專利名稱::磨料制品及其制造方法和使用方法磨料制品及其制造方法和使用方法
背景技術(shù):
:從十九世紀(jì)開始鋼紙就用于商業(yè)上。術(shù)語"鋼紙"有時也稱作"剛纟氏"或"青殼紙",是一種類似于皮革的材料,一般是通過壓縮經(jīng)化學(xué)處理(例如,用金屬氯化物處理)后的纖維素層而由纖維素形成的,該纖維素來源于紙、紙槳、人造絲或織物。由于鋼紙具有親水性,所以鋼紙一般易于吸收水分。經(jīng)涂敷的磨料制品一般在背襯上附有磨料層。鋼紙用作經(jīng)涂敷的磨料制品的背襯材料己經(jīng)有60多年的歷史。在磨料制品中使用鋼紙背襯的一個公認(rèn)的問題是由于環(huán)境水分含量(例如濕度)的變化會引起經(jīng)涂敷的磨料制品的形狀發(fā)生變形(例如,巻曲或翹曲)。例如,可能在制造過程、貯藏過程、或使用過程中發(fā)生形狀變形。而且,可能會在朝向磨料層的方向或背離磨料層的方向上發(fā)生所述形狀變形。圖1示出的是現(xiàn)有技術(shù)中具有鋼紙背襯的經(jīng)涂敷的磨料制品發(fā)生如此變形的例子,其中該經(jīng)涂敷的磨料制品向背離磨料層的方向巻曲。如果在制造經(jīng)涂敷的磨料制品的過程中發(fā)生過量的形狀變形,那么該磨料制品一般作為廢料而被丟棄。另外,如果在貯藏或使用的過程中經(jīng)涂敷的磨料制品發(fā)生過量的形狀變形,一般會導(dǎo)致產(chǎn)品被投訴、產(chǎn)品銷量下降、禾n/或產(chǎn)品性能的降低。嘗試解決這種形狀變形問題的努力可以回溯到50多年以前。例如,參見H.P.Kirchner的于1946年2月5日提交的并于1947年11月18日授權(quán)的美國專利No.2,431,258,在第2欄第23-30行中寫到"盡管通過這種方法可以制備起初具有所期望的曲率的研磨盤,但是由于鋼紙很容易受到大氣中水分含量變化的影響,特別是當(dāng)該材料的一面被涂敷時,例如在本發(fā)明的研磨盤的情況下,磨料制品生產(chǎn)者會遇到很多麻煩"。在上述專利中,通過下述方法解決這個問題使磨料制品干燥以得到所期望的曲率,然后用一張不能透過水蒸氣的材料覆蓋在鋼紙背襯上。從那時候起直至現(xiàn)在,己經(jīng)開發(fā)了多種其它的可供選用的對水分不敏感的、尺寸穩(wěn)定的背襯,該背襯用于那些結(jié)合有鋼紙的經(jīng)涂敷的磨料制品。盡管有這些不同的產(chǎn)品,但是主要是由于經(jīng)濟(jì)上的原因,鋼紙背襯目前仍還主要用于經(jīng)涂敷的磨料制品的商業(yè)生產(chǎn)中。盡管己經(jīng)知道了可供選用的對水分不敏感并且尺寸穩(wěn)定的用于經(jīng)涂敷磨料制品的背襯,但是(例如)主要的涂敷磨料生產(chǎn)商均銷售具有易受濕度問題影響的帶有鋼紙背襯的涂敷磨料制品。所以,在涂敷磨料行業(yè)中仍存在一種需求需要有一種具有鋼紙背襯的涂敷磨料產(chǎn)品,該鋼紙背襯在生產(chǎn)上是經(jīng)濟(jì)的、而且在濕度水平發(fā)生變化時不會發(fā)生令人難以接受的形狀變形。發(fā)明概述在一個方面,本發(fā)明提供一種經(jīng)涂敷的磨料制品,其包括具有相背的第一主表面和第二主表面的鋼紙背襯、固定在所述第一主表面上的磨料層和固定在所述第二主表面上的背部面漆(backsize),其中所述經(jīng)涂敷的磨料制品上的所述背部面漆的干燥基本重量為每平方米8-90克,所述背部面漆包含由選自可固化的膠乳乳液、酚醛樹脂及其組合中的成分形成的反應(yīng)產(chǎn)物。另外一個方面,本發(fā)明提供一種研磨工件表面的方法,該方法包括提供根據(jù)本發(fā)明的經(jīng)涂敷的磨料制品,將磨料層與工件表面摩擦接觸,使磨料層和工件表面這兩者中的至少一者相對于另一者移動,以研磨工件表面的至少一部分。另外一個方面,本發(fā)明還提供一種制造經(jīng)涂敷的磨料制品的方法,該方法包括提供具有相背的第一主表面和第二主表面的鋼紙背襯;將可固化的背部面漆前體涂敷在鋼紙背襯的第二主表面上,使背部面漆前體固化以得到背部面漆,其中所述經(jīng)涂敷的磨料制品上的所述背部面漆的干燥基本重量為每平方米8-90克,所述背部面漆前體包含選自可固化的膠乳乳液、酚醛樹脂及其組合中的至少一種材料;以及將磨料層固定在鋼紙背襯的第一主表面上。本發(fā)明的經(jīng)涂敷的磨料制品由于濕度的變化而產(chǎn)生的形狀變形的程度在工業(yè)上一般是可接受的。令人驚訝的是,此外還發(fā)現(xiàn)這樣的磨料制品使得可以通過焊接工序?qū)C(jī)械緊固件附加在背部面漆上,從而將機(jī)械緊固件附加在鋼紙背襯上,這一點在本發(fā)明之前是不可能的。附圖簡要說明圖1是現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)涂敷的研磨盤的照片。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的示例性經(jīng)涂敷的磨料制品的截面?zhèn)纫晥D。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的示例性經(jīng)涂敷的磨料制品的截面?zhèn)纫晥D。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的具有焊接的機(jī)械緊固件的示例性經(jīng)涂敷的研磨盤的立體圖。圖5是根據(jù)實施例1所制造的經(jīng)涂敷的研磨盤的照片。發(fā)明詳述一般來說,經(jīng)涂敷的磨料制品具有固定在背襯上的磨粒。更一般的是,經(jīng)涂敷的磨料制品包含具有兩個相背的主表面的背襯和固定在背襯的其中一個主表面上的磨料層。磨料層一般含有磨粒和粘結(jié)齊u,其中粘結(jié)劑用于將磨粒固定到背襯上。