CN113226646A - 用于磨料制品生产的工具拼接容纳 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于制备磨料制品的系统和方法，该系统和方法包括被构造成向带树脂涂层背衬提供成型磨料颗粒的生产工具。该生产工具的第一端部和第二端部拼接在一起以形成拼接区域。该生产工具包括分配表面，该分配表面包括形成于第一端部和第二端部之间并且被构造成接收和保持成型磨料颗粒的多个腔。该带树脂涂层背衬被构造成从生产工具的分配表面接收成型磨料颗粒，并且被构造成接收另外的成型磨料颗粒以填充成型磨料颗粒中因拼接区域中不存在多个腔而造成的间隙。

Description

用于磨料制品生产的工具拼接容纳

背景技术

本发明整体涉及磨料制品，并且具体地涉及防止由生产工具的腔中的间隙在磨料颗粒中形成间隙。

可使用包括被构造成将成型磨料颗粒递送到带树脂涂层背衬的腔的生产工具来生产磨料制品。腔可定位在工具上，以在磨料制品上形成成型颗粒的期望图案。在一些示例中，生产工具可被构造成形成环形带。在制备环形带时，生产工具的两个端部可拼接在一起，从而破坏或以其它方式中断生产工具的腔。腔中的这种中断可导致磨料制品上的成型磨料颗粒中具有间隙。

发明内容

在本公开的一个方面，一种制备磨料制品的方法包括沿第一幅材路径移动生产工具，该生产工具具有拼接在一起形成拼接区域的第一端部和第二端部。该方法还包括向形成于生产工具的分配表面中的多个腔提供第一成型磨料颗粒，以及沿第二幅材路径移动带树脂涂层背衬。该方法还包括将第一成型磨料颗粒从多个腔分配到带树脂涂层背衬，以及将第二成型磨料颗粒分配到带树脂涂层背衬并进入第一成型磨料颗粒中因拼接区域中不存在多个腔而造成的间隙中。

在本公开的另一方面，一种制备磨料制品的方法包括将生产工具的第一端部拼接到生产工具的第二端部。该生产工具包括多个第一腔。该方法还包括在拼接区域中形成多个第二腔，将成型磨料颗粒提供给多个第一腔和多个第二腔，以及将成型磨料颗粒从多个第一腔和多个第二腔分配到带树脂涂层背衬。

在本公开的另一方面，一种用于制备磨料制品的系统包括生产工具和带树脂涂层背衬。该生产工具包括拼接在一起以形成拼接区域的第一端部和第二端部。该生产工具还包括分配表面，该分配表面包括形成于第一端部和第二端部之间并且被构造成接收和保持第一成型磨料颗粒的多个腔。该带树脂涂层背衬被构造成从生产工具的分配表面接收第一成型磨料颗粒，并且被构造成接收第二成型磨料颗粒以填充第一成型磨料颗粒中因拼接区域中不存在多个腔而造成的间隙。

附图说明

附图通常以举例的方式示出，但不受限于本文档中讨论的各种实施方案。

图1是包括拼接区域的生产工具的示意图。

图2是用于使用生产工具制造磨料制品的设备的示意图。

图3A和图3B是根据各种实施方案的具有平面三角形形状的成型磨料颗粒的示意图。

图4A至图4E是根据各种实施方案的具有四面体形状的成型磨料颗粒的示意图。

图5A和图5B是根据各种实施方案的带涂层磨料制品的剖视图。

图6是用于填充磨料颗粒中因生产工具的拼接区域造成的间隙的系统的图示。

图7是包括腔的工具的图示，该腔用于在工具的拼接区域内携带成型磨料颗粒。

图8是可用于填充成型磨料颗粒中因生产工具的拼接区域造成的间隙的无背衬磨料。

具体实施方式

现在将详细参照本发明所公开主题的特定实施方案，其示例在附图中部分说明。虽然本发明所公开的主题将结合所列举的权利要求来描述，但应当理解，示例性主题不旨在将权利要求限制于本发明所公开的主题。

在整个该文档中，以一个范围格式表达的值应当以灵活的方式解释为不仅包括作为范围的极限明确列举的数值而且还包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子范围，如同明确列举了每个数值和子范围一样。例如，范围“约0.1％至约5％”或“约0.1％至5％”应当解释为不仅包括约0.1％至约5％，而且还包括在指示范围内的单个值(例如，1％、2％、3％、和4％)和子范围(例如，0.1％至0.5％、1.1％至2.2％、3.3％至4.4％)。除非另外指明，否则表述“约X至Y”具有与“约X至约Y”相同的含义。同样，除非另外指明，否则表述“约X、Y或约Z”具有与“约X、约Y或约Z”相同的含义。

在该文档中，除非上下文清楚地指明，否则术语“一个”、“一种”或“该/所述”用于包括一个(种)或多于一个(种)。除非另外指明，否则术语“或”用于指非排他性的“或”。表述“A和B中的至少一者”具有与“A、B或者A和B”相同的含义。此外，应当理解，本文所用且未以其它方式定义的措辞或术语仅出于说明的目的而不具有限制性。部分标题的任何使用均旨在有助于文档的理解且不应当解释为是限制性的；与部分标题相关的信息可在该特定部分内或外出现。

在本文所述的方法中，除了明确列举了时间或操作序列之外，可以任何顺序进行各种行为而不脱离本发明原理。此外，规定的行为可同时进行，除非明确的权利要求语言暗示它们单独地进行。例如，进行X的受权利要求保护的行为和进行Y的受权利要求保护的行为可在单一操作中同时进行，并且所得的过程将落入受权利要求保护的过程的字面范围内。

如本文所用，术语“约”可允许例如数值或范围的一定程度的可变性，例如在所述值或所述范围极限的10％内、5％内或1％内，并且包括确切表述的值或范围。

如本文所用，术语“基本上”是指大部分或大多数，如至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％、99.9％、99.99％、或至少约99.999％或更多、或100％。

