專利名稱：制備具有成形磨粒的涂覆的磨料制品的方法和所得產(chǎn)品的制作方法
制備具有成形磨粒的涂覆的磨料制品的方法和所得產(chǎn)品
背景技術(shù)：
磨粒和由磨粒制成的磨料制品可用于在制造物品的過程中研磨、精修或磨削廣泛各種材料和表面。如此，一直需要改進(jìn)磨粒和/或磨料制品的成本、性能或壽命。在授予Berg 的美國專利 No. 5，201，916、授予 Rowenhorst 的 No. 5, 366, 523 (Re35，570)和授予Berg的No. 5，984，988中公開了三角形成形磨粒和使用三角形成形磨粒的磨料制品。在一個(gè)實(shí)施例中，磨粒的 形狀包括等邊三角形。三角形成形磨?？捎糜谥圃烨邢魉俾侍岣叩哪チ现破返倪^程中。

發(fā)明內(nèi)容
總體上，成形磨粒可以具有優(yōu)于隨機(jī)粉碎磨粒的優(yōu)異性能。通過控制磨粒的形狀，可以控制磨料制品的所得性能。包括高性能粉碎磨粒(如得自溶膠凝膠的陶瓷磨粒)和低性能或非研磨性低成本、稀釋顆粒的混合物的磨料制品構(gòu)造是已知的。這些混合物可以提供增強(qiáng)的值(即，研磨性能/成本之比)以及受控的磨料斷裂速率。要么通過在單個(gè)涂覆操作中涂覆兩個(gè)或更多個(gè)顆粒的共混物要么通過雙涂覆處理來制備這些磨料制品構(gòu)造。在雙涂覆處理中，通常，首先通過滴涂處理來涂覆較低性能的稀釋顆粒。然后，將較高性能的磨粒通過靜電方式涂覆在稀釋顆粒的頂部上，使其位于底膠樹脂剩余的未涂覆區(qū)域上。已證實(shí)，以此次序涂覆粉碎的得自溶膠凝膠的磨粒由于高性能顆粒的優(yōu)化取向?qū)е履芴峁┚哂袃?yōu)異尖鋭度和切削性能的涂覆的磨料制品。發(fā)明人也已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)高性能磨粒是成形磨粒時(shí)，也存在通過混合顆粒構(gòu)造提供的優(yōu)點(diǎn)。發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，通過首先向背襯層施加成形磨粒的某一特定子集合然后向背襯施加稀釋顆粒(下文中將稱作“翻轉(zhuǎn)雙涂層”)，顯著提高了涂覆的磨料制品成品的研磨性能。采用其它成形磨粒(在這種限定的子集合之外)以及采用常規(guī)粉碎顆粒，通過應(yīng)用翻轉(zhuǎn)雙涂覆方法不能得到這種性能優(yōu)點(diǎn)。翻轉(zhuǎn)雙涂覆方法表現(xiàn)出優(yōu)點(diǎn)的成形磨粒子集合是具有頂點(diǎn)(或者如果截平的話，虛擬頂點(diǎn))的成形磨粒，該頂點(diǎn)與高表面積的底部相對(duì)，使得成形磨粒的寬度從基部向頂點(diǎn)逐漸變小。基部可以包括多邊形形狀并且時(shí)?；砍尚螢槿切?、正方形、矩形或梯形。成形磨粒的縱軸通?；旧洗怪庇诨坎⑶掖┻^頂點(diǎn)?？捎糜谑軝?quán)利要求保護(hù)的方法中的成形磨粒包括諸如等邊和等腰三角形棱柱、正五角形棱柱和衍生自其的截棱錐、四面體和正四面體、具有多邊形底部的正棱錐和高度超過其底部直徑的椎體的形狀。當(dāng)最終磨料層是“緊密涂層”并且用成形磨?；蛳♂岊w粒涂覆所有可得的底膠樹脂表面時(shí)，翻轉(zhuǎn)雙涂覆方法所提供的性能優(yōu)點(diǎn)是最大的。對(duì)于極疏涂層，已發(fā)現(xiàn)，通過三種涂覆方法中的任一種制成的構(gòu)造的性能是相當(dāng)?shù)?。翻轉(zhuǎn)雙涂覆方法通常表現(xiàn)出在最終磨料層的40%緊密涂覆和100%緊密涂覆之間的優(yōu)異性能。在許多實(shí)施例中，最終磨料層是具有被成形磨?；蛳♂岊w粒覆蓋的100%底膠層的緊密涂層構(gòu)造。當(dāng)?shù)谝荒チ蠈又械某尚文チＭ扛仓疗渚o密涂層密度的70%或更低的水平并且有利地涂覆至其緊密涂層密度的30%至60%的水平時(shí)，翻轉(zhuǎn)雙涂覆方法是尤其有利的。