具有一体式集尘系统的研磨制品及其制造方法

专利名称：：具有一体式集尘系统的研磨制品及其制造方法
技术领域：
：本发明整体涉及一种研磨制品。更具体地讲，本发明涉及一种具有一体式集尘系统的研磨制品。
背景技术：
：研磨制品用在进行研磨、磨削和抛光应用的行业中。研磨制品有多种尺寸和形状，如带状、盘状及片状等等。一般来讲，在采用"片状制品"(即盘状和片状)形式的研磨制品时，使用支撑片将研磨制品安装或连接到研磨工具上。一种类型的支撑片具有多个集尘孔，这些集尘孔通过一系列凹槽相连。集尘孔通常与真空源连接，以帮助控制在研磨制品的研磨表面上的切屑积聚。移除研磨表面上的切屑、尘屑和碎屑以改善研磨制品的性能，这是己为人们所知的。一些研磨工具具有带集尘装置的一体式真空系统。这些研磨工具的吸出和保持能力有限，这部分是由现有磨盘的相关的支撑片对磨盘的抽吸要求所造成的。在一些研磨工具的构造中，通过与研磨工具相连的软管将切屑收集在复杂的集尘系统中。然而，研磨工具操作人员手头并非总有集尘系统可用。此外，使用集尘系统要求使用软管，而这些软管可能会很笨重，从而影响操作人员操纵研磨工具。因此，一直需要一种提供具有吸尘能力的研磨系统的替代方式。尤其希望提供一种在有或没有中央真空系统的情况下都能使用的研磨系统。
发明内容本发明整体涉及一种研磨制品。更具体地讲，本发明涉及一种具有一体式集尘系统的研磨制品。在一些方面，研磨制品采用研磨盘的形式。一方面，本发明提供了一种研磨制品，其包括具有多个开口的多孔研磨层、具有多个通道的第一过滤介质、第二过滤介质和附连中间层。多孔研磨层的开口和通道配合，以允许颗粒从研磨表面流到第二过滤介质。研磨层包括基底，该基底具有第一表面、与第一表面相对的第二表面、利用至少一种粘结剂附连到所述第一表面上的多个磨粒、以及从多孔研磨层的研磨表面延伸至第二表面的多个开口。第一过滤介质具有多个通道，所述通道从第一过滤介质的第一表面延伸至第一过滤介质的第二表面。第一过滤介质的高度可在1到20mm的范围内。本发明的研磨制品的多孔研磨层可以是开孔的带涂层磨料、筛网磨料、非织造磨料或本领域中已知的其它多孔磨料。在一些方面，第一过滤介质的通道由聚合物薄膜堆叠件构成，这些薄膜形成了所述通道的侧壁。所述聚合物侧壁可以具有结构化表面和/或静电荷。在一些方面，第二过滤介质包含非织造材料。在一些方面，第二过滤介质包含过滤材料的组合，包括例如2、3、4层或更多层相同或不同的过滤材料。非织造材料可以由聚烯烃纤维构成，并且可以具有在每平方米10到200克的范围内的基重。在一些方面，多孔研磨层和第一过滤介质之间布置有第三过滤介质。在一些方面，附连中间层为压敏粘合剂或者包括两部分机械接合系统的环部分或钩部分。本发明的研磨制品适用于研磨多种表面，包括例如油漆、底漆、木材、塑料、玻璃纤维和金属。可以改进过滤介质的数量和类型，以便制造商能针对指定应用优化研磨制品的性能。该研磨制品可设计为使用或不使用中央真空系统。在一些实施例中，该研磨制品可以与具有一体式真空系统的工具或者连接到中央真空系统的工具配合使用。另一方面，本发明提供了具有一体式集尘能力的研磨制品的制造方法。本发明研磨制品的以上概述并非旨在描述本发明的研磨制品的每种应用的每个公开实施例。后面的附图和详细描述更具体地示出示例性实施例。通过端点给出的数值范围包括该范围内的所有数值(例如，1到5包括l、1.5、2、2.75、3、4、4.80和5)。图1A是根据本发明的示例性研磨制品的透视图，该研磨制品已被部分切除以显露形成所述制品的各层；图1B是图1A所示研磨制品的剖视图；图2是根据本发明的示例性研磨制品的剖视图，该研磨制品具有第三过滤介质层；图3A是根据本发明的示例性多孔研磨层的视图；图3B是图3A所示多孔研磨层的剖视图；图4是根据本发明的示例性多孔研磨层的俯视图，该研磨层已被部分切除以显露构成研磨层的部分；图5A是根据本发明的示例性第一过滤介质层的透视图，该过滤介质层包括堆叠的薄膜层；图5B是图5A所示示例性第一过滤介质层的一部分的俯视图；图6是根据本发明的示例性第一过滤介质层的透视图，该过滤介质层包括有孔主体。这些附图都是理想化的，仅仅旨在示例性而非限制性地示出本发明的研磨制品。具体实施方式图1A示出的是示例性研磨制品102被局部切除后的透视图。如图1所示，该研磨制品102包括多孔研磨层104、第一过滤介质120、第二过滤介质140和附连中间层146。多孔研磨层104具有多个开口，这些开口允许颗粒流动穿过多孔研磨层104。颗粒随后被研磨制品内的过滤介质所吸附。图1B显示了图1A所示研磨制品的剖视图。如图1B所示，研磨制品102由多层构成。第一过滤介质包括第一表面122和与第一表面122相对的第二表面124。第二过滤介质140包括第一表面142和与第一表面142相对的第二表面144。第一过滤介质120的第一表面122紧靠多孔研磨层104。第一过滤介质120的第二表面124紧靠第二过滤介质140的第一表面142。附连中间层146紧靠第二过滤介质140的第二表面144。本发明研磨制品的附连中间层可以由一层粘合剂、薄片材料、模制本体、或它们的组合构成。例如，薄片材料可以包括两部分机械接合系统的环部分或钩部分。在另一个实施例中，附连中间层包括一层压敏粘合剂，压敏粘合剂带有可选的分离衬层，以在搬运过程中保护压敏粘合剂。在一些优选实施例中，附连中间层为多孔的，允许气流通过。在一些实施例中，本发明的研磨制品的附连中间层由非织造、织造或针织环状物构成。可用环状物将该研磨制品附连到具有互补配合部件的支撑片上。环附连中间层的适用材料包括织造材料和非织造材料。