提供磨料產(chǎn)品的方法及其磨料產(chǎn)品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及磨料產(chǎn)品、磨料產(chǎn)品的用途以及獲得磨料產(chǎn)品的方法的領(lǐng)域。
[0002] 發(fā)明背景 磨料產(chǎn)品用于處理物體表面。該物體表面可以包含多種材料，如木材、金屬或聚合物。 該處理通常包括從該物體表面上去除材料以獲得所需物體表面性質(zhì)如光滑度或粗糙度或 特殊結(jié)構(gòu)。不同的材料或應(yīng)用可能對磨料產(chǎn)品設(shè)定不同的要求以適當?shù)匕l(fā)揮作用。
[0003] 發(fā)明概述 根據(jù)目的，磨料產(chǎn)品可以包含不同的性質(zhì)。待研磨的物體表面和材料可能對該磨料產(chǎn) 品設(shè)定要求。通常，合意的是磨料產(chǎn)品具有貼合性和柔性以便適應(yīng)于物體表面，獲得光滑和 均勻的研磨結(jié)果。同時，該磨料產(chǎn)品應(yīng)有效和持久。此外，磨料產(chǎn)品的特定用途可能設(shè)定應(yīng) 當確定的特殊要求。
[0004]本發(fā)明的一個目的是提供一種改進的方法以獲得具有改進的性質(zhì)的磨料產(chǎn)品。本 發(fā)明的進一步的目的是提供一種具有這樣的改進的性質(zhì)的磨料產(chǎn)品。該改進性質(zhì)可用于各 種應(yīng)用以獲得更好的磨料品質(zhì)。該改進性質(zhì)可以進一步延長該產(chǎn)品的壽命周期。
[0005]通常，紙張、布料或聚合物膜可以用作磨料產(chǎn)品的背襯層材料。該背襯層限定了該 磨料產(chǎn)品的基本性質(zhì)。
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種包含具有第一側(cè)和第二側(cè)的背襯層的磨料產(chǎn)品，其中磨 料層可以鄰接到包含聚丙烯的背襯層的一側(cè)上。
[0007]聚合物材料的一個優(yōu)點在于聚合物可以模塑和加工成所需形狀和厚度。特別地， 熱塑性聚合物可以容易地模塑和加工并由此有利地連續(xù)提供具有均勻品質(zhì)的背襯層。此 外，通過選擇有利的聚合物材料，該背襯層可以改性以包含所需性質(zhì)，由此可以獲得功能性 背襯層。有利地，該背襯層可以同時既是柔性的以貼合目標表面，又是耐久的以經(jīng)受在機械 研磨和/或手工研磨中的使用。該背襯層的柔性可以通過提供包含表面高度偏差(如凹陷 區(qū)域和升高區(qū)域，其可用于在該背襯層上附著包含磨料區(qū)的磨料層）的背襯層來進一步改 善。因此，可以在磨料產(chǎn)品表面上提供由該背襯層支撐的多個磨料區(qū)，以使得各磨料區(qū)可以 被相互連接的通道部分包圍。該通道部分可以布置成具有使得該磨料產(chǎn)品包含改善的柔性 并且可以有效地輸送磨蝕材料離開磨料產(chǎn)品表面的尺寸與圖案。
[0008]本發(fā)明的目的和實施方案進一步描述在本申請的獨立與從屬權(quán)利要求中。
[0009]附圖概述 該附圖是示意性的并可能不按照透視法。
[0010] 該附圖意在用于說明目的。
[0011] 在該附圖和在說明書中，符號sx、\和sz代表彼此垂直的直角坐標方向。
[0012] 圖1代表磨料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的簡化實例。
[0013]圖2代表可以連接到磨料設(shè)備上的磨料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的簡化實例。
