CN112692742A

CN112692742A - 一种柔韧纸基砂纸的制造方法、砂纸

Info

Publication number: CN112692742A
Application number: CN202011539889.2A
Authority: CN
Inventors: 宋强; 张晓月; 齐守保; 富凯; 卢武; 刘哲; 袁野
Original assignee: Suzhou Far East Abrasives Co ltd
Current assignee: Suzhou Far East Abrasives Co ltd
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2021-04-23
Anticipated expiration: 2040-12-23
Also published as: CN112692742B

Abstract

本发明提供一种柔韧纸基砂纸的制造方法，包括以下步骤：S1、纸基基材开卷；S2、在基材植砂面上涂覆底胶胶料；S3、在涂覆的底胶胶料上植入磨料；S4、预干燥以形成底胶层，预干燥后增湿；S5、在底胶层和磨料外侧涂覆复胶胶料；S6、主干燥以形成复胶层，主干燥后增湿；S7、收卷并增湿；S8、柔曲增湿处理，制得砂纸；底胶层、复胶层中均掺有增韧剂。本发明还提供一种柔韧纸基砂纸。通过在砂纸的底胶胶料、复胶胶料中添加增韧剂及对底胶胶料、复胶胶料配方组分及配比的优化，提高底胶层、复胶层的柔韧性；通过四道增湿工序，保证相应工序中纸基的含水量，降低相应工序中纸基的脆性，进而保证制造的砂纸柔韧性好、砂纸平整、磨削不易折断。

Description

一种柔韧纸基砂纸的制造方法、砂纸

技术领域

本发明涉及磨具技术领域，尤其涉及一种柔韧纸基砂纸的制造方法、砂纸。

背景技术

砂纸是一种将磨料通过胶黏剂粘接到纸基材上制成的磨削材料，可根据需要裁切成任意形成，可揉曲，因而应用越来越广泛。现有市面上砂纸存在纸基较脆，使用过程中易折断的问题。同时由于砂纸较硬、平整性差，导致磨削时与板材服帖性差，磨削表面质量不好。尤其是高端板材磨削达不到表面平整性要求，限制了砂纸的推广。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种柔韧纸基砂纸的制造方法，在砂纸的底胶胶料、复胶胶料中添加增韧剂，以及对底胶胶料、复胶胶料配方组分及配比的优化，以及四道工序增湿处理，改善纸基韧性，解决砂纸磨削过程中易折断、不平整的问题。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现。

本发明的第一个目的是提供一种柔韧纸基砂纸的制造方法，包括以下步骤：

S1、纸基基材开卷；

S2、在基材植砂面上涂覆底胶胶料；

S3、采用静电植砂工艺在涂覆的底胶胶料上植入磨料，植砂量为100～500g/m²；

S4、预干燥以形成固结磨料底部的底胶层，预干燥后增湿；

S5、在底胶层和磨料外侧涂覆复胶胶料；

S6、主干燥以形成复胶层，主干燥后增湿；

S7、收卷并增湿；

S8、柔曲增湿处理，制得砂纸；

其中，所述底胶层、所述复胶层中均掺有增韧剂。

优选地，所述底胶胶料包括：

优选地，所述复胶胶料包括：

优选地，还包括稀释剂，以调节胶料粘度。

优选地，步骤S4中，预干燥温度为80～100℃，预干燥时间为1～2小时；在预干燥工序出口设置第一喷淋装置以进行增湿处理，以使得所述基材含水量为5～10％。

优选地，所述预干燥包括四个预干燥区，所述第一喷淋装置设置于最后一个干燥区内。

优选地，步骤S6中，主干燥温度为90～110℃，主干燥时间为2～3小时；在主干燥工序出口设置第二喷淋装置以进行增湿处理，以使得所述基材含水量为10～15％。

优选地，所述主干燥包括八个主干燥区，所述第二喷淋装置设置于最后一个干燥区内。

优选地，步骤S7中，收卷处采用压辊增湿，增湿用的水中含有8～12％的乙二醇。

本发明的第二个目的是提供一种柔韧纸基砂纸，采用如上所述的制造方法制得。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明提供一种柔韧纸基砂纸的制造方法，在砂纸的底胶胶料、复胶胶料中添加增韧剂，以及对底胶胶料、复胶胶料配方组分及配比的优化，提高底胶层、复胶层的柔韧性，进而增加了制造得到的砂纸的柔韧性，以降低砂纸在磨削过程中折断的概率。此外，通过预干燥增湿、主干燥增湿、收卷增湿、柔曲增湿四道工序的增湿处理，保证相应工序中纸基的含水量，降低相应工序中纸基的脆性，提高纸基加工时的柔韧性，便于加工且降低因纸基因脆性问题导致其在制造过程中受损的概率，保证纸基的强度。即，本发明的方法制造得到砂纸柔韧性好，磨削不易折断，砂纸平整，提高磨削精度高。

