用于制造磨料制品的系统和方法与流程

背景技术：

本公开涉及磨料制品。更特别地，本公开涉及用于将磨料颗粒布置在背衬上作为制造磨料制品的一部分的工具、系统和方法。

一般来讲，带涂层磨料制品具有固定到背衬的磨料层。磨料层包含磨料颗粒和将磨料颗粒固定到背衬的粘结剂。一种通用型的带涂层磨料制品具有由底胶涂层或底胶层、复胶涂层或复胶层和磨料颗粒组成的磨料层。在制造此类带涂层磨料制品时，将包含可固化底胶树脂的底胶层前体施加到背衬的主表面。然后，将磨料颗粒至少部分地嵌入到可固化底胶树脂中，并且使可固化底胶树脂至少部分固化以将磨料颗粒粘附到背衬的主表面。然后将包含可固化复胶树脂的复胶层前体施加在至少部分固化的可固化底胶树脂和磨料颗粒上，接着固化该可固化复胶树脂前体，并且任选地进一步固化该可固化底胶树脂。

通常经由滴涂技术来完成将磨料颗粒施加到背衬构造(例如，涂有底胶层前体的背衬)的主面，在该滴涂技术中，批量供给的磨料颗粒通过料斗供给并且在重力作用下落到主面上(例如，落到底胶层前体上或底胶层前体中)。磨料颗粒在接触主面时的空间定向在所有方向上完全是随机的。另选地，静电涂覆(e-涂覆)也是熟知的，并且一般采用静电场来抵抗重力将磨料颗粒竖直地推动到主面上(例如，推动到底胶层前体上或底胶层前体中)。通过静电涂覆，实现磨料颗粒在一个方向上定向，使得每个磨料颗粒的细长尺寸相对于背衬表面基本上竖立(直立)是可能的。围绕主轴的旋转定向保持随机。静电涂覆比滴涂更复杂，并且对于所有类型的磨料颗粒可为不可行的(例如，可难以一致地静电涂覆相对大的磨料颗粒)。

鉴于上述，需要用于将磨料颗粒施加到背衬构造作为制造磨料制品的一部分的经改善的系统和方法。

技术实现要素：

本公开的一些方面涉及制造磨料制品的方法。该方法包括将磨料颗粒装载到分配工具。分配工具包括限定多个通道的多个条。通道中的每个通道向分配工具的下侧敞开。将装载的磨料颗粒从分配工具分配到位于下侧的正下方并且相对于分配工具移动的背衬构造幅材的主面上。从分配工具分配的磨料颗粒的至少大部分经历颗粒定向顺序，在颗粒定向顺序中，每个颗粒首先进入通道中的一个通道。然后，颗粒部分地穿过相应的通道，使得磨料颗粒的第一部分越过下侧且与主面接触并且磨料颗粒的第二部分位于通道内。然后，颗粒定向顺序包括磨料颗粒保持同时与所述多个条中的至少一个条和背衬主面接触一段停留时间。任选地，背衬构造幅材相对于分配工具移动和/或反之亦然。在一些实施方案中，该方法包括使多个磨料颗粒同时位于通道中的相应通道内并且相对于该通道中的相应通道粗略对齐。在其它实施方案中，定向顺序包括磨料颗粒在与主面初始接触之后并且第二部分在相应通道的界限内时经历自然重定向(例如，倾斜)。在其它实施方案中，通道宽度小于磨料颗粒的标称高度和标称长度，但是大于标称厚度。

本公开的其它方面涉及用于制造磨料制品的系统。该系统包括分配工具、幅材供给装置和磨料颗粒供给装置。分配工具限定了入口侧、出口侧和下侧。另外，工具包括进行组合以限定多个通道的多个间隔开的细长条。通道中的每个通道在入口侧和出口侧之间延伸，并且向分配工具的下侧敞开。每个通道的长度大于相应的通道宽度。幅材供给装置被构造成沿纵向将背衬构造幅材递送至分配工具的下侧的正下方。磨料颗粒供给装置被构造成用于从出口分配多个磨料颗粒，其中出口布置在分配工具的入口侧上方。在一些实施方案中，多个条是通过框架保持张紧的绳。

