專利名稱：層合柔韌彈性磨料制品的制作方法
層合柔韌彈性磨料制品
背景技術(shù)：
本發(fā)明整體涉及用于磨料工作表面的片狀磨料制品，更具體 地講，涉及柔韌彈性片狀磨料制品，并且涉及包括這種磨料制品的 砂磨工具組件。
片狀磨料制品通常應(yīng)用在包括木質(zhì)表面手動磨砂的多種磨砂 操作中。在手動磨砂的過程中，使用者可以直接將磨料制品握在手 中并在整個工作表面上移動磨料制品。當(dāng)然，手動磨砂是比較費(fèi)力 的任務(wù)。
為了便于手動磨砂加工，可以將片狀磨料制品置于磨砂板上。 磨砂板緊扣磨料制品，使用者能夠隨時掌握，使手動磨砂更快更容
易。 一種市售的磨砂板是可以從明尼蘇達(dá)州圣保羅3M公司購置的 3Mtm橡肢磨砂板(3M Rubber Sanding Block)。磨砂板在專利性 現(xiàn)有技術(shù)中也是公知的。例如，美國專利No.5， 168， 672(Gregoire， Sr.)公開了一種磨料片固定器，該固定器具有基座，在該基座的一 對相對側(cè)邊中形成有夾持側(cè)翼。柄部構(gòu)件可拆卸地固定在該基座的 后表面上。該柄部構(gòu)件具有相對的柔韌法蘭壁，其中，該相對的柔 韌法蘭壁用于對定位在基座前工作表面上的磨料紙片兩邊相對的 端邊部分進(jìn)行夾持，其中，該紙張的邊緣部分在夾持側(cè)翼上面延伸。
美國No.專禾U 6， 641， 469(Deshler)公開了一種磨砂板，該磨 砂板包括大致矩形的基座殼體，其中，在該基座殼體上固定有多層 波狀大致凸?fàn)畎咽?。該把手還限定了向內(nèi)延伸的凹面部分，該凹面 部分有利于使用者安全把握。在該磨砂板的每端設(shè)置有過心杠桿夾 具機(jī)構(gòu)，從而以可松開的附接形式固定砂紙片的相對兩端。美國專利No.6， 935， 936(Goulet等人)公開了一種手持磨料工 具，該手持磨料工具包括夾緊機(jī)構(gòu)，該夾緊機(jī)構(gòu)用于快速可靠地將 磨砂紙、剛毛片、打磨布等固定到該工具上。
片狀磨料制品包括(例如)傳統(tǒng)砂紙。傳統(tǒng)砂紙通常以這種 方式制作通過將磨料礦物附連到諸如紙張或聚合物薄膜材料相對 薄的、不可延展的、非彈性、以及可選的無孔背襯材料。傳統(tǒng)砂紙 通常展示良好的初始原料移除(即，切割)特點(diǎn)，但是會對給定的 礦物膠產(chǎn)生相對深的刮擦痕跡，并且通常具有非期望的短壽命。另 外，傳統(tǒng)砂紙薄、平而光滑的性質(zhì)使得該制品很難抓握、控制和操 作，并且不能使砂紙很好適于對彎曲波狀或織構(gòu)化表面進(jìn)行磨砂。
美國專利No.5， 849， 051(Beardsley等人)公開了磨料泡沫制 品，該制品包括柔韌和彈性泡沫基底，該泡沫基底具有第一和第二 主基底表面，其中，該第一和第二主基底表面中的至少一個表面具 有多個開孔，其基本上分布在整個基底表面上，所述開孔具有由互 連空隙限定的可涂覆表面；以及多個磨粒，其以基本均勻方式粘附 在所述開孔的可涂覆表面。
美國專利No.6， 613， 113(Minick等人)公開了一種柔韌磨料 產(chǎn)品，該產(chǎn)品包括柔韌片狀基底，該基底包括多個分離的彈性體， 其以大致平面陣列方式彼此連接，形成一種在相鄰連接體之間提供 空間的模式，其中每個體具有第一表面和相對的第二表面；以及磨 粒，以使得至少所述第一表面成為磨料表面。
該行業(yè)一直在尋求具有改善的可貼合的柔韌磨料制品，希望 這樣的磨料制品更耐用、更易操作和使用，并具有改善的切割，能 產(chǎn)生較輕的劃痕，具有較長的壽命，能夠與手動磨砂板一起使用。 理想的是，提供一種柔韌彈性磨料制品，該制品在整個大范圍的磨料膠內(nèi)具有改善的耐用性，具有改善的柔韌性，具有改善的可抓握 性，從而使用起來容易舒適，制作容易而且成本低，具有改善的切 割，產(chǎn)生較輕的劃痕(與可比的砂紙相比)，持續(xù)更長時間，并能 夠與手動磨砂板一起使用。另外，期望提供一種與手動砂磨工具相 組合的柔韌彈性片狀磨料制品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總的來講提供了一種柔韌彈性片狀磨料制品，所述制 品在整個大范圍的磨料膠內(nèi)具有改善的耐用性，具有改善的柔韌 性，具有改善的可抓握性，從而使用起來容易舒適，具有改善的切 割，與比較性的砂紙片相比較產(chǎn)生較輕的劃痕，制作容易而且成本 低，持續(xù)更長時間，并且/或者能夠與手動磨砂板一起使用。在此 所用術(shù)語"片狀"通常是指磨料制品的寬、薄、柔韌性質(zhì)。