织造和针织附连中间层材料可具有包括在其织物结构内的成环细丝或纱线，以形成与钩接合的直立的环。非织造环附连中间材料可具有通过互锁纤维所形成的环。在一些非织造环附连中间材料中，环是通过使纱线穿过非织造纤维网的缝法来形成的，从而形成直立的环。适合用作环附连中间层的非织造材料包括但不限于气流成网非织造布、纺粘非织造布、水剌无纺布、粘合熔喷纤维网和粘合梳理纤维网。非织造材料可通过本领域技术人员已知的多种方式粘合，包括例如针刺、缝编、水刺、化学粘合和热粘合。所用的织造或非织造材料可由天然纤维(如木纤维或棉纤维)、合成纤维(如聚酯纤维或聚丙烯纤维)或天然纤维与合成纤维的组合制成。在一些实施例中，附连中间层是由尼龙、聚酯或聚丙烯制成。在一些实施例中，选择具有不会显著影响气流通过的开口结构的环附连中间层。在一些实施例中，至少部分根据材料的孔隙度来选择附连中间层材料。在一些实施例中，本发明的研磨制品的附连中间层包括钩状物。用于构成本发明的研磨制品中使用的钩状物的材料可以通过本领域技术人员已知的多种不同方法之一制成。在制作本发明可用的附连中间层的过程中，用于制作钩状物的几种合适的工艺包括如下专利所述的方法美国专利No,5,058,247(Thomas等人)(用于低成本钩扣件)、美国专利No.4,894,060(Nestegard)(用于尿布扣件)、美国专利No.5，679，302(Miller等人)(名称为"Methodformakingamushroom-typehookstripforamechanicalfastener"(用于机械扣件的蘑菇型钩带的制作方法))和美国专利No.6，579,161(Chesley等人)，每项专利均以引用的方式并入本文。钩状物可以是多孔材料，诸如例如在美国专利公开2004/0170801(Seth等人)中报道的聚合物结网材料，此项专利以引用的方式并入本文。在其它实施例中，钩状物可以具有开孔，以便让空气通过。钩状物中的开孔可以通过本领域技术人员已知的任何方法形成。例如，可以使用例如冲模、激光或本领域的技术人员已知的其它穿孔工具在一张钩状物上切割出孔。在其它实施例中，钩状物可以形成为带有开孔。图2是根据本发明的示例性研磨制品的剖视图，它具有可选的第三过滤介质层。研磨制品202具有多孔研磨层204、第一过滤介质220、第二过滤介质240、第三过滤介质250和附连中间层246。如图2所示，第三过滤介质250可以位于多孔研磨层204和第一过滤介质220之间。在其它实施例中，第三过滤介质可以紧靠第二过滤介质，或者位于第二过滤介质与附连中间层之间，或者位于第二过滤介质与第一过滤介质之间。第三过滤介质可以包括以下关于第二过滤介质的内容中所讨论的多种多孔过滤介质。第三过滤介质可以是纤维材料、泡沫、多孔膜等等。本发明的研磨制品的各层可采用任何合适的附连方法保持在一起，例如胶水、压敏粘合剂、热熔粘合剂、喷雾粘合剂、热粘结和超声波粘结。在一些实施例中，通过在多孔研磨制品的一侧上施加喷雾粘合剂，例如可得自3MCompany,St.Paul,Minnesota的"3MBRANDSUPER77ADHESIVE"来将各层粘合在一起。在其它实施例中，使用热熔喷枪或带有梳型垫片的挤出机将热熔粘合剂施加到层的一侧上。在另一个实施例中，在要连接的层之间设置预制的粘合剂网。本发明的研磨制品的多孔研磨层与各个过滤介质层之间的粘合方式应不阻碍颗粒从一层向下一层流动。在一些实施例中，本发明的研磨制品的多孔研磨层和各个过滤介质层之间的粘合方式应不明显阻碍颗粒从一层向下一层流动。可通过在多孔研磨层与第一过滤介质之间或第一过滤介质与第二过滤介质之间引入粘结剂来至少部分地限制颗粒穿过研磨制品的流动程度。可以通过采用不连续的方式在各层之间施加粘合剂，如分立的粘合剂区域(例如雾化喷雾或非饱和送料挤出模具)和不同的粘合剂线(如热熔旋流喷雾或图案化辊涂机)，来使限制的程度降至最低。本发明研磨制品的附连中间层以不阻碍气流通过过滤介质的方式与过滤介质附连。在一些实施例中，本发明研磨制品的附连中间层以不显著阻碍气流通过滤介质的方式与过滤介质附连。可通过在包括薄片材料的附连中间层与过滤介质之间引入粘合剂来至少部分地限制空气穿过附连中间层的流动程度。可以通过采用不连续的方式在附连中间层的薄片材料与过滤介质之间施加粘合剂，如分立的粘合剂区域(如雾化喷雾或非饱和送料挤出模具)和不同的粘合剂线(如热熔旋流喷雾或图案化辊涂机)，来使限制的程度最小。本发明可用的粘合剂包括压敏和非压敏粘合剂。压敏粘合剂通常在室温下具有粘性，而且最多用手指轻轻一压就能粘附到表面上，而非压敏粘合剂则包括溶剂活化、加热活化或辐射活化的粘合体系。本发明可用的粘合剂的例子包括基于下列一般成分的粘合剂聚丙烯酸酯、聚乙烯醚、含双烯的橡胶(如天然橡胶、聚异戊二烯和聚异丁烯)、聚氯丁二烯、丁基橡胶、丁二烯-丙烯腈聚合物、热塑性弹性体、嵌段共聚物(如苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯-双烯聚合物及苯乙烯-丁二烯聚合物)、聚Cl烯烃、无定形聚烯烃、硅酮、含乙烯的共聚物(如乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物)、聚氨酯、聚酰胺、聚酯、环氧树脂、聚乙烯吡咯烷酮和乙烯基吡咯烷酮共聚物，以及以上物质的混合物。另外，粘结剂可包含添加剂，如增粘剂、增塑剂、填充剂、抗氧化剂、稳定剂、颜料、扩散颗粒、固化剂和溶剂。图3A是用于形成根据本发明的多孔研磨层的示例性带涂层磨料的视图。