專利名稱：磨料制品及其制造方法以及研磨設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種涂覆式磨料制品，例如研磨盤或研磨片，以及制造這樣一種磨料制品的方法。本發(fā)明還涉及一種研磨設(shè)備，特別是涉及一種用來(lái)支承磨料制品的支承墊板(back-up pad)。
背景技術(shù)：
磨料制品可以應(yīng)用在多種從工件表面研磨材料的場(chǎng)合。例如，可以將一研磨盤可釋放地裝在一支承墊板上，通過任意軌道旋轉(zhuǎn)的磨光機(jī)來(lái)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)研磨盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，其暴露的磨料表面被推抵向工件表面，因而就可對(duì)工件加以研磨。這一操作可以用于工件表面的精加工，也可以用于去除多余的材料。
通常，研磨盤可釋放地連接在一支承墊板上，在研磨過程中，該支承墊板支承著研磨盤。支承墊板包括一通常為平面的主表面，該主表面可連接磨料制品，例如一研磨盤或片。盡管支承墊板可以是用手操持的，但更通常的是，支承墊板是結(jié)合在例如一電動(dòng)的或氣動(dòng)的磨光機(jī)之類的動(dòng)力研磨設(shè)備中一起使用的。
若干類型的研磨盤中有一些不同的連接系統(tǒng)，以使研磨盤能可釋放地連接于支承墊板。下面將分別依次描述這樣三種與本發(fā)明有關(guān)的研磨盤，它們分別是用壓敏粘合劑的、用紡織材料的、以及用芯桿(stalk)的研磨盤。
通常，在研磨盤的背面(相對(duì)于研磨面的另一面)施加一層壓敏粘合劑(“PSA”)即可獲得一背面具有壓敏粘合劑的研磨盤。美國(guó)專利3,849,949(Steinhauser et al.)中描述了生產(chǎn)這些PSA研磨盤的一種方法，其是在一研磨片上涂覆諸如乙烯基醚、丙烯酸酯、橡膠樹脂、丙烯酸共聚物(例如異辛基丙烯酸酯丙烯酸的比例為95.5∶4.5的共聚物)之類的粘合劑。接著，所述的PSA再被干化或冷卻而處在一種膠粘但不流動(dòng)的狀態(tài)。PSA將研磨盤粘附到支承墊板上，并足夠能防止磨料制品在使用過程中相對(duì)支承墊板移動(dòng)。支承墊板的主表面可以是具有，例如，光滑的泡沫、乙烯基或者是布之類的表面，以便于研磨盤的連接。這樣的支承墊板可以是例如St.Paul，Minnesota的美國(guó)3M公司生產(chǎn)的牌號(hào)為StikitTM的支承墊板。此外，PSA還使得磨料制品能相對(duì)較容易地從支承墊板上剝離，這樣就可以用最短的時(shí)間和勞力將一個(gè)新的研磨盤裝于支承墊板。
雖然有一定的好處，但PSA研磨盤還是有著一些限制之處。例如，PSA層的厚度(加工領(lǐng)域稱作“涂覆重量”)對(duì)PSA研磨盤的性能而言通常是非常重要的，而用傳統(tǒng)的涂覆方法則難于對(duì)涂覆的重量加以精確地控制。而且，PSA涂層的均勻度對(duì)粘接而言也是很重要的，它同樣也是很難獲得。PSA涂層不均勻會(huì)導(dǎo)致研磨盤的表面缺乏粘性(在PSA涂層重量減少的地方)，或者是隆起(在PSA涂層重量增加的地方)。另一種潛在的缺點(diǎn)是，PSA對(duì)支承墊板的粘附力可能會(huì)太強(qiáng)烈，因而操作者可能無(wú)法將所有的磨料制品都從支承墊板上去除掉。如果支承墊板上留有研磨盤背襯的殘片或是具PSA的區(qū)域，或者是兩者兼而有之，就可導(dǎo)致支承墊板上有高出的點(diǎn)，因而在接收一新的研磨盤時(shí)呈現(xiàn)一不平整、不平衡的操作面。這種凹凸不平會(huì)在研磨面上留下不希望產(chǎn)生的條紋或印記。PSA支承墊板的另一種潛在的缺陷是，當(dāng)磨料制品上的PSA保留在支承墊板上時(shí)，這些PSA可能受到灰塵和碎屑的沾染，因而形成一個(gè)新的研磨盤無(wú)法粘接的“死”點(diǎn)，或者可能在工件表面留下雜亂的劃痕。于是，這樣一種適于接收背面涂有壓敏粘合劑的研磨盤的支承墊板便變得不怎么理想了。PSA研磨盤的另一潛在的缺陷是，由于PSA層在從支承墊板上剝離時(shí)很容易被灰塵和碎屑所沾染，因而這種研磨盤基本上只能用一次。當(dāng)PSA層受到沾染后，再想將研磨盤粘連到支承墊板上是非常困難的或者是不可能的，這時(shí)必須提供一個(gè)新的研磨盤。由于一個(gè)研磨盤在研磨面損壞之前就只能被丟棄，因而這種一次性使用的特性是非常浪費(fèi)的。
第二種型式的研磨盤(這里稱作“紡織物”研磨盤)，在相對(duì)于磨料制品之研磨面的背面上有一紡織物毛圈材料。該紡織物材料可以是例如織造的或非織造布的纖維網(wǎng)、起絨的尼龍、起絨的聚酯、針織物、縫編織物等。美國(guó)專利4,437,269(Shaw)和4,609,581(Ott)中描述了這些紡織物研磨盤，St.Paul，Min-nesota的美國(guó)3M公司生產(chǎn)的牌號(hào)為HookitTM的研磨盤正是這樣一種紡織物研磨盤的例子。紡織物研磨盤一般是和一具有多個(gè)接合元件的支承墊板一起使用的，這些接合元件粘接在支承墊板的連接表面上。所述支承墊板上的接合元件被設(shè)計(jì)成能接合紡織物研磨盤的織物材料，以使研磨盤固定到支承墊板上。
制造一紡織物研磨盤的方法大致包括如下步驟，即，提供一毛圈材料(諸如北卡羅來(lái)納州的Guilford Mills，Inc.出品的型號(hào)為33295的起絨尼龍材料)，用一合適的(可用于紡織物或磨料片材)水基、溶劑基、或者是100％固體的熱熔性粘合劑來(lái)將毛圈材料層壓到一磨料片材上。該層壓的粘合劑通常是用滾動(dòng)涂覆、噴射或擠壓等方法施加到磨料片材的背襯上的，接著再將毛圈材料施加到粘接表面。
紡織物研磨盤克服了PSA研磨盤中的一些缺點(diǎn)。例如，盡管織物材料也暴露在灰塵或不潔物中，但紡織物研磨盤任可以從支承墊板上去除和重新連接多次。因而，紡織物研磨盤在被丟棄之前可以使用數(shù)次。還有，紡織材料在支承墊板上不會(huì)留下任何粘接殘留物。
然而，紡織物研磨盤也存在著一些缺陷。例如，紡織物研磨盤在使用過程中可能會(huì)相對(duì)于支承墊板移動(dòng)，當(dāng)紡織物是一重量較輕的材料時(shí)尤其如此。還有，如果紡織物材料在從支承墊板上脫離時(shí)被損壞，研磨盤也就只能使用一次。而且，織物材料上的纖維很可能從研磨盤上松脫下來(lái)，這些纖維阻礙了支承墊板上接合元件的作用，因而降低了支承墊板的使用壽命。松脫的纖維還可以在空氣中傳播，這在某些毛圈境下也是不利的，例如，對(duì)那些行將涂覆或剛剛涂覆的表面而言。還有，當(dāng)紡織物研磨盤堆積起來(lái)(例如在包裝時(shí)的操作)時(shí)，一個(gè)研磨盤上的磨?？赡茏璧K相鄰研磨盤上織物材料的作用，給研磨盤的分離帶來(lái)困難。紡織物研磨盤的制造成本一般也要比PSA研磨盤來(lái)得高。
制造紡織物研磨盤的方法也存在著一定的缺陷。例如，合適的紡織物通常較貴，特別是和壓敏粘合劑相比時(shí)尤其如此。還有，織物材料通常需要一個(gè)附加的起絨步驟，以在垂直位置上獲得足夠數(shù)量的絨環(huán)，從而能充分地粘連。而且，將襯有紡織物的研磨件轉(zhuǎn)換成研磨盤的型式還需要特殊的設(shè)備，例如高壓的壓制機(jī)以及將切割好的研磨盤正確地排列以用于包裝的特殊處理設(shè)備。將織物材料安置到研磨片的粘接表面時(shí)也存在著問題，這是因?yàn)榧徔椢锉仨殞?duì)準(zhǔn)施加了粘合劑的研磨片，以防止紡織物或研磨片有褶皺現(xiàn)象。
美國(guó)專利4,437,269(Shaw)主要涉及上述型式的紡織物研磨盤，但也很簡(jiǎn)明地論及了被稱作“芯桿”式的研磨盤。特別是，’269號(hào)專利中揭示了一支承墊板和一研磨盤，這兩個(gè)元件其中之一的一個(gè)表面上具有一織物材料，而“其余的墊板和研磨盤的背面則有一層以無(wú)鉤端的單絲形式延伸出來(lái)的絨環(huán)接合或卷曲接合元件?！?參見’269號(hào)專利第二欄，第55行到58行)。所述的芯桿從背襯上突伸，與一起圈類的織物材料在相對(duì)的表面上可滑動(dòng)地嚙合，但并不鉤牢，從而使這兩個(gè)表面互相接合起來(lái)。
′269號(hào)專利的研磨盤的一側(cè)設(shè)有無(wú)鉤端的諸芯桿，它在一些條件下仍不能體現(xiàn)較佳的性能。例如，對(duì)研磨盤而言，最好是具有某最小的剝離粘合的力，而這對(duì)于′269號(hào)專利的結(jié)構(gòu)而言是非常困難的。
制造芯桿式研磨盤的方法也存在著一定的缺陷。制造芯桿式研磨盤的方法通常涉及一個(gè)針織工藝(諸如經(jīng)編針織)，該針織工藝可產(chǎn)生一個(gè)復(fù)絲紗線構(gòu)成的編織基底層?；ハ喔糸_的芯桿被編織在針織的基底層內(nèi)，并且相對(duì)基底層傾斜地突伸。接著，編織的芯桿材料再被層壓到一研磨片而制得一磨料制品。用來(lái)制備芯桿式研磨盤的原材料比壓敏粘合劑材料更貴。在轉(zhuǎn)換過程中還會(huì)產(chǎn)生其它的困難，例如，由于要處理芯桿織物而帶來(lái)的芯桿損壞和層壓上的問題等。
轉(zhuǎn)讓給加拿大，安大略的Dualflex Company，Ltd.的德國(guó)專利DE4 241908中揭示了一種其上具有天鵝絨狀材料的支承墊板。該材料中包括了單根的纖維，其中一些纖維只在一端和支承墊板相連，而另一些則兩端都和支承墊板相連以形成絨毛圈。該支承墊板是用一粘稠的、非硬化的粘合劑來(lái)將磨料制品保持于其上的。這種支承墊板的缺點(diǎn)類似于上述的和PSA研磨盤一起使用的支承板，因而也不怎么理想。
鑒于上述已有技術(shù)中的種種研磨盤和支承墊板存在著這樣那樣的缺陷，因而希望提供這樣一種研磨盤，它相對(duì)較便宜，可重復(fù)使用，可簡(jiǎn)單而且牢固地連接于一支承墊板，并且可很容易的從支承墊板上移開。還希望提供一種制造該種能克服上述缺陷的研磨盤的方法。還希望提供一種能和克服了已有技術(shù)中缺陷的磨料制品一起使用的支承墊板。
發(fā)明概要本發(fā)明包括一種能可釋放地粘附于一具接合結(jié)構(gòu)的配合表面的磨料制品。該磨料制品包括一具第一和第二主表面的基片、設(shè)置在第一表面上的研磨裝置、以及粘連在第二表面上并自第二表面突伸的多個(gè)扣接柱(hooking stem)。每個(gè)扣接柱包括用來(lái)和配合表面的接合結(jié)構(gòu)扣合的裝置，以將磨料制品可釋放地粘附于所述相配表面上。在一變化型式中，研磨裝置是一種直接粘附到基片之第一主表面上的結(jié)構(gòu)比磨料。
在一實(shí)施例中，磨料制品的每個(gè)扣接柱都具有一個(gè)連接在柱體上的頭部，這些頭部至少在一個(gè)方向上徑向延伸得超過所述柱體的周邊。這些頭部適于用來(lái)扣合所述接合結(jié)構(gòu)，以可釋放地將磨料制品粘附在相配表面上。
在另一實(shí)施例中，磨料制品的每個(gè)扣接柱的末端都有一定的角度(如下所述，不超過大約90度)。這樣設(shè)置的扣接柱也是為了用來(lái)扣合所述接合結(jié)構(gòu)，以可釋放地將磨料制品粘附在相配表面上。
本發(fā)明還包括一種制造磨料制品的方法，該方法包括如下步驟提供一具第一和第二主表面的研磨片，所述第一主表面包括用來(lái)研磨一表面的裝置；在所述第二表面上設(shè)置多個(gè)突起的柱體；為每個(gè)柱體設(shè)置一扣合部分，以使這些扣接柱能可釋放地扣合相對(duì)的接合結(jié)構(gòu)。
在另一實(shí)施例中，該方法包括如下步驟提供一具第一和第二主表面的研磨片，所述第一主表面包括用來(lái)研磨一表面的裝置；藉助可流動(dòng)材料，用一印刷滾筒在第二主表面上提供從其突出的多個(gè)柱體；為每個(gè)柱體設(shè)置一扣合部分，以使這些扣接柱能可釋放地扣合相對(duì)的接合結(jié)構(gòu)。
在另一實(shí)施例中，該方法包括如下步驟提供一具第一和第二主表面的研磨片，所述第一主表面包括用來(lái)研磨一表面的裝置；藉助可流動(dòng)材料，用一涂刷輥在第二主表面上提供從其突出的多個(gè)柱體；為每個(gè)柱體設(shè)置一扣合部分，以使這些扣接柱能可釋放地扣合相對(duì)的接合結(jié)構(gòu)。
在還有一實(shí)施例中，該方法包括如下步驟提供一具第一和第二主表面的研磨片，所述第一主表面包括用來(lái)研磨一表面的裝置；將一流動(dòng)性材料通過一模具開口擠壓出來(lái)，所述模具開口適于提供一具有多個(gè)平行軌道件從其上突伸的基底片；在橫貫諸軌道件縱軸線的方向上切斷諸軌道件；拉伸所述基底片，使各軌道件的被切斷部分分隔開，以形成諸扣接柱；以及將所述基底片粘接到研磨片上，以形成磨料制品。
在又一實(shí)施例中，該方法包括如下步驟提供一具第一和第二主表面的基片，其中所述第二主表面包括多個(gè)扣接柱；提供一個(gè)具有一接觸表面的生產(chǎn)工具，所述接觸表面包括多個(gè)模腔；將包含粘合劑和多個(gè)磨粒的磨料涂層前體施加到所述生產(chǎn)工具的所述接觸表面和所述基片的所述第一主表面的其中之一上；使所述基片的所述第一主表面和所述生產(chǎn)工具的所述接觸表面相接觸；將所述磨料涂層前體暴露在一定條件下，使所述磨料涂層前體至少部分地得以固化，以形成粘附在所述第一主表面上的磨料涂層，所述磨料涂層包括多個(gè)磨料復(fù)合體，這些磨料復(fù)合體具有藉所述模腔所賦予的精確形狀；以及將所述涂覆式磨料制品和所述生產(chǎn)工具分離。
本發(fā)明還提供了一種具一支承墊板的研磨設(shè)備，該支承墊板包括一具有一主表面的支承件，以及一連接于所述主表面的接合表面，該接合表面包括用來(lái)接合諸突伸扣接柱的裝置；以及一磨料制品，它包括一具第一和第二主表面的基片，所述第一主表面包括用來(lái)研磨一工件表面的裝置，而所述第二主表面包括能可釋放地與所述支承墊板的毛圈元件相接合的諸扣接柱；
本發(fā)明還提供了這樣一種研磨設(shè)備，它和一具有多個(gè)自一表面突伸的扣接柱的磨料制品一起使用，該研磨設(shè)備包括一支承墊板，該支承墊板包括一具有一主表面的支承部分，以及粘合于該主表面并自主表面突伸的多個(gè)扣接柱；以及一可釋放地連接于所述主表面的轉(zhuǎn)換墊板，它包括相對(duì)的兩個(gè)第一和第二墊板表面，第一墊板表面包括一能與從支承墊板的主表面突伸的諸扣接柱可釋放地相接合的接合表面，而第二墊板表面包括一能與從所述磨料制品突伸的諸扣接柱可釋放地相接合的接合表面。
下面將結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明，附圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的結(jié)構(gòu)。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的磨料制品的剖面圖；圖2(a)到2(n)是本發(fā)明的扣接柱的幾個(gè)實(shí)施例的剖面圖；圖3(a)到3(d)本發(fā)明的扣接柱的另幾個(gè)實(shí)施例的剖面圖；圖4是具有安排成多簇的扣接柱之磨料制品的剖面圖；圖5是實(shí)施本發(fā)明方法的設(shè)備和工藝過程的示意圖；圖6是實(shí)施本發(fā)明方法的第二設(shè)備和工藝過程的示意圖；圖6A到圖6B是如圖6所示過程的兩個(gè)階段中一基底片的立體圖；圖7是實(shí)施本發(fā)明方法的第三設(shè)備和工藝過程的示意圖；圖8和8(a)是示出例子4-27之結(jié)果的一覽表；圖9是本發(fā)明的研磨設(shè)備的側(cè)視圖；圖10是示出本發(fā)明的支承板和磨料制品之間接觸表面的剖面圖；圖11是示出本發(fā)明的支承墊板、轉(zhuǎn)換墊板以及磨料制品的剖面圖；圖12A和12B是本發(fā)明的變化實(shí)施例的磨料制品的剖面圖；圖13是實(shí)施本發(fā)明方法的第四設(shè)備和工藝過程的示意圖；圖14是實(shí)施本發(fā)明方法的第五設(shè)備和工藝過程的示意圖；圖15是圖12A的磨料制品之變化實(shí)施例的剖面圖；圖16是圖12A的磨料制品的另一變化實(shí)施例的剖面圖；圖17是圖15的磨料制品的平面圖；圖18是用來(lái)形成圖12A的磨料制品的生產(chǎn)工具的剖面圖；對(duì)發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明提供了一種在一主表面上具有諸扣接柱的磨料制品以及制造這樣一種磨料制品的方法。
下面參照?qǐng)D1到4來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的磨料制品。盡管所描述的是圓形和扁平的型式，但本發(fā)明的磨料制品也可以是其它任何形狀，包括，但不局限于圓形、橢圓形、多邊形(例如矩形、正方形或星形)，或者是多葉形(例如雛菊形)磨料制品10包括基片12、研磨表面14和諸扣接柱16，它們都將在下文中詳細(xì)描述?；?2具有第一和第二主表面18和20。第一主表面18包括用來(lái)研磨一表面的研磨裝置14，該研磨裝置在所述實(shí)施例中被表示為分散在粘接層24中的磨粒22。第二主表面20包括多個(gè)扣接柱16，每個(gè)扣接柱都具有與一相對(duì)的表面相扣合的扣合裝置。
下文將要更詳細(xì)描述的制造本發(fā)明的磨料制品的方法一般包括如下步驟提供一具第一和第二主表面的研磨片，所述第一主表面包括用來(lái)研磨一表面的裝置；在所述第二表面上提供多個(gè)鄰接的自該表面突起的柱體；為每個(gè)柱體設(shè)置一扣合部分，以使這些扣接柱能可釋放地扣合相對(duì)的接合結(jié)構(gòu)。
下文還將要更詳細(xì)描述本發(fā)明的支承墊板，它包括一主表面(也被稱作前表面)，該表面可與從研磨盤或研磨片之類的磨料制品上突伸出來(lái)的諸扣接柱可釋放地相接合。所述磨料制品在磨削一工件的表面時(shí)由該支承墊板所支承。
本發(fā)明的基片12可以由一種或多種材料制成，它包括(但不限制于)布、紙、聚合薄膜、硫化纖維、機(jī)織的或非織造布的纖維網(wǎng)、以及它們經(jīng)處理的變型或組合。特別構(gòu)思的是，如下文所述，本發(fā)明的磨料制品的基片可以包括一層壓在一基底片上的磨料片材。較佳的基片首選聚酯薄膜，該薄膜可以是Wilmington，Delaware的Imperial Chemical Industries Americas Inc.出品的牌號(hào)為ICI-475的薄膜。
基片12的第一主表面18包括用來(lái)研磨一表面的裝置。在所述實(shí)施例中，該研磨裝置是用一粘合材料24粘接到第一主表面18上的磨粒22。該磨粒可以包括(但不限制于)石榴石、金剛砂(emery)、氧化鋁、立方晶體的氮化硼、碳化硅、氧化鋁-氧化鋯、金剛石、陶瓷氧化鋁及它們的組合。典型的粘合劑包括動(dòng)物膠和人造樹脂。該研磨材料中還可以加入例如助磨劑、填料、染料、顏料、纖維、潤(rùn)滑劑、表面活化劑、抗靜電劑、偶合劑、增塑劑、以及懸浮劑等材料。
在所述的該種磨料制品及其制造方法中，研磨裝置(通常以磨粒型式存在)設(shè)置在一磨料片材的一個(gè)表面上。在本技術(shù)領(lǐng)域中，將磨粒施加到一表面上的技術(shù)是眾所周知的，下面僅將簡(jiǎn)要說(shuō)明。一種為一片材提供磨粒料以形成研磨片100的方法，它要將包括含有分散在樹脂中的磨粒的磨粒漿料涂覆到片材上。該磨粒漿料可以用例如輥?zhàn)油扛?、模具涂覆、噴射、刮刀涂覆等任何傳統(tǒng)的技術(shù)來(lái)施加。當(dāng)涂覆磨粒漿料之后，產(chǎn)生的制品暴露在特定條件下(例如加熱、輻射或經(jīng)過一定的時(shí)間)以使樹脂充分固化，而形成一固化的粘接層。磨粒漿料最終轉(zhuǎn)換成粘接在研磨片100上的磨料復(fù)合體。
在將磨料施加到磨料片材上以形成一研磨片100的第二種方法中，可以用任何傳統(tǒng)的技術(shù)來(lái)將一初始接合涂層樹脂涂覆到一片材上。接著再將多個(gè)磨粒加入該涂層樹脂，并使所述涂層樹脂至少部分地固化。再接著，在磨粒上施加上膠涂層樹脂并形成涂層。最后，使初始接合樹脂和上膠樹脂硬化以形成初始的和上膠涂層的粘合層。在本方法的一變化型式中，初始接合涂層可以在施加磨粒之前便被部分地固化。
本發(fā)明中也可以使用結(jié)合了磨粒的非織造布研磨制品來(lái)當(dāng)作研磨裝置。非織造物一般包括一開放式多孔高聚合纖維結(jié)構(gòu)(基片)，該基片的纖維結(jié)構(gòu)上遍布磨粒，這些磨粒用有機(jī)的粘合劑粘接在基片上。較適合這種構(gòu)造的典型的纖維長(zhǎng)絲結(jié)構(gòu)典型地包括聚酰胺、聚酯和聚丙烯。非織造物的磨料制品在已有技術(shù)中是眾所周知的，例如，美國(guó)專利2,958,593(Hoover etal.)中就描述了這樣一種磨料制品，因而下文就不再贅述。
如圖1所示，第二主表面20上設(shè)置有諸扣接柱16。如這里所使用的，一個(gè)扣接柱意指一個(gè)柱體具有1)與連接柱體的表面分開的一自由端，以及2)使扣接柱能可釋放地與一相對(duì)表面上的接合結(jié)構(gòu)相接合的結(jié)構(gòu)?？劢又?6可以有多種不同的設(shè)計(jì)，下文中示出并描述了其中一些。應(yīng)理解的是，盡管下文中沒有特別地介紹，但也可以用其它一些型式的扣接柱。
每個(gè)扣接柱都設(shè)置在第二表面20上，并自該表面起突伸?？劢又梢允呛偷诙砻?0整體地形成而設(shè)置在第二表面20上，也可以是設(shè)置在一粘附于第二表面的中間片或?qū)由?。狀態(tài)不同的是，單個(gè)的扣接柱可以直接粘接在第二表面20上，也可以不直接粘接于第二表面。本發(fā)明的扣接柱可以用幾種不同的方法來(lái)設(shè)置到第二主表面上。例如，諸扣接柱可以用和基片相同的材料來(lái)形成，以使諸扣接柱和基片12為一整體?；蛘?，諸扣接柱可以以諸如一熱熔性的粘合劑來(lái)粘附于所述第二主表面。在另一實(shí)施例中，諸扣接柱可以藉另外的片材形成(例如一塑料片材)，并將該片材粘附到基片的第二主表面上。該另外的片材可以直接粘連(例如通過超聲波粘連)到基片上，也可以用粘合劑來(lái)粘連。諸扣接柱和基片之間也可以有其它的層，包括，但不限于，粘接層或基層。
柱體28在平行于基片的方向上可以是任何合適的剖面形狀，包括(但不限制于)圓形、橢圓形、多邊形(例如星形、十字形、矩形或平行四邊形)，或者是多葉形(例如雛菊或三葉草形)。諸扣接柱可根據(jù)需要制成實(shí)心或空心，扣接柱在平行于第二表面20的方向上剖開的截面積較好的是在0.002到25mm2(0.000004到0.04in2)之間，在0.01到1.0mm2(0.000016到0.0016in2)之間則更佳，而在0.05到0.45mm2(0.00008到0.0007in2)之間為最佳。這些尺寸范圍是對(duì)那些能和耐用的毛圈材料互相結(jié)合的扣接柱而言的。
