专利名称：具有带突起衬垫的研磨制品及其制造和使用方法
技术领域：
本发明涉及研磨制品，更具体地涉及具有粘合层的研磨制品。
背景技术：
许多研磨制品，比如片状或盘状的涂布研磨制品或非织造研磨制品，在使用时通常都被固定在支撑垫上。通常，支撑垫的作用是为研磨制品提供特定打磨应用所必须的基础。比如，如果要在高压条件下使用研磨制品(比如坯料高切削应用)，则支撑垫通常是耐用，耐热和坚硬的。如果要将研磨制品用于抛光有外形的表面，则支撑垫通常是柔软和可粘合的。
对于具有背衬的研磨制品，将研磨制品固定在支撑垫上的一个任选办法是使用压敏粘合剂(即PSA)。这时，与研磨层相反的背衬表面通常具有一层PSA。PSA层通常具有足以将涂布研磨制品固定在支撑垫上用于预期打磨应用的粘合性。
衬垫在提供给用户时通常都与研磨制品的PSA层粘合。衬垫起到例如保护粘合层防止其他物体与PSA层粘合导致粘合层粘性下降的作用。常用衬垫通常是由纸或聚合物薄膜制成的，通常具有低粘合材料涂层，通常，低粘合材料与PSA层直接接触。这种低粘合材料的实例包括聚乙烯，硅氧烷，含氟聚合物和高分子量蜡状物质。剥离衬垫从而露出PSA层会是耗费时间的工序，因为通常需要从PSA层上分离(比如用手指甲)衬垫。
为了便于衬垫的剥离，一些研磨制品具有一次性小突出部。这些研磨制品通常是通过将研磨制品及其所附的衬垫切割(比如冲切)，一般成具有较佳尺寸和形状(比如，盘状或矩形)但包括形成小突出部的附加面积的形状而制成。切痕穿透研磨制品中的研磨层，背衬，PSA层和任选层，但是并未穿透衬垫，使具有较佳形状的那部分与小突出部片的那部分研磨制品分离。可很容易抓住小突出部，从PSA层上剥离衬垫，形成具有较佳形状的研磨制品。在实际操作中，很难精确控制使小突出部与研磨制品分离的切痕深度，切入或切透衬垫的问题是常见的。这时小突出部就不能正常发挥作用。
发明概述本发明一方面提供一种涂布研磨制品，其包括具有第一主表面和与第一主表面相反的第二主表面的背衬；位于至少部分第一主表面上的研磨层，其中研磨层含有粘合剂和研磨颗粒；位于至少部分第二主表面上的粘合层；和与粘合层粘合的可剥离衬垫，衬垫包括从中伸出的突起的底部，至少有些突起与粘合层接触。
本发明另一方面提供了一种非织造研磨制品，其包括具有第一主表面和与第一主表面相反的第二主表面的背衬；位于至少部分第一主表面上的非织造研磨织物，非织造研磨织物含有敞开膨松纤维织物，粘合剂和研磨颗粒；位于至少部分第二主表面上的粘合层；和与粘合层粘合的可剥离衬垫，衬垫包括具有从中伸出的突起的底部，至少有些突起与粘合层接触。
本发明另一方面提供了一种制造涂布研磨制品的方法，该方法包括提供具有第一主表面和与第一主表面相反的第二主表面的背衬；在至少部分第一主表面上固定研磨层，研磨层含有粘合剂和研磨颗粒；在至少部分第二主表面上固定粘合层；和将可剥离衬垫粘贴在粘合层上，衬垫包括底部和多个从底部伸出的突起使突起与粘合层接触。
通常在粘贴可剥离衬垫之前，在第一主表面上固定研磨层。
本发明另一方面提供一种制造非织造研磨制品的方法，该方法包括提供具有第一主表面和与第一主表面相反的第二主表面的背衬；在至少部分第一主表面上固定非织造研磨织物，非织造研磨织物含有敞开膨松纤维织物，粘合剂和研磨颗粒；在至少部分第二主表面上固定粘合层；和将可剥离衬垫粘贴至粘合层上，衬垫包括具有基底部分和多个突起的第一主表面，其中突起与粘合层接触。
通常在粘贴可剥离衬垫之前，在第一主表面上固定非织造研磨织物。
本发明另一方面提供了一种打磨工件的方法，该方法包括提供一种涂布研磨制品，该制品包括具有第一主表面和与第一主表面相反的第二主表面的背衬；位于至少部分第一主表面上的研磨层，研磨层含有粘合剂和研磨颗粒；位于至少部分第二主表面上的粘合层；和与粘合层粘合的可剥离衬垫，衬垫包括底部和多个从基底伸出的突起，其中突起与粘合层接触；从粘合层上剥离衬垫；将粘合层粘贴至支撑垫上；使至少部分研磨层与至少部分工件表面摩擦接触；和相对移动研磨制品或工件中的至少一个，打磨至少部分表面。
本发明另一方面提供了打磨工件的方法，该方法包括提供非织造研磨制品，该制品包括具有第一主表面和与第一主表面相反的第二主表面的背衬；位于至少部分第一主表面上的非织造研磨织物，非织造研磨织物包括敞开膨松纤维织物，粘合剂和研磨颗粒；位于至少部分第二主表面上的粘合层；和与粘合层粘合的可剥离衬垫，该衬垫包括底部和多个从基底伸出的突起，其中突起与粘合层接触；从粘合层上剥离衬垫；将粘合层粘贴至支撑垫上；使至少部分非织造研磨织物与至少部分工件表面摩擦接触；和相对移动研磨制品或工件中的至少一个，打磨至少部分表面。
通常，很容易剥离本发明涂布研磨制品和非织造研磨制品的衬垫，从而解决了转换操作时不慎切割衬垫的问题。
附图简要说明