在一個實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種片狀磨料制品，所述制 品包括彈性背襯片和連續(xù)磨料片，所述彈性背襯片具有兩個相對主 表面，所述連續(xù)磨料片附連到所述背襯片的至少一個表面。所述磨 料片包括連續(xù)磨料支撐層，其中，在所述連續(xù)磨料支撐層上布置有 磨粒，從而限定磨料表面。
在更加具體的方面中，所述彈性背襯片可以包括連續(xù)閉孔泡 沫，或者可以包括按一定模式結(jié)合在一起的不連續(xù)片，該模式可在 各相鄰但在觸點(diǎn)處彼此連接的獨(dú)立體之間提供開口。在更加具體的 方面中，所述背襯片可以由聚氯乙烯泡沫材料、泡沫膠乳橡膠材料、 或者非織造材料形成。所述背襯片還可以包括傳統(tǒng)粘性布。
在另一個具體的方面中，通常，所述背襯片的厚度不大于約 8mm，更一般來講，不大于約7mm，并且更加一般來講，不大于 約6mm。然而在另一個方面中，所述背襯片可以包括與所述磨料支撐 層結(jié)合的基本平坦的表面，并且還可以包括與所述平坦表面相對、 限定抓握表面的織構(gòu)化表面，所述抓握表面與所述磨料表面相對， 由使用者接合以手動操縱磨料制品。
在另一個方面中，所述磨料支撐層可以包括布質(zhì)材料。具體
布質(zhì)材料是J重O-weight)織布。在特定實(shí)施例中，所述磨料片 和背襯片可以粘結(jié)在一起。
然而在另一個方面中，本發(fā)明提供了一種砂磨工具組件，所 述砂磨工具組件包括手持人工操作的砂磨工具和可替換片狀磨料， 如上述片狀磨料。在更具體的方面中，所述砂磨工具可以包括基座 構(gòu)件，該構(gòu)件具有第一和第二相對端部；和在所述第一和第二端部 之間延伸的大致平面底部表面；以及相對于所述底部表面的至少一 個傾斜的上接觸表面，所述上接觸表面與所述第一和第二端部中的 一個相鄰，并且相對于相關(guān)聯(lián)的相鄰的端部被布置為與所述底部表 面形成銳角；夾緊機(jī)構(gòu)，其可轉(zhuǎn)動地與所述基座構(gòu)件連接，所述夾 緊機(jī)構(gòu)可以在打開位置與關(guān)閉位置之間移動，其中，在打開位置， 所述夾緊機(jī)構(gòu)與基座構(gòu)件接觸表面間隔開，從而在基座構(gòu)件上接觸 表面和夾緊機(jī)構(gòu)之間形成間隙，用于容納磨料材料片的端部；在關(guān) 閉位置，所述夾緊機(jī)構(gòu)朝向所述接觸表面移動，并且被布置為鄰近 所述基座構(gòu)件接觸表面，所述夾緊機(jī)構(gòu)包括布置為與所述接觸表面 滑動接合的張緊構(gòu)件；由此，當(dāng)所述磨料材料片的端部插入到所述 基座構(gòu)件與所述夾緊機(jī)構(gòu)之間的間隙中，并且所述夾緊機(jī)構(gòu)從所述 打開位置向所述關(guān)閉位置移動時，所述張緊構(gòu)件與所述磨料材料片 接合，并且當(dāng)所述夾緊機(jī)構(gòu)被進(jìn)一步推向所述接觸表面時，所述張 緊構(gòu)件和磨料片沿著所述傾斜的遠(yuǎn)離關(guān)聯(lián)的端部向上移動，從而繃 緊所述磨料片與所述基座構(gòu)件的底部表面的貼合。
在其它方面中，所述張緊構(gòu)件可以包括柔韌金屬片簧，并且所述張緊構(gòu)件可以延伸所述夾緊機(jī)構(gòu)的寬度。另外，所述張緊構(gòu)件 可以包括用于增大所述張緊構(gòu)件與所述磨料片之間摩擦力的抓握 表面。在一個實(shí)施例中，所述抓緊表面可以包括多個凸起。
本發(fā)明的一些實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)包括改善的耐用性，提供了具 有舒適抓握表面的磨料制品，提供了制造容易并且成本較低的簡單 化設(shè)計，提供了磨料制品，其中所述磨料制品具有改善的切割、改 善的柔韌性、減少的刮擦、減少的負(fù)載、以及隨時可與手動磨砂板 一起使用的性能。


將對照附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的柔韌彈性磨料制品的透視圖2是圖1的磨料制品的分解圖3是沿圖1中的線3-3截取的截面圖4是替代性背襯片的透視圖5是沿圖4中的線5-5截取的截面圖；以及
圖6是透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明的另一個方面、具有圖1中