附图说明

图1为用于根据本公开的原理制造磨料制品的系统的一部分的简化图示；

图2为根据本公开的原理并且可用于图1的系统的分配工具的简化分解透视图；

图2b为图2a的工具的俯视图；

图2c为图2a的工具的侧视图；

图3a为作为用于制造磨料制品并且将磨料颗粒分配到幅材上的系统的一部分的图2a的分配工具的侧视图；

图3b为图3a的布置的俯视图；

图3c为图3a的布置的端剖视图；

图4为可用于本公开的工具、系统和方法的磨料制品的透视图；

图5a为与图4的磨料颗粒相互作用的图2a的分配工具的一部分的俯视图；

图5b为图5a的布置的端视图；

图5c为图5a的布置的侧视图；

图6a至图6c示出了具有不同的定向的磨料颗粒的图5a至5c的布置；

图7为与图4的磨料颗粒相互作用作为用于制造磨料制品的系统的一部分的图2a的分配工具的放大侧视图；

图8a为可用于本公开的工具、系统和方法的另一个磨料颗粒的俯视平面图；

图8b为图8a的磨料颗粒的端视图；

图8c为图8a的磨料颗粒的侧视图；

图9a为附接到背衬的图8a的磨料颗粒的侧视图；

图9b为与图8a的磨料颗粒相互作用作为用于制造磨料制品的系统的一部分的图2a的分配工具的侧视图；

图9c为在稍后时间点的图9b的布置；

图9d为图9b的布置的端视图；

图10a为可用于本公开的工具、系统和方法的另一个磨料颗粒的俯视平面图；

图10b为图10a的磨料颗粒的端视图；

图10c为图10a的磨料颗粒的侧视图；

图11a为包括图10a的磨料颗粒的磨料制品的剖视图；

图11b为将图10a的磨料颗粒施加到背衬时的图2a的分配工具的一部分的放大端视图；

图12a和图12b为与图10a的磨料颗粒相互作用作为用于制造磨料制品的系统的一部分的图2a的分配工具的端视图；

图13a为可用于本公开的工具、系统和方法的另一个磨料颗粒的俯视平面图；

图13b为图13a的磨料颗粒的端视图；

图13c为图13a的磨料颗粒的侧视图；

图14a和图14b为根据本公开的原理与图13a的磨料颗粒结合的分配工具的俯视图；

图15a为可用于本公开的工具、系统和方法的另一种磨料颗粒的俯视平面图；

图15b为图15a的磨料颗粒的端视图；

图15c为图15a的磨料颗粒的侧视图；以及

图16为示出了根据本公开的原理使用分配工具制造磨料制品的另一种方法的一部分的简化俯视平面图。

具体实施方式

本公开的方面涉及用于制造磨料制品的工具、系统和方法，并且特别地涉及用于将磨料颗粒施加到背衬构造的装置和方法。作为参考，图1示出了用于根据本公开的原理制造磨料制品的系统20的部分，该系统20包括分配装置22连同在磨料制品的制造中通常采用的其它部件或装置。例如，磨料制品的制造常规地包括用于沿行进的路径或纵向26移动背衬构造幅材24的结构和机构(例如辊、传送带等)。背衬构造幅材24可采取现各种形式，并且在一些实施方案中包括已施加底胶涂层前体树脂30(或其它树脂或粘合剂)的背衬28。例如，对于图1的非限制性布置，背衬28被推进越过将底胶涂层前体树脂30施加在背衬28的主表面34上的涂覆机32，从而产生背衬构造幅材24(例如，带涂层背衬)。在其它实施方案中，可将多个涂层施加到背衬28以在递送到分配工具22时生成背衬构造幅材24；在还有的其它实施方案中，背衬构造幅材24仅由背衬28组成(即，在与分配装置22相互作用之前，背衬28未经受树脂涂覆操作)。如下所述，磨料颗粒36(为了便于理解，在图1中夸大了其尺寸)通过分配装置22施加到背衬构造幅材24的主面38，该分配装置22以其它方式分配来自供应源40的磨料颗粒36。在施加磨料颗粒36之后，背衬构造幅材24离开分配装置22，并且任选地经受进一步的处理(例如，施加复胶涂层42、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。

分配装置22被构造成用于在将磨料颗粒36施加并随后粘结到主面38时，实行磨料颗粒36的至少大部分的粗略的偏置定向和对齐。据此，在图2a至图2c中以简化形式示出了根据本公开的原理并且可用于或可用作分配装置22(图1)的分配工具50的一个实施方案的部分。从一般意义上来讲，分配工具50包括框架58和多个条60。条60由框架58以间隔开的方式保持，使得在多个条60中的紧邻的条之间限定通道62。分配工具50被构造成用于以使磨料颗粒粗略地定向和对齐的方式从其下侧64(图2c中一般性提及)分配磨料颗粒(未示出)。例如，并且如下面更详细地所述，股线60布置成使得通道62具有基本上类似的宽度wc(例如，通道62的宽度wc彼此之间变化不超过10％)，该宽度wc根据磨料颗粒的预期标称尺寸来选择，以便在下侧64处使磨料颗粒粗略地偏置成某一空间定向。

条60是自保持或可由框架58保持在基本上线性或平面形状(例如，在真正的线性或平面形状的10％内)的细长体。例如，条60可为在框架58的相对端壁70a、70b之间保持张紧的绳(例如，尼龙绳)、线、条带、股线、带等。另选地，条60可具有更刚性和坚固的构造，并且不需要跨框架58张紧。因此，框架58可结合有利于装配多个条60的各种特征结构(例如，图2a所示的安装孔72)。无论确切的构造如何，框架壁70a、70b以基本上平行的方式保持多个条60(例如，条60被布置成在彼此真正平行关系的10％内)。

端壁70a、70b之间的直线距离用来限定多个条60中的每个条的有效长度ls以及通道62中的每个通道的长度lc。如下面更详细地所述，通道长度lc根据将与分配工具50一起使用的磨料颗粒(未示出)的预期标称尺寸来选择，包括通道长度lc足以同时接收多个磨料颗粒。

分配工具50被构造成使得在装配完成并用作磨料制品制造系统20(图1)的一部分时，磨料颗粒(未示出)将被装载到通道62中，并且随后使该磨料颗粒在通道长度lc方向上相对于通道62移动。因此，分配工具50可被视为提供了与从入口侧90到出口侧92的通道长度lc相称的长度方向dl。第一端壁70a位于入口侧90，并且第二端壁70b位于出口侧92。如图2c最佳反映的，框架58将多个条60保持在相对于水平面成角度，从入口侧90到出口侧92大体向上延伸。第二端壁70b比第一端壁70a短，使得第一端壁70a的底部边缘94a竖直地位于第二端壁70b的底部边缘94b的下方(相对于图2c的直立定向)，在下文说明原因。另选地，条60可布置并保持为与水平面基本上平行。

