CN1192712A - 制造无拼接的涂敷研磨带 - Google Patents
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Abstract
一种制造柔性的涂敷研磨带的方法,它包含以下步骤:将一无拼接的环形背衬用底材紧紧地固定在临时的支承结构的周围表面上;将连续的纤维增强材料在此底材的外露表面(正面)上施加许多圈;将第一粘合剂前体施加在所述正面上;令所述涂层处于可有效固化所述第一粘合剂前体并将所述纤维增强材料粘合在所述正面上的条件下,形成无拼接的环形增强背衬;将包含磨粒和粘结剂的磨料涂料施加在所述无拼接的环形增强背衬的背面或正面上。
Description
技术领域
本发明涉及制造用连续长纤维材料增强的无拼接涂敷研磨带的方法以及用该方法得到的产品。
背景技术
涂敷磨具一般含有通过一层或多层粘结剂层结合在背衬上的磨料,磨料通常为磨粒形式。这些磨具往往呈底材、圆盘、带材等形式,适合装配在滑轮、轮子或滚筒上。磨具可用于打磨、研磨或抛光例如钢和其他金属、木材、仿木层压板、塑料、玻璃纤维、皮革或陶瓷的各种表面。
涂敷磨具中所用的背衬通常由纸、高分子材料、布、非织造材料、硬化纸板或这些材料的组合制成。对某些应用而言,许多这些材料无法独自形成合格的背衬,因为它们的强度、柔性或耐冲击性不够。其结果是,若这些背衬未经增强,至少在某些应用中会发生早期破裂和性能变差的现象。
在一个典型的制造方法中,包括背衬和研磨层的涂敷磨具,常可先制成连续的卷材形式,然后被转换成所需的结构,如底材、圆盘、带子等。涂敷磨具的最有用的结构之一是环形的涂敷研磨带。为形成这样的环带,通常将底材卷材切成所需宽度和长度的长带。然后将此涂敷磨具的预形成的底材长带的两端连接起来,形成“接缝”。
连接长带两端制造无拼接环带的常用方法有两种。它们分别是“搭接”或“对接”。在“搭接”方法中,长带的两端分别制成斜面,产生一个顶端和一个底端可重叠形成接缝,不会引起带子总厚度的显著变化。将成为底端的部分制成斜面的方法通常为从长带一端的研磨面上除去磨粒和其它,而从长带另一端的背衬面即底面上除去一部分材料形成将成为接缝顶端的部分。然后将呈斜面的两端重叠起来,用粘结剂结合或机械结合之。
在“对接”的方法中,将长带的两端沿一条连接线相对放置。接着将长带这两端上背衬(如涂敷磨具预形成的底材)的底面,用粘结剂涂敷、机械固定或其它方法连接起来,并可在接缝区域涂上一薄层某种强度大又能抗撕裂的拼接介质。
搭接和对接的接缝虽然可提供对许多应用而言令人满意的研磨带,但对其他应用而言,由于它们通常在外表面的磨料涂层表面的并接部位产生间断,因而可能不合乎要求。美国专利No.2,391,731(Miller)、3,333,372(Gianatsio)和4,736,549(Toillie)对此类型的接缝作了概括性地举例说明。涂敷磨料层的间断会在其加工的工件表面产生不良的痕迹。这些痕迹常常被称为“颤痕”。
其他背景技术包括:
美国专利No.289,879(Almond)涉及一种磨粒粘附在管状背衬上的抛光工具。
美国专利No.2,012,356(Ellis)公开了一种具有无缝管状纤维背衬的磨具。
美国专利No.2,404,207(Ball)涉及一种具有非织造纤维背衬的无缝涂敷磨具。该种非织造纤维背衬可用粘结剂使其饱和并含有其他增强纤维。
美国专利No.2,411,724(Hill)指出了一种制造环形管状磨具的方法,在该方法中,将热塑性或热固性粘结剂挤压形成背衬,趁背衬熔融时磨粒包埋在其中。在该发明的另一实施方式中,背衬可包含一层增强纤维束的衬里,在该衬里上涂敷有热塑性粘结剂。
1979年2月2日公布的法国专利申请公报No.2,396,625指出了一种无缝的环形涂敷研磨带,该研磨带由布背衬连续机织而成。该文献还描述了具有正弦形接缝的拼接背衬。
1972年11月2日公布的法国专利公报No.2,095,185(Ponthelet)公开了一种具有非织造背衬的磨具,其中的非织造背衬可用横向或纵向,或网格形式置入的长丝进行增强。当长丝仅在一个方向上排列时,据称这些长丝是由天然纤维、人造纤维或合成纤维制成的遮布压住保持平行排列的。
1993年7月8日公布并由本发明受让人持有的的PCT专利申请WO93/12911(Benedict等)涉及一种制造无拼接涂敷研磨带的方法,该研磨带具有包含约40-99重量%有机高分子粘合剂和盖没在这种有机高分子粘合剂材料中的有效量的纤维增强材料的背衬。该文献描述了围绕着一个滚筒制造内有纤维增强材料的液体粘合剂材料的环,然后将粘合剂材料固化形成无拼接的环形带。
在许多研磨应用中,希望使用这样的环形涂敷研磨带,它的背衬具有某些所需的物理性能。这些性能包括较低的拉伸率、较高的拉伸强度和在背衬与磨粒涂层之间较高的粘合力。虽然Benedict等人的专利申请显示了在制造涂敷研磨带领域的重大进展,人们仍在寻找改善背衬物理性能的其它办法。
1995年1月5日公布并由本发明受让人持有的的PCT专利申请WO95/00294(Schneider等)涉及一种制造无拼接环形带的方法。将一种可流动的有机材料旋转铸塑,形成未固化的有机材料环。然后将磨粒装入旋转铸塑机中,在其中旋转直至磨粒被盖没在有机材料中,然后将该有机材料固化形成无拼接环形研磨带。
美国专利No.2,349,365(Martin等)涉及一种柔性的涂敷磨具,其背衬是一层用布或纸增强的塑料材料底材。
1986年4月24日公布的PCT专利申请No.WO86/02306(Hansen等)涉及一种改进的涂敷磨具背衬,该背衬具有一层柔性底材和许多结合在其一个表面上的连续长丝增强纱线,这些纱线无纬线且耐拉伸、是纵向紧密排列和共面的,纱线结合在底材上后制成的背衬然后拼接成环带。这许多纱线的每根长丝会有必须连接形成背衬底材的末端,从而在背衬中形成间断和可能的薄弱区域。
1994年2月22日申请、已转让给本发明受让人的美国专利申请No.08/199,835(Christianson等)涉及具有增强纤维的拼接环形磨具的背衬。
1993年2月18日公布、已转让给本发明受让人的PCT专利申请WO93/02837(Luedeke等)指出了涂敷研磨带的修整。
1994年2月22日申请、已转让给本发明受让人的美国专利申请No.08/199,679(Benedict等)指出了一种制造增强环形磨具的方法,该磨具中含有片状底材、增强纤维材料和将纤维材料粘合在底材上的粘合剂,所述粘合剂也兼作用于将磨粒粘附在底材上的初始结合涂层(make coat)。
无拼接的涂敷研磨带的用户继续在寻找强度更大、更耐久、基本上无表面不均匀性和/或厚度不均匀性的涂敷研磨带。
发明概述
本发明涉及一种制造无拼接的涂敷研磨带的方法和用该方法制得的产品,所述研磨带具有由连续未拼接的纤维束或细条材料增强的环形背衬用底材。
在一个实施方式中,本发明涉及制造柔性的涂敷研磨带的方法,它包含以下步骤:
(a)将一无拼接环形的背衬用底材紧紧地固定在一临时的支承结构的周围
表面上,该底材具有朝外的正面和与支承结构表面接触的背面;
(b)将连续的纤维增强材料在上述正面上施加许多圈;
(c)将第一粘合剂前体涂料施加在正面上;
(d)令所述涂层处于可有效固化所述第一粘合剂前体并将所述纤维增强材
料粘合在上述正面上的条件下,形成无拼接的环形增强背衬;
(e)将包含磨粒和粘结剂的磨料涂料施加在上述无拼接的环形增强背衬的
背面或正面上。
在上述方法中所示的各步骤不必按照所示顺序。应该理解,磨料涂料在背衬底材表面上的施加可在将纤维增强材料粘合在背衬底材反面的步骤之前进行。施加磨料涂料的步骤还可以是施加在纤维增强层上或背衬底材的外露表面上当场形成磨料涂层,或者将预形成的磨料涂层层压在上述一个表面上。
在将纤维增强材料施加在背衬底材的无拼接环之前或同时或之后,将粘合剂前体施加在纤维增强材料上也在本发明的范围之内。另外,下述方法也在本发明的范围之内,即使用一种以上的粘合剂前体,例如通过将粘合剂施加在纤维增强材料和将与其接触的背衬材料的表面上,从而将纤维增强材料粘合在背衬底材上。
还有,将若干层纤维增强材料粘合在无拼接的背衬底材上也在本发明的范围之内。这些层可以由相同的或不同的增强材料形成。此外,一个增强层也可包含数种不同的增强材料。
在本发明中,在描述背衬底材中所用的“环形无拼接的”一词是指研磨带所用的背衬底材沿其长度方向上没有自由端,即是闭合的环。无拼接的环形背衬用底材最好在装置在支承结构之前先形成。
在本发明中,纤维增强材料以“连续的”方式施加在无拼接的背衬用环形底材上,其意义是:用至少一股纤维束或细纤维条在无拼接的环形背衬用底材上,沿环的整个纵向长度包绕许多圈。