图1所示是本发明涂布研磨制品的一实例的截面示意图；图2所示是本发明涂布研磨制品的另一实例的截面示意图；图3所示是本发明非织造研磨制品的一实例的截面示意图；图4-7分别是图1-3中衬垫实例的透视图；和图8是带有小突出部的图1所示涂布研磨制品的一实例的透视图。
具体说明本发明研磨制品包括涂布研磨制品和非织造研磨制品。
涂布研磨制品涂布研磨制品通常包括背衬和含有研磨颗粒与至少一种粘合剂的研磨层，粘合剂将研磨颗粒固着在背衬上。研磨层可以是例如单层(比如浆料层)或多层(比如构造(make)层和上胶层)。
图1所示是本发明典型涂布研磨制品的一个实例的示意图。参考附图，涂布研磨制品100包括具有第一主表面111和与第一主表面111相反的第二主表面112的背衬110。研磨层125固定在第一主表面111上，并包括研磨颗粒130，构造层120和上胶层140。粘合层150与至少部分第二主表面112接触。为了简化，以下将背衬110，研磨层125和粘合层150总称为次级组件115。可剥离衬垫160包括具有第一表面172和与第一表面172相反的第二表面174的底部170。突起165从第一表面172伸出，并与粘合层150接触，使衬垫160与粘合层150粘合。
构造层和上胶层及其涂布方法是研磨技术领域众所周知的。它们通常包括一种或多种粘合剂(比如，酚醛，脲醛，环氧，环氧/丙烯酸酯粘合剂)，起到粘合研磨颗粒与背衬的作用。构造层还起到密封背衬的作用。
图2所示是本发明典型涂布研磨制品的另一实例的示意图。参考附图，涂布研磨制品200包括具有第一主表面211和与第一主表面211相反的第二主表面212的背衬210。研磨层225固定在第一主表面211上，并包括研磨颗粒230和粘合剂235。粘合层250与至少部分第二主表面212接触。可剥离衬垫260包括具有第一表面272和与第一表面272相反的第二表面274的底部270。突起265从第一表面272伸出，并与粘合层250接触，使衬垫260与粘合层250粘合。
以研磨颗粒在粘合剂前体中的浆料形式涂布研磨层，随后固化前体形成粘合剂。这些研磨颗粒在粘合剂前体中的浆料及其涂布技术是研磨技术领域众所周知的。
适用背衬包括制造涂布或非织造研磨制品技术领域中已知的材料，包括常用的封闭涂布研磨背衬和多孔非封闭背衬。背衬可以是柔软或坚硬的。优选背衬是柔软的。可以用任意数量的不同物质制造背衬，包括常规用于制造涂布研磨制品背衬的物质。
柔软背衬的实例包括聚合薄膜(包括底涂的薄膜)，比如聚烯烃薄膜(比如，聚丙烯，包括双轴取向聚丙烯，聚酯薄膜，聚酰胺薄膜，纤维素酯薄膜)，纤维增强热塑性塑料，金属箔，网状物，泡沫材料(比如，天然海绵材料或聚氨酯泡沫材料)，布(比如，由包括聚酯，尼龙，丝，棉和/或人造丝的纤维或纱线制成的布)，纸，涂层纸，硫化纸，硫化纤维，非织造材料及其组合，以及其处理后的产物。背衬也可以是两种材料的层压材料(比如，纸/纸，布/纸，非织造材料/纸，薄膜/布)。布背衬可以是织造或缝合的。背衬材料的选择取决于研磨制品的预期应用。
背衬厚度通常是0.02到5毫米，优选是0.05到3.5毫米，更优选是0.1到2毫米，不过超出这些范围的厚度也可能是有用的。
这些背衬的任何处理中可能包括抗静电材料。添加抗静电材料能降低研磨制品在打磨木材或类似木材的材料时静电积聚的趋势。
适用的研磨颗粒包括研磨技术领域中已知的任何研磨颗粒。有用研磨颗粒的实例包括熔凝氧化铝基材料，比如氧化铝，陶瓷氧化铝(包括一种或多种金属氧化物改性剂和/或晶种剂或成核剂)，和热处理氧化铝，碳化硅，共熔凝氧化铝-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，溶胶凝胶法制得的研磨颗粒及其混合物。优选的研磨颗粒包括熔凝氧化铝，热处理氧化铝，陶瓷氧化铝，碳化硅，氧化铝氧化锆，石榴石，金刚石，立方氮化硼，溶胶凝胶法制得的研磨颗粒或其混合物。
研磨颗粒的形式可以是例如独立颗粒，研磨复合颗粒，烧结体(包括可腐蚀烧结体)及其混合物(比如，具有相同或不同的粒度和/或组成)。
研磨颗粒的平均粒径通常是0.1到2000微米，更优选是1到1300微米，不过也可以使用其他粒径的颗粒。
研磨颗粒的涂布重量取决于研磨制品的种类(比如，涂布研磨制品或非织造研磨制品)，涂布研磨颗粒的方法，研磨颗粒的大小，但通常是5到1350克/平方米。
本发明的研磨制品通常包括至少一种粘合剂(比如在涂布研磨制品的构造层，上胶层和/或浆料层中，或者被涂布在非织造研磨制品的纤维织物上)。通常，粘合剂是通过固化(比如加热，或者使用电磁或粒子辐射)粘合剂前体而形成的。有用的粘合剂和粘合剂前体可以是无机或有机的。有用的粘合剂前体包括可热固化树脂和可辐射固化树脂，它们能通过加热和/或受到辐射而固化。有机粘合剂前体的实例包括胶水，酚醛树脂，氨基塑料树脂，脲醛树脂，蜜胺甲醛树脂，聚氨酯树脂(比如，具有α，β-不饱和侧基的氨基塑料树脂，丙烯酸化氨基甲酸酯，丙烯酸化环氧树脂，丙烯酸化异氰脲酸酯)，丙烯酸类树脂，环氧树脂(包括双-马来酰亚胺和芴改性环氧树脂)，异氰脲酸酯树脂及其混合物。
