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涂敷磨料及其制造方法.pdf

關 鍵 詞:
磨料 及其 制造 方法
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摘要
申請專利號:

CN95191696.3

申請日:

1995.01.27

公開號:

CN1141015A

公開日:

1997.01.22

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 專利申請的視為撤回公告日:1997.1.22||||||公開
IPC分類號: B24D3/28; B24D11/02; B29C53/66; //B29K105:14B29L29:00 主分類號: B24D3/28; B24D11/02; B29C53/66; //B29K105:14B29L29:00
申請人: 美國3M公司;
發明人: 哈羅德W·本尼迪克; 加里L·希科克斯; 蒂莫西J·特魯多; 唐娜W·班杰
地址: 美國明尼蘇達州
優先權: 1994.02.22 US 08/199,679
專利代理機構: 上海專利商標事務所 代理人: 任永武
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法律狀態
申請(專利)號:

CN95191696.3

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2001.05.02|||1997.05.14|||1997.01.22

法律狀態類型:

專利申請的視為撤回|||實質審查請求的生效|||公開

摘要

本發明提供了涂敷磨料(10),在其上一有效數量的纖維加強材料(12)被淹沒在一種有機聚合粘結劑材料內。足夠的粘結劑這樣呈現,即具有一個或一個以上的沒有纖維加強材料(13)的有機粘結劑材料的區域,磨料顆粒粘結在該區域上。本發明的環狀無縫制品較理想包括具有平行兩側邊的一個長度,而至少一層纖維加強材料是被淹沒在有機聚合粘結劑材料內。所述纖維加強材料可以具有單獨的纖維線(12)、一種纖維網墊結構或它們的組合的形式。本發明還提供制取涂敷磨料的方法。一種較理想方法是一種連續網方法,其中纖維加強材料從一卷上展開然后被淹沒有一種粘結劑初級粒子中。磨粒被涂敷到還可流動的粘結劑初級粒子并且所述結構暴露于固化的狀況中。在接著步驟中涂敷任選的上膠涂層(17)和過上膠涂層,此后將網卷成一卷。這種工藝流程有利地取消了分開地涂敷傳統的結構涂層的步驟。

權利要求書

1: 一種涂敷磨料制品,它包括: (a)具有一磨料表面和一非磨料表面的一個基本平面部分,所述部分含有由 一種有機聚合粘結劑基本淹沒的一有效數量的纖維加強部分,所述粘結劑呈現 足夠數量以提供一個基本無纖維加強部分的粘結劑的區域,其中所述纖維加強 部分基本處于一第一平面內; (b)部分地被埋嵌在基本無纖維加強部分的所述粘結區域內的眾多的磨粒 以使大部分的磨粒突出所述粘結劑之外,所述磨粒基本處于一第二平面上從而 形成與所述第一平面相鄰的所述磨料表面;和 (c)一任意的上膠涂層,它復蓋在第一表面的磨粒和粘結劑上。
2: 如權利要求1所述的制品,其特征在于,所述有機聚合粘結劑材料按所述 平面部分的重量為基準含有所述平面部分的44-99重量百分比。
3: 如權利要求1所述的制品,其特征在于,所述有機聚合粘結劑材料和纖維 加強材料一起包括具有一呈環狀無縫砂帶形式的柔韌成份。
4: 如權利要求3所述的制品,其特征在于,所述環形砂帶具有基本平行于側 邊的一個長度。
5: 如權利要求3所述的制品,其特征在于,所述的環狀、無縫砂帶包括被淹 沒在有機聚合粘結劑材料內的多個不相連結的層。
6: 如權利要求4所述的制品,其特征在于,所述纖維加強部分包括一層連續 的纖維股線,它一般以一種在縱向延伸的螺旋線形式環繞著環形砂帶的長度卷 繞。
7: 如權利要求6所述的制品,其特征在于,所述的一層連續纖維股線層包括 以相對于環形砂帶的平行側邊的一個不變的非零角度卷繞的各股線圈層。
8: 如權利要求6所述的制品,其特征在于,它還包括被淹沒在有機聚合粘結 劑材料內的一層纖維墊結構。
9: 如權利要求1所述的制品,其特征在于,所述的纖維加強部分包括一層纖 維墊結構。
10: 如權利要求1所述的制品,其特征在于,所述纖維加強部分包括一層纖 維墊結構,所述結構內結合有各平行的纖維股線。
11: 如權利要求1所述的制品,其特征在于,所述有機聚合粘結劑是一種熱 塑塑料、一種熱固樹脂或它們的混和物。
12: 如權利要求11所述的制品,其特征在于,所述的有機聚合粘結劑是一種 熱固樹脂。
13: 如權利要求11所述的制品,其特征在于,所述的有機聚合粘結劑是一種 熱塑塑料。
14: 如權利要求1所述的制品,其特征在于,所述纖維加強部分包括多個纖 維加強層,它們被對應的多個有機聚合粘結劑層分開并被粘結一起,其中多個有 機聚合粘結劑層的每一層包括一不同的有機聚合粘結劑。
15: 如權利要求1所述的制品,其特征在于,它還具有一層被粘合到非研磨 面上的紙張。
16: 如權利要求1所述的制品,其特征在于,它還具有一層被粘合到非研磨 面上的聚合薄膜。
17: 如權利要求1所述的制品,其特征在于,它在整個長度、寬度或其長度和 寬度兩個方向上是非均勻的,所述的非均勻度在下面的一種和一種以上中產生: (a)粘結劑的成份; (b)粘結的數量;和 (c)加強部分的數量。
18: 如權利要求17所述的制品,其特征在于,所述粘結劑還包括一種填料, 其中所述填料的數量、成份和位置是不均勻的。
19: 如權利要求17所述的制品,其特征在于,它在其整個長度、寬度或其長 度和寬度兩者上是非均勻的,所述非均勻度在下面的一種和一種以上中產生: (a)粘結劑的成份; (b)粘結劑的數量;和 (c)加強部分的數量。
20: 如權利要求19所述的制品,其特征在于,它還包括一種填料,其中所述 填料的數量、成份和位置是不均勻的。
21: 一種涂敷磨料,它包括: (a)具有一磨料表面和一非磨料表面的一個基本平面的部分,所述部分包括 一個有效數量的纖維加強部分,它含有遍布于所述加強部分的粘結劑,所述粘結 劑以足夠的數量呈現以提供基本無纖維加強部分的一個粘結劑的區域;其中所 述纖維加強部分基本處在一第一平面上; (b)部分地埋嵌在基本無纖維加強部分的所述粘結劑的區域內的眾多磨粒 以使大部分的磨粒突出粘結劑,所述顆粒基本位于一第二平面上,該第二平面構 成與第一平面相鄰的磨料表面;和 (c)復蓋在所述磨料顆粒和粘結劑上的一任選的上膠涂層。
22: 如權利要求21所述的制品,其特征在于,所述有機聚合粘結劑材料包括 所述平面部分重量的40-99的重量百分比。
23: 如權利要求21所述的制品,其特征在于,所述有機聚合粘結劑材料和纖 維加強材料一起包括具有一個環帶狀無縫帶圈形式的柔韌成份。
24: 如權利要求23所述的制品,其特征在于,所述帶圈具有帶基本平行的兩 側邊的一個長度。
25: 如權利要求23所述的制品,其特征在于,所述帶狀無縫帶圈包括被埋沒 有機聚合粘結劑材料內的多個不相連接的纖維加強材料層。
26: 如權利要求23所述的制品,其特征在于,它包括具有相對所述帶圈的平 行側邊的一個不變的非零角度的單獨的數個纖維線層。
27: 如權利要求21所述的制品,其特征在于,所述纖維加強部分包括一層纖 維網墊結構。
28: 如權利要求21所述的制品,其特征在于,所述纖維加強部分包括一層纖 維網墊結構,它內部結合有單獨的多根平行的纖維線。
29: 如權利要求21所述的制品,其特征在于,所述的有機聚合粘結劑是一種 熱塑塑料、一種熱固樹脂或它們的混和物。
30: 如權利要求21所述的制品,其特征在于,所述的有機聚合的粘結劑是一 種熱固樹脂。
31: 如權利要求21所述的制品,其特征在于,所述的有機聚合粘結劑是一種 熱塑塑料。
32: 如權利要求21所述的制品,其特征在于,它還有一層被粘結在非磨料表 面上的紙張。
33: 如權利要求21所述的制品,其特征在于,它還有一層被粘結在非磨料表 面上的一層聚合薄膜。
34: 如權利要求21所述的制品,其特征在于,它在其整個長度、寬度、或其長 度和寬度兩個方向上是非均勻的,所述非均勻度在下面的一種或一種以上中產 生: (a)粘結劑的成份; (b)粘結劑的數量;和 (c)加強部分的數量。
35: 如權利要求21所述的制品,其特征在于,所述粘結劑包括一種填料,其 中所述填料的數量、成份和位置是不均勻的。
36: 如權利要求21所述的制品,其特征在于,它在其整個長度、寬度或其長 度和寬度兩上方向上是不均勻的,所述不均勻度在下面的一種或一種以上中產 生: (a)粘結劑的成份; (b)粘結劑的數量;和 (c)加強部分的數量。
37: 如權利要求21所述的制品,其特征在于,它還包括一種填料,其中所述 填料的數量、成分和位置是不均勻的。
38: 一種制取涂敷磨料的方法,所述的方法包括: (a)將一種纖維加強部分涂敷到一支承結構上并或同時地或相繼地將一足 夠數量的有機聚合粘結劑初級粒子涂敷到所述加強部分上以使粘結劑初級粒子 淹沒纖維加強部分并進一步提供無加強部分的一個粘結劑的區域; (b)將眾多的磨粒涂敷到無加強部分的一個粘結劑初級粒子的區域上; (c)將由步驟(b)所形成的結構暴露于足以固化粘結劑初級粒子由此形成粘 結劑的狀況中,其中大部分的磨料顆粒突出所述粘結劑。
39: 一種制取涂敷磨料的方法,所述方法包括: (a)提供基本上位于一第一平面上的一個纖維加強部分; (b)將一種有機聚合粘結劑初級粒子以足夠的數量涂敷在纖維加強部分上 以便由此用粘結劑初級粒子淹沒加強部分并進一步提供無加強部分的一個粘結 劑初級粒子的區域; (c)將眾多的磨料顆粒涂敷在無加強部分的一個粘結劑初級粒子的區域上 以使磨粒突出粘結劑初級粒子和基本突出一第二平面,所述第二平面相鄰于所 述第一平面; (d)將由步驟(c)的結構暴露于足以固化粘結劑初級粒子由此形成粘結劑的 狀況中,其中大部分的磨粒突出所述粘結劑。
40: 一種制取涂敷磨料的方法,所述方法包括: (a)將一纖維加強部分涂敷到一支承結構上并或同時地或相繼地將一種有 機聚合粘結劑以足夠數量涂敷到所述加強部分上以使粘結劑初級粒子淹沒加強 纖維并提供無加強部分的一個粘結劑區域; (b)將眾多的磨料顆粒涂敷到無加強部分的粘結劑初級粒子的區域上以使 大部分的磨料顆粒突出粘結劑初級粒子; (c)將一種上膠涂層初級粒子涂敷在磨料顆粒和粘結劑初級粒子上,其中粘 結劑初級粒子未經固化并仍處于一種可流動狀態; (d)將由步驟(c)形成的結構暴露于足以固化所述粘結劑初級粒子和上膠涂 層初級粒子的狀態中以形成一種粘結劑和一種上膠涂層。
41: 一種制取涂敷磨料的方法,所述方法包括: (a)提供基本處在一第一平面上的一個纖維加強部分; (b)以一個數量涂敷一種有機聚合粘結劑初級粒子以基本上用粘結劑初級 粒子淹沒所述加強部分并提供無所述加強部分的一個粘結劑初級粒子的區域; (c)將眾多的磨粒涂敷到無所述加強部分的粘結劑初級粒子的區域上,以使 大部分的磨粒突出粘結劑初級粒子,而磨粒基本上位于含有顆粒的一第二平面 上,所述第二平面相鄰于所述第一平面; (d)當所述粘結劑初級粒子還處于可流動狀態時,將一上膠涂層初級粒子涂 敷在磨料顆粒和粘結劑初級粒子上;和 (e)將步驟(d)的結構暴露于足以固化粘結劑初級粒子和上膠涂層初級粒子 的狀況中以形成粘結劑和上膠涂層。
42: 一種制取涂敷磨料的方法,所述方法包括: (a)用一種有機聚合粘結劑浸透一非織纖維基層; (b)將經浸透的非織物涂敷到一個支承結構上; (c)在拉緊的同時將交替的尼龍線和玻璃纖維線涂敷在經浸透的非織物上 以使線被向下拉入經浸透的非織物中,具有足夠的粘結劑初級粒子以浸濕和淹 沒線并還有過剩的粘結劑初級粒子呈現以形成基本無非織物和線的一個區域, 所述非織物和線以兩層涂敷到支承結構上,所述兩層具有180°的相位差以產生 一均勻的結構; (d)將眾多的磨料顆粒涂敷到基本無所述非織物和線的粘結劑初級粒子的 區域上以使大部分的磨料顆粒突出粘結劑初級粒子;以及 (e)將步驟(d)的結構暴露于足以固化粘結劑初級粒子的狀況中以形成一種 粘結劑。
43: 一種制取涂敷磨料的方法,所述方法包括: (a)將一種非織物纖維涂敷到一支承結構上; (b)在張緊的同時將交替的尼龍線和玻璃纖維線敷到非織物上以使所述線 被向下拉入非織物,所述線先前已涂有一種粘結劑初級粒子,具有足夠的粘結劑 初級粒子以浸濕和淹沒所述線并還有過多的粘結劑初級粒子存在以形成一個基 本無非織物和線的區域,所述的非織物和線以二層被敷在所述支承結構上,所述 兩層具有180°的相位差以產生一種均勻的結構。 (d)將眾多的磨料顆粒涂敷到基本無所述線和所述非織物的粘結劑初級粒 子的區域上以使大部分的磨粒突出所述粘結劑初級粒子;以及 (e)將步驟(d)的結構暴露于足以固化粘結劑初級粒子的狀況中以形成一種 粘結劑。
44: 一種用于生產拼縫的涂敷磨料的連續網加工方法,所述方法包括: (a)使一種非織物網材料橫向移動通過一涂敷臺以將非織物淹沒在一種有 機聚合粘結劑初級粒子中,這樣形成具有無所述非織物材料的一粘結劑初級粒 子區域的浸透非織物; (b)將一纖維加強線埋嵌進浸透的非織物以形成無所述非織物材料和線的 一個區域; (c)通過靜電力將眾多的磨料顆粒射入無所述非織物材料和所述線的粘結 劑區域內; (d)將由步驟(c)形成的結構暴露于足以固化粘結劑初級粒子的狀況中以形 成一種粘結劑; (e)將一種上膠涂層的初級粒子涂敷在磨粒和粘結劑上; (f)將由步驟(e)形成的結構暴露于足以固化所述上膠涂層初級粒子的狀況 中以形成一種上膠涂敷磨料; (g)通過一些工序例如附加的固化、撓曲和/或增濕任選地進一步處理所述 上膠涂敷磨料;以及 (h)將所述上膠涂敷磨料轉變成所需要的形式或形狀。