如本文所用，“成型磨料颗粒”意指具有预定或非无规形状的磨料颗粒。制备成型磨料颗粒诸如成型陶瓷磨料颗粒的一种工艺包括在具有预定形状的模具中使前体陶瓷磨料颗粒成型以制备陶瓷成型磨料颗粒。在模具中形成的陶瓷成型磨料颗粒是在成型陶瓷磨料颗粒种类中的一个种类。制备其它种类的成型陶瓷磨料颗粒的其它工艺包括通过具有预定形状的孔口挤出前体陶瓷磨料颗粒，通过具有预定形状的印刷丝网中的开口印模前体陶瓷磨料颗粒，或者将前体陶瓷磨料颗粒压印成预定形状或图案。在其它示例中，可将成型陶瓷磨料颗粒从片材切割成单独的颗粒。合适的切割方法的示例包括机械切割、激光切割或水射流切割。成型陶瓷磨料颗粒的非限制性示例包括成型磨料颗粒，诸如三角板或细长的陶瓷杆/长丝。成型陶瓷磨料颗粒是大体均匀的或基本上一致的，并且保持其烧结形状而无需使用将较小磨料颗粒粘结成附聚结构的粘结剂诸如有机或无机粘结剂，但不包括通过生产无规尺寸和形状的磨料颗粒的压碎或粉碎工艺获得的磨料颗粒。在许多实施方案中，成型陶瓷磨料颗粒包括烧结的α氧化铝的均匀结构或基本上由烧结的α氧化铝组成。

图1是包括拼接区域102的生产工具100的示意图。生产工具100可包括具有分配表面104的载体构件。分配表面104包括从分配表面104延伸到生产工具100中的腔106。生产工具100可包括其它任选部件，包括但不限于固定到生产工具100的背部表面的可压缩弹性层。腔106可设置成如图所示的阵列或设置成任何其它期望的图案。

腔106在分配表面104处的开口可为矩形或任何其它期望的形状。腔106的长度、宽度和深度可至少部分地由腔106将接收的磨料颗粒的形状和尺寸来决定。例如，如果磨料颗粒被成形为等边三角板，则单个腔的长度可为磨料颗粒的最大边长的1.1至1.5倍，单个腔的宽度可为磨料颗粒的厚度的1.1至2.5倍，并且如果磨料颗粒容纳在腔106内，腔106的相应深度可为磨料颗粒的宽度的1.0至1.5倍。

用于生产工具100的合适载体构件可为刚性的或柔性的。在一个示例中，生产工具100的载体构件具有足够的柔性以允许使用正常的幅材处理装置，诸如辊。在一些示例中，载体构件包括金属和/或有机聚合物。此类有机聚合物可为可模塑的，具有低成本，并且在用于本公开的磨料颗粒沉积过程时相当耐用。适用于制造载体构件的有机聚合物的示例可为热固性塑料和/或热塑性塑料，包括：聚丙烯、聚乙烯、硫化橡胶、聚碳酸酯、聚酰胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PET)、聚酰亚胺、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)和聚甲醛塑料(POM，缩醛)、聚(醚砜)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚氨酯、聚氯乙烯以及它们的组合。

生产工具100可为例如环形带(例如，如图2所见)、片材、连续片材或幅材、涂覆辊、安装于涂覆辊上的套筒或模头的形式。如果生产工具为带的形式，则生产工具100的第一端部108可与第二端部110拼接在一起以形成环形带。将端部108和110拼接在一起的过程可破坏或以其它方式中断拼接区域102中的任何腔106。可使用热焊接、缝合、胶粘或连接两个端部以形成环形带的任何其它方法将两个端部108和110拼接在一起。

图2是根据本公开的用于制备带涂层磨料制品的系统200的示意图。系统200包括可移除地设置在生产工具100的腔106内的磨料颗粒202，该磨料颗粒具有引导生产工具100通过带涂层磨料制品制备系统200的第一路径A，使得其缠绕磨料颗粒传送辊204的外周长的一部分。带树脂涂层背衬206沿第二路径B移动。在传送辊204之前，系统200还可包括例如退绕机、底胶层递送系统和底胶层涂覆器。这些部件可退绕背衬，经由底胶层递送系统将底胶层树脂递送至底胶层涂覆器，并将底胶层树脂施加到背衬的第一主表面。然后，定位带树脂涂层背衬206，以将磨料颗粒202施加到带树脂涂层背衬206的树脂层。底胶层涂覆器可以是例如涂布机、辊涂机、喷涂系统或杆涂布机。另选地，可定位预涂覆的带涂层背衬，以将磨料颗粒202施加到带树脂涂层背衬206的第一主表面。

用于带树脂涂层背衬206的路径B引导带树脂涂层背衬穿过系统200，使得其缠绕磨料颗粒传送辊204的外周长的一部分或靠近地通过磨料颗粒传送辊的外周长，其中树脂层被定位成面向生产工具100的分配表面，该分配表面被定位在带树脂涂层背衬206与磨料颗粒传送辊204的外周长之间。背衬可为布料、纸材、膜、网片、非织造布、稀松布或其它幅材基底。

磨料颗粒喂料机210向生产工具100供应至少一些磨料颗粒202。在一些示例中，磨料颗粒喂料机210供应过量的磨料颗粒202，使得生产工具200的沿纵向的单位长度上存在的磨料颗粒202多于腔106中存在的磨料颗粒。供应过量的磨料颗粒202有助于确保生产工具100内的所有腔106最终都填充有磨料颗粒202。磨料颗粒喂料机208可具有与生产工具100相同的宽度并在生产工具100的整个宽度上供应磨料颗粒。磨料颗粒喂料机208可为例如振动喂料机、料斗、斜槽、筒仓、滴式涂布机或螺旋喂料机。