粘合剂和/或研磨产品还可以包括添加剂，比如纤维，润滑剂，润湿剂，触变物质，表面活性剂，颜料，涂料，抗静电剂(比如碳黑，氧化钒，石墨等)，研磨助剂，偶合剂(比如硅烷，钛酸酯，锆铝酸盐等)，增塑剂，润湿剂，悬浮剂等。选择这些任选添加剂的量来提供较佳性质。偶合剂能提高研磨颗粒和/或填料的粘合性。
在本发明涂布研磨制品的一些实例中，可能存在连续或不连续的一个或多个附加任选涂层(比如，饱和层，预上胶层，背胶层，粘结层，超上胶层)，取决于这些本领域技术人员已知材料的作用或用途。比如，可能优选形成饱和涂层，使纸背衬材料的本身纹理表面变平滑，特别是在使用很细的研磨剂时。超上胶层是涂布于至少部分上胶层上的涂层，可以施加该层提供例如研磨助剂和/或作为抗堵塞涂层。
而且，任选的超上胶层能起到防止或减少研磨颗粒之间碎屑积聚(从工件上磨蚀下来的材料)的作用，碎屑会显著降低涂布研磨制品的切削能力。超上胶层优选包括研磨助剂(比如四氟硼酸钾)，脂肪酸的金属盐(比如硬脂酸锌或硬脂酸钙)，磷酸酯的盐(比如，磷酸山萮酯钾盐)，磷酸酯，脲醛树脂，矿物油，交联硅烷，交联硅氧烷和/或含氟化合物。
关于制造涂布研磨制品的技术和材料的进一步说明，参见以下内容，比如，美国专利4314827(Leitheiser等)；4518397(Leitheiser等)；4588419(Caul等)；4623364(Cottringer等)；4652275(Bloecher等)；4734104(Broberg)；4737163(Larkey)；4744802(Schwabel)；4751138(Tumey等)；4770671(Monroe等)；4799939(Bloecher等)；4881951(Wood等)；4927431(Buchanan等)；5498269(Larmie)；5011508(Wald等)；5078753(Broberg等)；5090968(Pellow)；5108463(Buchanan等)；5137542(Buchanan等)；5139978(Wood)；5152917(Pieper等)；5201916(Berg等)；5203884(Buchanan等)；5227104(Bauer)；5328716(Buchanan)；5366523(Rowenhorst等)；5378251(Culler等)；5417726(Stout等)；5429647(Larmie)；5436063(Follett等)；5490878(Peterson等)；5496386(Broberg等)；5520711(Helmin)；5549962(Holmes等)；5551963(Larmie)；5556437(Lee等)；5560753(Buchanan等)；5609706(Benedict等)；5700302(Stoetzel等)；5942015(Culler等)；5954844(Law等)；5961674(Gagliardi等)；5975988(Christianson)；6059850(Lise等)和6261682(Law)。
非织造研磨制品附图3所示是本发明一实例的非织造研磨制品。非织造研磨制品300包括具有分布在整个纤维织物340中并用有机粘合剂(未示出)粘合于其中的研磨颗粒330的敞开膨松纤维织物340。纤维织物340被固定在具有第一主表面311和与第一主表面311相反的第二主表面312的背衬310上。至少部分第二主表面312上具有粘合层350。可剥离衬垫360包括具有第一表面372和与底部的第一表面372相反的第二表面374的底部370。突起365从衬垫360的第一表面372伸出，并接触粘合层350，使衬垫360与粘合层粘合。
纤维织物可包括连续或切断纤维，优选是卷曲和/或彼此缠绕的。纤维的实例包括聚酯纤维，聚酰胺纤维和聚芳酰胺纤维。
纤维织物可以被固定在背衬上，比如通过针粘，缝合和/或粘合剂粘合(比如，使用胶水或热熔粘合剂)。
上述涂布研磨制品中包括的粘合剂与粘合剂前体，背衬，研磨颗粒，任选添加剂和任选层也可以用于本发明非织造研磨制品中。
关于制造非织造研磨制品的技术和材料的进一步说明，参见以下内容，比如美国专利2958593(Hoover等)；4331453(Dau等)；4991362(Heyer等)；5591239(Edblom等)；5681361(Sanders)；5858140(Berger等)；6017831(Beardsley等)和6207246(Moren等)。
本发明涂布和非织造研磨制品中包括粘合层，该粘合层通常与粘合可剥离衬垫的背衬接触。
粘合层中粘合剂的实例包括本领域中已知的物质，包括热熔粘合剂，粘性粘合剂(包括压敏粘合剂)和/或可固化粘合剂。优选粘合层是粘性的。更优选粘合层是压敏粘合剂。
