CN113227307A - 粘结磨料制品前体 - Google Patents

Abstract

本公开的各种实施方案提供了一种粘结磨料制品前体(100)。该粘结磨料制品前体(100)包括磨料层，该磨料层包括布置在粘合剂(106)上并形成预定图案的多个成型磨料颗粒(102)。

Description

粘结磨料制品前体

背景技术

磨料颗粒和包括磨料颗粒的磨料制品可在产品制造过程中用于研磨、抛光或磨削多种材料和表面。因此，一直存在对磨料制品的成本、性能和制造容易性进行改善的需求。

发明内容

在本公开的各种实施方案中，提供了一种粘结磨料制品前体。该粘结磨料制品前体包括磨料层，该磨料层包括布置在粘合剂上并形成预定图案的多个成型磨料颗粒。

本公开的各种实施方案还提供一种粘结磨料制品。该粘结磨料制品提供第一主表面以及背对的第二主表面，该第一主表面和该第二主表面各自接触周向侧表面并且沿x-y方向延伸。该粘结磨料制品包括中心轴线，该中心轴线沿z方向延伸穿过该第一主表面和该第二主表面。该粘结磨料制品还包括粘结磨料制品前体。该粘结磨料制品前体包括磨料层，该磨料层包括布置在粘合剂上并形成预定图案的多个成型磨料颗粒。粘结磨料制品还包括保持该磨料颗粒层的粘结剂材料。

本公开的各种实施方案还提供了一种制备粘结磨料制品前体的方法。该粘结磨料制品前体包括磨料层，该磨料层包括布置在粘合剂上并形成预定图案的多个成型磨料颗粒。该方法包括使该多个成型磨料颗粒与该粘合剂接触。

本公开的各种实施方案还提供一种形成粘结磨料制品的方法。该方法包括将粘结磨料制品前体至少部分地定位在模具内。该粘结磨料制品前体包括磨料层，该磨料层包括布置在粘合剂上并形成预定图案的多个成型磨料颗粒。该方法包括将粘结剂材料沉积在该模具中并且挤压该粘结剂材料。

本公开的各种实施方案还提供了一种使用粘结磨料制品的方法。该粘结磨料制品提供第一主表面以及背对的第二主表面，该第一主表面和该第二主表面各自接触周向侧表面并且沿x-y方向延伸。该粘结磨料制品包括中心轴线，该中心轴线沿z方向延伸穿过该第一主表面和该第二主表面。该粘结磨料制品还包括粘结磨料制品前体。该粘结磨料制品前体包括磨料层，该磨料层包括布置在粘合剂上并形成预定图案的多个成型磨料颗粒。粘结磨料制品还包括保持该磨料颗粒层的粘结剂材料。该方法包括将该磨料制品相对于其所接触的表面进行移动，以研磨该表面。

有各种原因使用本公开的粘结磨料制品前体，包括以下非限制性的原因。例如，根据各种实施方案，粘结磨料制品前体可有助于确保该粘结磨料制品前体结合成的粘结磨料制品能够可靠地复制期望的预定图案。

附图说明

附图通常以举例的方式示出，但不受限于本文档中讨论的各种实施方案。

图1A是根据各种实施方案的粘结磨料制品前体的透视图。

图1B为根据各种实施方案的粘结磨料制品前体的透视图，其中成型磨料颗粒相对于图1A所示的那些成型磨料颗粒围绕z轴旋转了90度。

图2A和2B示出了根据各种实施方案的具有截短的正三角棱锥形状的成型磨料颗粒。

图3A至图3E示出了根据各种实施方案的四面体成型磨料颗粒的各种实施方案。

图4示出了根据各种实施方案的圆柱形成型磨料颗粒。

图5示出了根据各种实施方案的领结形成型磨料颗粒。

图6示出了根据各种实施方案的细长成型磨料颗粒。

图7示出了根据各种实施方案的细长成型磨料颗粒的另一个实施方案。

图8是用于制备根据各种实施方案的粘结磨料制品前体的设备的剖面透视图。

图9为用于制备根据各种实施方案的粘结磨料制品前体的设备的另一个剖面透视图。

图10是根据各种实施方案的粘结磨料制品的透视图。

图11是根据各种实施方案的沿线2-2截取的图10的粘结磨料制品的剖视图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明所公开主题的特定实施方案，其示例在附图中部分说明。虽然本发明所公开的主题将结合所列举的权利要求来描述，但应当理解，示例性主题不旨在将权利要求限制于本发明所公开的主题。

在整个该文档中，以一个范围格式表达的值应当以灵活的方式解释为不仅包括作为范围的极限明确列举的数值而且还包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子范围，如同明确列举了每个数值和子范围一样。例如，范围“约0.1％至约5％”或“约0.1％至5％”应当解释为不仅包括约0.1％至约5％，而且还包括在指示范围内的单个值(例如，1％、2％、3％、和4％)和子范围(例如，0.1％至0.5％、1.1％至2.2％、3.3％至4.4％)。除非另外指明，否则表述“约X至Y”具有与“约X至约Y”相同的含义。同样，除非另外指明，否则表述“约X、Y或约Z”具有与“约X、约Y或约Z”相同的含义。

在该文档中，除非上下文清楚地指明，否则术语“一个”、“一种”或“该/所述”用于包括一个(种)或多于一个(种)。除非另外指明，否则术语“或”用于指非排他性的“或”。表述“A和B中的至少一者”具有与“A、B或者A和B”相同的含义。此外，应当理解，本文所用且未以其他方式定义的措辞或术语仅出于说明的目的而不具有限制性。部分标题的任何使用均旨在有助于文档的理解且不应当解释为是限制性的；与部分标题相关的信息可在该特定部分内或外出现。

在本文所述的方法中，除了明确列举了时间或操作序列之外，可以任何顺序进行各种行为而不脱离本发明原理。此外，规定的行为可同时进行，除非明确的权利要求语言暗示它们单独地进行。例如，进行X的受权利要求保护的行为和进行Y的受权利要求保护的行为可在单一操作中同时进行，并且所得的过程将落入受权利要求保护的过程的字面范围内。

如本文所用，术语“约”可允许例如数值或范围的一定程度的可变性，例如在所述值或所述范围极限的10％内、5％内或1％内，并且包括确切表述的值或范围。

如本文所用，术语“基本上”是指大部分或大多数，如至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％、99.9％、99.99％、或至少约99.999％或更多、或100％。

根据本发明的各种实施方案，粘结磨料制品前体可包括布置在粘合剂(例如，包括热塑性、热固性或可辐射固化树脂的压敏粘合剂)周围或嵌入粘合剂中并在其上形成预定图案的多个成型磨料颗粒。粘结磨料制品前体可用于形成粘结磨料制品，其中粘结磨料前体可布置在模具内并且至少部分地浸入粘结剂材料中以形成粘结磨料制品。使用粘结磨料制品前体可有助于确保成型磨料颗粒的所需预定图案存在于粘结磨料制品中。此外，使用多个粘结磨料制品前体构造粘结磨料制品可用于形成成型磨料颗粒层，每个层在粘结磨料制品中具有预定图案。另外，可以将相邻的粘结磨料制品前体定位在粘结剂材料中，使得成型磨料颗粒的每个相邻层相对于彼此交错。这可最终在粘结磨料制品中形成成型磨料颗粒的螺旋图案。