說明書


涂敷磨料及其制造方法

    本發明涉及涂敷磨料制品,尤其涉及含有粘結在一種有機聚合粘結劑上的磨料顆粒的涂敷磨料制品,所述粘結劑在其內含有一種纖維加強材料。此外,本發明還涉及制造這類制品的方法。

    涂敷磨料制品一般含有一種磨料,這種磨料是借助一層或一層以上膠粘層通常以磨粒的形式被粘結到一預先制好的襯墊上。所述的膠粘層和磨料顆粒是在已形成襯墊后分步驟地以常規方法敷到襯墊上。這些制品通常采取可以適合于安裝在輥、輪或圓筒上的薄片、盤、帶等的形式。磨料制品可用于砂磨、研磨或拋光各種各樣的,例如,鋼和其它金屬、木、木狀層壓板、塑料、纖維玻璃、皮革或陶瓷地表面。

    用于涂敷磨料制品上的襯墊通常是用紙、聚合材料、布、非織造材料、硬化纖維紙板或這些材料的組合而制成的。這些材料的許多種由于它們沒有足夠的強度、柔軟性或耐沖擊性,因此對于某些的應用場合所提供的襯墊是不中意的。另外,其中的一些材料對用作冷卻劑和切削潤滑液的流體是過敏的。因此,在某些應用中可能發生早期失效和功能變差。

    在一種用于上述的傳統的涂敷磨料的典型的制造方法中,涂敷磨料制品是通過采用粘結層和磨料顆粒的一系列涂敷和固化步驟以一連續的纖維網形式進給預制的襯墊而制成的。所述涂敷的纖維網然后轉變成一種需要的結構,例如薄片、圓盤或帶等等。涂敷磨料制品的一種最有用的結構是一種環形的涂敷磨料帶,即一種涂敷磨料的連續帶。為了制成這種磨料環帶,所述的纖維網(片)形狀通常是切割成一種具有要求的寬度和長度的狹長條。所述狹長條的兩端然后被結合在一起產生一“接縫”或“接頭”。

    于1993年7月8日公布的PCT國際公布第WO93/12911號揭示數種纖維加強的聚合襯墊和采用所述同一襯墊的涂敷磨料。在生產所述襯墊時,纖維是被聚合物淹沒,然后聚合物根據其化學性質被固化或硬化。然后借助涂在襯墊上的相繼的樹脂涂層(有時稱“制成涂層”)典型的是一種甲階酚醛樹脂將磨粒粘結到襯墊上。在WO93/12911中所述的磨料制品和制造磨料制品的方法,這樣就需要一個分開的制成涂層的步驟。另外,制成纖維加強的襯墊的工序基本上是間歇式的工序。

    如果纖維加強的涂敷磨料制品可以通過取消將分開制成的涂層粘涂于預制襯墊上的步驟而制成,以及如果制成具有纖維加強的襯墊的涂敷磨料的工藝可以是一種批料生產過程或連續片生產過程,則這將是有利的。

    本發明涉及這樣的纖維加強的涂敷磨料制品,所述制品根據用于制成它們的方法,可以是環狀無縫帶、環狀有縫帶、圓盤、薄片、和雛菊形片等。采用用詞“環狀的、無縫的”這意味著這種形式的制品實施方式是在其整個長度上具有連續的結構。這就是,它沒有任何顯露的接頭或接縫。然而,這并不意味著在例如一纖維加強層內無內部接頭或在一磨料層內無接頭或接縫。而是意味著在纖維加強結構中不具有由于材料狹長帶的兩端結合而形成的接頭或接縫。

    本發明的環狀、無縫帶的涂敷磨料制品不顯示出與用含有接頭的預制襯墊環帶制成的涂敷磨料帶相聯系的許多缺點。

    本發明的涂敷磨料制品的第一實施例包括:

    (a)具有一研磨面和一非研磨表面的基本呈平面的部分,所述部分包括一有效數量的基本上由一種有機聚合粘結劑淹沒的纖維加強部分,所述粘結劑是以足夠數量存在以提供一個基本無纖維加強部分的粘結劑的區域,其中所述纖維加強部分基本是處在一第一平面內;

    (b)部分地埋嵌在基本無纖維加強部分的粘結劑區域內的眾多磨粒以使磨粒的大多數突出粘結劑之外,所述磨粒基本處于構成與所述第一平面相鄰的研磨面的一個第二平面內;和

    (c)位于所述磨粒和粘結劑之上的一任選(附加)上膠涂層。

    第二涂敷磨料實施例包括:

    (a)一具有一研磨面和一非研磨面的基本呈平面的部分,所述部分包括一具有遍布于所述部分內的有機聚合粘結劑的有效數量的纖維加強部分,粘結劑以足夠的數量存在以提供一個基本無纖維加強部分的粘結劑區域,其中所述纖維加強部分基本處在一第一平面內;

    (b)部分地埋嵌在基本無纖維加強部分的粘結劑區域內的眾多磨粒以使所述磨粒的大多數突出粘結劑之外由此形成研磨面,所述磨粒基本處于與所述第一平面相鄰的一第二平面上;和

    (c)處在所述磨粒和粘結劑之上的一任選上膠涂層。

    用于本發明的有機聚合粘結劑這樣就既供作對加強纖維的處理又提供將磨粒固定/粘結到制品上的方法。

    在至少下述功能之一被實現的意義上說,所述有機聚合粘結劑是對強加纖維的一種處理:

    1)改善將對具有加強纖維的制品中的磨粒的粘附力;

    2)保護研磨分界面和“背面磨損”(例如當環狀砂帶橫越在一支承工作臺上時)的纖維;以及

    3)在有機聚合粘結劑的限定區域內將單纖維粘結起來或粘到其它分開的纖維加強結構上。

    本發明的涂敷磨料是環狀無縫帶或環帶則是較為理想的。然而,在片制成過程中形成涂敷磨料然后再將所述的片轉變成拼接的帶、圓盤、薄片、雛菊形片等。

    本發明的涂敷磨料制品可容易地沿著整個制品制備成基本相同的厚度或砂帶的厚度。通常,本發明的環狀無縫制品的厚度沿環帶的整個長度不會有超過約15%變化。

    雖然在通常稱為“襯墊”的本發明的最終磨料制品部分和研磨面之間不存在明顯分開的樹脂邊界,但本發明的涂敷磨料制品可被描述為包括含有一種有機聚合粘結劑的“基本呈平面的部分”,所述有機聚合粘結劑或基本淹沒或遍布于一種纖維加強的材料。(用基本呈平面意味著所述部分實際上一般是薄片狀,該薄片狀具有最好平行的側邊)。

    較典型和理想的是,在所述平面部分內的粘結劑重量是在約40至90的重量百分比范圍內,較理想是在約50至95的重量百分比范圍內,更為理想是在約65至92的重量百分比范圍內(根據所述部分的總重量)。所述聚合粘結劑材料可以是一種熱固、熱塑或彈性材料或它們的合成材料。最好它是一種熱固材料。在一些例子中,采用一種熱固材料和一種彈性材料的合成材料是較理想的。

    一典型的較理想的平面部分的剩下部分主要是纖維加強材料。雖然可以有添加到粘結劑成分中的附加成分,但本發明的涂敷磨料主要包括粘結在一種有機聚合粘結劑的主表面上的磨粒,該主表面具有淹沒其內的一個有效數量的纖維加強材料。本發明的制品這樣就有一個研磨面和一個非研磨面。用詞“有效數量”的纖維加強材料是指足以獲得本發明制品所要求的物理性能的數量,例如在使用過程中可以使制品經受高達80℃的溫度和高達20公斤/厘米2的研磨壓力以減小拉伸或撕裂的物理特性。所使用的典型的研磨壓力的范圍是約從0.35至0.70公斤/厘米2。

    與WO93/12911的相同,有機的聚合粘結劑材料和纖維加強材料一起包括一種可具有帶基本平行的側邊的環狀無縫環帶形式的柔性成分。然而,在本發明中,所述的有機聚合的粘結劑還以足夠數量存在以起用作磨粒的粘結媒質的作用,所述的磨粒如下進一步說明那樣是在粘結劑還處在未硬化或無固化的狀態時被涂敷的。本發明的柔性的涂敷磨料通常包括至少一層沿著制品的整個長度或面積的纖維加強材料。這層纖維加強材料較理想地是基本上完全地被有機聚合粘結材料包圍(即浸沒在有機聚合粘結材料中)。即是說,纖維加強材料層是被埋嵌或淹沒在制品的內部結構中,即在制品的本體內,以便在纖維加強材料層的相反面上的無纖維加強材料的有機粘結材料區域內形成有過量的有機粘結劑材料。此外,在本發明的制品的制作過程中,沒有纖維加強材料的部分的一個表面上具有足夠的粘結劑以將磨粒粘結到該表面上。以這種方式,一個表面,例如在一支承結構上制成的環帶的內表面具有一種基本光滑均勻的表面布局,而反面有粘結在其上的一研磨面。這樣,涂敷一分開形成的涂層初級粒子的步驟以及因此所需要的設備都被取消。

    所述的纖維加強材料可以是單一纖維股線或纖維墊結構。本發明的涂敷磨料制品最好由結合在制品體內部結構內的即淹沒其中的多層單纖維加強股線和/或纖維墊結構。較理想的帶含有,例如一種熱固粘結劑、一層不交織平行和同平面的單纖維加強股線和一層纖維墊結構,其中在一層內的纖維材料不與在另層內的纖維材料相連結。

    本發明的一些較理想的涂敷磨料帶還含有隔膜片,例如紙或聚合薄膜,它是在與磨粒相對的表面上粘結于制品。隔膜片可以用粘結劑被層壓到制品上,或更理想地,是用有機聚合粘結劑當還處在可流動狀態時被粘結。本發明的涂敷磨料制品的這些實施例,由于可容易地以間歇方式將制品從用于生產制品的支承裝置上移走,以及為美學原因,可以廉價方式提高本發明制品的撕裂強度,因此是有利的。此外,特別是當粘結劑材料是一種熱固樹脂并且制品是一種環狀帶時,由于熱固一般具有比熱塑高的摩擦系數,“工作臺適應性”和離開驅動輥的背面磨損越來越成為重要的問題。如果摩擦磨損或背面磨損量太大,就可能引起帶的背面(非研磨面)的損壞,這種過程并非所希望的。

    本發明的涂敷磨料可以用間歇和連續的兩種方法的任何一種制取。在間歇的方法中,含有具有纖維加強材料的液體有機粘結劑初級粒子材料的一種環狀帶結構一般是以環繞一支承結構如圓筒那樣的圓周延伸制成。足夠數量的液體有機粘結劑初級粒子材料被敷涂得不但使所有的纖維加強材料被粘結劑初級粒子所淹沒,而且還在制品的外表面上建立起一層未硬化的粘結劑初級粒子。此時,根據粘結劑初級粒子的有機聚合物的化學性質,制品可以任選地暴露在使粘結劑初級粒子部分地固化或膠化的條件下以使它變得足夠膠粘到可保持在制品上的磨粒(粘結劑初級粒子可以膠粘到足以無需這種顯露)。當粘結劑初級粒子仍處于未固化狀態時,然后在制品暴露于用靜電、磁性或用滴涂的方法被涂敷的磨粒流的同時旋轉制品,以使多數的磨粒突出所述粘結劑初級粒子。然后使制品顯露在足以固化粘結劑初級粒子的條件下,以形成一種具有纖維加強材料的柔性的、固化的磨料帶制品。由于在靜電涂敷過程中靜電電荷施加到磨粒上因而將磨料顆粒朝著敷涂粘結劑初級粒子的制品方向推動。靜電涂敷趨向于使磨粒定向,這趨向于導致更好的研磨性能。在滴涂時,磨粒被迫使離開饋給臺并通過重力下落進粘結劑初級粒子中。通過機械作用力把磨粒推向并推入粘結劑初級粒子中也是在本發明的范圍內。磁性涂敷包括使用磁場以迫使磨粒推向并進入粘結劑初級粒子中。

    如果是用靜電涂敷施加磨料顆粒,則所述部分置于一圓筒上是較理想的。這種圓筒為理想的用于生產制品的原始支承結構或者它可以是一個不同的圓筒。所述的圓筒是起著一個用于靜電涂敷加工的電接地的作用。然后將合適數量的磨料顆粒置于在所述圓筒之下的一塊板或表面上。之后圓筒旋轉時,接通靜電磁場。當圓筒旋轉時,借助電場磨粒被強制離開板并被迫使朝向粘結劑初級粒子運動并變成埋嵌進粘結劑初級粒子中。所述圓筒旋轉直到所需要量的粘結顆粒被涂敷好前為止。形成的結構顯露于足以使粘結劑初級粒子固化的條件。大部分的磨粒應突出粘結劑之外。這意味著,對于磨粒總數的大部分來說,一部分的磨粒是埋入粘結劑中,而另一部分的磨粒突出粘結劑。較理想是,所有的磨粒可突出粘結劑之外,但根據所采用的技術這并不能始終被保證的。這就產生可趨于導致更好性能的定向的磨料顆粒。可能會有少許未突出粘結劑的整個地埋入粘結劑中的磨粒。然而大部分而較理想是多于50%的磨粒是突出粘結劑之外。

    磨粒基本上位于與第一平面相鄰的一第二平面上。可以具有多于一層的磨粒,但是這些磨粒一般足夠地靠近在一起以構成一平面。一般,加強纖維和磨粒的平面是相互地平行而并不相交。這樣,磨粒被定位得它們不是在加強纖維的平面上以及磨粒并不出現在任何加強纖維之間。

    以本發明的間歇加工方法制成的柔性的固化的磨料帶具有一個外表面和一個內表面。制作其內部含有纖維加強材料的液體有機粘結劑材料的環帶的步驟包括以下工序:環繞一支承結構,例如一個圓筒的圓周施敷一種纖維加強墊的結構;以及以在環繞所述環帶的縱向延伸方向的一螺旋線形式,即沿環帶的長度,在跨越環帶寬的一層上將單一加強股線卷繞在支承結構例如圓筒的圓周上。

