磨料制品和相关方法技术

本发明专利技术提供了按以下顺序包括多个层的磨料制品：背衬；磨料层；以及顶胶层。顶胶层包含长链脂肪酸的金属盐和分散在顶胶层中的粘土颗粒。有利地，粘土颗粒增强了顶胶层的光学透明度，从而允许用较厚的顶胶层制造印刷的磨料制品。还发现添加粘土可改善磨料制品相对于其中不存在粘土颗粒的制品的切割性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磨料制品和相关方法
本专利技术提供了磨料制品以及相关组合物和使用方法。所提供的磨料制品可用于例如研磨软材料诸如涂漆的汽车表面。
技术介绍
磨料制品由消费者、制造商和服务提供商广泛使用，以在几乎任何给定工件上执行砂磨和修整操作。潜在的工件是多种多样的，并且可具有由塑料、木材、金属或甚至陶瓷材料制成的表面。具体地，印刷的柔性磨料为制造商和消费者两者提供独特的有益效果。向磨料赋予图像的能力可增强其外观并提供品牌或促销信息。包括印刷信息也可有效地将技术细节传达给最终用户，诸如其粒度。在磨料上直接印刷装饰性和功能性图像通常优于将此类图像放置在产品包装上，因为这些产品可容易地与它们的包装分离。将印刷图像设置到磨料制品上可在技术上具有挑战性，因为磨料制品的部件通常具有有限的半透明性。这些制品一般通过将磨粒附连到某种背衬上来制成，该背衬可以是刚性的或柔性的。在一些情况下，将磨粒与聚合物粘结剂均匀地混合以形成浆液，然后将浆液涂覆到背衬上并固化以提供最终产品。作为另外一种选择，磨粒可通过部分地嵌入在称为“底胶”和“复胶”层的可固化树脂中，直接粘附到背衬的表面。后一种方法的优点是磨粒可设置在工作表面上的优选取向中，使得能够有效地移除材料。用于制造示出从制品的磨料侧可见的图形图像的磨料制品的方法已在别处报告，例如在美国临时专利申请序列号62/076,874(Graham等人)中。
技术实现思路
当研磨软材料时，性能可减少由砂磨形成的碎屑或尘屑，开始聚结并填充磨粒之间的空间。尘屑装载可能防止磨料有效地接触工作表面并降低切割性能。通过将含肥皂的组合物或表面活性剂的“顶胶”层施加在磨粒的顶部上可减轻该问题。顶胶层可显著减少磨粒周围区域中的尘屑的积聚，从而改善磨料产品的切割性能和预期寿命两者。发现磨料性能改善，因为顶胶层的厚度增加。然而，发现顶胶层在其厚度增大时趋于失去其光学透明度。因此，顶胶层可显著地模糊在磨料制品上印刷的任何图像。通过将粘土添加剂掺入到顶胶层的组合物中来回答该难题。有利地，与其中不存在粘土添加剂的涂层相比，改性的涂层不仅提供更大的光学透明度，还可在较长时间段改善切割性能。此外，添加粘土可使得能够使用更厚的顶胶层来进一步增强磨料性能。在第一方面，提供了一种磨料制品。磨料制品按以下顺序包括多个层：背衬；磨料层；以及顶胶层，该顶胶层包含长链脂肪酸的金属盐并且具有分散在顶胶层中的粘土颗粒。在第二方面，提供了顶胶组合物，该顶胶组合物包含：长链脂肪酸的金属盐；粘土颗粒；以及溶剂。在第三方面，提供了制造磨料制品的方法，所述方法包括：将以下组分分散在溶剂中以提供分散体：粘土颗粒；长链脂肪酸的金属盐；以及任选地，聚合物粘结剂；以及将分散体涂覆到磨料层上。附图说明图1至图5是根据各种示例性实施方案的磨料制品的侧剖视图。在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开的相同或类似的特征结构或元件。应当理解，本领域的技术人员可以设计出许多落入本公开原理的范围内及符合本公开原理的实质的其它修改形式和实施方案。这些图可能未按比例绘制。定义如本文所用：“颗粒纵横比”是指颗粒的最长尺寸和最短尺寸之间的比率；以及“粒径”是指颗粒的最长尺寸。具体实施方式磨料制品构造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。如图所示，磨料制品100包括多个层。从底部到顶部，这些层通常包括：背衬110、磨料层112和顶胶层122。磨料层112自身为多层的，并且包括底胶层116、磨粒114和复胶层118。关于这些层中的每个的技术细节在下文各节中有所描述。图2与图1类似，示出了具有背衬210、磨料层212和顶胶层222的磨料制品200。磨料制品200另外具有延伸横跨并且直接接触背衬210的主表面(其背离磨料层212)的连续附接层230。在所描绘的实施方案中，附接层230为可移除的压敏粘合剂，但这仅仅是示例性的。图3与图1和图2类似，示出了具有背衬310、磨料层312和顶胶层322的磨料制品300。类似于图2中的磨料制品200，磨料制品300具有附接层330。此处，附接层330为钩环附接机构的一部分。聚合物可压缩泡沫340插置在背衬310和附接层330之间。任选地但未示出，可将一个或多个附加层设置在上述层中的任一层之间以帮助彼此粘附、提供印刷图像、充当阻挡层，或用作本领域已知的任何其他目的。