[0014] 圖3代表包含不同功能層的背襯層的簡化實例。
[0015] 圖4a和4b代表磨料層結(jié)構(gòu)的簡化實例。
[0016] 圖5代表包含凹陷區(qū)域的背襯層結(jié)構(gòu)的簡化實例。
[0017] 圖6代表包含凹陷區(qū)域的功能層結(jié)構(gòu)的簡化實例。
[0018] 圖7代表鄰接到包含凹陷區(qū)域的背襯層上的磨料層的簡化實例。
[0019] 圖8代表磨料產(chǎn)品的橫截面C-C的簡化實例。
[0020] 圖9代表來自上文的磨料產(chǎn)品的簡化實例。
[0021] 圖10代表包含磨料區(qū)和通道部分的磨料產(chǎn)品表面的簡化實例。
[0022] 圖11代表包含曲度的通道部分的簡化實例。
[0023] 圖12代表具有線性長度的第二通道部分的簡化實例。
[0024] 圖13代表相互連接的通道部分的網(wǎng)絡(luò)的簡化實例。
[0025] 圖14代表在磨料產(chǎn)品表面上的基元圖案的簡化實例。
[0026] 圖15代表開口的簡化實例。
[0027] 圖16a至16f呈現(xiàn)了改變幾何形狀以便在磨料產(chǎn)品表面上提供基元圖案的非限制 性實例。
[0028] 圖17a至17e呈現(xiàn)了在不改變幾何形狀的情況下在磨料產(chǎn)品表面上提供基元圖案 的非限制性實例。
[0029] 圖18a至18g呈現(xiàn)了改變幾何形狀以便在磨料產(chǎn)品表面上提供基元圖案的另一非 限制性實例。
[0030] 圖19a至19e呈現(xiàn)了包含棱角的基元圖案網(wǎng)絡(luò)的非限制性實例。
[0031] 圖20a至20f呈現(xiàn)了在磨料產(chǎn)品表面上提供包含基元組團和基元圖案的網(wǎng)絡(luò)的另 一非限制性實例。
[0032] 圖21a至21e呈現(xiàn)了在磨料表面上提供包含基元組團和基元圖案的網(wǎng)絡(luò)的進一步 的非限制性實例。
[0033] 圖22呈現(xiàn)了在磨料產(chǎn)品表面上提供包含基元組團和基元圖案的網(wǎng)絡(luò)的進一步的 非限制性實例。
[0034] 發(fā)明詳述 磨料產(chǎn)品可用于不同的應(yīng)用，例如汽車工業(yè)、船舶、建筑物和建筑工地以及復(fù)合材料行 業(yè)（compositesindustry)，僅舉幾例。磨料產(chǎn)品的應(yīng)用可以進一步包括各種材料，如木材、 金屬、復(fù)合材料、塑料、礦物或不同的涂層如油漆或清漆。去除具有不同性質(zhì)和行為的材料 還可能需要來自該磨料產(chǎn)品的不同性質(zhì)。常見的研磨方法可以包括例如研磨、拋光、磨光、 珩磨、切割、鉆孔、銳化、精研或砂磨。需要磨蝕的物體形狀可能改變。當物體表面形狀并非 平面并包含高度偏差時，合意的是該磨料產(chǎn)品是柔性的。柔性磨料產(chǎn)品更好地貼合被研磨 的物體表面的形狀。剛性磨料產(chǎn)品通常的缺陷在于該磨料產(chǎn)品的一部分可能壓向比另一部 分更堅硬的物體表面，這會造成不均勻的品質(zhì)，換句話說，某些地方可能被磨損，而其它部 分磨損較少或根本未被磨損。有利地，該磨料產(chǎn)品的強度、剪切應(yīng)力、沖擊應(yīng)力和彈性模量 應(yīng)經(jīng)過設(shè)計以匹配應(yīng)用的需要。根據(jù)目的，磨料產(chǎn)品可以在例如潮濕或干燥條件下使用。
[0035] 在該說明書中，術(shù)語"通道"指的是置于磨料區(qū)側(cè)面的凹陷區(qū)域。通道包含寬度和 長度及高度。術(shù)語"通道部分"指的是兩個磨料區(qū)之間的通道的分支點或交叉點之間的最 短表面距離，稱為"通道部分長度"。通道部分沿著該通道部分長度具有基本恒定的寬度和 高度。