    制作本發明的環狀無縫的環帶的一種替代和較理想的間歇式加工方法包括在環繞支承結構周面的襯墊被涂敷之前用一種有機粘結劑初級粒子材料涂敷或浸透一種纖維加強的襯墊結構。一種浸透纖維加強材料的方法是通過一個孔或刀形涂敷器涂敷纖維。如果有機粘結劑材料是一種在室溫(約20至25℃)時的固體材料,例如一種墊塑材料,則制作一種內含有纖維加強材料的有機粘結劑材料的環帶的步驟包括:環繞一支承結構,較理想是一圓筒的圓周涂敷一第一層的固體有機聚合粘結劑材料;環繞在所述支承結構上的第一層的固體有機聚合粘結劑材料環繞在所述支承結構上的第一層固體有機聚合粘結劑材料和該層纖維加強材料涂敷一第二層的固體有機聚合粘結劑材料以形成其內含有一層纖維加強材料的一種固體有機聚合粘結劑的結構;加熱所述的固體有機聚合粘結劑材料直到它流動并一般形成一種在其內含有纖維加強材料的熔融的熱塑有機聚合粘結劑初級粒子;將制品暴露于一磨粒流以使大部分顆粒如上所述那樣突出;以及使制品顯露于足夠硬化或固化有機粘結劑初級粒子材料的狀態。

    術語“固體”或“固化”是指在環境溫度和壓力下不能容易地流動以及意味著包括一種觸變性凝膠體。

    在一些較佳實施例中,在液體的有機聚合粘結劑固化前或后,粘結層(有時稱作一種“上膠”涂敷)涂敷在磨料顆粒上,并且粘結劑和上膠粘結劑完全地被固化。在本發明的一些較理想的應用中,如屬需要的話可以涂敷一第二粘結層(有時稱為一種“過上膠”)。

    類似的間歇加工的方法還可用一種支承結構,例如一輸送裝置而被用于制取涂敷磨料。這樣一種裝置典型地可使用,例如具有輸送帶形式的不銹鋼套。在此實施例中,制作液體的有機粘結劑材料的步驟包括環繞所述輸送帶制作一環帶的工序。

    制作本發明的磨料制品的第二種方法是連續的加工方法,在本文中有時被稱作“織網”加工方法。在這種方法中,一種纖維加強材料,例如一卷非織造材料被橫向穿過一種有機粘結劑初級粒子。粘結劑初級粒子以可以足夠弄濕并基本浸沒纖維加強紗線的數量被涂敷。然后最好是借助一靜電涂敷器將磨料顆粒涂敷到粘結劑初級粒子中,以使顆粒的大部分突出粘結劑初級粒子。然后使形成的結構暴露于使粘結劑初級粒子固化的條件。一種任選的上膠的涂敷初級粒子可借助任何傳統的技術,例如一個滾輪涂敷器被涂敷在磨粒上。形成的結構然后經受使上膠涂敷的初級粒子固化的條件,然后通常卷繞到一個輥上。然后可以進行進一步的加工過程,例如附加的過上膠涂敷、附加的固化、軟化和/或濕潤。在這種任選的進一步加工過程后,具有織網形式的涂敷磨料就可以轉變成所需要的形式或形狀。

    圖1是本發明的一第一涂敷磨料實施例的局部放大橫剖視圖;

    圖2是本發明的一第二涂敷磨料實施例的局部放大橫剖視圖;

    圖3是含有一種纖維加強的襯墊結構和一層淹沒在一熱固樹脂內的連續的纖維加強股線的環狀無縫涂敷磨料的立體視圖(一部分剖開);

    圖4是基本沿圖3的“4-4”線所取的本發明的一環狀無縫涂敷磨料的局部放大橫剖視圖;

    圖5是基本相似地沿圖3所取的一環狀無縫的涂敷磨料的局部放大橫剖視圖;

    圖6是基本相似地沿圖3的“4-4”線所取的本發明的一環狀無縫的涂敷磨料的局部放大橫剖視圖;

    圖7是一個用于將粘結劑初級粒子涂敷到一圓筒上的裝置的側視圖;

    圖8是用于將一種熱固粘結劑初級粒子涂敷到一種纖維加強的襯墊結構和一層連續的纖維加強股線上以使它們都淹沒在熱固樹脂內的本發明的一種較佳方法的示意圖;

    圖8a是用于將一種熱固粘結劑的初級粒子涂敷到接著卷繞于加強的襯墊上的加強紗線上以便使它們都浸沒在熱固樹脂內的本發明較佳工藝的示意圖;

    圖9是圖8所示方法的一個替代實施例的示意圖;

    圖10是本發明的一環狀無縫的涂敷磨料的另一實施例的立體視圖(部分被剖開),其中加強紗線只是位于制品中央附近;

    圖11是一環狀無縫的磨料制品的又一個實施例的立體視圖(部分剖開),其中加強紗線只是位于環帶的邊緣;

    圖12是一環狀無縫的涂敷磨料的再一個實施例的立體視圖(部分剖開),其中一個區域包括一種粘結劑、一種加強股線和一種加強的襯墊,而第二區域只包括一種粘結劑和一種加強的襯墊;以及

    圖13是用于制作本發明的涂敷磨料制品的本發明的一種較理想的連續的織網方法的縮小示意圖;以及

    圖14是一個用于將磨料顆粒靜電注射到用圖8和9所示的方法制成的一個制品的裝置的側視圖(縮小的)。

    本發明的涂敷磨料制品的兩個實施例在圖1和2中以放大橫剖面形式圖示出。請看圖1,涂敷磨料制品實施例10包括由纖維12和粘結劑13組成的一個部分11。由于粘結劑13用作兩種用途,淹沒纖維加強結構的纖維12和提供足夠的粘結劑以將磨粒粘結到部件11上,在本發明的制品中就不存在分開和不同的構造涂敷層。加強纖維12基本上位于一第一平面14上。粘結劑13基本淹沒加強纖維12,即粘結劑13包圍著纖維,雖然可以想象到纖維可以被分開以便在纖維之間具有基本滲透的粘結劑。在粘結劑13之上的是由磨粒16和上膠涂敷粘結劑17組成的一個研磨表面涂層15。磨粒16部分地埋嵌在粘結劑13中,但大部分是在研磨表面涂層15內并構成該涂層。

    請看圖2,此圖示出涂敷磨料制品實施例20。圖2是本發明的一第二個涂敷磨料制品的橫剖面圖(經放大),其中組成部分11包括眾多的任意排列的纖維18和粘結劑13。研磨表面涂層15基本與圖1所示的相同。

    本發明的環形磨料帶制品超過傳統的涂敷磨料帶的一個優點是對在小寬度帶上的邊緣脫粒的減小趨勢。脫粒是用于描述磨料顆粒的過早松落的術語。脫粒由于縮短了涂敷磨料的有效壽命因而一般是不希望的。這個問題在具有1英寸或更小寬度的帶中尤其令人煩惱,因為這些帶的邊緣有時會比較寬的帶脫粒得更厲害。由于帶邊緣非常柔軟和一致,本發明因此就減小了這種趨勢。這種柔軟性是由于使涂層淹沒加強纖維并起到將磨料顆粒粘到加強纖維上的作用而產生的。

    本發明的涂敷磨料環帶的長度可以是任何所需要的長度。通常,長度約為40至1500厘米。涂敷磨料顆粒的厚度從一測量位置至另一測量位置較理想的變化量不大于約15%。涂敷磨料的特性

    本發明的涂敷磨料制品一般具有以下的特性。在磨料制品要求使用的研磨條件下具有足夠的耐熱性以便制品不會由于在研磨、砂磨或拋光操作過程中所產生的熱量而明顯地分裂即撕裂、折斷、分層、撕開或者發生這些情況的組合。這些制品也是足夠堅韌以使它們由在磨料制品使用的研磨條件下所受力的作用不會明顯地斷裂或散開,即足夠地硬到可經受由涂敷磨料帶所遇到的通常的研磨狀況而又不會有帶希望的損壞。

    較為理想的是本發明的制品是足夠的柔韌以經受研磨的狀況。在本文中采用“足夠的柔韌性”及其變形,這意味著本發明的制品被配制得可以順從被研磨的工件。例如,一種連續的“柔韌”的制品是這樣一種制品,即它是足夠地柔韌得可被用在磨床的一個(或一個以上)的滾輪機架或兩個(或兩個以上)的皮帶輪機架上。此外,對于較理想的研磨應用場合,這些制品可以撓曲并適合于被研磨工件的輪廓,還要有足夠的強度可在被壓向工件時傳遞有效的研磨力。

    本發明的較為理想的涂敷磨料具有沿縱向即機加工方向上的基本均勻的抗拉強度。更為理想的是,被試驗的本發明的一個制品的任何部分的抗拉強度不同于制品其它部分的抗拉強度,不會有大于約20%的變化。抗拉強度一般是經受拉伸負荷的材料在未撕裂時可經受的最大應力的量度。

    本發明較理想的制品還顯示出合適的形狀控制和對環境狀況,例如濕度和溫度的足夠的不敏感性。由于這一點它就意味著在寬范圍的環境條件下,本發明的較理想的涂敷磨料都具有上面所列舉的特性。較理想是,在約10℃至30℃的溫度范圍以及在約30%至50%的相對濕度(RH)的濕度范圍內,它們都具有上面所列的特性,更為理想是,在一寬的溫度范圍,即從0℃以下至100℃以上和一寬的濕度值范圍,即從10%RH以下至90%RH以上的情況下它們都具有上面所列的特性。

    用在本發明的涂敷磨料上的較理想的有機聚合粘結劑材料一般要選擇得具有與任何緊接著涂敷的粘結層,尤其是上膠涂層的適合性和對它們的良好的粘性。良好的粘性是由磨料的脫粒數量來確定的。雖然有機聚合材料的選擇是重要的,但脫粒的數量通常在較大程度上是取決于緊接著涂敷的粘結劑的選擇和所述有機聚合粘結劑與粘結層的適合性。

    在本發明的較理想的制品實施例中,有機聚合粘結劑材料以足夠數量提供以基本上淹沒纖維加強材料,而纖維加強材料在制品的寬度上并沿著制品的整個長度上一般至少存在一個不同層。以這種方式,就不存在任何暴露的纖維加強材料,即存在著沒有纖維加強材料的有機聚合粘結劑材料的區域。也被認為是在本發明范圍內的一些實施例是那樣一些制品,在這些制品中在充滿著有機聚合粘結劑的加強纖維和任何任選的添加劑之間存在著空間。其中纖維相鄰(即在它們間無有機聚合粘結劑)的那些實施例也在本發明范圍內。在含有加強纖維和粘結劑的平面內可以存在無纖維和粘結劑的區域,例如敞開的微孔或充填劑區域。

    在本發明的理想制品中,有機聚合粘結劑(它淹沒纖維加強結構或遍布纖維加強結構)是以足夠數量存在以基本密封制品表面,雖然只要抗拉強度及其它的機械性能不受有害影響該制品可以在被密封的表面之間具有一些孔隙度。如在此所用那樣術語“密封”意味著一種液體,例如水不能通過背側(非研磨側)滲入本發明的涂敷磨料并滲出制品的研磨側。此外,必須存在足夠數量的有機聚合粘結劑以將磨粒粘到加強紗線上。此外,該部分中的粘結劑的數量足以在磨料制品基本一個平面上形成足夠接受和保持眾多磨粒的一層或蓄積槽。換句話說,磨料顆粒并不遍布該部分而僅僅存在于其一個表面上。

    磨粒較理想是以一基本連續的層存在,雖然以一種方式涂敷料磨粒即形成無磨粒的區域的方式是在本發明的范圍內。在這樣的情況,即采用靜電涂敷時,例如可以將一個網置于磨料制品所處表面和粘結劑初級粒子(前體)之間。其它的方法對熟悉本技術的人將是顯而易見的。纖維加強粘結劑

    本發明的磨料制品含有被粘結劑13淹沒(見圖1和圖2)的一種纖維加強材料,它也可以作為一種傳統的“構造”涂層起作用。粘結劑材料是一種有機聚合粘結劑材料。它可以是一種硬化或固化的熱固樹脂、熱塑塑料或彈性材料。較理想是,有機聚合粘結劑材料是一種硬化或固化的熱固樹脂或熱塑塑料。更為理想的是,所述有機聚合粘結劑材料是一種熱固樹脂,至少由于這種樹脂在未固化時即使在環境狀況下可以一種非常易變(低粘度)的可流動形式被提供。在此,詞組“環境狀況”及其變量是指室溫,即15℃至30℃,一般約20℃至25℃以及30%至50%的相對濕度,一般約35%至45%的相對濕度。

    如果有機聚合樹脂材料13包含一種固化的熱固樹脂,則在制成本發明制品之前所述熱固樹脂是處在非聚合或僅僅部分聚合的狀態,通常是處在一種液體或半液體或凝膠狀態。當使用熱固樹脂時,較理想是采用在圖7至9中清楚表達的工序。

    用以制備粘結劑13的熱固樹脂的一些例子包括酚醛樹脂、氨基樹脂、聚酯樹脂、氨基塑料樹脂、尿烷樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂(melamine-formaldehy-deresin)、環氧樹脂、丙烯酰胺異氰酚酯樹脂(acrylated?isocyanurateresins)、脲甲醛樹脂、丙烯酰胺尿烷樹脂(acrylated?urethane?resins)、丙烯酰胺環氧樹脂或它們的混合物。較理想的熱固樹脂是環氧樹脂、尿烷(聚氨酯)樹脂,聚酯樹脂或柔性的酚醛樹脂。最理想的樹脂是環氧樹脂和尿烷樹脂,這至少由于它們顯示了一種可接受的固化速率、柔韌性、良好的熱穩定性強度和防水性能。此外,在未固化狀態時,通常的環氧樹脂即使處在高百分比的固體時有低的粘度。另外,還存在許多合適的可在高百分比固體時獲得的尿烷。

    一種較理想的粘結劑類是聚氨酯高彈體類。這類聚氨酯材料的例子可從以商號“Vibrathane”從Uncroyal?Chemical公司購得。這些聚氨酯高彈體是用預聚合物制成,這些預聚合物可以是一種基于甲苯二異氰酸鹽終止的預聚合物的聚醚或一種基于二苯基甲烷二異氰酸鹽的聚醚。這些預聚合物可以用4,4″-亞甲基-二(鄰-氯苯胺)或二胺固化劑交聯成。聚氨酯粘結劑也是比較理想的,這是由于在熱固聚氨酯樹脂的過程中它們在固化過程中并不明顯地減小其粘度因而不明顯地流動。將聚氨酯樹脂與環氧樹脂混和也是在本發明的范圍內。

    苯酚樹脂通常被分類為甲階酚醛(resole)或線型酚醛苯酚(novolac?pheno-lic)樹脂。通常可購得的苯酚樹脂的實用的例子是由伊利諾斯州藍鳥的BTL專業樹脂公司提供的“Varcum”,由俄亥俄州多倫布的Ashland化學公司提供的“Arofene”;康涅狄格州的Union?Carbide提供的“Bakelite”以及密蘇里州路易斯街的Monsanto化學公司提供的resinox”。

    可熔(甲階)酚醛樹脂的特點是它是經堿性催化的,以及其甲醛與苯酚的克分子比是大于或等于1∶1。通常,甲醛與苯酚之比是在約1∶至3∶的范圍內。適合于制取可熔酚醛樹脂的堿性催化劑包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、有機胺或碳酸鈉(純堿)。