图3B是图3A所示多孔研磨层的一部分的剖视图。如图3B所示，多孔研磨层304包括基底306、底胶314、多个磨粒312和复胶315，其中基底306包括第一表面308和第二表面310。底胶和复胶可以单独称为或统称为"粘结剂"。如图3A所示，多孔研磨层304包括多个开孔316(图3B未示出)。图4是用于形成根据本发明的多孔研磨层的示例性筛网磨料的俯视图。图4被局部切除以显示构成研磨层的各个部分。如图4所示，多孔研磨层404包括开口网基底406、底胶414、多个磨粒412和复胶415。多孔研磨层404包括延伸穿过多孔研磨层的多个开口416。开口416由开口网基底406内的开口418形成。开口网基底可以由任何多孔材料制成，包括例如有孔薄膜、非织造材料、织造材料或针织织物。在图4所示的实施例中，开口网基底406是有孔薄膜。用作背衬的薄膜可由金属、纸、或包括模制热塑性材料和模制热固性材料在内的塑料制成。在一些实施例中，开口网基底由有孔或有切口且经过拉伸的薄片材料制成。在一些实施例中，开口网基底由玻璃纤维、尼龙、聚酯、聚丙烯或铝材制成。开口网基底406中的开口418可以采用图4所示的大致正方形。在其它实施例中，开口形状可以是其它几何形状，包括例如矩形、圆形、椭圆形、三角形、平行四边形、多边形或这些形状的组合。如图4所示，开口网基底406中的开口418可以具有均一的大小和位置。在其它实施例中，可通过例如采用随机的开口布置图案、改变开口的形状和尺寸、或者是随机布置、随机形状、和随机尺寸的任何组合，来使开口布置得不均一。在另一个方面，可用具有织造或针织基底的筛网磨料形成本发明中的多孔研磨层。织造基底通常包括沿第一方向大致平行延伸的多个经向元件和沿第二方向大致平行延伸的多个纬向元件。开口网基底的纬向元件和经向元件相交以形成多个开口。第二方向可以与第一方向垂直，从而在开口网基底中形成正方形开口。在一些实施例中，第一和第二方向相交以构成菱形的图案。开口形状可以是其它几何形状，包括例如矩形、圆形、椭圆形、三角形、平行四边形、多边形或这些形状的组合。在一些实施例中，经向和纬向元件是以一上一下织法织造在一起的纱线。经向和纬向元件可以通过本领域技术人员已知的任何方式相互结合，包括例如编织、缝编或粘合剂粘结。经向和纬向元件可以是纤维、细丝、线、纱线或它们的组合。经向和纬向元件可以由本领域技术人员已知的多种材料制成，包括例如合成纤维、天然纤维、玻璃纤维和金属。在一些实施例中，经向和纬向元件包含由热塑性材料或金属丝构成的单丝。在一些实施例中，织造开口网基底包含尼龙、聚酯或聚丙烯。不论是筛网磨料、有孔带涂层磨料或其它材料，多孔研磨层可以包括具有不同开口面积的开口。多孔研磨层中开口的"开口面积"是指在多孔研磨层厚度上测量的开口的面积(即，由构成开口的材料的周边所限定的面积，其中三维物体可通过所述开口)。本发明可用的多孔研磨层通常具有每开口至少约0.5平方毫米的平均开口面积。在一些实施例中，多孔研磨层具有每开口至少约1平方毫米的平均开口面积。在另外一些实施例中，多孔研磨层具有每开口至少约1.5平方毫米的平均开口面积。通常，多孔研磨层具有小于每开口约4平方毫米的平均开口面积。在一些实施例中，多孔研磨层具有小于每开口约3平方毫米的平均开口面积。在另外一些实施例中，多孔研磨层具有小于每开口约2.5平方毫米的平均开口面积。不论为织造、有孔或其它形式，多孔研磨层都具有一个总开口面积，该总开口面积影响通过多孔研磨层的气流量以及研磨层的有效面积和性能。多孔研磨层的"总开口面积"是指在由多孔研磨层的周边所形成的区域上测得的开口的累计开口面积。本发明可用的多孔研磨层具有每平方厘米研磨层至少约0.01平方厘米的总开口面积(即1%的开口面积)。在一些实施例中，多孔研磨层具有每平方厘米研磨层至少约0.03平方厘米的总开口面积(即3%的开口面积)。在另外一些实施例中，多孔研磨层具有每平方厘米研磨层至少约0.05平方厘米的总开口面积(即5%的开口面积)。通常，本发明可用的多孔研磨层具有每平方厘米研磨层小于约0.95平方厘米的总开口面积(即95%的开口面积)。在一些实施例中，多孔研磨层具有每平方厘米研磨层小于约0.9平方厘米的总开口面积(即90%的开口面积)。在另外一些实施例中，多孔研磨层具有每平方厘米研磨层小于约0.80平方厘米的总开口面积(即80%的开口面积)。如上所述，不论是有孔带涂层磨料、带涂层筛网磨料、非织造磨料或其它材料，多孔研磨层都包括多个磨粒和至少一种粘结剂。在一些实施例中，研磨层包括底胶、复胶、顶胶、或它们的组合。在一些实施例中，可对基底进行处理，例如施加预胶、背胶、亚胶、或饱和剂。通常，通过对基底的至少一部分(处理过的或未处理过的)涂覆底胶前体来制备带涂层磨料的底胶。然后将磨粒至少部分地嵌入(例如，通过静电涂覆)到包含第一粘结剂前体的底胶前体，并且至少部分地固化底胶前体。磨粒的静电涂覆通常会形成直立取向的磨粒。对于本发明的研磨制品来说，术语"直立取向"是指大部分磨粒的较长尺寸基本上垂直于背衬(即在60到120度之间)取向的特性。也可使用使磨粒直立取向的其它技术。然后，通过对底胶和磨粒的至少一部分涂覆包含第二粘结剂前体(可能与第一粘结剂前体相同或不同)的复胶层前体，并且至少部分地固化此复胶层前体，来制备复胶层。在一些带涂层的研磨制品中，对复胶层的至少一部分施加顶胶。如果存在顶胶层，则顶胶层通常包括助磨剂和/或防附材、。通常，粘结剂是通过固化(例如，通过加热装置、或通过使用电磁或粒子辐射)粘结剂前体形成的。