本发明的涂敷研磨带的特征在于,具有一种或多种下述改进的性能。无拼接的底材环的背衬上没有凸起的部分或拼接的印迹。本发明的研磨带用纤维来增强,使其具有更大的抗拉伸性和拉伸强度且使用寿命增加。显而易见,这些性能改进的实际大小在很大程度上取决于用于制造研磨带的具体原料的选择,本领域技术人员在知道了本发明内容后是不难进行此项选择的。
在一个实施方式中,本发明的方法还提供了一种无拼接的环形纤维增强背衬,接着可在该背衬的表面上用磨料涂料连续涂敷,由此防止在涂敷的磨具表面形成间断。
本发明的纤维增强层可基本上被有机高分子粘合剂材料完全包围(即淹没在其中)。增强层的特征在于,在与其连接的底材的正面相邻的地方存在着增强纤维,而与增强层外露表面相邻的地方则无增强纤维。这就使背衬的外露面是光滑而均匀的,没有凸出来的纤维增强材料。而且,最好要制造得在其表面形貌上没有对应于纤维增强材料表面不均匀性的高低不平。或者,还可用树脂将增强材料包裹起来,树脂能对增强材料湿润,其量足以使纤维在干燥或固化后固定在背衬底材上,但不必将纤维完全包住。
在本发明方法一个更为具体的实施方式中,在无拼接的环形背衬用底材上施加增强纤维,务使在该底材的每厘米横向宽度上有大约2-50股的纤维束。
将磨料层施加在上述纤维增强背衬环的表面,制造研磨带。磨料层通常施加在背衬环的背面,即与纤维增强材料相反的那一面,但磨料层也可施加在增强的表面上。使用常用的技术来施加或制造磨料层。
在制造本发明涂敷研磨带的一个优选实施方式中,磨粒被埋置在第二粘结剂前体层中,所述第二粘结剂前体层已先涂敷在将在其上面粘合住磨料层的背衬表面上。这个层通常被称为初始结合涂层。用选自静电涂敷法、落涂法和磁性涂敷法的涂敷技术将磨粒施加在第二粘结剂前体的这个涂层中。
上述制造磨料层的方法通常还包括一个步骤,即将第三粘结剂层作为所谓的胶结涂层(size coat)施加在埋置的磨粒上,然后将这些粘结剂前体层固化。
在上述方法的一个具体实施方式中,施加纤维增强材料的方式是将连续的单股纤维增强束或细纤维条在背衬底材的环的正面按纵向延伸的螺旋形进行卷绕,所形成的增强纤维层基本上覆盖所述正面的整个横向宽度,最好完全覆盖其整个宽度。纤维束或细纤维条在作螺旋形卷绕时,其每一股应沿背衬底材表面的长度并排,并且它们的侧面均紧密相邻,形成基本连续的增强层。在预形成的无拼接背衬上的增强束或细条的这种螺旋形卷绕就使得背衬的强度增加,拉伸性减小。
纤维束的构成材料可以是许多不同类型的非金属或金属纤维材料的任何一种,如玻璃、钢、碳、陶瓷、羊毛、丝、棉、纤维素、聚乙烯醇、聚酰胺、聚酯、人造丝、丙烯酸树脂、聚丙烯、芳酰胺和超高分子量聚乙烯。
在本发明方法的一个优选实施方式中,施加纤维增强材料的方式是将至少第一单股增强纤维束和第二单股增强纤维束按纵向延伸的螺旋形式,分别卷绕在无拼接的环形背衬用底材的正面上,形成基本上横跨其正面整个横向宽度上的纤维增强层。也可以将第一和第二单股增强纤维束同时卷绕。选择不同类型的卷绕纤维束,就可使各种物理性能的改进获得平衡。例如,在玻璃纤维和聚酰胺纤维束的组合中,玻璃束使纤维增强层拉伸性降低,而聚酰胺束使纤维增强层强度提高。作为另一例子,芳酰胺束和聚酯束的组合在纤维增强层中分别提供强度/低拉伸性和回弹性的平衡。增强纤维材料还可以是细纤维条的形式,如机织物、针织物或非织造织物的细条或丝束等,其横向宽度应小于背衬底材的横向宽度,从而能在背衬底材上进行螺旋卷绕。而且,在无拼接环形背衬用底材的横向宽度上可将增强纤维分几组施加上去。例如,可将连续增强纤维在无拼接环形背衬用底材的靠近边缘部位和/或与其两边有一定距离的中心部位卷绕好几层。
在本发明的又一个实施方式中,无拼接的环形背衬用底材特别地选自高分子膜(包括打了底的高分子膜)、机织布、针织布、纸、硬化纸板、非织造布,包括它们的组合和处理后的形式。例如,在一个优选实施方式中,无拼接的环形背衬用底材可选择成具有布的结构,如机织布或针织布。
在本发明的再一个实施方式中,所用的临时支承结构是一个具有圆柱形表面的结构。例如,优选的是用一个由马达驱动能绕其中心轴旋转的鼓,而且该鼓的直径可以增大和/或缩小,从而能调节其周长以适应无拼接环形背衬用底材的具体长度。
也可以用类似的方法使用支承结构来制造涂敷磨具的背衬,该支承结构例如是一个传送系统。这样的传送系统通常是传送带形式的,例如不锈钢套筒。在该实施方式中,制造纤维增强的无拼接背衬的步骤是绕着传送带制造这种背衬。
本发明的其他细节、实施方式和特征,可由下面的附图描述和优选实施方式而更清楚地了解。
附图的简要说明
图1是按照本发明方法制造的涂敷磨具背衬放大部分的透视图,侧表面显示了剖视细节;
图2是按照本发明方法制造的涂敷磨具放大部分的剖视图;
图3是按照本发明制造无拼接增强背衬结构的一个较佳工艺所用的设备的主要部件的透视图。
本发明的详细说明
现在对本发明作详细说明。但是,除了权利要求书限定的以外,本发明并不限于这里描述的具体内容、装置和方法。
参看图1,利用本发明方法制造增强的无拼接背衬10。在图1中,背衬10包括一无拼接环形背衬用底材11,纤维增强层14粘合在该底材上,此纤维增强层14包括浸透了粘合剂16的增强纤维15。粘合剂16将纤维粘合在纤维增强层14里,并粘合在环形背衬用底材11上。然后利用这里所述的方法将磨粒粘结在至少一个暴露表面上,如背衬10的正面17或背面18上,即或在纤维15的一面上,或在无拼接环形背衬用底材上。
在用下面详细描述的技术将纤维15施加在环形背衬用底材11上之后,将液体状态即可流动状态的粘合剂16涂敷在纤维15上然后固化之。另外,也可将粘合剂16先涂敷在环形背衬用底材11上,然后将纤维15施加在粘合剂16上。这里,术语“液体状态的”是指一种可流动的或流动着的材料,而术语“固体状态的”或“固化的”是指一种在环境温度和压力下不易流动的材料。
参看图2,涂敷磨具(这里显示了它的一部分)包括一层背衬20,它又具有无拼接环形背衬用底材21。在这个实施例里,浸透了粘结剂26的增强纤维25位于环形背衬用底材21的邻近。在纤维25上面,首先涂以一层初始结合涂层27,然后将磨粒28埋置于其中。接着,在磨粒28上再涂一层胶结涂层29。图2显示在背衬具有增强纤维的一面上的磨料涂层;但应该明白,磨料涂层也可以并且较佳的是施加在环形背衬用底材21上与增强纤维相反的另一面。
增强背衬的长度、宽度和厚度可根据使用要求在尺寸上进行变化。例如,涂敷研磨带的长度(沿环形带的周边测量)可是任何所需的长度,虽然一般的长度约是40-1000cm。
包括无拼接环形背衬用底材11和增强纤维层14的无拼接增强背衬10的厚度一般在约0.07mm和约1cm之间,这时它的柔软性、强度和材料稳定性最佳。此外,增强背衬10的厚度应均匀一致,即在背衬10的整个长度上厚度变化不超过15%,而最好不超过5%。虽然这种差异是沿背衬10长度上厚度的差异,但它一般也会反映为涂敷磨具即涂敷研磨带厚度的差异。确保背衬材料厚度差异最小的较佳方法是对粘合剂层16的外露表面进行刮削或轻微研磨,去除其凸出区域(可能最后作为缺陷反映在最终的涂敷磨具上)产生一个光滑而平坦的表面。这时应该当心不要研磨得太深而致削弱或损害增强纤维或去除太多的粘合剂材料,否则可能会影响背衬的强度。
通过下面有关本发明方法的更详细描述,可以更清楚地了解本发明的其它方面。
图3就此描述了用于按照本发明方法制造涂敷磨具背衬的设备的一些主要部件。本发明的纤维增强背衬是在设备30上制造的。先将无拼接环形背衬用底材31装在一临时支承结构36上,该结构具有与所需增强背衬周长对应的圆柱形表面。临时支承结构36(即,鼓36)的周长通常约在25-350cm之间,而宽度约在15-100cm之间。
增强材料(这里是纤维37)离开解绕机38,然后在水平卷绕机39上用液体状态的粘合剂前体材料润湿。再将经浸透润湿的纤维施加到无拼接环形背衬用底材31上。卷绕工艺包括使用带有水平卷绕机39的纤维束引导系统40。在这个方法里,鼓36转动(通常为25-75rpm),而增强纤维37先是连接在装于鼓36的无拼接环形背衬用底材36(即背衬底材36)上,随着鼓的转动就通过水平卷绕机39被拉出,螺旋形地沿鼓的周长卷绕在鼓36上,在卷绕完成时,纤维束产生的层41在宽度上不超过背衬底材31的宽度。
较佳的是,水平卷绕机39沿鼓的宽度移动,使得连续的增强纤维37沿无拼接底材31的宽度均匀地成为一层层。由此,纤维37在一层里形成许多圈的螺旋卷绕,并埋于有机聚合物粘合材料里,而纤维束的每一圈与前面的每一圈平行。此外,纤维37的各圈相对于背衬底材31的平行侧边呈恒定的非零角度。增强纤维以每厘米宽度大约2-50纤维束的间隔卷绕在无拼接背衬底材31上;但应该明白,在本发明的范围内也可考虑较宽范围的纤维束间隔。可根据一些变化因素,诸如纤维束材料、随所选用背衬材料类型而变化的所需增强强度、特别是涂敷磨具的用途,来选择间隔。