如本文所用，“成型磨料颗粒”意指具有预定或非无规形状的磨料颗粒。制备成型磨料颗粒诸如成型陶瓷磨料颗粒的一种工艺包括在具有预定形状的模具中使前体陶瓷磨料颗粒成型以制备陶瓷成型磨料颗粒。在模具中形成的陶瓷成型磨料颗粒是在成型陶瓷磨料颗粒种类中的一个种类。制备其他种类的成型陶瓷磨料颗粒的其他工艺包括通过具有预定形状的孔口挤出前体陶瓷磨料颗粒，通过具有预定形状的印刷丝网中的开口印模前体陶瓷磨料颗粒，或者将前体陶瓷磨料颗粒压印成预定形状或图案。在其它实施方案中，可将成型陶瓷磨料颗粒从片材切割成各个颗粒。合适的切割方法的示例包括机械切割、激光切割或水射流切割。成型陶瓷磨料颗粒的非限制性实施方案包括成型磨料颗粒，诸如三角板或细长陶瓷杆/长丝。成型陶瓷磨料颗粒是大体均匀的或基本上一致的，并且保持其烧结形状而无需使用将较小磨料颗粒粘结成附聚结构的粘结剂诸如有机或无机粘结剂，但不包括通过生产无规尺寸和形状的磨料颗粒的压碎或粉碎工艺获得的磨料颗粒。在许多实施方案中，成型陶瓷磨料颗粒包括烧结的α氧化铝的均匀结构或基本上由烧结的α氧化铝组成。

图1A为粘结磨料制品前体100的透视图。图1B为粘结磨料制品前体100的透视图，其中成型磨料颗粒102相对于图1A所示的那些成型磨料颗粒围绕z轴旋转了90度。粘结磨料制品前体100包括粘附于基底104的多个成型磨料颗粒102。基底104包括粘合剂106和任选的背衬108。基底104还可包括延伸穿过基底104的任选的穿孔109。如图所示，粘结磨料制品前体100具有圆形形状。然而，粘结磨料制品前体100可具有多边形形状；另选地，粘结磨料制品前体可具有锥形形状。如果粘结磨料制品前体100具有大体圆形的轮廓，粘结磨料制品前体100的长径可在从约2mm至约2000mm、约200mm至约1000mm的范围内，可小于、等于或大于约2mm、10mm、50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、450mm、500mm、550mm、600mm、650mm、700mm、750mm、800mm、850mm、900mm、950mm、1000mm、1050mm、1100mm、1150mm、1200mm、1250mm、1300mm、1350mm、1400mm、1450mm、1500mm、1550mm、1600mm、1650mm、1700mm、1750mm、1800mm、1850mm、1900mm、1950mm或约2000mm。

成型磨料颗粒102的预定图案可适形于任何所需的预定图案。例如，成型磨料颗粒102可布置为多条平行线、以圆形布置、以交错的行布置、以螺旋形布置等。如图1A和1B所示，成型磨料颗粒102按多行布置在基底104上。

基底104可相对较薄。例如，基底104的厚度可在从约25.4μm至约2550μm、约76.2μm至约762μm的范围内，可小于、等于或大于约25.4μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm、1000μm、1050μm、1100μm、1150μm、1200μm、1250μm、1300μm、1350μm、1400μm、1450μm、1500μm、1550μm、1600μm、1650μm、1700μm、1750μm、1800μm、1850μm、1900μm、1950μm、2000μm、2050μm、2100μm、2150μm、2200μm、2250μm、2300μm、2350μm、2400μm、2450μm、2500μm或约2550μm。如图所示，基底104为基本上平面的并且具有恒定的厚度。然而，在另外的实施方案中，基底104可为弯曲的或具有基本上非平面的轮廓。在这种情况下，厚度是基底104的最大厚度值的量度。在仍另外的实施方案中，基底104可以具有以z轴为中心的基本上螺旋的形状。

各个成型磨料颗粒102通过粘合剂106粘附于基底104。粘合剂106可为任何合适类别的粘合剂。例如，粘合剂可包括热塑性树脂、热固性树脂、可辐射固化树脂或其任何混合物。合适的热塑性树脂的示例包括丙烯酸类粘合剂、橡胶粘合剂、有机硅粘合剂、苯乙烯嵌段共聚物粘合剂、基于聚乙烯醚的粘合剂或其混合物。合适的丙烯酸类粘合剂的示例为包括聚(甲基)丙烯酸酯的丙烯酸类粘合剂。合适的聚(甲基)丙烯酸酯的示例包括聚((甲基)丙烯酸苄酯)、聚((甲基)丙烯酸丁酯)、聚((甲基)丙烯酸环己酯)、聚((甲基)丙烯酸十二烷基酯)、聚((甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯)、聚((甲基)丙烯酸乙酯)、聚((甲基)丙烯酸己酯)、聚((甲基)丙烯酸2-羟乙酯)、聚((甲基)丙烯酸异丁酯)、聚((甲基)丙烯酸异丙酯)、聚((甲基)丙烯酸甲酯)、聚((甲基)丙烯酸十八烷基酯)、聚((甲基)丙烯酸辛酯)、聚((甲基)丙烯酸苯酯)、聚((甲基)丙烯酸丙酯)、聚((甲基)丙烯酸2-氯乙酯)或其混合物。合适的橡胶粘合剂的示例为其中包括天然橡胶、合成橡胶或其混合物的那些橡胶粘合剂。

在粘合剂包括热固性树脂的实施方案中，该热固性树脂可包括苯酚-甲醛树脂或环氧树脂。苯酚-甲醛树脂可包括酚醛清漆、甲阶酚醛树脂或其混合物。环氧树脂可包括一种或多种选自以下项的环氧树脂：双酚F的二缩水甘油醚、双酚A的低环氧当量二缩水甘油醚、液体环氧酚醛清漆、液体脂族环氧化物、液体环脂族环氧化物、1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚、3,4-环氧基环己基甲基-3,4-环氧基环己烷羧酸酯、四缩水甘油基亚甲基二苯胺、N,N,N',N'-四缩水甘油基-4,4'-亚甲基双苯胺、对氨基苯酚的三缩水甘油基、N,N,N',N'-四缩水甘油基-间苯二甲胺、丙烯酸改性环氧树脂以及其混合物。其它热固性树脂可包括脲醛树脂、氨基塑料树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸乙酯树脂或其混合物。