本上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的制造方法的步骤流程图；

图2为本发明的柔曲增湿工艺所采用的第三喷淋装置的结构示意图；

图3为本发明的第三喷淋装置的喷头的结构示意图；

图4为本发明的一实施例中砂纸的结构剖视图。

图中：

100、砂纸；11、基材；12、底胶层；13、磨料；14、复胶层；

200、第三喷淋装置；21、喷头；211、第一入口；212、第二入口；22、压缩空气通道；23、喷雾开关；24、水路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

本发明提供一种柔韧纸基砂纸的制造方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1、纸基基材开卷；具体地，在半自动开卷打印机上进行，开卷速度为15～25m/min，进一步地，开卷时根据用户需求打印商标；

S2、在基材植砂面上涂覆底胶胶料；具体地，涂覆底胶胶料在自动底胶机上进行；此外，在进行涂覆胶料之前，配置底胶胶料、复胶胶料待用；

S3、采用静电植砂工艺在涂覆的底胶胶料上植入磨料，植砂量为100～500g/m²；具体地，在自动静电植砂机上进行，各工序的速度同步一致，磨粒在高压静电场内通过电极放电变成带电体进行跳动，均匀而垂直的分布在纸基上，植砂量根据磨粒粒度而定；

S4、预干燥，在悬挂式预干燥室内进行，各工序速度同步一致，通过预干燥以使得底胶胶料干燥固化，以形成固结磨料底部的底胶层；预干燥后增湿，以使得基材在经过预干燥后保持一定的含水量，以降低基材刚经过干燥固化后的脆性，提高基材表面平整性及柔性，以便后续复胶涂覆；

S5、在底胶层和磨料外侧涂覆复胶胶料；具体地，涂覆复胶胶料在自动复胶机上进行；

S6、主干燥，在悬挂式主干燥室内进行，各工序速度同步一致，以使得复胶胶料干燥固化以形成复胶层；主干燥后增湿，以使得经过主干燥后的基材保持一定的含水量，以降低基材刚经过干燥固化后的脆性，提高基材表面平整性及柔性，以便后续收卷，且降低后续收卷操作对纸基强度的影响；

S7、收卷并增湿；具体地，在与主干燥室连通的隔热室内进行，各工序速度同步一致，在收卷处增加压辊增湿，以使得收卷后的基材具有一定的含水量，以避免基材水分散失；收卷增湿后，停放一至两天；

S8、柔曲增湿处理，制得砂纸；具体地，采用砂纸柔曲工艺，通过柔曲操作是的基材的胶层产生连续地、微细的裂纹，以使基材获得柔软性；柔曲过程中，对基材加热并在基材背面均匀喷洒增湿剂，通常增湿剂为水，以降低基材的脆性，以便于柔曲操作；柔曲增湿处理后，卷绕后放入大卷库；

其中，所述底胶层、所述复胶层中均掺有增韧剂。通过在底胶层、复胶层中掺入增韧剂，即底胶胶料、复胶胶料中含有一定量的增韧剂，以增加底胶层、复胶层的柔韧性，进而增加了制造得到的砂纸的柔韧性，以降低砂纸在磨削过程中折断的概率。此外，底胶层、复胶层的柔韧性的提高，降低砂纸在磨削过程中因底胶层、复胶层在承受较大的压力而出现的胶层与基材或磨料的剥离的概率。

在一实施例中，所述纸基基材重量为240～260g/m²，厚度为0.25～0.3mm，经向抗拉强度为1400～1500N/5cm，纬向抗拉强度为400～500N/5cm，经向断裂延伸率为4～6％，纬向断裂延伸率为8～12％，含水量5～8％。

在一实施例中，磨料包括刚玉或碳化硅，植砂量为60～250g/m²，粒度为P60～P500。

在一实施例中，底胶胶料涂覆量为30～70g/m²，复胶胶料涂覆量为50～180g/m²。具体地，磨料粒径增大，则底胶胶料、复胶胶料的涂覆量及植砂量相应增加，以稳固粘接磨料的同时降低胶料使用成本。