在一個實施方案中,所述經(jīng)涂敷的磨料制品具有磨料層,所述磨料層包括底漆層(makelayer)、面漆層(sizelayer)和磨粒。在制造這樣的經(jīng)涂敷的磨料制品時,將含有第一粘結(jié)劑前體的底漆層施加在所述背襯的一個主表面上,并可任選地部分固化。然后使磨粒至少部分地嵌入底漆層中(例如通過靜電涂敷),并使第一粘結(jié)劑前體充分固化(即,交聯(lián)),以使顆粒固定于底漆層。然后在底漆層和磨粒上施加包含第二粘結(jié)劑前體的面漆層,隨后使該粘結(jié)劑前體固化。這樣的經(jīng)涂敷的磨料制品還可以包含布置在磨料層的至少一部分上的可任選的超面漆層(supersizelayer)。如果存在的話,該超面漆層通常包含助磨劑和/或抗填充材料。在另外一個實施方案中,經(jīng)涂敷的磨料制品具有固定于背襯的一個主表面上的磨料層,其中通過將由粘結(jié)劑前體和磨粒組成的漿料施加于背襯的主表面上,然后使粘結(jié)劑前體固化,來形成磨料層。背襯包括鋼紙,該鋼紙是一種由部分再生的纖維素形成的致密材料,其中依然具有纖維結(jié)構(gòu),并且該材料通常被砑光以形成相對光滑的表面。鋼紙可以廣泛地得自商業(yè)來源,如FranklinFibre-Lamitex公司(位于美國特拉華州Wilmington市)或者YangminIND貿(mào)易有限公司(位于中國河南省三門峽市)。一般來說,可用于制造本發(fā)明的經(jīng)涂敷的磨料制品的鋼紙背襯的厚度在0.02-5毫米的范圍內(nèi),例如為0.05-2.5毫米或0.1-1毫米,但是,也可以使用較薄一些和較厚一些的鋼紙背襯。另外,所述鋼紙的密度一般在0.9-1.5克/立方厘米的范圍內(nèi),但是,也可以使用密度較大一些和較小一些的鋼紙。所述鋼紙背襯的一個主表面的至少一部分(一般來說基本上所有的部分)涂敷有可固化的樹脂,然后(例如)通過干燥和加熱使其至少部分固化,從而在鋼紙背襯上形成背部面漆??赏ㄟ^任何合適的涂敷方法包括(例如)輥涂、棒涂、刮涂、接觸涂布或噴涂將可固化材料涂敷到鋼紙背襯上??晒袒牧弦话銘?yīng)該被涂敷到鋼紙上,這樣它一般以基本上均一的方式在鋼紙主體的至少主要部分上分布,但是這不是必需的。例如,在分布時可以容許有少量的局部差異或中斷(例如涂敷空隙),這不會造成顯著的副作用。經(jīng)背部面漆處理后的鋼紙背襯還可以任選地含有附加的背襯處理材料預(yù)涂面漆(presize)(即,固定在背襯的具有磨料層的那個主表面上的層)、粘結(jié)層(即,在磨料層和固定有該磨料層的主表面之間的涂層)、浸漬劑(即,通過一種包括采用浸漬劑來浸漬背襯的工序而施加的背襯處理材料)和/或次面漆(subsize)處理材料。除了次面漆是被施加于預(yù)先處理過的背襯這點不同之外,次面漆類似于浸漬劑。可在任何這些背襯處理材料中加入抗靜電材料。抗靜電材料的加入可以降低在對木材或木材樣材料進(jìn)行打磨時經(jīng)涂敷的磨料制品聚集靜電的傾向。關(guān)于抗靜電背襯和背襯處理材料的其它細(xì)節(jié)可以在例如美國專利No.5,108,463(Buchanan)、5,137,542(Buchanan等人)、5,328,716(Buchanan)和5,560,753(Schnabel等人)中找到。背部面漆的干燥基本重量為8-90克/平方米,一般來說根據(jù)背部面漆的組成對此進(jìn)行選擇。例如,在一個實施方案中,增強(qiáng)用材料是由含有可固化的膠乳乳液的成分形成的反應(yīng)產(chǎn)物,一般來說,這種背部面漆的干燥基本重量為8-25克/平方米、或為10-20克/平方米、或者干燥基本重量甚至為12-17克/平方米。在另外一個實施方案中,增強(qiáng)用材料是由含有酚醛樹脂的成分形成的反應(yīng)產(chǎn)物,一般來說,這種背部面漆的干燥基本重量為15-90克/平方米、或為45-55克/平方米、或者干燥基本重量甚至為50-55克/平方米。一般來說,經(jīng)背部面漆處理后的鋼紙背襯的厚度在0.15-2.0毫米的范圍內(nèi),例如為0.5-1.3毫米、或者甚至為0.8-0.9毫米,但是,也可以使用較厚一些和較薄一些的經(jīng)背部面漆處理后的鋼紙背襯。所述背部面漆包含至少一種材料,該材料是由選自酚醛樹脂、可固化的膠乳乳液及其組合中的至少一種可固化材料形成的反應(yīng)產(chǎn)物。而且,增強(qiáng)用材料還可以含有一種或多種可任選的添加劑,如填料、抗靜電劑、抗氧化劑或者著色劑。術(shù)語"酚醛樹脂"包括苯酚甲醛樹脂以及含有其它的苯酚衍生化合物單元和醛單元的樹脂。例如,部分苯酚可以被一種或多種其它的酚(如間苯二酚、間甲苯酚、3,5-二甲苯酚、叔丁基苯酚和對苯基苯酚)所代替。同樣,部分甲醛也可以被其它的醛基基團(tuán)(如乙醛、三氯乙醛、丁醛、糠醛或丙烯醛)所代替。酚醛樹脂的例子包括甲階酚醛樹脂和酚醛清漆樹脂。甲階酚醛樹脂中甲醛單元與苯酚單元的摩爾比大于等于1:1,一般在1.5:1.0-3.0:1.0的范圍內(nèi)。酚醛清漆樹脂中甲醛單元與苯酚單元的摩爾比小于1:1。一般的甲階酚醛樹脂中含有堿催化劑。堿催化劑的存在會使酚醛樹脂的反應(yīng)速度或聚合速度加快。甲階酚醛樹脂的pH通常為6-12,更通常為7-10、甚至更通常為7-9。合適的堿催化劑的例子包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氫氧化鎂、氫氧化鋇及其組合。用于甲醛與苯酚反應(yīng)的一般的催化劑選自I族和II族金屬的鹽,這一般是由于它們具有高反應(yīng)性以及它們的成本低。胺也可以用來催化酚/醛的反應(yīng)。堿催化劑的量通常為酚醛樹脂重量的5重量%或更低、更通常為2重量%或更低、甚至更通常為1重量%或更低。甲階酚醛樹脂通常是由苯酚和甲醛形成的。所述酚醛樹脂通常作為采用了水和/或有機(jī)溶劑(如醇)的溶液來涂敷。通常,所述溶液含有70%-85%的固體,但是也可以使用其它的濃度。如果固體含量太低,那么就需要更多的能量以除去水和/或溶劑。