提供磨料产品的方法及其磨料产品的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及磨料产品、磨料产品的用途以及获得磨料产品的方法的领域。
[0002] 发明背景 磨料产品用于处理物体表面。该物体表面可以包含多种材料，如木材、金属或聚合物。 该处理通常包括从该物体表面上去除材料以获得所需物体表面性质如光滑度或粗糙度或 特殊结构。不同的材料或应用可能对磨料产品设定不同的要求以适当地发挥作用。
[0003] 发明概述 根据目的，磨料产品可以包含不同的性质。待研磨的物体表面和材料可能对该磨料产 品设定要求。通常，合意的是磨料产品具有贴合性和柔性以便适应于物体表面，获得光滑和 均匀的研磨结果。同时，该磨料产品应有效和持久。此外，磨料产品的特定用途可能设定应 当确定的特殊要求。
[0004]本发明的一个目的是提供一种改进的方法以获得具有改进的性质的磨料产品。本 发明的进一步的目的是提供一种具有这样的改进的性质的磨料产品。该改进性质可用于各 种应用以获得更好的磨料品质。该改进性质可以进一步延长该产品的寿命周期。
[0005]通常，纸张、布料或聚合物膜可以用作磨料产品的背衬层材料。该背衬层限定了该 磨料产品的基本性质。
[0006]本发明的目的是提供一种包含具有第一侧和第二侧的背衬层的磨料产品，其中磨 料层可以邻接到包含聚丙烯的背衬层的一侧上。
[0007]聚合物材料的一个优点在于聚合物可以模塑和加工成所需形状和厚度。特别地， 热塑性聚合物可以容易地模塑和加工并由此有利地连续提供具有均匀品质的背衬层。此 外，通过选择有利的聚合物材料，该背衬层可以改性以包含所需性质，由此可以获得功能性 背衬层。有利地，该背衬层可以同时既是柔性的以贴合目标表面，又是耐久的以经受在机械 研磨和/或手工研磨中的使用。该背衬层的柔性可以通过提供包含表面高度偏差(如凹陷 区域和升高区域，其可用于在该背衬层上附着包含磨料区的磨料层）的背衬层来进一步改 善。因此，可以在磨料产品表面上提供由该背衬层支撑的多个磨料区，以使得各磨料区可以 被相互连接的通道部分包围。该通道部分可以布置成具有使得该磨料产品包含改善的柔性 并且可以有效地输送磨蚀材料离开磨料产品表面的尺寸与图案。
[0008]本发明的目的和实施方案进一步描述在本申请的独立与从属权利要求中。
[0009]附图概述 该附图是示意性的并可能不按照透视法。
[0010] 该附图意在用于说明目的。
[0011] 在该附图和在说明书中，符号sx、\和sz代表彼此垂直的直角坐标方向。
[0012] 图1代表磨料产品结构的简化实例。
[0013]图2代表可以连接到磨料设备上的磨料产品结构的简化实例。
[0014] 图3代表包含不同功能层的背衬层的简化实例。
[0015] 图4a和4b代表磨料层结构的简化实例。
[0016] 图5代表包含凹陷区域的背衬层结构的简化实例。
[0017] 图6代表包含凹陷区域的功能层结构的简化实例。
[0018] 图7代表邻接到包含凹陷区域的背衬层上的磨料层的简化实例。
[0019] 图8代表磨料产品的横截面C-C的简化实例。
[0020] 图9代表来自上文的磨料产品的简化实例。
[0021] 图10代表包含磨料区和通道部分的磨料产品表面的简化实例。
[0022] 图11代表包含曲度的通道部分的简化实例。
[0023] 图12代表具有线性长度的第二通道部分的简化实例。
[0024] 图13代表相互连接的通道部分的网络的简化实例。
[0025] 图14代表在磨料产品表面上的基元图案的简化实例。
[0026] 图15代表开口的简化实例。
[0027] 图16a至16f呈现了改变几何形状以便在磨料产品表面上提供基元图案的非限制 性实例。
[0028] 图17a至17e呈现了在不改变几何形状的情况下在磨料产品表面上提供基元图案 的非限制性实例。
[0029] 图18a至18g呈现了改变几何形状以便在磨料产品表面上提供基元图案的另一非 限制性实例。
