CN107000171A - 具有夹持材料的磨料制品、组件和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种磨料制品，该磨料制品具有带有相反的第一主表面和第二主表面的背衬、设置在第一主表面上的磨料层和从第二主表面向外延伸的多个突出部。突出部包含具有5至90范围内的肖氏A硬度的聚合物。这些制品提供了另选的砂磨解决方案，从而使得缺乏附接层的磨料制品能够被有效地和高效地处理，从而在市场上提供技术上优异的不使用或不需要附接层的磨料片材。

Description

具有夹持材料的磨料制品、组件和方法

技术领域

本文提供的是磨料制品、组件和用于研磨工件的方法。所述磨料制品、组件和方法可以手动实现或在动力工具的协助下实现。

背景技术

在市场上销售的许多磨料片材在其非磨料表面上具有附接表面，以便于它们附接到各种砂磨附件。需要这些附件来改善最终用户有效地沿着工件的表面移动磨料的能力。例如，许多磨料包括织造织物，织造织物提供粘结到在泡沫砂磨附件上的一组钩的一组环。

发明内容

虽然附接层可用于可用的目的，但它们也增加了成本并且可磨料性能受到损害。就旨在尽可能柔性和适形的磨料而言，附接层可以增加刚度并降低适形能力。对于某些应用，操作者可以选择放弃使用附接层，即使这可使磨料的处理变得复杂。然而，这倾向于引起与滑移相关联的低效率、差的人体工程学以及对操作者的手的磨损风险。

当前存在对另选的砂磨解决方案的需要，从而使缺乏附接层的磨料制品能够被有效地和高效地处理，从而在市场上提供技术上优异的不使用或不需要附接层的磨料片材。

具体地，该新的砂磨方法包括以下步骤：1)提供具有前表面和背部表面的磨料片材，前表面由磨料涂层组成，2)提供砂磨附件，其中一侧至少部分地覆盖有形成为三维(“3D”)尺寸结构的高摩擦聚合物树脂，3)使砂磨附件与背部表面的至少一部分接触，4)使磨料片材的磨料表面与工件接触并使用砂磨垫来将磨料滑过工件的表面。

在一些实施方案中，砂磨附件可由泡沫块组成，泡沫块具有覆盖有夹持材料的一个或多个表面。

在一些实施方案中，可以在砂磨附件的一个或多个表面上的泡沫和夹持材料之间掺入橡胶层。该橡胶层例如可由1.6毫米厚的具有75硬度计的苯乙烯-丁二烯-橡胶层组成。

用于所提供的方法中的磨料可由包括聚合物膜、纸材、织造材料和非织造材料的各种背衬材料组成。当与基于聚氨酯背衬的磨料结合使用时，本发明的方法可以是特别有利的。

在一个方面，提供磨料制品。该磨料制品包括：具有相反的第一主表面和第二主表面的背衬；设置在第一主表面上的磨料层；和从第二主表面向外延伸的多个突出部，其中突出部包含具有5至90范围内的肖氏A硬度的聚合物。

在另一方面，提供使用磨料组件的方法，该方法包括以下步骤：提供包括基底层和从基底层向外延伸的多个突出部的基板，突出部包含具有5至90范围内的肖氏A硬度的聚合物；在使用磨料制品的工作表面以研磨工件时，使多个突出部与磨料制品的背部表面摩擦接合；使基板从磨料制品脱离；以及抵靠磨料制品的工作表面摩擦多个突出部以分离尘屑或碎屑。

在另一方面，提供包括以下各项的磨料制品：具有相反的第一主表面和第二主表面的磨料背衬；设置在第一主表面上的磨料层；和可剥离地附接到第二主表面的夹持层，其中夹持层具有多个向外延伸的突出部，并且其中突出部包含具有5至90范围内的肖氏A硬度的聚合物。

附图说明

图1-图7是根据各种示例性实施方案的磨料制品和相关附件的侧剖视图。

定义

如本文所用：

“环境条件”意指在大约25摄氏度和101千帕(或1大气压)的压力下；

“可适形的”意指能够响应于所施加的机械力来调整形状；

“粒度”是指颗粒的最长尺寸；

“层”是指延伸横跨不同材料的全部或一部分的材料的不连续或连续涂层；并且

“弹性的”意指如被拉伸或压缩后能够恢复到初始形状或位置。

具体实施方式

以下部分通过例证和示例描述所提供的磨料制品的具体实施方案。在说明书和附图中重复使用的参考符号通常表示在本公开内相同或类似的特征或元件。应当理解，本领域的技术人员可设计出落入本公开原理的范围和实质内的许多其它的修改形式和实施方案。附图可不按比例绘制。