在其中环氧树脂包括丙烯酸改性环氧树脂的实施方案中，该环氧树脂可包含(甲基)丙烯酸四氢糠(THF)酯共聚物组分、一种或多种环氧树脂(诸如本文所公开的那些)以及一种或多种羟基官能聚醚。根据多个实施方案，(甲基)丙烯酸THF酯共聚物组分可在粘合剂106的从约15重量份至约50重量份、约20重量份至约40重量份的范围内，可小于、等于或大于约15重量份、20重量份、25重量份、30重量份、35重量份、40重量份、45重量份或50重量份。一种或多种环氧树脂可在粘合剂106的从约25重量份至约50重量份、约20重量份至约40重量份的范围内，可小于、等于或大于约15重量份、20重量份、25重量份、30重量份、35重量份、40重量份、45重量份或50重量份。根据多个实施方案，羟基官能聚醚可在粘合剂106的从约5重量份至约15重量份、约7重量份至约10重量份的范围内，可小于、等于或大于约5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份或约15重量份。根据环氧树脂包括丙烯酸改性环氧树脂的各种实施方案，该丙烯酸改性环氧树脂可包括一种或多种含羟基的成膜聚合物(例如，聚乙烯醇、聚(乙烯-乙烯醇)共聚物、或苯氧基树脂)，该成膜聚合物可在粘合剂106的从约10重量份至约25重量份、约15重量份至约20重量份的范围内，可小于、等于或大于约10重量份、15重量份、20重量份或约25重量份。根据环氧树脂包括丙烯酸改性环氧树脂的各种实施方案，该丙烯酸改性环氧树脂可包括一种或多种光引发剂，该光引发剂可在粘合剂106的从约0.1重量份至约5重量份、约1重量份至约3重量份的范围内，可小于、等于或大于约0.1重量份、0.5重量份、1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份或约5重量份。

该(甲基)丙烯酸THF酯共聚物组分可包括一种或多种(甲基)丙烯酸THF酯单体、一种或多种Ci-Cs(甲基)丙烯酸酯单体、以及一种或多种任选的阳离子反应性官能(甲基)丙烯酸酯单体。(甲基)丙烯酸四氢糠酯单体可在该(甲基)丙烯酸THF酯共聚物组分的从约40重量％至约60重量％、约50重量％至约55重量％的范围内，可小于、等于或大于约40重量％、41重量％、42重量％、43重量％、44重量％、45重量％、46重量％、47重量％、48重量％、49重量％、50重量％、51重量％、52重量％、53重量％、54重量％、55重量％、56重量％、57重量％、58重量％、59重量％或约60重量％。一种或多种Ci-Cs(甲基)丙烯酸酯单体可在该(甲基)丙烯酸THF酯共聚物组分的从约40重量％至约60重量％、约50重量％至约55重量％的范围内，可小于、等于或大于约40重量％、41重量％、42重量％、43重量％、44重量％、45重量％、46重量％、47重量％、48重量％、49重量％、50重量％、51重量％、52重量％、53重量％、54重量％、55重量％、56重量％、57重量％、58重量％、59重量％或约60重量％。阳离子反应性官能(甲基)丙烯酸酯单体可在该(甲基)丙烯酸THF酯共聚物组分的从约0重量％至约10重量％、约2重量％至约5重量％的范围内，可小于、等于或大于约0重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％或约10重量％。

在粘合剂106为热塑性树脂的其他实施方案中，该热塑性树脂可包括氢化聚丁二烯、聚四亚甲基醚二醇、丙烯酸异辛酯和丙烯酸的共聚物、脂族两性离子两亲性丙烯酸类聚合物。也可使用Aa酚醛树脂(可为热塑性或热固性)。粘结磨料制品前体100还可包括背衬108。如图1A和图1B所示，背衬108具有布置于其上的粘合剂106，并且粘合剂106具有嵌入其中的成型磨料颗粒102。背衬108可为基本上多孔的材料，其可允许材料流动穿过背衬108的主体。另选地，背衬108可以是基本上连续的结构。增强组分可包括任何合适的材料，诸如可被穿孔的聚合物膜、可被穿孔的金属箔、织造织物、针织物、可被穿孔的纸张、硫化纤维、无纺织物、泡沫、多孔丝网、可被穿孔的层合物、纤维幅材或其组合。在背衬108为纤维幅材的实施方案中，纤维幅材可包括形成非织造幅材并使粘合剂布置在各个纤维上的多根纤维、纺粘非织造幅材、针缠结非织造幅材、编织幅材、针织幅材、织造幅材、吹塑微纤维或其组合。在背衬108包括多根纤维的一些实施方案中，纤维幅材可包括包含多根纤维的纱线。

如图1A和图1B所示，成型磨料颗粒102通常为三角形成型磨料颗粒。各个成型磨料颗粒102在图2A和图2B中更详细地示出。如图2A和图2B所示，成型磨料颗粒102包括截短的正三棱锥，其由三角形基部202、三角形顶部204以及连接三角形基部202(示出为等边三角形，但不等边、钝角、等腰和直角三角形也是可能的)和三角形顶部204的多个倾斜侧面206A、206B、206C界定。倾斜角208是由侧面206A与三角形基部202相交所形成的二面角。类似地，倾斜角208B和208C(均未示出)对应于由侧面206B和206C分别与三角形基部202相交所形成的二面角。就成型磨料颗粒102而言，所有这些倾斜角具有相等的值。在一些实施方案中，侧边缘210A、210B和210C具有在从约0.5μm至约80μm、约10μm至约60μm范围内、或者小于、等于或大于约0.5μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm或约80μm的平均曲率半径。

在图2A和图2B中示出的实施方案中，侧面206A、侧面206B、侧面206C具有相等的尺寸，并与三角形基部202形成约82度(与82度的倾斜角相对应)的二面角。然而，应当理解，也可使用其他二面角(包括90度)。例如，基部和侧面中的每者之间的二面角可独立地为在45度至90度(例如，70度至90度或在75至85度)的范围内。连接侧面206、基部202和顶部204的边缘可具有任何合适的长度。例如，边缘的长度可在约0.5μm至约2000μm、约150μm至约200μm的范围内，或者小于、等于或大于约0.5μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm、1000μm、1050μm、1100μm、1150μm、1200μm、1250μm、1300μm、1350μm、1400μm、1450μm、1500μm、1550μm、1600μm、1650μm、1700μm、1750μm、1800μm、1850μm、1900μm、1950μm或约2000μm。

尽管图2A和图2B示出了三角形成型磨料颗粒102，但存在许多可包含在粘结磨料制品前体100中的成型磨料颗粒的其他合适的示例。例如，粘结磨料制品前体100可包括四面体成型磨料颗粒。图3A至图3E示出四面体成型磨料颗粒300的各种实施方案。如图3A至图3E所示，成型磨料颗粒300成型为正四面体。如图3A所示，成型磨料颗粒300A具有由终止于四个顶点(340A、342A、344A和346A)的六个边缘(330A、332A、334A、336A、338A和339A)接合的四个面(320A、322A、324A和326A)。面中的每个在边缘处接触所述面中的其他三个。尽管图3A中描绘的是规则的四面体(例如具有六条等边和四个面)，但将认识到，其他形状也是允许的。例如，四面体磨料颗粒300可成型为不规则的四面体(例如，具有不同长度的边缘)。