在纤维束具有足够长度环绕背衬底材不止一圈、但又不足以沿背衬底材的全部横向宽度环绕的情况下,可使用几股纤维束覆盖背衬底材的全部宽度。
将足量的未固化树脂涂敷在背衬底材31上,以便至少在增强纤维材料层的上面和下面、即在其外表面上、有时甚至在增强材料层的内部提供一层树脂。粘合剂前体材料不仅能涂敷在卷绕前的纤维上,而且,可以在背衬底材31置于鼓36上之后、在将纤维束卷绕在背衬底材31上之前直接涂敷在背衬底材31上,或以这些涂敷工艺的任何组合为增强纤维37与背衬底材31提供粘合作用。
较佳的是,使涂敷在纤维束上的粘合剂前体材料处于接受一能源(未画出)的条件下,该能源或是热能,或是辐射能,以便固化粘合剂前体材料。然后,可进行进一步的处理,诸如进一步的固化、弯曲和/或加湿。在这种选用的进一步处理后,可将无拼接背衬切成所需的形状备作磨具背衬之用。
在这种方法里使用的临时支承结构36较佳的是一个鼓,它可由诸如钢、金属、陶瓷、高强度塑料、或它们的任何组合物等刚性材料制成。制鼓的材料应该具有足够的牢固性,使得可在不损害鼓的情况下反复制造环形背衬。鼓是置于一心轴上,通过电动机在一控制速度下转动。这种转动可根据用途在每分钟1到100转的范围内变化。在本发明的实施过程中,鼓通常是可转动的部件。但也可让鼓不转动,而让施加纤维束的装置环绕着鼓运动。
鼓可以是整体制造的,也可由若干个部分组成以便拆开而较容易地卸下无拼接环形背衬。
鼓的外周一般与无拼接环形背衬用底材的内部长度(周长)对应。无拼接环形背衬用底材的宽度可是小于鼓宽的任何数值。单个的无拼接环形背衬可在鼓上制成,从鼓上卸下,并可对其边缘进行修剪。此外,可将增强背衬沿鼓的轴向切成许多增强背衬,结果每一背衬具有基本上小于原来背衬的宽度。
在许多情况下,较佳的是在鼓的外周上施加粘合剂前体材料或无拼接环形背衬用底材或任何其它的组成部分之前,在其上面施加一层脱模涂层。这样,在粘合剂固化后就很容易卸下无拼接环形背衬。在大多数情况下,这种脱模涂层不会成为无拼接环形背衬的一部分。如果在制备尺寸大的无拼接环形背衬时使用几部分组装的鼓,这种脱模内衬有助于防止、至少减少在增强背衬内表面上由鼓表面上接缝所形成的皱纹。这种脱模涂层的例子包括(但不限于)蜡、硅酮蜡或含氟化合物,或涂有硅酮蜡或含氟化合物的聚合物薄膜。在本发明的范围内还可使用另一脱模涂层,将其涂敷在粘合剂的最后即顶部涂层上。这另一脱模涂层一般存在于粘合剂固化过程中,此后可将其去掉。
此外,在制备本发明的涂敷磨具中,增强纤维层可施加在由两个鼓形滚筒支承的无拼接环形背衬用底材上,它们与一电动机连接,以便至少驱动一个滚筒,从而使背衬转动。此外,背衬可装在一个鼓形滚筒上,该滚筒与一电动机连接使背衬转动。当背衬转动时,利用传统的涂敷技术、诸如刮板涂敷、模具涂敷、滚筒涂敷、喷涂、或屏幕涂敷将粘合剂层或磨料浆液涂敷上去。喷涂对于某些用途来说是较佳的。
在这个实施例里,向无拼接环形背衬用底材在施加了纤维增强材料和使粘合剂前体固化之后,将由此产生的背衬从鼓上取下,有时还可磨去其上面的凸出部位,然后将磨料涂层或是涂敷在其纤维增强层上、或是涂敷在其与纤维增强层相反的一面。如果要将磨料涂层施加在背衬底材与纤维增强层相反的一面上,应该将纤维增强背衬的内面翻出来,即露出背衬底材上与纤维增强层相反的另一面。不管是要将磨料涂层涂敷在哪一面,再将纤维增强背衬装在任何适宜的支承装置(如一个鼓或至少两个悬置的惰轮)上,以便涂敷磨料浆液或磨料涂层(依序施加初始结合涂层和磨粒)。
如果不使用磨料浆液,即如果在提供第二粘结剂层即初始结合涂层之后方施加磨料,可通过静电涂敷机使磨粒利用静电作用沉积在粘结剂层上。此时鼓形滚筒作为静电涂敷机的接地板。此外,还可通过矿物降落涂敷或磁性涂敷施加磨粒。
较佳的是,在埋置了磨粒后使初始结合涂层固化或至少部分固化,然后再施加一层胶结涂层,或者还施加一层上胶结涂层(supersize coat),施加胶结涂层可用任何传统的方法,诸如滚筒涂敷、喷涂、或屏幕涂敷,较佳的是用喷涂法。然后,趁背衬仍在鼓形滚筒上,使初始结合涂层和胶结涂层完全固化。此外,可从鼓形滚筒上卸下产品后再进行这些粘结剂涂层的固化。
下面将详细描述用于本发明方法和涂敷磨具的具体材料。
本发明的涂敷磨具中含有具有以下性能的纤维增强背衬。这种增强背衬在磨具要使用的研磨条件下是充分耐热的,因此背衬不会明显碎裂,即不会由于研磨或抛光操作过程中产生的热而出现开裂、破裂、分层、撕裂等现象。增强背衬还具有足够的坚牢度,因此不会由于在磨具使用的研磨条件下遇到的压力而明显地开裂或粉碎。即它具有足够的刚性,可经受涂敷研磨带遇到的通常的研磨条件,且无发脆的不良特性。
本发明的增强背衬和使用该背衬的无拼接环形涂敷研磨带最好具有可耐受研磨条件的足够的柔性。在本文中,“足够的柔性”或其同义词是指增强背衬和无拼接环形涂敷研磨带在通常的研磨条件下会挠曲或弯曲,并能恢复其原来的形状而不呈明显的永久性变形。而且,对优选的研磨用途而言,增强背衬(和使用该背衬的环形研磨带)可以挠曲,与被研磨工件的外形相适应,且具有足够的强度,能在压到工件上时可以传送有效的研磨力。
本发明优选的增强背衬在纵向即加工方向上具有总体上均匀的拉伸强度。这通常是由于在背衬的整个长度上都有纤维增强材料,而且在连续的纤维增强材料中没有缝隙。更好的是,受试验的增强背衬任何部分的拉伸强度与任何其他部分拉伸强度的差异不会超过大约20%。拉伸强度一般是衡量材料在经可耐受拉伸载荷时能承受的最大应力而不断裂的尺度。
本发明优选的增强背衬还显示合适的形状控制性,又不会受到环境条件如湿度和温度等的影响。这是指本发明优选的增强背衬在很宽范围的环境条件下具有上述性能。较好的是,增强背衬在约10-30℃的温度、约30-90%相对湿度(RH)范围内具有上述性能。更好的是,增强背衬在0℃以下直至100℃以上的温度和10%RH以下直至100%RH这一很宽范围内具有上述性能。
增强背衬还应能耐受涂敷磨具产品使用的研磨条件和环境。背衬底材
一般而言,所选择的在本发明的涂敷磨料背衬中使用的优选的背衬底材应能与粘结剂层尤其是初始结合涂层相容并很好地粘合。良好的粘合通过磨料的“脱壳(shelling)”的量衡量。使用于磨具工业中的脱壳是描述显著量的磨料从背衬上过早脱落的术语。虽然背衬底材材料的选择是重要的,但脱壳量通常在更大程度上取决于粘结剂的选择和背衬底材与粘结剂层的相容性以及研磨条件。
背衬底材是无拼接的(管状的)背衬底材。然后用连续卷绕的纤维材料如纱线等使背衬底材增强,以提供本文所述的背衬。
无拼接的环形背衬用底材一般选自高分子膜(包括打了底的高分子膜)、机织布、针织布、纸、硬化纸板底材、非织造布,包括它们的组合和处理后的形式。
优选的环形背衬底材是机织或针织的布背衬。可在本发明中用作无拼接环形背衬用底材的材料的例子包括聚酯、耐纶、人造丝、棉、黄麻和作为布背衬的其他已知材料。布由经向即纵向上的纱线和纬向即横向上的纱线组成。布背衬底材可以是机织的背衬、缝编背衬或引纬背衬。机织结构的例子包括织纹为4经线跳1纬线的缎纹组织;织纹为2或3跳1的斜纹组织;织纹为1跳1的平纹组织;织纹为2跳2的二上一下经面斜纹组织。在缝编织物或引纬背衬中,经线和纬线不交织,但呈两个互不相同的方向。经线位于纬线的上部并由针脚线或粘结剂固定在另一根经线上。无拼接的背衬一般是管状背衬,即看不出开始端或末端。
无拼接的环形背衬用底材可从供应商处购得,例如,Advanced BeltTechnology公司(康涅狄格州Middletown市)的商品名为“WT3”和“WT4”的产品以及其他许多布制造厂家生产的产品。
布背衬底材中的纱线可以是天然的、合成的或它们的组合。天然纱线的例子包括纤维素类纱线,如棉、大麻、木丝棉、亚麻、西沙尔麻、黄麻、碳、吕宋麻和它们的组合。合成纱线的例子包括聚酯纱、聚丙烯纱、玻璃纱、聚乙烯醇纱、聚酰亚胺纱、芳香族聚酰胺纱、人造丝纱、耐纶纱、聚乙烯纱和它们的组合。本发明优选的纱是聚酯纱、耐纶纱、聚酯和棉的混合物、人造丝纱和芳香族聚酰胺纱。
可将布背衬底材染色和/或拉伸、退浆、洗涤或热拉伸。此外,布背衬中的纱线可含底涂料、染料、颜料或湿润剂。纱线可以是加捻的或有织构的。
聚酯纱由二价醇与对苯二甲酸反应而产生的长链聚合物形成;该聚合物最好是聚对苯二甲酸乙二醇酯的线性聚合物。聚酯纱有三种主要类型:环锭纺纱、自由端纱和长丝。环锭纺纱的制造是将聚酯纱连续穿综、加捻、然后卷绕在梭子上。自由端纱直接由纱条或粗纱制成。解开一系列的聚酯粗纱,然后将所有的粗纱连续地汇集在纺丝装置上,形成连续的纱。长丝纱是连续的长纤维;长丝纱的聚酯纤维通常具有非常低的捻度或不存在捻度。