示例性磨料制品根据图1中的一个实施方案示出，并且在本文通过数字100表示。如在此所描绘的，磨料制品100是多层制品。多层制品包括带涂层磨料层112、基底层110、粘合剂层120、加强层122和夹持层130。

图1的磨料制品100的最上层为磨料层112，磨料层112本身由若干组成层组成。任选地且如图所示，磨料层112为带涂层磨料膜。带涂层磨料膜通常包括固定到多个硬化树脂层的多个磨料颗粒114。在一些实施方案中，通过实现涉及可硬化的底胶层116和复胶层118以及顶胶层119的一系列涂布操作，将磨料颗粒114粘接性地耦合到基底层110，如于例如美国专利公开2012/0000135(Eilers等人)中所描述。当如此固定时，磨料颗粒114被部分地或完全地嵌入相应的层116、118、120中，但仍然位于或充分接近磨料制品100的表面，由此当磨料制品100抵靠基板被摩擦时，磨料颗粒114与基板摩擦接触。

尽管在此未示出，但磨料层112可替代地包括磨料复合材料，其中磨料颗粒与粘结剂均匀混合以形成粘性浆液。然后，可将该浆液浇铸到基底层110上并适当地硬化(例如，使用热或辐射固化工艺)以获得磨料层112。

作为另外的选项，磨料浆液可以模制到基底层110上以形成结构化磨料。结构化磨料可以通过以下步骤制备：将磨料颗粒和可硬化前体树脂在合适的粘结剂树脂(或粘结剂前体)中混合以形成浆液，将浆液浇铸在下面的膜和具有微小几何腔的模具之间，并且然后硬化粘结剂。在硬化后，所得磨料涂层形成为附连到下面的膜的多个微小的精确成形的磨料复合结构。粘结剂的硬化可以通过暴露于能量源来实现。此类能量源可包括例如来源于电子束、紫外光或可见光的热能和辐射能。

磨料颗粒114不受限制，并且可以由在本领域中是已知的各种各样的硬矿物中的任一种构成。合适的磨料颗粒的示例包括，例如熔融氧化铝、经热处理的氧化铝、白色熔融氧化铝、黑色碳化硅、绿色碳化硅、二硼化钛、碳化硼、氮化硅、碳化钨、碳化钛、金刚石、立方氮化硼、六方氮化硼、石榴石、熔融氧化铝氧化锆、基于氧化铝的溶胶凝胶衍生的磨料颗粒、二氧化硅、氧化铁、氧化铬、氧化铈、氧化锆、二氧化钛、氧化锡、γ氧化铝以及它们的组合。氧化铝磨料颗粒可包含金属氧化物调节剂。金刚石和立方氮化硼磨料颗粒可以是单晶的或多晶的。

在几乎所有情况下，都存在磨料颗粒粒度的范围或分布。磨料颗粒的数均粒度可以介于0.001微米至300微米之间、介于0.01微米至250微米之间，或介于0.02微米至100微米之间的范围内。

基底层110与磨料层112相邻。基底层110优选地由保留或增强磨料制品100的柔韧性和弹性的聚合物膜制成。

在优选实施方案中，基底层110包括弹性体膜。弹性体膜可以是整体的，或者本身可以是具有通过共挤出、热层合或粘合剂粘结产生的多个层的复合膜。可用于弹性体膜的材料的示例包括：聚烯烃、聚酯(例如，以商品名为“HYTREL”可得自位于特拉华州威明顿市的杜邦公司(E.I.du Pont de Nemours&Co.，Wilmington，Delaware)的的那些)、聚酰胺、苯乙烯/丁二烯共聚物(例如，以商品名为“KRATON”可得自位于得克萨斯州休斯顿的科腾聚合物公司(Kraton Polymers，Houston，Texas)的的那些)，和聚氨酯弹性体(例如，以商品名为“ESTANE 5701”和“ESTANE 5702”可得的聚氨酯弹性体)；氯丁二烯橡胶、乙烯/丙烯橡胶、聚丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、天然或合成橡胶、丁基橡胶、硅橡胶或EPDM橡胶；以及它们的组合。可用的弹性体膜的另外的示例包括于美国专利2,871,218(Schollenberger)；3,645,835(Hodgson)；4,595,001(Potter等人)；5,088,483(Heinecke)；6,838,589(Liedtke等人)；和RE33353(Heinecke)中描述的那些。还有其它可用的弹性体膜包括可从明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3M Company，St.Paul，Minnesota)以商品名“TEGADERM”商购获得的涂布压敏粘合剂的聚氨酯弹性体膜。

基底层110任选地具有背对磨料层112的平滑主表面。

另选地，基底层110可由来源于以下各项的聚合物制成：0重量％至50重量％的羧酸树脂(例如，丙烯酸)；0重量％至50重量％的丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯和乙基丙烯酸烷基酯(例如，丙烯酸乙酯)；0重量％至50重量％的不饱和乙酸酯(例如，乙酸乙烯酯)；和补足差额的α-烯烃(例如，乙烯)。这些树脂可以被金属氢氧化物或其它合适的碱性材料完全或部分中和。