當(dāng)柱體是圓柱形時(shí)，其最大直徑較好是在約0.05到5.0mm(0.002到0.20in)之間，在約0.13到1.0mm(0.005到0.04in)之間則更佳，而在約0.25到0.76mm(0.01到0.03in)之間為最佳?？劢又目傞L(zhǎng)度較好的是在約0.01到10mm(0.0004到0.40in)之間，在約0.05到2.6mm(0.002到0.102in)之間則更佳，而在0.13到1.0mm(0.005到0.04in)之間為最佳。應(yīng)該注意的是，扣接柱的形狀、尺寸和長(zhǎng)度在某一磨料制品中是可以混合的，因而該磨料制品的就可以有一個(gè)以上的形狀、尺寸和/或長(zhǎng)度的扣接柱。還有，諸扣接柱的形狀、尺寸和取向?qū)τ谀骋粦?yīng)用場(chǎng)合可以根據(jù)所提供的合適的剪切強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度來(lái)加以選擇。
扣接柱28可以是直的或者是弧形的，它們可以設(shè)置在一規(guī)則的矩陣列中，也可以隨機(jī)地遍布第二主表面。例如，有時(shí)希望設(shè)置螺旋狀的扣接柱，或希望將諸扣接柱安排在一平行的正弦列中?？劢又拿芏瓤梢愿鶕?jù)需要加以選擇，雖然可以設(shè)置其它密度的扣接柱，較好的是在約8.0到310個(gè)扣接柱/cm2(50到2000個(gè)扣接柱/in2)之間。
如圖4上標(biāo)號(hào)17所示，扣接柱16也可以安排成多簇形。也就是說(shuō)，兩個(gè)或更多的相鄰柱體可以彼此靠近地設(shè)置成一簇，相鄰的簇之間隔開的距離大于同一簇內(nèi)柱體之間的距離。雖然每簇扣接柱內(nèi)的柱體最好是有不同的取向，但是每簇扣接柱內(nèi)的柱體也可以是以任何合適的取向傾斜。而且，為適合具體的應(yīng)用，這些簇可以隨機(jī)地或均勻地遍布諸柱體所連接的表面上。所述的簇可以設(shè)置成多排或條，這些排可以是平行的(不管是直的排還是曲線排列的排)。
上述的扣接柱還包括用來(lái)扣合一相對(duì)表面上的接合結(jié)構(gòu)(例如一毛圈材料)的裝置，以使磨料制品能可釋放地粘附于該相對(duì)表面。在一實(shí)施例中，如圖2(a)到2(n)從側(cè)面所示，每個(gè)扣柱上至少設(shè)置了一個(gè)頭部30來(lái)作為扣合裝置(如所述實(shí)施例中的頭部30a到30n)。頭部30也可以沿柱體28設(shè)置在其它的位置上，例如圖2(k)到2(l)所示。這里所用的頭部意味著任何至少在一個(gè)方向上超出柱體的周邊徑向延伸的結(jié)構(gòu)。
頭部30可以是任何適合的三維的形狀，例如半球形、球形、立方形、蘑菇形、圓柱形、圓錐形、棱錐形、圓盤形或是倒鉤形。圖2中示出了一些已被利用于本發(fā)明的頭部的模樣。盡管不是必須的，但最好是在頭部有至少一個(gè)自柱體以約90度的角度延伸出去的切割部分，以用來(lái)扣合一相對(duì)配合表面的接合元件，例如圖2(a)、2(b)、2(e)、2(f)、2(g)、2(i)、2(j)和2(k)中所示的頭部。還可能設(shè)置這樣的頭部，它具有向柱體之底部延伸的部分，由此形成了一個(gè)頭部的“下掛(under-hang)”部分。在另一些實(shí)施例中，每個(gè)柱體都設(shè)置了兩個(gè)或更多個(gè)頭部，它們的形狀可以根據(jù)需要加以選擇。
從頭部離開柱體第一點(diǎn)起到其最遠(yuǎn)端，頭部的長(zhǎng)度較好是在約0.05到2.0mm(0.002到0.079in)之間，在約0.1到1.1mm(0.004到0.045in)之間則更佳。這些尺寸范圍使得扣接柱適于和一耐用的毛圈材料相咬合。
超出柱體徑向延伸的頭部尺寸對(duì)保證磨料制品和相對(duì)表面之間正確的接合和脫開是非常重要的。如果頭部超出柱體徑向延伸的距離太小，磨料制品和其相對(duì)表面之間的脫開的力就可能太小。反之，如果頭部超出柱體徑向延伸的距離太大，頭部就可能無(wú)法和其相對(duì)表面扣合，或者，如果有足夠數(shù)量的頭部扣合，其脫開的力就可能大于所需的值。因而，較佳的是，頭部的最大直徑超過柱體的直徑至少約0.05mm(0.002in)，但是不能超過約1.5mm(0.06in)。
諸扣接柱最好是一般垂直于第二表面，雖然諸扣接柱也可根據(jù)需要相對(duì)第二表面傾斜。還有，希望能提供相對(duì)于每個(gè)相鄰的頭部有一預(yù)定的或隨意的取向的頭部，以增加相關(guān)于研磨盤的脫開力。此外，對(duì)一個(gè)在使用過程中牢固地連接于一相配表面的研磨盤之類的磨料制品而言，較佳的是，如果扣接柱上的頭部只設(shè)置在柱體的一側(cè)(稱為“方向性”的扣接柱)，那么扣接柱上的頭部也不應(yīng)該全部采取相同的取向。
在另一實(shí)施例中，如圖3(a)到3(d)所示，本發(fā)明的扣合裝置還可以是這樣的扣接柱，這些扣接柱的末端有一個(gè)不超過90度的角度。圖3中用符號(hào)表示了該末端傾斜角度，它是定義為由扣接柱在連接端處垂直于第二主表面的一直線(圖3中的線L1)和延伸過扣接柱末端并且與之同中心的一直線(圖3中的L2)之間的傾斜角。當(dāng)角度小于約90度時(shí)，每個(gè)扣接柱的末端適合于扣合一相對(duì)表面的接合結(jié)構(gòu)，而且還能通過一合適的拉力加以釋放。根據(jù)該實(shí)施例所構(gòu)造的扣接柱也可以有如上關(guān)于圖2所述的頭部，但由于扣接柱的特定的末端角度，因而頭部并不是必須的。
根據(jù)本發(fā)明的磨料制品可以連接于具有任何合適之接合結(jié)構(gòu)的表面(例如一支承墊板)，這些接合結(jié)構(gòu)可以是例如纖維、長(zhǎng)絲(例如起絨的尼龍和起絨的聚酯)、機(jī)織物或非織造布產(chǎn)品、針織物和縫編織物。還可以有其它一些應(yīng)用，例如可連接于一泡沫(特別是開室(open-cell)泡沫)或者是連接于合適的結(jié)合扣接元件。
當(dāng)磨料制品連接于一相對(duì)表面時(shí)，例如一具有多個(gè)毛圈元件的表面時(shí)，并不是所有的扣接柱都必須和其相對(duì)表面的結(jié)構(gòu)(例如一結(jié)環(huán)件)相接合。通常，扣接柱的大部分會(huì)鉤住接合表面的結(jié)構(gòu)，而其脫開的力則通常直接與所扣合的扣接柱的數(shù)量有關(guān)。諸扣接柱與特定相對(duì)表面接合的百分率取決于很多因素，例如扣接柱的尺寸和密度，以及相對(duì)表面的構(gòu)形。
在剛才所述的變化型式的磨料制品以及下面將要描述的這種磨料制品的制造方法中，諸扣接柱一般是由流動(dòng)性的材料模制而成的。該流動(dòng)性的材料可以是任何合適的材料，例如聚合物、金屬、或者是陶瓷前體。在本發(fā)明的范圍內(nèi)還可以使用兩種或更多種的流動(dòng)性材料來(lái)制造扣接柱。例如，可以用一種流動(dòng)性材料來(lái)形成頭部，而用第二種流動(dòng)性材料來(lái)形成柱體。
較佳的流動(dòng)性材料是聚合材料，例如熱塑性材料或熱固性材料。合適的材料包括熱塑性的聚氨酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚烯烴(例如聚乙烯和聚丙烯)，聚酯(例如聚對(duì)苯二甲酸乙酯)、聚苯乙烯、尼龍、乙縮醛、嵌斷聚合物(例如得克薩斯州，休斯敦的Shell Chemical Company出品的牌號(hào)為KratonTM的具有彈性斷片的聚苯乙烯材料)、聚碳酸酯、熱塑性彈性體、以及它們的共聚物和混合物。本發(fā)明中特定例子所使用的材料包括得克薩斯州，休斯敦的Shell Chemi-cal Company出品的牌號(hào)為SRD6-321的聚丙烯無(wú)規(guī)共聚物；得克薩斯州，休斯敦的Shell Chemical Company出品的牌號(hào)為SRD7-463的聚丙烯無(wú)規(guī)共聚物；馬薩諸塞州、Middleton的Bostik Company出品的牌號(hào)為7199的聚酯熱熔粘合劑；Kankakee，Illinois的Henkel Company出品的牌號(hào)為(Macromelt)6300為聚酰胺熱熔粘合劑。該流動(dòng)性材料也可以有添加劑，它們包括(但不限制于)填料、纖維、抗靜電劑、潤(rùn)滑劑、潤(rùn)濕劑、表面活化劑、顏料、染料、偶合劑、增塑劑、懸浮劑等。
本發(fā)明的方法可以通過多種方式來(lái)實(shí)施，本文中特別描述了其中一些以利于完整地理解本發(fā)明。應(yīng)該注意的是，對(duì)每個(gè)所述實(shí)施例而言，雖然突伸的柱體16被表示成分開的型式，而且相對(duì)于基片的厚度為高，這些柱體的長(zhǎng)度一般是在0.01到10.0mm(0.0004到0.4in)，扣接柱的密度通常為8到310個(gè)/平方厘米(50到2000個(gè)/in2)。
本發(fā)明方法的扣接柱較佳的是通過這樣一種工藝來(lái)成形，即，需要對(duì)成型用的熱塑性樹脂或熱固性樹脂施加一能量(例如用加熱或輻射的形式)。這種工藝既可以用于成形具有頭部的扣接柱，也可以用來(lái)成形末端傾角不超過約90度扣接柱，它與已有技術(shù)的紡織物的制造方法大為不同。
圖5示出了一種實(shí)施本發(fā)明方法的一設(shè)備和工藝過程的實(shí)施例。本發(fā)明的該實(shí)施例一般包括如下步驟模制諸扣接柱以及一諸扣接柱自其上突伸的基底片；將該基底片層壓到一磨料片材上，以形成本發(fā)明的磨料制品。
最好在一輥?zhàn)?02上設(shè)置磨料片材100，該片材具有第一和第二主表面104和106。第一主表面104包括用來(lái)研磨一表面的裝置，它可以包括(但不限制于)一涂覆式磨制品、一結(jié)構(gòu)化的涂覆式磨制品、一精研的涂覆式磨制品、或者是非織造布產(chǎn)品的磨制品。
還設(shè)置了一基底片112，它包括多個(gè)突伸的柱體116?？酆涎b置可以在模制過程(例如在每個(gè)柱體上模制一個(gè)或更多個(gè)頭部，或者是模制具有不超過約90度的端部?jī)A斜角的扣接柱)中設(shè)置，或者是在一后成型過程中(例如，加熱沒有頭部的柱體以設(shè)置頭部，或者是加熱一直的柱體以設(shè)置一不超過約90度的末端傾斜角)。該模制步驟可以包括任何模制技術(shù)中合適的模制設(shè)備。例如，諸扣接柱和基底片材可以通過注射成型來(lái)模制、通過將一加熱的片材元件壓抵一模制表面來(lái)模制、或者通過將流動(dòng)性材料流覆并進(jìn)入一模具的模腔來(lái)模制，所述模具可以是固定的也可以是移動(dòng)的(例如一帶、條、或是一滾筒)。
在圖5所示實(shí)施例中，基底片材112是通過向WIPO申請(qǐng)的PCT No.94/23610，題為“用于一機(jī)械緊固件的蘑菇形扣合條”中所教導(dǎo)的工藝來(lái)設(shè)置的。
如圖5所示，該工藝中包括一將熱塑性樹脂之類的流動(dòng)性材料擠壓到一模具132上的擠壓器130。該模具表面設(shè)置了多個(gè)模腔134，它們適于用流動(dòng)性材料來(lái)形成多個(gè)相同的柱體。諸模腔134可以根據(jù)需要安排成各種尺寸和形狀，以使流動(dòng)性材料形成合適的柱體結(jié)構(gòu)。通常，擠壓器向模具擠壓足夠附加數(shù)量的流動(dòng)性材料，以一并形成基底片材112。模具132是旋轉(zhuǎn)的，它和相對(duì)的輥?zhàn)?36形成一軋點(diǎn)。模具132和相對(duì)的輥?zhàn)?36的軋點(diǎn)有助于使流動(dòng)性材料進(jìn)入模具的模腔，并形成均勻的基底片材112。上述工藝過程的實(shí)施溫度取決于所使用的材料。例如對(duì)得克薩斯州，休斯敦的Shell Oil Chemical Company出品的牌號(hào)為WRS6-165的聚丙烯無(wú)規(guī)共聚物而言，溫度范圍是在230℃到290℃(446°F到554°F)。
模具可以是連續(xù)加工的型式(例如條、圓柱形滾筒、或者是帶型的)，也可以是批量加工的型式(例如一注射模)，雖然前者更為可取。模具的諸模腔可以用任何合適的方法加以成形，例如鉆削、車削、激光鉆削、噴水切削、鑄造、蝕刻、沖模沖制、鉆石切割等。模腔的設(shè)置取決于基底片上進(jìn)而是磨料制品上扣接柱的間隔和取向。模具模腔在相對(duì)于供給流動(dòng)性材料的表面的那一端是開放的，有利于流動(dòng)性材料進(jìn)入諸模腔。如果模腔被封閉，它就有了一個(gè)真空，因而整個(gè)模腔基本上都被流動(dòng)性材料所充滿。或者，封閉的模腔的長(zhǎng)度可以大于成型柱體的長(zhǎng)度，以使注射的材料能壓縮模腔內(nèi)的空氣。模腔應(yīng)該設(shè)計(jì)成便利于柱體從中脫出，故而模腔可以包括有一定角度的側(cè)壁，或者是在模腔壁上有脫模涂層(例如聚四氟乙烯TM)。模具表面也可以包括脫模涂層以便于基底片從模具中脫出。
模具可以用任何剛性的或柔性的材料制成。模具的元件可以由金屬、鋼、陶瓷、聚合材料(包括熱固性和熱塑性的聚合物)或是它們的組合來(lái)制造。制造模具的材料必須具有完整性和耐久性，以承受用來(lái)形成基底片和諸扣接柱的特殊的熔融金屬或熱塑性材料所產(chǎn)生的熱能。此外，制造模具的材料最好是能用多種方法來(lái)形成模腔，而且該材料最好是便宜的、具有較長(zhǎng)的使用壽命、始終如一地加工合格質(zhì)量的材料，并能使用不同的工藝參數(shù)。
流動(dòng)性材料流入模腔，并且覆蓋在模具的表面以形成基底片。為了便于材料的流動(dòng)，所述的材料通常必須加熱到一適當(dāng)?shù)臏囟龋又扛驳侥Ｇ粌?nèi)。這種涂覆技術(shù)可以是任何傳統(tǒng)的技術(shù)，例如輪壓式涂覆、鑄式涂覆、幕簾式涂覆、金屬模涂覆、擠壓、凹板式涂覆、刮刀式涂覆、噴涂式涂覆等。
當(dāng)熱塑性材料涂覆到模腔內(nèi)并覆蓋在模具表面之后，該材料冷卻并固化而形成扣接柱。流動(dòng)性材料在模具內(nèi)和模具表面凝固，以形成諸扣接柱和基底片，這些扣接柱和基底片隨即再與模具分離。流動(dòng)性材料在凝固時(shí)經(jīng)常是收縮的，這有利于諸扣接柱和基底片從模具中脫出。模具的一部分或是全部可以被冷卻，以幫助凝固諸扣接柱和基底片。可以用水、強(qiáng)制流動(dòng)的空氣、液氮、或其它冷卻工藝來(lái)有效地進(jìn)行冷卻。
在某些應(yīng)用場(chǎng)合，分子取向的柱體是較佳的。和沒有分子取向的相比，分子取向的柱體具有很大的硬度和耐久性，以及很大的抗拉和抗彎強(qiáng)度。與非取向的柱體相比，這些強(qiáng)度加強(qiáng)的取向柱體在脫開扣合的過程中不容易被破壞。為了進(jìn)行分子取向，模腔的壁應(yīng)該被冷卻一定的溫度，這樣，注射的流動(dòng)性材料在連續(xù)充填每個(gè)模腔的中心部分時(shí)就可以沿著模腔的壁凝固。在模腔的中心部分被充填之后，必須連續(xù)地保持冷卻，以維持分子取向，并使柱體能從模腔中拉出。之后，在模腔重新被注入流動(dòng)性材料以形成諸扣接柱之前，最好是加熱模腔的壁。
當(dāng)流動(dòng)性材料是熱固性樹脂時(shí)，該樹脂是在一非固化或非聚合的狀態(tài)下以流體形式加入模具的。在樹脂涂覆到模具上之后，它開始聚合或固化，直至樹脂凝固。通常聚合過程需要一定的時(shí)間，或暴露在一能源之下，或者是兩者兼而有之，以幫助進(jìn)行聚合作用。如果提供能源的話，它可以是加熱或輻射的能源，例如電子射線、紫外線光或可見光等。樹脂凝固之后從模具中起出。有時(shí)，在扣接柱從模具中取出后，最好還能進(jìn)一步的聚合或固化熱固性樹脂。合適的熱固性樹脂包括蜜胺甲醛樹脂、丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、尿脘樹脂等。
如上所述，扣合裝置可以是后成型的、從基底片上突伸的直柱體。后成型對(duì)于熱塑性材料而言特別有用。一種有用的后成型技術(shù)包括如下步驟加熱(包括(但并不限制于)用一熱空氣流或類似物進(jìn)行對(duì)流加熱；用加熱燈、加熱絲等進(jìn)行輻射加熱；閃光光解；或是藉諸扣接柱與一加熱輥或板之間的接觸而進(jìn)行熱傳導(dǎo))，以在柱體上做出頭部，或是制出一個(gè)具有一小于約90度之末端傾斜角的扣接柱。所述實(shí)施例中的扣合裝置也就是結(jié)合在每個(gè)柱體上頭部，它是通過用一加熱板138加熱柱體而制成的，也可以通過將柱體的末端和一加熱的軋壓輥?zhàn)咏佑|來(lái)形成這些頭部。還有另一些加熱裝置，例如，使一具有多個(gè)直的突伸柱體的基底片經(jīng)過一軋點(diǎn)，利用與柱體的末端相接觸的加熱軋輥以及相對(duì)的冷卻軋輥來(lái)產(chǎn)生定位加熱，并壓縮末端。當(dāng)使用SRD7-463牌號(hào)的聚丙烯樹脂時(shí)，加熱軋輥的溫度在143℃到154℃(290。F到310。F)之間，而軋輥的壓力大于0.552MPa(80psi)。該加熱用軋輥一般形成如圖2(b)所示的“釘頭”型扣接柱。
接著，磨料片材100和基底片112再通過使用例如在140和140’處施加到一片或兩片上的粘合劑而被粘合在一起，形成本發(fā)明的磨料制品。在該實(shí)施例和其它的實(shí)施例中，磨料片材和基底片一起形成了一層壓片，該層壓片是本發(fā)明磨料制品的基片。層壓的粘合劑可以是如上所述的熱塑性材料或熱固性材料，或者是壓敏粘合劑。該粘合劑可以包括例如丙烯酸壓敏粘合劑、橡膠基的PSA、水媒晶格(waterborne lattices)、溶劑基的粘合劑、輻射固化的粘合劑、以及兩部樹脂(例如環(huán)氧的、聚酯的、或者是聚氨酯的樹脂)。也可以用另外一些粘接方法，包括(但不限制于)加熱基底片112以利于基底片和磨料片材100之間的粘合，或者是電暈處理磨料片材100和基底片材112(或是兩者擇其一)，以利于互相粘合。基底片和磨料片材可以用壓力層壓在一起(例如用一軋輥)，以形成磨料制品。
層壓之后，磨料片材料144被傳送到轉(zhuǎn)換工位146。在所述實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換工位146包括轉(zhuǎn)模切割設(shè)備150，該設(shè)備包括模具部分152以從片狀材料144中切割磨料制品154。在切割過程中，切割面156支承著片狀材料144，而磨料制品例如可以收集在料箱158內(nèi)。在本發(fā)明的范圍內(nèi)還可以有其它的轉(zhuǎn)換工位結(jié)構(gòu)，例如可以包括一批量模切設(shè)備等。單獨(dú)的磨料制品可以用美國(guó)專利3,849,949(Steinhauser et al.)中描述的方式聚集在一起并收集在一輥?zhàn)由?，也可以如所顯示的那樣切割成不連續(xù)的磨料制品。碎片材可以收集在一輥?zhàn)?60上，以便進(jìn)行處理或進(jìn)一步的加工。
圖6示出了實(shí)施本發(fā)明方法的設(shè)備和工藝過程的第二實(shí)施例。最好在一輥?zhàn)?02上提供磨料片材200，該片材具有第一和第二主表面204和206。第一主表面204包括用來(lái)研磨一表面的裝置，例如它可以包括(但不限制于)一涂覆式磨料、一結(jié)構(gòu)化的涂覆式磨料、一精研的涂覆式磨料、或者是非織造布的磨料品。
基底片材212可以是用諸如美國(guó)專利4,894,060(Nestegard)中所教導(dǎo)的工藝來(lái)提供。如圖6所示，基底片212藉一擠壓設(shè)備230擠壓一流動(dòng)性材料而制成，其上包括多個(gè)從中突伸的軌道件232。圖6A中示出了擠壓而成的基底片材212的例子。諸軌道件232在垂直于基底片材的方向上可以是任何合適的橫截面形狀，較好是具有與圖2所示的側(cè)視圖之一相似的形狀。當(dāng)扣接柱需要扣合一耐用的毛圈材料時(shí)，相鄰軌道件之中心線至少應(yīng)間隔0.50mm(0.02in)，較好是間隔1.1到2.8mm(0.045到0.11in之間)。擠壓器的模制口通常決定了諸軌道件的外形，而該擠壓器的模制口可以用諸如放電加工之類任何合適的工藝加以成型。形成基底片材和諸軌道件的材料可以是任何合適的材料，例如熱塑性的樹脂。
基底片212經(jīng)過一充滿了水之類冷卻介質(zhì)的急冷槽236之后，包繞輥?zhàn)?34，接著，諸軌道件在分隔位置上沿其長(zhǎng)度方向受到切割設(shè)備238的橫向切割。切割設(shè)備238可以是例如往復(fù)式的或旋轉(zhuǎn)式的刀具、熱金屬線、準(zhǔn)直的噴水射流、激光或者是其它合適的切割裝置。圖6B示出了經(jīng)切割設(shè)備238切割之后的基底片212和諸軌道件232。較佳的是，該切割設(shè)備是相對(duì)于軌道件232的長(zhǎng)度方向成約60度到70度的往復(fù)式刀片，這是因?yàn)榕c90度的切割角相比，在這樣的切割角下軌道件232不太可能橫向偏移。較佳的是，軌道件沿其長(zhǎng)度方向切割的間隔約為0.1到3.0mm(0.004到0.118in)。
諸軌道件的切割部分形成了不連續(xù)的、接近地分開的、從基底片材212突伸的諸扣接柱216。為了使這些扣接柱分開，基底片材212在其縱向上至少被拉長(zhǎng)2對(duì)1的比率，較好的是拉長(zhǎng)比率為約4對(duì)1，以為相鄰的扣接柱之間提供間隔。為了扣合一耐用的毛圈材料，較好的是拉長(zhǎng)工藝使相鄰的扣接柱至少分開0.50mm(0.02in)，更好的是至少分開1.1到2.8mm(0.45到0.11in)。所述基底片材在第一對(duì)軋輥233和235以及第二對(duì)軋輥237和239之間被拉伸，這兩對(duì)軋輥以不同的表面速度被驅(qū)動(dòng)。輥?zhàn)?33被可加熱以在基底片材212被拉伸之前對(duì)其進(jìn)行加熱，輥?zhàn)?37被冷卻，以在拉伸之后對(duì)基底片材212進(jìn)行冷卻而使之穩(wěn)定。
在上述工藝過程的一種變化形式中，擠壓成型的基底片材包括了沒有頂帽部分的軌道件。當(dāng)諸軌道件被切割而且基底片材被拉伸后，單個(gè)的柱體再被加熱以形成圖5所示實(shí)施例的每個(gè)柱體的頭部。在這種方式下，諸扣接柱的頭部是后成型的，而不是和諸軌道件一體擠壓成型。
接著，磨料片材200和基底片112再通過使用例如在240和240’處施加到一片上或兩片上的粘合劑而被粘合在一起，形成本發(fā)明的磨料制品。該粘合劑可以包括例如丙烯酸壓敏粘合劑、橡膠基的PSA、水媒晶格、溶劑基的粘合劑、以及兩部樹脂(例如環(huán)氧的、聚酯的、或者是聚氨酯的樹脂)。也可以用另外一些粘接方法，包括(但不限制于)加熱基底片212以利于基底片和磨料片材200之間的粘合，或者是電暈處理磨料片材200和基底片材212(或是兩者擇其一)，使能互相粘合?；灼湍チ掀目梢酝ㄟ^壓力層壓在一起(例如用一軋輥)，以形成磨料制品。應(yīng)該注意的是，在拉伸過程之后，諸扣接柱還可以直接涂覆到諸如一聚合薄膜或紙之類的基片上，該基片再接著用為上所述相同的方式層壓到磨料片材上。層壓之后，研磨片被材傳送到結(jié)合圖5所描述的一轉(zhuǎn)換工位，進(jìn)行進(jìn)一步的加工。
圖7所示的設(shè)備和工藝過程也適用于本發(fā)明的方法。除了以下所述的內(nèi)容，該工藝過程的總的操作情況和圖5及圖6所示的實(shí)施例相類似?；灼?12可用如美國(guó)專利5,058,247(Thomas et al.)所教導(dǎo)的工藝來(lái)設(shè)置。如圖7所示，扣接柱316是使用一改型的凹板涂刷工藝直接涂覆到磨料片材300上的。應(yīng)該注意的是，諸扣接柱還可以直接涂覆到諸如一聚合薄膜或紙之類的基片上，而該基片則預(yù)先或是后繼地用與上述相同的方式層壓到磨料片材上。如用以上所述的方法，諸扣接可以直接形成在磨料片材上時(shí)，可以有也可以沒有扣合裝置，在后一種情況下，扣合裝置可以通過一后成型工藝來(lái)提供。