现在参见图3B，成型磨料颗粒300B具有由终止于四个顶点(340B、342B、344B和346B)的六个边缘(330B、332B、334B、338B和339B)接合的四个面(320B、322B、324B和326B)。面中的每个是凹面的，并且在相应的公共边缘处接触所述面中的其他三个。尽管图3B中描绘的是具有四面体对称性(例如，四条三次对称旋转轴线以及六个对称反射平面)的颗粒，但将认识到，其他形状也是允许的。例如，成型磨料颗粒300B可具有一个、两个、或三个凹面，其余面为平面。

现在参见图3C，成型磨料颗粒300C具有由终止于四个顶点(340C、342C、344C和346C)的六个边缘(330C、332C、334C、336C、338C和339C)接合的四个面(320C、322C、324C和326C)。所述面中的每个是凸面的，并且在相应的公共边缘处接触所述面中的另外三个。尽管图3C描绘的是具有四面体对称性的颗粒，但将认识到，其他形状也是允许的。例如，成型磨料颗粒300C可具有一个、两个、或三个凸面，其余面为平面或凹面。

现在参见图3D，成型磨料颗粒300D具有由终止于四个顶点(340D、342D、344D和346D)的六个边缘(330D、332D、334D、336D、338D和339D)接合的四个面(320D、322D、324D和326D)。尽管图3D描绘的是具有四面体对称性的颗粒，但将认识到，其他形状也是允许的。例如，成型磨料颗粒300D可具有一个、两个、或三个凸面，其余面为平面。

可以存在与图3A至图3D中描绘的偏差。此类成型磨料颗粒300的示例示于图3E中，其示出了成型磨料颗粒300E，其具有由终止于四个顶点(340E、342E、344E和346E)的六个边缘(330E、332E、334E、338E和339E)接合的四个面(320E、322E、324E和326E)。面中的每个在相应公共边缘处接触所述面中的另外三个。面、边缘和顶点中的每个具有不规则形状。

在成型磨料颗粒300A至300E的任一个中，边缘可具有相同的长度或不同的长度。边缘中的任一个的长度可为任何合适的长度。作为示例，边缘的长度可在约0.5μm至约2000μm、约150μm至约200μm的范围内，或者小于、等于或大于约0.5μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm、1000μm、1050μm、1100μm、1150μm、1200μm、1250μm、1300μm、1350μm、1400μm、1450μm、1500μm、1550μm、1600μm、1650μm、1700μm、1750μm、1800μm、1850μm、1900μm、1950μm或约2000μm。成型磨料颗粒300A至300E可具有相同的尺寸或不同的尺寸。

在其他实施方案中，成型磨料颗粒可以成型为如图4所示的圆柱体。图4是示出成型磨料颗粒400的透视图。成型磨料颗粒400包括在圆形的第一端部404与圆形的第二端部406之间延伸的圆柱形主体402。

在其他实施方案中，成型磨料颗粒可成型为具有图5所示的领结形形状。图5是磨料颗粒500的透视图。磨料颗粒500包括细长主体502，该细长主体被限定在背对的第一端部504与第二端部506之间，具有延伸穿过每个端部的轴线510。磨料颗粒500的长度对宽度的纵横比可在从约3:1至约6:1或约4:1至约5:1的范围内。

轴线510延伸穿过细长主体502的中间、第一端部504和第二端部506。如图所示，轴线510是非正交轴线，但在其他实施方案中该轴线可以是直的轴线。如图所示，第一末端504和第二末端506中的每一个限定基本上平坦的表面。第一末端504和第二末端506两者以相对于轴线510成小于90度的角度取向，并且每个末端相对于彼此不平行。在其他实施方案中，第一端部504和第二端部506中仅一个相对于轴线510成小于90度的角度取向。第一末端504和第二末端506具有相应的第一横截面积和第二横截面积。如图所示，第一横截面积和第二横截面积基本上相同。但在其他实施方案中，第一横截面积和第二横截面积可以不同。细长主体502从第一端部504和第二端部506向内渐缩至横截面积小于第一端部504或第二端部506的横截面积的中点。

在其他实施方案中，如图6所示，成型磨料颗粒600具有细长成型陶瓷主体602，该细长成型陶瓷主体具有通过纵向侧壁608、610彼此接合的背对的第一端部604和第二端部606。纵向侧壁608沿其长度为凹形的。第一端部604和第二端部606为断裂表面。

在其他实施方案中，如图7所示，成型磨料颗粒700具有细长成型陶瓷主体702，该细长成型陶瓷主体具有通过纵向侧壁708和710彼此接合的背对的第一端部704和第二端部706。纵向侧壁708沿其长度为凹形的。第一端部704和第二端部706为断裂表面。

成型磨料颗粒600和成型磨料颗粒700具有至少2的纵横比。在一些实施方案中，成型磨料颗粒600和成型磨料颗粒700的纵横比可以为至少4、至少6或甚至至少10。

成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700中的任一个成型磨料颗粒可包括任何数量的形状特征。形状特征可有助于改善成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700中的任一个成型磨料颗粒的切割性能。合适的形状特征的示例包括开口、凹表面、凸表面、凹槽、脊、断裂表面、低圆度系数或包括一个或多个具有尖锐顶端的拐角点的周边。各个成型磨料颗粒可包括这些特征中的任一者或多者。

本文进一步描述的成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700或任何压碎的磨料颗粒可包括任何合适的材料或材料的混合物。例如，成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700可包含选自α-氧化铝、熔融氧化铝、热处理氧化铝、陶瓷氧化铝、烧结氧化铝、碳化硅、二硼化钛、碳化硼、碳化钨、碳化钛、金刚石、立方氮化硼、石榴石、熔融氧化铝-氧化锆、溶胶-凝胶法制备的磨料颗粒、氧化铈、氧化锆、氧化钛以及其组合物的材料。在一些实施方案中，成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700和压碎的磨料颗粒可包含相同的材料。在另外的实施方案中，成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700和压碎的磨料颗粒可包含不同的材料。

除了已经描述的材料之外，可将至少一种磁性材料包含在成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700内或涂布到该成型磨料颗粒上。磁性材料的示例包括铁；钴；镍；销售为各种等级的坡莫合金(Permalloy)的各种镍和铁的合金；销售为铁镍钴合金(Fernico)、科瓦铁镍钴合金(Kovar)、铁镍钴合金I(Fernico I)或铁镍钴合金II(Fernico II)的各种铁、镍和钴的合金；销售为各种等级的铝镍钴合金(Alnico)的各种铁、铝、镍、钴、以及(有时还有)铜和/或钛的合金；销售为铁铝硅合金的铁、硅和铝(按重量计约85:9:6)的合金；赫斯勒合金(例如，Cu₂MnSn)；锰铋化物(也称为铋化锰(Bismanol))；稀土可磁化材料，诸如钆、镝、钬、铕氧化物、以及钕、铁和硼的合金(例如，Nd₂Fe₁₄B)、以及钐和钴的合金(例如，SmCo₅)；MnSb；MnOFe₂O₃；Y₃Fe₅O₁₂；CrO₂；MnAs；铁氧体，诸如铁氧体、磁铁矿；锌铁氧体；镍铁氧体；钴铁氧体、镁铁氧体、钡铁氧体、以及锶铁氧体；钇铁石榴石；以及前述的组合。在一些实施方案中，可磁化材料是含有8重量％至12重量％的铝、15重量％至26重量％的镍、5重量％至24重量％的钴、高达6重量％的铜、至多1重量％的钛的合金，其中总计达100重量％的材料的余量为铁。在一些其它实施方案中，使用气相沉积技术诸如例如物理气相沉积(PVD)，包括磁控溅射，可在磨料颗粒102上沉积可磁化涂层。