虽然分配工具50被示出为包括股线60中的九个，但是任何其它数量(更多或更少)同样是可接受的。从更一般的意义上来讲，如下面更详细地所述，根据期望的通道宽度wc和背衬构造幅材24(图1)的尺寸(例如，幅材横向宽度)来选择提供给分配工具50的多个条60的数量。在还有的其它实施方案中，分配装置22(图1)可包括串联装配到承载框架或类似结构的分配工具50中的两个或多个分配工具。

图3a至图3c大体反映了结合分配工具50作为磨料制品制造系统20的一部分。分配工具50位于紧邻(例如，略微高出下面更详细所述的距离)背衬构造幅材24的位置。细长条60(并且因此通道62)与纵向26基本上对齐(例如，在真正对齐关系的10％内)(例如，长度方向dl与纵向26基本上对齐或平行(例如，在真正对齐或平行关系的10％内)。

在使用期间，在入口侧90处或邻近入口侧90将磨料颗粒36的供应源100(一般性提及)装载到分配工具50上。只有在实现由通道62的尺寸决定的粗略的空间定向时，磨料颗粒36中的各个磨料颗粒将进入通道62中的相应通道。例如，使图3a和图3b中的第一磨料颗粒36a在空间上定向成以便进入通道62a，而第二磨料颗粒36b的空间定向阻止进入到通道62中的任一个通道中。作为参考，供应源100的装载可包括在重力的作用下将大量的磨料颗粒36倾倒或汇集(例如，经由振动供给器、带驱动的滴涂机等)到分配工具50上，其中如此装载的磨料颗粒36中的各个磨料颗粒随机采取任何空间定向。当单个磨料颗粒36重复地接触多个条60中的一个或多个条时，它偏转并采取新的空间定向，最终变得与适于进入通道62中的一个通道的空间定向大体对齐并且采取该空间定向。就这一点而言，当磨料颗粒36供应源100流到多个条60上时，使多个条60振动，其中该振动继而使磨料颗粒36在分配工具50的表面上到处振动，直到它们获得合适的定向并下落穿过通道62中的一个通道为止。无论如何，大量的磨料颗粒36可在任何一个时间点设置位于通道62中的各个通道内。

一旦实现必要的空间定向，如此布置的磨料颗粒36就穿过相应的通道62，下落到背衬构造幅材24上，并且至少部分地粘结到其上(例如，图3a至图3c中标识的第三磨料颗粒36c)。分配工具50的下侧64，并且特别是多个条60，至少在入口侧90处与背衬构造幅材24隔开间隙g，该间隙g小于磨料颗粒36的(一个或多个)最大尺寸。因此，当位于入口侧90处或其附近时，所施加的磨料颗粒36c的一部分保持在相应的通道62内。背衬构造幅材24相对于分配工具50在纵向26上被驱动，使得所施加的磨料颗粒36c随着背衬构造幅材24的移动而相对于分配工具50行进，从而在相应的通道62内自由地滑动。在该移动期间，分配工具50的多个条60中的一个或多个条支撑所施加的磨料颗粒36c，从而防止所施加的磨料颗粒36c经历空间定向的明显变化(例如，防止所施加的磨料颗粒36c在垂直于相应的通道62的方向上明显侧倾或旋转)。如上所述，在一些实施方案中，条60在入口侧90和出口侧92之间相对于水平面并且因此相对于背衬构造幅材24的平面成角度地延伸。对于该布置，入口侧90处的间隙g的尺寸小于出口侧92处的间隙g的尺寸。在出口侧92处，间隙g的尺寸大于磨料颗粒36的(一个或多个)最大尺寸，第二端壁70b的底部边缘94b与背衬构造幅材24之间的距离也是如此。因此，所施加的磨料颗粒36c在第二端壁70b的下方自由地通过。另选地，条60可与水平面基本上平行，并且背衬构造幅材24的方向可布置成向下(在纵向上)以建立如上所述的渐展间隙g(即，入口侧90处的间隙g的尺寸小于出口侧92处的间隙g的尺寸)。在行进越过出口侧92时，现在磨料颗粒36更牢固地粘结到背衬构造幅材24(例如，图3a和图3b中标识的磨料颗粒36d)，并且保持由分配工具50决定的粗略的偏置定向和对齐。换句话讲，本公开的系统和方法包括所施加的磨料颗粒36c同时与背衬构造幅材24和分配工具50的多个条60中的一个(或多个)条接触一段停留时间，在该停留时间中使得所施加的磨料颗粒36c行进分配工具50的长度并越过出口侧92继续前进。

在一些实施方案中，分配或装载到分配工具50上的包括在供应源100中的磨料颗粒36中的一些磨料颗粒将不经历上述粗略的偏置定向和对齐顺序或步骤。例如，当供应源100在入口侧90处流到分配工具50上时，磨料颗粒36中的各个颗粒可在出口侧92的方向上偏转离开或“弹离”多个条60；同样地，磨料颗粒36中的各个颗粒将偏转离开或弹离条60，越过出口侧92(即，从第二端壁70b“的一边到另一边”)并且到背衬构造幅材24上。图3b示出了已固定到背衬构造幅材24上而没有穿过通道62中的一个通道的随机磨料颗粒36e的一个示例。磨料制品制造商和终端用户可优选该随机出现的非偏置磨料颗粒36e。因此，本公开的系统和方法包括包括在供应源100中的磨料颗粒36的至少大部分，任选地至少75％、85％、90％或95％的磨料颗粒在装载到分配工具50时经历颗粒定向顺序，在该定向顺序中磨料颗粒36：1)进入通道62中的一个通道；2)部分地穿过相应的通道62，使得磨料颗粒的第一部分越过下侧64并且与背衬构造幅材24的主面38接触，并且第二部分位于通道62内；以及3)保持同时与多个条60中的至少一个条和主面38接触一段停留时间。任选地，在停留时间的部分或整个期间，背构造幅材24相对于分配工具50移动和/或分配工具50相对于背衬构造幅材24移动。在其它实施方案中，当施加磨料颗粒36时，背衬构造幅材24和分配工具50不相对于彼此移动(例如，背衬构造幅材24和分配工具50两者都保持静止，或者背衬构造幅材24和分配工具50协力移动)。在一些实施方案中，在将包括在供应源100中的磨料颗粒36的少于100％装载到分配工具50上时，该磨料颗粒36经历颗粒定向顺序。

