CN113242779A - 沉积磨料颗粒的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开尤其涉及一种制备涂覆磨料制品的方法，该方法依次包括：将多个成形磨料颗粒定位在包括多个空腔的工具中，其中该多个成形磨料颗粒至少部分地以静电方式保持在该多个空腔中；以及将该多个成形磨料颗粒设置到背衬的底胶层前体上，该背衬具有相反的第一主表面和第二主表面，其中该底胶层前体设置在该第一主表面的至少一部分上。

Description

沉积磨料颗粒的方法
背景技术
已知依赖于打孔器具的用于递送磨料制品的方法，其中通过穿过穿孔抽真空来将磨料颗粒保持在器具中。这允许颗粒在后续步骤(诸如刷光和吹制器具的表面以移除不需要的松散磨料颗粒)期间保留在器具中的凹坑中。真空还用于将颗粒保持在器具凹坑中，同时倒置器具以与磨料颗粒沉积在其上的涂覆有树脂的背衬对准。但是这些已知的方法可能是昂贵的，至少因为打孔器具的生产、操作和/或维护可能是昂贵的。
发明内容
本文所述的方法总体涉及使用静电力来将磨料颗粒“钉住”并保持到器具中以在稍后的步骤中进一步加工。静电力使磨料颗粒保持锁定在适当位置，即使当器具倒置时，直到颗粒可在背衬或基板上被正确地取向。本文所述的方法还允许经由气流或刷子从器具的表面移除松散的磨料颗粒，而不会从器具凹坑移除颗粒。最后，本文所述的方法是通用的，因为它们提供了将颗粒图案化到磨料幅材上的更多方式。
附图说明
附图通常以举例的方式示出，但不受限于本文档中讨论的各种实施方案。
图1为根据本公开的制品制备设备的示意图。
图2为可用于图1所示的制品制备设备的生产工具(器具)200的透视图。
图3A至图3E是根据各种实施方案的具有四面体形状的成形磨料颗粒的示意图。
图4是根据各种实施方案的涂覆磨料制品的剖视图。
应当理解，本领域的技术人员可以设计出许多落入本公开原理的范围内及符合本公开原理的实质的其它修改形式和示例。这些图可不按比例绘制。
在各附图中，类似参考标号指示类似元件。一些元件可能以相同或相等的倍数存在；在这种情况下，可能仅通过参考标号来指定一个或多个代表性元件，但应当理解，此类参考标号适用于所有此类相同的元件。除非另外指明，否则本文件中的所有图示和附图均未按比例绘制，并且被选择用于示出本发明的不同实施方案的目的。具体地，除非另外指明，否则仅用示例性术语描述各种部件的尺寸，并且不应当从附图推断各种部件的尺寸之间的关系。尽管本发明中可以使用诸如“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“下方”、“上方”、“正面”、“背面”、“向上”和“向下”以及“第一”和“第二”的术语，但应当理解，除非另外指出，否则那些术语仅以它们的相对意义使用。
描述
现在将详细参照本发明所公开主题的特定实施方案，其示例在附图中部分说明。虽然本发明所公开的主题将结合所列举的权利要求来描述，但应当理解，示例性主题不旨在将权利要求限制于本发明所公开的主题。
本公开一般涉及一种制备涂覆磨料制品的方法，该方法依次包括：
将多个成形磨料颗粒定位在包括多个空腔的工具中，其中多个成形磨料颗粒以静电方式保持在多个空腔中；以及
将多个成形磨料颗粒设置到背衬的底胶层前体上，该背衬具有相反的第一主表面和第二主表面，其中底胶层前体设置在第一主表面的至少一部分上。
现在参见图1和图2，根据本公开的涂覆磨料制品底胶90包括可移除地设置在生产工具200(其在本文中互换地称为“生产器具200”)的空腔220内的磨料颗粒92，该生产工具具有第一幅材路径99，该第一幅材路径引导生产工具200穿过涂覆磨料制品制备设备90，使得该成形生产工具卷绕成形磨料颗粒传送辊122的外周的一部分。设备90可包括例如惰辊116和底胶层递送系统102。关于制备设备90和合适的替代方案的更多细节可见于授予明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company，St.Paul MN)的US 2016/0311081，该专利的内容以引用方式并入本文。
这些部件退绕背衬106，经由底胶层递送系统102将底胶层树脂108递送至底胶层涂覆器，并将底胶层树脂施加到背衬106的第一主表面112上。然后，通过惰辊116定位涂覆有树脂的背衬114以将成形磨料颗粒92施加到涂覆有底胶层树脂108的第一主表面112。用于涂覆有树脂的背衬114的第二幅材路径132穿过涂覆磨料制品制备设备90，使得面向生产工具200的分配表面212定位的树脂层定位在涂覆有树脂的背衬114和成形磨料颗粒传送辊122的外周之间。合适的退绕装置、底胶层递送系统、底胶层树脂、涂布机和背衬对本领域的技术人员是已知的。底胶层递送系统102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，以将底胶层树脂108转移至所需的位置。背衬106可为布料、纸材、膜、非织造布、稀松布或其它幅材基板。底胶层涂覆器104可以是，例如，涂布机、辊涂机、喷涂系统、模具涂布机或杆涂布机。另选地，预涂覆的涂覆背衬可通过惰辊116进行定位，以将成形磨料颗粒92施加到第一主表面。