压敏粘合剂通常如“压敏粘合剂技术手册”，第3版，D.Satas，Ed.，VonNostrand Reinhold(1989)中所述。压敏粘合剂的实例包括胶乳皱片，松香，丙烯酸类聚合物和共聚物，包括聚丙烯酸酯(比如，聚(丙烯酸丁酯))，聚乙烯基醚(比如，聚(乙烯基正丁基醚))，聚(α-烯烃)，硅氧烷，醇酸粘合剂，橡胶粘合剂(比如，天然橡胶，合成橡胶，氯化橡胶)及其混合物。
可以以纯物质，溶剂中的溶液，或水相分散体形式，将粘合剂涂布于背衬上。将粘合剂涂布在背衬上的方法是众所周知的，包括喷涂，幕涂，辊涂，丝网印刷，热熔挤出涂布，刮涂等。
粘合层可以有任意重量或厚度。优选粘合层的涂布厚度是1到220微米，更优选是5到170微米。粘合层可以是连续或不连续的。
本发明研磨制品通常包括与背衬上的粘合层粘合的可剥离衬垫。衬垫至少部分起到保护粘合层，防止发生意外粘合或被各种物体比如灰尘，手指或其他研磨制品(如果是层叠的)弄脏的作用。
优选衬垫是柔性的。这里所用术语“柔性”用于衬垫时是指衬垫本身能被平折并打开至少一次，不会发生断裂或破裂。
优选衬垫是一次性的，能被丢弃而不会影响研磨制品的性能。
通过适当处理(比如压芯)，能用实际上已知可作为衬垫的任何材料制造衬垫，但是优选衬垫包括可挤出热塑性树脂。可挤出热塑性树脂的实例包括聚酯，比如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，聚烯烃(比如聚丙烯，聚丁烯，聚丙烯和乙烯的共聚物或聚乙烯)，聚苯乙烯(比如聚(苯乙烯-丙烯腈)和聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯))，增塑聚氯乙烯，聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸酯。优选可挤出热塑性塑料包括聚烯烃，更优选可挤出热塑性塑料包括聚丙烯，聚乙烯和/或聚丙烯与乙烯的共聚物。
通常，衬垫具有突起，形成纹理表面。突起可以是连接或不连接的(比如脊和柱连接成方格图案)。突起可以规则或不规则地间隔，优选突起是规则间隔的。突起与粘合层接触，可能进入粘合层，任选其进入程度足以接触到背衬。
优选各个突起的相对侧面是基本平行的，或向突起尖端变窄。突起可以具有任意尺寸和/或形状的组合，取决于衬垫和特定研磨制品之间的较佳相互作用。各个突起形状的实例包括柱状(比如圆柱，棱柱)，圆锥形，半球形，棱锥形(包括截顶棱锥)，脊状，不过还可以采用其他形状。优选各个突起的尖端是基本平坦的，不过也可以是凹面的，凸面的和/或其组合。优选突起尖端基本位于同一平面上，不过这并不是必需的。
突起的截面形状可以是能提供较佳剥离性的任何形状。通常根据其制造方法确定突起的截面形状。各个突起截面形状(在突起尖端和衬垫底部之间的中点处确定)的实例包括圆形，椭圆形，多边形及其组合。有用的多边形截面包括正方形，三角形，矩形和梯形。具有圆形截面的突起是特别优选的。突起可以是互连的，形成抬高的相连图案，优选具有基本一致的高度。抬高的相连图案实例包括正方形网格，六边形网格，菱形网格，矩形网格和三角形网格。
图4-7所示是可用于实施本发明的衬垫实例。
参见图4，衬垫400包括具有第一表面472和与第一表面相反的第二表面474的底部470。圆柱形突起465从第一表面472伸出。
参见图5，衬垫500包括具有第一表面572和与第一表面572相反的第二表面574的底部570。截顶棱锥形突起565从第一表面572伸出。
参见图6，衬垫600包括具有第一表面672和与第一表面672相反的第二表面674的底部670。互连突起665从第一表面672伸出，共同形成抬高的方格图案。
参见图7，衬垫700包括具有第一表面772和与第一表面772相反的第二表面774的底部770。互连突起765从第一表面772伸出，共同形成抬高的六边形网格图案。
可以通过各种方法方便地形成突起，包括压花，或熔融挤出到模具中(比如印花辊)。形成突起的方法如2001年11月1日公开的美国专利申请20010036529(Calhoun等)，2002年3月28日公开的美国专利申请20020037393(Strobel等)，1997年4月17日公开的PCT申请WO 97/13633A1(Calhoun等)和2000年12月7日公开的WO 00/73082A1(Engle等)中所述。
可以使热塑性薄膜通过辊隙，在具有相应压花的工具上按压，实现压花。
也可以通过使用具有压花或凹陷图案的工具流延熔融热塑性塑料，固化热塑性塑料，并取下制得的有纹理固体薄膜而形成突起，如本文引用参考文献美国专利5845375(Bychinski等)中所述。比如，使用具有圆柱形凹穴图案的工具能形成具有相应突出圆柱图案的衬垫。在该方法中，优选凹穴深度至少约是圆柱预定高度的两倍。