包含这些可磁化材料可允许成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700对磁场有响应。成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700中的任一个成型磨料颗粒可包含相同的材料或包含不同的材料。

此外，一些成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700可包括聚合物材料并且可表征为软磨料颗粒。本文所述的软成型磨料颗粒可独立地包括任何合适的材料或材料的组合。例如，软成型磨料颗粒可包括可聚合混合物的反应产物，该可聚合混合物包含一种或多种可聚合树脂，该一种或多种可聚合树脂例如烃基可聚合树脂。此类树脂的示例包括以下树脂，该树脂选自酚醛树脂、脲醛树脂、氨基甲酸乙酯树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、乙烯基醚树脂、氨基塑料树脂(其可包括侧链α、β不饱和羰基)、丙烯酸酯树脂、丙烯酸酯化异氰脲酸酯树脂、异氰脲酸酯树脂、丙烯酸酯改性氨基甲酸乙酯树脂、丙烯酸改性环氧树脂、烷基树脂、聚酯树脂、干性油或其混合物。可聚合混合物可包括附加组分，诸如增塑剂、酸催化剂、交联剂、表面活性剂、柔和磨料、颜料、催化剂和抗菌剂。

在可聚合混合物中存在多种组分的情况下，这些组分可占混合物的任何合适的重量百分比。例如，可聚合树脂可在可聚合混合物的从约35重量％至约99.9重量％、约40重量％至约95重量％的范围内，或可小于、等于或大于约35重量％、40重量％、41重量％、42重量％、43重量％、44重量％、45重量％、46重量％、47重量％、48重量％、49重量％、50重量％、51重量％、52重量％、53重量％、54重量％、55重量％、56重量％、57重量％、58重量％、59重量％、60重量％、61重量％、62重量％、63重量％、64重量％、65重量％、66重量％、67重量％、68重量％、69重量％、70重量％、71重量％、72重量％、73重量％、74重量％、75重量％、76重量％、77重量％、78重量％、79重量％、80重量％、81重量％、82重量％、83重量％、84重量％、85重量％、86重量％、87重量％、88重量％、89重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％或约99.9重量％。

如果存在交联剂的话，则该交联剂可在可聚合混合物的约2重量％至约60重量％、约5重量％至约10重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％或约15重量％。合适的交联剂的示例包括可以商品名CYMEL 303LF购自美国佐治亚州阿尔法利塔的湛新美国股份有限公司(Allnex USAInc.,Alpharetta,Georgia,USA)的交联剂；或以商品名CYMEL 385得自美国佐治亚州阿尔法利塔的湛新美国股份有限公司(Allnex USA Inc.,Alpharetta,Georgia,USA)的交联剂。

如果存在柔和磨料的话，则该柔和磨料可在可聚合混合物的约5重量％至约65重量％、约10重量％至约20重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％、30重量％、31重量％、32重量％、33重量％、34重量％、35重量％、36重量％、37重量％、38重量％、39重量％、40重量％、41重量％、42重量％、43重量％、44重量％、45重量％、46重量％、47重量％、48重量％、49重量％、50重量％、51重量％、52重量％、53重量％、54重量％、55重量％、56重量％、57重量％、58重量％、59重量％、60重量％、61重量％、62重量％、63重量％、64重量％或约65重量％。合适的柔和磨料的示例包括以商品名MINSTRON 353TALC购自美国蒙大拿州斯里福克斯的英格瓷滑石美国公司(Imerys Talc America,Inc.,Three Forks,Montana,USA)的柔和磨料；以商品名USG TERRA ALBA NO.1CALCIUM SULFATE购自美国伊利诺伊州芝加哥的USG公司(USGCorporation,Chicago,Illinois,USA)的柔和磨料；购自美国宾夕法尼亚州哈特菲尔德的ESCA工业有限公司(ESCA Industries,Ltd.,Hatfield,Pennsylvania,USA)的回收玻璃(40-70号砂)、二氧化硅、方解石、霞石、正长岩、碳酸钙或其混合物。

如果存在增塑剂的话，则该增塑剂可在可聚合混合物的约5重量％至约40重量％、约10重量％至约15重量％的范围内，或者小于、等于或大于约5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％、30重量％、31重量％、32重量％、33重量％、34重量％、35重量％、36重量％、37重量％、38重量％、39重量％或40重量％。合适的增塑剂的示例包括丙烯酸类树脂或苯乙烯丁二烯树脂。丙烯酸类树脂的示例包括以商品名RHOPLEX GL-618购自美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(DOW Chemical Company,Midland,Michigan,USA)的丙烯酸类树脂；以商品名HYCAR 2679购自美国俄亥俄州威克利夫的路博润公司的丙烯酸类树脂；以商品名HYCAR 26796购自美国俄亥俄州威克利夫的路博润公司的丙烯酸类树脂；以商品名ARCOL LG-650购自美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司的聚醚多元醇；或以商品名HYCAR 26315购自美国俄亥俄州威克利夫的路博润公司的丙烯酸类树脂。苯乙烯丁二烯树脂的示例包括以商品名ROVENE 5900购自美国北卡罗来纳州夏洛特的马拉德克里科聚合物公司(Mallard Creek Polymers,Inc.,Charlotte,NorthCarolina,USA)的树脂。

如果存在酸催化剂的话，则该酸催化剂可在可聚合混合物的1重量％至约20重量％、约5重量％至约10重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％或约20重量％。合适的酸催化剂的示例包括氯化铝溶液或氯化铵溶液。

如果存在表面活性剂的话，则该表面活性剂可在可聚合混合物的从约0.001重量％至约15重量％、约5重量％至约10重量％的范围内，可小于、等于或大于约0.001重量％、0.01重量％、0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％或约15重量％。合适的表面活性剂的示例包括以商品名GEMTEX SC-85-P购自美国北卡罗来纳州索尔兹伯里的Innospec功能化学品公司(Innospec Performance Chemicals,Salisbury,NorthCarolina,USA)的表面活性剂；以商品名DYNOL 604购自美国宾夕法尼亚州阿伦敦的空气化工产品有限公司(Air Products and Chemicals,Inc.,Allentown,Pennsylvania,USA)的表面活性剂；以商品名ACRYSOL RM-8W购自美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司的表面活性剂；或以商品名XIAMETER AFE 1520购自美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司的表面活性剂。

