具有特定形状的磨粒、形成这种粒子的方法及其用途技术

本发明专利技术涉及一种涂布研磨制品，其包括背衬；以不连续分布设置于所述背衬的至少一部分上的粘合剂层，其中所述不连续分布包括多个粘合剂接触区域，所述多个粘合剂接触区域具有粘合剂接触区域中的每一个之间的横向间距或纵向间距中的至少一者；和设置于每个粘合剂接触区域上的至少一种磨粒，所述磨粒具有尖端，在所述磨粒中的每一个之间存在横向间距或纵向间距中的至少一者，且其中所述磨粒的尖端之间的横向间距和纵向间距中的至少一者的至少65％在平均值的2.5个标准偏差内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有特定形状的磨粒、形成这种粒子的方法及其用途
如下涉及磨粒，特别是涉及形成磨粒的方法。
技术介绍
磨粒和制得的掺入磨粒的研磨制品可用于各种材料去除操作，包括碾磨、精整和抛光。取决于研磨材料的类型，这种磨粒可用于在物品制造中成形或碾磨多种材料和表面。迄今为止已配制具有特定几何形状的某些类型的磨粒(如三角形磨粒)以及掺入这种物体的研磨制品。参见例如美国专利No.US5,201,916、No.US5,366,523和No.US5,984,988。已用于制备具有指定形状的磨粒的一些基本技术为(1)熔化、(2)烧结和(3)化学陶瓷。在熔化过程中，磨粒可由冷却辊(其面可为经雕刻的或未经雕刻的)、模具(熔融材料倒入其中)或散热材料(浸入氧化铝熔体中)成形。参见例如美国专利No.US3,377,660，其公开了包括如下步骤的过程：使熔融研磨材料由炉中流动至冷的旋转浇铸滚筒上，快速固化所述材料以形成薄的半固体弯曲片材，使用压力辊使所述半固体材料致密化，然后通过使用快速驱动的经冷却的传送带将半固体材料的条带拉引离开滚筒而反转所述条带的曲率，从而使所述条带部分破裂。在烧结过程中，磨粒可由粒度为45微米或更小直径的耐火粉末形成。粘结剂连同润滑剂和合适的溶剂(例如水)可添加至粉末中。所得混合物和浆料可成形为具有各种长度和直径的薄片或棒。参见例如美国专利No.US3,079,242，其公开了一种由煅烧铝土矿材料制备磨粒的方法，所述方法包括如下步骤(1)将材料减小至细粉，(2)在正压下压实并将所述粉末的细粒成型为晶粒尺寸的附聚物，和(3)在铝土矿的熔化温度以下的温度下烧结粒子的附聚物，以引起粒子的限制重结晶，由此直接产生目标尺寸的研磨晶粒。化学陶瓷技术涉及：将任选地在与其他金属氧化物前体的溶液的混合物中的胶体分散体或水溶胶(有时称为溶胶)转化为凝胶；干燥；并烧制而获得陶瓷材料。参见例如美国专利No.US4,744,802和No.US4,848,041。工业中仍然需要磨粒的改进性能、寿命和效率，以及使用磨粒的研磨制品。附图说明通过参照附图，本公开可更好地得以理解，且本公开的许多特征和优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。图1A包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的俯视图。图1B包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的横截面图示。图1C包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的横截面图示。图1D包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的横截面图示。图2A包括根据一个实施例的包括成形磨粒的研磨制品的一部分的俯视图图示。图2B包括在根据一个实施例的研磨制品上的成形磨粒的透视图。图3A包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的俯视图图示。图3B包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的透视图图示，所述研磨制品包括具有相对于碾磨方向的预定取向特性的成形磨粒。