用干态粒子材料制造无纺摩擦物的方法技术

一种制造无纺摩擦物（１７）的方法，包括以下步骤：形成三维的无纺纤维网（３），该纤维网与含有易熔粘合剂粒子（５）的干态粒子材料接触；将网暴露于这样的条件下，即，使得粘合剂粒子形成可流动的液态粘合剂的条件，然后使液态粘合剂凝固，在成网纤维之间形成粘结，从而提供预粘结的网（１１）；将磨料粒子施加到预粘结的网上，并把磨料粒子粘到预粘结网的纤维上，以提供摩擦物。可以在制成无纺纤维网（３）之后，把易熔粘合剂粒子（５）施加到无纺纤维网上，例如使用静电粉末喷枪（８）把粘合剂粒子喷到网上。磨料粒子可以以淤浆（１３）形式施加到预粘结的网上，淤浆由磨料粒子和结构涂料粘合剂树脂混合而成，树脂随后固化，使磨料粒子粘到预粘结网的纤维上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及无纺摩擦物的制造。
技术介绍
由无纺纤维网构成的无纺摩擦物广为人知并广泛用于多种表面上的清洁、研磨、修整和抛光应用，磨料粒子附着于无纺纤维网上。美国专利申请案2,958,593描述了这种无纺摩擦物的实例及其制造方法。其中一种方法包括以下步骤形成膨松的气流法纤维网，将树脂-磨料淤浆喷到纤维网的一面上，树脂-磨料淤浆随后固化。然后将同样的树脂-磨料淤浆喷到纤维网的另一面上，树脂-磨料淤浆也会固化。美国专利申请案2,958,593提到用辊涂法和浸涂法作为可相互替代的施加树脂-磨料淤浆的方法，该专利还提到可以分别施加树脂和磨料粒子。该专利进一步提出希望使用一类粘合剂(例如，光处理的弹性体)把网纤维粘附在一起，使网结合为整体，并使用成分与之不同的砂粒粘合剂把矿物颗粒粘接到已经结合成为整体的网上。美国文献US-A-2,327,199、2,375,585、3,175,331、4,227,350、4,355,489、4,486,200、4,991,362和5,363,604描述了其他无纺摩擦物及其制造方法。美国专利申请案5,681,361描述了一种制造无纺摩擦物的方法，其中粘合剂材料和磨料粒子以干态粒子材料的形式施加到无纺网上，从而在制造过程中减少使用液态有机溶剂，因此解决了由于释放挥发性有机化合物(VOCs)而带来的环境问题。可选地，在施加磨料粒子和粒子粘合剂材料之前，成网纤维在其相互接触的交点处预粘结在一起。预粘结可通过下述方式实现(i)通过将液态的预粘结树脂施加到网上，然后使其固化来实现；或者(ii)通过在网结构中含有熔粘纤维，并使熔粘纤维熔化然后使之再凝固来实现。本专利技术也涉及无纺摩擦物制造时带来的环境方面的问题(包括使用液态有机溶剂以及伴随而来的VOCs逸入大气中的危险，制造过程中的能量需求和生成的废弃物)，此外还涉及使以前认为不适合于制造无纺摩擦物的替代材料也能够用来制成无纺摩擦物。
技术实现思路
本专利技术提供了一种制造摩擦物的方法，包括以下步骤(i)形成三维的无纺纤维网，纤维网与含有易熔粘合剂粒子的干态粒子材料接触；(ii)将网暴露于这样的条件下，即，使得粘合剂粒子形成可流动的液态粘合剂的条件，然后使液态粘合剂凝固，以在成网纤维之间形成粘结，从而提供预粘结的网；以及(iii)将磨料粒子施加到预粘结的网上，并把磨料粒子粘结到预粘结网的纤维上，以提供摩擦物。在根据本专利技术的方法中，仅使用干态材料制成预粘结的网，所以，在此方法的这一部分不需要释放任何VOCs，并且所需能量低于使用液态预粘结树脂所需的能量。任何过量施加到网上的粘合剂粒子都不会废弃，而且可以被回收再利用。在预粘结阶段，与使用辊涂法或喷涂法把液态预粘结树脂涂到网上所需的量相比，本专利技术方法中膨松的弹性网可以使用较少量纤维或较低弹性的纤维制成，该网具有用于无纺摩擦物的足够结构强度。术语“膨松”和“弹性”指预粘结网密度相当低，预粘结网具有许多较大的互通孔洞形成的网状物，互通孔洞构成该网所占体积的较大部分(50％以上，优选远高于50％)。在本专利技术的上下文中，该术语指粘结网的密度不超过50千克/立方米，优选不超过30千克/立方米(特别是网由合成纤维构成时)。下文仅通过实例来描述根据本专利技术制造无纺摩擦物的方法。根据本专利技术的第一种方法包括以下步骤(i)(a)将纤维制成三维的无纺网，然后(b)将该网与含有易熔粘合剂粒子的干态粒子材料接触； (ii)将网暴露于这样的条件下，即，使得粘合剂粒子形成可流动的液态粘合剂的条件，然后使液态粘合剂凝固，以在成网纤维之间形成粘结，从而提供预粘结的网；以及(iii)将磨料粒子施加到预粘结的网上，并把磨料粒子粘结到预粘结网的纤维上，以提供摩擦物。