如果存在抗微生物剂的话，则该抗微生物剂可在可聚合混合物的0.5重量％至约20重量％、约10重量％至约15重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％或约20重量％。合适的抗微生物剂的示例包括吡啶硫酮锌。

如果存在颜料的话，则该颜料可在可聚合混合物的约0.1重量％至约10重量％、约3重量％至约5重量％的范围内，或者可小于、等于或大于约0.1重量％、0.2重量％、0.4重量％、0.6重量％、0.8重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％、5重量％、5.5重量％、6重量％、6.5重量％、7重量％、7.5重量％、8重量％、8.5重量％、9重量％、9.5重量％或10重量％。合适的颜料的示例包括以商品名SUNSPERSE BLUE 15购自美国新泽西州帕西帕尼的太阳化学有限公司(Sun ChemicalCorporation,Parsippany,New Jersey,USA)的颜料分散体；以商品名SUNSPERSE VIOLET23购自美国新泽西州帕西帕尼的太阳化学有限公司的颜料分散体；以商品名SUN BLACK购自美国新泽西州帕西帕尼的太阳化学有限公司的颜料分散体；或以商品名BLUE PIGMENTB2G购自美国北卡罗来纳州夏洛特的科莱恩有限公司(Clariant Ltd.,Charlotte,NorthCarolina,USA)的颜料分散体。可通过固化来聚合组分混合物。

成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700可以许多合适的方式形成；例如，成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700可根据多操作工艺制备。该方法可以使用任何材料或前体分散体材料进行。简而言之，对于其中成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700是单片陶瓷颗粒的实施方案，该方法可包括以下操作：制备可被转变为对应陶瓷的有晶种或无晶种的前体分散体(例如，可转变为α氧化铝的勃姆石溶胶-凝胶)；用前体分散体填充具有成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700的所需外形的一个或多个模具空腔；干燥前体分散体以形成成型磨料颗粒前体；从模具空腔中移除成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700前体；煅烧成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700前体以形成经煅烧的成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700前体；并且然后烧结经煅烧的成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700前体以形成成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700。现在，将在含α-氧化铝的成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700的上下文中对该方法进行更详细的描述。在其它实施方案中，模具空腔可填充有三聚氰胺以形成三聚氰胺成型磨料颗粒。

该方法可包括提供能够转化为陶瓷的有晶种或无晶种的前体分散体的操作。在对前体加晶种的示例中，前体可引入晶种铁氧化物(例如，FeO)。前体分散体可包含作为挥发性组分的液体。在一个示例中，该挥发性组分是水。分散体可包含足量的液体，以使分散体的粘度足够低，从而能够填充模具空腔并且复制模具表面，但是液体的量不能太多，因为会导致随后将液体从模具空腔中移除的成本过高。在一个示例中，前体分散体包含2重量％至90重量％的能够转化为陶瓷的颗粒诸如一水合氧化铝(勃姆石)颗粒，以及至少10重量％、或50重量％至70重量％、或50重量％至60重量％的挥发性组分诸如水。反之，在一些实施方案中，前体分散体包含30重量％至50重量％、或40重量％至50重量％的固体。

合适的前体分散体的示例包括氧化锆溶胶、氧化钒溶胶、氧化铈溶胶、氧化铝溶胶以及其组合。合适的氧化铝分散体包括例如勃姆石分散体以及其它氧化铝水合物分散体。勃姆石可通过已知的技术来制备或者可商购获得。市售勃姆石的示例包括均购自沙索尔北美有限公司(Sasol North America,Inc.)的商品名为“DISPERAL”和“DISPAL”的产品，或购自BASF公司的商品名为“HIQ-40”的产品。这些一水合氧化铝是相对纯的；即，它们除了一水合物外只包含相对较少的(如果有的话)其它水合物相，并且具有高表面积。

所得的成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700的物理特性通常可取决于前体分散体中所用材料的类型。如本文所用，“凝胶”是分散在液体中的固体的三维网络。

前体分散体可包含改性添加剂或改性添加剂的前体。改性添加剂可用于增强磨料颗粒的某些所需特性，或者提高后续烧结步骤的效率。改性添加剂或改性添加剂的前体可呈可溶性盐的形式，诸如水溶性盐。它们可包括含金属的化合物，并且可以是镁、锌、铁、硅、钴、镍、锆、铪、铬、钇、镨、钐、镱、钕、镧、钆、铈、镝、铒、钛的氧化物的前体，以及其混合物。可存在于前体分散体中的这些添加剂的具体浓度可以变化。

引入改性添加剂或改性添加剂前体可导致前体分散体胶凝。也可以通过以下方式使前体分散体胶凝：在一定时期内进行加热，从而通过蒸发来减少分散体中的液体含量。前体分散体还可包含成核剂。适用于本公开的成核剂可以包括α氧化铝、α氧化铁或其前体、二氧化钛和钛酸盐、氧化铬的细粒，或者使所述转化成核的任何其它物质。如果使用成核剂的话，则其量应当足够多，以对α-氧化铝进行转化。

可将胶溶剂添加到前体分散体中以制备更稳定的水溶胶或胶态前体分散体。合适的胶溶剂为单质子酸或酸性化合物，诸如乙酸、盐酸、甲酸和硝酸。也可使用多质子酸，但是它们可能使前体分散体快速胶凝，从而使得难以对其进行处理或难以引入附加组分。某些商业来源的勃姆石包含有助于形成稳定前体分散体的酸滴度(例如，所吸收的甲酸或硝酸)。

前体分散体可通过任何合适的手段形成；例如，就溶胶-凝胶氧化铝前体而言，其可通过将氧化铝一水合物与含有胶溶剂的水简单地混合，或者通过形成添加有胶溶剂的氧化铝一水合物浆液而形成。

可添加消泡剂或其它合适的化学品，以降低混合时形成气泡或夹带空气的倾向。如果需要，可添加其它化学品，诸如润湿剂、醇类、或偶联剂。

进一步操作可包括提供模具，该模具具有至少一个模具空腔，或形成于模具的至少一个主表面中的多个空腔。在一些示例中，模具被形成为生产工具，其可以是例如带、片、连续纤维网、轮转凹辊等涂布辊、安装在涂布辊上的套筒、或者模头。在一个示例中，生产工具可包含聚合物材料。合适的聚合物材料的示例包括热塑性塑料，诸如聚酯、聚碳酸酯、聚(醚砜)、聚((甲基)丙烯酸甲酯)、聚氨酯、聚氯乙烯、聚烯烃、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯或其组合，或热固性材料。在一个示例中，整个工具由聚合物材料或热塑性材料制成。在另一个示例中，在干燥前体分散体时与前体分散体接触的工具的表面(诸如多个空腔的表面)包含聚合物材料或热塑性材料，并且该工具的其它部分可以由其它材料制成。以举例的方式，可将合适的聚合物涂层施加到金属工具以改变其表面张力特性。

