专利名称：抗填塞磨料物品的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及磨料，并且更具体地涉及抗填塞磨料物品。
背景技术：
磨料物品(如涂覆的磨料物品)被用在不同的エ业中对エ件进行加工，如精研、研磨、或抛光。利用磨料物品的机加工跨越了从光学エ业、汽车补漆工业到金属制造エ业的广阔エ业范围。在家庭应用中通常地也由用户完成机加工(例如通过手或通过使用通常可获得的工具，例如轨道抛光机(无轨的和固定轴的两者)、以及皮带和振动砂磨机)。在每ー个实例之中，磨料被用于去除大块材料和/或影响产品的表面特性(例如，平面性，表面粗糙度)。此外，已开发出不同类型的自动化处理系统来对不同成分和构型的物品进行研磨性加エ。表面特性包括光泽、质地以及均匀性。特别地，在汽车补漆工业中测量表面特性(例如粗糙度和光泽度)用以判定质量。例如，当刷涂ー个表面时，涂料典型地被喷涂在表面上并固化。形成的该刷涂的表面具有带麻点的橘皮纹理或者包裹了灰尘的缺陷。典型地，该刷涂的表面首先使用一种粗颗粒磨料进行沙磨、接着用一种精细颗粒的工程磨料进行沙磨，并且用羊毛或者海绵垫磨光。因此，磨料物品的磨料表面通常影响表面品质。除了表面特性之外，一些行业如汽车喷漆行业对成本很敏感。影响运营成本的因素包括制备刷涂表面的速度以及用于制备该表面的材料的成本。典型地，本行业寻求ー种具有闻材料去除率的、成本有效的材料。然而，展现高去除率的磨料通常在获得令人希望的表面特性方面表现出较低的性能。相反地，产生了所希望的表面特性的磨料通常具有较低的材料去除率。因此，刷涂的表面的制备经常是ー个使用了多个不同等级的磨料片材的多步骤过程。典型地，在一个步骤中引进的表面缺陷会在一个后续步骤中用更精细的颗粒磨料进行修复。这样，引入细小的划痕和表面缺陷的磨料造成后续步骤中更多的工作量。典型地，在任何一个步骤中工作量的增加导致了成本的提高。例如，这些增加的エ作量包括増加的用于改善表面质量的时间以及在该步骤中使用的更大数量的磨料产品。增加的时间和在一个步骤中使用的更大数量的磨料产品这两者都导致了成本的提高，这会在市场中形成劣势。这样，在使用时提供了改善的表面特性的一种成本有效的磨料物品将是令人期望的。
发明内容
在一个实施方案中，一种涂覆的磨料物品可以包括ー个具有表面的背村。该表面可以具有一种被ー个外轮廓所界定的形状。ー个中分轴可以将该形状分成第一和第二部分。该涂覆的磨料物品可以进一歩包括覆盖于该第一和第二部分各自的表面上的多个研磨区域。每个研磨区域可以包括一个粘合层以及多个与该粘合层接触的磨料颗粒。这些磨料颗粒可以具有不大于约200微米的平均颗粒尺寸。该涂覆的磨料物品可以进一歩包括至少一个微通道，该微通道界定了一条通路，该通路在一对相邻的研磨区域之间延伸并终止于第一和第二部分各自内部的外轮廓上的开ロ处。该至少一个微通道可以具有一个在约2. 5微米至约125000微米范围内的平均通道宽度，并且可以基本上不包括粘合剂层和磨料颗粒。在另ー个实施方案中，一种涂覆 的磨料物品可以包括ー个具有表面的背村。该表面可以具有一种被ー个外轮廓所界定的几何形状。ー个中分轴可以将该几何形状分成相等的第一和第二部分。该涂覆的磨料物品可以进一歩包括多个研磨区域，该多个研磨区域在该第一和第二部分中的每ー者中覆盖于该背衬上；以及至少ー个微通道，该微通道界定了一条通路，该通路在一对相邻的研磨区域之间延伸并终止于第一和第二部分各自内部的外轮廓上的开ロ处。每个研磨区域可以包括一个粘合层以及多个与该粘合层接触的磨料颗粒。该微通道基本上不包括该粘合剂层和磨料颗粒。磨料颗粒的平均通道宽度与该微通道的平均颗粒尺寸的平方根的比率可以在约250至约750之间。在还另ー个实施方案中，ー种形成磨料物品的方法可以包括用粘合剂涂覆ー个背村，将ー种磨料颗粒施加于该粘合剂上，固化该粘合剂以形成一种涂覆的磨料，以及将该涂覆的磨料施加于ー个背垫上以形成第一和第二研磨区域。至少ー个微通道可以界定一条在该第一和第二研磨区域之间延伸的通路、并可以在该涂覆的磨料物品的ー个外表面上的多个开ロ处终止。该微通道可以基本上不包括该粘合剂层和磨料颗粒。在一个进ー步的实施方案中，ー种形成涂覆的磨料物品的方法可以包括用ー种粘合剂选择性地涂覆ー个背衬以形成多个涂覆区域，在该多个涂覆区域之间存在多个未涂覆区域；将ー种磨料颗粒施加于该粘合剂上；以及固化该粘合剤。这些未涂覆的区域可以对应于至少ー个微通道，该微通道界定了一条在相邻的涂覆区域之间延伸并终止于该涂覆的磨料物品的一个外轮廓的多个开ロ处的通路。在仍另ー个实施方案中，ー种研磨エ件的方法可以包括将该エ件与一种涂覆的磨料接触，在ー个第一转动速度下相对于该エ件转动该涂覆的磨料来将材料从该エ件上去除。该涂覆的磨料可以包括第一和第二研磨区域，以及在该第一和第二研磨区域之间形成的一个微通道。该微通道可以界定一条在该第一和第二研磨区域之间延伸的通路、并可以在该涂覆的磨料物品的一个外轮廓上的多个开ロ处终止。该方法可以进一歩包括使该涂覆的磨料从第一转动速度加速到ー个第二转动速度，在第二转动速度下把材料从多个微通道里喷射出去；并且将该涂覆的磨料从第二转动速度減速到ー个第一转动速度来将更多的材料从エ件上移除。