衬垫第一表面上的突起密度(即，单位面积中的突起数量)可以是能提供较佳剥离特性的任何数量。优选衬垫第一表面上的突起密度能使粘合层不会下陷在突起之间并触及衬垫底部。比如，衬垫第一表面上的突起密度可以是10到250个突起/平方厘米衬垫，优选是15到186个突起/平方厘米，更优选是31到62个突起/平方厘米。
优选突起的实际尺寸能使突起在施加压力时不会发生弯曲或翘曲，能保持其结构整体性，防止粘合层接触衬垫底部的连接区。
通常，选择突起高度使其大于粘合层厚度，这样，在压力负载下，突起尖端就能穿透粘合层并接触背衬层，而附近的粘合表面不接触衬垫底部。优选至少有些突起的高度至少比粘合层厚度至少大0.025毫米，更优选至少大0.10毫米。突起可以有相同或不同高度。在一些实例中，优选突起具有基本相同的高度，允许加工偏差。优选突起的平均高度是0.12到1.0毫米，较优选是0.25到0.64毫米，更优选是0.38到0.50毫米。根据研磨制品的性质，一般选择合适的突起高度，使得可以从粘合层上容易剥离衬垫。
通常，优选突起具有0.15到0.76毫米的宽度或直径，不过可以采用其他宽度和直径。优选随着突起高度的增加，突起的宽度和/或直径也增加，从而防止突起发生弯曲或翘曲。优选本发明突起的高宽比(即突起高度对底部宽度的比值)是2∶1或更小，优选是1∶1或更小。
与具有突起的第一表面相反的衬垫第二表面可以仍然是未加改变的，或者可以按照上述对第一表面的处理方法进行压花。
衬垫底部的厚度可以是能赋于较佳加工特性，挠曲刚度，抗撕裂性和拉伸强度的任意厚度。优选衬垫底部厚度是0.025到0.25毫米，更优选是0.076到0.13毫米。
通过各种方法，包括比如冲切，刀割和激光切割将本发明研磨制品转变成各种形式，形状和/或尺寸，包括辊状，盘状(包括多孔盘状)和/或片状。
在一些实例中，本发明的涂布研磨制品可以被转变成具有主要部分和帮助剥离衬垫的小突出部的涂布磨盘。在这些实例中，以垂直于背衬的方向观察，涂布研磨制品的主要部分和/或小突出部可以具有任何形状；比如圆形，月牙形，椭圆形或多边形(比如，正方形，三角形，矩形，六边形或梯形)。优选主要部分具有垂直于背衬第一主表面的对称旋转轴。以垂直于背衬的方向观察，优选主要部分是圆形的，小突出部是月牙形的。
参见图8，涂布磨盘800是涂布研磨制品100的一个实例。在图8中，次级组件115具有基本上与衬垫160的周边841有共同边界的周边840。次级组件115包括主要部分115a和小突出部115b，它们用切开次级组件115但是并未贯穿衬垫160的切口816分开。
在打磨工件之前，可以抓住小突出部115b，沿着切口816弯折涂布磨盘800，有助于从次级组件115的主要部分115a上分离衬垫160，然后将其与支撑垫粘合。可以采用任何切割方法形成切口816，优选采用冲切或激光切割。如果采用冲切方法形成切口816，则通常要将冲模恰当定位，使冲模切透背衬，但是不穿透或切断衬垫110的底部170。
本发明的研磨制品可用于打磨工件。在使用过程中，通常要从研磨制品中剥离衬垫，从而露出粘合层，然后将粘合层与支撑垫(在本领域中也被称为辅助垫)粘合。支撑垫的实例如本文引用的参考文献美国专利5807161(Manor等)和4631220(Clifton)中所述。支撑垫任选地具有与其连接的固定轴，如美国专利6142858(Luedeke)中所述。
将研磨制品固定在支撑垫上之后，使研磨制品与工件表面摩擦接触。然后相对移动研磨制品或工件中的至少一个，打磨至少部分表面。工件材料的实例包括金属，金属合金，稀有金属合金，陶瓷，玻璃，木材，类似木材的材料，复合体，涂漆表面，塑料，增强塑料，石材和/或其组合。工件可以是平坦的，或者具有相应的形状或轮廓。工件实例包括金属部件，塑料部件，刨花，凸轮轴，曲柄轴，家具和涡轮机叶片。
可以用手和/或与机械组合使用本发明的研磨制品。打磨时，研磨制品和工件中的至少一个或两个作相对运动。
另一方面，可以在潮湿或干燥条件下进行打磨。用于湿法打磨的液体实例包括水，含水的常用防锈化合物，润滑剂，油，肥皂和切削液。液体还可以含有消泡剂，脱脂剂和/或类似物。
参考以下非限制性实施例能更全面地理解本发明，实施例中的所有份数，百分比，比值等以重量计，除非另有指明之外。
实施例除非另有说明，实施例中所用的全部试剂都从通用化学品供应商处获得，比如Aldrich Chemical Co.，Milwaukee，Wisconsin，或者采用已知方法合成。
在所有以下实施例中使用以下缩写形式cm＝厘米，kPa＝千帕，mm＝毫米，psi＝磅/平方英寸。