聚合物型或热塑性生产工具可以由金属母模工具复制而成。母模工具可具有生产工具所需的反向图案。母模工具可以与生产工具相同的方式制成。在一个示例中，母模工具由金属(例如镍)制成，并且经过金刚石车削。在一个示例中，母模工具至少部分地使用立体光照型技术形成。可将聚合物片状材料连同母模工具一起加热，使得通过将二者压制在一起而在聚合物材料上压印出母模工具图案。也可将聚合物或热塑性材料挤出或浇铸到母模工具上，并且然后对其进行压制。冷却热塑性材料以使其硬化，从而制得生产工具。如果利用热塑性生产工具，则应当注意不要产生过多热量，这些热量可使热塑性生产工具变形，从而限制其寿命。

从模具的顶部表面或底部表面中的开口均可进入空腔中。在一些示例中，空腔可延伸过模具的整个厚度。另选地，空腔可仅延伸至模具的厚度的一部分。在一个示例中，顶部表面基本上平行于模具的底部表面，其中空腔具有基本上均匀的深度。模具的至少一个侧面，即在其中形成空腔的那一侧面可以在去除挥发性组分的步骤中保持暴露于周围大气环境。

空腔具有特定的三维形状，以制备成型磨料颗粒102。深度尺寸等于从顶部表面到底部表面上最低点的垂直距离。给定空腔的深度可为均匀的，或者可沿其长度和/或宽度而发生变化。给定模具的空腔可具有相同的形状或不同的形状。

另外的操作涉及使用前体分散体填充模具中的空腔(例如，通过常规技术进行填充)。在一些示例中，可使用刀辊涂布机或真空槽模涂布机。如果需要，可使用脱模剂以有助于从模具移除颗粒。脱模剂的示例包括油类(诸如花生油或矿物油、鱼油)、有机硅、聚四氟乙烯、硬脂酸锌和石墨。一般来讲，将在液体诸如水或醇中的脱模剂诸如花生油施加到与前体分散体接触的生产工具的表面，使得当需要脱模时，每单位面积模具上存在约0.1mg/in²(0.6mg/cm²)至约3.0mg/in²(20mg/cm²)，或约0.1mg/in²(0.6mg/cm²)至约5.0mg/in²(30mg/cm²)的脱模剂。在一些实施方案中，模具的顶部表面涂布有前体分散体。前体分散体可以被抽吸到该顶部表面上。

在另外的操作中，可以使用刮刀或平整棒将前体分散体完全压入模具的空腔中。可将未进入空腔中的前体分散体的其余部分从模具的顶部表面移除，并将其回收利用。在一些示例中，前体分散体的一小部分可以保留在顶部表面上，并且在其它示例中，顶部表面基本上不含分散体。刮刀或平整棒施加的压力可小于100psi(0.6MPa)、或小于50psi(0.3MPa)、或甚至小于10psi(60kPa)。在一些示例中，前体分散体的暴露表面基本上不会延伸超过顶部表面。

在期望使用空腔的暴露表面形成成型陶瓷磨料颗粒的平面的那些示例中，可能需要使空腔装填过满(例如，使用微喷嘴阵列)，并且使前体分散体缓慢地干燥。

另外的操作涉及去除挥发性组分，以干燥分散体。挥发性组分可以通过快速蒸发速率去除。在一些示例中，通过蒸发去除挥发性组分在高于挥发性组分的沸点的温度下进行。干燥温度的上限通常取决于制成模具的材料。针对聚丙烯工具，温度应当低于该塑料的熔点。在一个示例中，就含约40％至50％固体的水分散体以及聚丙烯模具而言，干燥温度可为约90℃至约165℃，或约105℃至约150℃，或约105℃至约120℃。更高的温度可导致改善的生产速度，但是也可导致聚丙烯工具的降解，从而限制其作为模具的使用寿命。

在干燥期间，前体分散体收缩，从而通常导致从空腔壁回缩。例如，如果空腔具有平面的壁，那么所得成型磨料颗粒102往往可具有至少三个凹形主侧面。目前发现，通过使空腔壁成凹形(由此，空腔容积增加)，可获得具有至少三个基本上平面的主侧面的成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700。凹陷程度一般取决于前体分散体的固含量。

另外的操作涉及从模具空腔中移除所得的成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700前体。可通过使用下列方法从空腔中移除成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700前体：在模具上单独使用重力、振动、超声振动、真空或加压空气方法或者使用这些方法的组合从模具空腔中移除颗粒。

成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700前体可在模具外进一步干燥。如果在模具中将前体分散体干燥至所需程度，则该附加干燥步骤不是必要的。然而，在一些情况下，采用该附加干燥步骤来使前体分散体在模具中的停留时间最小化可能是经济的。成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700前体将在50℃至160℃、或120℃至150℃的温度处干燥10分钟至480分钟或120分钟至400分钟。

另外的操作涉及煅烧成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700前体。在锻烧期间，基本上所有挥发性物质都被去除，并且存在于前体分散体中的各种组分均转化成金属氧化物。通常，将成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700前体加热到400℃至800℃的温度，并且将其保持在该温度范围内，直至去除游离水和90重量％以上的任何结合的挥发性物质为止。在任选步骤中，可能期望通过浸渍方法引入改性添加剂。水溶性盐可通过将其注入到经煅烧的成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700前体的孔中来引入。然后再次预烧成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700前体。

另外的操作可涉及烧结经煅烧的成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700前体，以形成颗粒102、300、400、500、600或700。然而，在前体包含稀土金属的一些示例中，烧结可能并非必要。在烧结之前，经煅烧的成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700前体并未完全致密化，并且因此缺乏用作成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700所需的硬度。通过将经煅烧的成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700前体加热到1000℃至1650℃的温度来进行烧结。为实现这种转化程度，经煅烧的成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700前体在烧结温度处可暴露的时间长度取决于多种因素，但可为五秒至48小时。

在另一个实施方案中，烧结步骤的持续时间在一分钟至90分钟的范围内。烧结之后，成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700可具有10Gpa(吉帕斯卡)、16Gpa、18Gpa、20GPa或更大的维氏硬度。

可以使用附加操作来修改所述方法，该操作例如将材料从煅烧温度快速加热至烧结温度，并且对前体分散体进行离心以去除淤渣和/或废物。此外，如果需要，则可以通过组合这些方法步骤中的两个或更多个来修改该方法。

如图1A和图1B所示，该多个成型磨料颗粒102中的每一个成型磨料颗粒可具有围绕z轴的指定z方向旋转取向，该z轴穿过各个成型磨料颗粒102并且与背衬108成90度角穿过背衬108和粘合剂106。成型磨料颗粒102以被旋转到关于z轴的指定角位置中的表面特征结构(诸如颗粒102的大体平的表面)来取向。因在粘结磨料制品前体100形成时成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700的静电涂布或滴涂，指定的z方向旋转取向将比在表面特征结构的随机z方向旋转取向情况下更频繁地发生。因此，通过控制显著大量的成型磨料颗粒102的z方向旋转取向，施加粘结磨料制品前体100后所得的粘结磨料制品的切削速率、光洁度或二者可与使用静电涂覆方法制造的那些不同。在各种实施方案中，至少50％、51％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或99％的成型磨料颗粒102可具有指定的z方向旋转取向，该取向不随机发生并且对于所有对准的颗粒来说可以是基本上相同的。在其它实施方案中，约50％的成型磨料颗粒102可沿第一方向对准并且约50％的成型磨料颗粒102可沿第二方向对准。在一个实施方案中，第一方向与第二方向基本正交。