在一个示例中，在磨料颗粒喂料机208后设置有一个或多个填充辅助构件210、212和214，以使磨料颗粒202围绕生产工具100的表面移动并帮助磨料颗粒202取向或滑入腔106中。填充辅助构件210、212和214可为例如以下中的一者或多者：刮粉刀、毛毡擦拭器、具有多根刷毛的刷子、振动系统、鼓风机或气刀、真空箱或它们的组合。填充辅助构件210、212和214在生产工具100的分配表面上移动、平移、抽吸或搅拌磨料颗粒202，以将更多磨料颗粒202放置到腔106中。在一个示例中，填充辅助构件210为刷子，并且刷毛可覆盖分配表面的一部分，在纵向上覆盖2英寸至4英寸(5.0cm至10.2cm)的长度，优选地覆盖分配表面的宽度的全部或几乎全部，并且轻轻搁置在分配表面上或位于分配表面正上方，并具有适度柔性。

在一个示例中，填充辅助构件212和214可为辊刷和气刀，它们用于进一步填充生产工具100的腔106，并且一旦腔106中的大多数或全部被磨料颗粒202填充，就从生产工具100的表面移除过量的磨料颗粒202。虽然示出为刷子、辊刷和气刀，但也可采用用于填充腔并移除过量颗粒的其它方法，包括例如气棒、气浴、康达效应喷嘴、鼓风机、刮刀、擦拭器或刮粉刀。在其它示例中，真空源诸如真空箱或真空辊也可沿磨料颗粒喂料机208之后的路径A的一部分定位，并且可用于将磨料颗粒202保持在生产工具100的腔106中。

提供磨料颗粒传送辊204，并且生产工具200可缠绕传送辊204的周长的至少一部分。在一些实施方案中，生产工具100缠绕磨料颗粒传送辊204的外周长的介于30度至180度之间、或介于90度至180度之间。带树脂涂层背衬206也可缠绕传送辊204的周长的一部分或靠近地通过传送辊204，使得生产工具100的腔中的磨料颗粒202从腔106传送到带树脂涂层背衬206，因为两者均围绕或靠近磨料颗粒传送辊204横贯，其中生产工具100的分配表面面向带树脂涂层背衬206的树脂层并与其大致对准。

可使用各种方法将磨料颗粒204从生产工具100的腔106传送到带树脂涂层背衬206。在一个示例中，可使用重力辅助来传送颗粒202，其中生产工具100在其纵向行进的一部分被倒置，并且磨料颗粒202在重力作用下从腔106脱落并落到带树脂涂层背衬206上。在另一个示例中，可使用推动辅助来传送颗粒202，其中生产工具100中的每个腔106具有两个开口端，使得磨料颗粒可驻留在腔106中，其中磨料颗粒202的一部分延伸经过生产工具100的背部表面。在另一个示例中，可使用振动辅助来传送颗粒202，其中磨料颗粒传送辊204或生产工具100被合适的源诸如超声波器件振动，以将磨料颗粒202摇出腔106并摇到带树脂涂层背衬206上。在另一个示例中，可使用压力辅助来传送颗粒202。

磨料颗粒传送辊204可将每个磨料颗粒202精确传送并定位于带树脂涂层背衬206上，从而随着其布置在生产工具100中而基本上复制磨料颗粒202的图案及其特定取向。然而，由于因生产工具100中的拼接区域202造成的腔106中的中断，磨料颗粒202的图案中的间隙216可形成于带树脂涂层背衬206上。希望防止间隙216形成，或用颗粒202填充间隙216以避免最终产品中磨料颗粒202的图案中断。

系统200还可包括控制和视觉系统218。在一个示例中，控制和视觉系统218可包括一个或多个处理器、一个或多个存储器设备以及一个或多个传感器。控制和视觉系统218可包括能够检测系统200的间隙216和/或其它状况的一个或多个相机或其它光学传感器或仪器。控制和视觉系统218也可包括一个或多个处理器，诸如微处理器、控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或等效的分立或集成逻辑电路。一个或多个处理器可用于为系统200提供控制。在一个示例中，处理器可使用来自一个或多个传感器的输入自动地检测并提供控制以处理磨料颗粒202中的间隙216。

图3A和图3B示出了为符合截棱锥的等边三角形的成型磨料颗粒300的示例。例如，成型磨料颗粒300可用作图2所示的磨料颗粒202中的任一者。如图3A和图3B所示，成型磨料颗粒300包括截短的规则三棱锥，其由三角形基部302、三角形顶部304以及连接三角形基部302(示出为等边三角形，但不等边、钝角、等腰和直角三角形也是可能的)和三角形顶部304的多个倾斜侧面306A、306B、306C界定。倾斜角308A是由侧面306A与三角形基部302相交所形成的二面角。类似地，倾斜角308B和308C(均未示出)对应于由侧面306B和306C分别与三角形基部302相交所形成的二面角。就成型磨料颗粒300而言，所有这些倾斜角具有相等的值。在一些实施方案中，侧边缘310A、310B和310C具有在约0.5μm至约80μm、约10μm至约60μm范围内、或者小于、等于或大于约0.5μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm或约80μm的平均曲率半径。

在图3A和图3B中示出的实施方案中，侧面306A、侧面306B、侧面306C具有相等的尺寸，并与三角形基部302形成约82度(与82度的倾斜角相对应)的二面角。然而，应当理解，也可使用其它二面角(包括90度)。例如，基部和侧面中的每者之间的二面角可独立地为在45度至90度(例如，70度至90度或在75至85度)的范围内。连接侧面306、基部302和顶部304的边缘可具有任何合适的长度。例如，边缘的长度可在约0.5μm至约2000μm、约150μm至约200μm的范围内，或者小于、等于或大于约0.5μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm、1000μm、1050μm、1100μm、1150μm、1200μm、1250μm、1300μm、1350μm、1400μm、1450μm、1500μm、1550μm、1600μm、1650μm、1700μm、1750μm、1800μm、1850μm、1900μm、1950μm或约2000μm。