通过參见附图可以更好地理解本发明，并且使其许多特征和优点对于本领域的普通技术人员变得清楚。图I至3示出了根据本发明实施方案的示例性的磨料物品的截面图；图4至7示出了根据本发明实施方案的示例性的磨料物品的俯视图；在不同的图中使用相同的參考符号表示相似的或相同的事项。
具体实施例方式在一个实施方案中，一种涂覆的磨料物品可以包括一个背衬、多个覆盖于该背衬上的研磨区域、以及至少ー个微通道，该微通道界定了一条在一对相邻研磨区域之间延伸的通路。该微通道可以终止于该涂覆的磨料物品外轮廓上的多个开ロ处。图I示出了一个涂覆的磨料物品100的截面。涂覆的磨料物品100可以包括ー个背衬102和覆盖于背衬102上的研磨区域104和106。微通道108可以位于研磨区域104和106之间。在ー个具体的实施方案中，涂覆的磨料物品100可以任选地包括一个背垫110。
图2示出了另ー个涂覆的磨料物品200的截面。涂覆的磨料物品200可以包括一个覆盖于背垫110上的背衬区域102a和102b。研磨区域104和106可以覆盖在背衬区域102a和102b之上。微通道108可以在背衬区域102a、研磨区域104与背衬区域102b、研磨区域106之间延伸。图3示出了另ー个涂覆的磨料物品300的截面。涂覆的磨料物品100可以包括一个背衬102和覆盖于背衬102上的研磨区域104和106。微通道108可以在研磨区域104与106之间延伸并且至少部分地进入背衬102。例如，可以将ー个对应于微通道的图案压纹到背衬102中并且研磨区域104和106可以在背衬102上方形成。在ー个具体的实施方案中，涂覆的磨料物品100可以任选地包括一个背垫110。背衬102可以是柔性的或刚性的。背衬102可以由任何数目的不同材料制成，包括在制造涂覆的磨料中常规地用作背衬的那些材料。一个示例性的挠性背衬包括聚合物膜(例如，涂底料的膜)，如聚烯烃膜(例如，聚丙烯，包括双轴取向的聚丙烯)、聚酯膜(例如，聚对苯ニ甲酸こニ酷)、聚酰胺膜、或纤维素酯膜；金属箔；网孔材料；泡沫(例如，天然海绵材料或聚氨酯泡沫);布(例如，由纤维或纱线，包括聚酯、尼龙、丝、棉、涤棉、或人造纤维的纱制成的布);纸；硬化纸；硬化橡胶；硬化纤维；无纺材料；它们的一个组合；或它们的ー种处理过的形式。布背衬可以是编织的或缝纫在一起的。在具体实例中，该背衬是选自下组，该组由以下各项组成纸、聚合物膜、布、棉、涤棉、人造纤维、聚酯、聚-尼龙、硬化橡胶、硬化纤维、金属箔以及它们的ー种组合。在其他实例中，该背衬包括聚丙烯薄膜或者聚对苯ニ甲酸こニ酯(PET)薄膜。背衬102可以任选地具有饱和剂、预胶料层、或背胶料层中的至少ー种。这些层的目的典型地是用于密封该背衬或保护背衬中的纱线或纤维。如果该背衬102是ー种布质材料，则典型地使用这些层中的至少ー个。加入预胶料层或背胶料层可以另外导致该背衬层的正面亦或背面上的一个“更光滑”的表面。还可以使用在本领域内已知的其他任选的层(例如，ー个结系层；參见Stoetzel等人的美国专利号5，700, 302，其披露通过引用结合在此)。抗静电材料可以包含在布质处理材料中。加入抗静电材料可以降低当对木材或类似木材的材料进行砂磨时该涂覆的磨料物品累积静电的趋势。涉及抗静电的背衬以及背衬处理的其他细节可以见于例如Buc hanan等人的美国专利号5，108, 463、Buchanan等人的5，137，542、Buchanan 的 5，328，716、以及 Buchanan 等人的 5，560，753，其披露均通过引用结合在此。该背衬可以包括一种纤维性的、增强的热塑性材料，例如于Stout等人的美国专利号5，417，726中所描述,或ー种无中断、无接头的带件,例如于Benedict等人的美国专利号5，573，619中所描述，其披露均通过引用结合在此。同样，该背衬可以是ー种聚合物基质，该聚合物基质具有从中伸出的钩连柄，例如于Chesley等人的美国专利号5，505，747中所描述，其披露通过引用结合在此。类似地，该背衬可以包括ー种毛圈织物，例如于Follett等人的美国专利号5，565，011中所描述，其披 露通过引用结合在此。