在一实施例中，所述底胶胶料包括：

具体地，环氧树脂作为砂纸用的粘接剂，环氧树脂形成的胶层具有一定的柔软性。二氧化硅作为填料，改善底胶胶料的加工性能，降低成本。氟化磷腈橡胶作为增韧剂，是以磷和氮原子为主链的无定型线性氟代烷氧基磷腈高分子弹性体，具有良好的物理机械强度，屈挠性好，用以增加底胶层的柔韧性。聚二甲基硅氧烷作为分散剂，使底胶胶料中的固体物质均匀分散于液体物质而不发生团聚。偶联剂使得无机的填料与环氧树脂紧密结合，还能使得后续植入的磨料与底胶层内的树脂紧密结合；进一步地，偶联剂为硅烷偶联剂。二烷基磺基琥珀酸钠作为消泡剂，用以消除底胶胶料搅拌过程中产生的泡沫杂质，以避免泡沫影响底胶胶料的粘接强度及附着力，以使得底胶胶料更好地的粘接基材和磨料。固化剂用以与环氧树脂发生化学反应，形成网状立体聚合物，此外，增韧剂包络固化剂与环氧树脂反应形成的网状体中，形成立体的增韧结构，提高增韧性。

进一步地，所述底胶胶料中还包括稀释剂，用以调节底胶胶料的粘度，以调整至适宜底胶胶料的涂覆以及粘接磨料的粘度。

在一实施例中，所述复胶胶料包括：

具体地，酚醛树脂作为复胶层粘接剂，具有良好的耐热性和机械强度，在砂纸进行磨削时，砂纸表面与工具表面快速摩擦而产生瞬时高温，酚醛树脂的耐高温性，以降低复胶层在该瞬时高温下氧化，提高复胶层的使用寿命。硅灰石作为填料，改善底胶胶料的加工性能，降低成本。氟化磷腈橡胶作为增韧剂，是以磷和氮原子为主链的无定型线性氟代烷氧基磷腈高分子弹性体，具有良好的物理机械强度，屈挠性好，用以增加复胶层的柔韧性。聚二甲基硅氧烷作为分散剂，使复胶胶料中的固体物质均匀分散于液体物质而不发生团聚。偶联剂使得无机的填料与酚醛树脂紧密结合；进一步地，偶联剂为硅烷偶联剂。二烷基磺基琥珀酸钠作为消泡剂，用以消除复胶胶料搅拌过程中产生的泡沫杂质，以避免泡沫影响复胶胶料的粘接强度及附着力，以使得复胶胶料更好地的粘接在基材和磨料外侧。

进一步地，所述复胶胶料中还包括稀释剂，用以调节复胶胶料的粘度，以调整至适宜复胶胶料的涂覆以及粘接磨料和底胶层所需的粘度。

在一实施例中，步骤S4中，预干燥温度为80～100℃，预干燥时间为1～2小时；在预干燥工序出口设置第一喷淋装置以进行增湿处理，以使得所述基材含水量为5～10％。所述预干燥包括四个预干燥区，所述第一喷淋装置设置于最后一个干燥区内。具体地，预干燥在悬挂式预干燥室内进行，预干燥室分为四个预干燥区，最后的干燥区温度最高，采用温度递增干燥方式，以使得基材温度逐渐升高以实现干燥，以避免温度升高过快而使底胶层或基材发生变形。

在一实施例中，步骤S6中，主干燥温度为90～110℃，主干燥时间为2～3小时；在主干燥工序出口设置第二喷淋装置以进行增湿处理，以使得所述基材含水量为10～15％。所述主干燥包括八个主干燥区，所述第二喷淋装置设置于最后一个干燥区内。具体地，主干燥在悬挂式主干燥室内进行，主干燥室分为八个主干燥区，最后的主干燥区温度最高，与预干燥一样采用温度递增干燥方式，使得复胶胶料温度逐渐升高以实现固化，以免温度骤升而导致复胶层变形。

在一实施例中，步骤S7中，收卷处采用压辊增湿，增湿用的水中含有8～12％的乙二醇，乙二醇的添加用以增强水分与砂纸的结合，提高增湿效率，使得收卷后的砂纸卷材含水量为10～15％，以提高砂纸卷材进入柔曲工艺时的保水量。

在一实施例中，柔曲增湿处理后的砂纸含水量为10～20％。制得的砂纸经熟化即可使用。进一步地，柔曲增湿采用的第三喷淋装置200进行增湿，如图2所示，第三喷淋装置200包括：