可用的第一和第二粘接剂前体为研磨领域所熟知的，包括例如可自由基聚合的单体和/或低聚物、环氧树脂、丙烯酸类树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、氨基塑料树脂、氰酸酯树脂或它们的组合。可用的粘结剂前体包括可热固化树脂和可辐射固化树脂，这些树脂可例如热固化和/或通过暴露在辐射下而固化。适合本发明可用的带涂层磨料的磨粒可以是任何已知的磨粒或研磨制品中的常用材料。带涂层磨料的可用磨粒的例子包括，例如，熔融氧化铝、热处理过的氧化铝、白色熔融氧化铝、黑色碳化硅、绿色碳化硅、二硼化钛、碳化硼、碳化鸨、碳化钛、金刚石、立方氮化硼、石榴石、烙融氧化铝-氧化锆、溶胶-凝胶磨粒、硅石、氧化铁、氧化铬、二氧化铈、氧化锆、二氧化钛、硅酸盐、金属碳酸盐(如碳酸钙(例如，白垩、方解石、泥灰岩、石灰华、大理石和石灰石)、碳酸钙镁、碳酸钠、碳酸镁)、硅石(例如，石英、玻璃珠、玻璃泡和玻璃纤维)、硅酸盐(例如，滑石、粘土(蒙脱石)、长石、云母、硅酸钙、偏硅酸钙、铝硅酸钠、硅酸钠)、金属硫酸盐(例如，硫酸钙、硫酸钡、硫酸钠、硫酸铝钠、硫酸铝)、石膏、三水合铝、石墨、金属氧化物(例如，氧化锡、氧化钙、氧化铝、二氧化钛)和金属亚硫酸盐(例如，亚硫酸转)、金属颗粒(例如，锡、铅、铜)、由热塑性材料(例如，聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酯、聚乙烯、聚砜、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯、乙縮醛共聚物、聚氯乙烯、聚氨酯、尼龙)形成的塑料磨粒、由交联聚合体(例如，酚醛树脂、氨基塑料树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、三聚氰胺-甲醛、丙烯酸树脂、丙烯酸异氰脲酸树脂、脲醛树脂、异氰脲酸树脂、丙烯酸化聚氨酯树脂、丙烯酸化环氧树脂)形成的塑料磨粒以及它们的组合。磨粒也可以是包括附加组分(如粘结剂)的聚集体或复合材料。选择用于具体研磨应用的磨粒的标准通常包括研磨寿命、切削速率、基底表面光洁度、磨削效率、和产品成本。本发明可用的带涂层磨料可进一步包括可选的添加剂，例如，磨粒表面改性添加剂、偶联剂、增塑剂、填充剂、膨胀剂、纤维、抗静电剂、引发剂、悬浮剂、光敏剂、润滑剂、润湿剂、表面活性剂、颜料、染料、紫外稳定剂和悬浮剂。选择这些材料的数量以提供所需的特性。也可将添加剂结合到粘结剂内、作为一个单独的涂层施加、保持在聚集体的孔内、或采用这些使用方式的组合。图5A是本发明中可用的示例性第一过滤介质层的透视图，所述第一过滤介质层包括堆叠的薄膜层。图5B是图5A所示的示例性第一过滤介质层的一部分的俯视图。如图5A所示，第一过滤介质层具有厚度或高度H。第一过滤介质的高度可以变化以适应不同的应用。例如，如果特定的研磨应用要求使用颗粒保持能力较大的研磨制品，那么可以增加第一过滤介质的高度。第一过滤介质的高度可以通过其它参数(包括例如研磨制品的所需刚度)来定义。在一些实施例中，与研磨制品中使用的其它过滤介质相比，本发明的研磨制品的第一过滤介质刚性较大。本发明可用的第一过滤介质通常具有至少约0.5毫米的平均高度。在一些实施例中，第一过滤介质具有至少约1毫米的平均高度。在另外一些实施例中，第一过滤介质具有至少约3毫米的平均高度。通常，本发明可用的第一过滤介质具有少于约30毫米的平均高度。在一些实施例中，第一过滤介质具有少于约20毫米的平均高度。在另外一些实施例中，第一过滤介质具有少于约io毫米的平均高度。如图5B所示，本发明可用的示例性第一过滤介质包括聚合物薄膜的堆叠件532，这些聚合物薄膜构成了延伸通过第一过滤介质520的高度的通道526的侧壁528。侧壁528在粘结区域534处被保持在一起。本发明的研磨制品中可以包含的第一过滤介质包括例如美国专利No.6，280，824(Insley等人)、美国专利No.6，454，839(Hagglund等人)和美国专利No.6，589，317(Zhang等人)所述的过滤介质，以上每项专利均以引用的方式并入本文。可用于构成本发明可用的第一过滤介质的聚合物薄膜侧壁的聚合物包括但不限于聚烯烃，诸如聚乙烯和聚乙烯共聚物、聚丙烯和聚丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯(PVDF)、以及聚四氟乙烯(PTFE)。其它聚合物材料包括醋酸酯、纤维素醚、聚乙烯醇、多糖、聚酯、聚酰胺、聚(氯乙烯)、聚亚安酯、聚脲、聚碳酸酯、和聚苯乙烯。聚合物薄膜层可以由可固化树脂材料(如丙烯酸酯或环氧树脂)浇铸成，并通过在加热、紫外线辐射、电子束辐射的作用下以化学方式促进的自由基途径来固化。在一些优选的实施例中，聚合物薄膜层由能够带电的聚合物材料(即绝缘聚合物)和共混物(如聚烯烃或聚苯乙烯)形成。如美国专利No.6，280，824(Insley等人)所报道的那样，聚合物薄膜层可具有限定在一面或两面上的结构化表面，该美国专利以引用的方式并入本文。结构化表面的形状可以是直立杆或突出物(如棱锥、立方角、J形钩、蘑菇头等)、连续或断续的脊状物(如其间带有沟槽的矩形脊或v型脊)、或者它们的组合。突出物可以是规则的、随机的或断续的，或与诸如脊等其它结构相组合。脊结构可以是规则的、随机的、断续的、彼此平行延伸的、呈相交或不相交角度的、以及在脊与脊之间组合其它结构(诸如套叠脊或突出物)。通常，高纵横比结构可以在整个薄膜或薄膜的一部分上延伸。当薄膜区域中存在这样的结构时，这些结构提供比对应的平面薄膜更大的表面积。