在示例性实施方案中，如在环境条件下测量的那样，基底层110具有至少100％、至少200％、至少300％、至少400％或至少500％的断裂伸长率。任选地，如在环境条件下测量的那样，基底层110具有至多1000％、至多800％、至多700％、至多600％或至多500％的断裂伸长率。

用于基底层110的优选材料为在环境条件下非粘性的。为了本公开的目的，术语“非粘性的”是指满足非粘性物质的达尔奎斯特准则(Dahlquist criterion)的材料，暗示其具有大于约3×10⁵帕斯卡的储能模量(G′)(在环境温度下以10弧度/秒测量的)，如于美国专利6,884,504(Liu等人)和“压敏粘合剂技术手册(Handbook of Pressure SensitiveAdhesive Technology)”第2版(1989)，第172页-第176页(具有小于或等于该阈值的储能模量的物质将被认为显示出如由达尔奎斯特准则定义的粘性)中所描述的。

再次参见图1，制品100进一步包括粘合剂层120。粘合剂层120沿着基底层110的底部延伸，并将基底层110和加强层122耦合到彼此。在优选实施方案中，粘合剂层120包括压敏粘合剂。例如，粘合剂层120可以是双面粘合带。

加强层122延伸横跨并接触粘合剂层120的底表面。加强层122是用于强化磨料制品100的任选层。虽然在此被示为分立的层，但是加强层也可以与下面的夹持层130成为一体。

加强层122的成分也没有特别限制，只要其具有足够的柔韧性和适形能力，以允许粘合剂层120和夹持层130之间的充分接触，以将这些层紧密地耦合到彼此并避免分层。加强层122可以直接层合至夹持层130，如图1所示，或者使用第二粘合剂层粘合地粘结到夹持层130。加强层122可以由聚合物膜、涂底漆的聚合物膜、金属箔、布料、纸材、硫化纤维、非织造织物、它们的被处理过的形式以及它们的组合制成。

夹持层130是图1中的磨料制品100的底层。在美国专利6,372,323(Kobe等人)中大致描述了可用于夹持层130中的示例性材料。任选地且如图所示，夹持层130包括突出部背衬132和从突出部背衬132向外延伸的多个突出部134。在另选的实施方案中，可以省略突出部背衬132，使得突出部134彼此断开连接并且各自直接耦合到加强层122。

突出部134可以根据规则或不规则的二维重复图案或阵列来布置。优选地，突出部134和/或突出部背衬132的外部暴露表面由弹性体材料制成。在所示的实施方案中，突出部134的形状大致为圆柱形。由于这些突出部134可以使用模制工艺制成，所以突出部134的侧面通常具有微小的锥形，以便于从模具中移除。然而，应当理解，突出部134可以呈现多个非圆柱形形状中的任一个，包括截头圆锥体或锥体、矩形、半球形、正方形、六边形、八边形以及它们的组合。

突出部134优选地具有当将压缩力施加到夹持层130时便于某种程度的偏转或皱曲的构造。任选地且如图所示，突出部134具有一定的高度“H”和一定的宽度“W”(均在图1中示出)，其中每个都关于平均相应值相当均匀(或单分散)。然而，具有高度和宽度的分布也可以提供可接受的夹持表面。

突出部134的绝对高度不必特别限制，但磨料制品100的示例性实施方案使用具有至少10微米、至少25微米、至少50微米、至少75微米或至少100微米的平均高度“H”的突出部134，其中平均高度“H”为至多800微米、至多700微米、至多600微米、至多500微米，或至多400微米。

突出部134的数均高度与宽度的高宽比(“H/W”)可以为至少0.5、至少0.75、至少1、至少1.1或至少1.25。在上端上，突出部134的数均高度与宽度的高宽比可以延伸最多至10、最多至9、最多至8、最多至7、最多至6或最多至5。

突出部134的数量密度将部分地取决于它们的大小，并且还可以基于夹持层130的期望纹理而变化。在一些实施方案中，突出部134具有每平方厘米至少15个、每平方厘米至少50个、每平方厘米至少100个、每平方厘米至少150个或每平方厘米至少250个的面积数量密度。在一些实施方案中，突出部134具有每平方厘米至多1500个、每平方厘米至多1250个、每平方厘米至多1000个、每平方厘米至多800个或每平方厘米至多600个的面积数量密度。

优选地，突出部134不含任何底切，并且因此不与支撑垫的配对表面或用于夹持磨料制品100的任何其它装置明显地机械互锁。更一般地，除上述摩擦接合之外，突出部134优选地不使用紧固件、夹具、闩锁、捆、粘合剂或用于将磨料制品100耦合到配对装置的任何其它机械或化学手段。

