抛光的涂附磨具，其特征在于，所述上胶步骤包括：
上底胶，将底胶涂附于所述基材表面，形成底胶层；
植粒，将橡胶粒均匀粘结于所述底胶层上；
上复胶，将复胶涂附于所述底胶层以及所述橡胶粒表面，形成具有凸起结构的胶层。
4.根据权利要求2或3所述的用于非平面结构工件抛光的涂附磨具，其特征在于，在所述静电植砂步骤后还包括以下步骤：
上面胶，将面胶涂附于所述磨料层上，形成面胶层。
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