如果固體含量太高,那么會導(dǎo)致酚醛樹脂的粘度太高,這樣一般會引起操作上的問題。有用的可固化膠乳乳液的例子包括那些衍生自苯乙烯、丁二烯、丙烯腈、氯丁橡膠、聚乙酸乙烯酯、丙烯酸酯、丙烯酰胺、及其共聚物的可固化膠乳乳液。也可以使用這些可固化膠乳乳液的混合物。市售的可固化膠乳乳液包括(例如)可得自RohmandHaas公司(位于美國賓夕法尼亞州Philadelphia市)的商品名為"RHOPLEX"禾Q"ACRYSOL"的產(chǎn)品;可得自AirProducts&Chemicals公司(位于美國賓夕法尼亞州Allentown市)的商品名為"FLEXCRYL"和"VALTAC"的產(chǎn)品;可得自DowReicholdSpecialtyLatexLLC公司(位于美國北卡羅來納州ResearchTrianglePark)的商品名為"SYNTHEMUL"、"TYCRYL"和"TYLAC"的產(chǎn)品;可得自NOVEON公司(位于美國俄亥俄州Cleveland市)的商品名為"HYCAR"、"CARBOCURE"、"GOOD-RITE"、"SANCURE"和"VYCAR"的產(chǎn)品;可購自GoodyearTireandRubber公司(位于美國俄亥俄州Akron市)的商品名為"CHEMIGUM"的產(chǎn)品;可購自ICI公司的商品名為"NEOCRYL"的產(chǎn)品;以及可購自BASF的商品名為"BUTAFON"的產(chǎn)品。除非所述膠乳乳液是自固化的(即,自交聯(lián)的),否則該可固化膠乳乳液通常與至少一種能夠促進(jìn)固化的添加劑(如交聯(lián)劑)并用,或者與另外的可固化材料并用。市售的自固化型膠乳例如包括商品名為"CARBOCURETSR-72"和"CARBOCURETSR-201"的乳液;商品名為"GOOD-RITESB-U68"、"GOOD-RITESB-0706"、"GOOD-RITE1800x73"的苯乙烯丁二烯乳液;商品名為"SANCUREAU-4010"(丙烯酸聚氨酯合成物)的聚氨酯分散體;商品名為"VYCARVA-0450"的聚醋酸乙烯酯乳液;以及商品名為"VYCARTN-810"的PVC-丙烯酸共聚物,以上商品均由位于美國俄亥俄州Cleveland市的Noveon公司銷售??晒袒牧峡扇芜x含有一種或多種例如如上文所述的或其它的固化劑。一般根據(jù)所選擇的可固化材料來決定固化劑的選擇,該固化劑可包括(例如)酸、堿、光催化劑、硬化劑、交聯(lián)劑(例如,聚環(huán)氧化物、蜜胺樹脂、聚氮丙啶、多價金屬離子、雙氰胺、脲甲醛樹脂、及其混合物)??扇芜x添加的固化劑(如果存在的話)的量一般低于要固化(即,交聯(lián))的膠乳干重的5%,但是也可以使用更多的量。用于多種膠乳的固化劑的例子可以在(例如)美國專利No.6,306,514(Weikel等人)中找到。市售的用于膠乳的固化劑包括(例如)諸如可得自位于美國新澤西州WestPaterson市的CytecIndustries公司的商品名為"AEROTEX"(如,"AEROTEXM-3"、"AEROTEX3730"和"AEROTEX3030")的產(chǎn)品之類的蜜胺樹脂;可得自CytecIndustries公司的商品名為"CYMEL1172"禾口"CYMEL1171"的甘脲;以及諸如可得自CytecIndustries公司的商品名為"CYMEL300"、"CYMEL303"、"CYMEL373"禾口"CYMEL350"的產(chǎn)品之類的烷基化蜜胺樹脂;諸如可得自位于美國賓夕法尼亞州Pittsburgh市的Bayer公司的商品名為"XAMA"(如,"XAMA-7"禾卩"XAMA-2")的產(chǎn)品之類的聚氮丙啶;諸如可得自位于美國德克薩斯州休斯頓市的ResolutionPerformanceProducts公司的商品名為"EPI-REZ"的產(chǎn)品之類的水性脂肪族環(huán)氧樹脂;以及諸如可得自CytecIndustries公司的商品名為"BEETLE65"的產(chǎn)品之類的三聚氰胺甲醛樹脂。如上所述,經(jīng)涂敷的磨料制品一般具有固定在背襯上的磨料層。通常,所述磨料層含有底漆層、面漆層和磨粒,或者可供選用的另一種方式是所述磨料層含有由分散于粘結(jié)劑中的磨粒形成的層。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案,例如,如圖2所示,經(jīng)涂敷的磨料制品具有磨料層,其中磨料層含有底漆層、面漆層和磨?!,F(xiàn)在參考圖2,示例性的經(jīng)涂敷的磨料制品200含有鋼紙背襯212,該背襯具有相背的第一主表面231和第二主表面232。背部面漆213固定在第二主表面232上。磨料層230覆蓋可任選的預(yù)涂面漆215并固定在背襯212上,該磨料層230包括嵌入有研磨用砂粒218的底漆層216、覆蓋并固定在底漆層216上的面漆層217、和研磨用砂粒218??扇芜x的超面漆層219覆蓋面漆層217。使用的底漆層的基本重量可隨著例如預(yù)期用途、磨粒類型和所制備的經(jīng)涂敷的磨料制品的性質(zhì)的不同而不同,但是通常為每平方米1克、2克或5-20克、25克、400克、乃至600克。底漆層通常是以底漆層前體的形式施加的,所述底漆層前體經(jīng)后續(xù)的凝固作用(例如,通過固化或冷卻)后形成具有足夠強(qiáng)度的粘結(jié)劑材料層,使磨粒固定于背襯上。底漆層前體可通過任何已知用于將底漆層前體施加于背襯的涂敷方法而被施加,這些方法包括(例如)輥涂、擠出模頭涂敷、幕涂、刮涂、凹版涂敷和噴涂。所述底漆層前體的例子包括可固化的材料,其包括酚醛樹脂、氨基塑料、聚(甲基)丙烯酸酯、聚環(huán)氧化物、多異氰酸酯、皮膠及其組合。在將底漆層前體施加于經(jīng)背部面漆處理后的鋼紙背襯之后,并且在使底漆層前體凝固(例如,通過固化)之前,將磨粒沉積在底漆層上。