研磨区域104和106可以被形成为ー个或多个涂层。例如，研磨区域可以包括一个制作涂层以及任选的ー个胶料涂层。研磨区域104和106通常包括磨料颗粒和粘合剤。磨料颗粒包括基本上単相的无机物质，例如氧化铝、碳化硅、硅石、ニ氧化铈，以及更硬的、高性能超级磨料颗粒，例如立方氮化硼以及金刚石。此外，该磨料颗粒可以包括复合微粒材料。这类材料可以包括聚集体，这些聚集体可以通过淤浆加工途径来形成，该途径包括通过挥发或蒸发去除液体载体，留下生的聚集体，任选地随后进行高温处理(即，烧制)从而形成可用的、烧制的聚集体。此外，该研磨区域可以含有包括宏观结构和特定三维结构的工程磨料。在一个示例性实施方案中，将这些磨料颗粒与粘合剂配制物掺合以形成磨料浆料。可选地，在将粘合剂配置物涂覆于背衬上后，将这些磨料颗粒施加到该粘合剂配置物上。任选地，一种功能性的粉末可以被施用在磨料区域上以防止磨料区域粘在形成图案的工具上。可替代地，在没有这种官能性粉末的磨料区域中可以形成多种图案。制作涂层或者胶料涂层上的粘合剂可以由一种单ー的聚合物或者多种聚合物的共混物形成。例如，该粘合剂可以由环氧树脂、丙烯酸聚合物、或它们的一个组合物形成。此外，该粘合剂可以包括填充剂，如纳米尺寸的填充剂、或纳米尺寸的填充剂和微米尺寸的填充剂的ー种组合。在ー个具体实施方案中，该粘合剂是ー种胶质粘合剂，其中被固化以形成粘合剂的配制物是ー种包括颗粒填充剂的胶质悬浮液。可替代地、或附加地，该粘合剂可以是ー种包括亚微米颗粒填充剂的纳米复合材料粘合剤。该涂覆的磨料物品可以任选地包括顺性涂层或者背涂层(未示出)。这些涂层可以如以上所述地起作用，并且可以由粘合剂组合物形成。该粘合剂通常包括一种聚合物基体，这种聚合物基体可以将磨料颗粒粘合到该背衬或顺性涂层(如果存在的话)。典型地，该粘合剂由固化的粘合剂配制物形成。在ー个示例性的实施方案中，该粘合剂配置物包括一种聚合物组分以及ー个分散相。该合剂配置物可以包括一个或多个反应组分或者用于制备聚合物的多个聚合物组分。ー种聚合物组分可以包括一种单体分子、一个聚合物分子、或它们的ー种组合。该粘合剂配制物可以进一歩包括选自下组的多个组分，该组包括溶剂类、增塑剂类、链转移剂类、催化剂类、稳定剂类、分散剂类、固化剂类、反应媒介物类、以及用于影响分散体的流动性的试剂类。该聚合物组分可以形成热塑性或热固性材料。作为举例，这些聚合物组分可以包括用于形成聚氨酯、聚脲、聚合环氧、聚酯、聚酰亚胺、聚硅氧烷类(硅氧烷类)、聚合醇酸树月旨、丁苯橡胶、丙烯腈丁ニ烯橡胶、聚丁ニ烯的单体和树脂，或总的来说用于生产热固聚合物的反应性树脂。另ー个实例包括一种丙烯酸酯或ー种甲基丙烯酸聚合物组分。该前体聚合物组分典型地是可固化的有机材料(即ー种聚合物単体，或当暴露于热或其他能源，例如电子束、紫外线、可见光等时或当加入化学催化剂、水份、或引起聚合物固化或聚合的其他试剂时能够随着时间聚合或交联的物质)。ー个前体聚合物组分的实例包括ー个反应性组分，用于形成一种氨基聚合物或一种氨基塑料聚合物，如烷基化的脲甲醛聚合物、三聚氰胺甲醛聚合物、以及烷基化的苯并胍胺-甲醛聚合物；丙烯酸酯聚合物，包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯聚合物、丙烯酸烷基酷、丙烯酸化的环氧、丙烯酸化的氨基甲酸酷、丙烯酸化的聚酷、丙烯酸化的聚醚、こ烯醚、丙烯酸化的油、或丙烯酸化的硅氧烷；醇酸树脂聚合物，如氨基甲酸酯醇酸树脂聚合物；聚酯聚合物；反应性氨基甲酸酯聚合物；酚聚合物，如可溶酚醛树脂和线性酚醛聚合物；酚类/乳胶液聚合物；环氧聚合物，如双酚环氧聚合物；异氰酸酯；异氰尿酸酷；包括烷基烷氧基硅烷聚合物的聚硅氧烷聚合物；或反应性こ烯基聚合物。该粘合剂配置物可以包括ー种单体，一种低聚物，一种聚合物，或者它们的ー种组合。在ー个具体实施方案中，该粘合剂配制物包括固化时可以交联的至少两类聚合物的単体。例如，该粘合剂配制物可以包括固化时形成一种环氧/丙烯酸聚合物的环氧组分和丙烯酸组分。这些磨料颗粒可以由以下任何一种磨料颗粒或磨料颗粒的组合物形成，这些磨料颗粒包括硅石、氧化铝(熔融的或烧结的)、氧化锆、氧化锆/氧化铝氧化物类、碳化硅、石榴石、金刚石、立方氮化硼、氮化硅、ニ氧化铈、ニ氧化钛、ニ硼化钛、碳化硼、氧化锡、碳化钨、碳化钛、氧化铁、氧化铬、燧石、和金刚砂。例如，这些磨料颗粒可以选自下组，该组由以下各项组成硅石、氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、氮化硼、石榴石、金刚石、共熔的氧化铝氧化锆、ニ氧化铈、ニ硼化钛、碳化硼、燧石、金刚砂、氮氧化铝、以及它们的共混物。具体的多个实施方案通过使用主要包含α-氧化铝的致密磨料颗粒而实施。