    酚醛苯酚樹脂的特點是酸性催化以及甲醛與苯酚的克分子比是小于1∶1。通常,甲醛與苯酚之比是在約0.4∶1至0.9∶1的范圍內。用于制取線型酚醛苯酚樹脂的酸催化劑的例子包括硫酸、鹽酸、磷酸,乙二酸或磷-甲苯磺酸(P-toluenesulfonic)。雖然線型酚醛苯酚樹脂通常是被看作熱塑樹脂而不是熱固樹脂,但它們可以與其它化學物質(例如六亞甲基四胺)反應以形成一種固化的熱固樹脂。

    用于供制取本發明的制品用的可聚合混合物的環氧樹脂包括有單體的或聚合的環氧化合物。實用的環氧樹脂材料,即環氧化物就它們的主要成分和取代基族的性質而言可以有很大的不同。可以接受的取代基組的代表性例子包括有鹵素、酯族、磺酸鹽族、硅氧烷族、硝基族或磷酸鹽(酯)族。含有環氧樹脂的聚合材料的重量平均分子量可以從約60至4000間變化,而較理想是在約100至600的范圍內。不同的含環氧樹脂材料的混和物可以用在本發明的成分中。可以購買到的環氧樹脂的例子包括由德克薩斯州Houston的Shell化學公司提供的“Epon”;以及由密執安州Midland的Dow化學公司提供的“DER”。

    可購到的脲甲醛樹脂的例子包括由北卡羅來納州Durham的Reichhold化學公司提供的“Uformite”;俄亥俄州哥倫布的Borden化學公司提供的“Durite”以及密蘇里州路易斯街的Monsanto公司的“Resimeme”。可購到的三聚氰胺-甲醛樹脂的例子包括由北卡羅來納州Durhan的Reichhold化學公司提供的“Uformite”;和從密蘇里州路易斯街的Monsanto公司提供的“Resimeme”。“Resimeme”是借助脲甲醛和三聚氰胺-甲醛兩種樹脂被使用。

    用于本發明的氨基塑料樹脂的例子是這樣的一些樹脂,它們的每個分子有至少一個懸置a,b-不飽和羰基族,例如,為在美國專利第4,903,440和5,236,472中所揭示的那些。

    可使用的丙烯酸鹽異氰酸酯樹脂(acrylated?isocyanurate)是由下面的成分組成的一種混和物制取的那些樹脂:從由具有至少一終端或懸置的丙烯酸鹽族的異氰酸酯衍生物和具有至少一終端或懸置的丙烯酸鹽的異氰酸酯衍生物組成的族中選取的至少一種單體;和至少一個含有至少一個終端或懸置丙烯酸鹽族的脂肪族或環脂肪族單體。這些丙烯酸鹽異氰酸酯樹脂已在例如美國專利第4,652,274上予以揭示。

    丙烯酸鹽尿烷是羥基終端-NCO-擴展的聚酯或聚醚的二丙烯酸酯。用在本發明中的可購買到的丙烯酸鹽尿烷的例子包括可從伊利諾斯州芝加哥的Morton?Thiokol化學公司得到的商名為“Uvithane782”、從佐治亞州亞特蘭大的Radcure?Specialties公司得到的商名為“Ebecryl6600”、“Ebecryl8400”、及“Ebecryl88-5”的那些。

    丙烯酸鹽環氧樹脂是二丙烯酸酯,例如雙酚A環氧樹脂的二丙烯酸酯。可購買到的丙烯酸鹽環氧化物的例子包括可從佐治亞州亞特蘭大Radcure?Spe-cialties得到的商名為“Ebecryl3500”,“Ebecryl3600、”、和“Ebecryl8805”的那些。

    合適的熱固聚酯樹脂可從俄亥俄州Toledo的Owens-corning公司得到的“E-737”或“E-650”獲得。合適的聚氨酯可從用作“Cavtur-31”固化劑的“Vibrathane?B-813預聚合物”或“Adiprene?BL-16預聚合物”獲得。

    由商號“Adiprene?BL-16”表示的已知聚氨酯是一種具有約1500的分子量的酮肟嵌段(封閉)聚-1,4-丁二醇二異氰酸酯。所有都可從康涅狄格州Mid-dlebury的Uniroyal化學公司得到。

    如前指出那樣,在本發明的一些應用中,與上面討論的較理想的熱固樹脂相對比,可以使用一種熱塑粘結劑材料。熱塑粘結劑材料是一種當暴露于高溫時變軟而當冷卻到環境溫度時基本回復到其原始物理狀態的聚合材料。在制造過程中,熱塑粘結劑被加熱到其軟化溫度之上,并常常超過其融熔的溫度,以形成涂敷磨料所需的形狀。在部分11形成后,使熱塑粘結劑冷卻和固化。這樣,采用一種熱塑材料,就可用模壓加工來獲得好處,或者用下面參照圖13所說明的一種網織加工。

    用于本發明的較理想的熱塑塑料是那些具有高熔化的溫度和/或優良的耐熱性能的熱塑塑料。即較理想的熱塑塑料具有至少約100℃的熔點,較理想是至少約150℃。此外,所述的較理想的熱塑塑料的熔點要足夠地低,即至少要比加強材料的熔化溫度低25℃。

    適合于制取本發明的制品中的粘結劑13的熱塑塑料的例子包括聚碳酸酯、聚醚酰亞胺、聚酯、聚砜、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯、乙縮醛聚合物、聚酰胺、聚氯乙烯、聚乙烯或它們的組成物。所列舉的這些中,聚酰胺、聚氨酯和聚氯乙烯較理想,而聚氨酯和聚氯乙烯最為理想。

    用于本發明制品的第三種形式的粘結劑13是一種彈性材料。一種彈性材料,即彈性高彈體是被定為為這樣一種材料,這種材料可被拉伸到至少其原始長度的兩倍而隨后當被釋放時可非常迅速地收縮到約為其原始長度。用于本發明的彈性材料的例子包括苯乙烯-丁二烯共聚物、氯丁橡膠(氯丁二烯橡膠)、腈橡膠、丁基橡膠、硫化橡膠、順式-1,4-聚異戊二烯、乙烯-丙烯三元共聚物、硅橡膠或聚氨酯橡膠。在一些例子中,彈性材料可以是與硫、過氧化物或類似的固化劑交聯。

    典型的且較理想的是,所述粘結劑初級粒子(前體)是通過暴露于一種能源,例如熱能或輻射能被固化。對于在一支承結構上制成的本發明的環狀無拼縫的涂敷磨料帶來說,在熱固化過程中旋轉環帶一般是較理想的。在固化過程中的這種旋轉使粘結劑初級粒子的流動趨勢減小到最低程度從而最終使在固化過程中的磨粒的移動減小到最低程度。

    在涂敷磨粒之前干燥和/或部分地固化粘結劑初級粒子,這也是在本發明的范圍內。然而,粘結劑初級粒子不應干燥或固化到不能保持磨粒的這樣一種程度。

    在涂敷上膠涂層初級粒子前,不使粘結劑初級粒子固化或硬化,這也是在本發明的范圍內。在這種方法的變型中,上膠涂層初級粒子是直接被涂敷在粘結劑初級粒子和磨粒之上。這種方法的變型具有一個優點,即它可省去一個不預固化粘結劑初級粒子的處理步驟。以一種非接觸方法,例如一般用噴灑來敷涂上膠涂層初級粒子較為理想。在涂敷好上膠涂層初級粒子后,形成的結構被暴露于使粘結劑初級粒子和上膠涂層初級粒子都固化或硬化的狀況中。此外,在熱固過程中旋轉形成的結構以幫助阻止粘結劑初級粒子和上膠涂層初級粒子的流動,這是比較理想的。纖維加強材料

    有機聚合粘結劑材料13包括一個有效數量的纖維加強材料。在此,纖維加強材料的“有效數量”是一個至少可以對上述制品的所需要特性給予改善的足夠數量,但是這個數量不能大到使空隙增加到任何顯著的數目以及有害地影響制品的結構整體性。通常,在粘結劑13中的纖維加強材料的數量是根據粘結劑13和纖維總重量的約在1至80的重量百分比范圍內,較理想是5至50的重量百分比,更為理想是8至35的重量百分比。

    所述的纖維加強材料可以取纖維股線、纖維墊(織物)或纖維網、或一種縫編的或引緯(導緯襯緯)的織物形式。纖維股線可以以線、繩、紗、粗紗和單纖維(長絲)購買到。線和繩通常由紗組成。線具有帶低摩擦表面的很高的扭轉度。繩可以通過編織紗線或加捻紗線而組成,因而一般大于線。紗線是被加捻的或纏結的多根纖維或單纖絲。粗紗是沒有被加捻的或帶有極小量加捻的被拉成一體的多根纖維或長絲。一根長絲是一根連續的纖維。無論粗紗和紗線都是由單根的纖維絲組合成。一纖維襯墊或纖維網是由纖維行列,即截面的縱橫比至少約為100∶1的細密的線狀件構成。所述的纖維縱橫比是纖維的較長的尺寸與較短的尺寸之比。

    所述纖維加強材料可以由任何的可增加粘結劑13強度的材料組成。用在本發明中的實用的加強纖維材料的例子包括金屬的或非金屬的纖維材料。較理想的纖維材料是非金屬的。非金屬纖維材料可以是由玻璃、碳、無機物制成的材料、人造或天然的耐熱有機材料,或陶瓷材料制成的。用于本發明的較理想的纖維加強材料是有機材料、玻璃和陶瓷纖維材料。

    采用“耐熱的”有機纖維材料,這意味著可使用的有機材料應在制造和使用本發明的涂敷磨料的狀況下足以阻止熔化,否則要變軟或破裂。有用的天然有機纖維材料包括羊毛、絲綢、棉線或纖維素。有用的人造有機纖維材料的例子是用聚乙烯醇、尼龍、聚酯人造絲、聚酰胺、聚丙烯、聚烯烴、芳族聚酰胺或酚。用于本發明的一種特別理想的有機纖維材料是芳族聚酰胺纖維材料。這樣一種材料可以商名為“Kevlar”和“Nomex”從特拉華州Wilmington的Dupont公司購到。還可以在粘結劑13內有多于一種形式的加強纖維。

    一般,任何陶瓷纖維加強材料可用于本發明的應用中。適合于本發明的陶瓷纖維加強材料的例子是可從明尼蘇達州Paul的3M公司購到的“Nextel”。

    用用的可購買到的具有紗線或粗紗形式的玻璃纖維加強材料的例子是那樣一些材料,它們是以產品名E-玻璃筒管紗可從賓夕法尼亞州Pittsburgh的PPG實業公司得到;以產品名“Fiberglas”的長絲紗(復絲)可從俄亥俄州Toledo的Owens-corning公司得到;以及以產品名“Star?Rov502”玻璃纖維粗紗從俄亥俄州Toledo的Manville公司得到。這些紗線和粗紗的有用的較理想的等級是在75至15,000碼/磅的范圍內。

    如果是采用玻璃纖維加強材料,較為理想的是所述玻璃纖維材料補充有一種界面粘合劑即一種偶聯(偶合)劑,例如一種硅烷偶合劑,以改善對有機粘結劑材料的粘著力,尤其如果是采用一種熱塑粘結劑材料的話。有用的硅烷偶合劑的那些已知的例子包括以商號“Z-6020”或“Dow?corning”“Z-6040”。它們都可以從密執安州Midland的Dow-Corning公司得到。

    所述加強纖維在被粘結劑13浸沒前可以包含某種預處理。這種預處理可以是一種增粘劑或一種上漿(漿紗)化合物。例如,玻璃纖維加強纖維可以包括一種表面處理,例如可與玻璃纖維紗線相容的環氧樹脂或尿烷,以促進對粘結劑13的粘合。這些已知的玻璃纖維紗線的例子有那些:可從賓夕法尼亞州Pittsburgh的PPG公司得到的商號為“ECG1501/01.OZ”型號903和“EC9331XOZ40”型號903以及可從俄亥俄州Toledo的Owens-Corning得到的商號為“ECG1501/O”型號603和“EC9331X00.7Z”型號603的玻璃纖維紗線。通過使用短到100微米或為由連續絲束形成的纖維加強層所需那樣長度的纖維加強材料就可以獲得一些優點。較為理想的所使用的纖維加強材料具有每一層加強材料基本是呈一連絲線束的形式。這就是說,較為理想的是纖維加強材料是有足以環繞涂敷磨料環帶的長度延伸即多次環繞涂敷磨料環帶的圓周延伸而提供至少一不同的纖維加強材料層。

    用于理想的纖維加強材料的加強纖維的旦數即細度是在約5至5000旦尼爾的范圍內,較典型是在約50和2000旦尼爾之間。更為理想是,纖維旦數可以在約200和1200之間,而最理想是在約500和1000之間。可理解到旦數由所采用的纖維加強材料的具體型式受到強有力的影響。

    纖維加強材料可以具有纖維股線、纖維墊(層)或纖維網、或縫編或引緯(導緯)的織物形式。纖維墊(層)或纖維網的主要目的是提高本發明的涂敷磨料的耐撕裂性。纖維墊或網可以采用編織的或非編織的形式。較理想是,纖維墊至少由于其展開、不定向的強度特性和低成本而由非織纖維材料構成。

    非織偏層是一個任意分布的纖維的排列。這種排列通常是通過自身粘合或用粘結劑將纖維粘合在一起而構成的。即,非織層一般是被描述為通過用機械、熱或化學的手段粘合或纏結纖維或長絲而制成的薄片或纖維網結構。

    適合于本發明的非織物形式的例子包括纖維粘合、紡絲結合、熔噴、針刺、水纏結或熱粘合形式。非編織的網通常是多孔的,其孔隙率約為15%或15%以上。根據所采用的具體非編織物的情況,纖維長度的范圍是從約100微米至無限長即連續的纖維絲。非編織層或網在由非織纖維工業學會1988年于紐約出版、由伯納德M.利希斯坦因編輯的“非織物手冊”中予以進一步說明。

    當被應用在本發明的典型用途中時纖維墊結構的厚度的范圍一般是約從25至800微米,較理想是約100至375微米。較理想的纖維墊結構的重量一般的范圍是約從7至150克/平方米,較理想是約從17至70克/平方米。在本發明的一些理想的應用中,制品只含有一層的纖維層結構。在另外一些較佳實施例中,制品可以包含遍布在粘結劑中的多個不同層的纖維層結構。較理想是,在本發明制品中有1至10層,而較好是2至5層的纖維層結構。較理想是約為本發明的較理想制品的1至50的重量百分比,而更理想約5至20的重量百分比是纖維加強層。