由本公开的分配工具提供的粗略的偏置定向和对齐可通过参考磨料颗粒的主轴和尺寸来表征。图4为磨料颗粒36的一般的非限制性示例，该磨料颗粒36的外部形状限定了在三个正交平面中表示磨料颗粒36的最大尺寸的颗粒最大长度lp尺寸、最大高度hp尺寸和最大厚度tp尺寸。颗粒最大长度尺lp、最大高度hp和最大厚度tp是磨料颗粒36的形状的函数，并且该形状可为均匀的或不均匀的。本公开决不限于任何具体的磨料颗粒形状、尺寸、类型等，并且下面更详细地描述了可用于本公开的几种示例性磨料颗粒。然而，对于一些形状，磨料颗粒36的“高度”可更常规地被称为“宽度”。磨料颗粒36在图4中被示出为任意地具有矩形棱柱形状，该矩形棱柱形状具有相对的主面104(其中一个是可见的)、相对的主侧面106(其中一个是可见的)以及相对的次侧面108(其中一个是可见的)。无论确切的形状如何，任何磨料颗粒都可被描述为提供颗粒最大长度lp作为任何一个平面中的最大尺寸，提供颗粒最大高度hp作为与最大长度lp的平面正交的任何平面中的最大尺寸，并且提供最大厚度tp作为与最大长度lp和最大高度hp的平面正交的第三平面中的最大尺寸。颗粒最大长度lp大于或等于颗粒最大高度hp，并且颗粒最大高度hp大于或等于颗粒最大厚度tp。可用于本公开的磨料颗粒可具有圆形几何形状，使得术语“长度”、“高度”或“厚度”包括直径。

磨粒颗粒36的形状限定了可限定颗粒xp轴、yp轴和zp轴(颗粒xp轴、yp轴和zp轴相对于彼此正交)的质心。按照图4的约定，颗粒zp轴与最大高度hp平行，yp轴与最大长度lp平行，并且xp轴与最大厚度tp平行。作为参考，对于磨料颗粒36，颗粒xp轴、yp轴和zp轴被标识为独立于背衬构造幅材24的独立对象(图3a)；一旦施加到背衬构造幅材24，磨料颗粒36的“z-轴旋转定向”就由颗粒围绕以相对于背衬90度的角度穿过颗粒并穿过颗粒所附接的背衬的z-轴的角旋转来限定。

通过本公开的分配工具进行的粗略的偏置定向需要将磨料颗粒的空间布置决定或限制于一定范围的围绕颗粒zp轴的旋转定向和一定范围的围绕颗粒yp轴的旋转定向；粗略的偏置定向不决定或限制围绕颗粒xp的旋转定向。例如，图5a提供位于通道62中的一个通道内的磨料颗粒36的俯视图。相对的条60将磨料颗粒36围绕zp轴的旋转定向限制于由磨料颗粒36的虚线表示所反映的范围。类似地，图5b为通道62中的一个通道内的磨料颗粒36的端视图。粗略的偏置定向包括相对的条60将磨料颗粒36围绕yp轴的旋转定向限制在由磨料颗粒36的虚线表示所反映的范围内。最后，图5c为位于通道62内(一般性提及)的磨料颗粒36相对于多个条60中的一个条的侧视图(应当理解，通道62的相对的股线未示出)。磨粒颗粒36可自由地采取围绕xp轴的任何旋转定向(围绕xp轴的一个可能的旋转定向在图5c中以虚线表示)。

根据通道62和磨料颗粒36的尺寸，磨料颗粒36可能够“适配”在通道62内”，使得颗粒yp轴和zp轴从5a和图5b的表示旋转90度，在该图5a和图5b中，磨料颗粒36随机布置成具有与通道长度lc平行的主侧面106。图6a至图6c为其中次侧面108与通道长度lc平行的另一种可能的布置。再次，实现了粗略的偏置定向，其中磨料颗粒36受限于一定范围的围绕颗粒的yp轴和zp轴的定向；磨料颗粒36可采取围绕颗粒xp轴的任何旋转定向。

考虑以上一般说明并且在图2a至图2c和图4之间进行参考，应当回想到，条60的布置和通道62的尺寸根据待处理的磨料颗粒36的预期的几何形状或尺寸来选择。从更一般的意义上来讲，条60和通道62的布置和尺寸基于待处理的磨料颗粒的颗粒最大长度lp、最大高度hp和最大厚度tp来选择(应当理解，批量供给的特定磨料颗粒将旨在包含尺寸和形状被相同地设定的磨料颗粒；然而，同样地，批量供给内的磨料颗粒中的各个磨料颗粒彼此将具有在可接受容差内的略微变化的尺寸；因此，当选择用于如本公开所述分配批量供给中的磨料颗粒的条60和通道62的布置和尺寸时，批量供给中的任何一个磨料颗粒的“尺寸”都可参考批量供给的标称尺寸)。