的彈性磨料制品的砂磨工具。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，參照所述附圖，其中類似附圖標(biāo)記表示貫穿幾個視圖
的類似或?qū)?yīng)部件，圖l-3示出了包括磨料片12和背襯片14的柔 韌彈性磨料制品10。所述磨料片12包括磨料支撐層16，其附連到 背襯片14，集成涂層18 (圖3)，其在磨料支撐層16上，和多個 磨粒20，其至少部分地嵌入在集成涂層18中。下面詳細(xì)描述包括 在所述磨料片12中的磨料支撐層16、集成涂層18和磨粒20、和 背襯片14。
背襯片14背襯片14由耐用彈性可貼合材料形成。背襯片14向使用者 提供舒適的抓握表面，并且還向磨料制品提供一定程度的貼合性， 由此磨料制品IO能夠更加有效地對粗糙、彎曲和/或波狀表面進(jìn)行
磨砂。另外，背襯片14對磨料支撐層16提供支撐，由此改善磨料 制品IO的整體耐用性。
背襯片14可以由任何耐用彈性材料形成，其中，所述耐用彈 性材料包括開孔泡沬、閉孔泡沫和蜂窩狀泡沫，其中，這些開孔泡 沫、閉孔泡沫和蜂窩狀泡沫中的每個還可以包括外表層、自然和合 成橡膠材料、以及織造和非織造材料。背襯片14還可以包括諸如 在美國專利No.6， 746， 974 (Reiterer)中描述的粘性布，所述專 利的全部內(nèi)容以引用方式并入。例如，泡沫背襯片14的合適材料 包括合成聚合物材料，如聚氨酯、聚氯乙烯(PVC)、泡沫橡膠和 乳膠，以及硅樹脂，和自然海綿材料。為了加強(qiáng)背襯片14的耐用 性，背襯片14還可以包括嵌入在泡沫中的增強(qiáng)稀松布。在本發(fā)明 的一個實(shí)施例中，背襯片14由閉孔泡沫形成。閉孔泡沫由于其韌 性和耐用性是可取的。
為了能夠?qū)⒛チ现破稩O與手動砂磨工具(諸如圖6所示并且 在下文中予以詳細(xì)描述的手動砂磨工具50) —起使用，該磨料制 品IO需要足夠柔韌，從而使得它能夠向后折疊起來，并且需要足 夠薄，從而使得該磨料制品的相對端部分能夠插入到手動磨砂板的 狹口中。背襯片14的厚度通常不會大于約8mm，更一般的的情況 是不會大于約7mm，更加一般的情況是不會大于約6mm。
背襯片14可以連續(xù)也可以不連續(xù)。連續(xù)背襯片不包括在Z-方向(即，厚度或高度尺寸)延伸貫穿的孔、空隙或槽，所述孔、 空隙或槽比在制造過程中材料自身之間隨機(jī)形成的空間大。另 一方 面，不連續(xù)背襯片包含經(jīng)由Z-方向上延伸貫穿的開口。合適的連續(xù)泡沫材料可得自Voltek， LLC, Lawrence MA,商 品名為Volextra。這些材料是交聯(lián)閉孔聚烯烴泡沫。合適的不連續(xù) 性泡沫材料可得自Griptex Industries, Inc.of Calhoun， Ga，商品名 為OMNI-GRIP、 MAXI-GRIP、 ULTRA GRIP、 EIRE-GRIP 、和 LOC-GRIP。
圖l-3示出了具有連續(xù)結(jié)構(gòu)的泡沫背襯片14的磨料制品10。 背襯片14的暴露(或底部)表面22 (即，沒有附接到磨料支撐層 16的表面)可選地包括紋理的、壓印的、波狀的或者其它宏觀三 維表面外形，從而加強(qiáng)了當(dāng)背襯片14在整個工作表面上移動時使 用者抓握或固定磨料制品IO的能力。
圖4和圖5示出了具有不連續(xù)或開口結(jié)構(gòu)的另一種替代性泡 沫背襯片14a。背襯片14a由多個分離的彈性體24形成，這些體 24按照這樣的模式結(jié)合在一起在接觸點(diǎn)彼此連接的每個相鄰獨(dú) 立體之間限定開口 26。當(dāng)可以通過將連續(xù)或片狀的橡膠或泡沫狀 材料適當(dāng)沖模切割形成這種背襯片時，所示的背襯片14a包括稀松 布28，其中，該稀松布28通常包含網(wǎng)格圖案中的平行線和交叉平 行線，該網(wǎng)格圖案提供開口，這些開口每隔一個由彈性體封閉并錯 開圖案。
每個彈性體24可以包括第一表面30，其優(yōu)選的是凸?fàn)罨蝰讽?形，以及第二表面32，其優(yōu)選為平坦的，從而背襯片14a能夠更 加容易地附接到磨料支撐層16。第一表面30的集合提供易于把握 的磨料制品后部，該磨料制品后部易適應(yīng)于使用者的手，從而提供 一種很容易利用到具有復(fù)雜形狀的磨料表面的方便的變形產(chǎn)品。