    所選擇的纖維加強結構的形式通常要取決于所選擇的有機聚合粘結劑材料以及成品的使用。例如,如果要求用一種熱塑的粘結劑材料13,則加強絲束對于在縱向方向上提供強度是重要的。粘結劑材料13本身,一般具有優良的帶橫向的即在帶的寬度方向上強度和柔韌性。如果要求使用熱固粘結劑材料,則纖維層結構對于提供強度和抗撕裂性是重要的。

    本發明的涂敷磨料較理想和有利地包括一種纖維加強絲束和纖維層結構的組合結構。纖維絲可以是埋在纖維層結構內的單一絲束以至少可有利于制造的方便性。纖維絲束還可以形成與纖維層結構分開,即與纖維層結構不連結式互相盤繞的不同的層。

    所述的纖維層結構是有利的,至少是因為它一般地提高了本發明的環狀無縫制品的抗撕裂性。對于包括纖維加強絲束和纖維層結構的環狀無縫制品來說,纖維層結構較理想是約有部分11的組成的1至50的重量百分比,更理想是約為5至20的重量百分比,而纖維加強絲束較理想是約為組成的5至50的重量百分比,更理想是約為7至25的重量百分比。

    如上所述,纖維加強材料還可以取一種含有用于結合單一纖維的平行股線的粘結或可熔化粘合纖維的襯墊結構形式。以這種方式,“單一”平行股線被埋嵌,即結合在一纖維加強襯墊內。這樣平行股線可以沿著它們的長度相互直接地接觸,或者它們可以相互隔開一不同的距離。這樣,采用單一纖維加強股線的優點可以被結合進一種襯墊結構。這樣的可熔化粘合的纖維被揭示在例如于1989年11月8日公布的歐州專利申請第340,982中。

    所述的纖維加強材料可以按本發明應用有利的要求定向。即,所述纖維加強材料可以任意分布或纖維和/或股線可以被定向得沿一個可滿足給予改善強度和撕裂特性的要求的方向延伸。

    如前所述,在本發明的一些制品中,單一加強股線在一層未重疊或交叉的或可以交織的加強股線纖維加強材料內可以相互鄰接。它們還可以具有多根不交織的平行和同一平面的加強股線的形式。此外,還可以有多層即多平面的纖維加強材料,它們可以相互平行或垂直地取向。

    纖維加強材料可以定向得使在橫向方向上的大部分強度可以被認為是由有機聚合粘結劑提供的。為實現此目的,或者采用粘結劑對纖維加強材料的高重量比,例如10∶1,或者通常是單一加強股線形式的纖維加強材料僅僅存在于機器中在環帶的縱向方向上。

    再請看這些圖,圖3至圖6示出(未按比例圖示)不同的本發明范圍內的涂敷磨料。較理想是纖維加強材料,尤其是單一的加強股線是以一種預定即非任意的位置或排列存在于一種涂敷磨料結構中。例如,對于圖3的實施例30,在該層的加強纖維合股線層中的單卷線31是定向在機器30的加工方向即縱向方向上延伸;而圖3是一帶有一暴露的加強合股線內層一部分的環狀無縫涂敷磨料的典型例子。

    如圖4所示,它是基本沿圖3的線“4-4”所取的該環狀無縫涂敷磨料30的放大的部分橫剖視圖,纖維加強材料是存在于兩不同層32和33之間,而在所述纖維加強材料32和33之上,之間和之下具有固化的有機粘結劑層34、35和36。一層(33)是定位在上面并通過一層有機粘結劑材料35與另一層(32)分開。層33是一帶有在制品縱向方向上延伸的卷線31的纖維股線層。層32是一纖維加強層或纖維網層。在制品的縱向方向上的股線的這種取向提供有利的特點,尤其是在環帶的縱向方向上的抗拉強度,即抗撕裂性。層34、35和36全部對應于圖1和2中的粘結劑13。可以理解到粘結劑34、35和36可以有相同或不同的組成。磨粒16和上膠涂層17如在圖1中那樣示出。

    雖然在任一具體圖中未顯示出,但加強的纖維股線可以替代地定向在涂敷磨料的橫向上/或至少是接近橫向的方向上延伸。此外,對于未在任何具體圖上示出的替代實施例,加強股線的替換層可被定向得分別在涂敷磨料的縱向和橫向二個方向上延伸成一個網格,如果確需要這樣的話。如果纖維在橫向方向上延伸則可實現在橫向上的抗撕開性的顯著改善,而線段可以拼接一體以形成被分段的涂敷磨料。

    圖5是基本類似于沿圖3的線4-4所取的本發明的環狀無縫涂敷磨料的局部放大橫剖視圖。制品50在其內部結構中有一纖維加強層結構52。圖5中所示實施例顯示一種其內結合有單一平行的纖維股線53的纖維加強層結構。雖然在圖5中并未具體地示出,所述纖維加強層結構通常至少由兩種加強層的卷線構成。粘結劑層55和56對應于圖1和2說明的粘結劑13。磨粒16和上膠涂層17如在圖1中那樣圖示出。

    如果僅有一層纖維層結構或一層纖維加強股線,使用時,該層較理想是定位在粘結劑13厚度的中央部分上,盡管該層可以朝著制品外表面之一定位。即如果只有一層纖維加強材料,則該層不是在制品表面的上面或在其上;而是該層被淹沒在粘結劑13的內部結構中。這樣,在一環狀無縫制品的內、外表面上一般就沒有暴露的纖維加強材料。

    現參照圖6的實施例,它是基本類似于沿圖3的線4-4所取的本發明的環形無縫涂敷磨料的局部放大橫剖視圖,制品60具有三個纖維加強材料的平行層即平行面62、63和64。這三層62、63和64通過對應于圖1中的粘結劑13的有機聚合粘結劑材料65和66的區域而相互地分開。這樣的三層62、63和64一般不相互重疊、連結或交叉,而且是通過有機粘結劑材料67和68的區域加以復蓋。雖然纖維加強材料的每一層可以是一層加強股線、一層纖維加強墊或網,或一層結合有加股線的纖維加強墊,圖6中的實施例示出層62和64為纖維墊結構層,而層63為定位在機器中即制品60的縱向方向上的一纖維股線層。還應看到在制取如在圖6中所示的一個制品時,粘結劑層65和66可以同時地或以二個分開的步驟涂敷,以及層65和66可以由相同的或不同的有機聚合物構成。

    在圖4、5和6中,分別示出附加層37、57和69。這涉及任選的紙張或聚合薄膜,它們以前被認為是可以用于提高抗撕裂性,減小背面磨損,和/或增加制品的美觀。紙張或塑料膜僅僅是可以被用來保證在制造過程中使產品脫離支承結構。較理想的聚合膜包括聚酯、聚酰亞胺、聚乙烯、聚酰胺、聚砜和聚丙烯。

    本發明的涂敷磨料包括至少一層加強股線、或至少一層纖維加強墊或網的結構、或至少一層結合有加強股線的纖維加強墊。本發明的較理想的制品結合有多層的纖維加強材料。本發明的較理想的制品結合有至少一纖維墊結構層和至少一加強股線層,以有利于在縱向方向和橫向方向二個方向上提高強度。任選添加劑

    可以進一步有利于本發明一些應用的本發明的涂敷磨料。包含其它的添加劑。例如將粘稠劑添加進粘結劑13中對某些應用是理想的較理想的粘稠劑包括橡膠型的聚合物或增塑劑。較理想的橡膠粘稠劑是合成彈性材料。較理想是使用至少一有效數量的粘稠劑。此處,在本文中的術語“有效數量”是指可足以提高柔韌性和粘稠性的一個數量。

    為本發明一些場合可以有利地添加到粘結劑13中的其它材料,包括無機的或有機的填料。無機填料還稱為礦物質填料。一種填料被定為一種通常具有小于約100微米的顆粒尺寸(粒度),較理想小于約50微米的粒度。所述填料還可以具有實心或空心球體形狀,例如空心的玻璃和酚醛球體。填料可以被均勻地分散在粘結劑13內。本發明應用的有用的填料例子,包括碳黑、碳酸鈣、二氧化硅、偏硅酸鈣、冰晶石,酚填料,或聚乙烯醇填料。如果使用一種填料,則可以推理所述填料充填在加強纖維之間并可以防止通過粘結劑擴散裂縫。通常,一種填料不能以一個大于粘結劑13的重量的約70%的重量百分比和上膠涂層重量的70%的百分比使用。

    對本發明一些應用可以被添加進粘結劑13的其它有用材料或成分是:顏料、油料、抗靜電劑、耐燃劑、熱穩定劑、紫外線穩定劑、內部潤滑劑、抗氧化劑和助處理劑。抗靜電劑的例子包括石墨纖維、碳黑、金屬氧化物例如氧化釩、導電聚合物、濕潤劑和它們的組合。這些材料例如在美國專利5,108,463、5,137,542和5,203,884中進一步予以說明。膠粘劑層????

    在本發明的涂敷磨料制品的膠粘層(圖1的所謂“上膠”涂層17)是由一種樹脂膠粘劑構成。有用的樹脂膠粘劑是那些可與有機聚合粘結劑材料13兼容的那些材料。固化的樹脂膠粘劑還可以忍受研磨的條件以使膠粘劑層不變質和過早地釋放磨料材料。

    上膠膠粘劑較理想由熱固樹脂組成。適合于膠粘層的可用的熱固樹脂膠粘劑的例子包括上述用于形成粘結劑13的那些。

    所述上膠膠粘劑層(圖1中的17)較理想是可以包括通常用在磨料制品上的其它材料。這些稱為添加劑的材料包括研磨助劑、偶合劑、濕潤劑、染料、顏料、增塑劑、釋放劑或它們的組合。其它的填料還可以用作這些層中的添加劑。填料或研磨助劑對于上膠涂層是以不大于膠粘劑重的約70%的重量百分比的數量存在。有用的填料的例子包括:鈣鹽例如碳酸鈣、和偏硅酸鈣、二氧化硅、金屬、碳或玻璃。

    附加上膠層較理想是包括一種增強涂敷磨料的研磨特性的研磨助劑。研磨助劑的一些例子包括四氟硼酸鉀、冰晶石、銨冰晶石或硫。附加上膠層通常不可以使用比所要求結果所需要多的研磨助劑。

    較理想是,膠粘劑層是一種例如由充填有樹脂的,例如一種充填可熔酚醛樹脂的傳統的鈣鹽制成的。可熔酚醛樹脂至少是由于它們的熱容限、很低濕度靈敏性、高硬度和低成本而較為理想。更為理想的是,所述膠粘劑層包括在可熔酚醛樹脂中的約45至55%重量百分比的碳酸鈣或偏硅酸鈣。最理想是,所述膠粘劑層包括約50%重量百分比的碳酸鈣填料和約50%的重量百分比的可熔酚醛樹脂、聚酰胺塑料樹脂或它們的組成。在此,這些百分比是根據膠粘劑的重量。磨料材料

    適用于本發明的制品的磨料材料16的例子包括熔融的氧化鋁、熱處理過的氧化鋁、陶瓷氧化鋁、碳化硅(金剛砂)鋼杰氧化鋯、石榴石、金剛石立方昌氮化硼或它們的混合物。術語“磨料材料”包括磨粒、燒結塊或多粒度磨粒。這類燒結塊的例子在美國專利第4,652,275中予以了說明。采用如在美國專利5,078,753中所說明的稀釋的易受侵蝕的燒結磨粒也是在本發明的范圍內。

    一種較理想的磨料材料是一種鋁基即氧化鋁基的磨粒。用于本發明的有用的氧化鋁磨粒包括熔融的氧化鋁、熱處理氧化鋁和陶瓷氧化鋁。陶瓷氧化鋁的例子在美國專利第4,314,827、4,744,802、4,770,671和4,881,951號中已予以說明。

    有利于本發明應用的磨粒的平均粒變至少是約0.1微米,較理想至少是約100微米。約100微米的粒度近似地對應于美國國家標準協會(ANSI)標準B74.18-1984的涂敷磨粒120級的磨粒。根據涂敷磨料所需要的最終使用,磨粒可以是定向的或可不定向地涂敷在粘結劑13上。涂敷磨料成品的制取

    多種不同方法可以被用于制取本發明的磨料制品。通常所選的方法取決于所選粘結劑13的形式。對于本發明的環帶無縫的涂敷磨料的實施例,一種較理想的方法一般包括:

    (a)將一纖維加強部分涂敷到一支承結構上并且或者同時或相繼地將一足夠數量的一種有機聚合粘結劑初級粒子涂敷到所述纖維加強部分上以使粘結劑初級粒子淹沒(陷入)所述纖維加強部分并進一步一個提供沒有加強部分的粘結劑區域;

    (b)將眾多的磨粒涂敷到沒有所述加強部分的粘結劑初級粒子區域上;

    (c)將由步驟(b)形成的結構暴露于足以固化粘結劑初級粒子的狀況下以形成一種粘結劑,其中大部分的磨粒突出所述粘結劑。

    一制到涂敷磨料的第二種方法包括:

    (a)提供基本位于一第一平面上的一個纖維加強部分;

    (b)將具有可以基本淹沒帶有粘結劑初級粒子的加強部分足夠數量的一種有機聚合粘結劑的初級粒子涂敷到所述纖維加強部分上并進一步提供一個沒有加強部分的粘結劑初級粒子的區域;

    (c)將眾多的磨料顆粒涂敷到沒有加強部分的粘結劑初級粒子的區域上以使磨料顆粒突出粘結劑初級粒子并基本形成一第二平面,所述第二平面鄰接所述第一平面;

    (d)將由步驟(c)形成的結構暴露于足夠固化粘結劑初級粒子的狀況中由此形成一種粘結劑,其中大部分的磨料顆粒突出所述粘結劑。

    一制取涂敷磨料的第三種方法包括:

    (a)將一纖維加強部分涂敷到一支承結構上并或同時地或相繼地將一種具有足夠使粘結劑初級粒子淹沒所述加強纖維的數量的有機聚合粘結劑初級粒子涂敷到所述加強部分上并提供一個沒有加強部分的粘結劑初級粒子的區域;

    (b)將眾多的磨粒涂敷到沒有加強部分的粘結劑初級粒子的區域上以使大部分的磨粒突出粘結劑初級粒子;

    (c)將一上膠涂層的初級粒子涂敷在磨粒和粘結劑初級粒子上,其中粘結劑初級粒子未被固化因而仍處在一種可流動狀態;

    (d)將由步驟(c)形成的結構暴露于足夠固化粘結劑初級粒子和上膠涂層初級粒子的狀況中以形成一粘結層和一上膠涂層。

    一第四種方法包括:

    (a)提供一基本位于一第一平面上的纖維加強部分;

    (b)涂敷具有可基本淹沒含有粘結劑初級粒子的加強部分的一定數量的一種有機聚合粘結劑并提供沒有所述加強部分的一個粘結劑初級粒子的區域;

    (c)將眾多的磨粒涂敷到沒有所述加強部分的粘結劑初級粒子的區域上以使大部分的磨粒突出粘結劑初級粒子,所述粒基本處在一含有磨粒的一第二平面上,所述第二平面與所述第一平面鄰接;