另外，如果稀釋顆粒施加于背襯時(shí)其高度比粘附于背襯的成形磨粒的頂點(diǎn)低，則實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異性能。這可以通過將稀釋顆粒篩選至比成形磨粒具有更小目尺寸來實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，稀釋顆粒的最大尺寸小于成形磨粒的沿著縱軸的長度。當(dāng)成形磨粒用于制備涂覆的磨料制品時(shí)，通常使用靜電場來拾取并移動(dòng)成形磨粒，使磨粒接觸包括底膠層的樹脂，以將它們粘附于背村。當(dāng)涂覆三角形成形磨粒吋，隨著施加越來越多的顆粒，ー些三角形將開始填充在現(xiàn)有的成形磨?；蛳♂岊w粒之間，使它們的尖端粘附于底膠層并且使三角形的底部暴露于磨削面，如在美國專利No. 5，584，896的圖3和美國專利No. 5，366，523的圖3中示出的。在涂覆的磨料制品的緊密涂層構(gòu)造中，這種效果尤為顯著，其中，幾乎涂覆的磨料制品的整個(gè)磨削面被成形磨?；蛳♂岊w粒覆蓋。對(duì)于ー些應(yīng)用，當(dāng)在磨削面上存在水平表面，如三角形底部部而非三角形頂點(diǎn)時(shí)，磨削性能出現(xiàn)降低。通過首先向底膠層施加成形磨粒，更多成形磨粒得以取向，使底部粘附于底膠層并且使成形磨粒的尖端或頂點(diǎn)暴露于涂覆的磨料制品的磨削面。當(dāng)成形磨粒的疏涂層施加 于底膠層隨后在成形磨粒上方施加稀釋顆粒的緊密涂層時(shí)，這種方法尤其有效。當(dāng)成形磨粒具有傾斜側(cè)壁時(shí)，受權(quán)利要求保護(hù)的方法產(chǎn)生特別改善的結(jié)果。通過首先將成形磨粒涂覆到底膠層上使其處于疏涂層中，成形磨?？梢詢A倒或傾斜，通過充當(dāng)基部的傾斜側(cè)壁附著于底膠層。此后，稀釋顆?？梢蕴畛湓趦A斜的成形磨粒之間的間隔中。當(dāng)首先通過涂覆稀釋顆粒翻轉(zhuǎn)地重復(fù)該過程吋，由于存在稀釋顆粒，導(dǎo)致不僅使成形磨粒的不正確端部粘附于底膠層，而且它們還會(huì)防止成形磨粒在粘附于底膠層時(shí)傾倒或傾斜。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種制備涂覆的磨料制品的方法，該方法包括以下步驟向背襯的第一主表面施加底膠層；向所述底膠層施加成形磨粒，以形成基本上由成形磨粒組成的第一磨料層；從所述成形磨粒的上方向所述底膠層施加稀釋顆粒，以形成最終磨料層；在所述最終磨料層上方施加復(fù)膠層；固化所述底膠層和所述復(fù)膠層；以及其中，所述成形磨粒包括與底部相対的頂點(diǎn)并且所述成形磨粒的寬度從所述底部向所述頂點(diǎn)逐漸變小。


本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明的討論僅是針對(duì)示例性實(shí)施例的描述，其并不g在限制本發(fā)明的更廣泛的方面，其中更廣泛的方面體現(xiàn)在示例性構(gòu)造中。圖IA示出制備涂覆的磨料制品的過程中的ー個(gè)步驟。圖IB示出制備涂覆的磨料制品的過程中的后續(xù)步驟。圖IC示出制備涂覆的磨料制品的過程中的另ー個(gè)后續(xù)步驟。圖ID示出制備涂覆的磨料制品的過程中的另ー個(gè)后續(xù)步驟。圖2A示出成形磨粒的俯視圖。圖2B示出圖2A的成形磨粒的側(cè)視圖。圖3示出涂覆的磨料制品的顯微照片，其示出了成形磨粒在疏涂層磨料層的傾倒和傾斜。圖4示出磨削性能數(shù)據(jù)。