纤维的旦尼尔数应小于约5000,最好在约100-1500之间。纱线支数应在1500-12,000米/千克之间。对涂敷磨具的布背衬而言,坯布即未处理布的重量在约0.15-1kg/m2的范围内,最好在约0.15-0.75kg/m2之间。
背衬底材可具有饱和剂树脂涂层、预胶结涂层(presize coat)和/或背胶结涂层(backsize coat)。若背衬底材是布背衬底材,则需要上述涂层中的至少一层。添加这些层的目的在于将背衬底材中的孔隙密封起来和/或保护背衬底材中的纱线或纤维。此外,添加预胶结涂层或背胶结涂层可在背衬底材的正面或背面形成“更光滑的”表面。预胶结涂层或背胶结涂层可渗透背衬底材的整个厚度,或者可仅渗透底材厚度的一半。可通过各种涂料的粘度来控制渗透深度。例如,可通过添加二氧化硅或粘土来改变粘度。
在饱和剂涂层、背胶结涂层或预胶结涂层施加在背衬底材上之后,可将所得背衬底材进行热处理或压延。热处理可以是将背衬底材置入在烘箱中的拉幅机上,使粘合剂前体至少部分固化。此外,背衬底材可通过加热的热箱进行处理。压延步骤会消除一些表面粗糙度,并通常会增加表面光滑度。
可与酚醛树脂混合来处理布背衬的乳胶树脂的例子包括丙烯腈丁二烯乳液、丙烯酸乳液、丁二烯乳液、丁二烯苯乙烯乳液和它们的组合。这些乳胶树脂可以各种商品名从各种不同来源购得,包括:Rohm and Haas公司的“RHOPLEX”和“ACRYLSOL”、Product & Chemicals公司的“FLEXCRYL”和“VALTAC”、Reichold Chemical公司的“SYNTHEMUL”和“TYLAC”、B.F.Goodrich公司的“HYCAR”和“GOODRITE”、Goodyear Tire and Rubber公司的“CHEMIGUM”、ICI公司的“NEOCRYL”、BASF公司的“BUTAFON”、Union Carbide公司的“RES”。
背衬底材还可含有其他一些材料,如选自填料、纤维、抗静电剂、润滑剂、湿润剂、表面活性剂、颜料、染料、偶合剂、增塑剂、悬浮剂等的添加剂,具体例子如1993年7月8日公布的PCT专利申请WO93/12911(Benedict等)中所述的用于背衬的那些底材。这些添加材料的用量则按所需的性能选定纤维增强材料
在本发明中使用的用于增强无拼接环形背衬用底材的纤维增强材料最好是单股纤维束的形式。或者,该材料可以是宽度比背衬底材宽度小的窄纤维条,例如最好这些纤维条的宽度与背衬底材宽度的比率为1/100至10/100。
用于本发明的合适的纤维束在市场上作为线、细绳、纱、粗纱和长丝有售。线和细绳通常是纱线的集合物。线具有非常高度的捻度,其摩擦表面较小。细绳可以通过编织或加捻纱线并合制成,一般比线粗。纱是许多纤维或长丝捻合或缠结而成。粗纱是拉伸合在一起而无捻合或捻合度很小的许多纤维或长丝。长丝是连续的纤维。粗纱和纱线均在单股长丝上形成。纤维垫或纤维网由纤维的基质构成,该纤维是细线状长条,具有至少约100∶1的纵横比构成。纤维的纵横比是纤维的较长尺寸与较短尺寸之比。
一般而言,纤维增强材料可以是任何可增加背衬强度和/或防止背衬伸长的材料。可在本发明的应用中使用的增强纤维材料的例子,包括金属纤维材料或非金属纤维材料两大类,使用非金属纤维材料较好。非金属纤维材料可以是由玻璃组成的材料,包括“FIBERGLAS”、碳矿石、合成或耐热性天然有机增强材料、或陶瓷材料。在本发明中优选使用的纤维增强材料是有机材料、玻璃和陶瓷纤维材料。有用的天然有机纤维材料包括羊毛、丝、棉或纤维素。有用的合成有机纤维材料的例子是由聚乙烯醇、耐纶、聚丙烯、聚酯、人造丝、聚酰胺、丙烯酸类、聚烯烃、芳酰胺或酚组成的材料。在本发明的应用中优选的有机纤维材料是芳酰胺纤维材料;这样的材料市售的有Du Pont公司的商品名为“KEVLAR”和“NOMEX”的产品。也可在背衬结构中使用几种类型的增强纤维。一般而言,任何陶瓷纤维增强材料可在本发明的应用中使用。适合本发明的陶瓷纤维增强材料的例子有3M公司的“NEXTEL”。
可在此结构中使用若干种类型的增强纤维。不同的纤维,如“FIBERGLAS”与耐纶、或“FIBERGLAS”与聚酯、或芳酰胺与耐纶、或芳酰胺与聚酯,都可通过沿预形成的无拼接背衬的宽度,在同一卷绕方向或以交叉型卷绕的方式将各类型纤维交替地卷绕来使用。所用的几种纤维应根据它们的优良性能来选择,例如,玻璃纤维的拉伸性小,而耐纶的强度大。也可先将两股或多股纤维束共捻在一起,所述纤维束可以在组成、旦尼尔数、捻度等方面相同或不同,然后将所得纱线作为单束施加在无拼接的背衬上。可选择不同的纤维束使复合的共捻纤维产生不同的所需物理性能,获得良好的性能平衡。
增强纤维可在施加到背衬上之前就含有某种预处理剂。该预处理剂可以是粘合促进剂或上浆化合物。例如,增强玻璃纤维可含一种表面处理剂,如可与玻璃纤维相容、并可促进增强纤维与初始结合涂层粘合的环氧树脂或聚氨酯树脂。这些玻璃纤维纱的例子有宾夕法尼亚州Pittsburgh市PPG公司的“930”玻璃纤维纱和Owens-Corning公司的“603”玻璃纤维纱。这些玻璃纱和粗纱的有用等级在约150-32,000米/公斤的范围内,上述范围也是优选值。
若使用玻璃纤维增强材料,则该玻璃纤维材料最好加用一种界面粘合剂即偶合剂,如硅烷偶合剂,以促进其与有机粘合材料的粘合作用,尤其是若使用热塑性粘合剂材料的话。硅烷偶合剂的例子包括Dow Coming公司的“Z-6020”或“Z-6040”。
纤维增强材料的长度必须足以围绕涂敷磨具环的长度(即周长)许多次并能产生至少一层明显的纤维增强材料层。换言之,纤维增强材料的长度足以使纤维束以许多圈螺旋形卷绕的式样在有机高分子粘合剂材料中形成一个层,各圈的纤维束与前一圈纤维束平行并接触。此螺旋一般并最好沿背衬环的整个长度纵向延伸。即各圈纤维束相对于环的边缘是接近平行的位置,虽然没有一圈与边缘完全平行。当然,各圈纤维束最好与无拼接的背衬底材的两个平行边缘呈恒定的基本上非零的角度。
对优选的纤维增强材料而言,增强纤维的旦尼尔数即细度在约5-5000旦尼尔之间,通常在约50-2000旦尼尔之间,最好在约5-50丹尼尔之间。须知道,旦尼尔数在很大程度上取决于所用纤维增强材料的具体类型。
在本发明中,可在背衬(无拼接环形背衬用底材/增强层)中出现几个不具有纤维增强材料的明显区域。这样,背衬上的一个区域的纤维增强材料与有机高分子粘合剂材料之比会大于另一区域。例如,纤维增强材料可完全位于背衬的边上和/或中心范围中的区域,结果其一些外缘基本上没有被纤维增强材料覆盖。这种实施方式可能并非在所有情况下都允许,因为它可能在背衬上形成不平整的表面。
在增强背衬底材时,将纤维增强材料施加在无拼接环形背衬用底材上,所述底材临时固定在本文所述的支承结构(例如鼓)上。可先将粘合剂前体涂敷在无拼接环形背衬用底材上,然后卷绕上增强材料。或者,可先将增强材料施加在无拼接环形背衬用底材上,然后涂敷粘合剂前体。在第三种实施方式中,可先用粘合剂前体使增强材料饱和,然后将此增强材料施加在无拼接环形背衬用底材上。即粘合剂前体可与增强材料相继地或同时地施加。使用上述三种方法中的任一种的组合也在本发明的范围内。
与增强纤维合用非织造底材也在本发明的范围内。在有些情况下,非织造底材会增加所得背衬的抗撕裂强度。例如,设想先用第一粘合剂前体使非织造底材饱和,再施加在背衬底材的第二表面上。然后,将增强纱线施加在经饱和处理的非织造底材的上面。第一粘合剂前体将润湿增强纱线并使增强纱线与背衬底材粘合。
在本发明的一个方面中,是将增强纤维施加在已有磨料涂层的无拼接环形背衬用底材上。为此,先将背衬底材里朝外翻过来,即其磨料涂层贴在支承鼓表面上,然后将增强纤维施加在背衬底材的与磨料涂层相反的表面上。施加了增强纤维和固化了粘合剂前体之后,必须将所得环形带再里外翻转,形成环形的涂敷磨具。
本发明所得的环形研磨带制品包含一个具有无拼接环形背衬用底材的背衬和许多连续存在于其表面上的增强纤维。一般而言,增强纤维在施加在背衬底材上时最好是平行的且无交织。下述特征也在本发明的范围内:增强纤维在无拼接的环形背衬用底材的整个横向宽度上是连续的,即在沿背衬底材宽度的增强纤维的排列中基本上无空隙。须知道,增强纤维是有始端和尾端的,但纤维的长度在无拼接环形背衬用底材上面能连续卷绕至少一圈。
虽然最好使用预形成的纤维作为纤维增强材料,但将热塑性和热弹性珠料就地挤压和冷却成单丝,再将此单丝螺旋形卷绕在无拼接背衬底材上面也在本发明的预料之中。用于固定增强纤维的粘合剂前体材料