如图2所示，生产工具200包括多个空腔220，该空腔与预期容纳于其中的成形磨料颗粒92具有互补的形状。成形磨料颗粒喂料机118向生产工具200供应至少一些成形磨料颗粒92。成形磨料颗粒喂料机118可供应过量的成形磨料颗粒92，使得生产工具的沿纵向的每单位长度上存在的成形磨料颗粒92多于空腔220中存在的成形磨料颗粒。供应过量的成形磨料颗粒92有助于确保最终在生产工具200内的所需数量的空腔220中填充有成形磨料颗粒92。由于成形磨料颗粒92的支承面积和间距通常被设计在生产器具200中以用于特定的磨削应用，因此希望没有太多的未填充空腔220。成形磨料颗粒喂料机118可以与生产工具200的宽度相同，并且可以供应跨过生产工具200的整个宽度的成形磨料颗粒92。成形磨料颗粒喂料机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，在成形磨料颗粒喂料机118后设置有填充辅助构件120，以使成形磨料颗粒92围绕生产工具200的表面移动并帮助成形磨料颗粒92取向或滑入空腔220中。填充辅助构件120可为例如刮涂刀、毛毡擦拭器、具有多根刷毛的刷子、振动系统、鼓风机或气刀、真空箱或它们的组合。填充辅助构件120在分配表面212(图1中的生产工具200的顶部或上表面)上移动、平移、吸取或搅拌成形磨料颗粒92，以将更多成形磨料颗粒92放置到空腔220中。在不含填充辅助构件120的情况下，通常落在分配表面212上的至少一些成形磨料颗粒92将直接落入空腔220中，并且不需要进一步的移动，但是其它成形磨料颗粒可能需要一些额外的移动以被引导到空腔220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，以帮助使成形磨料颗粒92完全填充生产工具200中的每个空腔220。如果使用刷子作为填充辅助构件120，则刷毛可以跨过整个分配表面212的全部或大部分宽度沿纵向以2英寸-60英寸(5.0cm-153cm)的长度覆盖分配表面212的一部分，并且轻轻停留在分配表面212上或分配表面正上方，并具有适度的灵活性。真空箱(如果用作填充辅助构件120)可以与生产工具200结合使用，该生产工具具有完全延伸穿过生产工具200的空腔220。真空箱位于成形磨料颗粒喂料机118附近，并且可以位于成形磨料颗粒喂料机118之前或之后，或者在设备的成形磨料颗粒填充和过量移除区段中包围一对惰辊116之间的幅材跨段的任何部分。另选地，生产工具200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。如图1所示，可以包括一个或多个辅助构件120以移除过量的成形磨料颗粒92，在一些实施方案中，可以仅包括一个辅助构件120。
在离开140处大致示出的设备90的成形磨料颗粒填充和过量移除区段后，生产工具200中的成形磨料颗粒92朝向涂覆有树脂的背衬114行进。提供成形磨料颗粒传送辊122，并且生产器具200可卷绕辊的周长的至少一部分。在一些实施方案中，生产工具200缠绕成形磨料颗粒传送辊122的外周的30度至180度，或90度至180度。在一些实施方案中，分配表面212的速度和涂覆有树脂的背衬114的树脂层的速度在例如±10％，±5％或±1％内彼此速度匹配。
可以采用各种方法将成形磨料颗粒92从生产工具200的空腔220转移到涂覆有树脂的背衬114。为了完整起见，一种方法包括压力辅助方法，其中生产器具200中的每个空腔220具有两个开口端或背部表面，或者整个生产器具200适当地是多孔的并且成形磨料颗粒传送辊122具有多个孔以及内部加压空气源。在压力辅助下，生产器具200不需要倒置，但是仍然可以倒置。成形磨料颗粒传送辊122还可以具有可移动的内部分隔器，使得可以将加压空气供应到辊的特定弧段或圆周上，以将成形磨料颗粒92从腔中吹出并在特定位置吹到涂覆有树脂的背衬114上。
另一种方法，成形磨料颗粒传送辊122也可以设置有内部真空源，而没有相应的加压区域，或者通常随着成形磨料颗粒传送辊122旋转在加压区域之前与加压区域相结合。真空源或区域可具有活动的隔离壁，以将其引导至成形磨料颗粒传送辊122的特定区域或弧片段。在使成形磨料颗粒92经受成形磨料颗粒传送辊122的加压区域之前，在生产器具200缠绕成形磨料颗粒传送辊122时，真空可将成形磨料颗粒92牢牢吸进空腔220中。该真空区域可与例如成形磨料颗粒移除构件一起使用以从分配表面212除去过量成形磨料颗粒92，或者可用于仅确保成形磨料颗粒92在沿着成形磨料颗粒传送辊122的外周到达特定位置之前不离开空腔220。
尽管本文所述的方法涉及将多个成形磨料颗粒定位在包括多个空腔220的工具诸如生产工具200中，其中多个成形磨料颗粒92以静电方式保持在多个空腔220中，该方法不排除使用真空空气源或加压空气源中的至少一者来帮助将颗粒92保持在多个空腔220中的可能性。另外，本文所述的方法不排除使用至少加压的空气源来帮助将多个成形磨料颗粒92设置到涂覆有树脂的背衬114(例如，背衬的底胶层前体)上的可能性，该涂覆有树脂的背衬具有相饭的第一主表面和第二主表面，其中树脂设置在第一主表面的至少一部分上。