图4A至图4E是成形为四面体磨料颗粒的成型磨料颗粒400的透视图。例如，成型磨料颗粒400A至400E可用作图2所示的成型磨料颗粒202中的任一者。如图4A至图4E所示，成型磨料颗粒400被成形为规则的四面体。如图4A所示，成型磨料颗粒400A具有由终止于四个顶点(440A、442A、444A和446A)处的六个边缘(430A、432A、434A、436A、438A和439A)接合的四个面(420A、422A、424A和426A)。面中的每个在边缘处接触所述面中的其它三个。尽管图4A中描绘的是规则的四面体(例如，具有六条等边和四个面)，但将认识到，其它形状也是允许的。例如，四面体磨料颗粒400可成形为不规则的四面体(例如，具有不同长度的边)。

现在参见图4B，成型磨料颗粒400B具有由终止于四个顶点(440B、442B、444B和446B)处的六个边缘(430B、432B、434B、436B、438B和439B)接合的四个面(420B、422B、424B和426B)。面中的每个是凹面的，并且在相应的公共边缘处接触所述面中的其它三个。尽管图4B中描绘的是具有四面体对称性(例如，四条三次对称旋转轴线以及六个对称反射平面)的颗粒，但将认识到，其它形状也是允许的。例如，成型磨料颗粒400B可具有一个、两个或三个凹面，其余面为平面。

现在参见图4C，成型磨料颗粒400C具有由终止于四个顶点(440C、442C、444C和446C)处的六个边缘(430C、432C、434C、436C、438C和439C)接合的四个面(420C、422C、424C和426C)。所述面中的每个是凸面的，并且在相应的公共边缘处接触所述面中的另外三个。尽管图4C中描绘的是具有四面体对称性的颗粒，但将认识到，其它形状也是允许的。例如，成型磨料颗粒400C可具有一个、两个或三个凸面，其余面为平面或凹面。

现在参见图4D，成型磨料颗粒400D具有由终止于四个顶点(440D、442D、444D和446D)处的六个边缘(430D、432D、434D、436D、438D和439D)接合的四个面(420D、422D、424D和426D)。尽管图4D中描绘的是具有四面体对称性的颗粒，但将认识到，其它形状也是允许的。例如，成型磨料颗粒400D可具有一个、两个或三个凸面，其余面为平面。

可存在与图4A至图4D中的描绘的偏差。此类成型磨料颗粒400的示例示于图4E中，其示出了成型磨料颗粒400E，其具有由终止于四个顶点(440E、442E、444E和446E)处的六个边缘(430E、432E、434E、436E、438E和439E)接合的四个面(420E、422E、424E和426E)。面中的每个在相应公共边缘处接触所述面中的另外三个。面、边缘和顶点中的每个具有不规则形状。

在成型磨料颗粒400A至400E中的任一者中，边缘可具有相同的长度或不同的长度。边缘中的任一个的长度可为任何合适的长度。作为示例，边缘的长度可在约0.5μm至约2000μm、约150μm至约200μm的范围内，或者小于、等于或大于约0.5μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm、1000μm、1050μm、1100μm、1150μm、1200μm、1250μm、1300μm、1350μm、1400μm、1450μm、1500μm、1550μm、1600μm、1650μm、1700μm、1750μm、1800μm、1850μm、1900μm、1950μm或约2000μm。成型磨料颗粒400A至400E可具有相同的尺寸或不同的尺寸。

成型磨料颗粒300或400中的任一者可包括任何数量的形状特征。形状特征可有助于改善成型磨料颗粒300或400中的任一者的切割性能。合适的形状特征的示例包括开口、凹表面、凸表面、凹槽、脊、断裂表面、低圆度系数或包括一个或多个具有尖锐顶端的拐角点的周边。单个成型磨料颗粒可包括这些特征中的任一者或多者。

除了已经描述的材料之外，可将至少一种磁性材料包含在成型磨料颗粒300或400内或涂覆到成型磨料颗粒。磁性材料的示例包括铁；钴；镍；销售为各种等级的坡莫合金(Permalloy)的各种镍和铁的合金；销售为铁镍钴合金(Fernico)、科瓦铁镍钴合金(Kovar)、铁镍钴合金I(Fernico I)或铁镍钴合金II(Fernico II)的各种铁、镍和钴的合金；销售为各种等级的铝镍钴合金(Alnico)的各种铁、铝、镍、钴、以及(有时还有)铜和/或钛的合金；销售为铁铝硅合金的铁、硅和铝(按重量计约85:9:6)的合金；赫斯勒合金(例如，Cu₂MnSn)；锰铋化物(也称为铋化锰(Bismanol))；稀土可磁化材料，诸如钆、镝、钬、铕氧化物、以及钕、铁和硼的合金(例如，Nd₂Fe₁₄B)、以及钐和钴的合金(例如，SmCo₅)；MnSb；MnOFe₂O₃；Y₃Fe₅O₁₂；CrO₂；MnAs；铁氧体，诸如铁氧体、磁铁矿；锌铁氧体；镍铁氧体；钴铁氧体、镁铁氧体、钡铁氧体、以及锶铁氧体；钇铁石榴石；以及前述的组合。在一些实施方案中，可磁化材料是含有8重量％至12重量％的铝、15重量％至26重量％的镍、5重量％至24重量％的钴、高达6重量％的铜、至多1重量％的钛的合金，其中总计达100重量％的材料的余量为铁。在一些其它实施方案中，使用气相沉积技术诸如例如物理气相沉积(PVD)，包括磁控溅射，可在磨料颗粒300或400上沉积可磁化涂层。