若干喷头21，用以喷雾；

压缩空气通道22，用以输入压缩空气，施加压力于水流，增压使得水流自喷头21出以水汽喷出；

喷雾开关23，用以控制相应喷头21的开启或关闭；

水路24，用以输送水。

进一步地，如图3所示，所述喷头21一侧设有用以输入水流的第一入口211；另一侧设有用以输入压缩空气的第二入口212，以对喷头21增压。所述喷头21喷出的雾状水可根据需求调节，以均匀对基材进行增湿。

本发明还提供一种柔韧纸基砂纸，采用如上所述的制造方法制得。具体地，如图4所示，砂纸100依次包括基材11、底胶层12、磨料13、复胶层14，所述底胶层12粘接于所述基材11一表面上，所述磨料13底部局部嵌入所述底胶层12内，所述复胶层14粘接于所述底胶层12和磨料13外表面；其中，所述底胶层12胶料、所述复胶层14胶料中包括增韧剂，以提高所述底胶层12、所述复胶层14的柔韧性，进而提高砂纸的柔韧性。

为了阐述本文的发明，以下以具体实施例进行阐述。应当理解这些实施例仅用于说明性目的并且不应被理解为以任何方式限制本发明。

实施例1

一种柔韧纸基砂纸的制造方法，包括以下步骤：

(1)纸基基材开卷；纸基基材重量为250g/m²，厚度为0.25mm，经向抗拉强度为1400N/5cm，纬向抗拉强度为400N/5cm，经向断裂延伸率为5％，纬向断裂延伸率为10％，含水量5％；

(2)采用自动底胶机在基材植砂面上涂覆底胶胶料，底胶胶料涂覆量为70g/m²；

(3)采用静电植砂工艺在涂覆底胶的胶料上植入粒径为P120的作为磨料的刚玉，植砂量为130g/m²；

(4)预干燥，在悬挂式预干燥室内进行，预干燥室分为四个区，温度分别为80℃、80℃、90℃、90℃，使得底胶胶料固化，以形成固结磨料底部的底胶层，第四个预干燥区设置增湿喷淋装置，以使得经过预干燥后的基材含水量7％；

(5)采用自动复胶机在底胶层和磨料外侧涂覆复胶胶料，复胶胶料涂覆量为120g/m²；

(6)主干燥，在悬挂式主干燥室内进行，主干燥室分为八个区，温度分别为90℃、90℃、90℃、90℃、100℃、100℃、105℃、105℃、110℃，使得复胶胶料固化，形成复胶层；主干燥后增湿，以使得经过主干燥后的基材含水量为12％；

(7)收卷并增湿，使收卷后基材含水量为12％；

(8)柔曲增湿处理，以使砂纸含水量为13％。熟化48h得砂纸产品。

其中，所述底胶胶料包括：

所述复胶胶料包括：

实施例2

一种柔韧纸基砂纸的制造方法，包括以下步骤：

(4)预干燥，在悬挂式预干燥室内进行，预干燥室分为四个区，温度分别为80℃、80℃、90℃、90℃，使得底胶胶料固化，以形成固结磨料底部的底胶层，第四个预干燥区设置增湿喷淋装置，以使得经过预干燥后的基材含水量5％；

(6)主干燥，在悬挂式主干燥室内进行，主干燥室分为八个区，温度分别为90℃、90℃、90℃、90℃、100℃、100℃、105℃、105℃、110℃，使得复胶胶料固化，形成复胶层；主干燥后增湿，以使得经过主干燥后的基材含水量为10％；

(7)收卷并增湿，使收卷后基材含水量为10％；

(8)柔曲增湿处理，以使砂纸含水量为10％。熟化48h得砂纸产品。

其中，所述底胶胶料包括：

所述复胶胶料包括：

实施例3

一种柔韧纸基砂纸的制造方法，包括以下步骤：

(4)预干燥，在悬挂式预干燥室内进行，预干燥室分为四个区，温度分别为80℃、80℃、90℃、90℃，使得底胶胶料固化，以形成固结磨料底部的底胶层，第四个预干燥区设置增湿喷淋装置，以使得经过预干燥后的基材含水量10％；

(5)采用自动复胶机在底胶层和磨料外侧涂覆复胶胶料，复胶胶料涂覆量为120g/m；

(6)主干燥，在悬挂式主干燥室内进行，主干燥室分为八个区，温度分别为90℃、90℃、90℃、90℃、100℃、100℃、105℃、105℃、110℃，使得复胶胶料固化，形成复胶层；主干燥后增湿，以使得经过主干燥后的基材含水量为15％；