换句话讲，例如，虽然将多个成形磨料颗粒92设置到涂覆有树脂的背衬114(例如，背衬的底胶层前体)上可通过例如施加电压降(例如，至少约9kV、至少12kV、至少15kV的电压降；约6kV至约15kV、约7kV至约12kV或约7kV至10kV的电压降)来执行，但本文所述的方法除了电压降之外不排除在磨料颗粒辊122上使用加压的空气源来帮助该设置的可能性。然而，在一些示例中，该设置直到电压降被施加到工具200才发生。
根据本文所述的静电方法，生产工具200可为至少部分导电的(例如，具有10-11S/m或更大的电导率)并且具有正面和背面，其中正面包括多个空腔220。生产工具200的背面可靠近(例如，小于约10mm、小于约5cm、小于约2mm或在约1mm内)电接地构件(例如，成形磨料颗粒传送辊122)，但是生产工具200的背面(或其至少一部分)可作为具有电接地构件(诸如成形磨料颗粒传送辊122)的替代或补充被电接地。成形磨料颗粒92可通过将倒置工具放置在涂覆有树脂的背衬114(其可为电绝缘的，以间隙与电接地构件(例如，成形磨料颗粒传送辊122)分隔)上，并且施加跨过间隙的负的高电压降以使颗粒92从工具200松脱，来使颗粒从该工具松脱并将颗粒设置到涂覆有树脂的背衬114(例如，背衬的底胶层前体)上。间隙可为例如成形磨料颗粒的高度的一半。
多个成形磨料颗粒92可为带负电的，在这种情况下，工具200为带正电的。但多个成形磨料颗粒92可为带正电的，在这种情况下，工具200为带负电的。通过将成形磨料颗粒92暴露于合适的充电装置(未示出)，成形磨料颗粒92可以带负电或带正电。充电装置可为用于电晕充电、接近充电、注射充电等的任何合适类型。充电装置可被放置在例如真空箱125附近，靠近生产工具200的背面(例如，在小于5mm的距离处)。
一旦将成形磨料颗粒92设置到涂覆有树脂的背衬114(例如，背衬的底胶层前体)上，就可至少部分地固化涂覆有树脂的背衬114。如果涂覆有树脂的背衬114为底胶层，则固化提供底胶层。
然后，本文所述的方法包括：将复胶层前体(图1和图2中未示出)设置在包含成形磨料颗粒92的底胶层的至少一部分上；并且至少部分地固化复胶层前体层以提供复胶层。顶胶层(图1和图2中未示出)可施加在复胶层的至少一部分上。
与成形磨料颗粒传送辊122分开后，生产器具200在惰辊116(必要时)的辅助下沿着第一幅材路径99反向朝向设备的成形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以除去被卡住而驻留在空腔220中的成形磨料颗粒以及/或者移除被传送至分配表面212的底胶层树脂108。生产工具清洁器的选择可取决于生产器具的构造，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，并且生产器具缠绕其以使用推动辅助将成形磨料颗粒92推出空腔220。然后，环状生产器具220或环形带推进到成形磨料颗粒填充和过量移除区段以便填充新成形磨料颗粒92。
可使用各种惰辊116来引导涂覆有成形磨料颗粒的背衬114沿第二幅材路径132进入烘箱中以固化底胶层树脂，其中涂覆有成形磨料颗粒的背衬在第一主表面上具有成形磨料颗粒92的预先确定的可重现的非无规图案，所述成形磨料颗粒由成形磨料颗粒传送辊122施加并由底胶层树保持在第一主表面上。任选地，可提供第二成形磨料颗粒涂布机以在进入烘箱之前，将附加的磨料颗粒诸如另一种类型的磨料颗粒或稀释剂放置在底胶层树脂上。第二磨料颗粒涂布机可为滴式涂布机、喷涂机或静电涂布机，如本领域的技术人员所已知。然后，具有成形磨料颗粒92的固化背衬可沿第二幅材路径132进入任选的悬挂式烘箱中，然后进行进一步加工，诸如添加复胶层、固化该复胶层及本领域的技术人员已知的制备涂覆磨料制品的其它加工步骤。
除了本文所述的成形磨料颗粒之外，多种磨料颗粒也可用于本文所述的方法中。磨料颗粒可以多种尺寸(例如，具有小于或等于25微米至3000微米的平均最大颗粒尺寸和至少2:1的平均长宽比中的至少一者的成形磨料颗粒)，导电性分布(如，导电性或非导电性/绝缘性)、形状和轮廓(包括例如无规或粉粹的形状、规则的(如对称的)轮廓(例如，正方形、星形或六边形轮廓)、以及不规则的(如不对称的)轮廓)提供。例如，磨料颗粒可为不同类型的磨料颗粒的混合物。例如，磨料制品可包括板状和非板状颗粒、粉碎和成形颗粒、常规的非成形和非板状磨料颗粒(例如，填充材料)和不同大小的磨料颗粒的混合物。
如本文所用，“成形颗粒”和“成形磨料颗粒”意指具有预定或非无规形状的磨料颗粒。制备成形磨料颗粒诸如成形陶瓷磨料颗粒的一种工艺包括在具有预定形状的模具中使前体陶瓷磨料颗粒成形以制备陶瓷成形磨料颗粒。在模具中形成的陶瓷成形磨料颗粒是在成形陶瓷磨料颗粒种类中的一个种类。制备其它种类的成形陶瓷磨料颗粒的其它工艺包括通过具有预定形状的孔口挤出前体陶瓷磨料颗粒，通过具有预定形状的印刷丝网中的开口印模前体陶瓷磨料颗粒，或者将前体陶瓷磨料颗粒压印成预定形状或图案。在其它示例中，可将成形陶瓷磨料颗粒从片材切割成单独的颗粒。合适的切割方法的示例包括机械切割、激光切割或水射流切割。成形陶瓷磨料颗粒的非限制性示例包括成形磨料颗粒，诸如三角板或细长的陶瓷杆/长丝。成形陶瓷磨料颗粒是大体均匀的或基本上一致的，并且保持其烧结形状而无需使用将较小磨料颗粒粘结成附聚结构的粘结剂诸如有机或无机粘结剂，但不包括通过生产无规尺寸和形状的磨料颗粒的压碎或粉碎工艺获得的磨料颗粒。在许多实施方案中，成形陶瓷磨料颗粒包括烧结的α氧化铝的均匀结构或基本上由烧结的α氧化铝组成。