磨料颗粒还可以具有特殊形状。这种形状的一个实例包括杆形、三角形、棱锥形、圆锥形、实心球、空心球或类似形状。可替代地，磨料颗粒可以是不规则地成形的。在一个实施方案中，这些磨料颗粒可以总体上具有不大于200微米的平均粒度，如不大于约150微米。在另ー个实例中，磨料粒度是不大于约100微米，如不大于约75微米，甚至不大于约50微米。例如，磨料粒度可以是至少O. I微米，如从约O. I微米至约200微米，并且更典型地是从约O. I微米至约150微米，或从约I微米至约100微米。这些磨料颗粒的粒度典型地被规定为该磨料颗粒的最长的维度。总体而言，存在粒度的ー个分布范围。在一些情况下，粒度分布是被严格控制的。研磨区域104和106可以进ー步包括一种助磨剂以增加研磨效率和切削率。ー种有用的助磨剂可以是基于无机物的，如一种卤盐，例如，钠冰晶石、和四氟硼酸钾；或基于有机物的，如一种氯化的蜡，例如，聚氯こ烯。ー个具体的实施方案包括冰晶石和四氟硼酸钾，具有的粒度范围是从I微米至80微米，并且最典型地是从5微米至30微米。在一个实施方案中，研磨区域104和106可以进一歩包括ー个超级胶料涂层。该超级胶料涂层可以是ー个施加于研磨颗粒上用来提供抗上釉和抗填塞特性的聚合物层。研磨区域104和106可以具有至少约2. 5微米的厚度。在一个实施方案中，研磨区域104和106可以包括ー种工程磨料并且具有不大于约5000微米的厚度。在另ー个实施方案中，研磨区域104和106的厚度可以不大于约1250微米。 在一个实施方案中，微通道108可以基本上不包括粘合剂和磨料颗粒。此外，位于微通道108底部的背衬102或背垫110的表面可以基本上不包括粘合剂和磨料颗粒。在一个实例中，微通道108可以具有ー个矩形截面，该截面具有一个宽度和深度。该深度可以至少约2. 5微米。在一个实施方案中，该深度可以是不大于约5000微米,如不大于约2500微米，甚至不大于约1250微米。此外，在一些实施方案中，微通道108部分地延伸进但是没有完全贯穿背衬102，如在图3中所示，微通道108可以延伸至背衬102中大约至少2. 5微米的厚度，但不超过约2500微米。当包含背垫时，背垫110可以是弹性或者刚性的。背垫110可以由任何数目的不同材料制成，包括在制造涂覆的磨料中常规地使用的那些材料。一个示例性的挠性背垫包括聚合物膜(例如，涂底料的膜)，如聚烯烃膜(例如聚丙烯，包括双轴取向的聚丙烯)、聚酯膜(例如，聚对苯ニ甲酸こニ酷)、聚酰胺膜、或纤维素酯膜；金属箔；网孔材料；泡沫(例如，天然海绵材料或聚氨酯泡沫)；布(例如，由纤维或纱线，包括聚酯、尼龙、丝、棉、涤棉、或人造纤维的纱制成的布);纸；硬化纸；硬化橡胶；硬化纤维；无纺材料；它们的一个组合；或它们的ー种处理过的形式。布背垫可以是编织的或缝纫在一起的。
在具体实例中，该背垫可以是ー种泡沫，ー种硬化橡胶，或它们的任意组合。
背垫110可以是ー种如上所述的纤维性的、增强的热塑性材料，或者ー种无中断、无接头的带件。同样地，背垫110可以是ー种聚合物基质，该聚合物基质具有从中伸出的钩连柄。类似地，该背垫110可以是ー种毛圈式织物。图4是ー个俯视图，展示了涂覆的磨料物品(如涂覆的磨料物品100)的ー个工作表面400。表面400可以具有一个界定了表面400的总体形状的外轮廓402。如图所不该形状可以是ー个圆形。在替代实施方案中，该表面400可以具有除了圆形之外的其他形状，如矩形，正方形，正多边形，不规则多边形等。该形状可以被ー个中分轴408分成部分404和部分406。研磨区域410和412可以位于表面上。研磨区域410和412可以具有ー个对应于沿着表面400的最长尺寸的长度，以及ー个垂直于该长度且沿着表面400的宽度。研磨区域410和412的宽度可以至少是约2. 5微米。另外，研磨区域的宽度可以不大于约50000微米(50毫米)。在一个实施方案中，研磨区域的宽度可以为至少5000微米(5毫米)且不大于约15000微米(15毫米)。微通道414可以在研磨表面410和412之间延伸。另外，微通道414可以在部分404的外轮廓402上在开ロ 416处以及在部分406的外轮廓402上在开ロ 418处终止。如图所示，微通道414可以是直线的。可替代地，微通道414可以包括ー个弧形部分。这个弧形部分可以具有ー个基本上恒定的曲率半径或者可以具有一个可变的曲率半径(比如ー个螺旋)。微通道414可以具有一个对应于沿着表面400最长尺寸的长度，以及ー个垂直于该长度且沿着表面400的宽度。总体上微通道414可以具有至少约2. 5微米的ー个平均宽度。