(7)收卷并增湿，使收卷后基材含水量为15％；

(8)柔曲增湿处理，以使砂纸含水量为20％。熟化48h得砂纸产品。

其中，所述底胶胶料、所述复胶胶料原料及用量与实施例1相同。

实施例4

本实施的制造工艺与实施例1相同，所述底胶胶料、复胶胶料与实施例1不同。

其中，所述底胶胶料包括：

所述复胶胶料包括：

实施例5

一种柔韧纸基砂纸的制造方法，包括以下步骤：

(7)收卷并增湿，使收卷后基材含水量为15％；

其中，所述底胶胶料包括：

所述复胶胶料包括：

对比例1

本实施例的底胶胶料和复胶胶料中不含氟化磷腈橡胶，其他工艺与实施例1相同。

对比例2

本实施例无预干燥增湿、主干燥增湿、收卷增湿处理，其他工艺及底胶胶料、复胶胶料与实施例1相同。

对比例3

本实施例底胶胶料和复胶胶料中不含氟化磷腈橡胶，无预干燥增湿、主干燥增湿、收卷增湿处理，其他工艺与实施例1相同。

实施例6

将实施例1至实施例6、对比例1至对比例3所制造的砂纸采用织物硬挺度试验仪检测抗弯刚度，检测结构见表一。

表一

由表一可知，实施例1至实施例5的抗弯刚度不超过100Mg*cm，相对于对比例1至对比例3，其柔韧性提高了50％左右。通过在砂纸的底胶胶料、复胶胶料中添加增韧剂来提高底胶层、复胶层的柔韧性，制造工艺通过增加预干燥增湿、主干燥增湿、收卷增湿来保证相应工序中纸基的含水量，降低相应工序中纸基的脆性，提高纸基加工时的柔韧性，便于加工。因脆性而使纸基形变性差，适当的含水量保证纸基具有一定的柔韧性，制造过程中不易受损而导致强度降低。

本发明提供一种柔韧纸基砂纸的制造方法，在砂纸的底胶胶料、复胶胶料中添加增韧剂，以及对底胶胶料、复胶胶料配方组分及配比的优化，以及四道工序增湿处理，改善纸基韧性，提高纸基的抗冲击性，降低脆性，从而减少使用过程中的砂纸断裂风险。此外，纸基增韧后，平整性提高，可以用来制造超细粒度砂纸，降低了砂纸外观缺陷造成的废品率，降低制造成本的同时提高了砂纸产品质量，增加砂纸磨削过程中与板材服帖性，提高了板材加工精度以及表面磨削平整度。

以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims

1.一种柔韧纸基砂纸的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、纸基基材开卷；

S2、在基材植砂面上涂覆底胶胶料；

S4、预干燥以形成固结磨料底部的底胶层，预干燥后增湿；

S5、在底胶层和磨料外侧涂覆复胶胶料；

S6、主干燥以形成复胶层，主干燥后增湿；

S7、收卷并增湿；

S8、柔曲增湿处理，制得砂纸；

其中，所述底胶层、所述复胶层中均掺有增韧剂。

2.根据权利要求1所述的一种柔韧纸基砂纸的制造方法，其特征在于，所述底胶胶料包括：

3.根据权利要求1所述的一种柔韧纸基砂纸的制造方法，其特征在于，所述复胶胶料包括：

4.根据权利要求2或3所述的一种柔韧纸基砂纸的制造方法，其特征在于，还包括稀释剂，以调节胶料粘度。

5.根据权利要求1所述的一种柔韧纸基砂纸的制造方法，其特征在于，步骤S4中，预干燥温度为80～100℃，预干燥时间为1～2小时；在预干燥工序出口设置第一喷淋装置以进行增湿处理，以使得所述基材含水量为5～10％。

6.根据权利要求5所述的一种柔韧纸基砂纸的制造方法，其特征在于，所述预干燥包括四个预干燥区，所述第一喷淋装置设置于最后一个干燥区内。

7.根据权利要求1所述的一种柔韧纸基砂纸的制造方法，其特征在于，步骤S6中，主干燥温度为90～110℃，主干燥时间为2～3小时；在主干燥工序出口设置第二喷淋装置以进行增湿处理，以使得所述基材含水量为10～15％。

8.根据权利要求7所述的一种柔韧纸基砂纸的制造方法，其特征在于，所述主干燥包括八个主干燥区，所述第二喷淋装置设置于最后一个干燥区内。

9.根据权利要求1所述的一种柔韧纸基砂纸的制造方法，其特征在于，步骤S7中，收卷处采用压辊增湿，增湿用的水中含有8～12％的乙二醇。

10.一种柔韧纸基砂纸，其特征在于，采用如权利要求1-9任意一项所述的制造方法制得。