諸如上述適合于開口背襯片14的材料可購自Griptex Industries, Inc.of Calhoun， Ga，商品名為OMNI-GRIP、 MAXI-GRIP、 ULTRA GRIP、 EIRE-GRIP、和LOC-GRIP。這類產(chǎn)品可以根據(jù)美國專利No.5， 707， 903(Schottenfeld)制備，該專利全文在此以引 用方式并入。
通常，通過將稀松布浸入在可固化形成聚氯乙烯(PVC)泡沫 的液體組合物中形成這些材料。該稀松布可以由天然或合成纖維形 成，可以是針織或機(jī)織，其網(wǎng)絡(luò)具有在沿著稀松布的表面間隔開的 間歇開口。該稀松布不必織成一致的圖案，但也可以包括非織造的 無規(guī)則圖案。因此，開口既可以以圖案間隔開，又可以無規(guī)地間隔 開。該稀松布網(wǎng)絡(luò)開口可以是矩形的，或者它們也可以具有其他形 狀，包括菱形、三角形、八邊形或這些形狀的組合。
優(yōu)選的是，該稀松布包括在第一方向上布置的第一組獨(dú)立纖 維行和在第二方向上布置的第二組獨(dú)立纖維行，以提供包括多重相 鄰開口的網(wǎng)格，其中，彈性體位于交替開口中，其中，彈性體之間 的開口沒有彈性體。該稀松布也可包括開放式網(wǎng)片，該開放式網(wǎng)片 選自由下列材料組成的組織造或針織纖維網(wǎng)片、合成纖維網(wǎng)片、 天然纖維網(wǎng)片、金屬纖維網(wǎng)片、模制熱塑性聚合物網(wǎng)片、模制熱固 性聚合物網(wǎng)片、打孔薄片材料、切開并且拉伸的薄片材料以及它們 的組合。
彈性體組合物可以是泡沫狀或非泡沫狀的，并且可以由多種 彈性材料中的任何一種組成，這些彈性材料包括，但不限于，聚氨 酯樹脂、聚氯乙烯樹脂、乙烯-醋酸乙烯樹脂、合成橡膠組合物或 天然橡膠組合物、丙烯酸樹脂以及其他適合的彈性體樹脂組合物。
這種背襯片的特征在于在彈性體之間具有開口區(qū)域，從而
與彈性體的全部區(qū)域相比較提供接近約20%到約80%、更加優(yōu)選的 是在約30%到約60%之間的累積開口區(qū)域。
背襯片14a具有足夠厚度，從而使得它能夠便于把握，并且提供舒適的把手，同時它足夠薄，從而使得它能夠向后折疊起來，并 且足夠薄，從而使得它能夠插入到人工操作的手動砂磨工具的狹口 中。測量彈性體的第一表面的最高點(diǎn)與彈性體的第二表面之間的厚
度。通常，最小厚度至少約為lmm，更通常的情況是至少約為2mm， 更加通常的情況是至少約為3mm。通常，最大厚度小于約8mm， 更通常的情況是小于約7mm，更加通常的情況是小于約6mm。
盡管正方形或矩形(從片的頂部或底部進(jìn)行觀察)的彈性體 是優(yōu)選的，但是這些體還可以是任何方便的幾何形狀，包括但不限 于正方形、矩形、三角形、圓形、以及多邊形。盡管這些彈性體的 形狀優(yōu)選是一致的，但是它們并不需要一致。這些彈性體可以排成 行，在縱向方向和橫向方向上對準(zhǔn)，但是對于一些應(yīng)用，可以優(yōu)選 的是，這些彈性體沒有準(zhǔn)直，因?yàn)樵谀ド安僮髦?，磨料產(chǎn)品僅僅在 一個方向(例如縱向方向)上移動，縱向準(zhǔn)直的磨料覆蓋的彈性體 可能在被磨料的表面上產(chǎn)生不希望的刮擦紋理。
彈性體24的尺寸可以在約2mm至約25mm的范圍內(nèi)變化， 優(yōu)選的是從5mm至10mm。如果是矩形，則"每個尺寸"是指一 側(cè)的尺寸；如果是圓形，則是指直徑；或者如果是不規(guī)則形狀，則 是指最大尺寸。彈性體24的形狀不需要是定義的形狀，但可以是 無規(guī)形狀。當(dāng)參照彈性體的尺寸時，該尺寸旨在包括縱向或橫向方 向上的寬度或者當(dāng)在任何方向上從一側(cè)到另一側(cè)測量的體的最大 尺寸。
背襯片14a中的開口 26通常均小于相鄰彈性體24，并且可以 具有近似約2mm到約25mm的尺寸，優(yōu)選具有約5mm到約10mm 的尺寸。如果彈性體24是矩形的，則開口 26可以是一定程度的矩 形，或者根據(jù)相鄰彈性體24的形狀，開口 26可以采取任何其它的 構(gòu)型。開口 26的形狀通常為彈性體24的邊緣形狀所限定。通常， 彈性體24和開口26均勻地分布在本發(fā)明的柔韌磨料制品的整個區(qū)域上，但是并非在所有情況下均需如此。 磨料支撐層16