包含这些可磁化材料可允许成型磨料颗粒300或400对磁场有响应。成型磨料颗粒300或400中的任一者可包含相同的材料或包含不同的材料。

图5A是带涂层磨料制品500的剖视图。可使用例如图2所示的系统来制备带涂层磨料制品500。带涂层磨料制品500包括限定沿x-y方向的表面的背衬502。背衬502具有施加在背衬502的第一表面上的第一粘结剂层(下文称为底胶层504)。多个成型磨料颗粒400A附接于或部分地嵌入底胶层504中。虽然示出成型磨料颗粒400A，但本文所述的任何其它成型磨料颗粒均可包括在带涂层磨料制品500中。任选的第二粘结剂层(下文称为复胶层506)分散在成型磨料颗粒400A上。如图所示，对于成型磨料颗粒400A中的大部分，使三个顶点(440、442和444)中的至少一个顶点在基本上相同的方向上取向。因此，成型磨料颗粒400A根据非随机分布取向，但在其它实施方案中，成型磨料颗粒400A中的任一者可在背衬502上无规取向。在一些实施方案中，颗粒取向的控制可增加磨料制品的切割。

背衬502可为柔性的或刚性的。用于形成柔性背衬的合适材料的示例包括聚合物膜、金属箔、织造织物、针织织物、纸材、硫化纤维、短纤维、连续纤维、非织造布、泡沫、筛网、层压物、以及它们的组合。背衬502可成形为允许带涂层磨料制品500呈片、盘、带、垫或卷的形式。在一些实施方案中，背衬502可为足够柔性的以允许带涂层磨料制品500形成为环，以制备可在合适的磨削设备上运行的磨带。

底胶层504将成型磨料颗粒400A固定到背衬502，并且复胶层506可帮助增强成型磨料颗粒400A。底胶层504和/或复胶层506可包括树脂粘合剂。树脂粘合剂可包括选自以下的一种或多种树脂：酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂、丙烯酸酯树脂、氨基塑料树脂、三聚氰胺树脂、丙烯酸酯化环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、干性油以及它们的混合物。

图5B示出了带涂层磨料制品500B的示例，其包括成型磨料颗粒300而不是成型磨料颗粒400。如图所示，成型磨料颗粒300通过底胶层504附接到背衬502，并且施加了复胶层506以进一步将成型磨料颗粒300附接或粘附到背衬502。如图5B所示，成型磨料颗粒300中的大多数倾倒或倾斜于一侧。这导致成型磨料颗粒300中的大多数相对于背衬502的取向角β小于90度。

磨料制品500还可包括常规(例如，压碎的)磨料颗粒。可用的磨料颗粒的示例包括基于熔融氧化铝的材料，诸如氧化铝、陶瓷氧化铝(其可包括一种或多种金属氧化物改性剂和/或促结晶剂或成核剂)和经热处理的氧化铝、碳化硅、共熔融的氧化铝-氧化锆、金刚石、氧化铈、二硼化钛、立方氮化硼、碳化硼、石榴石、燧石、金刚砂、溶胶-凝胶法制备的磨料颗粒以及它们的混合物。

常规磨料颗粒可例如具有在约10μm至约2000μm、约20μm至约1300μm、约50μm至约1000μm的范围内，小于、等于或大于约10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm、1000μm、1050μm、1100μm、1150μm、1200μm、1250μm、1300μm、1350μm、1400μm、1450μm、1500μm、1550μm、1650μm、1700μm、1750μm、1800μm、1850μm、1900μm、1950μm或2000μm的直径。例如，常规的磨料颗粒可具有磨料行业指定的标称等级。此类磨料行业认可的等级标准包括被称为美国国家标准协会(ANSI)标准、欧洲磨料产品制造商联合会(FEPA)标准和日本工业标准(HS)的那些。示例性ANSI等级名称(例如，指定的标称等级)包括：ANSI 12(1842μm)、ANSI 16(1320μm)、ANSI 20(905μm)、ANSI 24(728μm)、ANSI 36(530μm)、ANSI 40(420μm)、ANSI 50(351μm)、ANSI 60(264μm)、ANSI 80(195μm)、ANSI 100(141μm)、ANSI 120(116μm)、ANSI 150(93μm)、ANSI 180(78μm)、ANSI 220(66μm)、ANSI 240(53μm)、ANSI 280(44μm)、ANSI 320(46μm)、ANSI 360(30μm)、ANSI 400(24μm)和ANSI 600(16μm)。示例性FEPA等级名称包括P12(1746μm)、P16(1320μm)、P20(984μm)、P24(728μm)、P30(630μm)、P 36(530μm)、P40(420μm)、P50(326μm)、P60(264μm)、P80(195μm)、P100(156μm)、P120(127μm)、P120(127μm)、P150(97μm)、P180(78μm)、P220(66μm)、P240(60μm)、P280(53μm)、P320(46μm)、P360(41μm)、P400(36μm)、P500(30μm)、P600(26μm)和P800(22μm)。每种等级的近似平均粒度列在每种等级名称后的括号中。

成型磨料颗粒300或400或压碎的磨料颗粒可包含任何合适的材料或材料的混合物。例如，成型磨料颗粒300可包含选自α-氧化铝、熔融氧化铝、热处理氧化铝、陶瓷氧化铝、烧结氧化铝、碳化硅、二硼化钛、碳化硼、碳化钨、碳化钛、金刚石、立方氮化硼、石榴石、熔融氧化铝-氧化锆、溶胶-凝胶法制备的磨料颗粒、氧化铈、氧化锆、氧化钛以及它们的组合物的材料。在一些实施方案中，成型磨料颗粒300或400和压碎的磨料颗粒可包含相同的材料。在另外的实施方案中，成型磨料颗粒300或400和粉粹的磨料颗粒可包含不同的材料。