[0036] 圖1顯示了具有表面110的磨料產(chǎn)品100的簡化實例，該表面具有研磨性質(zhì)。該 磨料產(chǎn)品100包含具有第一側(cè)107和第二側(cè)108的背襯層101，以及鄰接于該背襯層101 - 側(cè)的磨料層111。該磨料層可以鄰接于該背襯層101的第一側(cè)107或第二側(cè)108,或鄰接于 兩側(cè)。該磨料產(chǎn)品100可以包含任選的支撐層121，該支撐層具有前側(cè)和背側(cè)。該支撐層 121的正面可以鄰接于該背襯層101的第二側(cè)108,例如通過層壓或粘合。
[0037] 圖2顯示了具有前側(cè)和背側(cè)的支撐層121的簡化實例。該支撐層121的前側(cè)可以 鄰接于該背襯層101的第二側(cè)108。該支撐層121可以包含附著改進層126和泡沫層123。 該附著改進層126可以是例如層壓到該背襯層上的聚合物膜，或改進機械附著的層，例如 粘貼體系（stick-onsystem)或抓持附著，如Velcro。該附著改進層126可以替代地或另 外地包含鄰接于該背襯層101的第二側(cè)108的壓敏粘合劑層。替代地或另外地，該附著改 進層126可以包含摩擦涂層。如果該第二側(cè)108不包含磨料層111的話，摩擦涂層可以用 于提高該磨料產(chǎn)品100的第二側(cè)108的表面摩擦。例如，該產(chǎn)品100可以包含施加到該背 襯層101的第二側(cè)108上的摩擦涂層。有利地，該摩擦涂層可以包含點狀形式的增磨材料。 例如，該增磨材料可以排列為點的二維陣列，不含增磨材料的區(qū)域包圍該點。在實驗中已經(jīng) 觀察到，以點的陣列形式施加(例如通過絲網(wǎng)印刷機、壓花輥、靜電涂布裝置或從計量帶上 滴落或通過振動裝置以點狀形式施加）的等量摩擦涂層可以在潮濕的磨料產(chǎn)品100中提供 增強的摩擦。當泡沫層123直接靠向背襯層101時，附加的抓持層122可以附著到非面向 背襯層101的一側(cè)上。該背襯層101可以包含在方向Sz上延伸穿過該背襯層101的開口 226〇
[0038] 設(shè)備300可以包含該磨料產(chǎn)品100。該支撐層121可用于將該磨料產(chǎn)品100附著 到該設(shè)備300上，其可以是用于研磨的工具。該支撐層121可用于將設(shè)備300或用于研磨 的工具附著到該磨料產(chǎn)品100上?；蛘?，該支撐層121可用于從設(shè)備300或用于研磨的工具 上移除該磨料產(chǎn)品100。這能夠容易地在包含用于連接磨料產(chǎn)品100的表面301的工具或 設(shè)備上將磨料產(chǎn)品1〇〇切換至另一磨料產(chǎn)品。該設(shè)備可以包含與磨料產(chǎn)品1〇〇兼容的用于 附著的裝置。兼容裝置可以是例如具有背側(cè)和前側(cè)的附著改進層301。該附著改進層301 可以包含機械附著系統(tǒng)302,如鉤子或絲絨(如Velcro系統(tǒng))、乙烯基層或壓敏粘合劑層。該 設(shè)備300可以包含例如用于線性機械研磨或旋轉(zhuǎn)機械研磨的裝置。該設(shè)備300可以包含用 于振動的裝置，如軸和包含該表面301的支撐墊。