示例性的可使用的磨粒包括熔融氧化鋁系材料,如氧化鋁、陶瓷氧化鋁(其可包含一種或多種金屬氧化物改性劑和/或晶種或成核劑),以及熱處理過的氧化鋁、碳化硅、共熔融的氧化鋁-氧化鋯、金剛石、二氧化鈰、二硼化鈦、立方氮化硼、碳化硼、石榴石、燧石、金剛砂、衍生自溶膠-凝膠的磨粒、及其混合物。溶膠-凝膠磨粒的例子包括在美國專利No.4,314,827(Leitheiser等人)、4,518,397(Leitheiser等人)、4,623,364(Cottringer等人)、4,744,802(Schwabel)、4,770,671(Monroe等人)、4,881,951(Wood等人)、5,011,508(Wald等人)、5,090,968(Pellow)、5,139,978(Wood)、5,201,916(Berg等人)、5,227,104(Bauer)、5,366,523(Rowenhorst等人)、5,429,647(Larmie)、5,498,269(Larmie)以及5,551,963(Lannie)中描述的那些。磨??蔀槔鐔蝹€的顆粒、團(tuán)塊、磨料復(fù)合顆粒及其混合物的形式。示例性的團(tuán)塊在例如美國專利No.4,652,275(Bloecher等人)和4,799,939(Bloecher等人)中有描述。使用稀釋的易蝕性團(tuán)塊顆粒,例如如美國專利No.5,078,753(Broberg等人)中所述,也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。磨料復(fù)合顆粒在粘結(jié)劑中包含磨料粒。示例性的磨料復(fù)合顆粒在例如美國專利No.5,549,962(Holmes等人)中有描述。磨粒的涂敷重量可隨著例如所需的特定的經(jīng)涂敷的磨料制品、施加磨粒的方法和磨粒的尺寸的不同而不同,但是通常為1g/n^到2000g/m2。面漆層的基本重量也必須隨著預(yù)期用途、磨粒類型和要制備的經(jīng)涂敷的磨料制品的性質(zhì)的不同而不同,但是通常為1g/n^或5g/r^到300g/m2或乃至800g/m2,或更高。面漆層通常是以面漆層前體的形式施加的,所述面漆層前體經(jīng)后續(xù)的凝固作用(例如,通過固化或冷卻)后形成具有足夠強(qiáng)度的粘結(jié)劑材料層,以使磨粒固定于底漆層上。面漆層前體可通過任何已知用于將面漆層前體施加于背襯的涂敷方法而被施加,這些方法包括(例如)輥涂、擠出模頭涂敷、幕涂、刮涂、凹版涂敷和噴涂。所述面漆層前體的例子包括可固化的材料,其包括酚醛樹脂、氨基塑料、聚(甲基)丙烯酸酯、聚環(huán)氧化物、多異氰酸酯、皮膠、脲甲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂及其組合中的至少一種。有關(guān)具有磨粒、底漆層、面漆層和可任選的超面漆層的經(jīng)涂敷的磨料制品的細(xì)節(jié)是公知的,并且在例如美國專利No.4,734,104(Broberg)、4,737,163(Larkey)、5,203,884(Buchanan等人)、5,152,917(Pieper等人)、5,378,251(Culler等人)、5,417,726(Stout等人)、5,436,063(Follett等人)、5,496,386(Broberg等人)、5,609,706(Benedict等人)、5,520,711(Helmin)、5,954,844(Law等人)、5,961,674(Gagliardi等人)、4,751,138(Tumey等人)、5,766,277(DeVoe等人)、6,077,601(DeVoe等人)、6,228,133(Thurber等人)和5,975,988(Christianson)中有所描述。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案,如圖3所示,經(jīng)涂敷的磨料制品具有磨料層,其中磨料層含有由分散于粘結(jié)劑中的磨粒形成的層。現(xiàn)在參考圖3,示例性的經(jīng)涂敷的磨料制品300含有鋼紙背襯312,該背襯具有相背的第一主表面331和第二主表面332。背部面漆313固定在第二主表面332上??扇芜x的預(yù)涂面漆315固定在主表面331上。磨料層330覆蓋可任選的預(yù)涂面漆315并固定在背襯312上,該磨料層330含有多個分布于全部粘結(jié)劑309中的研磨用砂粒318。在本發(fā)明的經(jīng)涂敷的磨料制品的一些實施方案中,磨料層具有磨粒在粘結(jié)劑中的分散體(通常以在粘結(jié)劑前體中的磨粒漿料形式進(jìn)行涂敷)。漿料涂敷技術(shù)是磨料領(lǐng)域中公知的,其包括在例如美國專利No.5,378,251(Culler等人)、5,942,015(Culler等人)禾口6,277,160(Stubbs等人)中描述的那些。合適的粘結(jié)劑前體的例子包括可固化的材料,其包括酚醛樹脂、氨基塑料、聚(甲基)丙烯酸酯、聚環(huán)氧化物、多異氰酸酯及其組合。本實施方案中所用的磨粒包括上文中所羅列出的所有那些磨粒。本發(fā)明的經(jīng)涂敷的磨料制品可以轉(zhuǎn)化為例如條、帶、巻、盤(包括有孔的盤)和/或片。根據(jù)本發(fā)明,可以發(fā)現(xiàn)由于吸收水分而引起的翹曲和/或巻曲的問題一般會顯著降低至不再令使用者感到不能接受的程度。這令人感到非常驚訝,因為本發(fā)明的經(jīng)涂敷的磨料制品所吸收的水分(例如,在重量上)一般與現(xiàn)有技術(shù)中相應(yīng)的經(jīng)涂敷的磨料制品所吸收的水分實質(zhì)上一樣。另外還令人驚訝地發(fā)現(xiàn)與現(xiàn)有技術(shù)中相應(yīng)的經(jīng)涂敷的磨料制品相比,本發(fā)明的經(jīng)涂敷的磨料制品通常至少在某些情況下(例如,在濕度升高的條件下)的切削力提高。