磨料支撐層16可以由各種普通可用的材料形成，其中，這些 普通可用的材料包括(例如)紙、針織或機(jī)織物材料或布、纖維非 織造纖維網(wǎng)、諸如熱塑性薄膜的聚合物薄膜、以及泡沫材料或它們 的層合物。該特定磨料支撐層將具有用于在加工過程中進(jìn)行處理的 足夠強(qiáng)度，具有用于要達(dá)到目的的最終應(yīng)用的足夠強(qiáng)度，具有將集 成涂層18轉(zhuǎn)移到它的主表面中的至少一個表面的能力，并且能夠 附連到背襯片14。例如，可以利用壓敏粘合劑、熱熔粘合劑、熱 固性_粘合劑，通過框架粘結(jié)，或者通過包括利用熱量和壓力進(jìn)行
層合的其它已知技術(shù)，將磨料支撐層16用粘結(jié)劑粘結(jié)到背襯片14。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，該磨料支撐層16是連續(xù)的。也就是 說，磨料支撐層16不包含在Z-方向(即，厚度或高度尺寸)上貫 穿延伸的孔、開口、狹縫、空隙或槽，該孔、開口、狹縫、空隙或 大于當(dāng)其形成時在材料自身之間無規(guī)形成的空隙。磨料支撐層16 通常還是不可延展的。通常，不可延展是指材料延長不能夠延展約 25%，更加通常的情況是，不可延伸是指材料延長不能夠超過約 10%。另外，與背襯片14的厚度相比較，磨料支撐層16相對薄。 在一個實(shí)施例中，例如，磨料支撐層16的厚度通常不大于約1.5mm， 更加通常的情況下，不大于約lmm，并且所占比重不大于磨料制 品10的全部厚度的約25%。另外，通常磨料支撐層16沒有彈性， 并且也可是多孔的或者無孔的。
在本發(fā)明的優(yōu)選方面中，磨料支撐層16是布質(zhì)材料。由于布 質(zhì)材料通常能夠抗撕裂并且要比紙和薄膜材料更加耐用，所以它們 是可取的。此外，在使用中，布質(zhì)背襯能夠容許重復(fù)的彎曲和折曲。 布質(zhì)背襯通常由機(jī)織棉或合成紗形成，其中，對這些機(jī)織棉或合成 紗進(jìn)行處理，從而使得它們適于用作涂覆磨料背襯。合適的布質(zhì)背襯是J重布質(zhì)背襯。 集成涂層18
通常，任何集成涂層18可以用于將磨粒20粘結(jié)到磨料支撐 層16。"集成涂層"是指在磨料制品10的磨料支撐層16上的硬 化樹脂層。優(yōu)選的集成涂層是酚醛樹脂。可以通過任何傳統(tǒng)技術(shù)將 集成涂層18涂覆到磨料支撐層16上，這些傳統(tǒng)技術(shù)包括刮涂、噴 涂、輥涂、轉(zhuǎn)輪凹板涂、淋涂等等。磨料制品IO也可以包括可選 的膠結(jié)涂層。
磨粒20
一般來講，本發(fā)明可使用任何磨粒。合適的磨粒包括烙融氧 化鋁、熱處理氧化鋁、氧化鋁基陶瓷、碳化硅、氧化鋯、氧化鋁-氧化鋯、石榴石、金剛石、二氧化鈰、立方氮化硼、磨砂玻璃、石 英、二硼化鈦、溶膠凝膠磨料劑以及它們的組合物。磨?？梢允浅?型的(如桿狀、三角形、或錐體)或未成型的(即不規(guī)則)。術(shù)語 "磨粒"涵蓋磨粒、團(tuán)聚物、或多砂目磨料顆粒?？梢酝ㄟ^諸如靜 電涂覆或滴液涂覆的任何傳統(tǒng)技術(shù)將磨粒沉積在集成涂層上。
將認(rèn)識到可以以預(yù)制(即，商業(yè)購置)磨料片的形式提供
磨料支撐層16、磨粒20、和集成涂層18。也就是說，可以提供包 括背襯、集成涂層和磨粒的最終磨料片，而不是提供磨料支撐層 16，用集成涂層18涂覆磨料支撐層16，并且將磨粒20沉積在集 成涂層18上以形成磨料片。適合的磨料片可得自明尼蘇達(dá)州圣保 羅3M公司，產(chǎn)品名稱900DZ-REG。 900DZ-REG是具有J重布質(zhì) 背襯、酚醛集成涂層、和陶瓷磨粒的磨料片。
添加劑
集成涂層和/或可選的膠結(jié)涂層可以包含可選的添加劑，例如， 填充劑、纖維、潤滑劑、助磨劑、濕潤劑、增稠劑、抗負(fù)載劑、表面活性劑、顏料、染料、偶聯(lián)劑、光引發(fā)劑、增塑劑、懸浮劑、抗 靜電劑等等?？尚械奶畛鋭┌ㄌ妓徕}、氧化鈣、偏硅酸鈣、氧化 鋁三水合物、冰晶石、氧化鎂、高嶺土、石英、和玻璃?？勺鳛橹?磨劑的填充劑包括冰晶石、硼氟化鉀、長石、和硫。正如本領(lǐng)域 的技術(shù)人員所周知的，選擇這些材料的數(shù)量以提供所需的特性。
一般性制備方法
首先，圖1-3所示的磨料制品10可通過首先形成磨料片12的
方式制成，該磨料片12包括磨料支撐層16、集成涂層18、和磨粒 20。這可以通過提供背襯、采用集成涂層對背襯進(jìn)行涂覆、并且將 磨粒沉積在集成涂層上來完成，或者通過提供包括背襯、集成涂層 和磨粒的最終磨料片12，諸如上述的可得自明尼蘇達(dá)州圣保羅3M 公司以產(chǎn)品，產(chǎn)品名稱為900DZ-REG。