在說明書和附圖中重復(fù)使用的引用字符g在表示本發(fā)明相同或類似的部件或元件。定義如本文中使用的，術(shù)語“包含”、“具有”和“包括”的形式在法律上是等價(jià)的并且是開放式的。因此，除了所敘述的元件、功能、步驟或限制之外，還可能存在額外的未敘述的元件、功能、步驟或限制。如本文中使用的，術(shù)語“磨料分散體”意指α氧化鋁前體，該α氧化鋁前體可以被轉(zhuǎn)換成引入模具腔體中的α氧化鋁。在去除足量的揮發(fā)性組分從而使磨料分散體固化之前，這種組分一直被稱作磨料分散體。 如本文所用，術(shù)語“成形磨粒前體”意指通過從磨料分散體(當(dāng)其位于模具腔體中吋)移除足量的揮發(fā)性組分以形成凝固體的方式所產(chǎn)生的未燒結(jié)粒子，該凝固體可從模具腔體移除，并且在后續(xù)處理操作中基本上保持其模制形狀。如本文中使用的，術(shù)語“成形磨?！币庵柑沾赡チ＃怪辽僖徊糠帜チ暇哂袕挠糜谛纬沙尚文チＧ绑w的模具腔體復(fù)制而得的預(yù)定形狀。除了磨料碎片的情況(例如，如美國臨時(shí)專利申請(qǐng)61/016965中描述的)之外，成形磨粒將通常具有基本上復(fù)制用于形成成形磨粒的模具腔體復(fù)制而得的預(yù)定幾何形狀。如本文所使用的成形磨粒不包括通過機(jī)械粉碎操作得到的磨粒。在授予Berg的美國專利No. 5, 201, 916、授予Rowenhorst的美國專利No. 5，366，523 (Re 35, 570)和授予Berg的美國專利No. 5，984，988 ;以及在以下的待審專利申請(qǐng)2008 年 12 月 17 日提交的名稱為 “Shaped Abrasive Particles With A SlopingSidewall”(帶有傾斜側(cè)壁的成形磨粒)的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)12/337075、2008年12月17 日提交的名稱為 “Dish-Shaped Abrasive Particles With A Recessed Surface”(帶有凹面的碟形磨粒)的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)12/336，961、2008年12月17日提交的名稱為“Shaped Abrasive Particles With An Opening” (帶有開ロ的成形磨粒)的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)12/337，112和2008年12月17日提交的名稱為“Shaped Abrasive ParticlesWith Grooves”(帶有凹槽的成形磨粒)的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)61/138，268中公開了示例性的成形磨粒。如本文使用的，術(shù)語“稀釋顆?！币庵?I)通過粘合劑粘結(jié)在一起形成聚集體的多個(gè)單獨(dú)磨粒、(2)通過粘合劑粘結(jié)在一起形成聚集體的多個(gè)單獨(dú)非磨粒、(3)通過粘合劑粘結(jié)在一起形成聚集體的多個(gè)單獨(dú)磨粒和多個(gè)單獨(dú)非磨粒、(4)單獨(dú)非磨粒、(5)單獨(dú)磨?；?6)以上的組合物。如本文使用的，“磨粒”的莫爾硬度大于或等于7而“非磨粒”的莫爾硬度小于7。示例性的磨?？梢园ǘ幌抻谌廴谘趸X、碳化硅、石榴石、熔融氧化鋁-氧化鋯、立方晶型氮化硼和金剛石。示例性的非磨?？梢园ǘ幌抻诠腆w顆?；蛑锌詹Ａ荨⒙閬硎⑹?、大理石、冰晶石和樹脂或塑料材料。