图3A至图3E为可用于本文所述方法的成形磨料颗粒92的示例的透视图。成形磨料颗粒可具有任何合适的形状，包括图3A至图3E所示的四面体形状。如图3A至图3E所示，成形磨料颗粒92成形为规则四面体。如图3A所示，成形磨料颗粒92具有由终止于四个顶点(340A、342A、344A和346A)的六个边(330A、332A、334A、336A、338A和339A)接合的四个面(320A、322A、324A和326A)。面中的每个在边缘处接触所述面中的其它三个。尽管图3A中描绘的是规则的四面体(例如具有六条等边和四个面)，但将认识到，其它形状也是允许的。例如，四面体磨料颗粒92可成形为不规则的四面体(例如，具有不同长度的边缘)。
本文所述的成形磨料颗粒可以是磁化的或可磁化的，但也不必是磁化的或可磁化的。磁化成形磨料颗粒可包含至少一种磁性材料，其可包含在成形磨料颗粒92内或涂覆到成形磨料颗粒上。磁性材料的示例包括铁；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；销售为铁铝硅合金的铁、硅和铝(按重量计约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，可磁化材料是含有8重量％至12重量％的铝、15重量％至26重量％的镍、5重量％至24重量％的钴、高达6重量％的铜、至多1重量％的钛的合金，其中总计达100重量％的材料的余量为铁。在一些其它实施方案中，使用气相沉积技术诸如例如物理气相沉积(PVD)，包括磁控溅射，可在磨料颗粒100上沉积可磁化涂层。
包含这些可磁化材料可允许成形磨料颗粒92响应于磁场。成形磨料颗粒92中的任一者可包含相同的材料或包含不同的材料。
成形磨料颗粒92可以许多合适的方式形成，例如，成形磨料颗粒92可根据多操作方法制备。该方法可以使用任何材料或前体分散体材料进行。简而言之，对于其中成形磨料颗粒92是单片陶瓷颗粒的实施方案，该方法可包括以下操作：制备可被转变为对应物的有晶种或无晶种的前体分散体(例如，可转变为α氧化铝的勃姆石溶胶-凝胶)；用前体分散体填充具有成形磨料颗粒92的所需外形的一个或多个模具空腔；干燥前体分散体以形成前体成形磨料颗粒；从模具空腔中移除前体成形磨料颗粒92；煅烧前体成形磨料颗粒92以形成经煅烧的前体成形磨料颗粒92；然后烧结经煅烧的前体成形磨料颗粒92以形成成形磨料颗粒92。
本文所述的磨料制品中的任一者可以是连续的或者可包括磨料片段。
图4是涂覆磨料制品400的剖视图。涂覆磨料制品400包括限定沿x-y方向的表面的背衬402。背衬402具有施加在背衬402的第一表面上的第一粘结剂层(下文称为底胶层404)。多个成形磨料颗粒92附接到或部分地嵌入底胶层404。虽然示出成形磨料颗粒92，但本文所述的任何其它成形磨料颗粒均可包括在涂覆磨料制品400中。任选的第二粘结剂层(下文称为复胶层400)分散在成形磨料颗粒92上。如图所示，成形磨料颗粒92的大部分具有沿基本上相同的方向取向的三个顶点(440、442和444)中的至少一个顶点。因此，成形磨料颗粒400根据非随机分布取向，但在其它实施方案中，成形磨料颗粒92中的任一者可在背衬402上无规取向。在一些实施方案中，颗粒取向的控制可增加磨料制品的切割。
背衬402可以是柔性的或刚性的。用于形成柔性背衬的合适材料的示例包括聚合物膜、金属箔、织造织物、针织织物、纸材、硫化纤维、短纤维、连续纤维、非织造布、泡沫、筛网、层压物、以及它们的组合。背衬402可成形为允许涂覆磨料制品400呈片、盘、带、垫或卷的形式。在一些实施方案中，背衬402可为足够柔性的以允许涂覆磨料制品400成形为环，以制备可在合适的磨削设备上运行的磨带。
本文所述的磨料制品中的任一者(包括磨料制品400)还可包括常规(例如，粉碎的)磨料颗粒。可用的磨料颗粒的示例包括基于熔融氧化铝的材料，诸如氧化铝、陶瓷氧化铝(其可包括一种或多种金属氧化物改性剂和/或促结晶剂或成核剂)和经热处理的氧化铝、碳化硅、共熔融的氧化铝-氧化锆、金刚石、氧化铈、二硼化钛、立方氮化硼、碳化硼、石榴石、燧石、金刚砂、溶胶-凝胶法制备的磨料颗粒以及它们的混合物。
常规磨料颗粒可例如具有在约10μm至约2000μm、约20μm至约1300μm、约50μm至约1000μm的范围内，小于、等于或大于约10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm、1000μm、1050μm、1100μm、1150μm、1200μm、1250μm、1300μm、1350μm、1400μm、1450μm、1500μm、1550μm、1650μm、1700μm、1750μm、1800μm、1850μm、1900μm、1950μm或2000μm的直径。例如，常规的磨料颗粒可具有磨料行业指定的标称等级。此类磨料行业认可的等级标准包括被称为美国国家标准协会(ANSI)标准、欧洲磨料产品制造商联合会(FEPA)标准和日本工业标准(HS)的那些。