用于固定纤维增强材料束或细条的粘合剂前体材料,可从各种各样的可以液体形式涂敷然后固化的粘合剂材料中进行选择。通常,用来使增强纤维饱和的有机高分子粘合剂材料的粘合剂前体的量,以纤维增强层的总重量计,在约40-99重量%之间,较好地在约65-92重量%之间,最好在约70-85重量%之间。
用来将增强材料固定在纤维增强层中的粘合剂材料是有机高分子粘合剂材料。它可以是固化的热固性树脂、热塑性材料或弹性体材料。有机高分子粘合剂材料最好是固化的热固性树脂。粘合剂材料最好是热固性树脂,这至少是因为当未固化时,甚至在环境条件下,这样的树脂可以良好流动(低粘度)的形式供给。此处,“环境条件”及其同义词是指室温,即15-30℃,一般约为20-25℃和30-50%相对湿度,一般约为35-45%相对湿度。
若背衬的有机高分子粘合剂材料包括可固化的热固性树脂,在制造背衬之前,例如为了使粘合剂前体能湿润增强纤维15和/或浸渍布背衬低材11,这热固性树脂是处于非聚合状态的,通常处于液体或半液体状态。在制造过程中,热固性树脂被固化即聚合成固态。取决于所用的具体热固性树脂,热固性树脂可使用一种固化剂即催化剂。当固化剂受到合适的能源(如热能或辐射能)的作用时,固化剂会引发热固性树脂的聚合。
可用于制造背衬的热固性树脂的例子包括酚醛树脂、氨基树脂、聚酯树脂、氨基塑料树脂、聚氨酯树脂、密胺甲醛树脂、环氧树脂、丙烯酸酯化异氰脲酸酯树脂、脲甲醛树脂、丙烯酸酯类树脂以及异氰脲酸酯树脂、丙烯酸酯化聚氨酯树脂、丙烯酸酯化环氧树脂的混合物,或者上述树脂的混合物。优选的热固性树脂是聚氨酯树脂、丙烯酸酯类树脂、环氧树脂、丙烯酸酯化聚氨酯树脂、聚酯树脂或软酚醛树脂以及它们的混合物。最优选的树脂是聚氨酯树脂、丙烯酸酯类树脂、环氧树脂和丙烯酸酯化聚氨酯树脂以及它们的混合物,因为它们具有合乎要求的固化速率、柔性、良好的热稳定性、强度和抗水性。
一个优选种类的粘合剂材料是聚氨酯弹性体,尤其是聚醚基聚氨酯。这些聚氨酯材料的例子包括Uniroyal Chemical公司的商品名为“VIBRATHANE”和“ADIPRENE”的产品。这些聚氨酯弹性体由预聚物形成,所述预聚物可以是以甲苯二异氰酸酯封端的预聚物为基的聚醚或以二苯基甲烷二异氰酸酯为基的聚醚。这些预聚物可用4,4’-亚甲基-二(邻氯苯胺)或二胺类固化剂交联。聚氨酯粘合剂也是较佳的,因为在热固化过程中,聚氨酯树脂的粘度不会有什么下降,因而在固化过程中不会有什么流动。将聚氨酯树脂与环氧树脂和丙烯酸酯类树脂掺合也在本发明的范围内。
酚醛树脂通常分为酚醛树脂A和酚醛清漆树脂两类。有用的市售酚醛树脂的例子有BTL Specialty公司的“VARCUM”、Ashland Chemical公司的“AROFENE”、Union Carbide公司的“BAKELITE”、和Monsanto公司的“RESINOX”。
酚醛树脂A的特征在于可被碱性催化,其甲醛与酚的摩尔比大于或等于1∶1,通常甲醛与酚之比在约1∶1至3∶1的范围内。可用来制备酚醛树脂A的碱性催化剂的例子包括氢氧化钠、氢氧化钾、有机胺或碳酸钠。
酚醛清漆树脂的特征在于可被酸性催化,其甲醛与酚的摩尔比小于1∶1,通常甲醛与酚之比在约0.5∶1至0.8∶1的范围内。用来制备酚醛清漆树脂的酸催化剂的例子包括硫酸、盐酸、磷酸、草酸或对甲苯磺酸。虽然酚醛清漆树脂通常被认为是热塑性树脂而非热固性树脂,但它们可与其他化学物质(例如,六亚甲基四胺)反应而形成固化的热固性树脂。
在制备本发明背衬的可聚混合物中可使用的环氧树脂包括单体的或聚合的环氧化物。有用的环氧物质即环氧化物可在其主链的性质和取代基方面有很大的差别。合乎要求的取代基的代表性例子包括卤素、酯基、醚基、磺酸酯基、硅氧烷基、硝基或磷酸酯基。含环氧的高分子材料的重均分子量可在约60至约4000的范围内变化,最好在约100至约600的范围内。各种含环氧的材料的混合物可在本发明的组合物中使用。市售环氧树脂的例子包括Shell Chemical公司的“EPON”和Dow Chemical公司的“DER”。
市售的脲甲醛树脂的例子包括Reichold Chemical公司的“UFORMITE”、Borden Chemical公司的“DURITE”、和Monsanto公司的“RESIMENE”。市售密胺甲醛树脂的例子包括Reichold Chemical公司的“UFORMITE”、和Monsanto公司的“RESIMENE”。“RESIMENE”用来表示脲甲醛树脂和密胺树脂两者。
可在本发明中使用的氨基塑料树脂的例子有每个分子具有至少一个α、β-不饱和羰基侧基的氨基塑料树脂,它们在例如美国专利No.4,903,440(Larson等)和5,236,472(Kirk等)中有揭示。
可使用的丙烯酸酯化异氰脲酸酯是由下述化合物的混合物制得的:至少一种单体,所述单体选自具有至少一个丙烯酸酯基端基或侧基的异氰脲酸酯衍生物和具有至少一个丙烯酸酯基端基或侧基的异氰酸酯衍生物;和至少一种具有至少一个丙烯酸酯基端基或侧基的脂族或脂环族单体。丙烯酸酯化异氰脲酸酯树脂在例如美国专利No.4,652,274(Boettcher等)中有叙述。
乙烯型不饱和树脂包括单体的和聚合的化合物两者,这些化合物含碳原子、氢原子和氧原子,有时还可含有氮原子和卤素。氧原子或氮原子或两者一般存在于醚、酯、聚氨酯、酰胺或脲基团中。乙烯型不饱和化合物的分子量最好小于约4000,并最好是由含脂族单羟基或脂族多羟基与不饱和羧酸如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸、马来酸等反应而形成的酯。丙烯酸酯树脂的代表性例子包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯/苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯/季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇甲基丙烯酸酯、四丙烯酸酯。其他乙烯型不饱和树脂包括单烯丙基、多烯丙基和多甲代烯丙基酯以及己二酸二烯丙酯、N,N-二烯丙基己二酰二胺。另一些含氮化合物包括异氰脲酸三(2-丙烯酰氧乙基)酯、1,3,5-三(2-甲基丙烯基氧乙基)-s-三嗪、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基哌啶酮。
丙烯酸酯化聚氨酯是羟基封端的NCO延伸的聚酯或聚醚的二丙烯酸酯。市售的丙烯酸酯化聚氨酯的例子包括Morton Thiokol Chemical公司的“UVITHANE782”和Radcure Specialities公司的“CMD6600”、“CMD 8400”和“CMD8805”。
丙烯酸酯化环氧化物是二丙烯酸酯,例如双酚A环氧树脂的二丙烯酸酯。市售的丙烯酸酯化环氧化物的例子包括Radcure Specialities的商品名为“EBECRYL 3500”、“EBECRYL 3600”和“EBECRYL 8805”的产品。
合适的热固性聚酯树脂有Owens-Coming Fiberglass公司以“E-737”和“E-650”的商品名销售的产品。合适的聚氨酯还有市售的与“CAYTUR”-31固化剂一起使用的“VIBRATHANE”B-813预聚物或“ADIPRENE”BL-16预聚物。它们均由Uniroyal Chemical公司供应。
如前面所指出的,在本发明的一些应用中,热塑性粘合剂材料与上面讨论的优选的热固性树脂相反,可用来将卷绕的增强纤维粘合在背衬底材上。热塑性粘合剂材料是这样一种高分子材料,它在温度提高时会软化,而当冷却至环境温度时一般恢复其原来的物理状态。在制造过程中,热塑性粘合剂被加热至其软化点以上,并往往超过其熔点,从而处于可流动的状态。当增强纤维被热塑性树脂粘合在背衬底材上之后,就冷却固化之。
本发明优选的热塑性材料是那些具有高熔点和/或良好耐热性的热塑性材料。即,优选的热塑性材料的熔点至少约100℃,最好至少约150℃。此外,优选的热塑性材料的熔点又要足够的低,即比增强材料的熔点至少低约25℃。这样,增强材料在热塑性粘合剂的熔化过程中不会受到不良影响。
适合在本发明磨具中制备背衬的热塑性材料的例子包括聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酯、聚亚砜、聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯、缩醛聚合物、聚酰胺、聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯或它们的组合。在这些聚合物中,优选聚酰胺、聚氨酯和聚氯乙烯,最优选的是聚氨酯和聚氯乙烯。