可以采用已为人们所知的形成结构化薄膜的任何方法制成结构化表面，诸如美国专利No.5，069，403和5，133，516(两项均授予Marantic等人)、5,691,846(授予Benson等人)、5，514，120(授予Johnston等人)、5,175,030(授予Lu等人)、4,668,558(授予Barber)、4，775，310(授予Fisher)、3，594，863(授予Erb)或5,077,870(授予Melbye等人)中所公开的方法。这些专利的全文通过引用的方式并入本文。图6示出的是本发明中可用的另一个示例性第一过滤介质层的透视图，该过滤介质层包括有孔主体。如图6所示，第一过滤介质620包括多个通道626，所述通道的侧壁628从第一过滤介质的第一表面延伸至第二表面。图6所示过滤介质可由多种材料构成，包括例如泡沫、纸或包括模制热塑性材料和模制热固性材料在内的塑料。在一些实施例中，第一过滤介质由有孔的多孔泡沬材料制成。在另外一些实施例中，第一过滤介质由有孔或有切口且经过拉伸的薄片材料制成。在一些使用有孔主体作为第一过滤介质的实施例中，所述有孔主体由玻璃纤维、尼龙、聚酯、或聚丙烯制成。在一些实施例中，第一过滤介质具有从其第一表面延伸至其第二表面的分立的通道。所述通道可以具有从第一过滤介质的第一表面直接延伸至其第二表面的非曲折路径。通道的横截面积可以用有效圆直径来描述，有效圆直径是指穿过单个通道的最大圆的直径。本发明可用的第一过滤介质通常具有平均有效圆直径至少为约0.1毫米的通道。在一些实施例中，第一过滤介质具有平均有效圆直径至少为约0.3毫米的通道。在另外一些实施例中，第一过滤介质具有平均有效圆直径至少为约0.5毫米的通道。通常，本发明可用的第一过滤介质具有平均有效圆直径小于约2毫米的通道。在一些实施例中，第一过滤介质具有平均有效圆直径小于约1毫米的通道。在另外一些实施例中，第一过滤介质具有平均有效圆直径小于约0.5毫米的通道。本发明的研磨制品的过滤介质(包括第一、第二、或可选的第三过滤介质)可以带有静电。带静电能够增加颗粒和过滤介质表面之间的吸引力，从而提高过滤介质移除流体流中的颗粒物的能力。靠近侧壁通过的非撞击颗粒更容易脱离流体流，而撞击颗粒受到的粘附力更强。可通过驻极体实现被动地带静电荷，驻极体是一种长时间带有电荷的介电材料。驻极体的可带电聚合物材料包括非极性聚合物，诸如聚四氟乙烯(PTFE)和聚丙烯。有数种方法让介电材料带电，可用其中的任何一种方法来使本发明的研磨制品的过滤介质带电，这些方法包括电晕放电、在带电场中加热和冷却材料、接触起电、用带电颗粒喷射纤维网、以及用水射流或水滴流撞击表面。此外，可以通过使用混合材料来提高所述表面的带电能力。以下专利中公开了充电方法的实例美国专利No.RE30，782(vanTurnhout等人)、美国专利No.RE31，285(vanTurnhout等人)、美国专利No.5，496，507(Angadjivand等人)、美国专利No.5，472，481(Jones等人)、美国专利No.4，215，682(Kubik等人)、美国专利No.5，057，710(Nishiura等人)和美国专利No.4，592，815(Nakao)。第二过滤介质可以包括在过滤产品(尤其是空气过滤产品)中经常使用的多种多孔过滤介质。所述过滤介质可以是纤维材料、泡沫、多孔膜、等等。在一些实施例中，第二过滤介质包括纤维材料。第二过滤介质可以是纤维过滤网(如非织造纤维网)，但也可以使用织造网和针织网。在一些实施例中，第二过滤介质包括纤维材料，所述纤维材料的直径小于约100微米，有时小于约50微米，有时小于约1微米。可在第二过滤介质中使用多种基重。第二过滤介质的基重通常在每平方米约5克到约1000克的范围内。在一些实施例中，第二过滤介质的基重在每平方米约10克到每平方米约200克的范围内。如果需要，第二过滤介质可以包括一个或多个过滤介质层(网)。第二过滤介质可以由多种有机聚合物材料(包括混合物和共混物)制成。合适的过滤介质包括范围广泛的市售材料。这些材料包括聚烯烃(诸如聚丙烯、线性低密度聚乙烯、聚-l-丁烯、聚(4-甲基-l-戊烯)、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯)、聚氯乙烯、聚芳烃(诸如聚苯乙烯)、聚碳酸酯、聚酯、以及它们的组合(包括共混物或共聚物)。在一些实施例中，材料包括无支链烷基的聚烯烃和它们的共聚物。在另外一些实施例中，材料包括热塑性纤维形成材料(例如，包括聚乙烯、聚丙烯和它们的共聚物在内的聚烯烃)。其它合适的材料包括热塑性聚合物(诸如聚乳酸(PLA))、非热塑性纤维(诸如纤维素纤维、人造丝、丙烯酸纤维和改性丙烯酸纤维(卤素改性丙烯酸纤维))、聚酰胺或聚酰亚胺纤维(如可得自杜邦的商品名为N0MEX和KEVLAR的材料)以及不同聚合物的纤维共混在采用非织造材料作为第二过滤介质的实施例中，可以采用常规非织造技术将非织造过滤介质形成为纤维网，这些技术包括熔吹法、纺粘法、梳理法、气流成网法(干法成网)、湿法成网等等。如果需要，可以用已知的方法使纤维或纤维网带电，例如使用电晕放电电极或高强电场。可以在形成纤维期间、纤维形成过滤纤维网之前或形成过程中或形成之后，使纤维带电。构成第二过滤介质的纤维甚至还可在与第一过滤介质连接之后再带电。第二过滤介质可由涂覆有聚合物粘结剂或粘合剂(包括压敏粘合剂)的纤维构成。己经发现，本发明的研磨制品能够以高的输送速率有效收集大量的颗粒。已经发现，本发明中使用的多个过滤元件能够克服现有研磨制品的缺陷。