對于帶的應(yīng)用,可以通過用于形成拼接帶的已知方法將磨料片的兩個自由端連接在一起。也可如例如美國專利No.5,573,619(Benedict等人)中所述形成無拼接的帶材。在一個實施方案中,本發(fā)明的經(jīng)涂敷的研磨盤可具有固定在鋼紙背襯上的機(jī)械緊固件。例如,現(xiàn)在參考圖4,示例性的經(jīng)涂敷的研磨盤400具有固定在研磨盤420的鋼紙背襯412的涂敷有背部面漆的主表面432上的機(jī)械緊固件490。研磨盤420例如可以是由經(jīng)涂敷的磨料制品200或300制成的盤。用于附加所述機(jī)械緊固件的合適的技術(shù)包括(例如)粘合劑、鉚釘、焊接。示例性的焊接技術(shù)包括(例如)超聲波焊接、紅外焊接、振動焊接和摩擦熔焊(包括旋轉(zhuǎn)焊接)。也可以采用分步的工序來進(jìn)行焊接,其中對熱塑性塑料的至少一部分進(jìn)行加熱直至其至少部分軟化或熔融,然后將該軟化的或熔融的熱塑性塑料粘結(jié)到磨料制品上。在上述技術(shù)中,至少旋轉(zhuǎn)焊接技術(shù)一般是簡單的、有效的、方便的。令人驚訝地發(fā)現(xiàn)機(jī)械緊固件可以成功地旋轉(zhuǎn)焊接到涂敷有背部面漆的鋼紙背襯上,而在采用鋼紙背襯時一般來說這是不可能的。關(guān)于機(jī)械緊固件和焊接技術(shù)的進(jìn)一步詳情例如可以在2004年4月20日提交的共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請No.10/828,119(Fritz等人)中找到。本發(fā)明的經(jīng)涂敷的磨料制品可用于研磨工件。這種方法之一包括使經(jīng)涂敷的磨料制品的磨料層的至少一部分與工件表面的至少一部分進(jìn)行摩擦接觸,并將經(jīng)涂敷的磨料制品或工件這兩者中的至少一者相對于另一者移動以研磨所述表面的至少一部分。工件材料的例子包括金屬、金屬合金、特種金屬合金、陶瓷、玻璃、木材、木材樣材料、復(fù)合材料、涂漆表面、塑料、增強(qiáng)塑料、石材和/或其組合。工件可為平坦的或具有與其相關(guān)的形狀或輪廓。示例性的工件包括金屬部件、塑料部件、顆粒板、凸輪軸、曲軸、家具和渦輪葉片。本發(fā)明的經(jīng)涂敷的磨料制品可手動使用和/或與機(jī)器組合使用。在研磨時,通常使經(jīng)涂敷的磨料制品和工件這兩者中的至少一者相對于另一者移動或每一者都相對于另一者移動。研磨可在濕潤或干燥條件下進(jìn)行。用于濕磨的示例性流體包括水、含有常規(guī)防銹化合物的水、潤滑劑、油、肥皂和切削液。該流體也可包含消泡劑、脫脂劑等等。通過以下非限制性例子進(jìn)一步說明本發(fā)明的目的和優(yōu)點,但是不應(yīng)將在這些例子中敘述的特定材料及其量、以及其它條件和細(xì)節(jié)理解為是對本發(fā)明進(jìn)行不適當(dāng)?shù)南薅?。例子除非另作說明,否則以下例子和說明書的其它部分中記載的所有的份數(shù)、百分比和比例等都是以重量計的,并且例子中使用的所有試劑都得自或可得自普通化學(xué)品供應(yīng)商,如位于美國密蘇里州SaintLouis市的Sigma-AldrichChemical公司,或可以通過常規(guī)技術(shù)合成。例子中所用的鋼紙研磨盤的直徑為7英寸(18cm),并有一個7/8英寸的中心孔。在所有例子中使用以下縮寫:<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>測定方法形狀測定過程A把要評價的研磨盤去除捆綁材料后各自平放(磨料層一側(cè)朝下)在RH(相對濕度)控制在15%、溫度控制為24。C的室的架子上達(dá)48小時。對每個例子的材料研究4個盤。用能夠測量最近距離為10微米的激光測高計(得自位于美國明尼蘇達(dá)州Minneapolis市的BannerEngineering公司,LG10型)測量每個盤的形狀。用該激光裝置來測定每個盤在以下四個點處的高度兩個最低點和兩個最高點。記錄最高點平均值與最低點平均值的差作為每個盤的A高度。朝向背襯一側(cè)的面外凈形狀記為正(+)、朝向磨料層一側(cè)的面外凈形狀記為負(fù)(-)。在30%、45%、60%和75%RH的環(huán)境下重復(fù)該過程,溫度都保持在24°C。每種條件下所報告的數(shù)值是對4個同樣的盤測量的差值的平均值。形狀測定過程B將8個研磨盤去除捆綁材料后各自平放(磨料層一側(cè)朝下)在預(yù)處理條件控制為45%RH、24。C的室中。經(jīng)48小時預(yù)處理后,如上面"形狀測定過程A"所述用激光來測定每個盤的形狀。然后將其中的4個盤放在控制在20%RH、24'C的室中,另外4個盤放在控制在60%RH、24。C的室中。48小時后,將這8個盤同時從室中取出,用激光測高計測定。每種條件下所報告的數(shù)值為對4個同樣的盤測量的平均值。再每隔48小時測定一次,共再測定4次,總的試驗持續(xù)時間為10天。形狀測定過程C把要評價的研磨盤去除捆綁材料,用能夠測量最近距離為10微米的激光測高計(得自位于美國明尼蘇達(dá)州Minneapolis市的BannerEngineering公司,LG10型)測量每個盤的形狀(即,與面的偏離)。每個盤放在桌面上,使中心孔離桌面最遠(yuǎn)。用激光測高計來測量中心孔到桌面的高度。朝向背襯一側(cè)的面外凈形狀記為正(+)d朝向磨料層一側(cè)的面外凈形狀記為負(fù)(-)。初次測量之后,將每組10個共3組盤由其中心孔懸掛在水平桿上,并分別放置在控制在20XRH(相對濕度)、24。C的室、控制在45%RH、24。C的室和控制在70%RH(相對濕度)、24。C的室中2周。然后測定每個盤的形狀,起始狀態(tài)與經(jīng)濕度處理后的最終狀態(tài)之間的變化的絕對值(即高度變化)記錄為10個盤的平均值。研磨試驗設(shè)計研磨試驗以測定經(jīng)涂敷的研磨盤的切削率。