图4包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的俯视图图示。图5包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的俯视图。图6包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的俯视图图示。图7A包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的俯视图图示。图7B包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的透视图图示。图8A包括根据一个实施例的成形磨粒的透视图图示。图8B包括图8A的成形磨粒的横截面图示。图8C包括根据一个实施例的成形磨粒的侧视图图示。图9包括根据一个实施例的队列结构的一部分的图示。图10包括根据一个实施例的队列结构的一部分的图示。图11包括根据一个实施例的队列结构的一部分的图示。图12包括根据一个实施例的队列结构的一部分的图示。图13包括根据一个实施例的包括分立的接触区域的队列结构的一部分的图示，所述分立的接触区域包含粘合剂。图14A-14H包括根据本文的实施例的用于形成研磨制品的工具的部分的俯视图，所述研磨制品具有包括粘合剂材料的分立的接触区域的各种图案化队列结构。图15包括根据一个实施例的用于形成研磨制品的系统的图示。图16包括根据一个实施例的用于形成研磨制品的系统的图示。图17A-17C包括根据一个实施例的用于形成研磨制品的系统的图示。图18包括根据一个实施例的用于形成研磨制品的系统的图示。图19包括根据一个实施例的用于形成研磨制品的系统的图示。图20A包括根据一个实施例的用于形成研磨制品的工具的图像。图20B包括根据一个实施例的用于形成研磨制品的工具的图像。图20C包括根据一个实施例的研磨制品的一部分的图像。图21包括根据实例1的碾磨测试的样品A和样品B的法向力(N)相对于切割数的图。图22包括根据一个实施例的一个示例性样品的一部分的图像。图23包括常规样品的一部分的图像。图24包括两个常规样品和三个代表实施例的样品的向上晶粒(upgrain)/cm2和晶粒总数/cm2的图。图25-27包括根据实施例的用以形成非遮蔽的排列的成形磨粒在背衬上的位置的图的图示。图28为旋转丝网印刷实施例的图示。图29为根据一个实施例的位于多个分立的粘合剂区域上的多个成形磨粒的俯视图示。图30为根据一个实施例的多个分立的粘合剂目标位置和多个分立的粘合剂撞击位置的图示。图31为根据一个实施例的用于制备涂布磨料的过程的流程图。图32为叶序非遮蔽分布实施例的图示。图33为旋转凹版型印刷实施例的图示。图34A为不连续分布的粘合剂接触区域的照片，其中底胶不含任何磨粒。图34B为在磨粒已设置于不连续分布的粘合剂接触区域上之后，如图34A所示的同一不连续分布的粘合剂接触区域的照片。图34C为在已施用连续复胶之后，经磨粒覆盖的图34B所示的不连续分布的粘合剂接触区域的照片。图35A为常规涂布磨料的图像，其显示了直立的成形磨粒和翻倒的成形磨粒的混合物。图35B为本专利技术的涂布磨料实施例的图像，其显示了大多数的直立的成形磨粒和极少的翻倒的成形磨粒。图36为比较常规涂布磨料和本专利技术的涂布磨料实施例的磨粒浓度和取向(即直立的研磨晶粒)的图。图37为本专利技术的涂布磨料实施例的照片。具体实施方式如下涉及形成和使用成形磨粒的方法、成形磨粒的特征；形成和使用包括成形磨粒的研磨制品的方法；以及研磨制品的特征。成形磨粒可用于各种研磨制品中，包括例如粘结研磨制品、涂布研磨制品等。在特定情况中，本文的实施例的研磨制品可为由可粘结或联接至背衬并用于从工件上去除材料的研磨晶粒的单层(更特别是成形磨粒的不连续单层)限定的涂布研磨制品。