    (d)在粘結劑初級粒子(母體)還處于可流動狀態時將一上膠涂層的初級粒子涂敷在磨粒和粘結劑初級粒子上;以及

    (e)將由步驟(d)形成的結構暴露于足以固化粘結劑初級粒子和上膠涂層初級粒子的狀況中以形成一種粘結劑和一上膠涂層。

    一第五種方法包括:

    (a)通過刀片涂敷用一種有機聚合粘結劑的初級粒子浸透一非編織的纖維基層以形成一被浸透過的非織造織物;

    (b)將所述浸透過的非織造織物敷貼到一支承結構上;

    (c)在拉緊尼龍和玻璃纖維線的同時將它們交替地放到在被浸透的非織物上以使所述的線被向下拉進浸透過的非織造織物中,從而存在足夠的粘結劑初級粒子以弄濕并浸沒紗線并且還使過剩的粘結劑初級粒子呈現以形成基本上無所述非織造織物和所述線的一個區域,所述非織造織物和紗線兩層放置到支承結構上,所述兩層有180°的相位差以形成一均勻的結構;

    (d)將眾多的磨粒涂敷到基本上無所述非織造織物和所述線的粘結劑初級粒子的區域上以使大部分的磨粒突出所述的粘結劑初級粒子;以及(e)將由步驟(d)形成的結構暴露于足以固化所述粘結劑初級粒子的狀況以形成一種粘結劑。

    一第六種方法包括:

    (a)將一非織造纖維基質放到一支承結構上;

    (b)在拉緊尼龍線的同時將交替的尼龍線和玻璃纖維放在所述非織造織物上以使線被向下拉進非織造織物中,所述線先前已涂敷一種粘結劑初級粒子,因而有足夠的弄濕和浸沒所述線的粘結劑初級粒子并且仍具有過剩的粘結劑初級粒子以形成一個基本無所述非織造織物和線的區域,而所述非織造織物和線是以兩層被涂敷在支承結構上,所述兩層為180度相位差以產生一均勻結構。

    (d)將眾多的磨粒涂敷到基本上沒有所述線和所述非織造織物的粘結劑初級粒子的區域上以使大部分的磨粒突出所述粘結劑初級粒子;以及

    (e)將由步驟(d)形成的結構暴露于足以固化所述粘結劑初級粒子的狀況中以形成一種粘結劑。

    所述第七方法實施例較理想是以一種連續網方式實現,并包括下面的步驟;

    (a)一種非織物材料通過一涂敷臺來回移動以使所述非織造織物淹沒在一種有機聚合粘結劑初級粒子中,這樣形成具有無所述非織物材料的粘結劑初級粒子區域的一種初浸透的非織物;

    (b)將一種纖維加強線埋嵌進所述已浸透的非織物中以形成沒有所述非織物材料和線的一個區域;

    (c)借助靜電力將眾多的磨粒射入沒有所述非織物材料和線的粘結劑初級粒子的區域;

    (d)將由步驟(c)形成的結構暴露于足以固化粘結劑初級粒子的狀況中以形成一種粘結劑;

    (e)將一上膠涂層初級粒子涂敷在磨粒和粘結劑上;

    (f)將由步驟(e)形成的結構暴露于足以固化所述上膠涂層初級粒子的狀況中,從而形成一種上膠涂敷磨料;

    (g)通過多個工序例如附加固化、撓化和/或增濕任意地進一步處理所述上膠涂敷磨料;以及

    (h)將上膠涂敷磨料轉變成所需的形式或形狀。

    一種制取本發明的涂敷磨料的較理想的連續方法是用一種粘結劑初級粒子首先浸透一非織物基質。這種浸透可以借助任何的傳統涂敷方法,例如噴涂、滾涂、刀片涂、浸涂和擠壓涂來完成,而較理想的技術是刀片涂敷法即用粘結劑初級粒子涂敷在非織物基質上。接著,將這種經浸透的非織物放到一支承結構上。然后將交替的尼龍線和玻璃纖維放到所述非織物基質上。當線被涂敷時,張緊力應被調整到使線被向下拉入所述浸透的非織物中。這個張緊力還可幫助促進粘結劑初級粒子浸濕到加強線上。具有足夠的粘結劑初級粒子以浸濕和淹沒加強線并且還有過剩的粘結劑初級粒子呈現在加強線上。所述非織物和加強線較理想是被放置到所述支承結構上以產生一種均勻的結構。在一些制到一種均勻結構的例子中,非織物和/或加強纖維是以兩層設置的,這樣兩層具有180°的失相。

    一般如圖1中所示,所述加強纖維基本上處在一第一平面上。如果存在多于一種形式的加強纖維或兩層或多于二層的加強纖維,基本所有的加強材料都可以比較靠近在一起。這樣,這個第一平面就意味包括全部的加強纖維。

    圖13圖示用于生產本發明內的縫合涂敷磨料的一個連續網生產的縮小比例示意圖。一卷加強纖維31,例如一卷非織物31被展開并接著在一涂敷臺32上被涂敷一種粘結劑初級粒子33。這個涂層可以用前述的任何技術完成。較理想的是用一種刀片涂敷器。可任選地,其它的加強纖維,例如加強線35可離開一展開(開卷)臺34和埋入粘結劑初級粒子中。粘結劑初級粒子隨后就可浸濕或基本淹沒這些加強線。接著,最好借助一靜電噴涂器36將磨料顆粒37涂敷到粘結劑初級粒子中。一接地板被38被放置在網上。然后,將形成的結構暴露于可固化粘結劑初級粒子的狀況中。較為理想的是使粘結劑初級粒子暴露于一個能源39,或者是熱源或輻射能源。接著,用任何的傳統技術將一上膠涂層初級粒子42涂敷在磨粒上。在圖13中,所述上膠涂層初級粒子可用一滾涂器40加以涂敷。然后將形成的結構經受足以固化上膠涂層初級粒子的狀況。一般,上膠涂層初級粒子暴露于一個能源43。然后將形成的涂敷磨料卷繞成卷。隨后可以進行進一步處理,例如附加的固化、撓化和/或增濕。在這種任選的進一步處理后,卷狀的涂敷磨料就可轉變成所需要的形式或形狀。

    在圖13所示的處理過程中使用一種承載網或支承網也是在本發明的范圍內。所述承載網可幫助支承“磨料”網直到粘結劑初級粒子可以被固化為止。所述支承網可以是任何的具有必需的強度和耐熱性的材料。這類承載網的例子包括紙張、聚合薄膜、橡膠片、布、硫化纖維、金屬帶以及它們的經處理的變型和它們的組合。所述承載網可以是被穿孔的。承載網的前表面還可以包含一釋放涂層,以使承載網在構成涂層的固化之后不粘附在粘結劑上。

    較理想的上膠涂層是或充填一種研磨添加劑或一種無機填料的可熔酚醛樹脂。對于環狀無縫砂帶來說,將上膠涂層初級粒子噴涂在磨粒上是為理想的。較理想是采用兩個或兩個以上的噴口涂敷上膠涂層初級粒子。在涂敷上膠涂層初級粒子時,它通常是在暴露于能源的情況下被固化的。典型和較理想的能源包括熱源和輻射能源。

    用于本發明方法的磨粒涂敷技術可以選自由靜電涂敷、滴涂敷和磁性涂敷組中的一組。在第三和第四實施例中,上膠涂層初級粒子可被涂敷在未固化或只是部分地固化的粘結劑初級粒子上,即粘結劑初級粒子未被暴露于引起聚合或固化的狀況中。

    用在第一種和第三種方法的支承結構較理想是一種用剛性材料,例如鋼、金屬、陶瓷或硬塑料材料制成的圓筒。這種圓筒被設置在一根總軸上使它可以通過電動機以一個被控制的轉速轉動。這個轉動的轉速范圍根據應用情況可以從0.1至500轉/分,較理想是1至100轉/分。

    所述圓筒是為容易去掉環狀無縫制品而可的一個整體或由數個可分配的扇形體構成的。如果一個大型環帶無縫制品是較為理想的,則所述圓筒通常是由可分解和容易去掉制品的數個扇形體制成。如果是用這樣一種圓筒,則制品的內表面可以含有輕微的突起,在這個部位扇形體被接合而形成圓筒上的縫。雖然較理想是內表面一般沒有這類突起,但為簡化制造,在本發明的大型環狀無縫涂敷磨料中,尤其是對于大型砂帶可以允許有這類突起。

    圓筒的尺寸一般對應于環狀無縫制品的尺寸。圓筒的圓周一般可對應于環狀無縫制品的內圓周。環狀無縫制品的寬度可以是小于或等于圓筒的寬度的任何值。一單一的環狀無縫的涂敷磨料帶可以在圓筒上制成,且從圓筒上移去以及其兩側邊可以加以修整。此外,涂敷磨料可以縱向地切開成多個制品,其每個制品的寬度基本小于原始制品的寬度。

    在許多例子中,較理想是在涂敷粘結劑或任何別的成分之前將一涂層涂敷到圓筒的圓周上。這在粘結劑被固化后,可容易地分離環狀無縫涂敷磨料。在大多數例子中,這個分離涂層可以不成為環狀無縫涂敷磨料的一部分。如果一個可分解(瓦解)的圓筒用于制取大型環狀無縫涂敷磨料,這樣一個分離襯墊幫助防止或至少減少在制品內表面上形成的突起,如以上所討論。這類的分離涂層的例子包括但并不限于硅酮、氟化學制品或涂敷有硅酮、氟化學制品的聚合薄膜。采用一置于粘結劑的最后或頂涂層上的第二分離涂層也是在本發明的范圍內。這個第二分離涂層通常存在于粘結劑的固化過程中,而后來可以被去掉。

    熱固的粘結劑材料通常可以一種液體狀態或半液體狀態被涂敷到圓筒上。粘結劑的涂敷可以是用任何有效技術,例如噴涂、壓模涂敷、刀片涂敷、滾涂、幕涂或轉移涂敷。對于這些涂敷技術,圓筒在涂敷熱固粘結劑時通常是轉動的。例如,請看圖7,一種熱固粘結劑72可以用一個固定在圓筒76之上的簾式涂料器74加以涂敷。當圓筒76轉動時,熱固粘結劑72被涂敷到圓筒76的圓周77上。圓筒通常旋轉一轉以上以獲得熱固粘結劑的合適的涂敷,以便在最后的產品上纖維加強材料完全地加以涂敷并可以完全被有機粘結劑材料包圍。熱固粘結劑72還可以被加熱以降低粘度并使它可容易地使用于涂敷處理。

    使用多于一種型式的粘結劑材料13也是在本發明的范圍內。當這樣做時,兩種或兩種以上型式的粘結劑材料,例如熱固粘結劑材料可以在涂敷步驟之前被混和在一起并然后被涂敷在圓筒上。另種方法是,可以將第一種粘結劑材料,例如,一種熱固樹脂涂敷到圓筒上,接著用第二種粘結劑材料,例如一種熱塑塑料涂敷。如果熱固樹脂用于與熱塑塑料組合,則熱固樹脂可以在涂敷熱塑塑料之前被膠化或部分地固化。

    對于熱固樹脂,固化處理實際上是一硬化或聚合過程。熱固樹脂通常是隨著或者時間或者時間和能量的組合而被硬化。這種能量可以具有熱能的形式,例如熱能式紅外線,或它還可以具有輻射能的形式,例如一種電子束,紫外線輻射光或可見光。對于熱能,烘箱溫度可以在約30至250℃范圍內,較理想是在約75至150℃的范圍內。根據所采用的具體的粘結劑的化學性質,為固化所需要的時間的范圍可以是從少于1分鐘至超過20小時。固化熱固粘結劑所需要的能量數量將取決于各種不同因素,例如粘結劑的化學性質、粘結劑厚度和在粘結劑中存在的其它材料。

    所述熱固粘結劑材料較理想是只在涂敷磨粒前被干燥,在一些例子中被固化或硬化。

    纖維加強材料可用多種方式被涂敷到圓筒上。首先,具體方法是通過選擇纖維材料而被采取。一種用于涂敷一種連續的單一加強纖維股線的較理想的方法包括使用一種水平卷繞機。以這種方法,圓筒旋轉而加強纖維線初始繞于圓筒上并被拉經水平卷繞機并穿過圓筒的寬度而螺旋形地卷繞在圓筒的周圍,以使螺旋線環繞圓筒的長度縱向延伸地形成。較為理想是所述水平卷繞機橫越圓筒的整個寬度移動以使連續加強纖維股線被均勻地涂敷在橫越圓筒的一層上。在此實施例中,股線是在具有有機聚合粘結劑材料內的一層上,以多圈的螺旋形卷繞方式加以卷繞,而每圈的股線平行于前一圈的股線。

    如果水平卷繞機不是橫越圓筒的整個寬度移動,則加強纖維股線可以在沿無縫環帶制品的寬度設置在制品的一特定部分上。以這種方式,以一個平面存在的加強纖維股線區域可以不重疊地相互分開。然而,為獲得有利的強度,纖維加強股線具有一橫越帶的寬度的連續層。

    水平卷繞機還可以含有一個孔以致當纖維股線通過孔前進時它被用粘結劑材料涂敷。孔的直徑被選擇得對應于所需要的粘結劑數量。此外,在水平卷繞機上并排地卷繞兩根或兩根以上的不同的線可以是比較理想的。一次將兩根或兩根以上不同的線卷入制品也是較理想的。例如,一根線可用玻璃纖維制成而另一根可以是用聚酯制成。

    一種調制(沖擊)槍也可以被用來涂敷纖維加強材料。調制(沖擊)槍將纖維投射到圓筒上的樹脂材料上,較理想是圓筒正在轉動而槍保持固定。當加強纖維是小的即長度小于約100微米時這種方法特別適合。如果加強纖維的長度小于約5微米,則加強纖維可以被混和進并懸置在粘結劑中。形成的粘結劑/纖維材料混和物然后就可以以用于粘結劑的如上所述的類似方式被涂敷到圓筒上。

    在本發明的一個和三個的方法實施例中,粘結劑可以與纖維加強材料同時地涂敷到一個轉筒上。粘結劑通常就可浸濕加強材料的表面。在本發明的一些較理想的應用中,纖維加強材料用粘結劑涂敷而然后粘結劑/纖維材料被涂敷到圓筒上。

    如果纖維材料具有墊或網的形式,例如一種非編織墊或織墊,則當圓筒旋轉時所述墊通過將它引出展開臺(開卷)并螺旋形地卷繞在圓筒上被涂敷。根據所需要的具體結構,環繞著圓筒可以有多于一圈的纖維墊結構。較理想是,在每“層”的纖維墊結構中至少有兩圈纖維墊。以這種方式可避免在層內的不連續的縫。

    纖維墊結構可以用多種方式與有機聚合粘結劑材料組合。例如,墊可以直接涂敷到先前已被涂敷在圓筒上的粘結材料上,墊可以首先被涂敷在圓筒上接著用粘結劑材料涂敷,或墊和粘結劑材料可在一次操作中被涂敷到圓筒上。