填料颗粒也可包括在磨料制品500A或500B中。可用填料的示例包括金属碳酸盐(诸如碳酸钙、碳酸钙镁、碳酸钠、碳酸镁)、二氧化硅(诸如石英、玻璃珠、玻璃泡和玻璃纤维)、硅酸盐(诸如滑石、粘土、蒙脱石、长石、云母、硅酸钙、偏硅酸钙、硅铝酸钠、硅酸钠)、金属硫酸盐(诸如硫酸钙、硫酸钡、硫酸钠、硫酸铝钠、硫酸铝)、石膏、蛭石、糖、木粉、水合铝化合物、炭黑、金属氧化物(诸如氧化钙、氧化铝、氧化锡、二氧化钛)、金属亚硫酸盐(诸如亚硫酸钙)、热塑性颗粒(诸如聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酯、聚乙烯、聚(氯乙烯)、聚砜、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯、乙缩醛聚合物、聚氨酯、尼龙颗粒)以及热固性颗粒(诸如酚醛泡、酚醛珠、聚氨酯泡沫颗粒等)。该填料还可为盐，诸如卤化物盐。卤化物盐的示例包括氯化钠、钾冰晶石、钠冰晶石、铵冰晶石、四氟硼酸钾、四氟硼酸钠、氟化硅、氯化钾、氯化镁。金属填料的示例包括锡、铅、铋、钴、锑、镉、铁和钛。其它杂类填料包括硫、有机硫化合物、石墨、硬脂酸锂和金属硫化物。在一些实施方案中，单个成型磨料颗粒100或单个压碎的磨料颗粒可至少部分地涂覆有无定形、陶瓷或有机涂层。涂层的合适组分的示例包括硅烷、玻璃、氧化铁、氧化铝或它们的组合。诸如这些的涂层可有助于可加工性以及颗粒与粘结剂树脂的粘结。

图6示出了用于填充带树脂涂层背衬206上的磨料颗粒202的图案中的间隙216的系统600。系统600包括被构造成将成型磨料颗粒604递送到间隙216的设备602。在一个示例中，设备600的向下倾斜的分配表面可以任何合适的角度倾斜，前提条件是可磁化颗粒604可沿着表面向下行进并且分配到幅材上。合适的角度可在15度至60度的范围内，但也可使用其它角度。在一些情况下，可能期望振动该向下倾斜的分配表面以有利于颗粒移动。向下倾斜的分配表面可由任何尺寸上稳定的材料构造，所述材料可以是不可磁化的材料。

可将一个或多个磁体606放置在带树脂涂层背衬206附近以提供磁场来帮助对准颗粒604。尽管示出为通用磁体606，但施加的磁场可由例如一个或多个永磁体和/或电磁体或磁体和铁磁构件的组合提供。施加的磁场可以是静态的或可变的(例如振荡)。如上所述，颗粒604可包含至少一种磁性材料，并且因此磁体606可用于提供以期望方式对准颗粒604的磁场。

在一个示例中，可形成磁场，使得可磁化颗粒604(例如，具有对应于成型磨料颗粒202的结构)下落通过磁场的一部分到达带树脂涂层背衬206上并具有期望的z方向旋转角度。在沿设备602的分配表面向下行进之后，可磁化颗粒604可主要沉积到间隙216中。在一个示例中，当沿分配表面向下行进时，可磁化颗粒604的最长边缘可与磁场对准。在整个方法中，至少在将可磁化磨料颗粒604传送到间隙216之前，通过施加的磁场使可磁化颗粒604连续地取向，其中可磁化颗粒的最长轴与磁场线基本上平行(或反平行)对准。一旦被传送，施加的磁场可继续对可磁化磨料颗粒604施加取向影响，但这不是必需的。

一般来讲，在本公开的实践中使用的施加的磁场在受影响(例如被吸引和/或被取向)的可磁化颗粒的区域中具有至少约10高斯(1mT)、至少约100高斯(10mT)或至少约1000高斯(0.1T)的场强，但这不是必需的。

可手动或自动地递送颗粒604。例如，控制和视觉系统218可用于检测带树脂涂层背衬206上的颗粒202中的间隙216。在检测到间隙216时，控制和视觉系统218可提供对设备602的控制，以释放颗粒604以供施加到检测到的间隙216。可利用对设备602进行自动控制的任何方法。例如，设备602可使用机械浇口将颗粒604保持在适当位置。在检测到间隙216时，控制和视觉系统218可向设备602提供控制信号，以打开浇口并允许颗粒604沿分配表面向下行进到所检测到的间隙216中的带树脂涂层背衬上。

在一个示例中，可将磨料颗粒604连续地提供给带树脂涂层背衬206，但以不同的量提供。例如，当不存在间隙216时，可将第一数量的颗粒604提供给带树脂涂层背衬，并且当检测到间隙216时，可将大于第一数量的第二数量提供给间隙216。这可有助于模糊带树脂涂层背衬上的颗粒图案在颗粒202和颗粒604之间的差异，使得目光不被立即吸引到经填充的间隙216中的颗粒604。

图7是包括拼接区域102的生产工具700的示意透视图。生产工具700可基本上类似于图1中例示的生产工具100。生产工具700包括在生产工具700的拼接区域102内形成的腔702。腔702可具有与生产工具700的分配表面104中的腔106类似的尺寸、形状和图案，或者可具有任何其它尺寸和形状。

为了形成连续带，生产工具700可具有与第二端部110拼接在一起的第一端部108。可使用热焊接、缝合、胶粘或将两个端部拼接在一起的任何其它方法来执行拼接。在热焊接期间，例如，存在于拼接区域102中的任何腔106可被破坏，从而导致拼接区域102中没有腔(如图1所示)。在拼接区域102中的腔106被破坏之后，可使用一种工艺在拼接区域102中形成新的腔702。该腔可具有与腔106类似的尺寸、形状和图案，或者可为任何其它形状，包括例如穿过生产工具100的小孔，使得可使用真空源来保持颗粒202以供施加到带树脂涂层背衬206。

在一个示例中，当执行热焊接时，上部热密封钳口可包括限定腔702的压花图案。因此，腔702可在热焊接过程期间形成于拼接区域102中。在另一个示例中，腔702可在热焊接过程完成之后形成于拼接区域102中。例如，在焊接过程之后，可使用另一种加热工艺在拼接区域102中形成腔702。虽然被描述为热焊接，但可使用将第一端部108拼接到第二端部110的任何方法。除了使用热来形成腔702之外，还可使用任何其它方法包括例如超声方法来形成腔702。