[0039] 圖3顯示了背襯層101的結(jié)構(gòu)的簡化實例?？梢灾圃毂骋r層101以提供功能性。功 能性可以通過制造包含一個或多個具有第一側(cè)和第二側(cè)的功能層102、103、104、104、105、 106、107、108 的背襯層 101 來引入。該第一功能層 102、103、104、104、105、106、107、108 的 第一側(cè)可以鄰接于不同于該第一功能層的第二功能層的第一或第二側(cè)。該功能層102、103、 104、104、105、106、107、108可以例如通過層壓或共擠出鄰接。例如，該磨料產(chǎn)品100可以 包含鄰接于第二功能層103或第三功能層104的第一功能層102。因此，該背襯層101可 以包含超過一個相鄰層，如兩個、三個、四個、五個、六個或七個相鄰層。該功能層可以以類 似于背襯層101的方式形成。一部分功能層可以具有相同的化學(xué)組成。或者，各功能層的 化學(xué)組成可能不同。此外，各功能層的厚度可以彼此相同或不同。該功能層102、103、104、 104、105、106、107、108可以包含具有不同功能的層，例如壓花層、防靜電層，如紫外線或自 由基（UV/EB)阻擋層、增粘層、防滑層、強化層或填料層。多個功能層可能是相同的，也就是 說，背襯層101可以包含兩個或更多個在化學(xué)組成和/或厚度方面彼此相同的功能層102、 103、104、104、105、106、107、108。一個功能層可以包含超過一種功能。下面給出可能是該 背襯層101的一部分的不同功能層102、103、104、104、105、106、107、108的實例。實施例1 至9可以單獨使用或可以組合。特別地，功能層102、103、104、104、105、106、107、108可以 與另一功能層 102、103、104、104、105、106、107、108 組合。
[0040] 實施例1.功能層102、103、104、104、105、106、107、108可以是泡沫層123。泡沫層 123可以包含例如聚酯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚乙烯。該泡沫層123可以包含由氣態(tài)物質(zhì)或 膨脹添加劑提供的多孔結(jié)構(gòu)。例如，可以借助適當?shù)臍怏w，如二氧化碳來形成該泡沫層123。 或者，在加熱時膨脹或釋放氣態(tài)化合物的添加劑可以用于形成該孔隙。
[0041] 實施例2.功能層102、103、104、104、105、106、107、108可以包含壓花促進層。壓花 促進層可以包含熱塑性塑料，例如聚乙烯醇、聚氯乙烯（PVC)、聚丙烯（PP)或聚乙烯（PE)。 壓花層可以例如用于提供具有表面高度偏差的上表面107。
[0042] 實施例3.功能層102、103、104、104、105、106、107、108可以包含防靜電層。該背 襯層101可以設(shè)計具有防靜電功能層102、103、104、104、105、106、107、108以提供良好的靜 電性能，由此避免可能破壞產(chǎn)品或點燃溶劑蒸氣的火花，或由此避免片材粘連，或由此避免 吸引灰塵。可用于消散靜電并由此最小化靜電充電的材料包括聚合物添加劑、鹽、導(dǎo)電聚合 物、纖維和粒子或填料、表面活性劑、電荷控制劑、碳納米管、炭黑或云母。
[0043] 實施例4.該背襯層101可以包含UV/EB阻擋功能層102、103、104、104、105、106、 107、108以保護該材料免受來自光、紫外光和/或自由基，如自由基化合物的降解作用。僅 試舉幾例，適于該UV/EB阻擋層的UV/EB穩(wěn)定劑化合物的實例包括二苯甲酮、苯并三唑、水 楊酸酯、丙烯腈、受阻胺(如2, 2, 6, 6-四甲基哌啶的不同衍生物)、或在其結(jié)構(gòu)中含有芳環(huán)的 其它聚合物、顏料如炭黑或氧化鈦。該UV/EB穩(wěn)定劑在低濃度下非常有效。