磨料片材較好的是通過輥?zhàn)?02的型式來(lái)提供，它經(jīng)過一涂刷輥333(它充當(dāng)了一模具)和一相對(duì)輥?zhàn)?35之間的軋點(diǎn)。涂刷輥333包括諸模腔331。涂刷輥333被加熱到一足夠的溫度，以防止涂刷輥333的諸模腔內(nèi)的流動(dòng)性材料凝固。例如，對(duì)許多熱熔性的熱塑性材料而言，涂刷輥的溫度在150℃到200℃(300°F到390°F)之間是較為合適的。和涂刷輥333相比，相對(duì)輥335最好是具有更佳的順從性和彈性，以在流動(dòng)性材料沉積到要涂覆的研磨件300上時(shí)起到緩沖該流動(dòng)材料的作用。輥?zhàn)?33和335的中心軸線互相平行，這兩條中心軸線也平行于磨料片材300的平面。輥?zhàn)?33和335可圍繞各自的中心軸線旋轉(zhuǎn)，在軋點(diǎn)處，它們通常具有數(shù)量和方向都相同的表面速度。如果需要，這兩個(gè)輥?zhàn)拥乃俣纫部梢圆灰粯印?br> 流動(dòng)性材料通過擠壓器330擠壓或者其它方法施加到涂刷輥333上。該流動(dòng)性材料最好是熱塑性材料，但也可以用其它材料，包括結(jié)合圖5和圖6所進(jìn)行描述的方法中所用的材料。可以設(shè)置一個(gè)與涂刷輥333相接觸的刮漿片341，以保證涂刷輥333中所有的模腔都能平整地涂覆，并使涂刷輥上諸模腔之間的流動(dòng)性材料減至最小量。通過將諸如熱熔的熱塑性材料之類的流動(dòng)性材料涂覆到輥?zhàn)?33和335上，再使該輥?zhàn)尤鐖D所示的那樣旋轉(zhuǎn)，流動(dòng)性材料就可以從涂刷輥333沉積到磨料片材300上。涂刷輥333的諸模腔331將流動(dòng)性材料沉積到磨料片材上，以使諸扣接柱成形為一個(gè)所希望的圖案。涂刷輥333內(nèi)諸模腔的形狀可以是任何適于形成一柱體的合適形狀。例如，諸模腔可以是圓柱形的，其深度約等于模腔直徑的50％到70％。
涂刷輥333的溫度并不是非常關(guān)鍵的，但是較佳的是該涂刷輥需被加熱，以在流動(dòng)性材料從擠壓器330傳遞到涂刷輥，進(jìn)而傳遞到背襯上時(shí)，防止其凝固。一般說(shuō)來(lái)，涂刷輥的表面溫度接近流動(dòng)性材料的溫度是較佳的。如果磨料片材300之類的背襯反過來(lái)受到沉積的流動(dòng)性材料的熱量影響，就必須設(shè)置一冷卻輥。該冷卻輥可以結(jié)合在相對(duì)輥335中。
在流動(dòng)性材料施加到涂刷輥333上之前，其溫度應(yīng)該保持為略高于其融點(diǎn)。所述的融點(diǎn)也就是該流動(dòng)性材料完全變?yōu)橐簯B(tài)時(shí)的溫度。如果材料保持過熱，它就可能不具備生產(chǎn)一所需形狀的扣合裝置所必須的足夠粘度。如果材料過冷，它就可能無(wú)法正確地傳遞到涂刷輥333上的諸模腔內(nèi)，或者無(wú)法從涂刷輥傳遞到磨料片材300的背襯上。
當(dāng)涂刷輥333和磨料背襯在軋點(diǎn)的下游分開時(shí)，流動(dòng)性材料通常以線狀形式在涂刷輥333和磨料背襯300之間延伸，而用一切斷設(shè)備345(例如熱金屬線、激光或是刀具)來(lái)切斷該流動(dòng)性材料。一合適的切斷設(shè)備可以是一直徑約為0.51mm(0.02in)，被加熱到343℃到416℃(650°F到781°F)的鎳-鉻金屬線。連接到磨料片材300上的線狀流動(dòng)性材料的熔融部分在合適的條件下凝固，因而形成了如圖3(a)、3(b)、3(c)和3(d)所示的、具有小于約90度之末端角的扣接柱。該切斷設(shè)備應(yīng)該設(shè)置在一定的位置，以使流動(dòng)性材料在被切斷前能進(jìn)行拉伸。如果切斷設(shè)備離背襯太遠(yuǎn)，沉積的材料就可能從切斷設(shè)備的下方通過，并且不被該切斷設(shè)備切斷，因而形成了一個(gè)形狀不正確的長(zhǎng)的扣合裝置。如果切斷設(shè)備離背襯太近，柱體就可能成為一截頭體，而沒有形成一扣合部分。
可以用一噴氣流351來(lái)改變諸扣接柱的結(jié)構(gòu)特征，并使諸扣接柱取向于一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的方向，或者是隨機(jī)的方向。隨機(jī)的取向?qū)τ谠黾幽チ现破泛鸵幌鄬?duì)表面的脫開力而言是較佳的。在與其它物體接觸以前，然后，諸扣接柱應(yīng)該凝固。在諸扣接柱的取向工作完成之后，磨料片材可以被傳送到一轉(zhuǎn)換工位(例如圖5中所示的實(shí)施例)，以進(jìn)行進(jìn)一步的加工。
在上述方法的另一方面，可以在背襯的背面或是模具的外表面，或者是兩者上都施加一另外的粘合材料。該粘合材料可以是如上所述的熱塑性或熱固性的材料，它將諸扣接柱粘連到磨料制品的背襯上。
還有另一些設(shè)置諸柱體和扣合部分的方法，包括美國(guó)專利4,454,183(Wollman)和5,100,400(Mody et al.)中所描述的方法。這些專利基本上都揭示了在一織物背襯上的帶有頭部的柱體，本發(fā)明文本中所述的背襯可以用其中所揭示的方式來(lái)施加到一磨料片材上。
可以用上述任何的技術(shù)來(lái)制造出一整體結(jié)構(gòu)的磨料制品。一個(gè)整體結(jié)構(gòu)意味著一磨料制品的基底片材上有突伸的諸扣接柱，而在其相對(duì)表面上則有研磨裝置。或者說(shuō)，一單個(gè)片材的一個(gè)表面上有突伸的諸扣接柱，而另一個(gè)相對(duì)的表面上則有研磨裝置。片材件應(yīng)該是由具有足夠強(qiáng)度、整體性和抗熱性的材料制成，以承受磨料制品在制造和應(yīng)用時(shí)種種相關(guān)聯(lián)的條件。這種構(gòu)造的關(guān)鍵是要在相對(duì)于諸扣接柱的表面上有一個(gè)較平的面。該平面使得諸如礦物顆粒之類的磨料介質(zhì)可以被植入或是粘連在該平面上，以生產(chǎn)出磨料制品。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)還可以同時(shí)模制基片和諸扣接柱。制造基片和諸扣接柱的材料可以是相同的，也可以是不同的，在一實(shí)施例中，制造基片的材料比制造諸扣接柱的材料更硬。
在本發(fā)明的另一方面，磨料制品的一表面上可以設(shè)置印刷標(biāo)記，該印刷標(biāo)記可以透過諸扣接柱或磨粒材料，或者透過這兩者都可以看得見。
上述構(gòu)造的磨料片材元件可以連接于具有纖維、長(zhǎng)絲(例如起絨尼龍、起絨聚酯、機(jī)織的或非織造布的產(chǎn)品、針織物、縫編織物)的表面(例如一支承墊板)。還可以有另一些應(yīng)用，例如可以連接于泡沫(尤其是開室泡沫)或者連接于一配套的諸扣接柱。
下面將結(jié)合以下例子來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，這些例子僅起到說(shuō)明作用，而不是有所限制。例子1一種磨料制品用如下的方式制得，它基本上是根據(jù)美國(guó)專利5,077,870(Melbye et al)的教導(dǎo)來(lái)制造的，使用了如圖5所示的設(shè)備和工藝過程。所用的模具是具有圓柱形周面的鋼模，該模具內(nèi)鉆有多個(gè)截頭錐體模腔。這些模腔是以Melbye et al所描述的方式，用一個(gè)尖端寬度為0.15mm(0.006in)的鉆頭鉆成的，這種模腔便利于在其中模制的材料脫模而出。每個(gè)截頭錐體型模腔在模具表面的基底直徑約為0.61mm(0.024in)，模腔在模具表面以下0.07mm(0.00275in)處傾斜成0.36mm(0.014in)的直徑，而在模腔的最深點(diǎn)，也就是模具表面以下0.76mm(0.03in)的地方則傾斜成0.23mm(0.009in)的直徑。
在一個(gè)50mm×60mm(1.97in×2.36in)的模腔陣列區(qū)域內(nèi)測(cè)量，諸模腔的成型密度約為50個(gè)/cm2到90個(gè)/cm2。該模腔區(qū)域在直徑為25.4cm(10in)的外圓柱面上重復(fù)出現(xiàn)，這樣，模具表面基本上就由相鄰的各個(gè)50mm×60mm的模腔陣列所覆蓋。
對(duì)諸模腔施加一個(gè)大小約為45mm(1.77in)汞柱的真空吸力，以將材料吸入諸模腔。模具的內(nèi)部用35℃(95°F)的水冷卻。通過使其加熱至約235℃(455°F)來(lái)制備例如得克薩斯州、休斯敦的Shell Oil Company出品的牌號(hào)為WRS6-165型式的無(wú)規(guī)聚丙烯/聚乙烯共聚物(4％的聚乙烯)。將該共聚物擠壓至模具表面并進(jìn)入模腔。模具表面上覆有一層共聚物樹脂以生成一基底片材，該基底片材的厚度約在0.14到0.18mm(0.0055到0.007in)之間。該基底片材包覆了模具之圓柱形周面的約75％，其線速度約為7.5m/min(25ft/min)。凝固后的樹脂從模具上剝離，而形成了一個(gè)具有從基底片材上突伸的諸柱體的帶材。
帶有諸柱體的基底片材以大約3.0m/min(10ft/min)的線速度兩次經(jīng)過兩個(gè)軋輥的軋點(diǎn)，其中上輥的溫度保持在約140℃(284°F)。第一次通過時(shí)軋輥之間的間隙是0.71mm(0.028in)，第二次通過的間隙是0.55mm(0.022in)。以這樣的方式制造的具有頭部的諸扣接柱在基底片材上的高度為0.5mm，而覆蓋扣接柱之頭部的高度為0.15到0.2mm(0.006到0.008in)。這些扣接柱通常和圖2(b)所示的扣接柱相似。
具有帶頭部之扣接柱的帶材被層壓到直徑為15.24cm(6.0in)的研磨盤上，例如St.Paul，Minnesota的3M Company出品的、使用了聚丙烯酸酯壓敏粘合劑(PSA)的牌號(hào)為3M 255L StikitTM薄膜型磨料制品。當(dāng)帶柱體的帶材與研磨盤的PSA表面接觸后，可以用一個(gè)小型橡膠輥來(lái)幫助粘合。接著，該磨料制品再經(jīng)過一對(duì)軋點(diǎn)壓力約為60N/cm2的輥?zhàn)印Ｗ罱K制得的研磨盤再結(jié)合一支承墊板來(lái)進(jìn)行測(cè)試，該支承墊板具有耐用的織物毛圈材料，可使用北卡羅來(lái)納州Greensbore，North Carolina的Guilford Mills，Inc出品的牌號(hào)為19037的織物毛圈材料，發(fā)現(xiàn)其性能是較為理想的。例子2一種磨料制品用如下的方式制得，它基本上是根據(jù)美國(guó)專利4,894,060(Nestegard)的教導(dǎo)來(lái)制造的，使用了如圖6所示的設(shè)備和工藝過程。其中設(shè)置了一個(gè)擠壓模具，它具有一模制口，該模制口適于形成具有一基底片材和多個(gè)從基底片材上突伸的軌道件的一個(gè)軌道緊固元件。所述諸軌道的高度為1.27mm(0.05in)，其頭部的寬度為0.76mm(0.03in)，而其中心隔開的距離為2.0mm(0.08in)。軌道元件的橫截面形狀基本類似于圖2(f)中的柱體設(shè)計(jì)?；灼牡暮穸燃s為0.2mm(0.008in)。
在得克薩斯州、休斯敦的Shell Oil Company出品的牌號(hào)為SRD6-321型式的無(wú)規(guī)聚丙烯共聚物被加熱至約230℃(446°F)的情形下，用新澤西州Para-mus的Haake Incorporated出品的一30mm(1.2in)的擠壓器來(lái)對(duì)其進(jìn)行擠壓。所述擠壓器的螺旋速度約為50r/min，以使材料經(jīng)過模具的模制口來(lái)成型軌道緊固元件的輸出速度達(dá)到約3.0m/min。這樣成型的軌道緊固元件在室溫下于水中急冷約60秒，以促使軌道件和基底片材凝固。
用一高速旋轉(zhuǎn)的刀片來(lái)橫向切割諸軌道件，諸軌道件在一輥?zhàn)由蠣坷?，并被加熱到約149℃(300°F)，并受到一比率約為2∶1的拉伸，從而形成多個(gè)形狀如圖2(f)所示的不連續(xù)的扣合件。最終形成的帶有頭部的諸柱體的高度為0.7mm(0.028in)(相對(duì)于基底片材)，從一軌道件所形成的扣接柱的間隔為0.5mm(0.02in)，離合相鄰軌道成形的扣接柱的間隔為0.76mm(0.03in)。每個(gè)扣接柱上頂帽的寬度為0.76mm(0.03in)，而基底片材的厚度為0.08mm(0.003in)。
帶扣接柱的片材被層壓到直徑為15.24cm(6.0in)的研磨盤的背面上，該研磨盤可是明尼蘇達(dá)州St.Paul的3M Company出品的、使用了聚丙烯酸酯壓敏粘合劑(PSA)的牌號(hào)為3M 255L StikitTM薄膜型磨料制品(P-180)。當(dāng)基底片材與研磨盤的PSA表面接觸后，可以用一個(gè)小型橡膠輥來(lái)幫助將此帶材粘合到研磨盤上。接著，再使該磨料制品經(jīng)過一對(duì)軋點(diǎn)壓力約為60N/cm2(80psi)的輥?zhàn)印?br> 最終制得的研磨盤再結(jié)合一支承墊板來(lái)進(jìn)行測(cè)試，該支承墊板具有耐用的織物毛圈材料，該織物材料可以是北卡羅來(lái)納州Greensbore的Guilford Mills，Inc出品的牌號(hào)為19037的織物毛圈材料。將磨料制品從支承墊板上脫開需要很大的力，因而當(dāng)從支承墊板上去除磨料制品時(shí)，研磨盤和諸扣接柱都受到了嚴(yán)重的損壞。由此據(jù)信，將可以用另外不同的扣接柱設(shè)計(jì)或者是不同的材料來(lái)生產(chǎn)出具有合適釋放特性的磨料制品。例子3一種磨料制品用如下的方式制得，它基本上是根據(jù)美國(guó)專利5,058,247(Thomas et al.)的教導(dǎo)來(lái)制造的，使用了如圖7所示的設(shè)備和工藝過程。用來(lái)形成諸扣接柱的模子是一個(gè)凹模輥。該凹模輥的表面包括多個(gè)截頭圓錐體形的模腔，模腔在輥?zhàn)又苊嫔系闹睆綖?.0mm(0.04in)，其深度約為0.5mm(0.20in)。模腔的分布密度約為50個(gè)/cm2(325個(gè)/in2)。
將馬薩諸塞州Middleton的Bostik Company出品的牌號(hào)為7199的聚酯熱熔性粘合劑在約220℃(428°F)的融化溫度下擠壓到凹模輥上。在涂覆過程中，該凹模輥的溫度保持在約180℃(356°F)。將一種由3M公司制造的、類似于Wilmington，Delaware的Imperial Chemical Industries Americas，Inc出品的牌號(hào)為S型的、0.02mm(0.0009in)厚的聚酯帶材傳送到凹模輥附近，使得該凹模輥將熱熔性粘合劑涂刷到聚酯帶材上。凹模輥在涂刷表面的表面速度約為3到4m/sec(10到14ft/min)。
當(dāng)聚酯帶材和凹模輥分離時(shí)，熔融的聚酯粘合劑懸浮在各個(gè)模腔和帶材之間，并且由一根鎳、鐵和鉻合金制得的熱金屬線加以切斷。該熱金屬線的位置應(yīng)該能允許形成所需的扣接柱形狀。熱金屬線的實(shí)際位置取決于操作時(shí)的工藝參數(shù)和毛圈境條件。通常，該熱金屬線是這樣設(shè)置的在加工方向上離開軋點(diǎn)約14到22mm(0.56到0.88in)，從支承輥徑向向外約4.8到7.9mm(0.19到0.31in)，從涂刷輥徑向向外約1.5到4.8mm(0.06到0.19in)。
被切斷的諸柱體萎凝而形成扣接柱，它們?cè)跈M過帶材方向?qū)χw的空氣流來(lái)加以取向。這樣形成的扣接柱類似于圖3(a)中所示。這些柱體從基底片材量起，高度約為0.6mm(0.024in)。
接著，涂刷有扣接柱的聚酯薄膜再被涂覆上一層熱熔性壓敏粘合劑，并被切成寬度為約19mm(0.75in)的帶扣接柱的長(zhǎng)條。帶扣接柱的長(zhǎng)條被層壓到直徑為15.24cm(6.0in)的研磨盤的背面，該研磨盤可以是例如明尼蘇達(dá)州St.Paul，的3M Company出品的牌號(hào)為3M 255L StikitTM薄膜型磨料制品(P-180)，其使用了聚丙烯酸酯壓敏粘合劑(PSA)。由于諸扣接柱有一定的方向性(也就是取向于同一個(gè)總的方向)，故而每個(gè)長(zhǎng)條上的扣接柱的取向都和與其相鄰的每個(gè)長(zhǎng)條上的扣接柱的方向相反。換言之，每個(gè)長(zhǎng)條上諸扣接柱的取向相對(duì)于每個(gè)相鄰長(zhǎng)條上諸扣接柱的取向約成180度。這種交替的取向是為了減少或防止研磨盤相對(duì)于支承墊板的移動(dòng)。
當(dāng)帶扣接柱的基底片材與研磨盤的PSA表面接觸后，可以用一個(gè)小型橡膠輥來(lái)幫助將此帶材粘合到研磨盤上。接著，再使該磨料制品經(jīng)過一對(duì)軋點(diǎn)壓力約為60N/cm2(80psi)的輥?zhàn)?。最終制得的研磨盤再結(jié)合一支承墊板來(lái)進(jìn)行測(cè)試，該支承墊板具有耐用的織物毛圈材料，該織物材料是北卡羅來(lái)納州Greensbore的Guilford Mills，Inc出品的牌號(hào)為19037的織物毛圈材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)測(cè)試結(jié)果較為理想。例子4-27研磨盤可以結(jié)合下述特定例子中的每一個(gè)來(lái)進(jìn)行制備。再用下述的測(cè)試步驟來(lái)測(cè)試這些研磨盤，以比較不同研磨盤的特性。提供這些例子僅僅是為了說(shuō)明的目的。
測(cè)試步驟本發(fā)明的各種研磨盤使用三種方式的磨料制品連接法來(lái)進(jìn)行測(cè)試。該測(cè)試方法使得每個(gè)研磨盤都處在一個(gè)模擬真實(shí)研磨過程的某種狀態(tài)下，然后再對(duì)研磨盤的狀態(tài)作出每種測(cè)試方式下的結(jié)論。該測(cè)試步驟如下所述步驟1)操作者用手操持兩個(gè)固定小塊而將研磨盤連接到由伊利諾斯州Rockford的National-Detroit Inc.出品的一雙作用空氣磨光機(jī)的支承墊板上。接著，操作者還是用手操持兩個(gè)固定小塊而將磨料制品從支承墊板上去除并且加以替換。所述的設(shè)置、去除、替換步驟旨在模擬磨料制品的重復(fù)使用，并且模擬使一定位不當(dāng)?shù)难心ケP重新定位的操作。
步驟2)所述研磨盤由氣動(dòng)的雙作用磨光機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，其中工具的氣動(dòng)壓力(使支承墊板自由旋轉(zhuǎn)的空氣壓力)約為42N/cm2(60psi)。旋轉(zhuǎn)研磨盤的研磨面與一平面(14規(guī)格的鋼板)相接觸，該平面和研磨盤平面的夾角約為5度。這就是方式1，所述的研磨過程以大約110N(25lbs)的力持續(xù)約15秒。該研磨過程從邊到邊持續(xù)7.5秒(每掃過一次約1秒)，并且在向著和離開操作者方向上來(lái)回持續(xù)7.5秒(每掃過一次約1秒)。
步驟3)緊隨著步驟2)，檢查磨料制品的研磨面，以確定研磨盤是否有浮凸、皺紋或是褶皺，其中基于下述標(biāo)準(zhǔn)來(lái)制定研磨盤的一個(gè)等級(jí)。
5級(jí)高級(jí)的，沒有明顯的浮凸(研磨盤和支承墊板分離)或是褶皺(研磨盤上的皺紋)。研磨盤在測(cè)試過程中穩(wěn)定地連接于支承墊板。
4級(jí)研磨盤上有輕微的褶皺，可以看到研磨盤的中心或是邊緣與支承墊板分離。
3級(jí)有顯見的浮凸(有大約25％的研磨盤和支承墊板分離)或者是褶皺(有長(zhǎng)度大約小于研磨盤直徑25％的一或兩個(gè)皺紋)。
2級(jí)研磨盤嚴(yán)重地起皺和浮凸；只有不到50％的研磨盤和支承墊板接觸。
1級(jí)不可接收的；研磨盤在測(cè)試過程中與支承墊板脫離。
步驟4)將研磨盤和雙作用氣動(dòng)磨光機(jī)的支承墊板脫開，再重復(fù)步驟1)。
步驟5)重復(fù)步驟2)，但是鋼板和研磨盤的夾角為10度。
步驟6)重復(fù)步驟3)。
步驟7)重復(fù)步驟4)。
步驟8)重復(fù)步驟2)，但是鋼板和研磨盤的夾角為45度。
步驟9)重復(fù)步驟3)。
在三種測(cè)試方式下任何一種均只能得到1或2級(jí)的磨料制品不能投入正常的使用，這是因?yàn)槠溥B接系統(tǒng)不能足夠地承受模擬真實(shí)研磨情況的種種測(cè)試條件。用三種方式內(nèi)的一種可達(dá)到3或4級(jí)的磨料制品可以應(yīng)用于某些場(chǎng)合，但對(duì)其它一些磨料制品一旦起皺即無(wú)法適用的場(chǎng)合同樣不能被接受。因而，一個(gè)可接受的磨料制品一般應(yīng)該在三種測(cè)試方式的至少兩個(gè)中能達(dá)到5級(jí)。
例子4-27中的每一個(gè)都是與用上述三種測(cè)試方法來(lái)進(jìn)行測(cè)試的特定型式的磨料制品有關(guān)。這些用來(lái)舉例的磨料制品都具有下述的共同特征。其中提供了一種研磨盤，它是由明尼蘇達(dá)州St.Paul，的3M公司出品的牌號(hào)為3M255L的、等級(jí)為P180的StikitTM的金薄膜型。該種研磨盤的背面有一層聚丙烯酸壓敏粘合劑，它將一具有諸扣接柱的背襯層粘合在研磨盤的背面。諸扣接柱的模樣大致是如圖2(b)所示的“釘子頭”型，諸扣接柱的各種尺寸則如圖8和8(a)列表所示。
用上述的測(cè)試步驟將帶有諸扣接柱的磨料片材連接到一個(gè)附有毛圈材料的支承墊板上。每個(gè)例子中所用毛圈材料的類型都列在了圖8和8a中。圖8和8(a)中的縮寫“GM”表示的毛圈材料是北卡羅來(lái)納州Greensbore的GuilfordMills出品的牌號(hào)為19073的針織尼龍纖維(尼龍6；200旦尼爾/10絲)。縮寫“GNN”表示的毛圈材料是北卡羅來(lái)納州Greensbore的Guilford Mills出品的牌號(hào)為18904的起毛尼龍纖維(40旦尼爾；12絲)。縮寫“KA”表示的毛圈材料是日本、大阪的Kanebo Belltouch Ltd.出品的牌號(hào)為2A3的針織尼龍纖維(210旦尼爾；12絲)?？s寫“KK”表示的毛圈材料是日本、大阪的Kanebo BelltouchLtd.出品的牌號(hào)為2K3的針織尼龍纖維(210旦尼爾；12絲)?？s寫“W”表示的毛圈材料是英國(guó)、蘭開斯特的Woodeaves，Ltd.出品的牌號(hào)為1909的尼龍纖維(48旦尼爾；12絲)。
例子4-27對(duì)比了不同特性的磨料制品，諸如圖8和8(a)中所列出的頭部直徑、柱體直徑、頭部懸伸尺寸、扣接柱密度、扣接柱高度以及毛圈材料等。對(duì)磨料制品之總的性能的評(píng)價(jià)是基于每種測(cè)試方式所獲得的等級(jí)而作出的，這一評(píng)價(jià)被列在圖8和8(a)的最右邊的一列內(nèi)。這些例子說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的磨料制品及其方法所的某些實(shí)施例展現(xiàn)的性能在平均水平之上，因而可能更適合用來(lái)研磨。