如下所述，条60和通道62的布置和尺寸通常被构造成使得通道宽度wc至少小于磨料颗粒最大长度lp，并且任选地小于磨料颗粒最大高度hp，从而决定了磨料颗粒36在进入和穿过通道62中的一个通道之前必须实现粗略的偏置定向，其中条60还用来支撑处于偏置定向的磨料颗粒36。尽管通道宽度wc可紧密地接近最大厚度tp，以便决定所施加的磨料颗粒36的更精确的颗粒zp轴和yp轴旋转定向(即，当通道宽度wc接近最大厚度tp时，磨料颗粒36可采取并且仍然“适配”在通道62中的可能的zp轴和yp轴旋转定向的范围减小)，在一些实施方案中，对于增加的通过时间，通道宽度wc大于最大厚度tp(即，通过提供更大的通道宽度wc，磨料颗粒36可随机采取更大范围的zp轴旋转定向和yp轴旋转定向，并且仍然进入/穿过通道62中的一个通道，从而使单个磨料颗粒36“更容易”获得适当的空间定向，因此改善磨料颗粒36通过分配工具50的质量流速)，接近但不超过颗粒最大值长度lp和最大高度hp。

例如，通道宽度wc可为颗粒最大厚度tp的至少125％，或者至少150％。另选地或除此之外，通道宽度wc可为最大高度hp的50％至75％(只要计算值大于最大厚度tp)。在其它实施方案中，选择的通道宽度wc是最大厚度tp的非整数因子(即，通道宽度wc不等于最大厚度tp、2tp、3tp等)以避免堵塞(例如，通道宽度wc等于最大厚度tp的两倍时，两个磨料颗粒36可变得彼此并排对齐，然后共同卡到通道62中的一个通道的相对的条60)。

如图7所示，可利用磨料颗粒36的尺寸来确定分配工具50的下侧64和背衬构造幅材24之间的间隙g的尺寸。特别地，间隙g的尺寸被设定成以便确保一旦在入口侧90处或邻近入口侧60与背衬构造幅材24接触，磨料颗粒36的一部分就保持在相应的通道62“内”(在图7中一般性提及，应当理解，在图7的视图中，通道62被“隐藏”在条60的后面，在图示中以其它方式可见)，由相应的多个条60中的至少一个条支撑。在一些实施方案中，并且在图4和图7之间交叉参考，在入口侧90处间隙g的尺寸是颗粒最大高度hp的10％至90％，或者为颗粒最大高度hp的25％至75％。例如，在图7的图示中，第一磨料颗粒36a已实现了由分配工具50决定的粗略的偏置定向，沿通道62中的一个通道下落，并且在入口侧90附近被布置在背衬构造幅材24上。因为入口侧90处的间隙g的尺寸小于颗粒最大高度hp，所以磨料颗粒36a的第一部分110保持位于通道62内或条60的“上方”，并且第二部分112越过下侧64。因此，当磨粒颗粒36a随着背衬构造幅材24在纵向26上的移动而沿分配工具50横贯时，磨料颗粒36由多个条60中的至少一个条支撑(即，第一部分110接触条60中的至少一个)。当所施加的磨料颗粒接近出口侧92(例如，图7中的第二磨料颗粒36b)时，由于间隙g的尺寸增加(在纵向26上)，因此磨料颗粒36b不再接触(一个或多个)条60。因此，所施加的磨料颗粒36b在第二端壁70b下方自由地通过(图2c)。

上面用于构造本公开的分配工具的标准，并且特别是条60、通道62和间隙g的布置和尺寸，可应用于多种不同的磨料颗粒构造。例如，颗粒最大长度lp1、最大度hp1和最大厚度tp1被指定用于图8a至图8c中的一个示例性磨料颗粒200形状。磨料颗粒200的形状近似于等边三棱柱，其中图8a提供了俯视图，图8b提供了端视图，并且图8c提供了侧视图。由于等边三棱柱形状，所以最大长度lp1和最大高度hp1在磨料颗粒200的厚度上是均匀的(即，磨料颗粒200可视为限定了相对的主面202、204；在两个面202、204处存在最大长度lp1和最大高度hp1)。最大高度hp1是已知的或可计算，并且小于最大长度lp1。最大厚度tp1小于最大长度lp1和最大高度hp1。磨料颗粒200的侧面206至侧面210具有相同的形状和尺寸，并且垂直于主面202、204。

如一般由图9a所反映的，磨料制品制造商可优选将磨料颗粒200以“直立”位置施加到并且保持在背衬构造幅材24的主面38处(即，与其中颗粒主面202、204中的一个处于背衬构造主面38处的非直立定向相比，磨料颗粒200的侧面206至侧面210中的一者抵靠背衬构造主面38或嵌入到背衬构造主面38中)。参考图2a至图2c以及图8a至图8c，与上述说明相称，分配工具50可被构造成用于通过将通道宽度wc形成为小于颗粒最大长度lp1和最大高度hp1并且大于最大厚度tp1来将磨料颗粒200粗略地偏置到期望的直立位置。