虽然不希望受任何特定理论的约束，但申请人相信，在本发明的研磨制品中，多个过滤元件可以起作用，使得给定部件(如第一过滤介质)可以由第二部件(如第二过滤介质)辅助，其中第二部件可以针对第一部件的失效模式进行补偿，从而保持整体高效性并将性能提升至与使用该部件的研磨制品的性能相一致的水平。下面实例进一步说明了本发明的优点和其它实施例，但是这些例子中所提到的具体材料和数量，以及其它条件和细节，均不应被解释为对本发明的不当限制。除非另外指明，所有的份数和百分比都按重量计。鍾以下縮写用于所有实例中磨料Al:可从3MCompany(St.Paul,Minnesota)商购获得的带涂层磨料，其商品名称为"頂PERIALH00KITDISC360LGRADEP320";A2:带涂层磨料"A1"，具有频率为每平方厘米1.8个孔的直径为1.77毫米的激光穿孔，该磨料无粘合剂或环背衬；A3:可从KWHMirkaLtd.(J印po，Finland)商购获得的筛网磨料，其商品名称为"AB画ETGRADEP320";以及A4:带涂层磨料"A1"，具有频率为每平方厘米1.8个孔的直径为1.77毫米的激光穿孔。过滤介质Fl:商品名称为"3MHIGHAIRFLOW(HAF);5醒"的5毫米厚波纹形聚丙烯；Company(St.Paul,Minnesota)商贝勾获得；F2:商品名称为"3MHIGHAIRFLOW(HAF);IO丽"的10毫米厚波纹形聚丙烯Company商购获得；F3:商品名称为"R600U;5丽"的聚氨酯泡沫，厚度5毫米，密度6磅/立方英尺(0.096克/立方厘米)，可从Illbruck，Inc.(Minneapolis,Minnesota)商贝勾获得；F4:商品名称为"R600U;10丽"的聚氨酯泡沫，厚度10毫米，密度6磅/立方英尺(0.096克/立方厘米)，可从Illbruck,Inc.商购获得；F5:商品名称为"FILTRETEGSB110"的带静电短纤维网，基重110克/平方米，可从3MCompany商购获得；F6:聚氨酯吹制微纤维网，基重70克/平方米；F7:商品名称为"FILTRETEG100"的带静电短纤维网，基重100克/平方米，可从3MCompany商购获得；F8:带静电短纤维网，基重100克/平方米，总表面积的2%采用超声焊接均匀粘合；F9:带静电的短纤维网，基重100克/平方米，总表面积的40%采用超声焊接均匀粘合；F10:商品名称为"FILTRETEG200"的带静电短纤维网，基重200克/平方米，可从3MCompany商购获得；AIRFILTRATIONMEDIA多层过滤介质，可从3MAIRFILTRATIONMEDIA多层过滤介质，可从3MFll:商品名称为"FILTRETEGSB30"的带静电短纤维网，基重30克/平方米，可从3MCo即any商购获得；F12:商品名称为"FILTRETEMERV14"的带静电吹制微纤维网，基重30克/平方米，可从3MCo即any商购获得；F13:商品名称为"CELESTRA17GSM"的纺粘聚丙烯纤维网，基重17克/平方米，可从BBANo画vens(Washouga，Washington)商购获得；F14:商品名称为"CELESTRA34GSM"的纺粘聚丙烯纤维网，基重34克/平方米，可从BBANonwovens商购获得；以及F15:商品名称为"TYPAR"的纺粘聚丙烯纤维网，基重54克/平方米，可从BBASnowFiltration(WestChester,Ohio)商购获得。附连中间层ATI:商品名称为"70G/M2TRICOTDAYT0NABRUSHEDNYLONLOOPFABRIC"的环附连材料，可从SitipSpA(Gene，Italy)商购获得。AT2:根据美国专利No.6，843，944(Bay等人)所述方法制造的可脱开机械扣件系统的钩部件，该钩部件尺寸为厚度5密耳(127微米)、杆直径14密耳(355.6微米)、顶盖直径30密耳(0.76毫米)、杆高度20密耳(508微米)以及频率为每平方英寸340个杆(每平方厘米52.7个杆)o使用得自Coherent,Inc.(SantaClara,California)的10.6微米波长的C02激光器在附连介质上穿出一系列均匀分布的小孔，小孔直径为1/8英寸(3.18毫米)。穿孔频率为每平方厘米2.19个孔，导致背衬具有20%的累计开口面积。AT3:根据以引用的方式并入本文的美国专利公开2004/0170802(Seth等人)报道的方法制造的聚丙烯网钩背衬材料。模具几何形状和用于制造美国专利公开2004/0170802(Seth等人)的图10所示聚合物结网的模具类似。然而，与美国专利公开2004/0170802(Seth等人)的图10所示制品不同，第一股线上的钩未被切掉，因此在以约3的拉伸比率纵向拉伸第一股线之后，縮小至其模制尺寸的约三分之一。第一股线的未切掉的钩形成用于将聚合物结网连接到筛网磨料的表面。第二股线的最终厚度为约9密耳(228.6微米)，并包含多个钩，所述钩的杆高度为29密耳(736.6微米)、杆直径为10密耳(254微米)和杆频率为每平方英寸约450个杆(每平方厘米70个杆)。聚合物结网的开口空间占由该聚合物结网周边形成的区域的总表面面积的80%。AT4:商品名称为"Super77"的喷雾粘合剂，可从3M商购获得。样品制备使用以下縮写描述用于装配研磨制品的构成层Ll:研磨层。L2:在四层或五层结构中与研磨层相邻的过滤介质。L3:在三层结构中位于Ll和L5之间的过滤介质；或在五层结构中位于L2和L4之间的过滤介质。L4:在四层或五层结构中与附连中间层相邻的过滤介质。