如圖9所示，本發(fā)明的支承墊板410通常包括一支承件412和一接合面420。支承件412包括一主表面414，最好還包括一次表面416。圖中示出的主表面414是平面的，但它也可以是任何適合的形狀。例如，支承墊板的主表面可以包含一些凸起的部分，它們使得單位面積的磨料制品對(duì)其研磨表面施加的力增大，可以產(chǎn)生更快的材料磨去速率。支承墊板的形狀通常和該支承墊板所載放的磨料制品的形狀一樣，但是這種對(duì)稱的一致也不是必須的。支承墊板的普通形狀包括方形、三角形、矩形、橢圓形、圓形、五邊形、六邊形、八邊形等。
一圓形支承墊板的直徑可以是在約1.25到125cm(0.5到50英寸)之間，一般是在2.5到75cm(1到30英寸)之間。非圓形支承墊板的長(zhǎng)度和/或?qū)挾韧ǔＲ苍诖朔秶鷥?nèi)，也就是在約1.25到125cm(0.5到50英寸)之間，一般是在2.5到75cm(1到30英寸)之間。
支承墊板的直徑還可以略小于磨料制品的直徑。例如，磨料制品可以突超出支承墊板一個(gè)非常小的尺寸，通常是小于0.25cm(0.1英寸)，較佳的是小于0.13cm(0.05英寸)。支承墊板之支承件的厚度一般是在0.6到12.5cm(0.25到5.0英寸)之間，但也構(gòu)思有了較大或較小的厚度。支承墊板的厚度在其不同位置上也可以有所變化。
支承件可視不同的研磨場(chǎng)合來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，在對(duì)木材和一些金屬進(jìn)行研磨的場(chǎng)合下，支承墊板的支承件通常由可壓縮的、彈性的材料，諸如開室和閉室的聚合泡沫材料(例如柔軟的閉室氯丁橡膠泡沫、開室聚酯泡沫、聚氨酯泡沫、網(wǎng)狀或非網(wǎng)狀的板型(slabstock)泡沫、橡膠、多孔的熱塑性聚合物等。而對(duì)另一些場(chǎng)合，例如對(duì)需要大量切削或是壓力相對(duì)較高的研磨的場(chǎng)合，則希望用較硬的材料來(lái)構(gòu)造支承件，以便在一局部區(qū)域內(nèi)傳送研磨力。較合適的硬材料包括鋼材(包括不銹鋼和低碳鋼)、硬質(zhì)橡膠、脫硫橡膠、熱固性聚合物(例如交聯(lián)的酚醛樹脂)、陶瓷、層壓或壓制的纖維等。
支承件還可以包括優(yōu)選的前面層418，該前面層保護(hù)了支承件，并且將接合面420固定在支承墊板上。所述前面層的材料可包括布、非織造布的基片、經(jīng)處理的布、經(jīng)處理的非織造布基片、聚合薄膜等。較佳的前面層材料包括涂覆尼龍的布、涂覆乙烯樹脂的非織造布材料、涂覆乙烯樹脂的織物材料、以及經(jīng)處理的織物等。
如果要將支承墊板裝到一機(jī)器上以由其機(jī)器帶動(dòng)，那么支承墊板的主表面414上通常具有一些型式的機(jī)械連接裝置。例如，在任意軌道旋轉(zhuǎn)的情形下，支承件可以包括一毗連于次表面并且從該表面垂直突伸的螺紋軸422。該螺紋軸可以和機(jī)器的輸出軸連接，因而使支承墊板固定在機(jī)器上。還構(gòu)思了另一些連接裝置，包括(但不限制于)一非螺紋軸、一螺母、一螺合墊圈、粘合劑和磁鐵。
如果支承墊板要用手來(lái)操作，那就可以在支承墊板上設(shè)置一個(gè)把手，以便于此設(shè)備的操作。該把手一般設(shè)置在上一段文中所述的連接裝置所在部位，但也可以固定在所述連接裝置上。如果需要，也可以設(shè)置其它一些合適的把手形狀。
還可以設(shè)置一背襯板424，如圖9所示，它可以覆蓋在次表面上，為支承墊板添加了剛性?；蛘?，背襯板可以結(jié)合在支承部分上，提供附加剛性。在圖9所示的實(shí)施例中，螺紋軸連接裝置毗連于背襯板，也可以使用其它的變化型式。
支承墊板還可以包括一個(gè)或多個(gè)孔、洞或通道，通過這些孔洞、通道從研磨表面上去除灰塵、碎屑或研磨流體(例如水或油)。如圖9所示，通道426通常連接于一真空源，該真空源從研磨表面上去除任何已產(chǎn)生的灰塵和碎屑。磨料制品通常包括與本發(fā)明支承墊板上的諸通道之尺寸和形狀相配的諸孔428。這些孔和通道已經(jīng)由美國(guó)專利4,184,291和4,287,685所列舉。還可以為提供或去除水、其它潤(rùn)滑劑或是助磨劑的目的而設(shè)置通道。
本發(fā)明的支承墊板還包括一毗連于主表面414的接合面420。接合面420有利于可釋放地連接下文中將要進(jìn)一步加以描述的磨料制品444。如圖9和10所示，接合面420可以直接與主表面4l4毗連或者是形成一體，也可以是粘接在前面層418或者是其它粘接于主表面414的中間層上。雖然接合面420可以是許不同型式中的一種，但每個(gè)實(shí)施例都具有這樣一個(gè)共同的特征，即接合面適于可釋放地接合多個(gè)扣接柱。使用時(shí)，一個(gè)扣接柱意味著一個(gè)柱體具有1)一與柱體連接的表面隔開的自由端，以及2)一能使扣接柱可釋放地扣合具一定特征之接合面的結(jié)構(gòu)。所述的兩個(gè)能使扣接柱可釋放地扣合接合面的特殊結(jié)構(gòu)是一附加在每個(gè)柱體上的頭部，或者是具有一個(gè)小于約90度之末端傾角的柱體。應(yīng)該注意的是，并不是所有的扣接柱都必須和接合面相接合，但應(yīng)該有足夠數(shù)量的扣接柱與之相接合以使磨料制品能很方便地和支承墊板連接或脫開，同時(shí)也防止了磨料制品在使用過程中相對(duì)支承墊板有較大的移動(dòng)。磨料制品將在下文中加以更詳細(xì)描述。
圖10中示出了一個(gè)適于可釋放地接合多個(gè)扣接柱的接合面的具體實(shí)施例。在圖中，接合面包括了有固定于其上的毛圈織物440。毛圈織物可以是針織毛圈織物、經(jīng)編結(jié)環(huán)織物、縫編的毛圈織物、或是機(jī)織的毛圈織物，這些織物包括諸毛圈442，它們可釋放地與磨料制品444背面的諸扣接柱相接合，使得磨料制品連接于支承墊板。該毛圈織物材料包括在每個(gè)端部固定在毛圈織物上的多個(gè)毛圈442，這些毛圈由細(xì)絲構(gòu)成(可以是單根的或成組的(例如一紗線))。諸扣接柱扣合毛圈的開口，使磨料制品連接到支承墊板上。
該毛圈織物最好是耐用的，能展現(xiàn)良好的保持能力，不起絨、起毛或脫落，并且使得磨料制品的連接和脫開較為簡(jiǎn)單。由于支承墊板在其使用時(shí)要和磨料制品成百上千次地連接或脫開，因而耐久性是一個(gè)很重要的參數(shù)。因?yàn)槟チ现破肥强蓷壷玫?，也就是通常在一次或幾次使用后加以拋棄，因而支承墊板的耐久性較磨料制品的耐久性而言更為重要。因而較佳的是，支承墊板，特別是其接合面的耐久性能達(dá)到可和磨料制品接合l00次或更多次。
支承墊板，尤其是其接合面應(yīng)該能使磨料制品在一較小的力的作用下即可去除，但同時(shí)又應(yīng)該能防止磨料制品在使用過程中的相對(duì)移動(dòng)。例如，在一些場(chǎng)合下，小于約0.36Kg/cm(約2lb/in)，較好的是約50g/cm(約0.3lb/in)的成90度的剝離力是較為適合的。在710到1430g/cm(大約4到8lb/in)之間的剪切力(施加到支承墊板之主表面平面內(nèi)的研磨盤上的力)被認(rèn)為能足夠防止磨料制品在使用過程中相對(duì)支承墊板的移動(dòng)。
該實(shí)施例中諸毛圈的高度(也就是從毛圈織物的基底到毛圈頂部的距離的平均近似值)可在約0.025cm(0.010in)到0.625cm(0.25in)之間，較好的是在0.063cm(0.025in)到0.45cm(0.175in)之間，更好的是在0.125cm(0.05in)到0.325cm(0.15in之間。如果毛圈的高度過高，磨料制品便會(huì)在使用過程中移動(dòng)，這就降低了研磨的性能，招致不利。如果毛圈的高度太小，便會(huì)使諸扣接柱和毛圈織物之間不能充分的連接。通常，毛圈織物的高度應(yīng)該和諸扣接柱的高度處在同一數(shù)量級(jí)。此外，毛圈的尺寸取決于所設(shè)置的諸扣接柱的形狀和型式。
對(duì)毛圈的密度也可加以選擇，以提供合適的性能。例如，諸毛圈的密度可以和諸扣接柱的密度相同或不同。毛圈的密度通常在30到4000圈/cm2(大約200到25,000圈/in2)之間，較好的是在l00到3000圈/cm2(大約650到19,000圈/in2)之間，更好的是在50到150圈/cm2(大約325到970圈/in2)之間。如果毛圈的密度過高，通常會(huì)提高毛圈織物的成本，而且在將磨料制品從支承墊板上去除時(shí)很難做到不損壞其中的一個(gè)構(gòu)件。如果毛圈的密度過低，剝離和剪切力就可能不夠大，由于連接力不夠就可能導(dǎo)致性能下降。
所述毛圈織物包括多個(gè)由纖維絲構(gòu)成的毛圈。這些纖維絲可以是單根的，但最好是由一組加捻在一起的纖維絲而構(gòu)成的紗線，紗線的旦尼爾數(shù)較佳的是在15到600旦尼爾之間，更好的是在100到300旦尼爾之間。旦尼爾是表示纖維細(xì)度的單位，其標(biāo)準(zhǔn)是每450米的紗線重量50毫克為1旦尼爾。因?yàn)楫?dāng)把磨料制品從支承墊板上去除時(shí)，可能會(huì)使一根或多根絲或紗線斷裂，所以較好的是一根紗線中有足夠多數(shù)量的纖維絲，以提供一個(gè)使用壽命較長(zhǎng)的支承墊板。一根紗線中較好的是有2到25根纖維絲，更好的是有7到15根。每根纖維絲的支數(shù)通常是在2到100旦尼爾之間，更好的是在l0到30旦尼爾之間。還可能在同一毛圈織物上設(shè)置幾種不同的紗線和絲的旦尼爾組合。應(yīng)該注意的是，當(dāng)磨料制品包括具頭部的諸扣接柱時(shí)，纖維絲或紗線的直徑最好是大約為該頭部從柱體上懸伸距離的一半。
如果需要，可以對(duì)制造纖維絲的材料加以選擇，諸如熱塑性或熱固性的有機(jī)材料，像聚酰胺(如尼龍)、聚烯烴、聚氨酯、芳香族聚酰胺、纖維素等材料，或者是金屬(包括鋁或鋼)或陶瓷(包括玻璃和纖維玻璃)的無(wú)機(jī)材料。纖維絲還可以是幾種不同材料的組合。纖維絲可以是直的、彎曲的、或是加捻的，也可以包含一些型式的表面處理，例如一抗靜電涂覆層或是有機(jī)硅。
單根纖維絲的斷裂強(qiáng)度至少應(yīng)該是10克(0.35英兩)，較好的應(yīng)該是至少為60克(2.1英兩)。較為理想的是，當(dāng)把磨料制品從支承墊板上去除時(shí)，纖維絲或是纖維絲的部分不會(huì)從毛圈織物上斷裂或脫落。纖維的殘留物會(huì)生成不希望有的“拉毛”，這會(huì)玷染所研磨的工件，或是其它易玷染的表面(例如剛涂刷過的表面)。因而毛圈材料應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度，以使拉毛效應(yīng)減到最小。同樣，纖維絲也應(yīng)該有足夠的強(qiáng)度，以有效地保持扣接柱，并且不會(huì)過早地釋放扣接柱(例如在研磨過程中)。該毛圈織物可以通過已知的針織工藝(例如傳統(tǒng)的針織、經(jīng)編針織和縫編的毛圈)來(lái)制造。
出于以下幾個(gè)原因，針織的毛圈織物(例如北卡羅來(lái)納州Greensboro的Guilford Mills Company出品的Guilford 19073型)要優(yōu)于機(jī)織的毛圈織物。通常，前者處理過的寬度大約10cm(4in)，而且能以較高的線速度進(jìn)行生產(chǎn)，故而成本較低。由于生產(chǎn)方法上的原因，毛圈織物的并不總是具有突伸的毛圈以用于接合，所以必須用單獨(dú)的制造步驟來(lái)使諸毛圈取向。與機(jī)織毛圈織物相比，針織毛圈織物的毛圈的均勻性更好，毛圈的高度更低。由于使磨料制品減少了移動(dòng)的趨向，因而更均勻而且更低的毛圈是較為理想的。此外，與機(jī)織材料相比，用針織材料通常能達(dá)到較高的毛圈密度。諸毛圈可以針織成均勻的或多向同性的結(jié)構(gòu)，或者是針織成所需的圖案，例如一正弦的或隨機(jī)的圖案。
通常用一粘合劑來(lái)將毛圈織物固定于支承件的前面層。例如，可以用一種層壓粘合劑來(lái)將毛圈織物固定于支承件。較合適的層壓粘合劑的例子包括聚烯烴、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、酚醛粘合劑、脲醛粘合劑、環(huán)氧粘合劑、丙烯酸粘合劑等?；蛘撸T毛圈也可以直接粘接到支承件上，例如，熱塑性的毛圈可以熔化而粘接于支承件。在另一實(shí)施例中，支承件可以在毛圈織物附近成型，并且粘接于毛圈織物。例如，可以在毛圈織物的背面直接發(fā)泡一聚氨酯材料，因而就可以使其附著在毛圈織物上。
如圖11所示，在本發(fā)明的支承墊板的另一個(gè)實(shí)施例中，接合面上設(shè)置了一個(gè)轉(zhuǎn)換墊板460。轉(zhuǎn)換墊板460包括兩個(gè)相對(duì)的表面462和464，這兩個(gè)表面上都有毛圈織物，這樣就可以把該轉(zhuǎn)換墊板施加到一具有諸扣接柱466的支承墊板上，而其另一面則接合在一具有諸扣接柱466’的磨料制品上。較佳的是，轉(zhuǎn)換墊板如上所述地在兩個(gè)面上都有毛圈材料，但是這兩個(gè)面上的毛圈材料可以是不同的，以更好地接合支承墊板和磨料制品的諸扣接柱。如前所述，并不是所有的諸扣接柱都必須和毛圈材料相扣合，以將磨料制品固定于支承墊板。
較佳的是，本發(fā)明的支承墊板和下述模樣的磨料制品一起使用。盡管磨料制品在這里被描述成圓形的和平的形狀，但它也可以是其它任何合適的形狀，包括(但不限制于)圓形、橢圓形、多邊形(如矩形、正方形、或星形)、或是多葉形(如雛菊形)。磨料制品444包括一個(gè)具有諸扣接柱446的基片和一個(gè)將要詳細(xì)描述的研磨面448。研磨面448可以一包括傳統(tǒng)的涂覆式磨料、一結(jié)構(gòu)化的磨料、一非織造布的磨料、或者是其它任何合適的研磨裝置。諸扣接柱最好是包括如上所述的任何一種型式。
下面將結(jié)合以下的例子及其所用的測(cè)試步驟來(lái)更詳細(xì)的描述本發(fā)明的支承墊板。例子28-29支承墊板的測(cè)試步驟為對(duì)使用在支承墊板的表面上的種種不同的毛圈織物的樣品進(jìn)行檢查，進(jìn)行一種加速的壽命測(cè)試。該測(cè)試是使為試驗(yàn)而制備的支承墊板(連接面上具有毛圈織物)處在一模擬研磨的條件下，以對(duì)支承墊板和磨料制品之間的磨料制品連接系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)加速的壽命測(cè)試。該測(cè)試一直要做到研磨過程中支承墊板上的毛圈織物無(wú)法再使磨料制品保持在位為止。
在下述每個(gè)例子中，毛圈織物都連接在一個(gè)由明尼蘇達(dá)州St.Paul的3M公司出品的牌號(hào)為StikitTM、零件號(hào)為5527、使用了聚丙烯壓敏粘合劑的支承墊板上。這種方法提供了一個(gè)直接粘接到毛圈織物上的聚氨酯支承部分。
測(cè)試步驟如下所述步驟1)把一個(gè)由伊利諾斯州Rockford的National-Detroit Inc.出品的牌號(hào)為DAQ的雙作用空氣磨光機(jī)連接到一個(gè)程控的機(jī)械手上。接著，將支承墊板連接到DAQ空氣磨光機(jī)上。
步驟2)操作者用手操持兩個(gè)固定小塊把一個(gè)具有諸扣接柱的研磨盤連接到支承墊板的帶毛圈織物的面上。所有的測(cè)試中都用了同樣類型的磨料制品，該磨料制品包括具有一扣接柱背襯層層壓于其上的研磨盤。
研磨盤可以是明尼蘇達(dá)州St.Paul的3M Company出品的牌號(hào)為3M255L，80等級(jí)的StikitTM金薄膜型磨料制品。該研磨盤的背面包括一層聚丙烯酸酯壓敏粘合劑，其上粘接了具有多個(gè)扣接柱的一背襯層。諸扣接柱具有一蘑菇形的頂帽，扣接柱的密度為47個(gè)/cm2(300個(gè)/in2)，柱體的直徑為0.43mm(0.017in)，高度為0.53mm(0.021in)，而頭部從柱體懸伸0.033到0.41mm(0.013到0.016in)。
步驟3)所述研磨盤由氣動(dòng)的磨光機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，其中工具的氣動(dòng)壓力(使支承墊板自由旋轉(zhuǎn)的空氣壓力)約為42N/cm2(60psi)。機(jī)械手將旋轉(zhuǎn)研磨盤的研磨面與一平面(14規(guī)格的鋼板)相接觸，該平面和研磨盤平面的夾角約為30度，并且施加一個(gè)110N(25lb)的向下的力。該研磨過程以每掃過一次約1秒的速度從邊到邊持續(xù)30秒，并且在指向和離開機(jī)械手方向上來(lái)回持續(xù)30秒。因而總的研磨時(shí)間是1分鐘。
步驟4)將研磨盤從支承墊板上去除，并且讓操作者用手操持兩個(gè)固定小塊重新把一個(gè)研磨盤連接到支承墊板上。在每三個(gè)研磨周期之后用一個(gè)新的研磨盤來(lái)代替原來(lái)的研磨盤。
步驟5)重復(fù)步驟3)和步驟4)，直到毛圈織物和扣接柱之間的連接系統(tǒng)失效。所謂失效就是指在測(cè)試過程中，研磨盤只剩不到50％和支承墊板相接觸，或者是完全與支承墊板脫離。
對(duì)下述的每個(gè)舉例用的支承墊板都進(jìn)行上述加速的壽命測(cè)試。下面將描述這些不同的例子，它們的相對(duì)壽命(表示為一直到損壞的周期)都列在表1中。比較例子A對(duì)比較例子A而言，粘接在支承墊板上的毛圈材料是根據(jù)美國(guó)專利4,609,581(Ott)所揭示的內(nèi)容來(lái)制造的。該材料由150旦尼爾的聚酯紗線構(gòu)成，每根紗線有34根單絲，它們以30毛圈/cm2的密度被縫制在一定的圖案內(nèi)。每根單絲的強(qiáng)度或斷裂強(qiáng)度約為30克(1.05英兩)。材料的基礎(chǔ)重量約為77.36g/m2(2.31英兩/平方碼)。比較例子B對(duì)比較例子B而言，粘接在支承墊板上的毛圈材料是北卡羅來(lái)納州Greensbore的Guilford Mills出品的牌號(hào)為18904的起毛尼龍纖維材料。該材料由40旦尼爾的尼龍紗線構(gòu)成，每根紗線有12根單絲，它們以2900毛圈/cm2的密度被縫制在一定的圖案內(nèi)。每根纖維絲的強(qiáng)度或斷裂強(qiáng)度約為12克(0.42英兩)。材料的基礎(chǔ)重量約為97.5g/m2(2.92英兩/平方碼)。比較例子C對(duì)比較例子C而言，粘接在支承墊板上的毛圈材料是北卡羅來(lái)納州Char-lotte的APLIX Inc.出品的牌號(hào)為APLIX200的針織尼龍纖維材料。該材料由縫制在一定圖案內(nèi)的尼龍紗線構(gòu)成。每根單絲的強(qiáng)度或斷裂強(qiáng)度約為25克(0.875英兩)。材料的基礎(chǔ)重量約為334g/m2(10英兩/平方碼)。比較例子D對(duì)比較例子D而言，粘接在支承墊板上的毛圈材料是曼徹斯特NewHampshire的USA Inc.出品的牌號(hào)為3610的針織尼龍纖維材料。該材料由縫制在一定圖案內(nèi)的140旦尼爾的尼龍紗線構(gòu)成。每根纖維絲的強(qiáng)度或斷裂強(qiáng)度約為20克(0.7英兩)。材料的基礎(chǔ)重量約為30g/m2(9英兩/平方碼)。例子28對(duì)例子28而言，粘接在支承墊板上的毛圈材料是北卡羅來(lái)納州Greens-bore，的Guilford Mills出品的牌號(hào)為19073的針織尼龍6纖維材料。該材料由200旦尼爾的尼龍紗線構(gòu)成，每根尼龍紗線有10根單絲，它們以900毛圈/cm2的密度被縫制在一定的圖案內(nèi)。每根單絲的強(qiáng)度或斷裂強(qiáng)度約為80克(2.8英兩)。材料的基礎(chǔ)重量約為334.9g/m2(9.9英兩/平方碼)。例子29對(duì)例子29而言，粘接在支承墊板上的毛圈材料是日本、大阪的KaneboBelltouch Ltd.出品的牌號(hào)為2A3的針織尼龍纖維材料。該材料由210旦尼爾的尼龍紗線構(gòu)成，每根紗線有12根單絲，它們以1765毛圈/cm2的密度被縫制在一定的圖案內(nèi)。每根單絲的強(qiáng)度或斷裂強(qiáng)度約為75克(2.625英兩)。材料的基礎(chǔ)重量約為461.2g/m2(13.7英兩/平方碼)。表1

因而，如例子28-29所示，本發(fā)明的支承墊板在上述的反復(fù)連接的測(cè)試中顯示了優(yōu)良的耐久性。
本發(fā)明的支承墊板可以用于任何需要的打磨場(chǎng)合，諸如眼鏡的磨光、木材或塑料的打磨、金屬部件的大量磨削等。這種研磨運(yùn)動(dòng)可以是直線型的運(yùn)動(dòng)、隨機(jī)的運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、振蕩、隨機(jī)的軌道運(yùn)動(dòng)、或者是它們的組合，也可以使用研磨領(lǐng)域已知的工具和機(jī)器。
本發(fā)明的磨料制品的好處眾多。例如，本發(fā)明的研磨盤減少了由于纖維松脫而造成的玷污現(xiàn)象。還有，因?yàn)樵趯⒀心ケP連接于支承墊板時(shí)沒有使用壓敏粘合劑，所以也顯著減少了工件表面被玷污之虞。此外，本發(fā)明的研磨盤還適于和支承墊板反復(fù)地接合和脫開，這樣，相對(duì)于已有技術(shù)的輕質(zhì)紡織品研磨盤而言便延長(zhǎng)了使用壽命。本發(fā)明的研磨盤在使用過程中不太可能相對(duì)于其相對(duì)的表面(如一支承墊板)移動(dòng)，而且，和傳統(tǒng)的PSA研磨盤或紡織品研磨盤相比，該磨料制品更容易被去除。
本發(fā)明方法的好處很多。例如，其工藝和設(shè)備都能在相對(duì)較高的速度下相對(duì)簡(jiǎn)單地加以操作，生產(chǎn)了一種成本相對(duì)較低的磨料制品連接系統(tǒng)，為形成還連續(xù)的研磨盤提供了一簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換，減少了溶劑的散發(fā)。
本發(fā)明還進(jìn)一步涉及了這樣一種磨料制品，其中一結(jié)構(gòu)化的磨料被直接提供到一個(gè)具有諸扣接柱的基片上，并涉及這種磨料制品的制造方法。磨料涂層包括精確成形的磨粒和粘合劑，三維形狀的磨料復(fù)合體直接模制在帶有扣接柱的基片的與扣接柱相對(duì)的主表面上。本發(fā)明的研磨設(shè)備可以有利地使用這樣一種結(jié)構(gòu)化的磨料制品。
在這樣一種結(jié)構(gòu)化的磨料制品中，基片的主表面上設(shè)置了由彌散在粘合劑中多個(gè)磨粒構(gòu)成的磨料復(fù)合體。所述粘合劑充當(dāng)了分散磨粒的介質(zhì)，它也可以將磨料復(fù)合體粘接到基片上。磨料復(fù)合體具有一預(yù)定的三維形狀，例如一棱錐體。某一形狀的尺寸可以是基本均勻的。而且，磨料復(fù)合體通常是設(shè)置在一個(gè)預(yù)定的陣列內(nèi)。該預(yù)定的陣列可以是線型的或者是矩陣型的。
這樣一種結(jié)構(gòu)化的磨料制品通常可以用如下所述的方法來(lái)制備。將一種包含粘合劑前體和多個(gè)磨粒的一混合物的漿料施加到到一具有多個(gè)模腔的生產(chǎn)工具上，這些模腔的形狀是磨料復(fù)合體最終形狀的陰模。該基片包括第一和第二主表面，其第二主表面上有諸扣接柱，該基片和生產(chǎn)工的暴露表面相接觸，使得漿料潤(rùn)濕基片的第一主表面以形成一中間制品。接著，在該中間制品脫離生產(chǎn)工具的暴露表面，以形成一結(jié)構(gòu)化的磨料制品之前，該粘合劑至少部分地固化、硬化或是膠凝。再接著，將磨料制品從生產(chǎn)工具上移開，如果它在先前步驟中沒有完全固化，那么再使其完全地固化。或者，可以向基片的第一主表面上施加漿料，然后再使生產(chǎn)工具和基片的第一主表面相接觸。