在实施方案中，微通道414可以具有至少约500微米(O. 5毫米)，如至少约1000微米(I毫米)，甚至至少1500微米(I. 5毫米)的ー个平均宽度。在一个实施方案中，微通道可以具有ー个基本上沿着该微通道的全长均匀的宽度。在一个替代性的实施方案中，该微通道可以具有ー个可变的宽度。该微通道的宽度可以从该磨料中心向开ロ处増加。可替代地，该微通道的宽度可以从该磨料中心朝着开ロ处减小。此外，微通道的宽度可以沿着该微通道的长度线性地或者非线性地増加。具体地，可以对微通道的截面进行塑形用以优化从磨料上溅出的切屑量。在一个实施方案中，该微通道的宽度可以与平均颗粒尺寸相关联。确切地，平均通道宽度和平均颗粒尺寸的平方根的比率可以为至少约250，比如至少约300，比如至少约350，比如至少约400，甚至为至少约450。此外，平均通道宽度与平均颗粒尺寸的平方根的比率可以为不大于约750,如不大于约700,如不大于约650,如不大于约600,如不大于约550，甚至不大于约500。图5是ー个俯视图，展示了另ー个涂覆的磨料物品的ー个工作表面500。表面500可以包括研磨区域502、504和506。另外，微通道508和510可以在研磨区域502、504和506之间延伸。微通道508和510可以界定ー个图案。这个图案可以包括相对彼此进行旋转的多个同心多边形512和514。在实施方案中，这些多边形可以是规则多边形，比如等边三角形，正方形(如图所示)，五边形，六边形以及其它高阶多边形。多边形512和514可以按照ー个角度旋转，这个角度不等于该多边形对称角度的多倍。此外，ー个内多边形的至少一个顶点可以与下一个较大的多边形相接，例如与下一个较大多边形的一个边相接。如在此使用的，对称角被定义为ー个最小的、非零的角度，根据这个角度该多边形可以展现出旋转对称性。通常地，该对称角等于360°除以旋转对称阶数。例如，ー个正方形具有的旋转对称阶数为四并且对称角为360° /4=90°。图6是ー个俯视图，展示了又另ー个涂覆的磨料物品的ー个工作表面600，该涂覆的磨料物品具有的一种对应的微通道图案包括多个同心多边形602、604和606。回到图5，研磨区域502可以是直线的，然而研磨区域504和506可以不是直线的。确切地，研磨区域504可以是ー个狭长的三角形区域，并且研磨区域506可以是ー个圆形区段。通常地，该研磨区域的长度可以对应于该研磨区域最长边的长度，并且这些研磨区域的平均宽度可以通过沿着该长度在每个点上測量宽度然后取其平均值来确定。在一个实施方案中，该研磨区域可以具有至少2. 5微米且不大于约50000微米(50毫米)的平均宽度。在一个实施方案中，研磨区域的宽度可以为至少约5000微米(5毫米)且不大于约15000微米(15毫米)。在另ー个实施方案中，这些微通道可以具有在外轮廓被ー个角度隔开的多个开ロ。如在此使用的，位于这些开ロ之间的角度对应于从该涂覆的磨料中心延伸到开ロ中心的多条线段之间的角度，即，该角度由第一开ロ的中心、该涂覆的磨料的中心和该第二开ロ的中心所界定。这个角度可以是至少约90°，如至少约100°、如至少约110°、如至少约120°、如至少约130°、如至少约140°、如至少约150°、如至少约160°、如至少约170°、甚至约180。。图7例举了ー种涂覆的磨料700，该磨料具有具有微通道702和704。微通道702可以在涂覆的磨料700的ー个外边缘710上具有开ロ 706和708。开ロ 706和708被角度712隔开，该角度是被开ロ 706的中心714、涂覆的磨料700的中心716和开ロ 708的中心718所界定的。现在转向一种用于形成一种涂覆的磨料物品的方法，可以从ー个辊中取出ー个背村，该背衬可以用从一个涂覆装置分配的粘合剂配制物来涂覆。一个示例性的涂覆装置包括落模(drop die)涂布机、刮刀涂布机、幕帘式涂布机、真空模ロ涂布机或者模ロ涂布机。涂覆方法可以包括接触法或非接触法。这些方法包括两辊、三辊反向法、罗拉刮刀(knifeover ro11)法、狭缝模ロ法、凹版法、挤出法或喷涂法的应用。在一个实施方案中，可以在ー种包含了配制物和磨料颗粒的悬浮液里提供该粘合剂配制物。在一个替代性的实施方案里，这种粘合剂配制物可以与该磨料颗粒分离地进行分配。用该粘合剂涂覆背衬后、在该粘合剂配制物部分固化之后、在该粘合剂配制物形成图、案之后、或在该粘合剂配制物完全固化之后提供这些磨料颗粒。例如，这些磨料颗粒可以通过ー种技术(如，静电喷涂、滴覆法或机械喷射)进行涂敷。在另ー个实施方案中，用该粘合剂和磨料颗粒涂覆的背衬可以被切割以形成多个研磨区域并施加于ー个背垫上(例如使用ー种粘合剤)。可以将这些研磨区域安排在该背垫上，这样在这些研磨区域之间的空隙形成了该磨料物品的多个微通道。这些微通道可以基本上不包括背衬材料、粘合剂和磨料颗粒。在另ー个实施方案中，该背衬可以选择性地用粘合剂涂覆，以留下与多个微通道对应的、没有涂覆的区域。例如，该粘合剂可以用如丝网印刷、平版印刷或柔版印刷的方法印刷到背衬上。在另ー个实施方案中，该背衬可以选择性地使用凹版涂覆、狭缝模ロ式涂覆、掩蔽喷涂等方法进行涂覆。可替代地，可以把ー种光致抗蚀剂或者可UV固化的掩膜施加在背衬上并且例如通过光刻蚀方法显影为该背衬的多个掩膜部分。在另外ー个实例里，在施加粘合剂之前可以将ー种去湿化合物施加到背衬上。该去湿化合物可以施加给对应于这些微通道的、该背衬的多个区域。