具體實(shí)施例方式合適的成形磨粒參照?qǐng)D2A和圖2B,示出示例性的成形磨粒20。在一些實(shí)施例中，成形磨粒包括拔模角α不同于90度并且下文中被稱為傾斜側(cè)壁的側(cè)壁22。制成成形磨粒20的材料包括α氧化鋁。α氧化鋁顆?？梢杂蓤F(tuán)結(jié)、模制成形、干燥定形、經(jīng)煅燒井隨后燒結(jié)(如本文中隨后討論的)的氧化鋁一水合物的磨料分散體制成。保持成形磨粒的形狀，而不需要用粘結(jié)劑形成聚集體，該聚集體包括隨后成形為成形結(jié)構(gòu)的粘結(jié)劑中的磨粒。成形磨粒20包括從底部52延伸到磨削頂端或頂點(diǎn)54的縱軸50。底部52 (在一些實(shí)施例中，傾斜側(cè)壁22之一)通常通過底膠層44附著于涂覆的磨料制品40中的背襯42。翻轉(zhuǎn)雙涂覆法表現(xiàn)出實(shí)用性的成形磨粒的子集合包括具有底部52的成形磨粒，底部52與頂點(diǎn)54相対，使得成形磨粒的寬度從底部52向頂點(diǎn)54逐漸減小。這包括諸如等邊和等腰三角形棱柱、正五角形棱柱和衍生自這些棱柱的截棱錐、四面體和正四面體、具有多邊形底部的正棱錐和高度超過其底部直徑的錐體。在一個(gè)實(shí)施例中，使用的是等邊三角形成形磨粒，其具有面積不等的兩個(gè)基本平行的面，每個(gè)面具有三角形周邊29并且成形磨粒具有傾 斜側(cè)壁22。在一個(gè)實(shí)施例中，成形磨粒20可以包括薄主體，該薄主體具有第一面24和第二面26并具有厚度t。在一些實(shí)施例中，厚度t的范圍在約25微米至約500微米之間。第一面24和第二面26通過至少一個(gè)側(cè)壁22彼此相連，側(cè)壁22可以是傾斜側(cè)壁。在一些實(shí)施例中，可能存在不止ー個(gè)傾斜側(cè)壁22，并且每個(gè)傾斜側(cè)壁22的斜率或角度可能是相同或不同的，如在 2008 年 12 月 17 日提交的名稱為 “Shaped Abrasive Particles With A SlopingSidewall”(帶有傾斜側(cè)壁的成形磨粒)的待審美國專利申請(qǐng)序列號(hào)12/337075中更充分描述的。在一些實(shí)施例中，第一面24基本是平面的，第二面26基本是平面的，或者這兩個(gè)面都基本是平面的。或者，這些面可以是凹的或凸的，如在2008年12月17日提交的名稱為 “Dish-Shaped Abrasive Particles With A Recessed Surface”(帶有凹面的碟形磨粒)的待審美國專利申請(qǐng)序列號(hào)12/336,961中更詳細(xì)討論的。通過在溶膠凝膠停留在模具腔體中的同時(shí)選擇溶膠凝膠的干燥條件，可產(chǎn)生凹面或凹陷面，該模具腔體使得在溶膠凝膠中形成彎液面，這樣往往使溶膠凝膠的邊緣被芯吸到模具的側(cè)面，如在美國專利申請(qǐng)序列號(hào)12/336,961中討論的。在一些應(yīng)用中，與中空鑿刀類似，第一面24上的凹面能有助于提高的切削性能。成形磨粒上的凹面或凹陷面可以單獨(dú)使用或者與本專利申請(qǐng)中示出或描述的任何特征或特征組合或?qū)嵤├黄鹗褂谩Ｔ谝粋€(gè)實(shí)施例中,第一面24和第二面26基本相互平行。在其它實(shí)施例中,第一面24和第二面26可以不平行，使得ー個(gè)面相對(duì)于另ー個(gè)面傾斜，并且與每個(gè)面正切的虛線將會(huì)相交于一點(diǎn)。成形磨粒20的側(cè)壁22可以變化，并且其通常形成第一面24和第二面26的周邊29。在一個(gè)實(shí)施例中，第一面24和第二面26的周邊29被選定為幾何形狀，并且第一面24和第二面26被選定為具有相同的幾何形狀；盡管它們的大小不同，一個(gè)面大于另ー個(gè)面。在一個(gè)實(shí)施例中，第一面24的周邊29和第二面26的周邊29是圖示的三角形形狀。成形磨粒20的第二面26與側(cè)壁22之間的拔模角α可以變化，以改變每個(gè)面的相對(duì)大小。在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，拔模角α可以在大約90度至大約135度之間、或大約95度至大約130度之間、或約95度至約125度之間、或約95度至約120度之間、或約95度至約115度之間、或約95度至約110度之間、或約95度至約105度之間、或約95度至約100度之間。