形狀精確的研磨料復(fù)合體能提供一個(gè)高度一致的磨料制品。這種高度的一致性又導(dǎo)致了優(yōu)異的性能。將結(jié)構(gòu)化的磨料直接模制到設(shè)置有諸扣接柱的基片上可以節(jié)約時(shí)間、降低成本、和節(jié)省原材料。也就是說(shuō)，并不必將結(jié)構(gòu)化的磨料先模制到一個(gè)基片上，而后再將該基片粘接到一個(gè)設(shè)置有扣接柱的第二基片上。然而，本發(fā)明也有這樣的構(gòu)思，即，將具有一結(jié)構(gòu)化磨料涂層的基片層壓到一個(gè)設(shè)置有扣接柱的第二基片上。
1992年10月6日授權(quán)的美國(guó)專利5,152,917(Pieper et al.)中教導(dǎo)了一種結(jié)構(gòu)化磨料制品以及生產(chǎn)這種磨料制品的方法和設(shè)備。Pieper et al.所提出的這種磨料制品中，諸形狀精確的磨料復(fù)合體粘接在一傳統(tǒng)背襯上。該復(fù)合體由磨粒和粘合劑組成。
1993年8月11日出版的歐洲專利EP 0 554 668A1(Clhoun)中教導(dǎo)了另一些結(jié)構(gòu)化磨料制品及其制造方法和設(shè)備。Calhoun所提出的這種磨料制品中，諸精確地間隔和取向的磨料復(fù)合體也是粘接在一傳統(tǒng)的背襯上。該復(fù)合體包括了分散在粘合劑中的磨粒。每個(gè)復(fù)合體中可以散布幾種不同等級(jí)的磨粒，尤其是當(dāng)一個(gè)等級(jí)在另一個(gè)等級(jí)之上時(shí)。
WIPO的PCT國(guó)際申請(qǐng)公開號(hào)No.WO 94/15752(Spurgeon et al.)中也教導(dǎo)了另一些結(jié)構(gòu)化磨料制品以及生產(chǎn)這種磨料制品的方法和設(shè)備的例子。Spurgeon所提出的這種結(jié)構(gòu)化磨料制品是通過一個(gè)可透過輻射能量的生產(chǎn)工具加以生產(chǎn)的，所述輻射能量透過該生產(chǎn)工具而使粘合劑固化。
國(guó)際申請(qǐng)PCT NO.US94/00754中也揭示了一些結(jié)構(gòu)化磨料制品及其生產(chǎn)方法和設(shè)備。Hoopman提出了一種散布在一片狀結(jié)構(gòu)上的結(jié)構(gòu)化磨料制品，其中并不是所有的磨料復(fù)合體都是一樣的。基片該實(shí)施例中的基片包括一第一主表面和一第二主表面。第一主表面上包括直接粘接在基片上的結(jié)構(gòu)化的磨料復(fù)合體。第二主表面上包括多個(gè)根據(jù)上述實(shí)施例中任何一個(gè)來(lái)設(shè)置的扣接柱。一個(gè)較佳的基片包括多個(gè)通常如圖2b或2c所示的扣接柱。較佳的是，這樣的一種基片是由圖5來(lái)示出的實(shí)施例來(lái)成型的。在粘合結(jié)構(gòu)化磨料復(fù)合體之前，可以對(duì)基片的第一主表面加以處理以加強(qiáng)磨料復(fù)合體和基片之間的粘合。在本技術(shù)領(lǐng)域中，這樣的處理是已知的，它可以包括例如基片的電暈處理，或是施加化學(xué)涂料。磨料涂層本發(fā)明的磨料涂層中包括多個(gè)形狀精確的磨料復(fù)合體，其中諸磨料復(fù)合體中包括了多個(gè)分散在一粘合劑中的磨粒。該粘合劑可以將磨料復(fù)合體粘合到基片的第一主表面上。較佳的是，磨料復(fù)合體具有一可辯別的精確形狀。較為理想的是，在使用該涂覆式磨料制品之前，磨粒最好不突出于其形狀表面。當(dāng)用該涂覆式磨料制品來(lái)研磨一表面時(shí)，該復(fù)合體被破壞，而露出尚未使用的磨粒。
文中所用的術(shù)語(yǔ)“形狀精確的磨料復(fù)合體”是指這樣一種磨料復(fù)合體，它是通過固化一種磨粒和可固化的粘合劑所組成的一流動(dòng)性混合物所形成的，該混合物既在一基片上，也充填了生產(chǎn)工具表面的一模腔。故而該形狀精確的磨料復(fù)合體就精確地?fù)碛辛撕湍Ｇ恍螤钕嗤男螤?。多個(gè)這樣的復(fù)合體就形成了以一非隨意的圖案從基片表面向外突伸的三維形狀，也就是說(shuō)形成了一個(gè)和生產(chǎn)工具相反的圖案。每個(gè)復(fù)合體都由一邊界來(lái)限定，該邊界的底部與粘合著形狀精確的復(fù)合體的基片交界。該邊界的其余部分則由生產(chǎn)工具表面上的模腔來(lái)限定，復(fù)合體在該生產(chǎn)工具中固化。在形成過程中，復(fù)合體的整個(gè)外表面都是由基片或模腔來(lái)限定的。所述磨料復(fù)合體可以由多個(gè)分散在一非固化或非膠凝的粘合劑中的磨粒所組成的漿料來(lái)形成的。經(jīng)過固化或膠凝就可將磨料復(fù)合體設(shè)置(固定)成一定的形狀和陣列。
磨粒和粘合劑的重量比大致在約1∶1到4∶1，較好的是約2∶1到3∶1。這一比例取決于磨粒的尺寸和所用粘合劑的類型。磨粒磨料涂層的磨粒的尺寸通常是在從約0.1到1500微米的范圍內(nèi)，較好的是在約0.1到400微米之間，更好的是在約0.1到100微米之間。磨粒尺寸分布較窄的磨料制品通常能在所研磨的工件表面產(chǎn)生較光潔的表面。這種磨?？梢允抢缛廴诜ㄑ趸X(包括棕色氧化鋁、熱處理氧化鋁、白色氧化鋁)、陶瓷氧化鋁、碳化硅(包括綠的、白的和黑的)、氧化鉻、氧化鋁-氧化鋯、金剛石、氧化鐵、二氧化鈰、立方氮化硼、碳化硼、石榴石以及它們的組合。
術(shù)語(yǔ)“磨?！边€可以包含許多單個(gè)的磨粒粘合在一起形成一磨粒團(tuán)聚物。已有技術(shù)中這種磨粒團(tuán)聚物是已知的，例如美國(guó)專利4,311,489(Kressner)、4,652,275(Bloecher et al.)和4,799,939(Bloecher et al.)中所例舉的那樣。
在磨料制品上有表面涂層同樣屬于本發(fā)明的范疇。該表面涂層可以具有很多不同的功能。在某些情況下，該表面涂層可增強(qiáng)與粘合劑的粘合作用，改變磨粒的研磨性能等。表面涂層的例子包括偶合劑、鹵化物鹽、金屬氧化物(包括氧化硅)、難熔的金屬氮化物、難熔的金屬碳化物等。
磨料復(fù)合體中還可有稀釋劑顆粒。這些稀釋劑顆粒的大小可以是和磨粒同一數(shù)量級(jí)。這類稀釋劑的例子包括石膏、大理石、石灰石、燧石、硅石、玻璃小泡、玻璃珠、硅酸鋁等。粘合劑磨料復(fù)合體涂層是通過將磨粒分散在一種有機(jī)粘合劑中而形成的。該粘合劑必須是一種能使磨粒散布其中的介質(zhì)。粘合劑最好是能相對(duì)迅速地固化或膠凝，以使得磨料制品可以較為迅速地生產(chǎn)。一些粘合劑的膠凝相對(duì)較快，但完全固化卻需要較長(zhǎng)的時(shí)間。膠凝使得復(fù)合體保持形狀，直到完全固化?？焖俟袒蚩焖倌z凝的粘合劑使得涂覆式的磨料制品具有高度一致的磨料復(fù)合體。該有機(jī)粘合劑可以是熱塑性粘合劑，但最好是熱固性粘合劑。粘合劑是由粘合劑前體形成的。在制造磨料涂層的過程中，使熱固性粘合劑前體暴露在一個(gè)能源下，該能源有助于引發(fā)聚合或固化的過程。能源的例子有熱能、輻射能(包括電子束、紫外線光、可見光)。聚合過程之后，粘合劑前體即轉(zhuǎn)變?yōu)楣袒恼澈蟿?duì)于熱塑性粘合劑前體則采用另一種方法，即，在磨料制品的制造過程中，讓熱塑性粘合劑前體冷卻至一定程度，使得粘合劑前體固化?？空澈蟿┣绑w的固化即形成了磨料復(fù)合體。
磨料復(fù)合體中的粘合劑通常還起著將磨料復(fù)合體附著在基片之第一主表面上的作用。但在有些情況下，有時(shí)基片表面和磨料復(fù)合體之間可有一附加粘結(jié)層。該附加粘結(jié)層可以從所述的種種粘合劑加以選擇，或者也可以是其它任何合適的粘合劑。
熱固性樹脂有兩大類，即凝結(jié)固化和加成聚合樹脂。較好的粘合劑前體是加成聚合的樹脂，因?yàn)樗鼈兘?jīng)輻射能照射即可固化。加成聚合的樹脂可通過陽(yáng)離子機(jī)理或自由基機(jī)理進(jìn)行聚合。根據(jù)所用的能源和粘合劑前體的化學(xué)組成和性質(zhì)，有時(shí)還可加入一種固化劑、引發(fā)劑或催化劑來(lái)幫助引發(fā)聚合反應(yīng)。
有代表性的粘合劑前體的實(shí)例有酚醛樹脂、脲甲醛樹脂、密胺甲醛樹脂、丙烯酸化聚氨脂、丙烯酸化環(huán)氧化物、含烯鍵的不飽和化合物、具有側(cè)鏈α-β-不飽和羰基的氨基塑料衍生物，具有至少一個(gè)側(cè)鏈丙烯酸酯基的異氰脲酸酯衍生物，具有至少一個(gè)側(cè)鏈丙烯酸酯基的異氰酸酯衍生物、乙烯基醚、環(huán)氧樹脂，以及它們的混合物和組合物。丙烯酸酯這個(gè)詞包括丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯。
酚醛樹脂被廣泛用作磨料制品粘合劑，這是因?yàn)槠渚哂羞m宜的熱性質(zhì)、易得、成本較低、而且易于處理。有兩類酚醛樹脂，即酚醛樹脂A和酚醛清漆。前者的甲醛對(duì)苯酚的摩爾比至少為1∶1，一般為1.5∶1.0至3.0∶1.0。后者的甲醛對(duì)苯酚的摩爾比小于1∶1。酚醛樹脂商品例如有Occidental Chemicals Corp.出品的商標(biāo)為“Durez″和“Varcum″的產(chǎn)品；Monsanto公司出品的“Resinox”；Ash-land Chemical Co.的“Aerofene”和“Aerotap”。
丙烯酸化聚氨酯是末端帶有羥基的，NCO擴(kuò)展的聚酯或聚醚的二丙烯酸酯，其商品的例子有Morton Thiokol Chemical出品的“UVITHANE 782”，Radcure Specialties出品的“CMD6600”，“CMD8400”，“CMD8805”。
丙烯酸化環(huán)氧化物是環(huán)氧樹脂的二丙烯酸酯，例如雙酚A環(huán)氧樹脂的二丙烯酸酯。其商品的例子有Radure Specialities出品的“CMD3500”，“CMD3600”和“CMD3700”。
含有烯鍵的不飽和樹脂包括含碳、氫、氧，有時(shí)還含氮、鹵素的單體化合物和聚合物。氧原子或氮原子或這兩種原子通常存在于醚、酯、尿烷、酰胺和脲基團(tuán)中。含烯鍵的不飽和化合物宜用分子量小于4,000的，它們宜為由含有脂族-羥基或脂族多羥基的化合物與不飽和羧酸(如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、異巴豆酸、馬來(lái)酸等)反應(yīng)生成的酯。丙烯酸樹脂的代表性例子有甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇甲基烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、三丙烯酸三羥甲基丙酯、三丙烯酸甘油酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇甲基烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯。其它含烯鍵的不飽和樹脂包括單烯丙酯類、多烯丙酯和多甲基烯丙基的羧酸酯酰胺類，例如鄰苯二甲酸二烯丙酯、己二酸二烯丙酯和N，N-二烯丙基己二酰二胺。含氮的其它化合物還有三(2-丙烯酰氧乙基)異氰脲酸酯、1，3，5-三(2-甲基丙烯酰氧乙基)-S-三嗪、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基哌啶酮。
氨基塑料樹脂每個(gè)分子或低聚物具有至少一個(gè)側(cè)鏈(，(-不飽和羰基。這類材料的例子有N-(羥甲基)丙烯酰胺、N，N′-(氧聯(lián)二甲基)二丙烯酰胺、鄰和對(duì)丙烯酰氨甲基化酚、丙烯酰氨基甲基化酚醛清漆以及它們的組合。這些樹脂材料在其領(lǐng)域內(nèi)是已知的，其例子可參見美國(guó)專利4,903,440(Larson et al)和5,236,472(Kirk)。
具有至少一個(gè)側(cè)鏈丙烯酸酯基的異氰脲酸酯衍生物和具有至少一個(gè)側(cè)鏈丙烯酸酯基的異氰酸酯衍生物在美國(guó)專利4,652,274(Beottcher et al.)中有敘述。較佳的的異氰脲酸酯材料是三(羥乙基)異氰脲酸酯的三丙烯酸酯。
環(huán)氧樹脂具有一個(gè)環(huán)氧乙烷，藉開環(huán)作用而聚合。這種環(huán)氧化物樹脂包括單體環(huán)氧樹脂和低聚物環(huán)氧樹脂。某些宜采用的環(huán)氧樹脂的例子有2，2-雙〔4-(2，3-環(huán)氧丙氧基)苯基丙烷〕(雙酚A的二縮水甘油酯)和Shell Chemical Co.出品的牌號(hào)為“Epon 828”、“Epon1004”和“Epon1001F”的產(chǎn)品，Dow ChemicalCo.出品的“DER-331”、“DER-332”和“DER-334”。其它適用的環(huán)氧樹脂還有酚醛清漆的縮水甘油醚(如Dow Chemical Co.出品的“DEN-431”和“DEN-428”)。
本發(fā)明的環(huán)氧樹脂可通過加入一種合適的陽(yáng)離子固化劑的陽(yáng)離子機(jī)理進(jìn)行聚合。陽(yáng)離子固化劑產(chǎn)生一種酸源物質(zhì)引發(fā)環(huán)氧樹脂的聚合。這些陽(yáng)離子固化劑可包括一種具有鎓陽(yáng)離子和含鹵素的金屬或準(zhǔn)金屬配合陰離子的鹽。其它陽(yáng)離子固化劑包括一種具有有機(jī)金屬配合陽(yáng)離子和含鹵素的金屬或準(zhǔn)金屬配合陰離子的鹽。這種固化劑在該領(lǐng)域內(nèi)是已知的，在美國(guó)專利4,751,138(Tumey etal)(特別是在第6欄第65行至第9欄第45行)中有所例證。在本技術(shù)中已知的另外的例子是有機(jī)金屬鹽和鎓鹽，在美國(guó)專利4,985,340(Palazzotto)(特別是在第4欄第65行至第14欄第50行)和歐洲專利申請(qǐng)306,161(Brown-Wens-ley et al.)及306,162(Palazzotto et al.)中均有例證。在本技術(shù)中已知的其它陽(yáng)離子固化劑包括有機(jī)金屬配合物的離子鹽，其中的金屬選自周期族類IV B、V B、VI B、VII B和VIII B族，在歐洲專利申請(qǐng)109,851(Palazzotto)中有敘述。
就自由基固化的樹脂而言，在有些情況下，磨粒漿料還最好含有一種自由基固化劑。但若采用電子束能源，則固化劑并不總是需要的，這是因?yàn)殡娮邮旧頃?huì)產(chǎn)生自由基。
自由基熱引發(fā)劑的例子包括過氧化物，例如過氧化苯甲酰、偶氮化合物、二苯酮類和醌類。對(duì)紫外或可見光能源，這種固化劑有時(shí)稱為光引發(fā)劑。在受紫外線光作用時(shí)能產(chǎn)生自由基源的引發(fā)劑包括(但不限于)有機(jī)過氧化物、偶氮化合物、醌類、二苯酮類、亞硝基化合物、丙烯基鹵、腙類、巰基化合物、吡喃化合物、三丙烯基咪唑、聯(lián)咪唑類、氯化烷基三嗪、苯偶姻醚類、苯偶酰縮酮類、噻噸酮類、乙酰苯衍生物以及它們的混合物。用于紫外線光輻射的較好的光引發(fā)劑是2，2-二甲氧基-1，2-二苯基-1-乙烯酮。關(guān)于受可見光作用能產(chǎn)生自由基源的引發(fā)劑例子可參見美國(guó)專利4,735,632(Oxman et al)。用于可見光的較好光引發(fā)劑是Ciba Geigy Corp.出品的“Irgacure 369”。添加劑用來(lái)制造磨料涂層的磨料漿料還可含有一些任選的添加劑，例如填料(包括助磨劑)、纖維、潤(rùn)滑劑、潤(rùn)濕劑、觸變性物質(zhì)、表面活性劑、顏料、染料、抗靜電劑、偶合劑、釋放劑、增塑劑、懸浮劑以及它們的混合物。這些物質(zhì)的用量以達(dá)到所需性質(zhì)為宜。采用這些物質(zhì)可能影響磨料復(fù)合體的耐腐蝕性。有時(shí)是有意地加入某種添加劑使磨料復(fù)合體更易受磨蝕，以除去已變鈍的磨粒，從而將新的磨粒露出。
填料這個(gè)術(shù)語(yǔ)還包括那些在研磨工業(yè)中稱為助磨劑的物質(zhì)。助磨劑定義為一種顆粒物質(zhì)，其加入對(duì)于研磨的化學(xué)與物理過程有顯著的影響而改善研磨性能。助磨劑化學(xué)類別的例子包括蠟、有機(jī)鹵化物、鹵化物鹽、金屬及其合金。有機(jī)鹵化物在研磨過程中一般會(huì)分解，釋放出一種鹵酸或氣態(tài)鹵化物。這類物質(zhì)的例子有氯化蠟，如四氯萘、五氯萘和聚氯乙烯。鹵化物鹽的例子包括氯化鈉、鉀冰晶石、鈉冰晶石、銨冰晶石、四氟硼酸鉀、四氟硼酸鈉、四氟化硅、氯化鉀、氯化鎂。金屬的例子如錫、鉛、鉍、鈷、銻、鎘、鐵、鈦。其它的雜類助磨劑有硫、有機(jī)硫化物、石墨和金屬硫化物。
抗靜電劑的例子包括石墨、炭黑、氧化釩、濕潤(rùn)劑等。這些抗靜電劑在該技術(shù)內(nèi)是已知的，在美國(guó)專利5,061,294(Harmer et al)、5,137,542(Buchanan etal.)和5,203,884(Buchanan et al.)中有例證。
偶合劑可在粘合劑前體與填料顆?；蚰チ项w粒之間提供偶合橋梁的作用。加入偶合劑后能顯著減少用來(lái)形成磨料復(fù)合體的漿料的涂覆粘度。其例子有硅烷、鈦酸鹽和鋯鋁酸鹽。磨粒漿料中偶合劑的較佳含量為0.01到3％(重量)。
作為懸浮劑的一個(gè)例子是一種比表面積小于150平方米/克的非晶體的硅石顆粒，它可以是DeGussa Corp.出品的牌號(hào)為“OX-50”的產(chǎn)品。磨料復(fù)合體形狀每個(gè)磨料復(fù)合體具有相關(guān)的形狀。該形狀具有使一個(gè)磨料復(fù)合體與另一相鄰磨料復(fù)合體在一定程度上分開的表面或邊界。為了形成單個(gè)磨料復(fù)合體，形成磨料復(fù)合體形狀的一部分平面或邊界必需與另一個(gè)分開。該部分一般在上部。磨料復(fù)合體的下部或底部彼此毗鄰。如圖12A所示，相鄰的磨料復(fù)合體512在其頂部相互分開，在其底表面毗鄰?；蛘撸鐖D12B所示，相鄰的磨料復(fù)合體512也可在復(fù)合體的頂部和底表面處都完全分開，使得相鄰的磨料復(fù)合體512之間的留有間隔，在此，基片511之第一主表面516暴露出來(lái)。
磨料復(fù)合體形狀可為任何形狀，但最好是一個(gè)三維的幾何形狀，例如圓頂體、棱錐體、截?cái)嗟睦忮F體、棱柱體、可具有任何橫截面形狀(即圓形、正方形、矩形、三角形、八角形等)的柱體。最終所得的磨料制品可以具有不同的磨料復(fù)合體形狀。較佳的形狀是具有三個(gè)或四個(gè)側(cè)面的棱錐體，其中棱錐體粘接于基片的底面不計(jì)算在內(nèi)。該復(fù)合體的高度最好是橫過整個(gè)磨料制品上都是一致的，但也可以高度不同的復(fù)合體。
較好的是磨料復(fù)合體的形狀是精確的或預(yù)定的。這類精確的形狀如圖12A和12B所示。該磨料制品510包括有第一主表面516和第二主表面517的一基片511。第一主表面516上粘接著多個(gè)結(jié)構(gòu)化的磨料復(fù)合體512。該磨料制品512包括多個(gè)分散在粘合劑514中的磨粒513。在圖12A所示的實(shí)施例中，磨料復(fù)合體為棱錐形。限定棱錐形的平面或邊界515是尖的、輪廓分明的。這些限定清晰、尖平面或尖邊界515為磨料復(fù)合體512賦予了一個(gè)文中所述的“精確的形狀”。磨料復(fù)合體的形狀也可相對(duì)不精確、不規(guī)則或不完整。
該磨料復(fù)合體具有至少一個(gè)預(yù)定的形狀，并被設(shè)置在一個(gè)預(yù)定的陣列內(nèi)。通常預(yù)定的形狀是以一定的周期加以重復(fù)的。這種重復(fù)的形狀可以是在一個(gè)方向上的，或者較佳的是在兩個(gè)方向上。
為圖示目的，參見圖15，對(duì)這樣一種磨料復(fù)合體的構(gòu)造而言，磨料復(fù)合體612具有一邊界615。參見圖16，磨料復(fù)合體620包括一個(gè)具有多個(gè)磨料復(fù)合體622粘接其背面的背襯621。該磨料復(fù)合體包括多個(gè)分散在粘合劑624中的磨粒623。在本發(fā)明的這一方面，相鄰的復(fù)合體之間有開放的間隔625。在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以有這樣的磨料復(fù)合體的組合，即，粘接于一背襯的磨料復(fù)合體中有一些是相毗連的，而另一些則是互相之間有間隔的。
在有些場(chǎng)合，例如對(duì)棱錐形的非圓柱形復(fù)合體而言，形成其形狀之側(cè)面的邊界是一些平面。對(duì)于具有多個(gè)平面的這些形狀而言，它至少有四個(gè)平面(包括三個(gè)側(cè)面和底面)。某形體的平面數(shù)目隨其所需的幾何形狀而異，例如其數(shù)量可為4至20個(gè)以上。一般為4到10個(gè)平面，最好為4到6個(gè)平面。這些平面相交，形成了所需的形體，這些平面的交角如何決定了其形狀尺寸。參見圖15，磨料復(fù)合體612的界面是平面的。側(cè)面615a和615b以角度γ相交，而橫截面615c則面對(duì)觀察者，與頁(yè)面共平面。
圖15-17所示的實(shí)施例的一個(gè)方面在于，在同一陣列的磨料復(fù)合體中，至少有一個(gè)磨料復(fù)合體具有與另一個(gè)磨料復(fù)合體不同的尺寸。這不同的尺寸較好的是在至少一對(duì)相鄰的復(fù)合體之間，更好的是，在磨料制品表面上的每一對(duì)相鄰的復(fù)合體之間。所謂“每一對(duì)”相鄰復(fù)合體這一詞意指磨料制品表面上的任一復(fù)合體相對(duì)于其相鄰復(fù)合體都是成對(duì)的。一般說(shuō)來(lái)，相鄰的成對(duì)復(fù)合體中至少有10％的相互之間有不同的尺寸，較好的至少有30％，更好的至少有50％。最好的則是基本上100％磨料復(fù)合體都與其各自成對(duì)相鄰的磨料復(fù)合體在尺寸上有所不同。在磨料復(fù)合體之間尺寸不同，即是成對(duì)的相鄰磨料復(fù)合體之間尺寸不同，這造成的結(jié)果就是該磨料制品在被研磨或精細(xì)加工的工件表面上可產(chǎn)生相對(duì)較好的表面光潔程度。由于相鄰磨料復(fù)合體在尺寸上不同，由形狀精確的磨料復(fù)合體在工件表面上產(chǎn)生劃紋的可能性即減小。一般說(shuō)來(lái)，若有不同尺寸相鄰復(fù)合體的成對(duì)磨料復(fù)合體少于10％，則本發(fā)明意圖在提高磨削速率和表面光潔程度的同時(shí)也要降低劃紋這一目標(biāo)就不能滿意地實(shí)現(xiàn)。一般，具有不同尺寸的相鄰磨料復(fù)合體的成對(duì)數(shù)量的選擇，應(yīng)務(wù)使劃紋現(xiàn)象降至最小。這種成對(duì)數(shù)量占總磨料復(fù)合體的百分比視許多因素而定，如工件類型、研磨時(shí)的界面壓力、磨料制品的轉(zhuǎn)速以及其它類型的研磨條件。
更一般地說(shuō)，本發(fā)明的磨料復(fù)合體可為任何方便的形狀，但最好是三維的規(guī)則幾何體形狀，如立方形、棱柱形(如三角，四角，六角等)、圓錐形、截頭圓錐形(平頂)、圓柱形、棱錐形、截頭棱錐形(平頂)等。相鄰磨料復(fù)合體的幾何形狀可以不同，例如，可以是棱錐體與棱柱體相鄰，以形成所需的之間的尺寸上的差異。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，磨料復(fù)合體的形狀例如為棱錐體的形狀，均具有相同的高度(由背襯表面量起)，其范圍為50到1020微米。