该去湿化合物可以基本上防止粘合剂粘结到该背衬上，因此产生了多个基本上不含粘合剂和磨料物品的微通道。在另外ー个实施方案中，可以将ー种图案压纹至该背衬中。这些图案的凹陷部分可以对应于这些微通道。此外，可以选择性地将粘合剂施加到该背衬的非凹陷部分上来形成多个研磨区域。在一个实例中，可以将ー种去湿化合物施加到凹陷部分中。现在转向一种用于研磨エ件的方法,该エ件可以与ー种涂覆的磨料接触。该涂覆的磨料可以包括多个研磨区域以及位于这些研磨区域之间并延伸至该涂覆的磨料边缘的多个微通道。该涂覆的磨料可以相对于该エ件旋转。例如，该涂覆的磨料可以安装于ー个轨道式砂磨机上并与エ件相接触。当研磨该エ件吋，从エ件上移除的材料可以堆积在这些微通道里。这些堆积的材料可以减小该エ件和涂覆的磨料之间的摩擦，从而导致了转速的増加。当处于増大的转速时，这些堆积的材料可以通过该涂覆的磨料的外边缘上的开ロ从微通道中喷射出来。当堆积的材料被喷射出去后，在エ件和涂覆的磨料之间的摩擦会増大，这样就降低了转速并且增加了材料的去除作用。实例通过研磨ー个6” X 24” X 3/16”的浇注丙烯酸板来对多个涂覆的磨料盘进行测试。将该涂覆的磨料盘以直线移动，横跨该浇注的丙烯酸板24”的长度。可以通过使用梅特勒-托利多(Mettler Toledo)型#P61003_S天平测量该烧注丙烯酸板在姆ー个研磨周期之前和之后的重量来确定去除的材料。去除的材料的平均值可以通过将六次研磨中的重量损失求和来确定。去除的材料的平均值可以通过求三次试验的平均数来确定。在第一次研磨之后，使用马尔M2粗糙度仪(Mahr M2Perthometer)在沿切ロ长度上的三个点处測量该浇注丙烯酸板的表面光洁度(Ra)。平均值Ra在三次试验后得到。实例I实例I是具有P80粗粒尺寸(平均磨料颗粒尺寸约200微米)的多个涂覆的磨料盘的比较。除非另外指明，测试中的每一次研磨都是在非真空的状态下进行并持续了 2分钟。对比实例I是ー个具有P80粗粒尺寸的诺顿(Norton)A275圆盘，直径为5。”该圆盘不含微通道并且在没有真空的状况下使用。
对比实例2是ー个具有P80粗粒尺寸的诺顿(Norton)A275MultiAir圆盘，直径为
5。”该圆盘包括多个允许将从エ件上移除的材料进行真空去除的通孔。通过将具有P80粗粒尺寸的诺顿( Norton) 6”直径A275圆盘切割成6. 35mm宽的条状物来制造样品I。这些条状物被胶粘合到一个背垫上，相邻的条状物之间具有1.59mm宽的间隙。带有这些条状物的背垫被切割以产生一个用于测试的直径为5”的圆盘，并且在非真空状况下使用。样品2如样品I 一样进行制造，除了条状物的宽度为9. 52mm以外。样品3如样品I 一样进行制造，除了条状物的宽度为12. 7mm以外。样品4如样品I 一样进行制造，除了相邻条状物之间的间隙宽度为3. 18mm以外。样品5如样品I 一样进行制造，除了条状物的宽度为9. 52mm并且相邻条状物之间的间隙宽度为3. 18mm以外。样品6如样品I 一样进行制造，除了条状物的宽度为12. 7mm以及相邻条状物之间的间隙宽度为3. 18mm以外。样品7如样品I 一样进行制造，除了相邻条状物之间的间隙宽度为4. 76mm以外。样品8如样品I 一样进行制造，除了条状物的宽度为9. 52mm并且相邻条状物之间的间隙宽度为4. 76mm以外。样品9如样品I 一样进行制造，除了条状物的宽度为12. 7mm并且相邻条状物之间的间隙宽度为4. 76mm以外。表I示出了使用P80粗粒的测试結果。表I
权利要求
1.一种涂覆的磨料物品，包括 一个背衬，该背衬具有ー个形状被一个外轮廓界定的表面，其中一条中分轴把该形状分为第一和第二部分； 多个研磨区域，该多个研磨区 域在该第一和第二部分中的每ー个部分中覆盖在该表面上，每个研磨区域包括一种粘合剂和多个与该粘合剂接触的磨料颗粒，这些磨料颗粒具有不大于约200微米的平均颗粒尺寸； 至少ー个微通道，该微通道界定了一条通路，该通路在一对相邻的研磨区域之间延伸并终止于该第一和第二部分中每个部分内的外轮廓上的开ロ处，该微通道具有一个在约O.I毫米至约5毫米之间的平均通道宽度，并且该微通道基本不包括该粘合剂和这些磨料颗粒。