现在对这些步骤分别进行更详细的描述。步骤(i)(a)将纤维制成三维的、膨松的弹性无纺网可用于形成无纺网的纤维包括天然纤维、合成纤维及其混合物。纤维通常为短纤维形式并且可以拉伸。纤维可以是卷缩的、卷曲的或笔直的。适用的合成纤维包括由聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二酯)、聚酰胺(例如已二酰己二胺、聚己内酰胺和芳族聚酰胺)、聚丙烯、丙烯酸(由丙烯腈聚合物形成)、人造丝、乙酸纤维素、聚偏1，1-二氯乙烯-氯乙烯共聚物和氯乙烯-丙烯腈共聚物制成的纤维，以及碳纤维和玻璃纤维。适用的天然纤维包括棉花、羊毛、黄麻、椰子、剑麻、亚麻和大麻纤维。选择纤维时主要考虑纤维能否经受住加工温度，随后纤维将暴露在该温度下(见下文)。所用纤维可以是初次使用的纤维或是从服装剪裁、地毯制造、纤维制造或纺织加工等过程中回收的废弃纤维。所用纤维的细度或线密度根据所需结果而可以广泛变化。粗纤维通常更有利于制成粗糙的研磨工作所需的摩擦物，而细纤维通常更适合于擦力较低(less aggressive)的洗涤应用。可使用的纤维通常具有大约6～300旦(特别是10～200旦)的线密度，但是，例如根据成品摩擦物的应用情况，也可以使用较细或较粗的纤维(或其混合物)。如果纤维以成捆的形式提供，则使用前应将成捆的纤维开松。然后可以用任何适宜的方法把所选纤维干法成网(dry-laid)为膨松的、弹性的、三维无纺纤维网。例如，可以用气流成网(air-laid)或者梳理后交叉重叠成网，还可以用针刺成网(needle-tacked)。这种网的生产工艺广为人知。优选的无纺网类型是如美国文献US-A-2,958,593所述的气流成网型。可以用“Rando-Webber”机器制造气流成网的无纺网，该机器可由纽约马其顿的Rando机械公司购得。利用这种加工设备，尽管最常用的是平均长度约10厘米的纤维，但可以使用长度在某一范围内的纤维。然而，这种设备和其他类型的常用成网设备还可以使用不同长度的纤维或其组合物以制成无纺网。如前所述，只要充分考虑到成品网最终所需的弹性和强度，纤维粗细并没有特别的限制(除了工艺考虑所规定的纤维粗细)。在这一阶段，网的物理特性应该考虑到所制摩擦物所需性能而进行选择。在有些情况下，可能需要非常膨松的、低密度的网(例如，摩擦物为家用擦洗片时)在这种情况下，可优选使用细纤维制成的气流成网。在其他情况下，可能需要较不膨松的、密度较高的网在这种情况下，可优选使用较粗纤维经梳理、交叉重叠和针刺制成的网。在各种情况下，网的厚度取决于制网方法并且还取决于纤维的本性和每单位面积纤维的用量。步骤(i)(b)将网与含有易熔粘合剂粒子的干态粒子材料接触然后，把按以上步骤(i)(a)所述方法制成的无纺网与含有易熔粘合剂粒子的干态粒子材料接触。如下所述，随后使粘合剂活化，以在成网纤维之间形成粘结，这样就形成了预粘结的网，随后将磨料粒子施加于该网上。因此，粘合剂粒子的选择应该考虑到成网纤维的本性和预粘结网将经受的后续加工步骤，还应该考虑到所制摩擦物所需性能。适合用于粘结无纺网的粒子材料广为人知，该材料包括受热活化的热固性和热塑性粉末，以及用其他方式(例如，用水汽)活化的粉末。例如，美国文献US-A-4,053,674、4,457,793、5,668,216、5,886,121、5,804,005、5,9767,244、6,039,821、6,296,795、6,458,299和6,472,462描述了适用于不同目的来粘结无纺网的粒子材料。最适合用于制造摩擦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造摩擦物的方法，包括以下步骤：　　　　（ｉ）形成三维的无纺纤维网，所述纤维网与含有易熔粘合剂粒子的干态粒子材料接触；　　　　（ｉｉ）将所述网暴露于这样的条件下：即，使得所述粘合剂粒子形成可流动的液态粘合剂的条件，然后使所述液态粘合剂凝固，以在成网纤维之间形成粘结，从而提供预粘结的网；以及　　　　（ｉｉｉ）将磨料粒子施加到所述预粘结的网上，并把所述磨料粒子粘到所述预粘结网的纤维上，以提供摩擦物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：居伊M波劳德，桑德兰马尔让，卡门马丁里韦拉，埃斯特雷拉卡夫雷罗戈麦斯，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]