如所提及的，夹持层130中的一些或全部优选地由弹性体材料制成。在此，术语“弹性体”或“弹性体的”是指橡胶或具有类似于橡胶的弹性特性的聚合物。特别地，术语弹性体反映材料的特性，即材料可以经受相当大的伸长，并且然后在使弹性体伸长的应力释放后恢复到其初始尺寸。在所有的情况下，弹性体必须能够经受至少10％的伸长(在0.5mm的厚度下)，还更优选地至少30％的伸长，并且在保持该伸长2秒后并且在允许1分钟的松弛时间后，恢复至少50％。更典型地，弹性体可经受25％的伸长而不超过其弹性极限。在一些情况下，弹性体可经受高达其初始尺寸的300％或更大的伸长，而不撕裂或超过组合物的弹性极限。弹性体通常被定义为反映如在ASTM Designation D883-96中的该弹性的大分子材料，其在室温下在由于微弱的应力而发生相当大的变形且应力释放后，快速恢复到近似其初始尺寸和形状。ASTM Designation D412-98A可以是用于测试橡胶的拉伸特性以评估弹性体特性的适当过程。

对于一些应用而言，可以使用热固性弹性体。通常，此类组合物包括相对高分子量的化合物，其在固化时形成整体的网络或结构。固化可以通过多种方法进行，包括化学固化：试剂、催化剂和/或辐射。

材料的最终物理特性是多种因素的函数，包括数均聚合物分子量和重均聚合物分子量、弹性体的加强结构域的熔点或软化点(如果有的话)(例如其可根据ASTMDesignation D1238-86来确定)、包含硬段域的弹性体组合物的重量百分比、弹性体组合物的增韧或软段(低T_g)部分的结构；交联密度，以及添加剂或辅剂的性质和含量。

弹性体的示例性种类包括阴离子三嵌段共聚物、基于聚烯烃的热塑性弹性体、基于含卤聚烯烃的热塑性弹性体、基于动态硫化弹性体-热塑性共混物的热塑性弹性体、热塑性聚醚酯或聚酯基弹性体、基于聚酰胺或聚酰亚胺的热塑性弹性体、离聚物热塑性弹性体、在热塑性弹性体互穿聚合物网络中的氢化嵌段共聚物、通过碳阳离子聚合生成的热塑性弹性体、含苯乙烯/氢化丁二烯嵌段共聚物的聚合物的共混物，以及聚丙烯酸酯基热塑性弹性体。弹性体的一些具体示例是天然橡胶、丁基橡胶、EPDM橡胶、硅橡胶，诸如聚二甲基硅氧烷、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚氨酯、乙烯/丙烯/二烯三元共聚物弹性体、氯丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物(无规或嵌段)、苯乙烯-异戊二烯共聚物(无规或嵌段)、苯乙烯-乙烯-丁烯共聚物(无规或嵌段)、丙烯腈-丁二烯共聚物、它们的混合物以及它们的共聚物。嵌段共聚物可以是线型、辐射形或星形构造，并且可以是它们的二嵌段(AB)或三嵌段(ABA)共聚物混合物。还可以想到这些弹性体彼此的共混物或者这些弹性体与改性的非弹性体的共混物。具体地，优选的聚合物包括聚氨酯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物以及它们的共混物。可商购获得的弹性体包括嵌段聚合物(例如，具有弹性段的聚苯乙烯材料)，其以商品名KRATON^TM购自德克萨斯州休斯顿的壳牌化学公司(Shell Chemical Company of Houston，Texas)。

用于突出部134中的聚合物的硬度的特征可在于其肖氏计示硬度。为了本公开的目的，肖氏计示硬度基于ASTM D2240型A测量系统。在一些实施方案中，聚合物具有至少5、至少7、至少10、至少15或至少20的肖氏A硬度。在一些实施方案中，聚合物具有至多90、至多85、至多80、至多75或至多70的肖氏A硬度。

如果需要，那么前述磨料制品可在封装和销售之前经受后处理。例如，磨料制品100可在磨料制品的制造后使用连续的卷对卷处理机械地弯曲。通常这是通过围绕适当小直径的圆柱形棒引导幅材以去除曲率来实现。这具有减少由制造工艺引起的卷曲程度的有益效果，并且还可以改善磨料制品100的总体柔韧性。

有利地，磨料制品100具有高摩擦表面，高摩擦表面当接合到手或带手套的手时防止滑移，从而使得砂磨附件在先前需要它们的情况下变得不必要。这可使操作者当砂磨工件时能够具有改善的触感。在操作者决定使用砂磨附件的情况下，高摩擦表面仍然是有益的，因为其防止磨料制品100和附件之间的相对移动。通过使用简单的摩擦接触，该解决方案还比常规紧固机构诸如粘合剂、闩锁、夹具和钩-环附接层更易于使用，常规紧固机构中的每个紧固机构在放置和移除磨料制品两者中均需要显著的操作者介入。