示例性ANSI等级名称(例如，指定的标称等级)包括：ANSI 12(1842μm)、ANSI 16(1320μm)、ANSI 20(905μm)、ANSI 24(728μm)、ANSI 36(530μm)、ANSI 40(420μm)、ANSI 50(351μm)、ANSI 60(264μm)、ANSI 80(195μm)、ANSI 100(141μm)、ANSI 120(116μm)、ANSI 150(93μm)、ANSI 180(78μm)、ANSI 220(66μm)、ANSI 240(53μm)、ANSI 280(44μm)、ANSI 320(46μm)、ANSI 360(30μm)、ANSI 400(24μm)和ANSI 600(16μm)。示例性FEPA等级名称包括P12(1746μm)、P16(1320μm)、P20(984μm)、P24(728μm)、P30(630μm)、P 36(530μm)、P40(420μm)、P50(326μm)、P60(264μm)、P80(195μm)、P100(156μm)、P120(127μm)、P120(127μm)、P150(97μm)、P180(78μm)、P220(66μm)、P240(60μm)、P280(53μm)、P320(46μm)、P360(41μm)、P400(36μm)、P500(30μm)、P600(26μm)和P800(22μm)。每种等级的近似平均粒度列在每种等级名称后的括号中。
成形磨料颗粒92或粉碎的磨料颗粒可包含任何合适的材料或材料的混合物。例如，成形磨料颗粒92可包含选自α-氧化铝、熔融氧化铝、热处理氧化铝、陶瓷氧化铝、烧结氧化铝、碳化硅、二硼化钛、碳化硼、碳化钨、碳化钛、金刚石、立方氮化硼、石榴石、熔融氧化铝-氧化锆、溶胶-凝胶法制备的磨料颗粒、氧化铈、氧化锆、氧化钛以及它们的组合物的材料。在一些实施方案中，成形磨料颗粒92和粉粹的磨料颗粒可包含相同的材料。在另外的实施方案中，成形磨料颗粒92和粉碎的磨料颗粒可包含不同的材料。
填料颗粒也可包含在磨料制品400中。可用填料的示例包括金属碳酸盐(诸如碳酸钙、碳酸钙镁、碳酸钠、碳酸镁)、二氧化硅(诸如石英、玻璃珠、玻璃泡和玻璃纤维)、硅酸盐(诸如滑石、粘土、蒙脱石、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、硫酸铝钠、硫酸铝)、石膏、蛭石、糖、木粉、水合铝化合物、炭黑、金属氧化物(诸如氧化钙、氧化铝、氧化锡、二氧化钛)、金属亚硫酸盐(诸如亚硫酸钙)、热塑性颗粒(诸如聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酯、聚乙烯、聚(氯乙烯)、聚砜、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯、乙缩醛聚合物、聚氨酯、尼龙颗粒)以及热固性颗粒(诸如酚醛泡、酚醛珠、聚氨酯泡沫颗粒等)。该填料还可为盐，诸如卤化物盐。卤化物盐的示例包括氯化钠、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、氯化镁。金属填料的示例包括锡、铅、铋、钴、锑、镉、铁和钛。其它杂类填料包括硫、有机硫化合物、石墨、硬脂酸锂和金属硫化物。在一些实施方案中，单个成形磨料颗粒100或单个粉粹的磨料颗粒可至少部分地涂覆有无定形、陶瓷或有机涂层。涂层的合适组分的示例包括硅烷、玻璃、氧化铁、氧化铝或它们的组合。诸如这些的涂层可有助于可加工性以及颗粒与粘结剂树脂的粘结。
如本文所用，术语“约”可允许例如数值或范围的一定程度的可变性，例如在所述值或所述范围极限的10％内、5％内或1％内。
除非本文另有规定，否则如本文所用，术语“基本上”是指大多数或大部分，如至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％、99.9％、99.99％、或至少约99.999％或更多。在一些情况下，“基本上”意指完全或100％。
除非本文另有规定，否则如本文所用，术语“基本上不含”是指小部分，或几乎没有，如小于约10％、5％、2％、1％、0.5％、0.01％、0.001％、或小于约0.0001％或更小。
以一个范围格式表达的值应当以灵活的方式解释为不仅包括作为范围的极限明确列举的数值而且还包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子范围，如同明确列举了每个数值和子范围一样。例如，范围“约0.1％至约5％”或“约0.1％至5％”应当解释为不仅包括约0.1％至约5％，而且还包括在指示范围内的单个值(例如，1％、2％、3％、和4％)和子范围(例如，0.1％至0.5％、1.1％至2.2％、3.3％至4.4％)。除非另外指明，否则表述“约X至Y”具有与“约X至约Y”相同的含义。同样，除非另外指明，否则表述“约X、Y或约Z”具有与“约X、约Y或约Z”相同的含义。
在该文档中，除非上下文清楚地指明，否则术语“一个”、“一种”或“该/所述”用于包括一个(种)或多于一个(种)。除非另外指明，否则术语“或”用于指非排他性的“或”。除非另外指明，否则术语“或”用于指非排他性的“或”。部分标题的任何使用均旨在有助于文档的理解且不应当解释为是限制性的。此外，与部分标题相关的信息可在该特定部分内或外出现。此外，在该文档中提及的所有出版物、专利和专利文档均全文以引用方式并入本文中，如同以引用方式单独并入那样。在该文档和如此以引用方式并入的那些文献之间的用法不一致的情况下，并入参考文献中的用法应当认为是该文献的用法的补充；对于不可调和的不一致性，以该文档的用法为准。