如图9b所示，还可利用磨料颗粒200的尺寸来确定分配工具50的下侧64和背衬构造幅材24之间的间隙g的尺寸。特别地，间隙g的尺寸被设定成以便确保一旦在入口侧90附近与背衬构造幅材24接触，磨料颗粒200的一部分就保持在相应的通道62“内”(在图9b中一般性提及)，由相应的多个条60中的至少一个条支撑。在一些实施方案中，并且在图8a和9b之间交叉参考，入口侧处的间隙g的尺寸是颗粒最大高度hp的25％至75％。例如，在图9b中标识了第一磨料颗粒200a。第一磨料颗粒200a已实现了由分配工具50决定的粗略的偏置定向，沿通道62中的一个通道下落，并且被布置在背衬构造幅材24上(即，第一侧面206承载在主面38上或主面38中)。因为间隙g相对于磨料颗粒200的位置的尺寸小于颗粒最大高度hp1，所以磨料颗粒200a的第一部分220保持位于通道62内，并且第二部分222越过下侧64。因此，当磨粒颗粒200a随着背衬构造幅材24在纵向26上的移动而沿分配工具50横贯时，磨料颗粒36由多个条60中的至少一个支撑(即，第一部分220接触多个条60中的至少一个条)。当磨料颗粒200a接近出口侧92时，不再发生与(一个或多个)条60的接触，并且磨料颗粒200a在第二端壁70b下方自由地通过(图2c)。

图9b还反映了当磨料颗粒200初始沿通道62中的一个通道下降或下落时，未有效地约束围绕颗粒xp轴的旋转定向(图4)，使得磨料颗粒200初始可以宽泛范围的颗粒xp轴旋转定向接触背衬构造幅材24。例如，第二磨料颗粒200b在图9b中被标识为初始以偏斜旋转定向接触背衬构造幅材24(即，侧面206至侧面210中没有一个侧面与主面38平行)。一旦与背衬构造幅材24接触，磨料颗粒200b就将在其横贯分配工具50时自然地寻求稳定的定向，同时被背衬构造幅材24沿纵向26牵拉。这是底胶涂层30的典型重量中的“基底向下”定向。图9c表示稍后时间点；随着背衬构造幅材24的移动，磨料颗粒200b现已自然地取得了其中侧面206抵靠主面38或在主面38中的稳定定向。与上述说明相称，在该自调节的定向中，磨料颗粒200b的一部分保持位于通道62内(一般性提及)，由多个条60中的至少一个条支撑。最后，图9d的端视图反映了，尽管所有的磨料颗粒200的z-轴旋转定向将不相同，但是由分配工具50实行的粗略的偏置定向将由附接的磨料颗粒200中的每个磨料颗粒展现的z-轴旋转定向(即，施加的颗粒200围绕以相对于背衬24的角度为90度围绕穿过颗粒200并穿过颗粒36所附接的背衬24的z-轴的角旋转)限制于规定范围。

多个其它磨料颗粒形状可用于本公开的分配工具、系统和方法。例如，颗粒最大长度lp2、最大度hp2和最大厚度tp2被指定用于图10a至图10c中的另一种示例性磨料颗粒250形状。磨料颗粒250的形状近似于其中颗粒最大长度lp2大于颗粒最大高度hp2的等边三角锥形棱柱。在厚度上的锥形几何形状决定了第一主面252处的磨料颗粒250的尺寸不同于第二相对的主面254处的尺寸。如一般通过视图所反映的，在第二主面254处发现最大长度lp2和最大高度hp2；当第一主面252具有长度尺寸和高度尺寸(标记为lminor、hminor)时，磨料颗粒250在第一主面252处的长度和高度小于第二主面254处的长度和高度，其中在第二主面254处存在或测量到最大长度lp2尺寸和最大高度hp2尺寸。最大厚度tp2小于最大长度lp2和最大高度hp2。磨料颗粒250的侧面256至侧面260具有相同的形状和尺寸，并且可表征为限定了相对于第一主面252的拔模角α和相对于第二主面254的底角β的“斜坡的”。例如，磨料颗粒250可采取题为“具有斜坡侧壁的成形磨料颗粒”(“shapedabrasiveparticlewithaslopingsidewall”)的美国公布2010/0151196中所述的构造中的任一种，该公布的教导内容以引用方式并入本文。

如一般由图11a中的示例性带涂层磨料制品270所反映的，磨料制品制造商可优选将磨料颗粒250以“直立”位置施加到并且保持在背衬构造幅材24的主面38处(即，磨料颗粒250中的每个磨料颗粒的侧面256至侧面260中的一者抵靠或嵌入到背衬构造主面38，其中磨料颗粒250具有整体的“侧倾”或“倾倚”布置并用复胶涂层42覆盖)。另外参考图2a至图2c以及图10a至图10c，与上述说明相称，分配工具50可被构造成用于通过将通道宽度wc形成为小于颗粒最大长度lp2和最大高度hp2并且大于最大厚度tp2来将磨料颗粒250粗略地偏置成期望的直立倾斜定向。在一些实施方案中，通道宽度wc足够大(诸如为颗粒最大高度hp2的25％至75％)，使得磨料颗粒250可自由地采取侧倾或倾倚布置。

在其它实施方案中，可基于磨料颗粒250的几何形状更精确地计算通道宽度wc。对于其中磨料颗粒250具有均匀的等边三角锥形棱柱形状的构造，第一主面252和第二254的侧边缘尺寸可测量或是已知的(并且用作“长度”尺寸)，拔模角α和底角β也是如此。由于等边三角形形状和已知/测量的长度尺寸，第一主面252的高度hminor可计算为：

hminor＝3^1/2/2×lminor

另选地，可测量第一主面252的高度hminor。在颗粒厚度tp2是已知的或被测量的情况下，然后任一侧面256至260的宽度wsf被计算为：

wsf＝tp2/sinβ

参考图11b所示，然后可根据侧面宽度wsf确定通道宽度wc。特别地，为了容纳处于侧倾定向的磨料颗粒250的占有面积(其中侧面256至侧面260中的一者与背衬构造幅材24的主面38基本上平行并且因此基本上垂直于股线60中的每个股线的平面)，通道宽度wc应等于或大于侧面宽度wsf加上余隙尺寸(在图11b中指定为“c”)。余隙尺寸c可计算为：

c＝hminor×cosβ

因此，通道宽度wc可计算为：

wc≥wsf+c，或

wc≥tp2/sinβ+(hminor×cosβ)