相对于磨料制品100的组成层的附加选项和优点可见于在2014年11月7日提交的共同未决的美国临时申请序列号62/076,874(Graham等人)。

根椐特定应用和用户偏好，夹持层130可以设置在其它有利的构造中。这些另选实施方案中的一些在例如图2-图5中示出。

图2示出了具有嵌入的柔性版印刷图像的另选磨料制品200。磨料制品200具有磨料层212、基底层210、粘合剂层220、加强层222和夹持层230，这些层中的每个层用于基本上类似于磨料制品100中的对应结构的功能。然而，磨料制品200附加包括墨层208和第二基底层224。如在共同未决的美国临时申请序列号62/076,874中所述，在基底层210和基底层224之间嵌入墨层208提供磨料制品200的增强的总体鲁棒性，并且进一步使这些制品能够以连续过程进行有效地柔性版印刷，同时避免带涂层磨料损坏幅材处理设备。磨料制品200的其它结构和功能方面类似于磨料制品100的那些，并且将不再重复。

图3示出了磨料组件350，其中夹持层设置在附件装置上而不是磨料制品上。磨料组件350包括磨料制品300和基板340。如在此以简化形式所示的磨料制品300包括磨料层312和下面的基底层310。基板340包括主体342。任选地，主体342是可弹性压缩的，并且可由软工程泡沫或砂磨块制成。应当理解，图3所示的主体342的视图是片段的并且未必按比例绘制，主体342可以是更大结构的一部分，诸如动力砂磨工具、手套、其部件或在研磨操作中用于驱动磨料制品300抵靠工件的运动的任何其它结构。

基板340的剩余部件包括粘合剂层320、加强层322和夹持层330。如前所述，这些部件共同为基板340提供具有增强的摩擦的工作表面。当基板340的工作表面与磨料制品300的背部表面(在图3中表示为基底层310的暴露的底表面)接合时，磨料组件350可以在研磨操作期间作为单元移动而不需要粘合剂或机械紧固件。

作为将夹持层330放置在基板340上的附加有益效果，基板340没有磨料特异性。即，其可以用于驱动各种各样的通用磨料制品中的任一种，包括原本不旨在与如在此所述的夹持层330一起使用的那些。

上述制品和附件的组合也是可能的，如图4所示。图4示出了通过将如先前所示和所述的磨料制品100与如先前所示和所述的基板340配对而获得的磨料组件450。该构造展示在配对表面两者上具有夹持层的附加有益效果。如图所示，这些表面之间的摩擦接合由于具有以互补的方式与突出部334啮合的突出部134而进一步增强。因为突出部相互交叉，所以需要非常高的剪切力水平来引起滑移。

图5示出了磨料基板540，其基本上是基板340的变体，基板540具有设置到主体542的相反的主表面上的一对夹持层530、536。有利地，基板540提供方便的解决方案，该解决方案不仅将基板540固定到通用磨料制品(未示出)，而且将基板540固定到操作者的手上。在另选的实施方案中，基板540是支撑垫的一部分，支撑垫继而被固定到动力工具，诸如双功能磨砂机。

图6中示出了另一示例性多层磨料制品600。磨料制品600依次包括：磨料层612、任选的第一基底层610、任选的第一粘合剂层620、任选的泡沫体642、任选的第二粘合剂层626、环层628、钩层629(具有可释放地接合并附接到环层628的构造)、第三粘合剂层638、任选的第二基底层624、任选的第四粘合剂层644、任选的加强层622和夹持层630。

磨料层612可以由任何类型的磨料制成，并且其可包括多个层和/或涉及多个涂覆步骤。例如，磨料层612可包括底胶涂层、矿物涂层、复胶涂层和/或顶胶涂层，如前所述。磨料层612可另选地使用三维磨料，诸如购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company，St.Paul，MN)的TRIZACT品牌磨料。另外，磨料涂层可通过由许多已知方法(包括喷涂)中的任一种来涂布磨料浆液而制成。

第一基底层610没有特别限制，并且可以由例如聚合物膜、纸材或织物材料来构造。

第一粘合剂层620可包括能够将其相邻层(在此，第一基底层610和泡沫体642)永久地粘结到彼此的任何已知的粘合剂，诸如压敏粘合剂。这同样适用于图6中的其它粘合剂层626、638、644中的每个粘合剂层。

在优选的实施方案中，泡沫体642由弹性和可压缩的泡沫制成。泡沫材料可包括本领域已知的许多不同泡沫中的任一种，诸如开孔聚氨酯泡沫。任选地，泡沫体642可被非泡沫的(例如，实心)聚合物层取代。