在本文所述的方法中，除了明确列举了时间或操作序列之外，可以任何顺序进行各种步骤而不脱离本发明的原理。此外，规定的步骤可同时进行，除非明确的权利要求语言暗示它们单独地进行。例如，进行X的受权利要求保护的步骤和进行Y的受权利要求保护的步骤可在单个操作中同时进行，并且所得的过程将落入受权利要求保护的过程的字面范围内。
本公开的所选实施方案包括但不限于以下：
在第一实施方案中，本公开涉及一种制备涂覆磨料制品的方法，所述方法依次包括：
将多个成形磨料颗粒定位在包括多个空腔的工具中，其中所述多个成形磨料颗粒至少部分地以静电方式保持在所述多个空腔中；以及
将所述多个成形磨料颗粒设置到背衬的底胶层前体上，该背衬具有相反的第一主表面和第二主表面，其中所述底胶层前体设置在所述第一主表面的至少一部分上。
实施方案2涉及根据实施方案1所述的方法，其中所述多个成形磨料颗粒至少部分地利用真空保持在所述多个空腔中。
实施方案3涉及根据实施方案1所述的方法，其中所述多个成形磨料颗粒基本上全部以静电方式保持在所述多个空腔中。
实施方案4涉及根据实施方案1所述的方法，其中所述工具为至少部分导电的并且具有正面和背面，其中所述正面包括所述多个空腔并且所述背面靠近电接地构件。
实施方案5涉及根据实施方案1所述的方法，其中通过将所述工具放置在以间隙与电接地构件分隔的绝缘基板上并施加跨过所述间隙的电压降以使所述颗粒从所述工具松脱，来使所述颗粒从所述工具松脱并将所述颗粒设置到所述底胶层前体上。
实施方案6涉及根据实施方案5所述的方法，其中所述电压降为至少约9kV的电压降。
实施方案7涉及根据实施方案1至6中任一项所述的方法，其中所述工具的至少一部分是导电的。
实施方案8涉及根据实施方案1所述的方法，还包括至少部分地固化所述底胶层前体以提供底胶层。
实施方案9涉及根据实施方案1所述的方法，还包括：
将复胶层前体设置在所述底胶层、所述成形磨料颗粒的至少一部分上；以及
至少部分地固化所述复胶层前体以提供复胶层。
实施方案10涉及根据实施方案9所述的方法，还包括将顶胶层施加在所述复胶层的至少一部分上。
实施方案11涉及根据实施方案1至10所述的方法，其中所述成形磨料颗粒具有小于或等于25微米至3000微米的平均最大颗粒尺寸。
实施方案12涉及根据实施方案1至11所述的方法，其中所述成形磨料颗粒具有至少2:1的平均长宽比。
实施方案13涉及根据实施方案1至12所述的方法，其中所述成形磨料颗粒未经磁化的或不可磁化的。
实施方案14涉及根据实施方案1至13所述的方法，其中所述多个成形磨料颗粒为带负电的，并且所述工具为带正电的。
实施方案15涉及根据实施方案1至13所述的方法，其中所述多个成形磨料颗粒为带正电的，并且所述工具为带负电的。
实施方案16涉及一种涂覆磨料制品，所述涂覆磨料制品通过根据实施方案1至14所述的方法制备。
对本领域技术人员将显而易见的是，本文所公开的具体结构、特征、细节、构型等为在许多实施方案中可修改和/或组合的简单示例。发明人设想所有此类变化和组合均在本公开的范围内。因此，本公开的范围不应限于本文所述的特定说明性结构，而应至少扩展至由权利要求书的语言所描述的结构以及这些结构的等同形式。如果在所写的本说明书和以引用方式并入本文的任何文档中的公开内容之间存在冲突或矛盾之处，则以所写的本说明书为准。此外，在该文档中提及的所有出版物、专利和专利文档均全文以引用方式并入本文中，如同它们在本文中充分阐述一样。

Claims (16)

1.一种制备涂覆磨料制品的方法，所述方法依次包括：
将多个成形磨料颗粒定位在包括多个空腔的工具中，其中所述多个成形磨料颗粒至少部分地以静电方式保持在所述多个空腔中；以及
将所述多个成形磨料颗粒设置到背衬的底胶层前体上，所述背衬具有相反的第一主表面和第二主表面，其中所述底胶层前体设置在所述第一主表面的至少一部分上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个成形磨料颗粒至少部分地利用真空保持在所述多个空腔中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个成形磨料颗粒基本上全部以静电方式保持在所述多个空腔中。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述工具为至少部分导电的并且具有正面和背面，其中所述正面包括所述多个空腔并且所述背面靠近电接地构件。
5.根据权利要求1所述的方法，其中通过将所述工具放置在以间隙与电接地构件分隔的绝缘基板上并施加跨过所述间隙的电压降以使所述颗粒从所述工具松脱，来使所述颗粒从所述工具松脱并将所述颗粒设置到所述底胶层前体上。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述电压降为至少约9kV的电压降。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述工具的至少一部分是导电的。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括至少部分地固化所述底胶层前体以提供底胶层。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将复胶层前体设置在所述底胶层、所述成形磨料颗粒的至少一部分上；以及