如图2所示，拼接区域102在生产工具的分配表面上的腔中形成间隙，这导致被递送到带树脂涂层背衬206的颗粒中出现间隙216。通过在拼接区域102中形成腔702，可消除生产工具上的腔中的间隙，从而消除带树脂涂层背衬206上的颗粒202中的间隙216。

图8是包括底胶层802、复胶层804和颗粒806的无背衬磨料制品800的剖视图。颗粒806可为本文所述的成型磨料颗粒中的任一者。底胶层802和/或复胶层804可包含树脂粘合剂或任何其它粘合剂。树脂粘合剂可包括选自以下的一种或多种树脂：酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂、丙烯酸酯树脂、氨基塑料树脂、三聚氰胺树脂、丙烯酸酯化环氧树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、干性油以及它们的混合物。制品800不包括背衬，以便有利于施加到颗粒202中因生产工具100的拼接区域102导致的间隙216。

可使用系统200或任何其它方法来制备无背衬磨料制品800。在一个示例中，在没有背衬的情况下直接制备无背衬磨料制品。例如，可使用双面粘合剂，并且可将颗粒604直接施加到双面粘合剂的一面。在另一个示例中，可通过系统200制备制品，诸如图5A和图5B所示的那些制品，然后可移除背衬502。在一个示例中，一旦移除背衬502，就可施加粘合剂以有利于施加到带树脂涂层背衬206。

可将无背衬磨料制品800施加到间隙216以在间隙216内提供磨料颗粒604。该过程可手动或自动地进行。控制和视觉系统218例如可包括诸如机器人系统的系统或设备，每当在带树脂涂层背衬206中检测到间隙216时，能够控制以施加无背衬磨料制品800。在一个示例中，可形成无背衬磨料的连续片，并且每当检测到间隙216时，可将该连续片拉过间隙216，切割成一定尺寸，然后手动或自动地施加以填充间隙216。

附加实施方案：

本发明提供了以下示例性实施方案，其编号不应当被解释为指定重要程度：

在第一实施方案中，本公开提供了一种制备磨料制品的方法，该方法包括沿第一幅材路径移动生产工具，该生产工具具有拼接在一起形成拼接区域的第一端部和第二端部。该方法还包括向形成于生产工具的分配表面中的多个腔提供第一成型磨料颗粒，以及沿第二幅材路径移动带树脂涂层背衬。该方法还包括将第一成型磨料颗粒从多个腔分配到带树脂涂层背衬，以及将第二成型磨料颗粒分配到带树脂涂层背衬并进入第一成型磨料颗粒中因拼接区域中不存在多个腔而造成的间隙中。

在第二实施方案中，本公开提供了根据第一实施方案所述的方法，其中第二成型磨料颗粒包含至少一种磁性材料，并且其中将第二成型磨料颗粒分配到带树脂涂层背衬并进入第一成型磨料颗粒的间隙中包括将第二成型磨料颗粒分配到带树脂涂层背衬并进入形成于带树脂涂层背衬上的第一成型磨料颗粒中的间隙中；以及使用磁场使第二成型磨料颗粒在间隙内对准。

在第三实施方案中，本公开提供了根据第二实施方案所述的方法，其中将第二成型磨料颗粒分配到形成于第一成型磨料颗粒中的间隙中的带树脂涂层背衬包括：在将第一成型磨料颗粒从多个腔分配到带树脂涂层背衬之后，在沿第二幅材路径的位置处将第二成型磨料颗粒自动分配在间隙中。

在第四实施方案中，本公开提供了根据第三实施方案所述的方法，其中自动分配间隙中的第二成型磨料颗粒包括自动检测第一成型磨料颗粒中沿第二幅材路径的位置处的间隙；以及响应于检测到第一成型磨料颗粒中的间隙，自动分配第二成型磨料颗粒。

在第五实施方案中，本公开提供了一种根据第一实施方案所述的方法，其中将第二成型磨料颗粒分配到带树脂涂层背衬以防止第一成型磨料颗粒中因拼接区域造成的间隙包括用第二成型磨料颗粒制备填料磨料制品；以及将填料磨料制品施加到第一成型磨料颗粒中因拼接区域造成的间隙。

在第六实施方案中，本公开提供了根据第五实施方案所述的方法，其中制备填料磨料制品包括用第二成型磨料颗粒制备无背衬磨料制品。

在第七实施方案中，本公开提供一种制备磨料制品的方法，该方法包括将生产工具的第一端部拼接到生产工具的第二端部。该生产工具包括多个第一腔。该方法还包括在拼接区域中形成多个第二腔，将成型磨料颗粒提供给多个第一腔和多个第二腔，以及将成型磨料颗粒从多个第一腔和多个第二腔分配到带树脂涂层背衬。

在第八实施方案中，本公开提供了根据第七实施方案所述的方法，其中在将生产工具的第一端部拼接到生产工具的第二端部期间，在拼接区域中形成多个第二腔。

在第九实施方案中，本公开提供了根据第七实施方案所述的方法，其中在将生产工具的第一端部拼接到生产工具的第二端部之后，在拼接区域中形成多个第二腔。

在第十实施方案中，本公开提供一种用于制备磨料制品的系统，该系统包括生产工具和带树脂涂层背衬。该生产工具包括拼接在一起以形成拼接区域的第一端部和第二端部。该生产工具还包括分配表面，该分配表面包括形成于第一端部和第二端部之间并且被构造成接收和保持第一成型磨料颗粒的多个腔。该带树脂涂层背衬被构造成从生产工具的分配表面接收第一成型磨料颗粒，并且被构造成接收第二成型磨料颗粒以填充第一成型磨料颗粒中因拼接区域中不存在多个腔而造成的间隙。

在第十一实施方案中，本公开提供了根据第十实施方案所述的系统，该系统还包括分配设备，该分配设备被定位成将第二成型磨料颗粒分配到第一成型磨料颗粒中的间隙中，其中第二成型磨料颗粒包含至少一种磁性材料。