制备衬垫1-7衬垫1使用单螺杆挤出机(从Merritt Davis Corp.，Hamden，Connecticut获得)，在210℃温度下，将乙烯-丙烯抗冲共聚物树脂(以“SRD7-587DEVELOPMENTAL POLYPROPYLENE RESIN”商品名从Dow Chemical Company，Midland，Michigan获得)挤出到温度保持为21℃的软钢印花辊的凹穴中，同时以33米/分的表面速度连续转动印花辊，并使用3磅/平方英寸(20千帕)的标称夹持压力。印花辊的表面上具有圆柱形凹穴的六边形紧密堆积阵列，中心到中心的标称距离是1.44毫米(即，密度是50个圆柱凹穴/平方厘米)。每个凹穴的标称直径都是0.45毫米，标称深度是1.52毫米。
在连续方法中，沿着与某一特定位置相邻的印花辊表面用辊将树脂压入凹穴中，该特定位置是将树脂挤出在印花辊上并与该表面间隔的位置，使覆盖凹穴和印花辊表面的树脂层厚度是0.13毫米。从印花辊上剥离固化树脂，形成具有直立圆柱突起的六边形紧密堆积阵列的衬垫，该突起标称高度是0.15毫米，中心到中心的标称距离是1.44毫米。将衬垫卷绕在卷绕辊上。衬垫底部的标称厚度是0.13毫米。
衬垫2重复制造衬垫1的过程，区别在于使用大约7.5磅/平方英寸(52千帕)的夹持压力，形成具有0.25毫米标称高度圆柱突起的衬垫。
衬垫3重复制造衬垫1的过程，区别在于使用约13磅/平方英寸(90千帕)的夹持压力，形成具有0.36毫米标称高度圆柱突起的衬垫。
衬垫4重复制造衬垫1的过程，区别在于使用大约22磅/平方英寸(150千帕)的夹持压力，形成具有0.46毫米标称高度圆柱突起的衬垫。
衬垫5重复制造衬垫1的过程，区别在于使用大约28磅/平方英寸(190千帕)的夹持压力，形成具有0.56毫米标称高度圆柱突起的衬垫。
衬垫6重复制造衬垫1的过程，区别在于使用大约30磅/平方英寸(210千帕)的夹持压力，形成具有0.61毫米标称高度圆柱突起的衬垫。
衬垫7重复制造衬垫1的过程，区别在于使用大约32磅/平方英寸(220千帕)的夹持压力，形成具有0.66毫米标称高度圆柱突起的衬垫。
对比例A从3M Company，St.Paul，Minnesota以商品名“STIKIT 233U P150”获得3个6英寸(15厘米)直径压敏粘合剂(PSA)背面的C-weight涂布磨盘，每个磨盘都具有硅氧烷涂覆纸剥离衬垫。采用从Deutsche VereingteSchuhmaschinen GmbH，Frankfurt am Main，Germany以商品名“SAMCO MODELSB-25”获得的液压机从每个涂布磨盘中冲切一个5英寸(12.7厘米)直径的磨盘，该切冲磨盘具有超出磨盘周边之外0.38英寸(9.7毫米)的小突出部(0.38英寸(9.7毫米)半径)。所用冲模由具有一个从中突出0.38英寸(9.7毫米)5英寸(12.7厘米)直径的圆形刀片组成的0.38英寸(9.7毫米)以形成小突出部半径弧形物。位于磨盘圆周上并从磨盘上分离小突出部(形成一般如图8中所示的切口)的刀片部分，相对冲模的其余切割表面凹进5密尔(0.13毫米)。在刚够切割三个磨盘轮廓的冲切条件下，从每个涂布研磨制品的小突出部部分分离磨盘部分的切口从磨盘深入纸衬垫，部分或完全除去小突出部。
对比例B重复对比例A，区别在于用从3M Company以商品名“STIKIT 243U P80”获得的具有硅氧烷涂布纸剥离衬垫的6英寸(15厘米)直径PSA背面D-weight涂布磨盘替代6英寸(15厘米)直径PSA背面C-weight磨盘。在刚够切割三个磨盘轮廓的冲切条件下，从每个涂布研磨制品的小突出部部分分离磨盘的切口从磨盘深入纸衬垫，部分或完全除去小突出部。
实施例1从三个6英寸(15厘米)直径PSA背面C-weight“STIKIT 233U P150”涂布磨盘上除去纸衬垫。将衬垫3(8英寸×8英寸(20.3厘米×20.3厘米))手工层压在每个磨盘的PSA层上。按照对比例A中所述冲切三个5英寸(12.7厘米)直径磨盘，每个磨盘都具有从磨盘周边突出0.38英寸(9.7毫米)的小突出部(0.38英寸(9.7毫米)半径)，制成三个涂布磨盘，它们都具有通过不显著穿透衬垫底部的切口与涂布磨盘分离的附加的小突出部。
实施例2重复实施例1的过程，区别在于用从3M Company以商品名“STIKIT 243UP80”获得的6英寸(15厘米)直径PSA背面D-weight涂布磨盘替代6英寸(15厘米)直径PSA背面C-weight涂布磨盘。制成的每个涂布磨盘都具有通过不显著穿透衬垫底部的切口与涂布磨盘分离的小突出部。
实施例3重复实施例1的过程，区别在于用衬垫4替代实施例1的衬垫。形成的每个涂布磨盘都具有通过不显著穿透衬垫底部的切口与涂布磨盘分离的小突出部。
实施例4重复实施例3的过程，区别在于用6英寸(15厘米)直径PSA背面D-weight“STIKIT 243U P80”涂布磨盘替代6英寸(15厘米)直径PSA背面C-weight涂布磨盘。形成的每个涂布磨盘都具有通过不显著穿透衬垫底部的切口与涂布磨盘分离的小突出部。
实施例5重复实施例3的过程，区别在于用衬垫5替代衬垫3。形成的每个涂布磨盘都具有通过不显著穿透衬垫底部的切口与涂布磨盘分离的小突出部。