如上所述，还可利用磨料颗粒250的尺寸来确定分配工具50的下侧64和背衬构造幅材24之间的间隙g(图7)的可变尺寸。

分配工具50在施加多个磨料颗粒250中的用途高度近似于上述说明。在一些实施方案中，分配工具50被构造和被布置成使得无论磨料颗粒250在其沿相应的通道62通过时的颗粒yp轴、zp轴(图4)的旋转定向如何，都允许磨料颗粒朝向“倾斜”定向自回复，其中多个股线60中的一个或多个股线支撑处于该倾斜定向的磨料颗粒。例如，图12a的视图表示在第一时间点下落穿过通道62中的各个通道的磨料颗粒250中的各个磨料颗粒。磨料颗粒250a中的第一个磨料颗粒被示出为已以旋转定向与背衬构造幅材24的主面38接触，处于该旋转定向的侧面256至侧面260中没有一个侧面与主面38平行。换句话讲，虽然第一磨料颗粒250a已取得上述提及的足以进入并且部分地穿过通道62的粗略的偏置定向，但磨料颗粒250a不处于期望的倾斜定向。一旦与背衬构造幅材24接触，磨粒颗粒250a就至少部分地固定到底胶涂层30；然而，底胶涂层30的表面张力和其它参数允许磨料颗粒250a自然地侧倾。图12b反映了该现象，示出了在稍后时间点的图12a的布置。更特别地，磨料颗粒250a已朝向期望的“侧倾”定向自回复，并且经由与多个条60中的一个条接触而被支撑处于该侧倾布置。

作为参考，虽然磨料颗粒250随机地下落穿过相应的股线62，但未必磨料颗粒250中的每个磨料颗粒都在空间上被定位成实现最终或完全的侧倾布置。例如，在图12a和图12b中标识了第二磨料颗粒250b。在图12a的状态下，第二磨料颗粒250b以相对靠近条60的方式下降穿过通道。第二磨料颗粒250b与背衬构造幅材24的主面38接触(图12a)，并且然后自侧倾成图12b的布置。如图所示，第二磨料颗粒250b在实现完全侧倾布置(即，侧面256不与主面38平行)之前与条60接触。然而，在稍后离开分配工具50(即，第二磨料制品250b不再与多个条60中的任一个条接触)时，底胶涂层30保持充分流动的，使得第二磨料颗粒250b有可能自转变成期望的侧倾布置。

图12a和图12b还示出了在由本公开的分配工具决定的粗略的偏置定向的情况下，磨料颗粒250可在规定的颗粒yp轴、zp轴范围内随机地采取不同的空间布置。例如，与第一磨料颗粒250a和第二磨料颗粒250b相比，第三磨料制品250c被标识和示出为在空间上布置成大约180度(围绕颗粒zp轴)。

多个其它磨料颗粒形状同样地可用于本公开。作为另外的非限制性示例，颗粒最大长度lp3、最大度hp3和最大厚度tp3被指定用于图13a至图13c中的另一种示例性磨料颗粒300形状。磨料颗粒300的形状近似于等腰三角锥形棱柱。最大长度lp3大于最大高度hp3。如上所述，锥形的几何形状决定，第一主面302处的长度和高度不同于相对的第二主面304，其中在第二主面304处发现或测量到最大长度lp3和最大高度hp3。最大厚度tp3小于最大长度lp3和最大高度hp3。另外参考图2a至图2c，并且与上述说明相称，分配工具50可被构造成使得通道宽度wc小于颗粒最大长度lp3，任选地小于颗粒最大高度hp3，但大于颗粒最大厚度tp3。例如，图14a的视图示出了其中通道宽度wc小于最大高度hp3(并且因此小于最大长度lp3)的一种构造。因此，每当在空间上布置成使得最大长度lp3或最大高度hp3垂直于长度方向dl时，磨料颗粒300都不能够进入通道62中的任一个通道。另选地，存在其中磨料制品制造商对更宽泛范围的磨料颗粒定向感到满意的情况。因此，并且如图14b所反映的，通道宽度wc可选择为小于颗粒最大长度lp3但大于颗粒最大高度hp3，从而允许磨料颗粒300更容易取得适于进入通道62中的一个通道的空间定向。

如上述解释所证实的那样，本发明的分配工具可用于多种磨料颗粒形状，诸如目前可得到的或未来开发的任何精密成形的细粒。可用于本公开的其它精密成形的细粒或磨料颗粒的非限制性示例包括在以下专利申请公布中所述的那些：题为“成形的破碎磨料颗粒、使用该成形的破碎磨料颗粒的磨料制品及其制造方法”(“shaped,fracturedabrasiveparticle,abrasivearticleusingsameandmethodofmaking”)的美国专利申请公布2009/0169816；题为“具有凹槽的成形磨料颗粒”(“shapedabrasiveparticleswithgrooves”)的美国专利申请公布2010/0146867；题为“具有低圆度因子的成形磨料颗粒”(“shapedabrasiveparticleswithlowroundnessfactor”)的美国专利申请公布2010/0319269；题为“双锥形成形磨料颗粒”(“dualtaperedshapedabrasiveparticles”)的美国专利申请公布no.2012/0227333；题为“陶瓷成形磨料颗粒及其制造方法和包含该磨料颗粒的磨料制品”(“ceramicshapedabrasiveparticles,methodsofmakingthesame,andabrasivearticlescontainingthesame”)的美国专利申请公布no.2013/0040537；以及题为“相交板成形磨料颗粒”(“intersectingplateshapedabrasiveparticles”)的美国专利申请公布no.2013/0125477，这些专利申请公布中的每个申请公布的全部教导内容以引用方式并入本文。