2.一种涂覆的磨料物品,包括 ー个背村，该背衬具有ー个形状被一个外轮廓界定的表面； 多个研磨区域，该多个研磨区域在该第一和第二部分中的每个部分中覆盖在该表面上，每个研磨区域包括一种粘合剂和多个与该粘合剂接触的磨料颗粒，这些磨料颗粒具有不大于约200微米的平均颗粒尺寸； 至少ー个微通道，该微通道界定了一条通路，该通路在一对相邻的研磨区域之间延伸并终止于该外轮廓上的多个开ロ处，这些开ロ被ー个至少约90°的角度分离，该微通道具有一个在约O. I毫米至5毫米之间的平均通道宽度，并且该微通道基本不包括该粘合剂和这些磨料颗粒。
3.一种涂覆的磨料物品，包括 一个背衬，该背衬具有ー个形状被一个外轮廓界定的表面，其中一条中分轴把该形状分为相等的第一和第二部分； 多个研磨区域，该多个研磨区域在该第一和第二部分中的每个部分中覆盖在该表面上，每个研磨区域包括一种粘合剂和多个与该粘合剂接触的磨料颗粒，这些磨料颗粒具有ー个平均颗粒尺寸； 至少ー个微通道，该微通道界定了一条通路，该通路在一对相邻的研磨区域之间延伸并终止于该第一和第二部分中每个部分内的外轮廓上的开ロ处，该微通道基本不包括该粘合剂和这些磨料颗粒并具有ー个平均通道宽度， 其中该平均通道宽度与该平均颗粒尺寸的平方根的比值在约250和约750之间。
4.如权利要求1、2或3所述的涂覆的磨料物品，其中这些微通道具有至少约2.5微米且不大于约2500微米的深度。
5.如权利要求1、2或3所述的涂覆的磨料物品，其中这些磨料颗粒具有不大于约150微米的平均尺寸。
6.如权利要求5所述的涂覆的磨料物品，其中这些磨料颗粒具有不大于约100微米的平均尺寸。
7.如权利要求6所述的涂覆的磨料物品，其中这些磨料颗粒具有不大于约75微米的平均尺寸。
8.如权利要求7所述的涂覆的磨料物品，其中这些磨料颗粒具有不大于约50微米的平均尺寸。
9.如权利要求1、2或3所述的涂覆的磨料物品，其中这些微通道可以至少部分地延伸入该背衬中。
10.如权利要求9所述的涂覆的磨料物品，其中这些微通道可以压纹至该背衬中。
11.如权利要求1、2或3所述的涂覆的磨料物品，其中这些微通道具有至少约O.5毫米的平均宽度。
12.如权利要求11所述的涂覆的磨料物品，其中这些微通道具有至少约I毫米的平均览度。
13.如权利要求12所述的涂覆的磨料物品，其中这些微通道具有至少约I.5毫米的平均宽度。
14.如权利要求1、2或3所述的涂覆的磨料物品，其中这些微通道具有ー个可变的宽度。
15.如权利要求14所述的涂覆的磨料物品，其中该微通道的宽度是根据下组中的ー项来变化的，该组由以下各项组成从该磨料的中心向这些开ロ增大；从该磨料的中心向这些开ロ减小。
16.如权利要求14所述的涂覆的磨料物品，其中该微通道的宽度是根据下组中的ー项来变化的，该组由以下各项组成沿着该微通道长度线性地变化；沿着该微通道长度非线性地变化。
17.如权利要求1、2或3所述的涂覆的磨料物品，其中该平均通道宽度与该平均颗粒尺寸的平方根的比值在约250到约750之间。
18.如权利要求17所述的涂覆的磨料物品，其中该平均通道宽度与该平均颗粒尺寸的平方根的比值在约400到约500之间。
19.如权利要求1、2或3所述的涂覆的磨料物品，其中这些微通道具有ー个矩形截面。
20.如权利要求1、2或3所述的涂覆的磨料物品，其中这些微通道是直线型的。
21.如权利要求1、2或3所述的涂覆的磨料物品，其中这些微通道界定了ー个图案，该图案包括位于ー个第二多边形中的ー个第一多边形，该第一和第二多边形具有相同的形状并相对于彼此旋转了ー个角度，该第二多边形大于该第一多边形，并且该第一多边形的一个顶点与该第二多边形的一条边相接触。
22.如权利要求21所述的涂覆的磨料物品，其中该角度不等于该多边形的对称角的多倍。
23.如权利要求1、2或3所述的涂覆的磨料物品，其中这些研磨区域包括ー种工程磨料,该工程磨料包含该磨料颗粒和ー种粘合剂。
24.如权利要求23所述的涂覆的磨料物品，其中该工程磨料包括多个磨料形状，在这些磨料形状之间形成了多个微通道。
25.如权利要求1、2或3所述的涂覆的磨料物品，其中这些研磨区域具有一个在约5毫米与约15毫米之间的平均宽度。
26.如权利要求1、2或3所述的涂覆的磨料物品，其中这些研磨区域是狭长的三角形区域。
27.如权利要求1、2或3所述的涂覆的磨料物品，其中该形状是圆形、正方形或者矩形。
28.如权利要求1、2或3所述的涂覆的磨料物品，其中该磨料物品是ー个帯状物。