[0044] 實施例5.功能層102、103、104、104、105、106、107、108可以包含附著改進層126 如增粘層；聚丙烯對不同樹脂的粘合很差，因為其是非反應(yīng)性聚合物。為了改善該粘合，可 以通過不同的基底處理引入極性官能團。該表面處理包括電暈放電、等離子體蝕刻、火焰處 理、在擠出過程中在熔體中接枝到聚丙烯骨架上的粘附層。該增粘層可以包含增粘化合物， 如以下的一種或組合：酸共聚物，鈉離聚物，鋅離聚物，或其它金屬離聚物如Surlyn離聚 物，低密度或高密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯（EVA共聚物)，乙烯-丙烯酸酯共聚物，包括 丙烯酸丁酯（EBA共聚物)、丙烯酸甲酯（EMA共聚物)和丙烯酸-2-乙基己酯（2HEA)，乙烯乙 酸乙烯酯三聚物，其為無規(guī)的乙烯、乙酸乙烯酯、馬來酸酐三聚物，乙烯丙烯酸酯三聚物，包 括丙烯酸酯類型(丙烯酸甲酯、乙酯或丁酯)和類似馬來酸酐（ΜΑΗ)的單體的不同組合，甲基 丙烯酸縮水甘油酯（GMA)。換句話說，功能層（102、103、104、104、105、106、107、108)可以包 含增粘化合物，其選自高密度乙烯共聚物、低密度乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯（ΕΒΑ)共 聚物、乙烯乙酸乙烯酯（EVA)共聚物、乙烯丙烯酸甲酯（ΕΜΑ)共聚物、乙烯丙烯酸丁酯（ΕΒΑ) 共聚物、丙烯酸-2-乙基己酯（2EHA)共聚物、乙烯丙烯酸酯三聚物(其中該丙烯酸酯類型是 丙烯酸甲酯、乙酯或丁酯)、乙烯乙酸乙烯酯三聚物(其中該丙烯酸酯類型是丙烯酸甲酯、乙 酯或丁酯)。
[0045] 實施例6.功能層102、103、104、104、105、106、107、108可以包含防滑層：該背襯 材料可以設(shè)計具有防滑功能層102、103、104、104、105、106、107、108以提高摩擦系數(shù)。該功 能層可以由任何軟的粘性橡膠涂層或/和由任何分散在適當粘合劑材料中的填料來形成 并在單獨過程中以均勻或結(jié)構(gòu)化涂層形式施加到該背襯材料上。所選擇的填料也可以在擠 出過程中在熔體中引入。氧化鋁、鍛制硅酸鹽類型的粒子、碳酸鈣和二氧化硅是可用于防滑 目的的材料的實例。
[0046] 實施例7.強化層(強化填料):該功能層可以有助于優(yōu)化產(chǎn)品100在專用應(yīng)用中的 機械性質(zhì)。不同類型的填料可用于這一目的，例如提高機械強度的材料。填料的實例包括玻 璃纖維、石墨纖維、芳綸纖維、碳纖維、納米纖維素、碳納米管、碳酸鈣、滑石、高嶺土和云母。 不同的填料可以單獨或組合使用。該填料可用于改變該功能層102、103、104、104、105、106、 107、108或該背襯層101的機械性質(zhì)。但是，該填料可以進一步用于改變不同的性質(zhì)，如熱 膨脹、光學(xué)性質(zhì)、熱穩(wěn)定性、防滑性質(zhì)或電性質(zhì)如防靜電性質(zhì)。
[0047] 實施例8.模切促進層：在該功能層中使用的材料的實例是聚碳酸酯、丙烯酸、聚 氨酯和環(huán)氧樹脂。
[0048] 實施例9.層壓或"緊固"體系層：該層可以由含有與熱或其它化學(xué)品反應(yīng)獲得膠 狀性質(zhì)的基團的任何聚合物形成。特別地，在增粘層中提到的化合物可用于層壓以便將兩 個相鄰層粘接在一起。層壓可以作為有利的方法用于將功能層102、103、104、104、105、106、 107、108粘接在一起。
[0049] 圖4a和4b顯示了磨料層111的結(jié)構(gòu)的簡化實例。該磨料層111包含磨料材料以 研磨對象表面。該磨料層111可以包含被相互連接的通道部分22U222圍繞