如在美國專利申請(qǐng)序列號(hào)12/337,075中討論的，已發(fā)現(xiàn)拔模角α的特定范圍使由具有傾斜側(cè)壁的成形磨粒制成的涂覆的磨料制品的磨削性能有驚人的提高。具體來講，已發(fā)現(xiàn)98度、120度或135度的拔模角的磨削性能優(yōu)于拔模角為90度的情況。在拔模角為98度或120度時(shí)，磨削性能的提高尤為顯著，如在美國專利申請(qǐng)序列號(hào)12/337，075的圖6和圖7中看到的。另外，如2008 年 12 月 17 日提交的名稱為“Shaped Abrasive Particles With AnOpening”(帶有開ロ的成形磨粒)的共同待審的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)12/337，112中更詳細(xì)討論的，可能存在穿過成形磨粒、經(jīng)過第一面24和第二面26的ー個(gè)或多個(gè)開ロ。穿過成形磨粒的開ロ可以減小成形磨粒的體密度，由此提高了在常期望提高孔隙度的一些應(yīng)用(例如，砂輪)中的所得磨料制品的孔隙度?；蛘?，通過將成形磨粒更牢固地錨固于復(fù)膠層，開ロ可以減少脫落現(xiàn)象或者開ロ可以充當(dāng)助磨劑的容器。通過選擇干燥條件以夸大以上討論的彎液面現(xiàn)象或者通過使具有一個(gè)或多個(gè)柱的模具從底部延伸(近似于Bundt蛋糕烤盤)，開ロ可以成形為成形磨粒。在美國專利申請(qǐng)序列號(hào)12/337，112中討論了制備具有開ロ的成形磨粒的方法。成形磨粒上的開ロ可以單獨(dú)使用或者與本專利申請(qǐng)中示出或描述的任何特征或特征組合或?qū)嵤├黄鹗褂谩Ａ硗?，?008 年 12 月 17 日提交的名稱為 “Shaped Abrasive Particles WithGrooves”(帶有凹槽的成形磨粒)的共同待審的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/138，268中描述的，成形磨?？梢栽诘诙?6上具有多個(gè)凹槽。這些凹槽由模具腔體底面中的多個(gè)脊形成，已發(fā)現(xiàn)這多個(gè)脊使得更容易從模具中取出成形磨粒前體。據(jù)信，具有三角形形狀剖面的脊充當(dāng)楔，從而在干燥狀況下將成形磨粒前體抬離模具的底面，所述干燥狀況促使溶膠凝膠在停留在模具腔體中的同時(shí)發(fā)生收縮。凹槽可以單獨(dú)使用或者可以與本專利申請(qǐng)中示出或描述的任何特征或特征組合或?qū)嵤├黄鹗褂?。不同的成形磨?0 (例如，等邊三角形和等腰三角形)的共混物或包括具有不同拔模角的傾斜側(cè)壁的成形磨粒20的共混物(例如，拔模角為98度的成形磨粒與拔模角為120度的成形磨粒的混合物)可用于本發(fā)明的涂覆的磨料制品中。成形磨粒20還可具有表面涂層。已知的是，表面涂層提高了磨料制品中的磨粒與粘結(jié)劑之間的粘附カ或者可用于輔助成形磨粒20的靜電沉積。在一個(gè)實(shí)施例中，使用的是如美國專利No. 5，352，254中描述的表面涂層，其中無機(jī)物的量占成形磨粒重量的比例為