將試驗盤放在45%RH、24'C的條件下2天。在試驗之前,將這些經(jīng)預(yù)處理后的盤中的一半放在20%RH、24i:的環(huán)境中一周,將另一半放在60%RH、24°C的環(huán)境中一周。如此處理后的每個研磨盤用于研磨1.25cmxl8cm的、1018低碳鋼工件的表面。所用的研磨機(jī)為恒載液壓盤式研磨機(jī)。工件與研磨盤之間的恒定負(fù)載由負(fù)荷彈簧(loadspring)來施加。研磨機(jī)的支承墊是鋁支承墊,以約7度的角度傾斜,并從邊緣延伸到中心3.5cm處。用固定螺母將盤固定在鋁支承墊上,并以5,500rpm的轉(zhuǎn)速驅(qū)動。支承墊與盤及工件之間的負(fù)荷為約6.8kg。每個盤以60秒的時間段來研磨一個單用的工件15次。把在第一個60秒的研磨操作中所除去的金屬的量作為起始切削量。把在第15個60秒的時間段內(nèi)所除去的金屬的量作為最終切削量。除非另有說明,否則把整個試驗過程中所除去的金屬的累積量作為總切削量。起始切削量、最終切削量和總切削量以克數(shù)報告。研磨試驗2設(shè)計研磨試驗2也是為了測定經(jīng)涂敷的研磨盤的切削率。將試驗盤放在45XRH、24"C的條件下2天。每個研磨盤用于研磨1.25cmxl8cm的、1018低碳鋼工件的表面。所用的研磨機(jī)為恒載液壓盤式研磨機(jī)。工件與研磨盤之間的恒定負(fù)載由負(fù)荷彈簧來施加。研磨機(jī)的支承墊是鋁支承墊,以約7度的角度傾斜,并從邊緣延伸到中心3.5cm處。用固定螺母將盤固定在鋁支承墊上,并以5,500rpm的轉(zhuǎn)速驅(qū)動。支承墊與盤及工件之間的負(fù)荷為約5.9kg。每個盤以60秒的時間段來研磨一個工件。每個時間段結(jié)束時更換工件。在每個60秒的研磨操作結(jié)束時測定切削量(所除去的金屬的量)。當(dāng)一個60秒鐘的時間段內(nèi)的切削量小于40克時試驗結(jié)束。除非另有說明,否則把整個試驗過程中所除去的金屬的累積量作為總切削量??偳邢髁恳钥藬?shù)(6個盤的平均值)報告。旋轉(zhuǎn)焊接過程根據(jù)美國專利No.5,931,729(Penttila等人)中的過程,用旋轉(zhuǎn)焊接儀(得自位于美國明尼蘇達(dá)州Shoreview市的Powell,McGeeAssociates公司,商品名為"PMASPINWELD90")來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)焊接試驗。該儀器的可調(diào)參數(shù)包括進(jìn)氣壓力(以psi(kPa)表示)和焊接時間(以任意單位表示)。該過程的評價標(biāo)準(zhǔn)如下表I所示。表I<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>實施例l-4和比較例A實施例1-4和比較例A用于說明不同的背部面漆組合物的組成和濕增重對所得到的研磨盤的形狀穩(wěn)定性的作用。這些例子中的背部面漆的組成和濕增重如下表II所報告。表II<table>complextableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>通過用三輥涂敷機(jī)將AR1涂敷到305mm寬的VF料片的一面上來制備實施例1。將背部面漆涂層放在溫度設(shè)置為85'C的烘箱中干燥3分鐘,使其干重為約12.4克/平方米(gsm)。將經(jīng)背部面漆處理后的料片纏成巻,放在50%RH的環(huán)境中處理7-10天。將由184gsm的底漆涂層(PM2)、552gsm的顆粒涂層(AP)禾口339gsm的面漆涂層(PM3)所形成的磨料涂層涂敷到在上述條件下處理后的這種經(jīng)背部面漆處理過的料片上,并固化。將該固化的磨料料片的短片纏成松散的巻,在65C下蒸1小時。用沖床從該潮濕的料片上切削下帶有22mm中心孔的直徑為178mm的研磨盤。然后使該研磨盤兩次通過與研磨盤表面垂直的3.8cm(1.5英寸)的棒式撓曲試驗裝置。將該經(jīng)撓曲的盤堆疊起來并置于木質(zhì)凸緣之間打成捆,然后在IO(TC下再固化24小時。將該打成捆的盤放在45%RH、24"的環(huán)境中處理10天。與實施例1一樣制備實施例2,不同之處在于AR1的重量為21.6gsm(干燥后降至約7.5gsm)。與實施例1一樣制備實施例3,不同之處在于將重量為24.5gsm(干燥后降至約12.5gsm)的SBR施加到鋼紙料片上。與實施例1一樣制備實施例4,不同之處在于將重量為38.9gsm(干燥后降至約20.8gsm)的PM1施加到鋼紙料片上。烘箱溫度提高至121°C。比較例A為對照例,根據(jù)實施例l一樣來制備,但是沒有任何被施加到鋼紙料片上的背部面漆。根據(jù)形狀測定過程A來評價實施例l一4和比較例A的形狀變化。結(jié)果如下表III所報告(用mm來表示)。根據(jù)實施例l所制備的經(jīng)涂敷的研磨盤如圖5所示。表III<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>比較例A25.25實施例5-11和比較例B實施例5-11和比較例B用于說明不同的背部面漆組合物的組成和濕增重對所得到的研磨盤的形狀穩(wěn)定性的作用。這些例子中的背部面漆的組成和濕增重如下所報告D與實施例4一樣制備實施例5,不同之處在于將重量為105gsm(干燥后降至約86.3gsm)的PM2施加到鋼紙料片上。烘箱溫度為121°C。與實施例5—樣制備實施例6,不同之處在于將重量為62.4gsm(干燥后降至約51.8gsm)的PM2施加到鋼紙料片上。與實施例5—樣制備實施例7,不同之處在于將重量為20.8gsm(干燥后降至約17.3gsm)的PM2施加到鋼紙料片上。與實施例l一樣制備實施例8,不同之處在于AR1的重量為62.3gsm(干燥后降至約21.8gsm)。