然后可以將諸如壓敏粘合劑的粘合劑施用到磨料支撐層16的 背部(即，涂覆磨粒20的表面相對的側(cè))，從而用來將磨料片12 粘結(jié)到背襯片14。然后粘結(jié)性地涂覆的磨料片12可以粘結(jié)性地粘 結(jié)到背襯片14。然后可以將完成的磨料制品切割為期望尺寸和/或 尺寸。
砂磨工具50
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，片狀磨料制品IO可以與手持、人工 操作的砂磨工具或磨砂板一起使用，由此形成包括工具和可替換的 片狀磨料制品的砂磨工具組件。圖6示出了與上述的柔韌可替換片 狀磨料制品10—起使用的手持、人工操作的砂磨工具或磨砂板50。 術(shù)語"人工操作"是指工具50不是電動工具的事實(shí)。也就是說， 該工具的所有動力由使用者提供并且該工具本身不包括馬達(dá)。然 而，將認(rèn)識到，本發(fā)明還可以包括電動工具。
砂磨工具50包括基座構(gòu)件52和連接在所述基座構(gòu)件52的相對端的一對夾緊機(jī)構(gòu)54、 56。盡管示出了兩端具有夾緊機(jī)構(gòu)54、 56的砂磨工具50，但是將會認(rèn)識到夾緊機(jī)構(gòu)54、 56中的一個可 以由用于將磨料片狀制品10固定到該工具的傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行替換。 還將會認(rèn)識到，盡管示出基座構(gòu)件52是矩形的，但是其也可以是 正方形或使得它們自身能夠與片狀磨料片一起使用的其它形狀。
基座構(gòu)件52具有第一相對端58和第二相對端60以及大致平 面底部表面62，其中，片狀磨料制品IO倚靠該大致平面底部表面 62固定?；鶚?gòu)件52的每一端58、 60分別具有相對于底部表面 62的傾斜或成角度的接觸表面64、 66。這樣，接觸表面64、 66和 底部表面62分別相對于關(guān)聯(lián)的相鄰的端58、 60形成銳角。
每個夾緊機(jī)構(gòu)54、 56以可轉(zhuǎn)動地與接觸表面64、 66相鄰的 基座構(gòu)件52的相對端58、 60分別進(jìn)行連接，由此限定片狀磨料制 品10的端部10a、 10b可以插入的狹口。每個夾緊機(jī)構(gòu)54、 56可 以在打開位置(如圖6所示)與關(guān)閉位置(未示出)之間移動。在 打開位置，夾緊機(jī)構(gòu)54、 56與關(guān)聯(lián)的接觸表面64、 66隔開，由此 限定了基座構(gòu)件52接觸表面64、 66和夾緊機(jī)構(gòu)54、 56之間的間 隙68。間隙68的尺寸可以容納片狀磨料制品10的端部10a、 10b， 其中，通常該片狀磨料制品IO的厚度小于大約10毫米(mm)， 更通常的情況，在約0.1mm到約8mm之間，甚至更通常的情況， 在約0.5mm到約5mm之間。在關(guān)閉位置，夾緊機(jī)構(gòu)54、 56分別 朝向關(guān)聯(lián)的接觸表面64、 66移動，并且，當(dāng)不存在磨料制品時， 將夾緊機(jī)構(gòu)54、 56布置為分別與接觸表面64、 66相鄰。
每個夾緊機(jī)構(gòu)54、 56包括以可轉(zhuǎn)動方式和基座構(gòu)件52連接 的樞轉(zhuǎn)構(gòu)件70、 72以及柔韌張緊構(gòu)件74，其中，該柔性張緊構(gòu)件 74布置在每個樞轉(zhuǎn)構(gòu)件70、 72的下側(cè)，從而使得其面對關(guān)聯(lián)的接 觸表面64、 66。以這種方式進(jìn)行布置，當(dāng)夾緊機(jī)構(gòu)54、 56朝向基 座構(gòu)件52下降以將磨料制品10固定到具50時，張緊構(gòu)件74的末端邊緣與關(guān)聯(lián)的接觸表面64滑動接合。因此，當(dāng)磨料制品10的端
部10a、 10b插入到基座構(gòu)件52與夾緊機(jī)構(gòu)54、 56之間的間隙68 中并且該夾緊機(jī)構(gòu)從它的打開位置移動到關(guān)閉位置時，張緊構(gòu)件 74的邊緣將會與磨料制品10的端部10a、 10b摩擦接合。