一較佳的幾何形狀是棱錐形，此棱錐可以是四或五個(gè)側(cè)面(包括底面)的棱錐。在一個(gè)實(shí)施方案中，所有磨料復(fù)合體均為棱錐形。更好的是，相鄰棱錐形復(fù)合體之間的尺寸差異是通過改變其一個(gè)側(cè)面與相鄰棱錐中的基片之間的角度而達(dá)成的。例如，如圖15所示的相鄰棱錐形復(fù)合體的側(cè)面所形成的角度α和β是互相不同的，并各自在0°和90°之間(不包括0°和90°)取不同的值。較好的是，在棱錐形復(fù)合體的側(cè)面和垂直通過相應(yīng)側(cè)面與背襯的交點(diǎn)的假想平面617(圖1)之間的夾角α或β應(yīng)大于或等于8°，但小于或等于45°。從實(shí)際觀點(diǎn)看，若該角小于8°，會(huì)使固化的復(fù)合體從生產(chǎn)工具上脫開有較大的困難。另一方面，若該角大于45°，會(huì)不恰當(dāng)?shù)卦龃笙噜從チ蠌?fù)合體之間的空隙，以致在背襯面積上所提供的研磨表面積不充分。
較為理想的是，角度α和β應(yīng)各在0°至90°的范圍內(nèi)，并且其差別至少為約1°，最好差至少約5°。
還有較為理想的是，所形成的棱錐形磨料復(fù)合體中，每個(gè)棱錐體的兩個(gè)側(cè)面在其截面圖上每個(gè)棱錐體頂點(diǎn)相交形成的材料內(nèi)角γ(見圖15)宜大于或等于25°，且小于或等于90℃。下限25°可以是個(gè)實(shí)際下限，因?yàn)橛盟龅臐{料和模具成型的方法，要形成頂角很尖銳(小于25°)的磨料復(fù)合體是很困難的。為了充分實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的好處，關(guān)于材料內(nèi)角γ的這個(gè)限制條件應(yīng)與前述的限制條件結(jié)合起來(lái)采用，該前述的限制條件是指相鄰復(fù)合體之間的夾角α和β應(yīng)該是不同的，而且是在0°和90°之間選取。
而且，在任何單個(gè)的磨料復(fù)合體中，其本身的不同表面與背襯表面所成的角度無(wú)需相同。例如，在一具有四個(gè)面(一個(gè)底面和三個(gè)側(cè)面)的棱錐體中，其第一、第二和第三側(cè)面與背襯表面之間的角度可以彼此不同。自然，側(cè)面相互之間相交所形成的角度也可以隨著側(cè)面和背襯之間夾角的變化而變化。
在有些場(chǎng)合，需要使所有的復(fù)合體都具有相同的幾何形狀和高度。這個(gè)高度系指該磨料制品使用之前磨料復(fù)合體由背襯表面量至其最外端點(diǎn)的距離。若高度和形狀相同，則側(cè)面之間的夾角宜不同。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，較為有利的是設(shè)置等高的棱錐形復(fù)合體(四個(gè)側(cè)面加一個(gè)底面)，其高度可以是例如355mm(0.014in)。這樣的棱錐形復(fù)合體陣列可以具有8°到45°的側(cè)面角(圖15中的α和β)，以及至少為25°的材料內(nèi)角，其底面的寬度可以是從157到711微米0.0062到0.028in)。還發(fā)現(xiàn)，除了上述以外，側(cè)面角(圖15中的α或β)為15°到45°，材料內(nèi)角至少為60°，底面寬度為411到711mm(0.0162到0.028in)也是較為有利的。制造該結(jié)構(gòu)化磨料制品的方法制造磨料涂層的第一步是制備磨粒漿料。磨粒漿料的制法是用任何適當(dāng)?shù)幕旌戏椒▽⒄澈蟿┣绑w、磨粒與任選的添加劑加以混和?；旌图夹g(shù)的實(shí)例包括有低剪切和高剪切混合，以用后者為宜。也可在混和步驟中結(jié)合使用超聲波，以降低磨粒漿料的粘度。磨粒一般是逐步加入粘合劑前體中?；旌线^程中若采用抽真空，則可使磨粒漿料中產(chǎn)生的氣泡量減至最小。在某些情況下，最好將漿料加熱至一定的溫度以降低其粘度。例如，漿料可以被加熱到約30到70℃。然而，漿料的溫度也應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)募右赃x擇，以不對(duì)其所施加的基片產(chǎn)生不良影響。磨粒漿料應(yīng)具有涂覆良好的流變性能，使磨粒與其它填料在漿料中不致產(chǎn)生沉積，這一點(diǎn)是很重要的。
有兩種主要的方法可以用來(lái)制造本發(fā)明的磨料涂層。第一種方法通常能產(chǎn)生具有精確形狀的磨料復(fù)合體。為了獲得精確的形狀，當(dāng)磨粒漿料處在生產(chǎn)工具的模腔中時(shí)，粘合劑前體應(yīng)至少部分地固化或膠凝。第二種方法通常形成具有不規(guī)則形狀的磨料復(fù)合體。在第二中方法中，磨粒漿料被涂覆到生產(chǎn)工具的模腔內(nèi)，以產(chǎn)生磨料復(fù)合體。但是，磨粒漿料在粘合劑前體固化或凝固之前便從生產(chǎn)工具上移開。此后，粘合劑前體固化或凝固。由于粘合劑前體在生產(chǎn)工具的模腔內(nèi)并未固化，所以導(dǎo)致磨粒漿料流動(dòng)，并且破壞了磨料復(fù)合體的形狀。
對(duì)這兩種方法而言，若采用熱固性粘合劑前體，可采用熱能或輻射能作為能源，這取決于粘合劑前體的化學(xué)組成。對(duì)于這兩種方法，若采用熱塑性粘合劑前體，應(yīng)將其冷卻直至固化，以形成磨料復(fù)合體。
圖13中示意性地示出了一種制造磨料制品的設(shè)備。生產(chǎn)工具511是一帶狀型式，它具有兩個(gè)主表面和兩個(gè)端部。具有一第一主表面512和第二主表面513的一基片512離開一退繞工位515。同時(shí)，生產(chǎn)工具511也離開退繞工位516?；牡诙鞅砻?14上具有如上所述的諸扣接柱。為了清楚起見，圖13-14中省略了這些扣接柱。在涂覆工位518處，生產(chǎn)工具511之接觸表面517被涂覆上磨粒和粘合劑前體的混合物。在涂覆步驟之前，該混合物可以被加熱以降低粘度。涂覆工位518可以包括任何傳統(tǒng)的涂覆裝置，如刮刀式涂覆器、落模式涂覆器、幕簾式涂覆器、真空模涂覆器、擠壓模涂覆器等。在生產(chǎn)工具511之接觸表面517被涂覆之后，基片512和生產(chǎn)工具511被拉到一起，使得所述混合物潤(rùn)濕基片512的第一主表面513。在圖13中，該混合物通過一軋輥520而被強(qiáng)制地和基片512相接觸，該軋輥還使得生產(chǎn)工具/混合物/背襯之構(gòu)造抵住一支承滾筒522。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對(duì)軋輥施加45磅的力是適用的，但實(shí)際上這個(gè)力的大小要視本技術(shù)領(lǐng)域中習(xí)知的幾種因素而定。接著，再由一輻射源524將足夠的能量透過生產(chǎn)工具511的背面525傳遞給所述混合物，以便至少部分地固化粘合劑前體，從而形成一個(gè)具有一定形狀的、可處理的結(jié)構(gòu)526。接著，生產(chǎn)工具511和該成形的且可處理的結(jié)構(gòu)526在輥?zhàn)?27處分開。在剛剛經(jīng)過輥?zhàn)?27的地方，該成形的且可處理的結(jié)構(gòu)526和生產(chǎn)工具511之間的夾角(最好是較陡的(例如超過30°)，以使成形的且可處理的結(jié)構(gòu)526和生產(chǎn)工具511清楚地分開。生產(chǎn)工具511再包繞到一心軸528上，以使它能重新使用。成形且可處理的結(jié)構(gòu)526包繞到心軸530上。如果粘合劑前體沒有完全固化，可以再使其暴露在一附加的能源下，例如一熱能源或是一附加的輻射源，使它完全固化，以形成涂覆式的磨料制品?；蛘撸部梢圆皇褂酶郊拥哪茉?，最終完全固化形成涂覆式磨料制品。文中所述的“完全固化”等等短語(yǔ)意味著粘合劑前體充分地固化，其最終產(chǎn)品可以充當(dāng)一磨料制品，例如一涂覆式磨料制品。
磨料制品形成之后，它可在轉(zhuǎn)換之前被撓曲和/或濕化。磨料制品在使用以前可以被轉(zhuǎn)換成任何所需的形式，如錐形、環(huán)形帶、片材、圓盤等。
圖14示出了制備磨料制品另一種方法的設(shè)備540。在該設(shè)備中，混合物是涂覆到基片上，而不是涂覆到生產(chǎn)工具上。在該設(shè)備中，生產(chǎn)工具541是一個(gè)具有一前表面和一后表面的環(huán)形帶。具有第一主表面544和第二主表面543的一基片542離開退繞工位545?；牡谝恢鞅砻?44在一涂覆工位546處被涂上磨粒和粘合劑前體的混合物。該混合物由一個(gè)軋輥548而被強(qiáng)制地抵住生產(chǎn)工具541的接觸表面547，該軋輥還使得模具/混合物/背襯構(gòu)造抵住一支承滾筒550，以使混合物潤(rùn)濕生產(chǎn)工具541的接觸表面547。生產(chǎn)工具541是由包覆在三個(gè)旋轉(zhuǎn)的滾軸552、554和556上的傳動(dòng)件加以驅(qū)動(dòng)的。接著，再將能量，最好是輻射能量透過生產(chǎn)工具541的背面557而傳遞給所述混合物，以至少部分地固化粘合劑前體。那里可以設(shè)置一個(gè)輻射能源558。還可以設(shè)置一第二輻射能源560。這些能源可以是相同的型式，也可以不同。粘合劑前體至少部分地固化以后，成形的、可處理的結(jié)構(gòu)562和生產(chǎn)工具541分開，并且卷繞在一個(gè)滾軸564上。生產(chǎn)工具511成形的且可處理的結(jié)構(gòu)526是在輥?zhàn)?65處分開的。在剛剛經(jīng)過輥?zhàn)?65的地方，成形的、且可處理的結(jié)構(gòu)562和生產(chǎn)工具541之間的夾角(最好是較陡的(例如超過30°)，以使成形的且可處理的結(jié)構(gòu)562和生產(chǎn)工具541清楚地分開。如果粘合劑前體沒有完全固化，可以再使其暴露在另一附加的能源下，例如一熱能源或是一附加的輻射源，使其完全固化，以形成涂覆式的磨料制品。或者，也可以不使用附加的能源，最終完全固化，形成涂覆式磨料制品。
磨料制品形成之后，它可在轉(zhuǎn)換之前被撓曲和/或濕化。磨料制品在使用以前可以被轉(zhuǎn)換成任何所需的形式，如錐形、環(huán)形帶、片材、圓盤等。
在這兩個(gè)實(shí)施例中，最好是在生產(chǎn)工具的接觸表面和背襯的前表面之間經(jīng)常是完全充滿磨粒和粘合劑前體的混合物。
在上述實(shí)施例中，在向基片涂覆結(jié)構(gòu)化的磨料復(fù)合體之前，該基片已經(jīng)是一種其表面上有諸扣接柱的完成了的元件。本發(fā)明還構(gòu)思出，涂覆工藝可以和以上所述的在基片上設(shè)置諸扣接柱的工序同時(shí)，或接近同時(shí)地完成。例如，如圖19所示，一個(gè)具有多個(gè)扣接柱116的基片112基本上是按照對(duì)應(yīng)于圖5的方法來(lái)設(shè)置的。擠壓器130將一流動(dòng)性材料擠壓到模具132上。模具132的表面布置了多個(gè)用來(lái)形成諸扣接柱116的模腔134。將足夠量的流動(dòng)性材料擠壓到模具132上，以同時(shí)形成基片112和扣接柱116。模具132是旋轉(zhuǎn)的，而且和軋輥520形成一軋點(diǎn)。同時(shí)，如相應(yīng)圖13所描述的方法那樣，生產(chǎn)工具511離開退繞工位516。生產(chǎn)工具511的接觸表面517在涂覆工位518處被涂上磨粒和粘合劑前體的混合物。生產(chǎn)工具511和模具132上的流動(dòng)性材料相接觸，以使磨粒和粘合劑前體的混合物在基片112形成時(shí)對(duì)基片的第一主表面加以潤(rùn)濕。接著，從能源524來(lái)的能量透過生產(chǎn)工具511，至少部分地固化粘合劑前體。模具132上的流動(dòng)性材料也同時(shí)冷卻和凝固。帶有扣接柱116的基片112隨即和模具132分離，而磨料涂層已經(jīng)粘接在基片的第二主表面上?；?12接著再通過加熱板138加熱，以形成扣接柱116上的頭部。生產(chǎn)工具511從基片上分開并且再卷繞到卷取輥528上，而涂覆后的磨料制品則卷繞到卷取輥530上?；蛘?，當(dāng)帶有扣接柱的基片離開模具132之后，再使其和一產(chǎn)生工具相接觸，以如文中所述的那樣沉積結(jié)構(gòu)化的磨料復(fù)合體。
類似地，相應(yīng)圖7所描述的在一基片上形成諸扣接柱的方法也可以和在基片上形成結(jié)構(gòu)化磨料涂層的方法同時(shí)的，或接近同時(shí)的使用。如圖20所示，其中設(shè)置了一個(gè)具有第一主表面513和第二主表面514的基片512。擠壓器330將流動(dòng)性材料涂覆到一涂刷輥333上?？梢詫?duì)涂刷輥333設(shè)置一刮漿片341，以確保涂刷輥333內(nèi)諸模腔331有一個(gè)均勻的涂覆面，并且使涂刷輥表面上的材料量減至最小?；?12通過涂刷輥333和軋輥520之間形成的一個(gè)軋點(diǎn)。諸模腔將流動(dòng)材料沉積在基片512的第二主表面514上。同時(shí)生產(chǎn)工具511離開退繞輥516，其接觸表面517在涂覆工位518處被涂上磨粒和粘合劑前體混合物。生產(chǎn)工具511還經(jīng)過了涂刷輥333和軋輥520之間的軋點(diǎn)，從而使得磨粒和粘合劑混合物與基片512的第一主表面513相接觸，而同時(shí)基片512的第二主表面514則和涂刷輥333的表面相接觸。能源524提供了能量，以至少部分地固化粘合劑?；瑥耐克⑤?33上分開，流動(dòng)性材料通常是在基片和涂刷輥之間以一線狀的形式延伸，以使其能被一切斷設(shè)備345切斷?？梢杂靡豢諝饬?51來(lái)改變諸扣接柱的結(jié)構(gòu)特征，并且使扣接柱按一定的方向來(lái)取向。與上述不同的是，磨料涂層也可以是在基片離開涂刷輥333后才施加到基片上。
在一較佳的實(shí)施方法中，輻射的能量是透過生產(chǎn)工具直接引入混合物的。因而制造生產(chǎn)工具的材料最好是不吸收很多的能量，或者是不受輻射能源的不良影響。例如，若使用電子束能量，生產(chǎn)工具就不能由纖維素材料制成，因?yàn)殡娮訒?huì)降低纖維素的品質(zhì)。若使用紫外線光輻射或可見光輻射，則生產(chǎn)工具材料應(yīng)該分別能夠透過足夠的紫外線光和可見光，以達(dá)到讓人滿意的固化水平。
生產(chǎn)工具應(yīng)該以一定的速度來(lái)加以操作，這一速度應(yīng)該能足夠避免輻射源對(duì)生產(chǎn)工具的分解衰變的不利影響。對(duì)輻射源相對(duì)有較高抵抗分解能力的生產(chǎn)工具能在一相對(duì)較低的速度下加以操作；對(duì)輻射源相對(duì)抵抗分解能力較弱的生產(chǎn)工具可以在一相對(duì)較高的速度下加以操作。簡(jiǎn)言之，較合適的生產(chǎn)工具的生產(chǎn)工具速度取決于其制造材料。粘接有復(fù)合磨料的基片應(yīng)該是以和生產(chǎn)工具相同的速度加以操作的。應(yīng)該對(duì)速度以及溫度和張力之類其它的參數(shù)加以選擇，以避免對(duì)基片和生產(chǎn)工具產(chǎn)生不良影響。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)基片速度為9.1到18.3m/min(30到60ft/min)時(shí)是較為有利的，但也可以考慮其它的速度，包括至少30m/min(100ft/min)的速度。
根據(jù)上述方法生產(chǎn)磨料制品的一較佳實(shí)施例可參見圖12A所示。磨料制品510包括一具第一主表面516和第二主表面517的基片511。第二主表面517上具有多個(gè)突伸的扣接柱518。諸扣接柱518可以是已述實(shí)施例中任何一種型式，更好的是大致如圖2b和2c所示的模樣?；?11的第一主表面上粘附著結(jié)構(gòu)化的磨料復(fù)合體512。復(fù)合體512包括分散在粘合劑514中的諸磨粒。表面515限定了如上提及的復(fù)合體512的精確形狀。如圖12A所示，復(fù)合體512在其底面上是彼此鄰接的。如圖12B所示，復(fù)合體512在其底面上是分開的。一個(gè)磨料制品可以具有全部在底面上鄰接的復(fù)合體或是全部不在底面上鄰接的復(fù)合體，或者也可以是既有鄰接也有分開的復(fù)合體512的混合型式。該實(shí)施例的磨料復(fù)合體被示意成彼此相同的形式。這些復(fù)合體也可以如圖15和16中所示的那樣具有不同的高度和形狀?；蛘?，磨料復(fù)合體也可以如上所述的具有相同的高度和不同的形狀。生產(chǎn)工具生產(chǎn)工具包括多個(gè)模腔。這些模腔的形狀基本上和磨料復(fù)合體的形狀相反，故而能形成磨料復(fù)合體。這些模腔可以是任何幾何形狀、例如一圓頂形、棱錐形、截頭棱錐形、棱柱形、具有任何截面形狀的柱形(即圓形、正方形、矩形、三角形、八角形等)的相反形狀?？梢詫?duì)模腔的尺寸加以選擇，以達(dá)到所需的每平方英寸上的磨料復(fù)合體的數(shù)量。這些模腔可以是以相鄰模腔間有間隔的點(diǎn)狀形式出現(xiàn)，或者是可以是一個(gè)接一個(gè)相互鄰接的。模腔宜為相互鄰接的形式。此外，可以對(duì)模腔的形狀加以選擇，以使磨料復(fù)合體遠(yuǎn)離基片處的表面積較小。生產(chǎn)工具可以是由金屬(例如鎳)、合金或塑料制成的。生產(chǎn)工具還可以有脫模涂層，以助于磨料制品從生產(chǎn)工具上脫開。該種脫模涂層的例子有硅酮和含氟化合物。
還希望能對(duì)生產(chǎn)工具加以選擇，以使用來(lái)固化粘合劑的輻射能量能透過生產(chǎn)工具傳遞。或者，粘附著磨料復(fù)合體的基片可以使輻射能量透過。當(dāng)輻射的能量透過生產(chǎn)工具而傳遞時(shí)，由于不需要輻射能穿過基片，故可使用吸收輻射能的基片。
Spurgeon et al.提出了一種較佳的生產(chǎn)工具。該生產(chǎn)工具可以是帶(如環(huán)形帶)、片材、連續(xù)片材或輻材、涂覆輥、裝在一涂覆輥上的套筒、金屬模等型式。與該混合物相接觸的生產(chǎn)工具表面在文中被稱為“接觸表面”。如果生產(chǎn)工具是帶、片材、輻板或套筒的型式，它就有一個(gè)接觸表面和一個(gè)非接觸表面。如果生產(chǎn)工具是一輥?zhàn)拥男褪剑椭痪哂幸粋€(gè)接觸表面。用本發(fā)明的方法形成的磨料制品的外形具有一個(gè)和生產(chǎn)工具之接觸表面的構(gòu)造相反的形狀。
用來(lái)構(gòu)成生產(chǎn)工具的熱塑性材料包括聚酯、聚碳酸酯、聚(醚砜)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚氨酯、聚氯乙烯、聚烯烴、聚苯乙烯或是它們的組合。熱塑性的材料可以包括諸如增塑劑、自由基凈化劑或穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧劑和紫外線光輻射吸收劑之類的添加劑。這些材料對(duì)紫外線光和可見光而言都是透明的。圖18中示出了一種類型的生產(chǎn)工具。該生產(chǎn)工具570包括兩個(gè)層571和572。層571的表面是相對(duì)平而且光滑的。層572的表面具有一定的模樣。層571具有很高的抗熱性和強(qiáng)度。適于制造層571的材料包括聚碳酸酯和聚酯。層572的表面能較低。低表面能的材料便于磨料制品從生產(chǎn)工具中脫出。適宜于制造層572的材料例如有聚丙烯和聚乙烯。在一些用熱塑性材料制成的生產(chǎn)工具中，應(yīng)設(shè)定一個(gè)生產(chǎn)磨料制品的操作條件，以避免產(chǎn)生多余的熱量。如果產(chǎn)生了多余的熱量，就會(huì)使熱塑性生產(chǎn)工具變形或融化。有時(shí)，紫外線光會(huì)產(chǎn)生熱量。也應(yīng)該注意的是，一種僅由一個(gè)單層構(gòu)成的生產(chǎn)工具也是可行的，它也是在許多情況下所選用的工具。
可根據(jù)下述步驟來(lái)生產(chǎn)一熱塑性的生產(chǎn)工具。首選設(shè)置一個(gè)母模。該母模最好是由金屬(例如鎳)制成的。母?？梢酝ㄟ^任何普通的技術(shù)來(lái)制造，如蝕刻、滾銑、滾花、電成型、金剛石車削、激光加工等。如果生產(chǎn)工具的表面上需要有一定的模樣，母模表面上就應(yīng)該有與之相反形狀的母模。熱塑性的材料可以通過母模壓制而形成一定的模樣?？梢栽跓崴苄圆牧咸幵诹鲃?dòng)狀態(tài)時(shí)對(duì)其進(jìn)行模壓。模壓之后，讓熱塑性材料冷卻，以使其凝固。
生產(chǎn)工具也可以由固化的熱固性樹脂來(lái)制造?？梢愿鶕?jù)下述步驟來(lái)制造由熱固性材料制成的生產(chǎn)工具。先對(duì)上述型式的母模施加一非固化的熱固性樹脂。當(dāng)非固化的熱固性樹脂在母模表面上時(shí)，可以固化或加熱使其聚合，從而使材料具有和母模表面模樣相反的形狀。接著，再將固化的熱固性樹脂從母模的表面移開。生產(chǎn)工具可以由一種可輻射固化的樹脂制成，如丙烯酸酯化氨基甲酸乙酯齊聚物。用輻射固化的樹脂制造的生產(chǎn)工具是和用熱塑性樹脂制造的生產(chǎn)工具采用同樣的方式制造的，只是其中的固化是藉輻射(例如紫外線光輻射)完成的。
可以用下述方法來(lái)制備一種特別有用的生產(chǎn)工具。將一個(gè)鎳制母模前面朝上地置于一平面上，該母模具有一個(gè)平的背面和一個(gè)與生產(chǎn)工具上所需表面外形相反的前面。圍繞母模的邊緣設(shè)置了一個(gè)宜由長(zhǎng)度為1/4英寸的方鋼形成的防護(hù)物，該防護(hù)物將母模的前表面圈繞起來(lái)。所述防護(hù)物是用“3M Express”的乙烯基聚硅氧烷(3M公司出品)之類的壓粘材料粘接到母模上的。可根據(jù)生產(chǎn)者的建議，對(duì)一種高彈體(Dow Corning Corporation出品的“Sylgard#184″)進(jìn)行催化，接著再將其注入母模的前表面，注入的量要能足夠產(chǎn)生一個(gè)厚度為1/16英寸到1/8英寸的層。將該組合體在室溫下置放8小時(shí)，以使氣泡散失并形成一膠凝體。再將該組合體移到一個(gè)爐子中，在49℃的溫度下保持24小時(shí)，從而使高彈體的形狀固定下來(lái)。在204℃的溫度下對(duì)高彈體進(jìn)行4小時(shí)的固化，可以賦予高彈體最高的機(jī)械強(qiáng)度。冷卻之后，彈性體的生產(chǎn)工具與母模分開，再修飾生產(chǎn)工具的邊緣。接著，就可以根據(jù)本發(fā)明的方法，用該制得的彈性體的生產(chǎn)工具來(lái)制造磨料制品。