若由其形成背衬的热塑性材料是聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酯、聚亚砜或聚苯乙烯材料,可用打底剂来促进纤维增强层与初始结合涂层之间的粘合,若选择将初始结合涂层施加在背衬的该面上的话。“打底剂”一词的含义包括机械型和化学型打底剂这两者或者打底过程。这并非指在背衬的表面上加上一层布或织物。机械型打底剂的例子包括但不限于电晕处理和刮磨处理,这两种处理都增加表面的表面积。化学型打底剂的例子有例如聚氨酯、丙酮、硅的胶态氧化物、异丙醇和水的胶态分散液,例如由美国专利4,906,523(Bilkadi等)所公开的。
虽然对表面打底可包括刮磨即使表面糙化增加其表面积,背衬的表面仍如上所述比较“光滑”。即其表面形貌一般是光滑平整的,这样就很少有(若有的话)外露的即突出的纤维增强材料。较好的是,表面形貌一般不受有机高分子粘合剂材料中纤维增强材料的影响,这样能反映纤维增强材料在下面的形貌。
可用于使本发明的增强纤维饱和的第三类粘合剂是弹性体材料。弹性体材料即是弹性体,其定义为一种可以被拉长至其原长的的至少两倍,然后当松弛时可非常迅速地回缩到大约原长的材料。可在本发明应用中使用的弹性体材料的例子包括苯乙烯/丁二烯共聚物、聚氯丁二烯(氯丁橡胶)、丁腈橡胶、丁基橡胶、多硫橡胶、二-1,4-聚异戊二烯、乙烯/丙烯三元共聚物、硅橡胶或聚氨酯橡胶。在某些情况下,可将弹性体材料与硫、过氧化物或类似的固化剂进行交联,生成固化的热固性树脂。
在将粘合剂材料涂敷于增强纤维束的过程中,应注意监测其粘度。若粘合剂前体的粘度太低,则在进一步处理磨具的过程中粘合剂前体会流动或“融流”。这种流动是不适宜的,可能引起增强纤维的部位和方向发生改变。另一方面,若粘合剂前体的粘度太高,则粘合剂前体对增强纤维的湿润可能不够充分。优选的粘度范围在约500-20,000厘泊之间,更好的在1,000-15,000厘泊之间,最好在2,000-10,000厘泊之间。粘度的测定在室温下进行。可通过溶剂的量(树脂固含量的百分比)和/或改变起始树脂的化学种类对粘度进行调节。
在将增强纤维束施加于临时支承体上的无拼接背衬底材的过程中,还可进行加热使粘合剂前体更好地在增强纤维上润湿。然而,应对热量进行控制以避免粘合剂前体出现过早的固化。
粘合剂前体最好基本上盖没即包住增强纤维。粘合剂前体会润湿大部分增强纤维,然而,可能会有小部分,(但最好是非常少)的增强纤维未被粘合剂前体盖没。应有足够的粘合剂使增强纤维之间的任何隙缝或空隙基本上被粘合剂填满,虽然有时候希望保留增强纤维织物的某些组织。“足够的”一词是指有足量的粘合剂前体来使磨料背衬具有使用所需的性能。这些性能包括拉伸强度、耐热性、抗撕裂性和抗拉伸性等。在背衬中可能有足够的粘合剂,但仍会有一些内部孔隙。不过,最好将内部孔隙减至最少。此外,粘合剂通常要将背衬的背面密封,在无拼接背衬底材的背面上形成连续层。“密封”一词是指液体,例如水,不能透过背衬的背面渗入背衬中。
粘合剂前体通常是使用能源如热能或辐射能使其固化的。可在热固化过程中将纤维增强的背衬在鼓上旋转。由于旋转,可使粘合剂前体在其固化过程中的流动减至最小,形成非光滑的外形,并最终使磨粒的移动减至最小,若磨粒是其后在固化初始结合层的过程中施加于纤维增强层的话。
制造本发明增强背衬结构的一个优选的方法,是先提供一个其长度与最终所需的研磨带长度相同的无拼接环形的背衬用底材;然后将该底材暂时装在支承结构如一个鼓上。接着通过前述的卷绕技术将交替的耐纶或玻璃纤维的纱或纤维束施加在无拼接的背衬底材之上。这两种不同类型的纤维也可以是聚酯和芳酰胺。当施加纱线时,所用的张力应能将纱线拉压在无拼接的背衬底材上。有了张力还有利于促进粘合剂前体在纤维纱上的润湿。在将粘合剂前体涂敷在背衬底材表面之前、过程中或之后,应有足够的粘合剂前体用来至少润湿增强纱。
在有些情况下,为制造均匀的背衬,将纤维增强材料以两个卷绕层的形式施加上去,这两个层的卷绕是斜交的。最好在进行第一层卷绕之后和第二层卷绕(包括追加粘合剂前体)之前,将粘合剂前体至少部分固化。
在本发明的另一个可用的实施方式中,可通过静电涂敷、浆液涂敷、落涂或喷涂,将石榴石、二氧化硅、聚合物颗粒或焦炭颗粒等分散在一种树脂中,该树脂与用来润湿纤维增强束的树脂同类。可将所得到的该分散液涂敷在背衬底材的外露表面上或纤维增强层上(无论是哪一个面,它是最终施加磨料涂层的面的反面),使其表面具有一定的织构,从而起摩擦粘着层或牵引层的作用。该牵引层有利于带子的传动。牵引层还可由粘合剂前体与分散在其中的矿物质颗粒或纤维形成、或者是机织或非织造的织物。磨料层
增强背衬结构如前所述,包含无拼接的环形背衬用底材和施加在其上的纤维增强材料,将该增强背衬结构用作涂敷磨具的背衬。磨料物质可用任何已知的方式即落涂、浆液涂敷、静电涂敷、辊涂等施加上去。磨料涂料最好施加在无拼接背衬的没有增强纤维的那一面上,这是由于常用背衬的那一面与磨料涂料的粘着性比有纤维的那一面与磨料涂料的粘着性大。
一旦纤维增强背衬形成,就准备施加磨粒和若干层粘结剂层(也以粘结剂前体的形式涂敷),以形成磨具的磨粒涂层表面。初始结合涂层
可将初始结合涂层或称第二粘结剂层施加于背衬的任何一面,即无拼接背衬底材的外露面或增强纤维层面,但最好是无拼接背衬底材的外露面。可用任何常用的技术如落涂、喷涂、辊涂、凹版涂敷等来涂敷初始结合涂层用的粘合剂前体。
初始结合涂层以及下述的胶结涂层和上胶结涂层的粘结剂组合物可以是如下的物质。
有时用作初始结合涂层、有时用作胶结涂层和上胶结涂层的本发明涂敷磨具中的粘结剂层通常都由树脂型粘结剂形成。这些各个层可由相同的或不同的树脂型粘结剂形成。有用的树脂型粘结剂是那些可与背衬的有机高分子粘合剂材料相容的粘结剂。固化过的树脂型粘结剂也能耐受研磨条件,这样,粘结剂层就不会劣化和过早释放磨料物质。
树脂型粘结剂最好是热固性树脂层。适合在本发明中使用的热固性树脂型粘结剂的例子包括但不限于酚醛树脂、氨基塑料树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯化异氰脲酸酯树脂、脲甲醛树脂、异氰脲酸酯树脂、丙烯酸酯化聚氨酯树脂、丙烯酸酯化环氧树脂或它们的混合物。
热固性树脂粘结剂层最好含酚醛树脂、氨基塑料树脂或它们的组合。酚醛树脂最好是酚醛树脂A。市售的酚醛树脂的例子包括得克萨斯州Dallas市OXYChem公司的“Varcum”、俄亥俄州Columbus市Ashland Chemical公司的“AROFENE”、康涅狄格州Danbury市Union Carbide公司的“BAKELITE”。优选的氨基塑料树脂是一种每分子具有至少一个α、β-不饱和羰基侧基的树脂,按美国专利No.4,903,440(Larson等)或5,236,472(Kirk等)所揭示的方法制成。
分别在图2中标示为层27和层29的初始结合涂层和胶结涂层最好可含在磨具中常用的其他材料。这些材料称为添加剂,包括研磨助剂、填料、偶合剂、湿润剂、染料、颜料、增塑剂、脱模剂或它们的组合。技术人员通常使用这些材料的量是不会超出实际需要量的。对初始结合涂层和胶结涂层,填料的量以粘结剂的重量计,通常不超过约90重量%。有用的填料的例子包括碳酸钙和偏硅酸钙等钙盐、二氧化硅、金属、碳或玻璃。
粘结剂层,至少是初始结合涂层和胶结涂层即分别为第二和第三粘结剂层,由用硅烷偶合剂处理过的偏硅酸钙填充的树脂如酚醛树脂A形成。优选使用酚醛树脂A,至少是因为其具有耐热性、坚固性、高硬度和低成本。更好的是,粘结剂层中有大约50-90重量%的硅烷处理过的偏硅酸钙,后者是在酚醛树脂A中。磨粒
适合本发明的磨粒包括熔凝氧化铝、热处理氧化铝、陶瓷氧化铝、碳化硅、氧化铝-氧化锆、石榴石、金刚石、立方氮化硼、二硼化钛或它们的混合物。磨粒可以是有一定形状的(例如,棒形、三角形或棱锥形)或无一定形状的(即形状不规则的)。“磨粒”一词的含义包括磨粒晶粒、团粒或多晶粒的磨粒。团粒的例子在美国专利4,652,275(Bloecher等)和1994年9月30日申请的、已转让给本发明受让人的美国专利申请No.08/316,259(Christianson)中有叙述。团粒可以是不规则形的,或具有与其有关联的确切形状,例如立方体、锥体、截棱锥或球体。团粒中含有磨粒或磨料晶粒和粘合剂。粘合剂可以是有机的或无机的。有机粘合剂的例子包括酚醛树脂、脲甲醛树脂和环氧树脂。无机粘合剂的例子包括金属(例如镍)和金属氧化物。金属氧化物通常被分类成玻璃(玻璃质化的)、陶瓷(晶状的)或玻璃-陶瓷。关于陶瓷团粒的进一步的信息在1994年9月30日申请的、已转让给本发明受让人的美国专利申请No.08/316,259(Christianson)中有揭示。