    在本發明的一些較理想的方法中,纖維墊結構在涂敷到圓筒上之前先用有機聚合粘結劑初級粒子材料涂敷(最好是浸透)。這種方法至少是由于粘結材料的數量可較容易地被監控因而較為理想。這種涂敷或浸透可以用任何傳統技術,例如滾涂、刀片涂、簾式噴涂、噴涂、模壓或滴涂來實現。

    請看圖8,在一種用于制取一種纖維加強的中間制品(具有僅僅部分硬化的粘結劑)的理想方法中,纖維墊結構82在它移離展開臺85時被有機聚合粘結劑材料84浸透。被涂敷的粘結劑材料84的數量是由刀片涂敷器86確定的,在刀片涂敷器中有一個控制被涂敷的聚合粘結劑材料84的數量的間距。

    墊/液體的粘結劑組成(82/84)然后以至少一層被涂敷到圓筒90上,即使墊/液體粘結劑組成(82/84)完全地環繞圓筒至少卷繞一次。雖然這種結構是無接縫的,但在以這種方式制成的環狀無縫帶的內部結構中存在一個縫。為避免這樣的一個縫,較為理想是環繞圓筒90卷繞墊/液體粘結劑組成(82/84)至少有兩次。粘結劑初級粒子在固化前浸濕纖維網墊結構的表面以便在硬化時可得到一個整體的環狀無縫結構。

    如果一層連續的單根以加強纖維股線同樣被使用,則上述的方法可以被應用在它的涂敷上。請參看圖8,該方法包括使用帶一水平卷繞器92的一個導線裝置92。在這種方法中,圓筒90轉動而加強纖維股線94初始系結到圓筒90上、通過水平卷繞器92被拉引并橫越圓筒的寬度螺旋形地卷繞在圓筒90上,以使股線94層不比襯墊82層更寬。較理想是水平卷繞器92橫越圓筒的寬度移動以使連續的加強纖維股線94被均勻地涂敷在橫越墊82寬度的一層上。這樣,在有機聚合粘結劑材料內的一層中具有以螺旋形卷繞的方式的多圈股線94,每圈的股線與前一圈的股線相平行。此外,單股線94的各線圈相對于墊82的平行側邊是處于一個不變的非零角度。足夠的未硬化的熱固粘結劑初級粒子84被涂敷在墊上以至少在加強材料的上下即在環帶的內外表面上提供一層樹脂。此外,如果用足夠的樹脂,則在墊82和纖維股線94層之間存在一層樹脂。

    圖8A圖示出對圖8布置的一個替代例子,其中,圖8中的刀片涂敷器86被移去而采用一個計量泵86a來涂敷股線94。典型而較理想是多股線94(通常約6根)通過一梳子(未圖示)并用來自計量泵86a的單流涂敷,計量泵86a將熱固粘結劑初級粒子84a抽離容器86b。涂敷6根線的粘結劑初級粒子的通常流速范圍是約從20克/分至40克/分。

    圖9示出一種用于制成一個環狀無縫的纖維加強中間制品的方法的一個替代實施例。這種方法是類似于圖8所示的方法,但是使用了一個替代的支承結構。在此實施例中,這種方法采用一個輸送裝置100。這種特定的工序示出利用熱固粘結劑材料制取一環狀無縫中間制品的一般方法,雖然還可以用一種熱塑塑料。所述中間制品是在一個套102上,即以一帶的形式制成。所述套102較理想是一種不銹鋼套。不銹鋼套102可以在其外表面上涂敷有一種硅酮分離襯墊,即襯墊材料可以容易地移去所制成的環狀無縫帶。所述套102可以具有任何所需要的尺寸。一個典型例子具有0.4毫米厚、10厘米寬和周長61厘米的帶的形式。所述套102通常安裝在一個兩空轉輪的懸臂的驅動裝置104上,該驅動裝置使套102以任何所需轉速轉動。所述驅動裝置104由兩個驅動空轉輪106和108、一個電動機和一皮帶驅動裝置112組成。

    在此有關在一圓筒上制成一環狀無縫中間制品所說明的工序也適用于在此輸送裝置100上制取一種中間制品。例如,類似于在圖8中所討論的方法,借助一刀片涂敷器86用一種液體的有機粘結劑材料84浸透一非織網82。然后當套102在驅動裝置104上以例如每分鐘2轉的轉速旋轉時形成的被浸透的材料,即網/液體的粘結劑組成(82/84)最好繞套102的外表面即其圓周卷繞兩次。單根的加強纖維股線94隨后借助帶有一個水平卷繞器92的一引線裝置91可以被卷繞在經浸透的非織網,即網/液體粘結劑組成(82/84)上,套102在驅動裝置104上旋轉時所述水平卷繞器橫越驅動空轉輪108的表面移動。所述套102通常以50轉/分的轉速轉動。這產生一個中間產品,該中間產品具有一其間距為每厘米寬度約有10股線的不同層的纖維加強股線。這個線距可以通過增減套的轉速或通過增減引線裝置的轉速而改變。

    在中間制品用圖8和9所示的任一種方法制成后,該中間制品和圓筒被置放在可進行干燥和/或部分硬化粘結劑初級粒子的環境中。如果采用一種熱固的粘結劑初級粒子,這就一般需要將中間制品置放在轉軸上的批產烘箱內,使轉軸例如以10分鐘旋轉一次,而烘箱被調整在為具體的粘結劑初級粒子部分硬化所需要的一個溫度上。此后,圓筒和半成品被移離烘箱并被安裝在復蓋有磨料顆料的一塊加墊板之上的一根轉軸上用以將磨粒靜電地投射到半成品上,如圖14所示,此處130代表其上具有中間制品131的圓筒,圓筒130在加熱板132的上面轉動。具有力線134的電場E將磨粒135投射到中間制品上,而圓筒起接地板作用。在涂敷料磨料后,圓筒和半成品再次放置放在烘箱內以便更完全地使粘結劑初級粒子硬化,或者半成品被涂敷上膠涂層的初級粒子并且隨后將半成品和圓筒放進烘箱內以完全地硬化粘結劑初級粒子。

    制成非均勻的涂敷磨料也是在本發明的范圍內。在非均勻制品中可存在至少兩個不同區域,在這兩個區域中材料的成份和/或數量是不均勻的。這種不均勻性可以遍布制品的長度、制品的寬度或者制品的長、寬度上。成份的不均勻性可能是由于或者粘結劑材料13、纖維加強材料或任選的添加劑引起的。這種非均勻性還可能與在制品不同區域的不同材料或者在制品的一些區域上無材料相聯系。

    圖10至12示出非均勻的涂敷磨料的三個實施例。現請看圖10,涂敷磨料100具有三個區域101、102、103。中央102有一種加強線,而相鄰區域101和102沒有加強線。區域101和102完全是用圖1的粘結材料13制成。這種形成的涂敷磨料將趨向于具有較柔韌的邊。現請參照圖11,涂敷磨料110有三個區域111、112和113。制品的中央112基本只是由粘結劑13(圖1)制成,與中央區域相鄰的相鄰的區域111和區域113包含粘結劑和加強材料。現請看圖12,涂敷磨料120有兩個區域121和122。在區域122內,制品包括粘結劑,加強股線和一加強墊。在區域121內,制品只包括粘結劑和加強纖維。存在粘結劑、加強股線和加強墊的許多種組合和許多數量的這類材料。這些材料的具體選擇和它們的構形取決于對涂敷磨料所需要的應用。例如,上述的和在圖10中示出的涂敷磨料具有對一種研磨操作的數種應用,其中在涂敷磨料上具有柔韌的邊是所希望的。上述和在圖11中所示的涂敷磨料可以具有對研磨操作的數種應用,其中具有可阻止邊緣撕裂的硬邊是所希望的。

    存在制取非均勻涂敷磨料的許多不同的方法。在一種方法中,水平卷繞器只卷繞在圓筒的一些區域內的纖維股線。在另一種方法中,調制(沖擊)槍將加強材料置于一些區域上。在一第三種方法中,加強線從一個臺上展開并只在一些區域上被卷繞在圓筒上。在另一種方法中,粘結劑材料只置于或涂敷在圓筒的一些區域上。采用全部的不同方法的一種組合也是在本發明的范圍內。

    存在多種可以施加任意的添加劑的方法。施加的方法取決于具體的成份。較理想是,在粘結劑被涂敷到圓筒上之前任何添加劑被散布在粘結劑中。然而,在一些情形中,添加劑加到粘結劑中產生一種觸變性溶液或具有太高的粘度以致不能處理的一種溶液。在這樣一種溶液中,添加劑最好與粘結材料分開地施加。例如,粘結劑材料可以首先涂敷到圓筒上,而當粘結材料處在一種“粘性”狀態時,可以施加粘結劑。較理想是,具有粘結劑材料的圓筒旋轉而添加劑或被滴涂到圓筒上或被投射到圓筒上。采用任一種方法,添加劑可被均勻地施加到圓筒的整個寬度上或集中在一特定區域內。或者,添加劑可以被施加于纖維加強材料中,而纖維/添加劑組成可以被涂敷在圓筒上。

    如果粘結劑初級粒子的粘度太低,則在磨料制品的進一步處理過程中,粘結劑初級粒子就會趨向于流動或“流淌”。這種流動是不希望的而可能使磨粒的位置和定向甚至加強纖維移動。如果粘結劑初級粒子的粘度太高,則粘結劑初級粒子可能不合適地浸濕加強纖維。較理想的粘度范圍是在約500至20,000厘泊之間,更理想是在約1,000和5,000厘泊之間,而最理想是在1,500至3,000厘泊之間,這是用一個Brookfield型DV-1T粘度計,3號心軸在30轉/分和室溫(20至25℃)時測得。粘度可以通過溶劑數量(樹脂干燥物質的百分比)和/或原料樹脂的化學性質予以調節。熱量也可用于降低樹脂粘度并在本發明的處理過程中可被附加地施加以實現將粘結劑初級粒子更好地浸濕到加強纖維上的效果。然而,熱量應該被控制得不會存在粘結劑初級粒子的過早固化。

    為了制取本發明的環狀無縫涂敷磨料,就應該有足夠的粘結劑材料13呈現以完全地浸濕纖維加強材料和添加劑的表面,并提供一種對磨料顆粒的錨定機制。此外,應有足夠的粘結劑材料存在以使粘結劑材料密封非研磨而并提供一種比較“光滑”和均勻的非研磨面,如先前討論的那樣。

    在制取本發明的涂敷磨料帶時,其上具有磨粒但沒有上膠涂層的半成品可以被安裝在兩個圓筒輥周圍,所述圓筒輥被連接于一電動機以使制品轉動。或者,半成品可以被安裝在一個圓筒輥周圍,該圓筒輥連接于一個電動機以使制品轉動。較理想是,這個圓筒輥可以與在制取先前的半成品中所用的圓筒輥相同。當半成品和圓筒旋轉時,可以用任何傳統的涂敷技術例如滾涂、噴涂或幕涂來涂敷上膠粘結劑初級粒子。噴涂對于一些應用是較理想的。膠粘合層然后可以被完全固化而制品仍在圓筒輥上。或者形成的產品可以在膠粘合層固化之前被移離圓筒輥。

    如果粘結劑13是一種熱塑塑料,多種不同方法可以用于將一種熱塑粘結劑涂敷到一個襯套即圓筒輥上。例如,一種溶劑可以被添加到熱塑粘結劑中以使熱塑粘結劑可以流動。在這種方法中,可以用任何技術,例如噴霧、刀片涂敷、滾涂、壓模涂敷、幕涂敷或轉移涂敷將熱塑粘結劑涂敷到襯套上。熱塑粘結劑然后用干燥處理被固化以去掉溶劑。干燥條件要取決于所述采用的具體溶劑和所采用的具體熱塑粘結劑材料。典型的干燥條件包括在約15至200℃,較理想是30至100℃范圍內的溫度。

    或者,熱塑粘結劑可以被加熱到其軟化點以上,而較理想是在其熔點之上,以使它可以流動。以這種方法,可以用任何技術例如噴霧、刀片涂敷、滾涂、壓模涂敷、幕簾涂敷或傳送涂敷將熱塑粘結劑材料涂敷到襯套上。然后通過冷卻使熱塑材料固化。

    在一第三種方法中,熱塑粘結劑材料可以以一種固體或半固體形式加以涂敷。這種方法對于本發明的一些應用是較理想的。通常,熱塑材料的一部分被切割并被涂敷于圓筒上。然后將纖維加強材料和任何添加劑或其它成份涂敷于襯套上。一熱塑材料的第二部分然后被涂敷在纖維加強材料上。所述襯套/熱塑材料然后被加熱到熱塑粘結劑材料軟化點之上,而較理想是在其熔點之上以使熱塑粘結劑流動并熔化全部的粘結劑、纖維加強結構和任選的配料。熱塑粘結劑的材料然后被冷卻并再被固化。

    彈性的粘結劑可以或通過一種固化劑和硬化或聚合處理、硫化處理或彈性粘結劑,可以涂敷在溶劑外并然后被干燥。在處理過程中,溫度應不超過纖維加強材料的熔化或降解溫度。

    在本發明的一些涂敷磨料的實施例中,一種材料,例如布、聚合薄膜、硫化纖維、非編織物纖維加強墊、紙張等,它們的處理型式材料、或它們的組合材料可以被層壓到涂敷磨料上。

    在一些研磨應用中涂敷磨料的背面在使用過程中例如在用臺板進行的研磨應用中應有低的摩擦系數。在這些應用中,一種纖維素非織物,例如紙張可以構成涂敷磨料的背面。在如上所述的批量生產過程中,紙張坯被螺旋形地卷繞在支承圓筒上。接著,粘結劑初級粒子和加強纖維(非織和/或加強線)被涂敷在紙張上。粘結劑初級粒子可以流進和充填進螺旋形卷繞的非織物的間隙之間。形成涂敷磨料的剩下步驟基本上與前述的相同。紙張可以或不加以處理。在許多場合中,紙張可以含有一些類型的或浸透或密封紙張的處理。例子

    本發明將參照下面的詳細例子進一步予以說明,其中所有部分和百分比都是用重量除非另外指明。下面的名稱用于所有的例子中。PET1NW

    一種紡粘的聚酯非織襯墊,近似厚度0.127毫米,近似重28克/米2。它可以商品號“Remay″,型號2275從田納西州Old?Hickory的Remay公司購買到。PET

    厚度為5密耳(0.127毫米)的聚對苯二甲酸乙二醇酯CAT

    分布在鄰苯二甲酸二辛酯中的二苯氨基甲烷和氯化鈉的合成物。這種材料可以商品號“Caytur31″從康涅狄格州Middlebury的Uniroyal化學制品有限公司購到。LR1