生產(chǎn)工具的接觸表面上也可以含有脫模涂層，以便于磨料制品從生產(chǎn)工具上脫開。脫模涂層可以包括硅酮和含氟化合物。能源當(dāng)磨粒漿料含有熱固性粘合劑前體時(shí)，該粘合劑前體被固化或聚合。一般暴露于能源來(lái)引發(fā)聚合過程。能源的例子包括熱能和輻射能。所需的能量數(shù)量取決于幾個(gè)因素，諸如粘合劑前體的化學(xué)組成，磨粒漿料的尺寸，磨粒的類型和數(shù)量以及可任選加入的添加劑的類型和數(shù)量。對(duì)熱能，溫度可為約30到150℃，一般40°到120℃。時(shí)間可在從5分鐘至超過24小時(shí)范圍內(nèi)。輻射能包括電子束、紫外線光或可見光。電子束輻射又稱電離輻射，其使用能量水平可在約0.1到10兆拉德，最好約1到10兆拉德。紫外輻射是指波長(zhǎng)在約200到約400納米，最好在約250到400納米的非粒子輻射。宜用300到600瓦/英寸的紫外線光?？梢姽廨椛涫侵覆ㄩL(zhǎng)在約400到約800納米，最好在約400-約550納米的非粒子輻射。其它型式的能源包括紅外線的和微波的能源。例子30-33將通過下述的非限制性的例子來(lái)進(jìn)一步的描述本發(fā)明。這些例子中所有的部分、百分比、比例等除非另有所指，否則都是指重量而言。其中所用的縮寫含義如下ASF無(wú)定形硅石填料，如DeGussa公司出品的牌號(hào)為“OX-50”的產(chǎn)品；PH22-芐基-2-N，N-二甲氨基-1-(4-嗎啉代苯基)-1-丁酮，如Ciba Geigy Corp.出品的牌號(hào)為“Irgacure 369”的產(chǎn)品；SCA硅烷偶合劑，3-異丁烯氧丙基-三甲氧基硅烷，如Union Carbide公司出品的牌號(hào)為“A-174”的產(chǎn)品；TATHEIC三(羥乙基)異氰脲酸酯的三丙烯酸酯；TMPTA三丙烯酸三羥甲基丙酯；HAO熱處理的氧化鋁，如德國(guó)Gusler的H.C.Starck GmbH & Co.出品的P-240等級(jí)的產(chǎn)品；KBF4四氟硼酸甲酯，它是作為一種助磨劑使用的。
通常根據(jù)結(jié)合圖5所描述的實(shí)施例來(lái)形成一個(gè)基片，該基片的第二主表面上有整體成型的諸扣接柱。該基片包含一聚丙烯共聚樹脂，該種材料可以是德克薩斯州，休斯敦的Shell Chemical Company出品的SRD7-463型的產(chǎn)品。從基片表面量至扣接柱的頂端所得到的扣接柱的高度約為0.64mm(0.025in)。諸扣接柱最好是包括一個(gè)通常如圖2C所示的扣合部分，該部分從柱體上徑向延伸約0.13-0.18mm(0.005-0.007in)?；暮穸燃s為0.13mm(0.005in)。據(jù)認(rèn)為，較厚的基片能使得磨料制品更為耐用。
在施加磨料涂層之前，用已知的電暈放電的技術(shù)來(lái)處理背襯的第一主表面。進(jìn)行電暈處理時(shí)要使用兩個(gè)電極，并且在25℃下進(jìn)行工作?；碗姌O彼此間以6m/min的速度相對(duì)移動(dòng)，并且將1.7焦耳的能量傳遞給基片。在電暈處理之后約20小時(shí)，將磨料涂層施加到基片上。制造和施加磨料涂層的步驟下文利用Pieper et al.和Spurgeon et al.所教導(dǎo)的下列通用的的步驟來(lái)制造結(jié)構(gòu)化的磨料涂層。首先，通過將列在表2中的原材料完全地混和而制備磨粒漿料。其中所用的比例都是基于重量而言的。表2

用一個(gè)刮刀式涂覆器，以76微米的間隙(0.003in)將磨粒漿料涂覆到一具有棱錐形模樣的一生產(chǎn)工具上，以使生產(chǎn)工具的凹穴內(nèi)充滿了磨粒漿料。該生產(chǎn)工具是一個(gè)大致如圖13所示的、具有一第一端和一第二端的帶子。雖然對(duì)本發(fā)明而言并不是必須的，但是這里所述例子中還是如Hoopman et al.所教導(dǎo)的那樣，提供了一個(gè)棱錐形的模樣，其中沒有任何兩個(gè)相鄰的復(fù)合體具有同樣的形狀。這些355微米(0.014in)高的棱錐體具有四個(gè)側(cè)面(除了底面以外)，而且它們的底面各自緊挨地相鄰接。
接著，通過一軋輥和支承滾筒而使背面設(shè)置有扣接柱的基片壓抵生產(chǎn)工具，從而使磨粒漿料潤(rùn)濕基片的前表面。軋輥的溫度維持在55℃。支承滾筒和軋輥之間的壓力是45磅。設(shè)置有扣合裝置的基片受到了一個(gè)10磅的拉力，而生產(chǎn)工具則受到了一個(gè)15磅的拉力。
用Fusion Systems出品的2“D”燈泡產(chǎn)生輻射量為236W/cm(600W/in)的可見光和紫外線光，并使它們穿透生產(chǎn)工具而照射到磨粒漿料。因而，如Spur-geon所教導(dǎo)，應(yīng)該選用那些能透過足夠量的輻射能以固化粘合劑的生產(chǎn)工具。輻射能引發(fā)樹脂粘合劑的聚合作用，并導(dǎo)致磨粒漿料轉(zhuǎn)變成磨料復(fù)合體，并使磨料復(fù)合體粘附到基片上。表3中示了進(jìn)行涂覆和固化的各種例子。接著，再將磨料復(fù)合體結(jié)構(gòu)從生產(chǎn)工具上分離下來(lái)，以形成磨料制品。表3

測(cè)試步驟用上述的方法將結(jié)構(gòu)化的磨料涂覆到在其一側(cè)具有諸扣接柱的基片上。用上文所述的關(guān)于例子4-27的三種測(cè)試和評(píng)價(jià)的方法來(lái)對(duì)該結(jié)構(gòu)化的磨料制品進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估，只是對(duì)其中的第3級(jí)又進(jìn)行了細(xì)分，將其分成了有明顯輕微浮凸的3a級(jí)以及邊緣處明顯有脫離的3b級(jí)。如例子4-27所述的那樣，使用了Guilford Mills出品的牌號(hào)為19073的針織尼龍纖維的毛圈材料，將結(jié)構(gòu)化的磨料制品連接于一支承墊板。其結(jié)果如下用方式1，能達(dá)到5級(jí)；用方式2，能達(dá)到5級(jí)；用方式3，能達(dá)到3a級(jí)。這一測(cè)試結(jié)果說(shuō)明磨料復(fù)合體和基片之間的粘接強(qiáng)度是足夠的，這樣一種磨料制品能夠適用于研磨的場(chǎng)合。
對(duì)這種結(jié)構(gòu)化的磨料制品的樣品還進(jìn)行了如下測(cè)試。用一種在刷有涂料的面板上工作的National Detroit DA磨光機(jī)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)的打磨。該結(jié)構(gòu)化的磨料制品在一分鐘內(nèi)平均去除0.69克的涂料，在三分鐘內(nèi)平均去除1.9克的涂料。在測(cè)試過程中，基片上的磨料復(fù)合體幾乎沒有脫落或膠層的跡象。這些結(jié)果也說(shuō)明磨料復(fù)合體和基片之間的粘接強(qiáng)度是足夠的，這樣一種磨料制品能夠適用于研磨的場(chǎng)合。
如下所述，還對(duì)樣品進(jìn)行所謂的Scheifer的測(cè)試。Scheifer測(cè)試是用一10cm(4in)的研磨盤在一個(gè)纖維素乙酸-丁酸酯(CAB)毛圈形工件上運(yùn)行。研磨盤的旋轉(zhuǎn)速度以及方向均和工件相同，但是它被置于偏離工件中心的地方。在打磨過程中，用10磅的力使研磨盤保持在工件上方。當(dāng)研磨盤轉(zhuǎn)過500回轉(zhuǎn)之后，確定工件被磨削的量及其表面光潔程度。在對(duì)三個(gè)樣品進(jìn)行了這樣的測(cè)試之后，發(fā)現(xiàn)在每次試驗(yàn)中工件被平均磨削掉0.243克。而且，幾乎沒有或完全沒有觀察到磨料復(fù)合體與基片的脫落。這些測(cè)試結(jié)果再次說(shuō)明磨料復(fù)合體和基片之間的粘接強(qiáng)度是足夠的，這樣一種磨料制品能夠適用于研磨的場(chǎng)合。
以上已經(jīng)結(jié)合幾個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。但是本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員在不偏離本發(fā)明實(shí)質(zhì)的前提下仍可以作出種種變化。例如，可以在柱體底部周圍的區(qū)域內(nèi)施加一層粘合劑，以進(jìn)一步地加強(qiáng)磨料制品和一相對(duì)表面的接合。因而，本發(fā)明的范圍并不限于所描述的結(jié)構(gòu)，其保護(hù)范圍應(yīng)該由所附權(quán)利要求中的結(jié)構(gòu)及其等價(jià)的結(jié)構(gòu)來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種能可釋放地粘附于一具接合結(jié)構(gòu)的相對(duì)表面的磨料制品，包括a)一具第一和第二主表面的基片；b)設(shè)置在所述第一表面上的研磨裝置；以及c)設(shè)置在第二表面上并自所述第二表面突伸的多個(gè)扣接柱，每個(gè)所述扣接柱包括用來(lái)和所述接合結(jié)構(gòu)扣合的裝置，以將磨料制品可釋放地粘附于所述相配表面。
2.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，所述扣合裝置至少包括形成在每個(gè)扣接柱上的一個(gè)頭部。
3.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，所述扣合裝置包括具有不超過約90度末端傾斜角的諸扣接柱。
4.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，所述扣接柱在沿著平行于基片方向截得的橫截面積，從扣接柱靠近基片那一端到離基片最遠(yuǎn)的那一端逐漸減小。
5.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，所述扣接柱在沿著平行于基片方向截得的橫截面積，沿扣接柱的整個(gè)長(zhǎng)度方向上是不變的。
6.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，所述扣接柱的中心軸線和第二主表面的夾角不超過90度。
7.如權(quán)利要求4所述的磨料制品，其特征在于，所述扣接柱的中軸線和第二主表面的夾角約為90度。
8.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，所述扣接柱的長(zhǎng)度約為0.05到2.6mm之間。
9.如權(quán)利要求6所述的磨料制品，其特征在于，所述扣接柱的長(zhǎng)度約為0.05到2.6mm之間。
10.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，所述扣接柱至少有一部分是由有機(jī)聚合材料制成的。
11.如權(quán)利要求10所述的磨料制品，其特征在于，所述的有機(jī)聚合材料是熱塑性材料。
12.如權(quán)利要求10所述的磨料制品，其特征在于，所述的有機(jī)聚合材料是熱固性材料。
13.如權(quán)利要求10所述的磨料制品，其特征在于，所述的有機(jī)聚合材料還可以包括從填料、纖維、抗靜電劑、潤(rùn)滑劑、潤(rùn)濕劑、表面活化劑、顏料、染料、偶合劑、增塑劑和懸浮劑組成的組中選擇的一種添加劑。
14.如權(quán)利要求11所述的磨料制品，其特征在于，所述熱塑性材料是從聚氨酯、聚酰胺、聚烯烴、聚酯以及它們的組合所組成的組中加以選擇的。
15.如權(quán)利要求11所述的磨料制品，其特征在于，所述熱塑性材料是一種從聚乙烯和聚丙烯組成的組中加以選擇的聚烯烴。
16.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，每個(gè)所述扣接柱在通常平行于基片的方向上截得的橫截面形狀是從圓形、橢圓形、多邊形、多葉形所組成的組中加以選擇的。
17.如權(quán)利要求16所述的磨料制品，其特征在于，所述諸扣接柱是實(shí)心的。
18.如權(quán)利要求16所述的磨料制品，其特征在于，所述諸扣接柱是空心的。
19.如權(quán)利要求2所述的磨料制品，其特征在于，每個(gè)所述頭部的長(zhǎng)度約為0.05到1.1mm之間。
20.如權(quán)利要求19所述的磨料制品，其特征在于，每個(gè)所述頭部的長(zhǎng)度約為0.1到0.5mm之間。
21.如權(quán)利要求2所述的磨料制品，其特征在于，所述頭部的直徑至少比所述柱體大0.05mm。
22.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，每個(gè)所述頭部在通常平行于基片的方向上截得的橫截面積，從每個(gè)柱體的末端開始先是增大而后再減小。
23.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，每個(gè)所述頭部在通常平行于基片的方向上截得的橫截面積是保持不變的。
24.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，每個(gè)所述頭部在通常平行于基片的方向上截得的橫截面積，從每個(gè)柱體的末端開始逐漸減小。
25.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，每個(gè)所述頭部在通常平行于基片的方向上截得的橫截面積，從每個(gè)柱體的末端開始逐漸增大。
26.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，所述磨料制品在每平方厘米上包括了約8到310個(gè)帶頭部的扣接柱。
27.如權(quán)利要求2所述的磨料制品，其特征在于，所述頭部在所述柱體上是中心對(duì)稱的。
28.如權(quán)利要求2所述的磨料制品，其特征在于，所述頭部在所述柱體上不是中心對(duì)稱的。
29.如權(quán)利要求28所述的磨料制品，其特征在于，所述頭部相對(duì)于其所在扣接柱的位置是任意的。
30.如權(quán)利要求28所述的磨料制品，其特征在于，所述頭部相對(duì)于其所在扣接柱的位置是預(yù)先確定的。
31.如權(quán)利要求2所述的磨料制品，其特征在于，每個(gè)所述扣接柱的頭部在通常平行于基片的方向上截得的橫截面形狀是從圓形、橢圓形、多邊形、多葉形所組成的組中加以選擇的。
32.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，所述諸扣接柱被布置在基片第二表面上的一均勻的陣列內(nèi)。
33.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，所述磨制品是一個(gè)圓形的盤。
34.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，所述磨料制品的形狀是從多邊形和多葉形所組成的組中加以選擇。
35.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，所述諸扣接柱是和基片的第二表面直接連接或整體成形的。
36.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，所述諸扣接柱是連接在一基底片材上的，而該基底片材則粘接在基片的第二表面上。
37.如權(quán)利要求36所述的磨料制品，其特征在于，所述基底片材是用一種層壓粘合劑粘合到基片的第二表面上的。
38.如權(quán)利要求36所述的磨料制品，其特征在于，所述基底片材和諸帶頭部的扣接柱是用同樣的材料構(gòu)造而成的。
39.如權(quán)利要求36所述的磨料制品，其特征在于，所述基底片材和諸扣接柱是用不同的材料構(gòu)造而成的。
40.如權(quán)利要求36所述的磨料制品，其特征在于，所述基底片材是用熱塑性聚合物構(gòu)造而成的。
41.如權(quán)利要求1所述的磨料制品，其特征在于，所述多個(gè)扣接柱是以多簇狀設(shè)置在所述第二表面上，其中每個(gè)簇至少包括兩個(gè)扣接柱，而且每個(gè)簇與其相鄰簇之間間隔的距離大于一個(gè)簇內(nèi)扣接柱之間的距離。
42.一種制造磨料制品的方法，該方法包括如下步驟a)提供一具第一和第二主表面的研磨片，所述第一主表面包括用來(lái)研磨一表面的裝置；b)在所述第二表面上設(shè)置多個(gè)突起的柱體；以及c)為每個(gè)柱體設(shè)置一扣合部分，以使這些扣接柱能可釋放地扣合相對(duì)的接合結(jié)構(gòu)。
43.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，步驟b)在步驟c)之前。
44.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，步驟c)在步驟b)之前。
45.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，步驟c)包括在每個(gè)柱體上設(shè)置一頭部，并使得該頭部至少在一個(gè)方向上徑向地超過該柱體的周邊。
46.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，所述步驟c)包括為每個(gè)柱體設(shè)置一個(gè)不超過約90度的末端傾斜角。
47.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，所述扣接柱的長(zhǎng)度約為0.05到2.6mm之間。
48.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，所述扣接柱的長(zhǎng)度約為0.13到1.0mm之間。
49.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，每個(gè)所述扣接柱在通常平行于基片的方向上截得的橫截面形狀是從圓形、橢圓形、多邊形、多葉形所組成的組中加以選擇的。
50.如權(quán)利要求49所述的方法，其特征在于，所述諸扣接柱是實(shí)心的。
51.如權(quán)利要求49所述的方法，其特征在于，所述諸扣接柱是空心的。
52.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于，每個(gè)所述頭部的長(zhǎng)度約為0.05到1.1mm之間。
53.如權(quán)利要求52所述的方法，其特征在于，每個(gè)所述頭部的長(zhǎng)度約為0.1到0.5mm之間。
54.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于，所述頭部的直徑至少比所述柱體大0.05mm。
55.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，每個(gè)所述頭部在通常平行于基片的方向上截得的橫截面積，從每個(gè)柱體的末端開始先是增大而后再減小。
56.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，每個(gè)所述頭部在通常平行于基片的方向上截得的橫截面積是不變的。
57.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，每個(gè)所述頭部在通常平行于基片的方向上截得的橫截面積，從每個(gè)柱體的末端開始逐漸減小。
58.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，每個(gè)所述頭部在通常平行于基片的方向上截得的橫截面積，從每個(gè)柱體的末端開始逐漸增大。
59.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于，所述磨料制品在每平方厘米上包括了約8到310個(gè)帶頭部的扣接柱。
60.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于，所述頭部在所述柱體上是中心對(duì)稱的。
61.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于，所述頭部在所述柱體上不是中心對(duì)稱的。
62.如權(quán)利要求61所述的方法，其特征在于，所述頭部相對(duì)于其所在扣接柱的位置是任意的。
63.如權(quán)利要求61所述的方法，其特征在于，所述頭部相對(duì)于其所在扣接柱的位置是預(yù)先確定的。
64.如權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于，每個(gè)所述扣接柱的頭部在通常平行于基片的方向上截得的橫截面形狀是從圓形、橢圓形、多邊形、多葉形所組成的組中加以選擇的。
65.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，所述諸扣接柱被布置在基片第二表面上的一均勻的陣列內(nèi)。
66.如權(quán)利要求42所述的磨料制品，其特征在于，所述諸扣接柱是直接連接到基片的第二表面上的。
67.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，所述諸扣接柱是連接在一基底片材上的，而該基底片材則粘接在基片的第二表面上。
68.如權(quán)利要求67所述的方法，其特征在于，所述基底片材是用一種層壓粘合劑粘合到基片的第二表面上的。
69.如權(quán)利要求67所述的方法，其特征在于，所述基底片材和諸帶頭部的扣接柱是用同樣的材料構(gòu)造而成的。
70.如權(quán)利要求67所述的方法，其特征在于，所述基底片材和諸扣接柱是用不同的材料構(gòu)造而成的。
71.如權(quán)利要求67所述的方法，其特征在于，步驟c)包括在每個(gè)柱體上設(shè)置一頭部，并使得該頭部至少在一個(gè)方向上徑向地超過柱體的周邊。
72.如權(quán)利要求67所述的方法，其特征在于，所述步驟c)包括為每個(gè)柱體設(shè)置一個(gè)不超過約90度的末端傾斜角。
73.如權(quán)利要求67所述的方法，其特征在于，所述扣接柱的長(zhǎng)度約為0.05到2.6mm之間。
74.如權(quán)利要求73所述的方法，其特征在于，所述扣接柱的長(zhǎng)度約為0.13到1.0mm之間。
75.如權(quán)利要求67所述的方法，其特征在于，步驟b)包括如下步驟i)設(shè)置一個(gè)在圓周面上具有多個(gè)模腔的圓柱形模具，所述諸模腔適于形成諸柱體；以及ii)將一種流動(dòng)性材料涂覆到所述圓周面上并進(jìn)入諸模腔，以形成一個(gè)帶有多個(gè)柱體的基底片材。
76.如權(quán)利要求75所述的方法，其特征在于，它還包括從諸模腔內(nèi)抽出空氣，以使流動(dòng)性材料被吸入諸模腔的步驟。
77.如權(quán)利要求75所述的方法，其特征在于，它還包括連續(xù)地冷卻模具，以便于基底片材和諸柱體凝固的步驟。
78.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，諸頭部是通過對(duì)諸柱體加熱而設(shè)置的。
79.如權(quán)利要求71所述的方法，其特征在于，諸頭部是通過對(duì)諸柱體進(jìn)行輻射而設(shè)置的。
80.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，步驟b)包括通過一個(gè)凹模輥來(lái)施加一種流動(dòng)性材料，而設(shè)置多個(gè)從第二主表面上突伸的柱體。
81.如權(quán)利要求80所述的方法，其特征在于，步驟b)包括通過一個(gè)凹模輥向一片材元件施加流動(dòng)性材料，并且將該片材元件粘接到磨料制品的第二主表面上。
82.如權(quán)利要求80所述的方法，其特征在于，步驟b)包括直接向研磨片的第二主表面施加流動(dòng)性材料，以在該表面上設(shè)置諸柱體。
83.如權(quán)利要求80所述的方法，其特征在于，步驟c)包括對(duì)諸柱體加熱。