29.ー种形成磨料物品的方法，包括 用一种粘合剂涂覆一个背衬； 将ー种磨料颗粒施加到该粘合剂上； 固化该粘合剂以形成一种涂覆的磨料；并且 将该涂覆的磨料施加到ー个背垫上以形成第一和第二研磨区域，至少ー个微通道界定了一条通路，该通路在该第一和第二研磨区域之间延伸并终止于该涂覆的磨料物品的ー个外轮廓上的多个开ロ处，该微通道基本不包括该粘合剂和这些磨料颗粒。
30.ー种形成涂覆的磨料物品的方法，该方法包括 用一种粘合剂选择性地涂覆ー个背衬，用以形成多个涂覆区域，在这些涂覆区域之间存在多个未涂覆区域；这些未涂覆区域对应于至少ー个微通道，该微通道界定了一条通路，该通路在相邻的研磨区域之间延伸并终止于该涂覆的磨料物品的一个外轮廓上的多个开ロ处； 将ー种磨料颗粒施加到该粘合剂上；并且 固化该粘合剤。
31.用于研磨一个エ件的ー种方法，该方法包括 将该エ件与一个涂覆的磨料接触，该涂覆的磨料包括第一和第二研磨区域以及在该第一和第二研磨区域之间形成的一个微通道，该微通道界定了一条通路，该通路在该第一和第二研磨区域之间延伸并终止于该涂覆的磨料物品的一个外轮廓上的多个开口处； 以ー个第一转速相对于该エ件旋转该涂覆的磨料来从该エ件上除去材料； 将该涂覆的磨料从该第一转速加速到ー个第二转速； 在该第二转速时将材料从该微通道中喷射出去；并且 将该涂覆的磨料从该第二转速减至该第一转速以将该エ件上更多的材料除去。
32.如权利要求29所述的方法，进ー步包括将该涂覆的磨料切割成对应于该第一和第ニ研磨区域的形状。
33.如权利要求30、31或32所述的方法，其中该第一和第二研磨区域各自具有ー个在约5毫米与15毫米之间的平均宽度。
34.如权利要求30、31或32所述的方法，其中这些研磨区域是狭长的三角形区域。
35.如权利要求29、30或31所述的方法，其中该平均通道宽度与该平均颗粒尺寸的平方根的比值在约250到约750之间。
36.如权利要求29、30或31所述的方法，其中这些磨料颗粒具有不大于约200微米的平均尺寸。
37.如权利要求29、30或31所述的方法，其中该平均通道宽度在约O.I毫米与约5毫米之间。
38.如权利要求29、30或31所述的方法，其中这些微通道具有ー个矩形截面。
39.如权利要求29、30或31所述的方法，其中这些微通道是直线型的。
40.如权利要求29、30或31所述的方法，其中这些微通道界定了ー个图案，该图案包括位于ー个第二多边形中的ー个第一多边形，该第一和第二多边形具有相同的形状并相对彼此旋转了ー个角度，该第二多边形大于该第一多边形，并且该第一多边形的ー个顶点与该第二多边形的一条边相接触。
41.如权利要求40所述的方法，其中该角度不等于该多边形的对称角的多倍。
42.如权利要求29、30或31所述的方法，其中这些研磨区域包括ー种包含有该磨料颗粒和ー种粘合剂的工程磨料。
43.如权利要求42所述的方法，其中该工程磨料包括多个磨料形状，在该多个磨料形状之间形成了多个微通道。
44.如权利要求30所述的方法，其中选择性涂覆包括印刷、凹版涂覆、狭缝模ロ涂布或掩蔽喷涂。
45.如权利要求44所述的方法，其中印刷包括丝网印刷、平版印刷或柔版印刷。
46.如权利要求30所述的方法，其中选择性涂覆包括把一种光致抗蚀剂或者可UV固化的掩膜施加在该背衬上，使该光致抗蚀剂或者可UV固化的掩膜显影，并且施加该粘合剤。
47.如权利要求30所述的方法，其中选择性涂覆包括可UV固化的掩蔽涂覆。
48.如权利要求30所述的方法，其中选择性涂覆包括在施加该粘合剂之前将ー种去湿化合物施加到该微通道上。
49.如权利要求30所述的方法，进ー步包括将ー个对应于这些微通道的图案压纹到该背衬中。
50.如权利要求31所述的方法，其中这些微通道至少部分地延伸到该背衬中。
全文摘要
一种涂覆的磨料物品包括一个背衬，该背衬具有一个表面、多个研磨区域、以及至少一个微通道，这些研磨区域在第一和第二部分中的每一个中覆盖于该表面上。该背衬的表面具有一种被一个外轮廓所界定的形状。一个中分轴将该形状分成第一和第二部分。每个研磨区域包括一种粘合剂和多个与该粘合剂接触的磨料颗粒。这些磨料颗粒具有不大于约200微米的平均颗粒尺寸。该至少一个微通道界定了一条通路，该通路在一对相邻的研磨区域之间延伸并终止于第一和第二部分各自之中的外轮廓上的开口处。该微通道具有一个在约0.1毫米至约5毫米之间的平均通道宽度，并且基本上不包括粘合剂和磨料颗粒。
文档编号B24B37/04GK102666021SQ201080058331
公开日2012年9月12日 申请日期2010年12月22日 优先权日2009年12月29日
发明者A·赛思 申请人:圣戈班磨料磨具有限公司, 法国圣戈班磨料磨具公司