至少部分地固化所述复胶层前体以提供复胶层。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括将顶胶层施加在所述复胶层的至少一部分上。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述成形磨料颗粒具有小于或等于25微米至3000微米的平均最大颗粒尺寸。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述成形磨料颗粒具有至少2:1的平均长宽比。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述成形磨料颗粒是未经磁化的或不可磁化的。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述多个成形磨料颗粒为带负电的，并且所述工具为带正电的。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述多个成形磨料颗粒为带正电的，并且所述工具为带负电的。
16.一种涂覆磨料制品，所述涂覆磨料制品是通过根据权利要求1至14中任一项所述的方法制备的。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2797715A4 (en) 2011-12-30 2016-04-20 Saint Gobain Ceramics SHAPED ABRASIVE PARTICLE AND METHOD OF FORMING THE SAME
JP5966019B2 (ja) 2012-01-10 2016-08-10 サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティド 複雑形状を有する研磨粒子およびその形成方法
CN110013795A (zh) 2012-05-23 2019-07-16 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 成形磨粒及其形成方法
US9440332B2 (en) 2012-10-15 2016-09-13 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive particles having particular shapes and methods of forming such particles
CA2907372C (en) 2013-03-29 2017-12-12 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive particles having particular shapes and methods of forming such particles
BR112016015029B1 (pt) 2013-12-31 2021-12-14 Saint-Gobain Abrasifs Artigo abrasivo incluindo partículas abrasivas moldadas
US9771507B2 (en) 2014-01-31 2017-09-26 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Shaped abrasive particle including dopant material and method of forming same
MX2016013465A (es) 2014-04-14 2017-02-15 Saint-Gobain Ceram & Plastics Inc Articulo abrasivo que incluye particulas abrasivas conformadas.
US9914864B2 (en) 2014-12-23 2018-03-13 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Shaped abrasive particles and method of forming same
TWI634200B (zh) 2015-03-31 2018-09-01 聖高拜磨料有限公司 固定磨料物品及其形成方法
CN107636109A (zh) 2015-03-31 2018-01-26 圣戈班磨料磨具有限公司 固定磨料制品和其形成方法
EP3307483B1 (en) 2015-06-11 2020-06-17 Saint-Gobain Ceramics&Plastics, Inc. Abrasive article including shaped abrasive particles