表示钩-环附接系统的一半的环层628可以由包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)或尼龙纤维的织造织物制成。参考产生环的工艺，该织物可以被描述为“刷毛”或“拉绒”。

互补钩层629可以是能够可释放地附接到环层628的任何材料。钩层629包含具有弹性钩的聚丙烯材料，但也可以使用等同的结构，诸如在其顶端具有“蘑菇”样式的盖的柱子的阵列。

第二基底层624为磨料制品600提供增加的强度，并且可以包含各种韧性、柔性聚合物材料中的任一种，诸如聚氨酯。

加强层622用于强化相邻的夹持层630并且可以由任何合适的材料制成。在一些实施方案中，加强层622由织造织物材料制成，该织造织物材料由PET或尼龙纤维制成。

下面的夹持层630可包括先前相对于磨料制品100的夹持层130所描述的任何材料。

在该构造中，钩层629和环层628能够重复地彼此接合和脱离，而没有显著的损坏。以这种方式，层629、638、624、644、622和630表示可与磨料制品600中的剩余层共同分离的附件。在这些层分离的情况下，所得制品能够经由环层628附接到标准动力工具。在任何时候，这些层可以重新附接，并且下面的夹持层提供了便利的表面以便于手动砂磨。

另选附件700在图7中示出。该附件700以钩层739、粘合剂层738、任选的基底层724、任选的粘合剂层744、第二基底层722和夹持层730为特征，并且可附接到具有环附接层的任何磨料，以便改善所述磨料在手动砂磨背景下的性能。

图7所示的显著特征在于，钩层739和相关联的粘合剂层738以不连续的方式设置在基底层724上。例如，如图所示，这些层包括规则或不规则分立的岛状物的阵列。这允许通过改变分立的岛状物的大小和包装密度来控制附件和磨料之间的附接力。另外，在一些应用中，这具有保持钩层的整体柔性的期望的效果。在许多情况下，钩层是刚性聚丙烯层，并且被分成不连续片段防止其对附件施加不适当的刚度。

作为意外的有益效果，已经发现，用于增加基板和磨料制品之间摩擦的相同的摩擦增强纹理也可以用于在研磨操作之后从磨料制品的工作表面中移除尘屑和/或碎屑积聚。

在使用磨料组件的示例性方法中，操作者提供包括基底层和从基底层向外延伸的多个突出部的基板，突出部包括具有5至90范围内的肖氏A硬度的聚合物，并且在使用磨料制品的工作表面以研磨工件时，使多个突出部与磨料制品的背部表面摩擦地接合。然后，在使基板从磨料制品脱离之后，操作者可以抵靠磨料制品的工作表面摩擦多个突出部以分离任何尘屑和碎屑，并且以至少部分地收集在多个突出部内的尘屑和碎屑。

实施例

本公开的对象和优点通过下面的非限制性实施例进一步说明。然而，这些实施例中所列举的具体材料及其量以及其它条件和细节不应被解释为是对本公开的不当限制。

下面的缩写用于描述实施例：

℃： 摄氏温度

cm： 厘米

g/eq.： 克/当量

g/m²： 克/平方米

g/mol： 克/摩尔

mil： 10^-3英寸

mm： 毫米

μm： 微米

UV： 紫外线

W/in： 瓦特/英寸

W/cm： 瓦特/厘米

除非另外说明，否则所有试剂均得自或购自化学品供应商诸如密苏里州圣路易斯的西格玛奥德里奇公司(Sigma-A1drich Company，St.Louis，Missouri)，或者可通过已知的方法合成。除非另外报告，否则所有比率均按重量计。

实施例中使用的材料和试剂的缩写如下：

底胶树脂的制备

根据表1中所列的组合物制备底胶树脂。将AMOX、EP1、EP2、CHDM和PEP直接计量到在300rpm下运行并且温区为30℃、105℃、110℃、100℃、65℃和60℃的双螺杆挤出机。随后将该混合树脂送入以1750rpm运行的销轴混合器，并且将ACR、PC2、PC3、PC4、和PropCarb直接计量到该销轴混合器中。将来自销轴混合器的输出送入加热的涂层模具，在该涂层模具中控制来自销轴混合器的流速，以便在如表5中所列的磨料背衬上实现底胶树脂目标。

表1

组分	底胶树脂组合物(重量％)
		EP1	24.0
EP2	32.0
		PEP	28.0
ACR	10.0
		CHDM	2.8
PC2	0.5
		PC3	0.7
PC4	0.3
		PropCarb	1.1
AMOX	0.6