特别地，成形磨粒可以以受控的方式设置，使得成形磨粒限定相对于彼此的预定分布。形成成形磨粒的方法可使用多种方法来形成成形磨粒。例如，可使用诸如挤出、模制、丝网印刷、轧制、熔化、压制、浇铸、分割、分段和它们的组合的技术，来形成成形磨粒。在某些情况中，成形磨粒可由混合物形成，所述混合物可包含陶瓷材料和液体。在特定情况中，混合物可为由陶瓷粉末材料和液体形成的凝胶，其中所述凝胶可特征在于为即使在未处理(即未烧结)状态下也具有基本上保持给定形状的能力的形状稳定材料。根据一个实施例，凝胶可由陶瓷粉末材料形成，作为分立粒子的整体网络。混合物可含有一定含量的固体材料、液体材料和添加剂，使得其具有用于形成成形磨粒的合适的流变学特性。即，在某些情况中，混合物可具有一定粘度，更特别地，可具有促进材料的尺寸稳定相的形成的合适的流变学特性。材料的尺寸稳定相为如下材料，所述材料可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂布研磨制品，其包括：背衬；以不连续分布设置于所述背衬的至少一部分上的粘合剂层，其中所述不连续分布包括多个粘合剂接触区域，所述多个粘合剂接触区域具有粘合剂接触区域中的每一个之间的横向间距或纵向间距中的至少一者；和设置于所述粘合剂接触区域中的大部分上的至少一种磨粒，所述磨粒具有尖端，在所述磨粒中的每一个之间存在横向间距或纵向间距中的至少一者，且其中所述磨粒的尖端之间的横向间距和纵向间距中的至少一者的至少65％在平均值的2.5个标准偏差内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.29 US 61/8067411.一种涂布研磨制品，其包括：背衬；以不连续分布设置于所述背衬的至少一部分上的底胶层，其中所述不连续分布包括多个分立的粘合剂接触区域，所述多个分立的粘合剂接触区域具有分立的粘合剂接触区域中的每一个之间的横向间距或纵向间距中的至少一者；和设置于所述分立的粘合剂接触区域中的大部分上的至少一种成形磨粒，其中所述成形磨粒以相对于彼此受控非遮蔽的排列设置，其中所述受控非遮蔽的排列包括所述成形磨粒中的每一个之间的横向间距或纵向间距中的至少一者，且其中所述成形磨粒具有预定旋转取向、预定横向取向和预定纵向取向中的至少两者，其中所述多个分立的粘合剂接触区域包括不对称图案，其中所述成形磨粒具有尖端和预定二维形状，所述预定二维形状选自由多边形组成的群组，其中所述成形磨粒的尖端之间的横向间距和纵向间距中的至少一者的至少65％在平均值的2.5个标准偏差内，且其中所述成形磨粒尖端的至少80％为直立的。2.根据权利要求1所述的涂布研磨制品，其中所述不连续分布为非遮蔽图案、受控不均匀图案、半无规图案、无规图案、规则图案、交替图案或它们的组合。3.根据权利要求1所述的涂布研磨制品，其中所述粘合剂接触区域之间的横向间距和纵向间距中的至少一者的至少65％在平均值的2.5个标准偏差内。4.根据权利要求1所述的涂布研磨制品，其中所述底胶层具有小于所述至少一种磨粒的d50高度的基本上均匀的厚度。5.根据权利要求4所述的涂布研磨制品，其中所述分立的粘合剂接触区域中的每一个的宽度基本上等于所述至少一种磨粒的d50宽度。6.根据权利要求1所述的涂布研磨制品，其还包括：在所述底胶层上以不连续分布设置的复胶层，其中所述复胶层比所述底胶层覆盖更小的表面积，且不延伸超过所述底胶层。7.根据权利要求1所述的涂布研磨制品，其中至少一种磨粒设置于每个粘合剂接触区域上。8.根据权利要求1所述的涂布研磨制品，其中所述分立的接触区域具有在所述成形磨粒的平均长度的0.5倍至3倍的范围内的相邻间距。9.根据权利要求1所述的涂布研磨制品，其中所述分立的接触区域具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·赛思，D·K·艾维特斯，V·C·K·拉曼，
申请(专利权)人：圣戈班磨料磨具有限公司，法国圣戈班磨料磨具公司，
类型：发明
国别省市：美国;US