实施例6重复实施例5的过程，区别在于用6英寸(15厘米)直径PSA背面D-weight“STIKIT 243U P80”磨盘替代6英寸(15厘米)直径PSA背面C-weight涂布磨盘。形成的每个涂布磨盘都具有通过不显著穿透衬垫底部的切口与涂布磨盘分离的小突出部。
类似地的，可以使用衬垫1，2，6或7中的任何一个制造本发明的研磨制品。比如，这可以按照实施例1-6的过程实现，但是使用衬垫1，2，6或7中的任何一个衬垫代替特定实施例中所用的衬垫。
在制备实施例1-6和对比例A和B的试样的过程中，还观察到如果不使用小突出部，用手从对比例A和B的纸衬垫中开始分离涂布磨盘比从实施例1-6的衬垫中分离涂布磨盘明显困难得多。
对于本领域技术人员而言，在不偏离本发明范围和精神下各种改进和变化是显而易见的，应理解本发明不受上述说明性实例的过分限制。
权利要求
1.一种涂布研磨制品，它包括具有第一主表面和与第一主表面相反的第二主表面的背衬；位于至少部分第一主表面上的研磨层，其中研磨层含有粘合剂和研磨颗粒；位于至少部分第二主表面上的粘合层；和与粘合层粘合的可剥离衬垫，衬垫包括具有从中伸出的突起的底部，其中至少有些突起接触粘合层。
2.如权利要求1所述的研磨制品，其特征在于研磨层包括构造层和上胶层。
3.如权利要求1所述的研磨制品，其特征在于研磨层包括浆料层。
4.如权利要求1所述的研磨制品，其特征在于研磨制品还包括背胶层，超上胶层，预上胶层或饱和层中的至少一个。
5.一种非织造研磨制品，其包括具有第一主表面和与第一主表面相反的第二主表面的背衬；位于至少部分第一主表面上的非织造研磨织物，非织造研磨织物含有敞开膨松纤维织物，粘合剂和研磨颗粒；位于至少部分第二主表面上的粘合层；和与粘合层粘合的可剥离衬垫，衬垫包括具有从中伸出的突起的底部，其中至少有些突起接触粘合层。
6.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于所述底部具有第一表面，突起从第一表面伸出。
7.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于粘合层不接触衬垫底部。
8.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于背衬包括布，纸，泡沫材料或热塑性薄膜中的至少一种。
9.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于粘合层包括压敏粘合剂。
10.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于粘合层包括压敏粘合剂，所述压敏粘合剂选自天然橡胶，合成橡胶，嵌段共聚物，聚(甲基)丙烯酸酯，硅氧烷，聚烯烃及其组合。
11.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于衬垫包括热塑性塑料。
12.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于衬垫包括选自聚烯烃，聚酯，聚碳酸酯和聚(甲基)丙烯酸酯的热塑性塑料。
13.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于衬垫包括聚乙烯或聚丙烯中的至少一种。
14.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于至少有些突起具有垂直于第一主表面的对称旋转轴。
15.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于突起包括圆柱。
16.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于突起包括脊。
17.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于突起的平均密度是15到186个突起/平方厘米。
18.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于突起的平均密度是31到62个突起/平方厘米。
19.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于突起具有0.12到0.64毫米的平均高度。
20.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于突起具有0.38到0.50毫米的平均高度。
21.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于突起的平均高度至少比粘合层的平均厚度大0.025毫米。