與實施例1一樣制備實施例9,不同之處在于AR1的重量為37.4gsm(干燥后降至約13.1gsm)。與實施例1一樣制備實施例10,不同之處在于AR1的重量為18.5gsm(干燥后降至約6.5gsm)。與實施例1一樣制備實施例11,不同之處在于分三次將AR1涂敷到鋼紙料片的同一面上。這3次涂敷的總增重為約178gsm(干燥后為62.3gsm)。當(dāng)從所得的材料上切下研磨盤并將其撓曲時,其背部面漆容易剝落,不再能形成均勻的背部涂層。與未處理的比較例相比,這些盤巻曲得更厲害。根據(jù)實施例1制備比較例B,不同之處在于沒有任何被施加到背襯上的背部面漆。根據(jù)形狀測定過程B來評價實施例5-11和比較例B的形狀變化。比較例C和D均為ANSI50級鋼紙研磨盤,其直徑為7英寸(18cm),并帶有7/8英寸(2.2cm)的中心孔,分別得自位于美國伊利諾伊州芝加哥市的MarvelAbrasives公司(商品名為"50GRITCGCERAMICRESINBONDFIBREDISC")以及美國馬薩諸塞州Worcester市的Norton公司(商品名為"50GRITF986GREENLYTEPLUS")。形狀測試的結(jié)果如下表IV所報告(以mm來表示)。表IV<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>根據(jù)研磨試驗來評價實施例10和比較例B及C的研磨盤。試驗結(jié)果如下表V所報告。表V<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>實施例12-14和比較例E(旋轉(zhuǎn)焊接)使用從根據(jù)實施例1制備的研磨盤上切下來的直徑為51mm的盤來制備實施例12。采用表VI所示的機(jī)械設(shè)置條件,根據(jù)旋轉(zhuǎn)焊接過程將尼龍凸件施加到料片上。根據(jù)實施例12制備實施例13并進(jìn)行試驗,不同之處在于研磨盤來自實施例4。根據(jù)實施例12制備實施例14并進(jìn)行試驗,不同之處在于研磨盤來自實施例5。根據(jù)實施例12制備比較例E并進(jìn)行試驗,不同之處在于研磨盤來自比較例A。實施例12-14和比較例E的旋轉(zhuǎn)焊接評價結(jié)果如下表VI所報告。表VI<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>實施例15通過用雙輥涂敷機(jī)將PM2涂敷到305mm寬的VF料片的一面上來制備實施例15。將背部面漆涂層放在溫度設(shè)置為116。C的烘箱中干燥3分鐘,使干增重為約8.8gsm。將該背部面漆處理后的料片翻過來,重復(fù)所述涂敷和干燥步驟,得到經(jīng)預(yù)涂面漆處理過的(即,具有預(yù)涂面漆的)和經(jīng)背部面漆處理過的(即,具有背部面漆的)料片。將該具有預(yù)涂面漆并具有背部面漆的料片纏成巻,放在50%RH的環(huán)境中處理7-10天。將由188gsm的底漆涂層(PM2)、799gsm的顆粒涂層(AP2)和448gsm的面漆涂層(PM3)所構(gòu)成的磨料涂層涂敷到在上述條件下處理后的這種具有預(yù)涂面漆和背部面漆的料片上,并固化。將該固化的磨料料片的短片纏成松散的巻,在65t:下蒸1小時。用沖床從該潮濕的料片上切下帶有22mm中心孔的直徑為178mm的研磨盤。然后使該研磨盤兩次通過與盤表面垂直的2.5cm(1.0英寸)的棒式撓曲試驗裝置。將該經(jīng)撓曲的盤堆疊起來并置于木質(zhì)凸緣之間打成捆,然后在IO(TC下再固化24小時。將該打成捆的盤放在70%RH、24。C的環(huán)境中處理5天,再放在45XRH、24°C的環(huán)境中處理5天。比較例F與實施例15—樣來制備比較例F,不同之處在于沒有背部面漆涂層和預(yù)涂面漆涂層。根據(jù)形狀測定過程C和研磨試驗2來對實施例15和比較例F進(jìn)行試驗。結(jié)果如下表VII所報告。表VII<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>實施例16與實施例4一樣制備實施例16,不同之處在于另加有一個步驟按照與實施例4所述的施加背部面漆的工序一樣,將預(yù)涂面漆(PM1,濕增重為38.9gsm(干增重為20.8gsm))施加到VF料片的前表面上。根據(jù)形狀測定過程A來測試實施例16。其A高度為16.65mm。權(quán)利要求1.一種經(jīng)涂敷的磨料制品,該磨料制品包括具有相背的第一主表面和第二主表面的鋼紙背襯、固定在所述第一主表面上的磨料層、以及固定在所述第二主表面上的背部面漆,其中所述經(jīng)涂敷的磨料制品上的所述背部面漆的干燥基本重量為每平方米8-90克,所述背部面漆包含由選自可固化的膠乳乳液、酚醛樹脂及其組合中的成分形成的反應(yīng)產(chǎn)物。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的經(jīng)涂敷的磨料制品,其中,預(yù)涂面漆固定在所述鋼紙背襯的所述第一主表面上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的經(jīng)涂敷的磨料制品,其中,所述預(yù)涂面漆含有與所述背部面漆相同的成分。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的經(jīng)涂敷的磨料制品,其中,所述磨料制品包括研磨盤或者環(huán)形帶。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的經(jīng)涂敷的磨料制品,其中,所述背部面漆含有可固化的膠乳乳液,并且所述經(jīng)涂敷的磨料制品上的所述背部面漆的干燥基本重量為每平方米8-25克。