當(dāng)進(jìn)一步朝著接觸表面64、 66推動夾緊機(jī)構(gòu)54、 56時，張 緊構(gòu)件74抓握磨料制品10a的端部并且使其沿著傾斜的接觸表面 64、 66向上移動，遠(yuǎn)離關(guān)聯(lián)的端部58，由此進(jìn)一步拖拽磨料片12 進(jìn)入間隙68。另外，當(dāng)倚靠接觸表面64、 66推動夾緊機(jī)構(gòu)54、 56 時，張緊構(gòu)件74趨向彎曲或折曲，從而使得張緊構(gòu)件74的彎曲表 面將與接觸表面64接合，由此增大張緊構(gòu)件74與磨料制品10之 間的整個接觸表面面積。這樣，吸收了磨料制品IO的松弛部分， 由此繃緊了磨料制品10與基座構(gòu)件52的底部62的貼合性。
在所示的實(shí)施例中，張緊構(gòu)件74是諸如片簧的薄柔韌金屬帶， 當(dāng)釋放了施加力時它通常返回到其原始位置。也可使用諸如剛性彈 性橡膠或合成塑料等其他材料。為了將張緊構(gòu)件74施加的力均勻 地分布到磨料制品10a的端部(在將磨料制品10安裝到該工具的 期間和當(dāng)將磨料片固定到該工具上時)，張緊構(gòu)件74優(yōu)選連續(xù)地 在關(guān)聯(lián)的夾緊機(jī)構(gòu)54的基本整個寬度上延伸。通過以這種方式對 力進(jìn)行分布，張緊構(gòu)件74能夠減小撕裂或另外損壞磨料制品10的 傾向。
為了進(jìn)一步減小張緊構(gòu)件74的端部將鉆進(jìn)磨料制品10的概 率，并且由此可能會損壞磨料片，在另一個實(shí)施例中，張緊構(gòu)件 74可以向內(nèi)進(jìn)行彎曲或成拱形，從而使得張緊構(gòu)件74具有曲面， 其中，該曲面面對接觸表面64并且當(dāng)夾緊機(jī)構(gòu)54關(guān)閉時與該接觸 表面接合。
為了改善張緊構(gòu)件74的控制和保持性能，張緊構(gòu)件74可以包括可選的波狀末端邊緣。結(jié)合本發(fā)明還可以考慮到其它形狀的末 端邊緣。例如，該末端邊緣可以為鋸齒形、有凹口、或者嵴狀。另 外，張緊構(gòu)件74可以由能夠分別折曲的獨(dú)立柔韌指狀物形成，以 更好地適應(yīng)粗糙或波狀表面。該柔韌指狀物還可以包括成型的末端 邊緣。
為了增加張緊構(gòu)件74與磨料制品10之間的摩擦系數(shù)，并且 由此改善張緊構(gòu)件74牢固地抓握并且保持磨料制品10 (并且當(dāng)將 磨料制品10安裝到該工具上時以及在將磨料制品安裝在工具50上 以后進(jìn)行使用的期間內(nèi)安全地控制磨料制品10)的能力，張緊構(gòu) 件74可以選擇地包括抓握表面76。在所示的實(shí)施例中，抓握表面 76包括多個凸起。作為另外一種選擇，該抓握表面76可以包括(例 如)光滑的柔韌表面，該柔韌表面(例如)由橡膠形成。
工具50包括從基座構(gòu)件52的中心區(qū)域向上延伸的柄部78。 該柄部78包括一個頭部，其中，該頭部限定了使用者能夠容易地 掌握以調(diào)遣并控制工具50移動的球形把手。
為了能夠更加全面地理解于此描述的本發(fā)明，對以下例子予 以詳述。應(yīng)該理解，這樣的例子僅用于示例性目的，不應(yīng)該解釋為 以任何方式限制本發(fā)明。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在不偏離本發(fā)明概念的情 況下可以對上述本發(fā)明進(jìn)行各種變化和修改。因此，本發(fā)明的范圍 不應(yīng)限于本專利申請中所描述的結(jié)構(gòu)，而只受權(quán)利要求中描述的結(jié) 構(gòu)和那些結(jié)構(gòu)等同物的限制。
權(quán)利要求
1. 一種片狀磨料制品，包括(a)彈性背襯片，其具有相對的主表面；(b)連續(xù)磨料片，其附連到所述背襯片的至少一個表面，所述磨料片包括連續(xù)磨料支撐層，在該連續(xù)磨料支撐層上布置有磨粒，由此限定磨料表面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料制品，其中所述彈性背襯片包括閉孔泡沫。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料制品，其中所述背襯片為由多 個分離的彈性體以如下方式保持在一起形成的不連續(xù)片，即，使得 在各個相鄰的分離的、但在接觸點(diǎn)彼此相連的本體之間提供開口。