WO2017197002A1 (en) 2016-05-10 2017-11-16 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive particles and methods of forming same
CN109415615A (zh) 2016-05-10 2019-03-01 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 磨料颗粒及其形成方法
EP4349896A3 (en) 2016-09-29 2024-06-12 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Fixed abrasive articles and methods of forming same
US10563105B2 (en) 2017-01-31 2020-02-18 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Abrasive article including shaped abrasive particles
EP3898095A2 (en) 2018-12-18 2021-10-27 3M Innovative Properties Company Improved particle reception in abrasive article creation
US12011807B2 (en) 2018-12-18 2024-06-18 3M Innovative Properties Company Shaped abrasive particle transfer assembly
WO2020128716A1 (en) 2018-12-18 2020-06-25 3M Innovative Properties Company Abrasive article maker with differential tooling speed
WO2020128853A1 (en) 2018-12-18 2020-06-25 3M Innovative Properties Company Tooling splice accommodation for abrasive article production
CN114867582B (zh) 2019-12-27 2024-10-18 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 磨料制品及其形成方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030022604A1 (en) * 2001-05-07 2003-01-30 3M Innovative Properties Company Abrasive product and method of making and using the same
CN103313800A (zh) * 2011-02-16 2013-09-18 3M创新有限公司 静电磨粒涂布装置和方法
CN103328157A (zh) * 2011-02-16 2013-09-25 3M创新有限公司 具有旋转对齐的成形陶瓷磨粒的带涂层磨料制品及制备方法
CN105829024A (zh) * 2013-12-23 2016-08-03 3M创新有限公司 涂覆磨料制品的制备机设备

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090325466A1 (en) * 2008-06-30 2009-12-31 3M Innovative Properties Company Coated abrasive articles and methods of making and using the same
EP3950228A1 (en) * 2013-12-23 2022-02-09 3M Innovative Properties Company Method of making a coated abrasive article

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030022604A1 (en) * 2001-05-07 2003-01-30 3M Innovative Properties Company Abrasive product and method of making and using the same
CN103313800A (zh) * 2011-02-16 2013-09-18 3M创新有限公司 静电磨粒涂布装置和方法
CN103328157A (zh) * 2011-02-16 2013-09-25 3M创新有限公司 具有旋转对齐的成形陶瓷磨粒的带涂层磨料制品及制备方法
CN105829024A (zh) * 2013-12-23 2016-08-03 3M创新有限公司 涂覆磨料制品的制备机设备

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