O.1% 至 2%。這種表面涂層在美國專利 No. 5，213，591; No. 5，011，508; No. I, 910，444; No. 3，O41，156;No. 5，009，675;No. 5，085，671;No. 4，997，461 和 No. 5，042，991 中有所描述。另外，表面涂層可防止成形磨粒產(chǎn)生封堵(capping)。封堵是ー種術(shù)語，用于描述來自被研磨エ件的金屬顆粒逐漸熔接到成形磨粒的頂部這ー現(xiàn)象。用于執(zhí)行以上功能的表面涂層對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是已知的。制成成形磨粒的方法制成成形磨粒的方法在示例性專利(稱為“定義部分”)中有所描述。簡而言之，該方法包括以下步驟制備有晶種或無晶種的溶膠凝膠磨料分散體，該分散體可以被轉(zhuǎn)換成α氧化鋁；用溶膠凝膠填充ー個(gè)或多個(gè)具有成形磨粒所需外形的模具腔體；干燥溶膠凝膠，形成成形磨粒前體；從模具腔體中取出成形磨粒前體；煅燒成形磨粒前體，形成煅燒后 的成形磨粒前體，然后將煅燒后的成形磨粒前體燒結(jié)，形成成形磨粒。在2008年12月17日提交的名稱為“Method Of Making Abrasive Shards, Shaped Abrasive Particles WithAn Opening, Or Dish-Shaped Abrasive Particles”(制備磨料碎片、帶有開ロ的成形磨?；虻文チ５姆椒?的共同待審的美國專利申請(qǐng)序列號(hào)12/337，001中公開了制備成形磨粒的其它信息。制備涂覆的磨料制品的方法參照?qǐng)DIA至圖1D，示出了制備涂覆的磨料制品的步驟的部分過程。涂覆的磨料制品40包括背襯42,在背襯42的第一主表面41上方施加有第一粘結(jié)劑層,該第一粘結(jié)劑層在下文中被稱為底膠層44。形成最終磨料層49的多個(gè)成形磨粒20和多個(gè)稀釋顆粒48粘附于或部分嵌入在底膠層44中。在下文中被稱為復(fù)膠層46的第二粘結(jié)劑層位于最終磨料層49上方。底膠層44的目的是將成形磨粒20和稀釋顆粒48固定于背襯42，并且復(fù)膠層46的目的是加固最終磨料層49中的成形磨粒20和稀釋顆粒48。還可以施施加本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的可選的極好復(fù)膠層。參照?qǐng)D1A，將底膠層44施加到背襯42的第一主表面41。然后，如圖IB中所示，首先只把成形顆粒20施加于底膠層44，從而形成第一磨料層53。將本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的靜電應(yīng)用用于正確定位成形磨粒的頂點(diǎn)54和底部52，使得成形磨粒中至少絕大部分通過其基部52粘附于底膠層。在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，成形磨粒中超過70%、75%、80%、85%、90%或95%通過其基部52粘附于底膠層44。有利地，第一磨料層53是疏涂覆的第一磨料層。疏涂覆的第一磨料層將導(dǎo)致底膠層中成形磨粒的覆蓋百分比小于100%，從而如圖3最佳示出地，在磨粒之間留出開放區(qū)域和可見樹脂層。在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，第一磨料層53中的開放區(qū)域百分比可為約10%至約70%之間或在約30%至約60%之間。疏涂覆的磨料層允許具有傾斜側(cè)壁的成形磨粒通過底部52粘附于底膠層，然后傾倒或傾斜，使得成形磨粒中的絕大部分在第一磨料層53中具有方位角β。據(jù)信，首先施加稀釋顆?；蛳♂岊w粒和成形磨粒的共混物的步驟會(huì)干擾傾倒的過程，從而使涂覆的磨料制品的性能降低。如圖3中所示，具有傾斜側(cè)壁22的成形磨粒20中的絕大部分(超過50%)向著一側(cè)傾倒或傾斜。這導(dǎo)致具有傾斜側(cè)壁22的成形磨粒20的絕大部分相對(duì)于背襯42的第一主表面41的方位角β小于90度。如圖3中所示，不僅全部成形磨粒傾倒或傾斜，而且它們傾倒或傾斜的量也基本相同。據(jù)信，對(duì)傾倒程度的精確控制(如受拔模角α控制)顯著提高了磨削性能。