84.如權(quán)利要求80所述的方法，其特征在于，步驟c)包括對(duì)每個(gè)柱體設(shè)置一頭部，并使該頭部至少在一個(gè)方向上徑向地超過柱體的周邊。
85.如權(quán)利要求80所述的方法，其特征在于，步驟c)包括為每個(gè)柱體設(shè)置一個(gè)不超過約90度的末端傾斜角。
86.一種制造磨料制品的方法，該方法包括如下步驟a)提供一具第一和第二主表面的研磨片，所述第一主表面包括用來(lái)研磨一表面的裝置；b)將一流動(dòng)性材料通過一模具開口擠壓出來(lái)，所述模具開口適于提供一具有多個(gè)平行軌道件從其上突伸的基底片；c)在橫貫諸軌道件縱軸線的方向上切斷諸軌道件；d)拉伸所述基底片，使各軌道件的被切斷部分分隔開，以形成諸扣接柱；以及e)將所述基底片粘接到研磨片上以形成磨料制品。
87.如權(quán)利要求86所述的方法，其特征在于，該方法還包括在步驟b)后的一步驟b’)，該步驟是，使基底片材和軌道件凝固。
88.如權(quán)利要求86所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在步驟d)之前的一個(gè)步驟c’)，該步驟是，加熱基底片材以便于拉伸。
89.如權(quán)利要求86所述的方法，其特征在于，步驟e)包括使用一層壓粘合劑將基底片材粘接到磨料片材上。
90.一種研磨設(shè)備，包括(a)一支承墊板，該支承墊板包括一具有一主表面的支承件，以及一鄰接于所述主表面的接合表面，所述接合表面包括用來(lái)接合諸突伸扣接柱的裝置；以及(b)以及一磨料制品，它包括一具第一和第二主表面的基片，所述第一主表面包括用來(lái)研磨一工件表面的裝置，而所述第二主表面包括能可釋放地與所述支承墊板的接合裝置相接合的諸扣接柱；
91.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述扣接柱的扣合裝置包括一具有突伸毛圈的毛圈材料。
92.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述接合表面包括一毛圈織物，該毛圈織物包括多根纖維絲，每根纖維絲都包括第一和第二端，這兩端都固定在所述接合表面上以形成一個(gè)毛圈，所述扣接柱可以可釋放地與毛圈相扣合。
93.如權(quán)利要求92所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述諸毛圈的高度約為0.05到2.6mm之間。
94.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述支承部分包括將支承墊板連接到一工具上的連接裝置。
95.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述支承墊板是圓形的。
96.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述支承部分是由從開室的聚合泡沫、閉室的聚合泡沫、橡膠、熱塑性聚合物和熱固性聚合物所組成的組中挑選的材料制成的。
97.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述支承墊板內(nèi)至少包括一個(gè)至少一個(gè)通道，而所述磨料制品至少包括一個(gè)與支承墊板內(nèi)至少一個(gè)去除灰塵的通道對(duì)準(zhǔn)的去除灰塵的孔。
98.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述主表面的形狀是從圓形和矩形所組成的組中加以選擇的。
99.如權(quán)利要求91所述的研磨設(shè)備，其特征在于，每個(gè)所述的突伸毛圈包括一具有多根單絲的單根紗線。
100.如權(quán)利要求99所述的研磨設(shè)備，其特征在于，每根紗線包括2到25根單絲。
101.如權(quán)利要求99所述的研磨設(shè)備，其特征在于，每根紗線的旦尼爾數(shù)為15到600旦尼爾之間。
102.如權(quán)利要求99所述的研磨設(shè)備，其特征在于，每根單絲的斷裂強(qiáng)度至少為10克。
103.如權(quán)利要求91所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述接合表面包括每平方厘米30到4000個(gè)毛圈。
104.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述諸扣接柱至少包括一個(gè)連接在每個(gè)柱體上的頭部，而一柱體則具有一個(gè)小于約90度的末端傾斜角。
105.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述諸扣接柱是通過與第二主表面整體成形的方式直接設(shè)置到基片上的。
106.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述諸扣接柱是設(shè)置在一中間片上的，而該中間片則粘附在第二主表面上。
107.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，每個(gè)所述扣接柱在通常平行于基片的方向上橫截得的截面形狀是從圓形、橢圓形、多邊形、多葉形所組成的組中加以選擇的。
108.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述諸扣接柱是空心的。
109.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述諸扣接柱是實(shí)心的。
110.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，柱體在平行于基片的方向上截得的橫截面積約為0.002到25mm2之間。
111.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，諸柱體有規(guī)則地布置在磨料制品的第二主表面上。
112.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，諸柱體以多簇狀形式設(shè)置在磨料制品的第二主表面上。
113.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述磨料制品在其第二主表面(每平方厘米)上包括含8到310個(gè)之間扣接柱。
114.一種研磨設(shè)備，它和一種具有多個(gè)自其表面突伸的扣接柱的磨料制品一起使用，該研磨設(shè)備包括(a)一支承墊板，該支承墊板包括一具有一主表面的支承部分，以及粘合于所述主表面、并自所述主表面突伸的多個(gè)扣接柱；以及(b)一可釋放地連接于所述主表面的轉(zhuǎn)換墊板，它包括相對(duì)的兩個(gè)第一和第二墊板表面，所述第一墊板表面包括一能與從支承墊板的主表面上突伸的諸扣接柱可釋放地相接合的接合表面，而所述第二墊板表面包括一能與從所述磨料制品突伸的諸扣接柱可釋放地相接合的接合表面。
115.如權(quán)利要求114所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括一個(gè)能可釋放地連接于所述轉(zhuǎn)換墊板的磨料制品，該磨料制品包括自其上突伸的諸扣接柱，以便可釋放地扣合轉(zhuǎn)換墊板的接合表面。
116.如權(quán)利要求114所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換墊板包括非織造布的纖維。
117.如權(quán)利要求114所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述支承墊板內(nèi)至少包括一個(gè)去除灰塵的通道。
118.如權(quán)利要求114所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述支承部分包括將支承墊板連接到一工具上的連接裝置。
119.如權(quán)利要求114所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述支承墊板是圓形的。
120.如權(quán)利要求114所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述支承部分是由從開室的聚合泡沫、閉室的聚合泡沫、橡膠、熱塑性聚合物和熱固性聚合物所組成的組中挑選的材料制成的。
121.如權(quán)利要求114所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換墊板包括多根紗線，每根紗線都由多根單絲構(gòu)成，所述紗線提供了用來(lái)接合支承墊板的諸扣接柱和磨料制品的諸扣接柱的諸毛圈。
122.如權(quán)利要求121所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述磨料制品的諸扣接柱和支承墊板的諸扣接柱至少包括一個(gè)連接于每個(gè)柱體的頭部，而一個(gè)柱體則具有一個(gè)小于約90度的末端傾斜角。
123.如權(quán)利要求122所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述支承墊板的諸扣接柱是與第二主表面整體成形的。
124.如權(quán)利要求114所述的研磨設(shè)備，其特征在于，每個(gè)所述扣接柱在通常平行于第二主表面的方向上橫截得的截面形狀是從圓形、橢圓形、多邊形、多葉形所組成的組中加以選擇的。
125.如權(quán)利要求114所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述支承墊板的諸扣接柱是空心的。
126.如權(quán)利要求114所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述支承墊板的諸扣接柱是實(shí)心的。
127.如權(quán)利要求114所述的研磨設(shè)備，其特征在于，諸扣接柱有規(guī)則地布置在支承墊板上。
128.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，諸扣接柱以多簇的形式設(shè)置在支承墊板上。
129.如權(quán)利要求90所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述支承墊板上每平方厘米包括約8到310個(gè)之間的扣接柱。
130.一種支承墊板，包括一個(gè)支承件，該支承件包括一主表面和一鄰接于所述主表面的接合表面，所述接合表面上包括一具有多個(gè)突伸毛圈的毛圈織物，這些突伸毛圈的高度小于0.223cm左右，而單纖維的強(qiáng)度至少為10克。
131.一種制造一涂覆式磨料制品的方法，該方法包括如下步驟(a)提供一具第一和第二主表面的基片，其中所述第二主表面包括多個(gè)扣接柱；(b)提供一個(gè)具有一接觸表面的生產(chǎn)工具，所述接觸表面包括多個(gè)模腔；(c)將包含一粘合劑和多個(gè)磨粒的磨料涂層前體施加到所述生產(chǎn)工具的所述接觸表面和所述基片的所述第一主表面的其中之一上；(d)使所述基片的所述第一主表面和所述生產(chǎn)工具的所述接觸表面相接觸；(e)將所述磨料涂層前體暴露在一定條件下，使所述磨料涂層前體至少部分地得以固化，以形成粘附在所述第一主表面上的磨料涂層，所述磨料涂層包括多個(gè)磨料復(fù)合體，這些磨料復(fù)合體具有藉所述模腔所賦予的精確形狀；以及(f)將所述涂覆式磨料制品和所述生產(chǎn)工具分離。
132.如權(quán)利要求131所述的方法，其特征在于，步驟a)還包括如下步驟i)設(shè)置一個(gè)圓柱形的模具，該模具的圓周面上具有多個(gè)柱體模腔，這些柱體模腔適于形成所述的諸扣接柱；以及ii)將一種流動(dòng)性材料涂覆到所述圓周面上，并進(jìn)入所述諸模腔，以形成一個(gè)具有多個(gè)扣接柱的底片。
133.如權(quán)利要求132所述的方法，其特征在于，它還包括從諸柱模腔內(nèi)抽出空氣，以使流動(dòng)性材料被吸入諸柱模腔的步驟。
134.如權(quán)利要求132所述的方法，其特征在于，它還包括連續(xù)地冷卻所述模具，以便于基片和諸扣接柱凝固的步驟。
135.如權(quán)利要求132所述的方法，其特征在于，它還包括在每個(gè)扣接柱上設(shè)置一頭部，并使所述頭部至少在一個(gè)方向上徑向地超過柱體的周邊的步驟。
136.如權(quán)利要求135所述的方法，其特征在于，諸頭部是通過對(duì)諸柱體加熱而設(shè)置的。
137.如權(quán)利要求132所述的方法，其特征在于，它還包括為每個(gè)柱設(shè)置一個(gè)小于約90度的末端傾斜角的步驟。
138.如權(quán)利要求131所述的方法，其特征在于，步驟a)包括用一個(gè)凹模輥來(lái)施加一種流動(dòng)性材料，而設(shè)置多個(gè)從第二主表面上突伸的柱體。
139.如權(quán)利要求138所述的方法，其特征在于，它還包括在每個(gè)扣接柱上設(shè)置一頭部，并使所述頭部至少在一個(gè)方向上徑向地超過所述扣接柱的周邊的步驟。
140.如權(quán)利要求139所述的方法，其特征在于，諸頭部是通過對(duì)諸柱體加熱而設(shè)置的。
141.如權(quán)利要求138所述的方法，其特征在于，它還包括為每個(gè)扣接柱設(shè)置一個(gè)小于約90度的末端傾斜角的步驟。
142.如權(quán)利要求131所述的方法，其特征在于，步驟a)還包括如下步驟i)將一流動(dòng)性材料通過一模具開口擠壓出來(lái)，所述模具開口適于提供一具有從其上突伸的多個(gè)平行軋道件的基片；ii)在橫貫諸軌道件縱軸線的方向上切斷諸軌道件；iii)拉伸所述基片，使各軌道件的被切斷部分分隔開，以提供諸扣接柱。
143.如權(quán)利要求132所述的方法，其特征在于，步驟d)是和步驟ii)同時(shí)進(jìn)行的。
144.如權(quán)利要求132所述的方法，其特征在于，步驟d)是在步驟ii)之后進(jìn)行的。
145.如權(quán)利要求138所述的方法，其特征在于，步驟d)是和步驟a)同時(shí)進(jìn)行的。
146.如權(quán)利要求138所述的方法，其特征在于，步驟d)是在步驟a)之后進(jìn)行的。
147.如權(quán)利要求131所述的方法，其特征在于，所述諸模腔設(shè)置成一個(gè)任意的模樣。
148.如權(quán)利要求131所述的方法，其特征在于，所述磨料的材料是從熔融氧化鋁、陶瓷氧化鋁、熱處理氧化鋁、綠色碳化硅、白色氧化鋁、碳化硅、氧化鋁-氧化鋯、金剛石、二氧化鈰、立方氮化硼、石榴石以及它們的組合所組成的組中加以選擇的。
149.如權(quán)利要求131所述的方法，其特征在于，所述粘合劑可以由一輻射能量來(lái)固化。
150.如權(quán)利要求149所述的方法，其特征在于，步驟e)包括將所述磨料涂層前體暴露于輻射能。
151.如權(quán)利要求150所述的方法，其特征在于，所述生產(chǎn)工具能透過輻射能量。
152.如權(quán)利要求151所述的方法，其特征在于，步驟e)包括讓所述磨料涂層前體暴露于透過所述生產(chǎn)工具而來(lái)的輻射能量之下。
153.如權(quán)利要求149所述的方法，其特征在于，所述粘合劑前體是從丙烯酸化聚氨脂、丙烯酸化環(huán)氧化物、含烯鍵的不飽和化合物、具有側(cè)鏈α-β-不飽和羰基的氨基塑料衍生物，具有至少一個(gè)側(cè)鏈丙烯酸酯基的異氰脲酸酯衍生物，具有至少一個(gè)側(cè)鏈丙烯酸酯基的異氰酸酯衍生物、乙烯基醚、環(huán)氧樹脂，以及它們的組合所組成的組中加以選擇的。
154.如權(quán)利要求153所述的方法，其特征在于，所述粘合劑前體還包括一光引發(fā)劑。
155.如權(quán)利要求131所述的方法，其特征在于，所述混合物是通過一涂覆器來(lái)施加的，該涂覆器可以從刮刀式涂覆器、落模涂覆器、幕簾式涂覆器、真空模涂覆器、以及擠壓模涂覆器所組成的組中加以選擇。
156.如權(quán)利要求151所述的方法，其特征在于，所述生產(chǎn)工具能透過紫外線光輻射。
157.如權(quán)利要求151所述的方法，其特征在于，所述生產(chǎn)工具能透過可見光輻射。
158.如權(quán)利要求151所述的方法，其特征在于，所述生產(chǎn)工具能透過紫外線光輻射和可見光輻射。
159.如權(quán)利要求151所述的方法，其特征在于，所述生產(chǎn)工具包括熱塑性樹脂、熱固性樹脂或者是輻射固化的樹脂。
160.如權(quán)利要求131所述的方法，其特征在于，所述能源是從電子束、紫外光輻射和可見光輻射所組成的組中加以選擇的。
161.如權(quán)利要求151所述的方法，其特征在于，所述基片對(duì)所述輻射能源是不透明的。
162.如權(quán)利要求131所述的方法，其特征在于，所述生產(chǎn)工具包括一環(huán)形帶。
163.如權(quán)利要求131所述的方法，其特征在于，它還包括步驟g)使所述磨料涂層的前體完全固化。
164.如權(quán)利要求163所述的方法，其特征在于，步驟g)是在步驟f)之前進(jìn)行的。
165.如權(quán)利要求163所述的方法，其特征在于，步驟g)是在步驟f)之后進(jìn)行的。
166.如權(quán)利要求131所述的方法，其特征在于，所述步驟c)包括將所述磨料涂層前體施加到所述生產(chǎn)工具的所述接觸表面上。
167.如權(quán)利要求131所述的方法，其特征在于，所述步驟c)包括將所述磨料涂層前體施加到所述基片的所述第一主表面上。
168.一種根據(jù)權(quán)利要求131，132，138或142中任何一種方法制成的磨料制品。
169.一種磨料制品，它能可釋放地粘附于一具有接合結(jié)構(gòu)的相對(duì)表面，該磨料制品包括a)一具有第一和第二主表面的基片；b)設(shè)置在所述第一主表面上的多個(gè)形狀精確的磨料復(fù)合體，其中每個(gè)所述磨料復(fù)合體包括多個(gè)分散在一粘合劑中的磨粒，所述粘合劑使得所述磨料復(fù)合體和所述基片相粘連；以及c)從所述第二表面突伸的多個(gè)扣接柱，每個(gè)所述扣接柱包括與諸接合結(jié)構(gòu)相扣合的裝置，以使磨料制品可釋放地粘附在相對(duì)表面上。
170.如權(quán)利要求169所述的磨料制品，其特征在于，所述粘合劑可以由輻射能量來(lái)固化。
171.如權(quán)利要求170所述的磨料制品，其特征在于，所述粘合劑是從丙烯酸化聚氨脂、丙烯酸化環(huán)氧化物、含烯鍵的不飽和化合物、具有側(cè)鏈α-β-不飽和羰基的氨基塑料衍生物，具有至少一個(gè)側(cè)鏈丙烯酸酯基的異氰脲酸酯衍生物，具有至少一個(gè)側(cè)鏈丙烯酸酯基的異氰酸酯衍生物、乙烯基醚、環(huán)氧樹脂，以及它們的組合所組成的組中加以選擇的。
172.如權(quán)利要求171所述的磨料制品，其特征在于，所述粘合劑還包括一光引發(fā)劑。
173.如權(quán)利要求170所述的磨料制品，其特征在于，所述基片對(duì)所述輻射能源是不透明的。
174.如權(quán)利要求170所述的磨料制品，其特征在于，所述基片對(duì)所述輻射能源是透明的。
175.一種研磨設(shè)備，包括(a)一支承墊板，該支承墊板包括一具有一主表面的支承件，以及一鄰接于所述主表面的接合表面，該接合表面包括用來(lái)接合諸突伸扣接柱的裝置；以及(b)以及一磨料制品，它包括一具有第一和第二主表面的基片，所述第一主表面包括多個(gè)設(shè)置在所述第一主表面上的形狀精確的磨料復(fù)合體，其中每個(gè)所述磨料復(fù)合體包括多個(gè)分散在一粘合劑中的磨粒，所述粘合劑使得所述磨料復(fù)合體和所述基片向粘連，而所述第二主表面上包括諸扣接柱，用來(lái)可釋放地接合支承墊板上的扣合裝置。
176.如權(quán)利要求175所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述粘合劑可以由輻射能量來(lái)固化。
177.如權(quán)利要求176所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述粘合劑是從丙烯酸化聚氨脂、丙烯酸化環(huán)氧化物、含烯鍵的不飽和化合物、具有側(cè)鏈α-β-不飽和羰基的氨基塑料衍生物，具有至少一個(gè)側(cè)鏈丙烯酸酯基的異氰脲酸酯衍生物，具有至少一個(gè)側(cè)鏈丙烯酸酯基的異氰酸酯衍生物、乙烯基醚、環(huán)氧樹脂，以及它們的組合所組成的組中加以選擇的。
178.如權(quán)利要求177所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述粘合劑還包括一光引發(fā)劑。
179.如權(quán)利要求176所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述基片對(duì)所述輻射能源是不透明的。
180.如權(quán)利要求176所述的研磨設(shè)備，其特征在于，所述基片對(duì)所述輻射能源是透明的。
181.一種研磨設(shè)備，包括(a)一支承墊板，該支承墊板包括一具有一支承主表面的支承部分，以及從所述支承主表面上突伸的多個(gè)扣接柱；以及(b)一磨料制品，它包括一具有第一和第二主表面的基片，所述第一主表面包括多個(gè)設(shè)置在所述第一主表面上的形狀精確的磨料復(fù)合體，其中每個(gè)所述磨料復(fù)合體包括多個(gè)分散在一粘合劑中的磨粒，所述粘合劑使得所述磨料復(fù)合體和所述基片相粘連，而所述第二主表面上包括從所述第二主表面上突伸的諸扣接柱；以及(c)一可釋放地連接于所述支承主表面和所述第二主表面的轉(zhuǎn)換墊板，從而使所述磨料制品可釋放地連接于所述支承墊板，所述轉(zhuǎn)換墊板包括相對(duì)的第一和第二墊板表面，所述第一墊板表面包括一能與從所述支承的主表面突伸的諸扣接柱可釋放地相接合的接合表面，而第二墊板表面包括一能與從所述磨料制品突伸的諸扣接柱可釋放地相接合的接合表面。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種磨料制品，它包括一具第一和第二主表面的基片、涂覆在第一主表面上的磨料涂層、以及多個(gè)設(shè)置在第二主表面上的扣接柱。該磨料涂層可以包括多個(gè)形狀精確的磨料復(fù)合體，這些磨料復(fù)合體包括了多個(gè)分散在一粘合劑中的磨粒。該諸扣接柱適于扣合在一相對(duì)表面上的接合結(jié)構(gòu)，以使磨料片體可釋放地粘附于該表面。還揭示了制造這些磨料制品的一方法，還揭示了一種用來(lái)在研磨過程中支承該磨料制品的支承墊板。該支承墊板包括一如聚合物背襯之類的支承部分、一如毛圈材料之類的接合部分，以用來(lái)接合從磨料制品上突伸的諸扣接柱。
文檔編號(hào)B24D11/00GK1138839SQ95191192
公開日1996年12月25日 申請(qǐng)日期1995年1月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月13日
發(fā)明者約翰L·巴里, 唐納德R·貝爾, 賈森A·切斯利, 威廉L·梅爾比, 哈羅德E·路德 申請(qǐng)人:美國(guó)3M公司