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磨料制品，其中所述背襯片包括聚 氯乙烯泡沫材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料制品，其中所述背襯片包括泡 沬乳膠橡膠材料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料制品，其中所述背襯片包括非 織造材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料制品，其中所述背襯片的厚度 不大于約8mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料制品，其中所述背襯片包括與 所述磨料支撐層結(jié)合的基本平坦的表面，還包括與所述平坦表面相 對的織構(gòu)化表面，所述織構(gòu)化表面限定與所述磨料表面相對的抓握表面，所述抓握表面由使用者接合以手動操縱磨料制品。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨料制品，其中所述磨料支撐層包 括布質(zhì)材料。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的磨料制品，其中所述磨料支撐層是J重織布。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的磨料制品，其中所述磨料片和背襯 片粘結(jié)性地結(jié)合在一起。
12. —種手持的手動操作砂磨工具組件，其包括可替換的片狀磨料材料，所述砂磨工具組件包括 (a)砂磨工具，包括(i) 基座構(gòu)件，其具有第一和第二相對的端部和在所述第一和 第二端部之間延伸的大致平面的底部表面，以及與所述底部表面相 對的至少一個傾斜的上接觸表面，所述上接觸表面與所述第一和第 二端部中的一個相鄰，并且相對于相關(guān)聯(lián)的相鄰的端部被布置為與 所述底部表面形成銳角；以及(ii) 夾緊機(jī)構(gòu)，其可轉(zhuǎn)動地與所述基座構(gòu)件連接，該夾緊機(jī)構(gòu) 可以在打開位置與關(guān)閉位置之間移動，其中在所述打開位置，所述 夾緊機(jī)構(gòu)與基座構(gòu)件接觸表面間隔開，從而在所述基座構(gòu)件上接觸表面和夾緊機(jī)構(gòu)之間形成間隙，用于容納磨料材料片的端部；在所 述關(guān)閉位置，所述夾緊機(jī)構(gòu)朝向所述接觸表面移動，并且被布置為 鄰近所述基座構(gòu)件接觸表面，所述夾緊機(jī)構(gòu)包括布置為與所述接觸 表面滑動接合的張緊構(gòu)件，由此當(dāng)所述磨料材料片的端部插入到所 述基座構(gòu)件與所述夾緊機(jī)構(gòu)之間的間隙中，并且所述夾緊機(jī)構(gòu)從所 述打開位置向所述關(guān)閉位置移動時，所述張緊構(gòu)件與所述磨料材料 片接合，并且當(dāng)所述夾緊機(jī)構(gòu)被進(jìn)一步推向所述接觸表面時，所述 張緊構(gòu)件和磨料片沿著所述傾斜的接觸表面遠(yuǎn)離關(guān)聯(lián)的端部向上移動，從而繃緊所述磨料片與所述基座構(gòu)件的底部表面的貼合；以 及(b)根據(jù)權(quán)利要求l所述的片狀磨料制品。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的砂磨工具，其中所述張緊構(gòu)件包 括柔韌金屬片簧。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的砂磨工具，其中所述張緊構(gòu)件延 伸所述夾緊機(jī)構(gòu)的寬度。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂磨工具，其中所述張緊構(gòu)件包括 用于增加所述張緊構(gòu)件與所述磨料片之間的摩擦力的抓握表面。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的砂磨工具，其中所述抓握表面包括多 個凸起。
全文摘要
一種片狀磨料制品，包括具有相對主表面的彈性背襯片和附連到所述背襯片的連續(xù)磨料片。所述磨料片包括設(shè)置其上的帶磨粒的磨料支撐層，從而限定了磨料表面。還公開了一種包括這種片狀磨料制品的砂磨工具組件。
文檔編號B24D11/00GK101421077SQ200780013426
公開日2009年4月29日 申請日期2007年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者伊恩·R·歐文, 克里斯·A·米尼克, 約翰·G·彼得森 申請人:3M創(chuàng)新有限公司