[0030] 图19a至19e呈现了包含棱角的基元图案网络的非限制性实例。
[0031] 图20a至20f呈现了在磨料产品表面上提供包含基元组团和基元图案的网络的另 一非限制性实例。
[0032] 图21a至21e呈现了在磨料表面上提供包含基元组团和基元图案的网络的进一步 的非限制性实例。
[0033] 图22呈现了在磨料产品表面上提供包含基元组团和基元图案的网络的进一步的 非限制性实例。
[0034] 发明详述 磨料产品可用于不同的应用，例如汽车工业、船舶、建筑物和建筑工地以及复合材料行 业（compositesindustry)，仅举几例。磨料产品的应用可以进一步包括各种材料，如木材、 金属、复合材料、塑料、矿物或不同的涂层如油漆或清漆。去除具有不同性质和行为的材料 还可能需要来自该磨料产品的不同性质。常见的研磨方法可以包括例如研磨、抛光、磨光、 珩磨、切割、钻孔、锐化、精研或砂磨。需要磨蚀的物体形状可能改变。当物体表面形状并非 平面并包含高度偏差时，合意的是该磨料产品是柔性的。柔性磨料产品更好地贴合被研磨 的物体表面的形状。刚性磨料产品通常的缺陷在于该磨料产品的一部分可能压向比另一部 分更坚硬的物体表面，这会造成不均匀的品质，换句话说，某些地方可能被磨损，而其它部 分磨损较少或根本未被磨损。有利地，该磨料产品的强度、剪切应力、冲击应力和弹性模量 应经过设计以匹配应用的需要。根据目的，磨料产品可以在例如潮湿或干燥条件下使用。
[0035] 在该说明书中，术语"通道"指的是置于磨料区侧面的凹陷区域。通道包含宽度和 长度及高度。术语"通道部分"指的是两个磨料区之间的通道的分支点或交叉点之间的最 短表面距离，称为"通道部分长度"。通道部分沿着该通道部分长度具有基本恒定的宽度和 高度。
[0036] 图1显示了具有表面110的磨料产品100的简化实例，该表面具有研磨性质。该 磨料产品100包含具有第一侧107和第二侧108的背衬层101，以及邻接于该背衬层101 - 侧的磨料层111。该磨料层可以邻接于该背衬层101的第一侧107或第二侧108,或邻接于 两侧。该磨料产品100可以包含任选的支撑层121，该支撑层具有前侧和背侧。该支撑层 121的正面可以邻接于该背衬层101的第二侧108,例如通过层压或粘合。
[0037] 图2显示了具有前侧和背侧的支撑层121的简化实例。该支撑层121的前侧可以 邻接于该背衬层101的第二侧108。该支撑层121可以包含附着改进层126和泡沫层123。 该附着改进层126可以是例如层压到该背衬层上的聚合物膜，或改进机械附着的层，例如 粘贴体系（stick-onsystem)或抓持附着，如Velcro。该附着改进层126可以替代地或另 外地包含邻接于该背衬层101的第二侧108的压敏粘合剂层。替代地或另外地，该附着改 进层126可以包含摩擦涂层。如果该第二侧108不包含磨料层111的话，摩擦涂层可以用 于提高该磨料产品100的第二侧108的表面摩擦。例如，该产品100可以包含施加到该背 衬层101的第二侧108上的摩擦涂层。有利地，该摩擦涂层可以包含点状形式的增磨材料。 例如，该增磨材料可以排列为点的二维阵列，不含增磨材料的区域包围该点。在实验中已经 观察到，以点的阵列形式施加(例如通过丝网印刷机、压花辊、静电涂布装置或从计量带上 滴落或通过振动装置以点状形式施加）的等量摩擦涂层可以在潮湿的磨料产品100中提供 增强的摩擦。当泡沫层123直接靠向背衬层101时，附加的抓持层122可以附着到非面向 背衬层101的一侧上。该背衬层101可以包含在方向Sz上延伸穿过该背衬层101的开口 226〇