通过向磨料制品300提供可压缩性，可压缩泡沫340可使得能够实现到研磨的与工件更均匀的接触，并且尤其是在工件具有非平面轮廓的情况下。作为另外的选择，背衬310和可压缩泡沫340可被合并成用于两种功能的单层。图4类似于图1至图3，示出了具有背衬410、磨料层412和顶胶层422的磨料制品400。磨料制品400还包括粘合剂层450，该粘合剂层450将背衬410粘结到下面的加强层452，该加强层452继而粘附到夹紧层454。夹紧层454包括从背衬向外延伸并有助于操作者处理磨料制品400的整体突出部456。为了提供对磨料制品400的改善的处理，有利的是夹紧层454由弹性体聚合物制成，并且优选地为具有在5至90范围内的肖氏A硬度的弹性体聚合物。关于用于夹紧层454的可用材料和几何形状的另外信息描述于美国专利6,372,323(Kobe等人)和共同未决的国际专利申请PCT/US15/61762(Graham等人)。图5类似于图1至图4，示出了具有背衬510、磨料层512和顶胶层522的磨料制品500。磨料制品500与前面的磨料制品不同，因为磨料层512由硬化磨料复合物的不连续的或离散的岛构成。此类复合物可通过将磨粒与粘结剂均匀地混合以形成粘稠浆液来制备。然后，可将该浆液浇铸到背衬510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512，如图所示。在一些实施方案中，在硬化之前，在下面的膜和具有微小的几何腔体的模具之间浇注磨料浆液。在硬化之后，所得磨料涂层模制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。粘结剂的硬化可通过由加热或暴露于光化辐射引发的固化反应来实现。光化辐射的示例包括例如电子束、紫外光或可见光。应当理解，在不脱离本公开的实质的情况下，出于惯例，普通技术人员可相对于图1至图5中所描绘的实施方案中的任一个加入或移除层。背衬前述磨料制品通常包括背衬，诸如上述背衬110、210、310、410、510中的任一个。背衬可由本领域已知用于制造涂覆的磨料制品的多种材料中的任一种来构造。虽然不一定如此限制，背衬可具有至少0.02毫米、至少0.03毫米、0.05毫米、0.07毫米或0.1毫米的厚度。背衬可具有至多5毫米、至多4毫米、至多2.5毫米、至多1.5毫米、或至多0.4毫米的厚度。背衬优选地为柔性的并且可为实心的(如图1所示)或多孔的。柔性背衬材料包括聚合物膜(包括涂底漆的膜)(诸如，聚烯烃膜(例如，包括双轴取向的聚丙烯的聚丙烯、聚酯膜、聚酰胺膜、纤维素酯膜))、聚氨酯橡胶、金属箔、网片、泡沫(例如，天然海绵材料或聚氨酯泡沫)、布(例如，由纤维或纱线制成的布，包括聚酯、尼龙、丝、棉和/或人造丝)、稀松布、纸、涂覆的纸、硬化纸、硬化纤维、非织造材料、它们的组合、以及它们的经处理的型式。背衬还可为两种材料(例如，纸/膜、布/纸、膜/布)的层合物。布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磨料制品，所述磨料制品按以下顺序包括多个层：背衬；磨料层；以及顶胶层，所述顶胶层包含长链脂肪酸的金属盐并且具有分散在所述顶胶层中的粘土颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.30 US 62/273,0501.一种磨料制品，所述磨料制品按以下顺序包括多个层：背衬；磨料层；以及顶胶层，所述顶胶层包含长链脂肪酸的金属盐并且具有分散在所述顶胶层中的粘土颗粒。2.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述磨料层包括：底胶层，所述底胶层包含第一聚合物树脂和至少部分地嵌入所述第一聚合物树脂中的多个磨粒；以及复胶层，所述复胶层设置在所述底胶层上并且包含第二聚合物树脂。3.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述磨料层包含精确成形的多种磨料复合物。4.根据权利要求3所述的磨料制品，其中所述磨料复合物由磨料浆液模制。5.根据权利要求1至4中任一项所述的磨料制品，其中所述粘土颗粒包含层状硅酸盐。6.根据权利要求5所述的磨料制品，其中所述层状硅酸盐包括蒙脱石。7.根据权利要求6所述的磨料制品，其中所述蒙脱石包括钠蒙脱石、钙蒙脱石、或它们的...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚当·J·穆勒，丹尼尔·J·施密特，渝根·P·杨，保罗·D·格拉哈姆，戴维·A·内特尔希普，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US