在第十二实施方案中，本公开提供了根据第十一实施方案所述的系统，该系统还包括磁场，该磁场被定位成将所分配的第二成型磨料颗粒在第一成型磨料颗粒中的间隙内对准。

在第十三实施方案中，本公开提供了根据第十一或第十二实施方案所述的系统，其中生产工具沿第一幅材路径移动并且带树脂涂层背衬沿第二幅材路径移动以从分配表面接收第一成型磨料颗粒，并且其中在接收到来自生产工具的第一成型磨料颗粒之后分配设备被定位成沿第二幅材路径向下分配第二成型磨料颗粒。

在第十四实施方案中，本公开提供了根据第十实施方案所述的系统，该系统还包括填料磨料制品，该填料磨料制品包含粘合剂和第二成型磨料颗粒，并且其中填料磨料制品被施加到带树脂涂层背衬以填充第一成型磨料颗粒中的间隙。

在第十五实施方案中，本公开提供了根据第十四实施方案所述的系统，其中填料磨料制品是包括第二成型磨料颗粒的无背衬磨料制品。

Claims (15)

1.一种制备磨料制品的方法，所述方法包括：

沿第一幅材路径移动生产工具，所述生产工具具有拼接在一起形成拼接区域的第一端部和第二端部；

向形成于所述生产工具的分配表面中的多个腔提供第一成型磨料颗粒；

沿第二幅材路径移动带树脂涂层背衬；

将所述第一成型磨料颗粒从所述多个腔分配到所述带树脂涂层背衬；

将第二成型磨料颗粒分配到所述带树脂涂层背衬并进入所述第一成型磨料颗粒中因所述拼接区域中不存在所述多个腔而造成的间隙中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二成型磨料颗粒包含至少一种磁性材料，并且其中将所述第二成型磨料颗粒分配到所述带树脂涂层背衬并进入所述第一成型磨料颗粒中的所述间隙中包括：

将所述第二成型磨料颗粒分配到所述带树脂涂层背衬并进入形成于所述带树脂涂层背衬上的所述第一成型磨料颗粒中的所述间隙中；以及

使用磁场使所述第二成型磨料颗粒在所述间隙内对准。

3.根据权利要求2所述的方法，其中将所述第二成型磨料颗粒分配到形成于所述第一成型磨料颗粒中的所述间隙中的所述带树脂涂层背衬包括：在将所述第一成型磨料颗粒从所述多个腔分配到所述带树脂涂层背衬之后，在沿所述第二幅材路径的位置处将所述第二成型磨料颗粒自动分配在所述间隙中。

4.根据权利要求3所述的方法，其中将所述第二成型磨料颗粒自动分配在所述间隙中包括：

在沿所述第二幅材路径的所述位置处自动检测所述第一成型磨料颗粒中的所述间隙；以及

响应于检测到所述第一成型磨料颗粒中的所述间隙，自动分配所述第二成型磨料颗粒。

5.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第二成型磨料颗粒分配到所述带树脂涂层背衬以防止所述第一成型磨料颗粒中因所述拼接区域造成的间隙包括：

用所述第二成型磨料颗粒制备填料磨料制品；以及

将所述填料磨料制品施加到所述第一成型磨料颗粒中因所述拼接区域造成的所述间隙。

6.根据权利要求5所述的方法，其中制备填料磨料制品包括用所述第二成型磨料颗粒制备无背衬磨料制品。

7.一种制备磨料制品的方法，所述方法包括：

将生产工具的第一端部拼接到所述生产工具的第二端部，其中所述生产工具包括多个第一腔；

在所述拼接区域中形成多个第二腔；

将成型磨料颗粒提供给所述多个第一腔和所述多个第二腔；以及

将所述成型磨料颗粒从所述多个第一腔和所述多个第二腔分配到带树脂涂层背衬。

8.根据权利要求7所述的方法，其中在将所述生产工具的所述第一端部拼接到所述生产工具的所述第二端部期间，在所述拼接区域中形成所述多个第二腔。

9.根据权利要求7所述的方法，其中在将所述生产工具的所述第一端部拼接到所述生产工具的所述第二端部之后，在所述拼接区域中形成所述多个第二腔。

10.一种用于制备磨料制品的系统，所述系统包括：

具有第一端部和第二端部的生产工具，所述第一端部和所述第二端部拼接在一起以形成拼接区域，所述生产工具包括：

分配表面，所述分配表面包括形成于所述第一端部和所述第二端部之间并且被构造成接收和保持第一成型磨料颗粒的多个腔；

带树脂涂层背衬，所述带树脂涂层背衬被构造成从所述生产工具的所述分配表面接收所述第一成型磨料颗粒，并且被构造成接收第二成型磨料颗粒以填充所述第一成型磨料颗粒中因所述拼接区域中不存在所述多个腔而造成的间隙。

11.根据权利要求10所述的系统，所述系统还包括分配设备，所述分配设备被定位成将所述第二成型磨料颗粒分配到所述第一成型磨料颗粒中的所述间隙中，其中所述第二成型磨料颗粒包含至少一种磁性材料。

12.根据权利要求11所述的系统，所述系统还包括磁场，所述磁场被定位成使所分配的第二成型磨料颗粒在所述第一成型磨料颗粒中的所述间隙内对准。

13.根据权利要求11或12所述的系统，其中所述生产工具沿第一幅材路径移动并且所述带树脂涂层背衬沿第二幅材路径移动以从所述分配表面接收所述第一成型磨料颗粒，并且其中在接收到来自所述生产工具的所述第一成型磨料颗粒之后所述分配设备被定位成沿所述第二幅材路径向下分配所述第二成型磨料颗粒。

14.根据权利要求10所述的系统，所述系统还包括填料磨料制品，所述填料磨料制品包含粘合剂和所述第二成型磨料颗粒，并且其中所述填料磨料制品被施加到所述带树脂涂层背衬以填充所述第一成型磨料颗粒中的所述间隙。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述填料磨料制品是包括所述第二成型磨料颗粒的无背衬磨料制品。

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