可在本发明的应用中使用的氧化铝颗粒包括熔凝氧化铝、热处理氧化铝和陶瓷氧化铝。这类陶瓷氧化铝的例子在美国专利4,314,827(Leitheiser等)、4,744,802(Schwabel)、4,770,671(Monroe等)和4,881,951(Wood等)中有揭示。
适合本发明用途的磨粒的平均粒径至少约为0.1微米,至少约100微米更宜。约100微米的粒径大致相当于美国国家标准协会(ANSI)标准B74.18-1984所规定的涂敷磨料120级的磨粒。根据涂敷磨具背衬所需的最终用途,磨粒可以定向地,也可不定向地施加在背衬上。
可通过任何常用技术如静电涂敷法、滴涂法或磁性涂敷法将磨粒埋置入初始结合涂层前体中。在静电涂敷过程中,将静电荷施加在磨粒上,静电就驱使磨粒向上。静电涂敷有使磨粒定向的趋势,它一般会使研磨性能变得更好。在落涂中,磨粒从加料机中排出,因重力而落入粘合剂前体中。用机械力驱使磨粒向上进入粘合剂前体中也在本发明的范围内。磁性涂敷是使用磁力来涂敷磨粒。
若用静电涂敷法来施加磨粒,最好将背衬装在鼓上。此鼓可以是原来作为支承结构的鼓或另一个鼓,鼓起着静电涂敷工艺中接地板的作用。然后将适量的磨粒置于鼓下方的板上。接着,令鼓旋转,产生静电场。当鼓旋转时,磨粒就被埋置入初始结合涂层中。鼓旋转直至所需量的磨粒完全涂敷上去为止。将所得结构置于足以使初始结合涂层固化的条件下。
或者,可用一块带电板代替鼓作为静电工艺的接地板。胶结涂层
胶结涂层即第三粘结剂层,可例如通过辊涂或喷涂施在磨粒和初始结合涂层上面。优选的胶结涂层是用硅烷处理过的偏硅酸钙填充的酚醛树脂A。施加了胶结涂层之后,通常接着用能源使胶结涂层固化。这些能源包括热能和辐射能源。上胶结涂层
在有些情况下,可能最好在胶结涂层上面再施加一层上胶结涂层即第四粘结剂层。或可使用的上胶结涂层最好可包括研磨助剂以增强涂敷磨具的研磨特性。研磨助剂的例子包括四氟硼酸钾、冰晶石、铵冰晶石或硫。技术人员通常不会超出实际需要量使用研磨助剂。上胶结涂层可包含粘合剂和研磨助剂。
也可用预形成的涂敷有磨料的薄片来施加磨料材料。该薄片是一块底材,其上面涂敷了磨粒。底材可以是一块布、高分子膜、硬化纸等等。可用上面讨论的任何一种粘结剂将此薄片施加在本发明背衬的外表面上,代替上述粘结剂的可用热熔接合、压敏粘结剂或机械连接方式(如钩环方式,例如在美国专利No.4,609,581(Ott)中有叙述)。薄片的施加方法可包括以下连接方法:将薄片施加在背衬上的粘合剂液体环和增强纤维上面,将液体背衬环固化后就使薄片连接上去。本发明的涂敷磨具的这种实施方式是有利的,至少是因为一旦薄片上的磨料材料用完后,可除去这块薄片,再用另一块此类薄片代替之。用这种方法,本发明的背衬可反复使用。
下述一些非限定性实施例将进一步说明本发明。在这些实施例中,所有份、百分数、比率等均以重量计,除非另有说明。
实施例
在所有这些实施例中,使用以下标记。DW: 去离子水;SCA: 硅烷偶合剂,Osi Specialties公司(Danbury市,康涅狄格州)产品,
商品名“A-1100”;ASC: 无定形硅质粘土,DeGussa GMBH公司(德国)产品,商品名
“Peerless#4”;RPR: 酚醛树脂A,含0.75-1.4%游离的甲醛和6-8%游离的苯酚,固
含量约为78%,其余为水,pH约为8.5,粘度约为2400-2800厘泊;ASF: 无定形二氧化硅填料,DeGussa GMBH公司(德国)产品,商品名
“Aerosil R-972”;HLR: 乳胶树脂,B.F.Goodrich公司(Cleveland市,俄亥俄州)产品,商品
名“Hycar 158”;SWA1: 湿润剂,Akzo Chemie America公司(Chicago市,伊利诺伊斯州)产
品,商品名“Interwet 33”;SWA2: 湿润剂,Union Carbide公司(Danbury市,康涅狄格州)产品,商
品名“Silwet L-7604”;ERH: 环氧树脂,Shell Chemical公司(得克萨斯州,Houston市)产品,商
品名“Epon 828”;POPDA: 聚氧丙烯二胺,Huntsman公司(犹他州,Salt Lake City市)产品,商
品名“Jeffamine D-230”;UR1: 聚醚基聚氨酯树脂,Uniroyal Chemical公司(康涅狄格州,Middlebury
市)产品,商品名“Adiprene L-167”;DMTA: 二(甲硫基)甲苯二胺,Albemarle公司(路易斯安那州,Baton Rouge
市)产品,商品名“Ethacure 300”;TPGA: 二缩三丙二醇二丙烯酸酯,Sartomer公司(宾夕法尼亚州,West
Chester市)产品,商品名“SR-306”;PH2: 2-苄基-2-N,N-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-1-
丁酮,Ciba Geigy公司(纽约州,Hawthorn市)产品,商品名“Irgacure
369”;CMSK: 偏硅酸钙,NYCO公司(纽约州,Willsboro市)产品,商品名“400
Wollastokup”;IO: 氧化铁颜料,Harcros Pigments公司(伊利诺伊斯州,Fairview Heights
市)产品,商品名“KromaRedIron Oxide”;GBF: 玻璃泡,3M公司(明尼苏达州,St.Paul市)产品,商品名“Scotchlite
H50/10,000 EPX”。实施例1
由Advanced Belt Technology公司(康涅狄格州,Middletown市)购得商品名为“WT-3”的无拼接环形聚酯/棉背衬底材。它具有2棉线跳1聚酯线的织纹,其中棉线为经线,聚酯线为纬线。聚酯线约为11线/cm,棉线约为45线/cm。聚酯线的方向与环形带周边的方向一致,而棉线与其横交。无拼接背衬的长度为335.3cm(132英寸),宽度为30.5cm(12英寸)。
将无拼接环形背衬用底材在自来水中漂洗,然后置于周长335.3cm,宽38.1cm,壁厚0.64cm的铝毂之上。铝毂安装在7.6cm的心轴上,该心轴由用一直流马达驱动,每分钟可旋转1-45转(rpm)。
将无拼接背衬装在铝毂上后,即将一种饱和剂施加在背衬上。将以下配方的饱和剂树脂层涂敷在无拼接环形背衬用底材上:25份DW、0.5份SCA、14份ASC、21.5份RPR、2.5份ASF、36份HLR、0.25份SWA1和0.25份SWA2。这种饱和剂树脂的粘度在34℃用具有2根转轴的Brookfield型粘度计以60rpm进行测定时,为30厘泊。饱和剂涂层的湿重约为0.0325g/cm2(0.21g/英寸2),穿透背衬环的约一半厚度。涂敷后,令铝毂以3rpm旋转,用红外加热器使饱和剂涂层干燥和部分固化。
将具有以下配方、被称为“预胶结涂料”的环氧树脂涂料涂敷在已涂有饱和剂涂层的无拼接背衬上:73份ERH、24.35份POPDA、2.4份ASF和0.25份SWA2。这种环氧树脂涂层的湿重约为0.009g/cm2(0.06g/英寸2)。涂敷后,令铝毂以3rpm旋转,并用上述红外加热器使涂层部分地固化。
将具有以下配方、被称为“卷绕”树脂的聚氨酯树脂涂敷在固化的预胶结涂层上,形成“基层”:50份UR1、23份DMTA、26份TPGA、0.5份PH2和0.5份SWA2。该涂层的湿重约为0.0325g/cm2(0.21g/英寸2)。涂敷后,用刮板将卷绕树脂刮平。。然后用Fusion Systems公司的(600瓦/英寸)“V”形灯泡令刮平的树脂固化60秒钟。
再用上述方法将第二层卷绕树脂涂敷在固化的基层上面。刮平后,将购自宾夕法尼亚州Bethlehem市Synthetic Thread公司的800旦尼尔“KEVLAR 49”纤维以每厘米带宽约16.5线(42线/英寸)卷绕在平滑的这层树脂上并浸于其,纤维要基本上被树脂盖没。“KEVLAR”纤维使最终的背衬变得牢固并使其拉伸性减至最小。卷绕时先令纤维束穿过一张紧轮,然后通过一精梳机,一次二根。用一纤维束引导系统将增强纤维束卷绕包缠在无拼接的背衬用环形底材上,所述纤维束引导系统具有一个水平卷绕机,它在毂的面前以每分钟10厘米的速率横向移动。在此工艺过程中,毂以45rpm旋转。卷绕之后,用刮板将树脂连同纤维刮平,并用“V”形灯泡固化60秒钟。
将又一层卷绕树脂以相同的树脂重量直接涂敷在前面固化了的树脂上面。然后用相同的“V”形灯泡将该树脂固化60秒钟。
从铝毂上卸下此具有纤维增强的环形背衬,将其里朝外翻过来,这样其增强纤维层就处于环的内表面。实施例2