复胶树脂的制备

下表2列出了用于配制复胶树脂的组分和量。复胶树脂通过将EP2、EP3和ACR在容器中组合和混合而制备。在磨料制备之前，将PC1和PI添加至预混树脂批量并在室温下搅拌30分钟直至均匀。

表2

成分类型	复胶树脂(重量％)
		EP2	0
EP3	44
		ACR	19
FLL	33
		PC1	3
PI	1

实施例1

ESTANE树脂作为第一热塑性聚氨酯膜，使用单螺杆挤出机以2密耳(50.8μm)的平均厚度，挤出浇铸到1.97密耳(50.04μm)的PET上。使用柔性版印刷机将金色墨UGI施加到ESTANE膜的整个表面上，并用加热的强制空气对流实现干燥。然后，使用黑色墨UBI，在金色墨上印刷包括矿物等级、3M品牌标识和三字符批码的黑色文本图像。等级名称和3M品牌徽标名称以Arial字体印刷，高7/16英寸(11.1mm)，批码以Arial字体印刷，高1/4英寸(6.35mm)。在文本图像干燥后，将第二3密耳(76.2μm)的ESTANE膜挤出浇铸在墨层上。将底胶树脂以16.5g/m²的标称涂层重量涂布到第二ESTANE膜上，并且膜组件在熔融紫外线系统(Fusion UV Systems)下方经过，该系统具有一组D灯泡和一组V灯泡，两组灯泡均在600W/in(236W/cm)下操作。然后，将磨料矿石P800以25g/m²的标称涂布重量涂布到底胶层上，并且然后以100℃的标称幅材温度设定在红外加热器下对幅材加热大约7秒。然后将复胶树脂以11g/m²的标称干式涂布重量涂布到底胶层和磨料颗粒上，并且在熔融紫外线系统(Fusion UV Systems)下方经过，该系统具有一组H灯泡和两组D灯泡，三组灯泡全部在600W/in(236W/cm)下操作。随后通过具有125℃的目标出口幅材温度的红外烘箱对其进行处理。随后将标称涂布重量为8.5g/m²的ZNST涂布到复胶层上并通过具有135℃的目标出口幅材温度的干燥烘箱进行处理。随后将所得的带涂层磨料制品保持在室温(即，20℃至24℃)和40％至60％的相对湿度下直至测试。

随后通过将磨料幅材围绕第一1/4英寸(6.35mm)直径的圆形金属棒缠绕而使磨料幅材弯曲，其中磨料的背胶层与金属棒接触。棒相对于幅材方向成45°角取向。将幅材围绕1/4英寸(6.35mm)直径的棒缠绕，使得棒的大约一半与幅材的背胶层接触。这导致其中在棒之前的幅材移动与在棒之后的幅材移动方向相反的构造。一旦幅材移动通过该第一棒，磨料幅材就围绕第二1/4英寸(6.35mm)直径的圆形金属棒缠绕，其中磨料的背胶层与金属棒接触。该第二棒也相对于幅材方向成45°角取向，并且与第一棒成90°取向。用于第一棒和第二棒的缠绕角相同，并且在两种情况下，磨料的背胶层均与棒接触。

移除PET衬件以提供柔性磨料片材。

接着，通过首先提供一块蓝色的Z100泡沫(购自马萨诸塞州萨默维尔市的罗杰斯泡沫公司(Rogers Foam Corporation，Somerville，MA))制备砂磨附件，该泡沫大约70毫米(2.756″)乘以135毫米(5.315″)且10毫米(0.394″)厚。使用一块3M粘合剂转印带9453LE来附接一块1.533毫米(0.0625″)厚的75硬度计的苯乙烯-丁二烯橡胶(购自伊利诺伊州埃尔姆赫斯特的麦克马斯特-卡尔公司(McMaster-Carr，Elmhurst，IL))。随后将该构造的两个侧面与3M夹持材料GM631(购自3M公司(3M Company))层合。将少量的砂磨粉尘施加到柔性磨料片材的背胶层(非磨料表面)。然后使层下具有橡胶的附件的表面与磨料的背胶层接触。然后使该膜的磨料表面与购自ACT的汽车试验样板(商品号#59597)接触。应当注意，存在足够的摩擦以通过移动砂垫来移动磨料。对于砂磨附件的另一侧重复相同的过程，并且应再次注意，存在足够的摩擦以通过移动砂垫来移动磨料。

实施例2

根据实施例1制备柔性磨料片材。

接着，通过首先提供一块蓝色的Z100泡沫(购自马萨诸塞州萨默维尔市的罗杰斯泡沫公司(Rogers Foam Corporation，Somerville，MA))制备砂磨附件，该泡沫大约70毫米(2.756″)乘以135毫米(5.315″)且10毫米(0.394″)厚。随后将该泡沫的两个侧面与3M夹持材料GM631层合。将少量的砂磨粉尘施加到柔性磨料片材的背胶层(非磨料表面)。然后使附件的表面与磨料的背胶层接触。然后使该膜的磨料表面与购自ACT的汽车试验样板(商品号#59597)接触。应当注意，存在足够的摩擦以通过移动砂垫来移动磨料。