L5:附连中间层。3层层叠材料按每平方厘米约2.5克的比例，将"SUPER77SPRAYADHESIVE"(可从3MCompany商购获得)施加到ATI的无环侧，并在25摄氏度下干燥约30秒。然后在ATI涂覆有粘合剂的表面上层叠一片尺寸类似的过滤介质。在磨料的非研磨表面上喷涂同样数量的粘合剂，在25摄氏度下干燥约60秒，然后层叠到所述过滤介质上。在25摄氏度下干燥2个小时，然后将该3层层叠材料冲切成直径为5英寸(12.7厘米)的样品。表2列出了各种过滤介质和研磨介质。4层层叠材料重复制造3层层叠材料的方法，其中在层叠磨料之前，用"SUPER77SPRAYADHESIVE"将2层过滤介质层叠在一起，并且每次涂覆该粘合剂后都要在25摄氏度下干燥约30秒。表1列出了各种附连介质、过滤介质和研磨介质。5层层叠材料重复制造4层层叠材料的方法，其中在层叠磨料之前，用"SUPER77SPRAYADHESIVE"将3层过滤介质层叠在一起，并且每次涂覆该粘合剂后都要在25摄氏度下干燥约30秒。所述附连介质是AT1，所述研磨介质是A2。表3列出了各种过滤介质。磨砂测试1将5英寸(12.7厘米)的样品磨盘连接到直径5英寸(12.7厘米)、厚度3/8英寸(0.95厘米)的泡沫支撑片，该支撑片商品名称为"DynabradeBack-UpPad"，型号为"56320"，可得自DynabradeCorporation(Clarence,NewYork)。对支撑片和磨盘组件进行称重，然后把它们安装到购自DynabradeCorporation(Clarence,NewYork)的"21038"型双作用轨道式磨砂机。移除磨砂机上的中央吸尘真空管路。使磨盘的研磨面接触预称重的18英寸X30英寸(45.7X76.2厘米)的涂凝胶的玻璃纤维增强塑料板，该塑料板购自WhitebearBoatworks(WhiteBearLake,Minnesota)。将磨砂机在每平方英寸91.5磅(630.9千帕(Kpa))的空气管路压力和15磅(66.7牛顿)的向下力的作用下持续运行45秒。采用与工件表面呈0度角的角度。每次测试都由24道重叠的横向路径构成，所述路径长度为21英寸(53.3厘米)，从而形成打磨均匀的18X26英寸(45.7X66.0厘米)测试板区域。工具在板面上沿X轴和Y轴方向运动的速率均为5英寸/秒(12.7厘米/秒)。总行程长度为517英寸(13.13米)。在完成最后一道打磨之后，重新对测试板和带支撑片的样品进行称重。然后清洁测试板，并再次称重。移除样品后，清洁支撑片和工具，准备进行下一项测试。磨砂测试2磨砂测试2的工序与磨砂测试1相似，不同之处在于，将长度为21英寸(53.3厘米)的测试由1组24道变为4组6道。总行程为556英寸(14.12米)。每项测试均执行以下测量，并以平均数报出"切削重量"从测试板上移除的重量(单位克)。"保留重量"带支撑片的样品中捕获的切屑重量(单位克)。"表面重量"测试板表面残余的切屑重量(单位克)。"损失重量"未计入并且不包含在"保留重量"值或"表面重量"值中的切屑重量(单位克)。"捕获百分比""保留重量"与"切削重量"的比率。实例1-19实例1到19按照4层层叠法制备。具体构造和磨砂测试结果列于表1。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>实例20-23实例20-23按照3层层叠法制备，并进行磨砂测试2。具体构造和磨砂测试结果列于表2。<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>应当理解，虽然在以上描述和实例中给出了本发明的研磨制品的众多特性和优点，以及本发明的结构和功能的细节，但本发明所公开的内容也只是示例性的。在后附权利要求的条款和本发明的结构和方法的等同物的含义所表达的本发明原理范围内，可以更改细节，尤其是在过滤介质层的形状、尺寸、和布置方式及其制造和使用方法方面进行更改。权利要求1.一种研磨制品，所述研磨制品包括具有研磨表面的多孔研磨层，所述多孔研磨层包含基底，该基底包括第一表面、与第一表面相对的第二表面、用至少一种粘结剂附连到所述第一表面上的多个磨粒、以及从所述多孔研磨层的所述研磨表面延伸至所述第二表面的多个开口；第一过滤介质，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述第一过滤介质的所述第一表面紧靠所述多孔研磨层的所述第二表面，所述第一过滤介质包括由多个通道侧壁形成的多个分立通道，所述通道从所述第一过滤介质的所述第一表面延伸到所述第一过滤介质的所述第二表面，所述第一过滤介质具有1到20毫米范围内的高度；第二过滤介质，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述第二过滤介质的所述第一表面紧靠所述第一过滤介质的所述第二表面；以及附连中间层，其紧靠所述第二过滤介质的所述第二表面；其中所述开口与所述通道配合，以允许颗粒从所述研磨表面流向所述第二过滤介质。2.根据权利要求1所述的研磨制品带涂层磨料。3.根据权利要求1所述的研磨制品料。4.根据权利要求1所述的研磨制品磨料。5.根据权利要求1所述的研磨制品膜。6.根据权利要求5所述的研磨制品，其中所述聚合物薄膜包含聚合物，该聚合物选自下列物质组成的群组聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、以及它们的组合。