22.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于突起的平均高度至少比粘合层的平均厚度大0.10毫米。
23.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于衬垫周边延伸到背衬周边以外。
24.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于背衬周边和衬垫周边基本在共同边界内。
25.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于背衬周边和衬垫周边基本在共同边界内，背衬包括第一和第二相邻分立部分。
26.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于背衬周边和衬垫周边基本在共同边界内，背衬包括第一和第二相邻分立部分，第一和第二相邻部分被切口分离。
27.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于背衬周边和衬垫周边基本在共同边界内，背衬包括第一和第二相邻分立部分，第一和第二相邻部分被切口分离，背衬第一部分的形状具有垂直于第一主表面的对称旋转轴。
28.如权利要求1所述的涂布研磨制品或如权利要求5所述的非织造研磨制品，其特征在于背衬周边和衬垫周边基本在共同边界内，背衬包括第一和第二相邻分立部分，背衬第一部分的形状选自圆形或多边形，第二部分与衬垫粘附，衬垫包括柔软小突出部。
29.一种制造涂布研磨制品的方法，该方法包括提供具有第一主表面和与第一主表面相反的第二主表面的背衬；将研磨层固定在至少部分第一主表面上，研磨层含有粘合剂和研磨颗粒；将粘合层固定在至少部分第二主表面上；和将可剥离衬垫粘贴在粘合层上，衬垫包括底部和多个从底部伸出的突起，使突起与粘合层接触。
30.如权利要求29所述的制造涂布研磨制品的方法，其特征在于研磨层包括构造层和上胶层。
31.如权利要求29所述的制造涂布研磨制品的方法，其特征在于研磨层包括浆料层。
32.一种制造非织造研磨制品的方法，该方法包括提供具有第一主表面和与第一主表面相反的第二主表面的背衬；将非织造研磨织物固定在至少部分第一主表面上，非织造研磨织物含有敞开纤维织物，粘合剂和研磨颗粒；将粘合层固定在至少部分第二主表面上；和将可剥离衬垫粘贴在粘合层上，衬垫包括具有底部和多个突起的第一表面，其中突起与粘合层接触。
33.如权利要求29所述的制造涂布研磨制品的方法或如权利要求32所述的制造非织造研磨制品的方法，其特征在于粘合层不与衬垫第一表面的底部接触。
34.如权利要求29所述的制造涂布研磨制品的方法或如权利要求32所述的制造非织造研磨制品的方法，其特征在于该方法还包括切断背衬而不切断衬垫。
35.如权利要求29所述的制造涂布研磨制品的方法或如权利要求32所述的制造非织造研磨制品的方法，其特征在于该方法还包括切割研磨层和背衬而不切割衬垫的单独步骤。
36.一种打磨工件的方法，该方法包括提供涂布研磨制品，该制品包括具有第一主表面和与第一主表面相反的第二主表面的背衬；位于至少部分第一主表面上的研磨层，研磨层含有粘合剂和研磨颗粒；位于至少部分第二主表面上的粘合层；和与粘合层粘合的可剥离衬垫，衬垫包括基底和多个从基底伸出的突起，其中突起与粘合层接触；从粘合层上剥离衬垫；将粘合层粘贴至支撑垫上；使至少部分研磨层与工件的至少部分表面摩擦接触；和相对移动研磨制品或工件中的至少一个，打磨至少部分表面。
37.如权利要求36所述的打磨工件的方法，其特征在于研磨层包括构造层和上胶层。
38.如权利要求36所述的打磨工件的方法，其特征在于研磨层包括浆料层。
39.一种打磨工件的方法，该方法包括提供非织造研磨制品，该制品包括具有第一主表面和与第一主表面相反的第二主表面的背衬；位于至少部分第一主表面上的非织造研磨织物，非织造研磨织物含有敞开膨松纤维织物，粘合剂和研磨颗粒；位于至少部分第二主表面上的粘合层；和与粘合层粘合的可剥离衬垫，衬垫包括基底和多个从基底伸出的突起，其中突起与粘合层接触；从粘合层剥离衬垫；将粘合层粘贴在支撑垫上；使至少部分非织造研磨织物与工件的至少部分表面摩擦接触；和相对移动研磨制品或工件中的至少一个，打磨至少部分表面。
全文摘要
一种研磨制品(100)具有与衬垫(160)接触的粘合层(112)，衬垫包括具有从中伸出突起(165)的底部(170)，其中至少有些突起与粘合层接触。
文档编号B24B37/00GK1671511SQ03818459
公开日2005年9月21日 申请日期2003年5月28日 优先权日2002年8月2日
发明者R·T·帕克顿, D·F·史拉玛, M·A·史万森, R·A·弗伦斯比 申请人:3M创新有限公司