據(jù)信，如果將過多具有傾斜側(cè)壁的成形磨粒施加于背襯，則成形磨粒間的間隔將不夠大，從而不足以使成形磨粒在固化底膠層和復(fù)膠層之前能傾斜或傾倒。在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，具有疏涂覆第一磨料層的涂覆的磨料制品中的成形磨粒中的超過50%、60%、70%,80%或90%以小于90度的方位角β傾倒或傾斜。在不希望受到理論制約的情況下，據(jù)信，小于90度的方位角β導(dǎo)致具有傾斜側(cè)壁的成形磨粒的切削性能增強(qiáng)。在本發(fā)明的各種實(shí)施例中，涂覆的磨料制品的磨料層中的具有傾斜側(cè)壁的成形磨粒中的至少絕大部分或超過50%、60%、70%、80%或90%的方位角β可以在約50度至約85度之間、或約55度至約85度之間、或約60度至約85度之間、或約65度至約85度之間、或約70度至約85度之間、或約75度至約85度之間、或約80度至約85度之間。參照?qǐng)D1C，在只把成形磨粒20施加于底膠層44之后，將稀釋顆粒48或稀釋顆粒、共混物施加于底膠層，處于第一磨料層53上方。因?yàn)椴皇怯媚＞邔⑾♂岊w粒成形，所以它們通常具有更圓的形狀，寬高比接近I并且它們的方位并不嚴(yán)格。這樣，稀釋顆粒可以要么通過滴涂或者通過靜電方式施加；然而，優(yōu)選地，通過靜電方式施加寬高比大于約I. 2的稀釋顆粒。如圖IC中所示，在一些實(shí)施例中，當(dāng)施加于背襯的稀釋顆粒的高度比粘附于背襯的成形磨粒的頂點(diǎn)54低吋，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的性能。這可以通過篩選出比成形磨粒具有更小目尺寸的稀釋顆粒來實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，稀釋顆粒的最大尺寸小于成形磨粒的沿著縱軸的長度。在粘附稀釋顆粒48并可選地至少部分固化底膠層之后，將復(fù)膠層46施加在最終磨料層49上方。此后，將底膠層和復(fù)膠層固化，并且可以使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的其它常規(guī)處理來制成最終的磨料制品。常規(guī)背襯如紙、布、塑料和膜可以與常規(guī)底膠層和復(fù)膠層樹脂一起使用，所述樹脂 如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂、丙烯酸酯樹脂、氨基塑料樹脂、三聚氰胺樹脂、丙烯酸改性環(huán)氧樹脂、氨基甲酸こ酯樹脂以及它們的組合。底膠層或膠結(jié)層或這兩層還可包含本領(lǐng)域已知的添加剤，例如(如)填料、助磨齊 、潤濕齊 、表面活性齊 、染料、顔料、偶聯(lián)齊 、粘合促進(jìn)劑以及它們的組合。實(shí)M本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的非限制性實(shí)例來進(jìn)ー步說明。這些實(shí)例中所述的具體材料及其用量，以及其他條件和細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為不當(dāng)?shù)叵拗票景l(fā)明。除非另外指明，否則實(shí)例和說明書其余部分中的所有份數(shù)、百分比、比率等都按重量計(jì)。表I :材料
縮寫說明
PRl 堿催化(2.5% KOH) 1.5:1至2.1:1苯酚甲醛濃縮物75%水溶液。
CACO 碳酸媽，得自 Hubei. Engineered Materials (Atlanta, Georgia}’ 名為
權(quán)利要求