，其中所述多孔研磨层包含开孔的，其中所述多孔研磨层包含筛网磨,其中所述多孔研磨层包含非织造，其中所述通道侧壁包含聚合物薄7.根据权利要求5所述的研磨制品，其中所述聚合物薄膜具有结构化表面。8.根据权利要求5所述的研磨制品，其中所述聚合物薄膜带有静电荷。9.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述多个通道的平均有效圆直径为至少O.l毫米。10.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述第二过滤介质包括非织造过滤材料。11.根据权利要求10所述的研磨制品，其中所述非织造过滤材料包含聚烯烃纤维，并且具有在每平方米10到200克的范围内的基重。12.根据权利要求10所述的研磨制品，其中所述非织造过滤材料包含粘合剂。13.根据权利要求10所述的研磨制品，其中所述非织造过滤材料带有静电荷。14.根据权利要求1所述的研磨制品，还包括设置在所述多孔研磨层和所述第一过滤介质之间的第三过滤介质。15.根据权利要求14所述的研磨制品，其中所述第三过滤介质包括非织造过滤材料。16.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述多孔研磨层用粘合剂附连到所述第一过滤介质上。17.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述多孔研磨层的所述第二表面和所述第一过滤介质的所述第一表面具有相同的边界。18.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述第一过滤介质的所述第二表面和所述第二过滤介质的所述第一表面具有相同的边界。19.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述附连中间层是压敏粘合剂。20.根据权利要求1所述的研磨制品，其中所述附连中间层包括两部分机械接合系统的环部分或钩部分。21.—种研磨盘，所述研磨盘包括具有研磨表面的研磨层，所述研磨层包含基底，该基底具有第一表面、与第一表面相对的第二表面、用至少一种粘结剂附连到所述第一表面上的多个磨粒、以及从所述研磨层的所述研磨表面延伸至所述第二表面的多个开口；第一过滤介质，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述第一过滤介质的所述第一表面附连到所述多孔研磨层的所述第二表面，所述第一过滤介质包括采用堆叠结构且彼此相连的多个聚合物薄膜构成的多个通道，所述通道从所述第一过滤介质的所述第一表面延伸至所述第一过滤介质的所述第二表面；第二过滤介质，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述第二过滤介质的所述第一表面紧靠所述第一过滤介质的所述第二表面；以及附连中间层，其紧靠所述第二过滤介质的所述第二表面；其中所述开口与所述通道配合，以允许颗粒从所述研磨表面流至所述第二过滤介质。22.根据权利要求21所述的研磨盘，其中所述多个聚合物薄膜包含聚合物，该聚合物选自由下列物质组成的群组聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、以及它们的组合。23.根据权利要求21所述的研磨盘，其中所述聚合物薄膜具有结构化表面。24.根据权利要求21所述的研磨盘，其中所述聚合物薄膜带有静电荷。25.根据权利要求21所述的研磨盘，其中所述多个通道的平均有效圆直径为至少O.l毫米。26.—种对表面进行研磨的方法，所述方法包括将所述表面与根据权利要求1所述的研磨制品接触，并使所述研磨制品和所述表面相对运动，以便以机械的方式修整所述表面。27.—种对表面进行研磨的方法，所述方法包括将所述表面与根据权利要求21所述的研磨制品接触，并使所述研磨制品和所述表面相对运动，以便以机械的方式修整所述表面。28.—种研磨制品的制造方法，所述方法包括提供具有研磨表面和背面的多孔带涂层研磨制品；提供第一过滤介质，第一过滤介质具有由采用堆叠结构且彼此相连的多个聚合物薄膜构成的多个通道，所述通道从所述第一过滤介质的所述第一表面延伸至所述第一过滤介质的所述第二表面；将所述第一过滤介质附连到所述多孔带涂层研磨制品的所述背面；将第二过滤介质附连到所述第一过滤介质；以及将附连中间层紧靠所述第二过滤介质附连。29.根据权利要求28所述的制造研磨制品的方法，其中所述附连中间层包括两部分机械接合系统的环部分或钩部分，并且使用粘合剂附连所述附连中间层。30.根据权利要求28所述的制造研磨制品的方法，其中使用粘合剂将所述第一过滤介质附连到所述多孔带涂层研磨制品的所述背面。31.根据权利要求28所述的制造研磨制品的方法，其中使用粘合剂将所述第二过滤介质附连到所述第一过滤介质。全文摘要一种具有一体式集尘系统的研磨制品。所述研磨制品包括具有开口的多孔研磨层、具有通道的第一过滤介质、第二过滤介质和附连中间层。所述多孔研磨层的开口与所述通道配合，以允许颗粒从研磨表面流至第二过滤介质。文档编号B24D11/02GK101267915SQ200680034051公开日2008年9月17日申请日期2006年9月12日优先权日2005年9月16日发明者唐娜·W·班格,埃里克·J·布朗施韦格,托马斯·W·兰博塞克,查尔斯·R·沃尔德,柯蒂斯·J·施密特,爱德华·J·吴,苏雷什·卡拉图尔,赛义德·A·安格德吉万德,鲁弗斯·C·小桑德斯申请人:3M创新有限公司