实施例3

根据实施例1制备柔性磨料片材。

提供了可得自3M公司(3M Company)的以商品名WETORDRY(零件号05526)出售的No.20海绵垫。随后将该垫的两个侧面与3M夹持材料GM631层合。将少量的砂磨粉尘施加到柔性磨料片材的背胶层(非磨料表面)。然后使附件的表面与磨料的背胶层接触。然后使该膜的磨料表面与购自ACT的汽车试验样板(商品号#59597)接触。应当注意，存在足够的摩擦以通过移动砂垫来移动磨料。

以上获得专利证书的申请中所有引用的参考文献、专利和专利申请以一致的方式全文以引用方式并入本文中。在并入的参考文献部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。为了使本领域的普通技术人员能够实践受权利要求书保护的本公开而给出的前述说明不应理解为是对本公开范围的限制，本公开的范围由权利要求书及其所有等同形式限定。

Claims (23)

1.一种磨料制品，所述磨料制品包括：

背衬，所述背衬具有相反的第一主表面和第二主表面；

磨料层，所述磨料层设置在所述第一主表面上；和

多个突出部，所述多个突出部从所述第二主表面向外延伸，其中所述突出部包含具有5至90范围内的肖氏A硬度的聚合物。

2.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述聚合物具有20至80范围内的肖氏A硬度。

3.根据权利要求2所述的磨料制品，其中所述聚合物具有20至70范围内的肖氏A硬度。

4.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述突出部以重复的二维图案布置。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的磨料制品，其中所述突出部具有0.5至10范围内的高度与宽度的高宽比。

6.根据权利要求5所述的磨料制品，其中所述高度与宽度的高宽比的范围为1至6。

7.根据权利要求6所述的磨料制品，其中所述高度与宽度的高宽比的范围为1.25至6。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的磨料制品，其中所述突出部具有10微米至800微米范围内的总体高度。

9.根据权利要求8所述的磨料制品，其中所述突出部具有50微米至600微米范围内的总体高度。

10.根据权利要求9所述的磨料制品，其中所述突出部具有100微米至400微米范围内的总体高度。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的磨料制品，其中所述突出部基本上不含任何底切。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的磨料制品，其中所述突出部具有每平方厘米15个至每平方厘米1,500个范围内的面积数量密度。

13.根据权利要求12所述的磨料制品，其中所述突出部具有每平方厘米100个至每平方厘米1000个范围内的面积数量密度。

14.根据权利要求13所述的磨料制品，其中所述突出部具有每平方厘米250个至每平方厘米600个范围内的面积数量密度。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的磨料制品，其中所述聚合物包括弹性体。

16.根据权利要求15所述的磨料制品，其中所述弹性体选自由以下项构成的组：聚氨酯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物以及它们的共混物。

17.一种磨料组件，所述磨料组件包括：

根据权利要求1至16中任一项所述的磨料制品；和

基板，所述基板具有接合所述多个突出部的工作表面。

18.一种磨料组件，所述磨料组件包括：

磨料制品，所述磨料制品具有工作表面和背部表面；和

基板，所述基板用于接合所述背部表面，其中所述基板包括基底层和从所述基底层向外延伸的多个突出部，所述突出部包含具有5至90范围内的肖氏A硬度的聚合物。

19.根据权利要求18所述的磨料组件，其中所述基板包括手套或其部件。

20.根据权利要求18所述的磨料组件，其中所述基板包括与动力工具一起使用的支撑垫。

21.一种磨料制品，所述磨料制品包括：

磨料背衬，所述磨料背衬具有相反的第一主表面和第二主表面；

磨料层，所述磨料层设置在所述第一主表面上；和

夹持层，所述夹持层可剥离地附接到所述第二主表面，其中所述夹持层具有多个向外延伸的突出部，并且其中所述突出部包含具有5至90范围内的肖氏A硬度的聚合物。

22.根据权利要求21所述的磨料制品，其中所述磨料背衬和突出部背衬通过钩-环附接机构可剥离地附接到彼此。

23.一种使用磨料组件的方法，所述方法包括以下步骤：

提供包括基底层和从所述基底层向外延伸的多个突出部的基板，所述突出部包含具有5至90范围内的肖氏A硬度的聚合物；

在使用所述磨料制品的工作表面以研磨工件时，使所述多个突出部与磨料制品的背部表面摩擦接合；

使所述基板从所述磨料制品脱离；以及

抵靠所述磨料制品的所述工作表面摩擦所述多个突出部以分离尘屑或碎屑。