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的經(jīng)涂敷的磨料制品,其中,所述背部面漆含有酚醛樹脂,并且所述經(jīng)涂敷的磨料制品上的所述背部面漆的干燥基本重量為每平方米15-90克。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的經(jīng)涂敷的磨料制品,其中,所述鋼紙背襯的厚度在0.5-1.3毫米的范圍內(nèi)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的經(jīng)涂敷的磨料制品,其中,所述磨料層包括底漆層和面漆層。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的經(jīng)涂敷的磨料制品,其中,所述磨料層包括磨粒在粘結(jié)劑中形成的分散體。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的經(jīng)涂敷的磨料制品,其中,所述磨料層含有由包含至少一種下列物質(zhì)的成分形成的反應(yīng)產(chǎn)物,所述物質(zhì)為聚環(huán)氧化物、聚(甲基)丙烯酸酯、脲甲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、酚醛樹脂、或其組合。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的經(jīng)涂敷的磨料制品,其中,所述磨料制品還具有預(yù)涂面漆、次面漆、浸漬劑、粘結(jié)層或超面漆中的至少一種。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的經(jīng)涂敷的磨料制品,其中,所述磨料制品包括盤,并且該磨料制品還具有被焊接到所述背部面漆上的機(jī)械緊固件。13.—種研磨工件的表面的方法,該方法包括提供權(quán)利要求1所述的經(jīng)涂敷的磨料制品;使所述磨料層與所述工件的表面摩擦式接觸;并且將所述磨料層和所述工件的所述表面這兩者中的至少一者相對于另一者移動,以研磨所述工件的所述表面的至少一部分。14.一種經(jīng)涂敷的磨料制品的制造方法,該方法包括提供具有相背的第一主表面和第二主表面的鋼紙背襯;將可固化的背部面漆前體涂敷在所述鋼紙背襯的所述第二主表面上,并使所述背部面漆前體固化從而得到背部面漆,其中所述經(jīng)涂敷的磨料制品上的所述背部面漆的干燥基本重量為每平方米8-90克,所述背部面漆前體包含選自可固化的膠乳乳液、酚醛樹脂及其組合中的至少一種材料;以及將磨料層固定在所述鋼紙背襯的所述第一主表面上。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的經(jīng)涂敷的磨料制品的制造方法,該方法還包括將所述經(jīng)途敷的磨料制品轉(zhuǎn)化為研磨盤或環(huán)形帶。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的經(jīng)涂敷的磨料制品的制造方法,其中,所述背部面漆含有可固化的膠乳乳液,并且所述經(jīng)涂敷的磨料制品上的所述背部面漆的干燥基本重量為每平方米8-25克。17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的經(jīng)涂敷的磨料制品的制造方法,其中,所述背部面漆含有酚醛樹脂,并且所述經(jīng)涂敷的磨料制品上的所述背部面漆的干燥基本重量為每平方米15-90克。18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的經(jīng)涂敷的磨料制品的制造方法,其中,所述鋼紙背襯的厚度在0.5-1.3毫米的范圍內(nèi)。19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的經(jīng)涂敷的磨料制品的制造方法,其中,所述磨料層包括底漆層和面漆層。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的經(jīng)涂敷的磨料制品的制造方法,該方法還包括將超面漆施加到所述面漆層上。21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的經(jīng)涂敷的磨料制品的制造方法,其中,所述磨料層包含分散于粘結(jié)劑中的磨粒。22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的經(jīng)涂敷的磨料制品的制造方法,其中,所述磨料層含有由包含至少一種下列物質(zhì)的成分形成的反應(yīng)產(chǎn)物,所述物質(zhì)為聚環(huán)氧化物、聚(甲基)丙烯酸酯、脲甲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、酚醛樹脂、或其組合。23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的經(jīng)涂敷的磨料制品的制造方法,該方法還包括將機(jī)械緊固件焊接到所述背部面漆上。全文摘要本發(fā)明涉及一種具有增強(qiáng)的鋼紙背襯(212)的經(jīng)涂敷的磨料制品(200)及其制作方法和使用方法,其中在該鋼紙背襯上固定有磨料層(230)。所述增強(qiáng)的鋼紙背襯(212)上具有背部面漆,所述背部面漆包含由選自可固化的膠乳乳液、酚醛樹脂及其組合中的成分形成的反應(yīng)產(chǎn)物。文檔編號B24D11/02GK101180159SQ200680017752公開日2008年5月14日申請日期2006年5月22日優(yōu)先權(quán)日2005年5月24日發(fā)明者巴里·J·格里布,羅伯特·A·福林斯比申請人:3M創(chuàng)新有限公司