用与实施例1相同的方式制造实施例2的背衬,所不同的是,将那几层卷绕树脂层涂敷和固化后,在Doall D-10型研磨床(伊利诺伊斯州Des Plaines市Doall公司产品)上使用180微米的特等精密磨光膜(3M公司产品)磨去约0.12-0.25mm(5-10密耳)固化的树脂。这种精密研磨的操作有助于使背衬表面更平滑并提供均匀的尺寸。实施例3
用与实施例1相同的方式制造实施例3的背衬,所不同的是,在施加了第二层卷绕树脂并将其刮平后,再涂敷第三层卷绕树脂并刮平。然后将第二层纤维卷绕在此平滑的树脂之中和其上面。将此树脂固化,又涂敷第四层树脂固化之。将所得背衬带外翻过来。实施例4
用与实施例3相同的方式制造实施例4的背衬,所不同的是,在最后的固化之后,从铝毂上卸下带子,切割成7.62cm(3英寸)宽。将这些切成后的狭带移至心轴上(此时增强纤维朝外),在Doall D-10型磨床上用180微米的特等精密磨光膜(3M公司产品)磨去约0.12-0.25mm(5-10密耳)固化的树脂。这种精密研磨的操作有助于使背衬表面更为平滑并提供均匀的尺寸。
在以下所有实施例中,使用以下标记,具体是用于制造磨料团粒的。SAG: 立方氮化硼颗粒,140/170目;ERH: 环氧树脂,Shell Chemical公司(得克萨斯州,Houston市)产品,商
品名“Epon 828”;DW: 去离子水;EGME: 乙二醇单丁醚,也称作polysolve,Olin公司(康涅狄格州,Stamford
市)产品;PS100: 芳族溶剂,Exxon Chemical公司(得克萨斯州,Houston市)产品,
商品名“WC-100”;EPH: 环氧类硬化剂,Henkel公司(明尼苏达州,Minneapolis市)产品,商
品名“Versamid 125”;GPM: 玻璃粉,SiO2 51.5%、B2O2 27.0%、Al2O3 8.7%、MgO 7.5%、ZnO
2.0%、CaO 1.1%、Na2O 1.0%、K2O 1.0%、Li2O 0.5%,磨成比
325目更细。实施例5
实施例5是将实施例1的背衬切割成7.6cm(3英寸)宽,由其制成涂敷研磨带。
将经切至上述宽度的实施例1的纤维增强背衬里朝外翻转过来,使增强纤维在里面,然后在拉力作用下置于一对导轮上,其中的一个导轮可由马达驱动使背衬旋转。所有的树脂涂层均在背衬的聚酯/棉纤维的一面上。
将具有以下配方的饱和剂树脂辊涂在无拼接背衬底材的与纤维增强层相反的外露表面上:31.6份DW、0.4份SCA、13.3份ASC、20份RPR、1.8份ASF、32.4份HLR、0.25份SWA1和0.25份SWA2。该饱和剂涂层的湿重约为0.019g/cm2(0.12g/英寸2)。将涂了饱和剂树脂的背衬置于一圆毂上面,然后在90℃烘箱中干燥30分钟。
将具有以下配方的环氧类预胶结树脂刮涂在经干燥的背衬上:73份ERH、24.35份POPDA、2.4份ASF和0.25份SWA2。预胶结涂层的湿重约为0.011g/cm2(0.07g/英寸2)。将置于圆毂上的涂敷后的背衬放在90℃烘箱中固化30分钟。
在此7.6cm(3英寸)宽的背衬上,按5.7cm(2.25英寸)宽的范围刮涂具有以下配方的酚醛类初始结合树脂:34.29份RPR、12.46份DW、51.85份CMSK、0.75份ASF、0.19份ASC、0.23份SWA1和0.23份SWA2。刮板参数(缝隙)设为0.3mm(0.013英寸)。
按下述方法制备玻璃质化的磨料团粒。先配制玻璃粘合剂GPM,其热膨胀系数应与在此实施例中使用的超磨粒的热膨胀系数(3.5×10-6/℃)大致相同。
然后将以下配方的原料混合形成料浆来形成玻璃质化的团粒:47.2份SAG、17.7份GP、6.8份ERH、3份ERH、3份PS100和22.3份85/15EGME/DW。将料浆刮入到一个具有许多深长、宽约为1016微米(0.040英寸)的孔的聚硅酮的模子中。将模子中的料浆在90℃干燥固化30分钟。将所得的许多小立方体团粒从模中取出。为防止团粒在以后的煅烧过程中聚结在一起,将经干燥的团粒埋入装有220/230目SAG粉末床的氧化铝烧箱中。将烧箱置于对空气敞开的小窑炉中。用4小时将炉温从25℃升至900℃,然后在900℃保温3小时,接着停止加热,冷却至室温过夜。用16目筛将经煅烧、已玻璃质化的团粒过筛,使它们互相分开,同时除去细粒的SAG。
将上面制得的玻璃质化的团粒以0.093g/cm2(0.60g/英寸2)的重量落涂在上述酚醛类初始接合涂层上和其中。将带子装在近似圆形的毂上,置于烘箱中,在90℃保持90分钟,然后在155℃保持30分钟。
将具有以下配方的酚醛类胶结树脂辊涂在团粒层上面:30.06份RPR、28.48份DW、0.37份SCA、37.34份CMSK、0.19份IO、1.21份GBF、0.23份SWA1和0.23份SWA2。胶结涂层的湿重约为0.033g/cm2(0.21g/英寸2)。再将带子置于烘箱中,在90℃保持90分钟,再在105℃保持10小时,最后在130℃保持3小时。实施例6
按与实施例5相同的方式制造实施例6的研磨带,所不同的是,所用的背衬是实施例4的背衬。
上面结合各种具体的和优选的实施方式和技术对本发明进行了描述。但应明白,可以在不偏离本发明的实质和范围的条件下进行许多变化和修饰。
Claims (10)
1.制造柔性的涂敷研磨带的方法,它包括以下步骤:
(a)将一无拼接的环形背衬用底材紧紧地固定在一临时的支承结构的周围
表面上,该底材具有朝外的正面和与支承结构表面接触的背面;
(b)将连续的纤维增强材料在上述正面上施加许多圈;
(c)将第一粘合剂前体的涂料施加在上述正面上;
(d)使上述涂层处于可有效固化所述第一粘合剂前体并将上述纤维增强材
料粘合在上述正面上的条件下,形成无拼接的环形增强背衬;
(e)将包含磨粒和粘结剂的磨料涂料施加在上述无拼接的环形增强背衬的
背面或正面上。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述连续的纤维增强材料是纤维束。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,是将所述纤维束螺旋形卷绕在所述正面上来施加所述纤维增强材料。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(c)在步骤(b)之前进行。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(e)在步骤(a)之前进行。
6.制造柔性的涂敷研磨带的方法,它包括以下步骤:
(a)将一无拼接的环形背衬用底材紧紧地固定在一临时的支承结构的周围
表面上,该底材具有朝外的正面和与支承结构表面接触的背面;
(b)用饱和剂树脂前体使所述底材至少部分地饱和;
(c)令所述饱和剂树脂前体至少部分固化;
(d)将预胶结涂层的前体施加在所述正面上;
(e)令所述预胶结涂层的前体至少部分固化;
(f)将连续的纤维增强材料在所述正面上施加许多圈;
(g)将第一粘合剂前体涂料施加在所述正面上;
(h)令所述涂层处于可有效固化所述第一粘合剂前体并将所述纤维增强材
料粘合在所述正面上的条件下,形成无拼接的环形增强背衬;
(i)将包含磨粒和粘结剂的磨料涂料施加在所述无拼接的环形增强背衬的
背面或正面上。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述环形底材是布。
8.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述连续的纤维增强材料是螺旋形卷绕在所述正面上的纤维束,纤维束的间隔相当于所述正面的横向宽度上为2-50股/厘米。
9.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述螺旋形卷绕的纤维束基本上覆盖所述正面的整个横向宽度。
10.制造柔性的涂敷研磨带的方法,它包含以下步骤:
(a)将一无拼接的环形背衬用底材紧紧地固定在一临时的支承结构的周围
表面上,该底材具有朝外的正面和与支承结构表面接触的背面;
(b)用饱和剂树脂前体使所述底材至少部分饱和;
(c)令所述饱和剂树脂前体至少部分固化;
(d)将预胶结涂层前体施加在所述正面上;
(e)令所述预胶结涂层前体至少部分固化;
(f)将包含连续纤维增强材料和粘合剂的材料在所述正面上施加许多圈;
(g)将包含磨粒和粘结剂的磨料涂料施加在所述无拼接环形增强背衬的背
面或正面上。
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