1.一種制備涂覆的磨料制品的方法，包括以下步驟 向背襯的第一主表面施加底膠層； 向所述底膠層施加成形磨粒，以形成基本上由成形磨粒構(gòu)成的第一磨料層； 從所述成形磨粒的上方向所述底膠層施加稀釋顆粒，以形成最終磨料層； 在所述最終磨料層上方施加復(fù)膠層； 固化所述底膠層和所述復(fù)膠層；以及 其中，所述成形磨粒包括與底部相對(duì)的頂點(diǎn)，并且所述成形磨粒的寬度從所述底部向所述頂點(diǎn)逐漸變小。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述稀釋顆粒包括最大尺寸，并且所述最大尺寸小于所述成形磨粒的沿著所述底部和所述頂點(diǎn)之間的縱軸的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其中所述第一磨料層包括疏涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第一磨料層的所述疏涂層介于其緊密涂層密度的30%至60%之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的方法，其中所述最終磨料層包括緊密涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的方法，其中所述成形磨粒包括三角形的成形磨粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述三角形的成形磨粒包括第一面、第二面和傾斜側(cè)壁，在所述第二面和所述傾斜側(cè)壁之間形成角度a，并且所述角度a在95度至135度之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中在施加所述復(fù)膠層之前至少部分地固化所述底膠層。
9.一種涂覆的磨料制品，包括 背襯，其具有第一主表面； 底膠層，其施加于所述背襯； 最終磨料層，其粘附于所述底膠層，所述最終磨料層包括成形磨粒和稀釋顆粒； 復(fù)膠層，其施加于所述最終磨料層上方； 所述成形磨粒包括第一面、第二面和傾斜側(cè)壁；所述第一面和所述第二面包括三角形周邊；以及 其中，所述成形磨粒中的絕大部分相對(duì)于所述第一主表面傾斜成小于90度的取向角3。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的涂覆的磨料制品，其中所述取向角P在約50度至約85度之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的涂覆的磨料制品，其中所述取向角P在約75度至約85度之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求9、10或11所述的涂覆的磨料制品，其中所述成形磨粒中超過80%是傾斜的。
13.根據(jù)權(quán)利要求9、10、11或12所述的成形磨料制品，其中所述成形磨粒占所述最終磨料層的緊密涂層密度的30%至60%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制備涂覆的磨料制品的方法，該方法包括以下步驟向背襯的第一主表面施加底膠層；向所述底膠層施加成形磨粒，以形成基本上由成形磨粒組成的第一磨料層；向所述底膠層施加稀釋顆粒以形成最終磨料層，所述稀釋顆粒位于所述成形磨粒上方；在所述最終磨料層上方施加復(fù)膠層；固化所述底膠層和所述復(fù)膠層；以及其中，所述成形磨粒包括與底部相對(duì)的頂點(diǎn)并且所述成形磨粒的寬度從所述底部向所述頂點(diǎn)逐漸變小。
文檔編號(hào)C09K3/14GK102666022SQ201080052830
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者史蒂文·J·凱佩特, 托馬斯·J·安德森, 歐內(nèi)斯特·L·瑟伯 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司