[0038] 设备300可以包含该磨料产品100。该支撑层121可用于将该磨料产品100附着 到该设备300上，其可以是用于研磨的工具。该支撑层121可用于将设备300或用于研磨 的工具附着到该磨料产品100上。或者，该支撑层121可用于从设备300或用于研磨的工具 上移除该磨料产品100。这能够容易地在包含用于连接磨料产品100的表面301的工具或 设备上将磨料产品1〇〇切换至另一磨料产品。该设备可以包含与磨料产品1〇〇兼容的用于 附着的装置。兼容装置可以是例如具有背侧和前侧的附着改进层301。该附着改进层301 可以包含机械附着系统302,如钩子或丝绒(如Velcro系统)、乙烯基层或压敏粘合剂层。该 设备300可以包含例如用于线性机械研磨或旋转机械研磨的装置。该设备300可以包含用 于振动的装置，如轴和包含该表面301的支撑垫。
[0039] 图3显示了背衬层101的结构的简化实例。可以制造背衬层101以提供功能性。功 能性可以通过制造包含一个或多个具有第一侧和第二侧的功能层102、103、104、104、105、 106、107、108 的背衬层 101 来引入。该第一功能层 102、103、104、104、105、106、107、108 的 第一侧可以邻接于不同于该第一功能层的第二功能层的第一或第二侧。该功能层102、103、 104、104、105、106、107、108可以例如通过层压或共挤出邻接。例如，该磨料产品100可以 包含邻接于第二功能层103或第三功能层104的第一功能层102。因此，该背衬层101可 以包含超过一个相邻层，如两个、三个、四个、五个、六个或七个相邻层。该功能层可以以类 似于背衬层101的方式形成。一部分功能层可以具有相同的化学组成。或者，各功能层的 化学组成可能不同。此外，各功能层的厚度可以彼此相同或不同。该功能层102、103、104、 104、105、106、107、108可以包含具有不同功能的层，例如压花层、防静电层，如紫外线或自 由基（UV/EB)阻挡层、增粘层、防滑层、强化层或填料层。多个功能层可能是相同的，也就是 说，背衬层101可以包含两个或更多个在化学组成和/或厚度方面彼此相同的功能层102、 103、104、104、105、106、107、108。一个功能层可以包含超过一种功能。下面给出可能是该 背衬层101的一部分的不同功能层102、103、104、104、105、106、107、108的实例。实施例1 至9可以单独使用或可以组合。特别地，功能层102、103、104、104、105、106、107、108可以 与另一功能层 102、103、104、104、105、106、107、108 组合。
[0040] 实施例1.功能层102、103、104、104、105、106、107、108可以是泡沫层123。泡沫层 123可以包含例如聚酯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚乙烯。该泡沫层123可以包含由气态物质或 膨胀添加剂提供的多孔结构。例如，可以借助适当的气体，如二氧化碳来形成该泡沫层123。 或者，在加热时膨胀或释放气态化合物的添加剂可以用于形成该孔隙。
[0041] 实施例2.功能层102、103、104、104、105、106、107、108可以包含压花促进层。压花 促进层可以包含热塑性塑料，例如聚乙烯醇、聚氯乙烯（PVC)、聚丙烯（PP)或聚乙烯（PE)。 压花层可以例如用于提供具有表面高度偏差的上表面107。
[0042] 实施例3.功能层102、103、104、104、105、106、107、108可以包含防静电层。该背 衬层101可以设计具有防静电功能层102、103、104、104、105、106、107、108以提供良好的静 电性能，由此避免可能破坏产品或点燃溶剂蒸气的火花，或由此避免片材粘连，或由此避免 吸引灰尘。可用于消散静电并由此最小化静电充电的材料包括聚合物添加剂、盐、导电聚合 物、纤维和粒子或填料、表面活性剂、电荷控制剂、碳纳米管、炭黑或云母。