    一種羧基末端丁二烯丙烯腈共聚物,可以商品號“Hycar?1300×31”從俄亥俄州Cleveland的BFGoodrich公司購到,具有1克分子百分之十的丙烯腈含量,羧基含量酸值28(每一百份橡膠的當量),官能度1.9,一數均分子量為3,800,以及用差示掃描量熱法測得的玻璃轉變溫度一66℃;UR1

    一種酮肟嵌段聚-1,4-丁二醇二異氰酸酯,它具有分子量約1500,可以商品號”BL-16”從Uniroyal化學制品公司買到;ER1

    一種雙酚的二環氧甘油醚A環氧樹脂,可以商品號“Epon828”從德克薩斯州Houston?Shell化學制品公司買到;ACA

    一種酐硬化劑,可以商品號“AC-39”從新澤西州Newark的Anhydrides和化學制品公司買到;CA1

    2,4,6-三(二甲胺甲基)苯酚,一種環氧樹脂固化催化劑,可以商品號“DMP-30”從賓夕法尼亞州Allentown的Air?Products?and?Chemicals公司購買到。VIB

    聚醚基甲苯二異氰酸酯末端預聚合物聚氨酯彈性體,可以商品號“Vi-brathane?B-813”從康涅荻格州Middlebury的Uniroyal化學制品有限公司購買到。CMD

    一種可用水涂的雙酚的二環氧甘油醚A環氧樹脂,約為55%的固體。這種環氧樹脂可以商品名“CMD35201”從肯塔基州Jeffersontown的Hi-TekPolymers公司購買到;ERC

    2-乙基-4-甲基亞胺,以商品號“EMI-24”從賓夕法尼亞州Allentown的Air?Products公司購買到;SOL

    以商品號“Aromatic?100″和“Shell?CYCLOSOL?53溶劑”所知的一種作為輕芳香烴混合物的有機溶劑,可以從明尼蘇達州Paul街Worum化學制品公司買到;GEN

    一種很低粘度的100%固體的酰氨基胺樹脂,其商品號為“Genamid?747”,可從伊利諾斯州LaGrange?Henkel公司得到,其特點是理論氨基氫當量重量為95,胺值為462毫克氫氧化鉀/克的樹脂,密度為每加侖0.78磅(0.12克/厘米3);PS

    一種水和丙二醇單甲醚的15/85的混合物,可以商品號“Polysolve”從明尼蘇達州Paul街的Worum化學制品公司買到。制取一種環狀無縫涂敷磨料的工藝流程

    這個流程說明制取一種磨料制品的一般方法,在這方法中粘結劑初級粒子起淹沒加強纖維并將磨料顆粒固定于制品中的作用。

    制品是在直徑為19.4厘米及周長為61厘米的一個鋁襯套上制成。鋁襯套具有0.64厘米的壁厚和0.61厘米的寬度。它安裝在一個7.6厘米的心軸上,該心軸由一直流電動機驅動旋轉其轉速可以從1至120轉/分(rpm)。在襯套的圓周上是一0.05毫米厚的涂硅酮的聚酯薄膜,它用作一分離表面。這個涂硅酮的聚酯薄膜不是最后制品的一部分。磨料的最后尺寸是寬53厘米和長61厘米。

    借助具有0.23毫米間隙的一個5厘米寬刀片涂敷器用一種粘結劑初級粒子將一個寬約為3.8厘米的非織網浸透。所述刀片涂敷器附裝在一水平卷繞器上,在襯套以5轉/分旋轉時非織物被螺旋形地卷繞到襯套上。兩層(圈)非織物被卷繞在襯套上,第二層與第一層具有180°相位差。相鄰層涂敷成使它們明顯地重疊而間隙小于1毫米。接著將加強股線加進以制成涂層初級粒子(母體)浸透的非織物。所述股線首先穿過一張緊裝置然后被卷繞通過一個梳子(每次二根)。借助一個帶水平卷繞器引線裝置將加強纖維股線繞在浸透的非織物網上,所述水平卷繞器穿過襯套的表面以每分鐘10厘米的速率橫向移動。在此處理過程中,襯套以120轉/分旋轉。這產生加強股線的每厘米寬24根線的間距。加強股線是通常的不同的材料。所以股線間距通過增減導線裝置的速度而改變。當股線在遍及襯套的寬度上被繞上后,移去襯套并被置入于一轉軸上的批產烘箱內。所述轉軸以10轉/分旋轉。襯套在烘箱內保持110℃5分鐘。

    此后,襯套移離烘箱并被安裝在于一復蓋有磨料顆粒的加熱板之上的一根轉軸上。所述襯套用作接地板。所述磨料顆粒的平均顆粒尺寸為286微米(ANSI牌號60),它是融熔的氧化鋁和陶瓷氧化鋁的混合物。所述的陶瓷氧化鋁是按美國專利第4,314,827和4,881,951號的揭示技術制取的,并可以商品號“Cubi-tron321”從明尼蘇達州Paul街的3M公司得到。所述磨料顆粒混合物是按美國專利第4,734,104完成的。磨粒的總重約為600克/平方米。當在電場作用過程中,襯套以10轉/分旋轉時,這就將磨料顆粒涂入制成涂層初級粒子中。在涂敷后,移去形成的結構并將其置入在轉軸上的一個批產烘箱內,以100℃保持30分鐘。

    接著,襯套被安裝在以40轉/分旋轉的一根轉軸上。一上膠涂層的初級粒子被噴涂在磨粒構成涂層上。上膠涂層初級粒子是用水和聚苯乙烯(PS)的90/10的混和物稀釋的72%固體。所述上膠涂層初級粒子是由32份的可熔酚醛樹脂、66份的冰晶石和2份的氧化鐵顏料組成。上膠涂層初級粒子重量約為340克/米2。在噴涂后,涂敷磨料在88℃時經受熱固化60分鐘。

    在這熱固化后,襯套被重新安裝在噴涂裝置上,一過上膠涂層被噴涂在上膠涂層上。所述過上膠涂層由17份的CMD、76份四氟硼酸鉀充填劑、3份增稠劑、2份氧化鐵、2份ERC組成。過上膠總量為水中72%的固體。過上膠濕重量約為150克/平方米。形成的結構然后在88℃時熱固化60分鐘并在105℃時最后固化10小時。在試驗前,形成的涂敷磨料通過在一2.5厘米的支撐桿和一升高的螺桿上運行而被撓曲。例子1-12

    這組例子比較了各種不同的涂敷磨料結構。涂敷磨料是按照制取環形無縫涂敷磨料的一般工藝流程加工并按試驗規范I試驗。試驗結果可以在表1上看到。例子1

    非織物墊是PET1NW,而構成的涂敷層初級粒子是由60%的VIB,28.5%的CAT,1.5%的氧化鐵顏料組成的。粘結劑初級粒子用SOL稀釋成90%。兩種交替的加強纖維是235旦尼爾的尼龍多纖維線,它可以商品號“Dupont?Ny-lon,style728(210-34-R20)”從特拉華州Wilmington的杜邦公司購買到。另一種交替的線是一種15000收獲率(得量)玻璃纖維筒管紗,可以商品號“ECG1501/00.7Z”,型號930可從賓夕法尼亞州Pittshurgh的PPG實業有限公司買到。纖維間距是每厘米寬24根纖維。粘結劑初級粒子與纖維加強結構之比為4∶1(即,80重量百分比的粘結劑初級粒子)。例子2

    例子2的涂敷磨料是以類似于例子1的方式制取,除了上膠涂層初級粒子的重量為400克/平方米這點之外。例子3

    例子3的涂敷磨料是用與例子1類似的方式制取,除了粘結劑初級粒子在涂敷磨料顆粒前未被加熱5分鐘這點之外。例子4

    例子4的涂敷磨料是以類似于例子1的方式制取,除了一層阻擋層涂敷的A重紙張是在第一層粘結劑初級粒子涂敷到非織物上前被卷繞在襯套上這點之外。這種A重紙張的重量為70克/平方米,而剩下的是成品一部分。例子5

    例子5的涂敷磨料是以類似于例子1的方式制成,除了具有乙烯丙烯酸共聚物底層涂料的一層3密耳(76微米)厚的聚酯薄膜是在第一層粘結劑初級粒子涂敷到非織物之前是被卷繞在襯套周圍之外。這薄膜仍是制品的一部分。例子6

    例子6的涂敷磨料是以類似于例子4的方式制成,除了沒有加強纖維卷繞在兩層被浸透的非織物的上面這一點之外。例子7

    例子7的涂敷磨料與例子1類似的方式制取,除了使用三層非織物及沒有加強纖維被卷入這點之外。此外,磨料顆粒的重量為1050克/平方米。例子8

    例子8的涂敷磨料是用與例子7類似的方式制成,除了沒有涂敷上膠涂層初級粒子這點之外。此后,粘結劑初級粒子在88℃時被固化30分鐘,過上膠涂層初級粒子被噴涂在磨料顆粒和構成的涂層上。接著,形成的結構在115℃時被熱固1小時,接著予以撓曲。例子9

    例子9的涂敷磨料是以類似于例子1的方式制取,除了上膠涂層初級粒子是在粘結劑初級粒子被固化前被噴涂在磨料顆粒/粘結劑初級粒子上這點之外。例子10

    例子10的涂敷磨料是用與例子1類似的方式制成,除了粘結劑初級粒子由37.5份的UR1,含有35%的亞甲雙胺/65%的1-甲氧基-2-丙基乙酸酯的12.5%的溶液,33%的ER1和17%的GEN組成這點之外。粘結劑初級粒子是用SOL稀釋到90%固體。例子11

    例子11的涂敷磨料是用與例子1類似的方式制取,除了粘結劑初級粒子是由32份的ER1,50份的ACA、7份的LR1,1份的AC組成這點之外。粘結劑初級粒子是用SOL稀釋到93%的固體。例子12

    用于例子12的涂敷磨料帶是在與例1的同樣設備上制取。粘結劑初級粒子是一種聚氨酯熱塑塑料。0.13毫米厚、30厘米寬的一層固體聚氨酯(如所知的商品號中“HPR625?FS”可以馬薩諸塞州Northampton的Stevens?Elastomrs公司得到)被螺旋形地卷繞在襯套上。加強纖維卷繞在這層的上面。一第二層的聚氨酯被螺旋形地卷繞在纖維的上面。襯套在210℃時被放進烘箱30分鐘。磨料顆粒預熱到210℃并被均勻地滴涂到熱塑聚氨酯的外周層上。襯套隨后被移離烘箱并以與圖1相同的方法進行上膠和過上膠涂層的涂敷。對比例子A

    對比例子A是一種可以商品號“3M777F?Regalite?Polycut?Resin?Bond”布從3M買到的接縫的涂敷磨料帶。該產品包括標準的碳酸鈣填充的苯酚甲醛樹脂作為構成和上膠涂層和一種KBF4/環氧樹脂過上膠涂層和采用可從3M公司得到的商品號為:Cubitron?321″的融熔的鋁混和的具有286微米平均粒度的陶瓷氧化鋁磨粒。這個產品的磨粒是作為一基本連續的涂層呈現,即無磨料顆粒的圖案。對比例子B

    對比例子B的涂敷磨料是以類似于例子1的方式制取,除了粘結劑初級粒子未將磨粒粘合到制品上這點外。一附加涂層被涂敷在粘結劑和磨粒之間。在制品按例子1那樣制成并在110℃時加熱30分鐘后,一附加涂層被噴涂在制品上。這個附加涂層是一種標準的碳酸鈣充填的可熔酚-甲醛。接著,磨粒用靜電方法涂敷。制成磨料制品的其余步驟基本上與例子1的相同。研磨試驗規范

    涂敷磨料帶(1.3厘米×61厘米)安裝在一個壓縮空氣為動力的砂帶磨床(型號#11000,可人紐約州Clarence的Dynabrade公司買到)中。這種磨床有1英寸直徑×3/8英寸寬(2.54厘米×0.95厘米)的輻射式的橡膠接觸臂,型號為#11219,也可以Dynabrade公司買到。一根14英寸長×3英寸寬×1/2英寸厚(35.56厘米×7.62厘米×1.27厘米)的304不銹鋼桿置于一個臺鉗中。在橫越1/2英寸(1.27厘米)尺寸,約1英寸(2.54厘米)寬的桿中進行半月形進入的研磨切削,這種紗帶被用于連續地研磨1/2英寸(1.27厘米)寬的表面5分鐘或直到砂帶失效為止。所用的研磨壓力約為5至10磅/平方英寸(約0.35至0.70公斤/厘米2)。砂帶在試驗前后加以稱重。所述桿在試驗前后也被稱重。一種基本理想的砂帶結構以一高的切削速率研磨而砂帶重具有最小的損失(即少量的脫粒)。在表1中所列的結果是兩根帶的平均值。抗拉試驗規范

    具有2.5厘米×17.8厘米尺寸的條帶取自例子1至12的環狀無縫制品。抗拉試驗結果可見于表2中。條帶是以兩個方向,即取自制品的加工方向(MD)和橫向(CD)(與加工方向相垂直)。

    這些條帶是用已知牌號“Sintech”的拉伸試驗機進行抗拉強度試驗,該試驗機是測量斷裂條帶所取力的大小。該機器有兩個爪。一根條帶的各端放在一個爪內,兩個爪在相對方向上移動直至條帶斷開為止。在每個試驗中,在兩個爪間的條帶長度是12.7厘米,而爪分開移動的速度是0.5厘米/秒。除了斷裂條帶所需要的力外,條帶在斷裂點時的百分比伸長率取決于樣品的加工和橫向。“百分比伸長”定義為〔(最后長度減原始長度)/原始長度〕,并且這個結果乘以10。

    表1研磨試驗規范?例子號?時間:分:秒?帶重量%損失?控制切削量%????1????5:00????26.9????99????2????4:45????21.0????91????3????4:15????20.8????84????4????4:45????20.6????95????5????3:45????17.4????73????6????0.30????8.3????8*????7????0.30????5.5????8*????8????3:15????29.0????37????9????5:00????30.0????97????10????1:45????37????37**????11????1:15????39????33**????12???2:15????36????51**????A???4:45????21.3????100????B???3:00????36????56**

    ?*表示有過大的帶伸長率

    ?**表示有過多的脫粒。

    表2抗拉試驗規范?例子號??????????MD????拉伸%伸長率??????公斤/厘米??????????CD????拉伸力%伸長率???????公斤/厘米????1????31????2.7????4.5????23????2????34????3.0????3.9????25????3????34????3.0????3.9????25????4????39????3.0????9.8????8????5????43????3.0????16????18????6????5.5????3.6????7.7????7????7????8.6????54.6????7.1????36????8????38????3.3????6.0????30????9????37????3.1????3.7????18????10????37????2.8????6.2????4.4????11????37????3.1????6.2????4.7????12????45????2.9????4.7????225

    本發明已參照各種具體和較佳的實施例和技術予以說明。但應理解到還可作出許多變動和修改,但它們仍然是在下面的權利要求的范圍內。

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