另外，本公开的工具、系统和方法还可用于更抽象或复杂的磨料颗粒形状(例如，碎片)。例如，颗粒最大长度lp4、最大高度hp4和最大厚度tp4被指定用于图15a至图15c中的另一种示例性磨料颗粒320形状。磨料颗粒320的形状近似于其中相对的面322、324具有随机的复杂形状的复杂棱柱。颗粒最大长度lp4大于颗粒最大高度hp4。颗粒最大厚度tp4小于颗粒最大长度lp4和最大高度hp4。另外参考图2a至图2c，并且与上述说明相称，分配工具50可被构造成使得通道宽度wc小于最大长度lp4，任选地小于最大高度hp4，但大于最大厚度tp4。

无论形状如何，本公开的工具、系统和方法都可用于宽泛范围的磨料颗粒材料。示例性的可用的磨料颗粒包括基于熔融氧化铝的材料，诸如氧化铝、陶瓷氧化铝(其可包含一种或多种金属氧化物改性剂和/或促结晶剂或成核剂)，以及热处理的氧化铝、碳化硅、共熔融氧化铝-氧化锆、金刚石、二氧化铈、二硼化钛、立方氮化硼、碳化硼、石榴石、燧石、金刚砂、溶胶-凝胶衍生的磨料颗粒以及它们的共混物。磨料颗粒可为(例如)单个颗粒、团聚物、磨料复合颗粒以及它们的混合物的形式。

返回到图1，除了分配工具50(以及分配装置22的其它任选部件)及其用途之外，本公开的磨料制品制造系统和方法的其它特征可采取现有技术中已知的多种形式。

例如，背衬28可为柔性背衬。合适的柔性背衬包括聚合物膜、金属箔、织造织物、针织织物、纸、硫化纤维、非织造物、泡沫、丝网、层合物以及它们的组合。具有柔性背衬的带涂层磨料制品可为片、盘、带、垫或卷的形式。在一些实施方案中，背衬28可为足够柔性的以允许带涂层磨料制品形成为环，以制造可在合适的磨削设备上运行的磨带。

底胶涂层30和复胶涂层42(在设置有复胶涂层的情况下)包含树脂粘合剂。底胶涂层30的树脂粘合剂与复胶涂层42的树脂粘合剂可相同或不同。适用于这些涂层的树脂粘合剂的示例包括酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂、丙烯酸酯树脂、氨基塑料树脂、三聚氰胺树脂、丙烯酸酯化的环氧树脂、聚氨基甲酸酯树脂以及它们的组合。除树脂粘合剂之外，底胶涂层30或复胶涂层42或这两个层还可包含本领域已知的添加剂，诸如例如填料、助磨剂、润湿剂、表面活性剂、染料、颜料、偶联剂、粘合增进剂以及它们的组合。填料的示例包括碳酸钙、硅石、滑石、粘土、偏硅酸钙、白云石、硫酸铝以及它们的组合。

本公开的分配工具同样可用于除了图1涉及的那些之外的其它磨料制品制造系统和方法。例如，可利用本公开的分配工具将磨料颗粒以顺维之外的粗略偏置定向来施加和/或施加到具有盘形形状或其它非线性形状的背衬幅材构造上。对于这些实施方案或其它另选的实施方案，当施加磨料颗粒时，背衬和分配工具不会相对于彼此移动(例如，背衬构造幅材和分配工具两者都保持静止，或者背衬构造幅材和分配工具协力移动)。根据本公开的另一个另选的实施方案由图16表示，在该图16中利用分配工具50将磨料颗粒36施加到背衬幅材构造或背衬400。背衬400具有盘形形状。如上所述，初始将磨料颗粒36供给到分配工具50，并且然后在穿过通道62中的一个通道时以偏置定向施加到背衬400的表面。当将磨料颗粒36分配到背衬400上时，分配工具50和背衬400可相对于彼此保持静止；一旦已施加磨料颗粒36，分配工具50就相对于背衬400在由箭头m(和/或反之亦然)表示的方向增量地移动(例如，旋转)，直到分配工具40在用于接收磨料颗粒36中的另外的磨料颗粒的背衬400的“新”区域上方为止。另选地，分配工具50的尺寸和形状可被设定成使得当将磨料颗粒36供给到分配工具50时，分配工具50可相对于背衬400在m(和/或反之亦然)方向上以足以允许所施加的磨料颗粒36越过通道62而不经历由股线60明显施加的力(即，所施加的磨料颗粒36没有由于与多个股线60中的一个股线接触而被迫下落)的速率缓慢移动(例如，旋转)。

本公开的分配工具和相应的磨料制品制造系统和方法相较先前的设计提供了显著的改善。将磨料颗粒随机地装载到分配工具上。在穿过分配工具并施加到背衬时，使磨料颗粒粗略地定向并对齐，其中最小化了成本和对通过时间的限制。另外，分配工具在停留时间内支撑定向的和对齐的磨料颗粒，从而增强了磨料颗粒将保持偏置定向的可能性。本公开的分配工具可用于任何类型或形状的磨料颗粒，尤其是不太适用于静电涂覆的磨料颗粒。

虽然本公开参考优选实施方案进行描述，但本领域的技术人员将认识到，可在不偏离本公开的实质和范围的情况下进行形式和细节的改变。