[0043] 实施例4.该背衬层101可以包含UV/EB阻挡功能层102、103、104、104、105、106、 107、108以保护该材料免受来自光、紫外光和/或自由基，如自由基化合物的降解作用。仅 试举几例，适于该UV/EB阻挡层的UV/EB稳定剂化合物的实例包括二苯甲酮、苯并三唑、水 杨酸酯、丙烯腈、受阻胺(如2, 2, 6, 6-四甲基哌啶的不同衍生物)、或在其结构中含有芳环的 其它聚合物、颜料如炭黑或氧化钛。该UV/EB稳定剂在低浓度下非常有效。
[0044] 实施例5.功能层102、103、104、104、105、106、107、108可以包含附着改进层126 如增粘层；聚丙烯对不同树脂的粘合很差，因为其是非反应性聚合物。为了改善该粘合，可 以通过不同的基底处理引入极性官能团。该表面处理包括电晕放电、等离子体蚀刻、火焰处 理、在挤出过程中在熔体中接枝到聚丙烯骨架上的粘附层。该增粘层可以包含增粘化合物， 如以下的一种或组合：酸共聚物，钠离聚物，锌离聚物，或其它金属离聚物如Surlyn离聚 物，低密度或高密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯（EVA共聚物)，乙烯-丙烯酸酯共聚物，包括 丙烯酸丁酯（EBA共聚物)、丙烯酸甲酯（EMA共聚物)和丙烯酸-2-乙基己酯（2HEA)，乙烯乙 酸乙烯酯三聚物，其为无规的乙烯、乙酸乙烯酯、马来酸酐三聚物，乙烯丙烯酸酯三聚物，包 括丙烯酸酯类型(丙烯酸甲酯、乙酯或丁酯)和类似马来酸酐（ΜΑΗ)的单体的不同组合，甲基 丙烯酸缩水甘油酯（GMA)。换句话说，功能层（102、103、104、104、105、106、107、108)可以包 含增粘化合物，其选自高密度乙烯共聚物、低密度乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯（ΕΒΑ)共 聚物、乙烯乙酸乙烯酯（EVA)共聚物、乙烯丙烯酸甲酯（ΕΜΑ)共聚物、乙烯丙烯酸丁酯（ΕΒΑ) 共聚物、丙烯酸-2-乙基己酯（2EHA)共聚物、乙烯丙烯酸酯三聚物(其中该丙烯酸酯类型是 丙烯酸甲酯、乙酯或丁酯)、乙烯乙酸乙烯酯三聚物(其中该丙烯酸酯类型是丙烯酸甲酯、乙 酯或丁酯)。
[0045] 实施例6.功能层102、103、104、104、105、106、107、108可以包含防滑层：该背衬 材料可以设计具有防滑功能层102、103、104、104、105、106、107、108以提高摩擦系数。该功 能层可以由任何软的粘性橡胶涂层或/和由任何分散在适当粘合剂材料中的填料来形成 并在单独过程中以均匀或结构化涂层形式施加到该背衬材料上。所选择的填料也可以在挤 出过程中在熔体中引入。氧化铝、锻制硅酸盐类型的粒子、碳酸钙和二氧化硅是可用于防滑 目的的材料的实例。
[0046] 实施例7.强化层(强化填料):该功能层可以有助于优化产品100在专用应用中的 机械性质。不同类型的填料可用于这一目的，例如提高机械强度的材料。填料的实例包括玻 璃纤维、石墨纤维、芳纶纤维、碳纤维、纳米纤维素、碳纳米管、碳酸钙、滑石、高岭土和云母。 不同的填料可以单独或组合使用。该填料可用于改变该功能层102、103、104、104、105、106、 107、108或该背衬层101的机械性质。但是，该填料可以进一步用于改变不同的性质，如热 膨胀、光学性质、热稳定性、防滑性质或电性质如防静电性质。
[0047] 实施例8.模切促进层：在该功能层中使用的材料的实例是聚碳酸酯、丙烯酸、聚 氨酯和环氧树脂。
[0048] 实施例9.层压或"紧固"体系层：该层可以由含有与热或其它化学品反应获得胶 状性质的基团的任何聚合物形成。特别地，在增粘层中提到的化合物可用于层压以便将两 个相邻层粘接在一起。层压可以作为有利的方法用于将功能层102、103、104、104、105、106、 107、108粘接在一起。
[0049] 图4a和4b显示了磨料层111的结构的简化实例。该磨料层111包含磨料材料以 研磨对象表面。该磨料层111可以包含被相互连接的通道部分22U222围绕