如图8和图9中由剖面透视图所示，通过使用设备800，粘结磨料制品前体100可形成为包括成型磨料颗粒100、300、400、500、600或700中的任一成型磨料颗粒的预定图案。同时讨论图8和图9。如图所示，设备800包括外壳802。外壳802由外壳第一主表面804和背对的外壳第二主表面806形成。外壳第一主表面804和外壳第二主表面806由外壳周向表面808连接。

设备第一主表面804具有基本上平面的轮廓并且包括延伸穿过其中的多个孔810。每个孔810适于接收磨料颗粒。孔810中的至少一些孔进一步以图案布置在设备第一主表面804上。该图案可对应于(例如)粘结磨料制品前体100的磨料颗粒的预定图案。在一些示例中，孔810可随机布置。在仍其他示例中，孔810中的至少一些孔可被布置成图案，而其他孔是随机布置的。

孔810接收的磨料颗粒的类型是每个孔810的尺寸(例如，宽度)和形状的函数。每个孔810可接收宽度小于孔810的宽度的颗粒。这提供了第一筛选特征以助于确保孔810仅接收期望的磨料颗粒。第二筛选特征为孔810的形状。

孔810可具有任何合适的多边形形状。例如，该多边形形状可为基本上三角形、圆形、矩形、五边形、基本上六边形等。这些形状可适于接收特定的成型磨料颗粒。例如，如果孔810为三角形形状的，则其可最适于接收成型为三角形的磨料颗粒。由于该三角形形状，成型为正方形的磨料颗粒将与孔不匹配(前提条件是该颗粒具有比孔宽度更大的宽度)。因此，孔810的形状与宽度的组合可控制所接收的磨料颗粒的类型。

在一些示例中，孔810中的每个孔可为等边三角形孔的形状。每条边的长度可在从约0.5mm至约3mm或约1mm至约1.5mm的范围内，或小于约、等于约或大于约1mm、1.5mm、2mm或约2.5mm。每个孔810的侧壁相对于每个孔的底部的角度可在从约80度至约105度或约95度至约100度的范围内，或小于约、等于约或大于约85度、90度、95度或100度。每个孔的深度可在从约0.10mm至约0.50mm或约0.20mm至约0.30mm的范围内，或小于约、等于约或大于约0.15mm、0.20mm、0.25mm、0.30mm、0.35mm、0.40mm或0.45mm。

除了具有规则形状的孔810之外，设备800还可具有不规则形状。即，孔810的形状可被设计成与压碎的磨料颗粒的形状基本匹配。虽然孔810的尺寸可以有很大变化，但每个孔也可被设计成具有基本上相同的尺寸。对于其中每个磨料颗粒具有相同尺寸的应用，该构型可能是期望的。

孔810还可被成型为在孔810的一端上具有比在另一端上更小的宽度。即，孔810在设备第一主表面804处的宽度可大于孔810的内端的宽度。例如，孔810在第一端部处的宽度可在大于该孔在第二端部处的宽度的从约1.1倍至约4倍或约2倍至约3倍的范围内，或可小于约、等于或大于孔810在第二端部处的宽度的约1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍、1.6倍、1.7倍、1.8倍、1.9倍、2倍、2.1倍、2.2倍、2.3倍、2.4倍、2.5倍、2.6倍、2.7倍、2.8倍、2.9倍、3倍、3.1倍、3.2倍、3.3倍、3.4倍、3.5倍、3.6倍、3.7倍、3.8倍、3.9倍、4倍、4.1倍、4.2倍、4.3倍、4.4倍、4.5倍、4.6倍、4.7倍、4.8倍或4.9倍。这样，磨料颗粒将不会完全穿过孔804并进入外壳802中。孔810的内部也可为倾斜的。这可允许成型磨料颗粒在孔810内的特定取向。例如，一些磨料颗粒可具有倾斜的侧壁。孔810的内部可继而倾斜以匹配磨料颗粒的侧壁。

在设备800的一些示例中，设备第一主表面804可被以可剥离方式固定到外壳802。这可允许设备具有可互换的设备第一表面。每个设备第一表面可具有不同尺寸的孔或孔810的图案。因此，就可接收的磨料颗粒的类型以及可产生的图案而言，设备800可以是非常灵活的。

设备800可以任何数量的足够方式可释放地固定磨料颗粒。例如，如图所示，外壳802包括位于背对的外壳第二主表面806上的入口812。入口812可适于连接至真空生成***。在操作中，可在外壳802内形成低压(例如，类真空)环境。因此，布置在孔810内的任何磨料颗粒通过抽吸保持在其中。为了释放磨料颗粒，关闭真空生成***，从而导致抽吸损失。另选地，可将磁体布置在可选择性地接合或脱离接合的外壳802内。如果磨料颗粒分别在其中或其上具有金属，则它们可被吸附到磁体并被吸引到孔。

粘结磨料制品前体100可根据任何合适的方法制作。一种方法包括将第一多个成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700保持在本文所述的设备800的多个孔810的第一部分内。多个孔810的第一部分可在设备800的孔810的总量的约5％至约100％的范围内，或为约30％至约60％，或者小于、等于、或大于约10％、约15％、约20％、约25％、约30％、约35％、约40％、约45％、约50％、约55％、约60％、约65％、约70％、约75％、约80％、约85％、约90％或约95％。在多个孔810的第一部分小于100％的实施方案中，可将第二多个磨料颗粒保持在设备800的多个孔810的第二部分内。多个孔810的第二部分可在设备的孔的总量的约5％至约99％的范围内，或为约30％至约60％，或者小于、等于、或大于约10％、约15％、约20％、约25％、约30％、约35％、约40％、约45％、约50％、约55％、约60％、约65％、约70％、约75％、约80％、约85％、约90％或约95％。可通过将颗粒倾倒在设备800上或通过将设备800浸没在磨料颗粒中来使磨料颗粒102、300、400、500、600或700与设备第一主表面804接触。

为了保持，可在向设备800的孔810的大部分(例如，约95％)中填充磨料颗粒之后接合真空生成***。这导致外壳802内部的压力降低。另选地，颗粒可通过激活外壳802内的磁体来保持。第一主表面804可定位在基底104上方，并且保持***(无论是通过真空生成***还是磁体***)被释放，从而导致成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700接触基底104并在其上形成预定图案。

在形成之后，粘结磨料制品前体100可用于形成粘结磨料制品。粘结磨料制品可通过以下方式形成：将粘结磨料制品前体100定位在模具内；然后沉积粘结剂材料以形成磨料颗粒和粘结剂材料的混合物。可将一个或多个附加的粘结磨料制品前体100放置在模具中，并且可将附加的粘结剂材料沉积在模具中。这可用于形成具有多个成型磨料颗粒的磨料层的粘结磨料制品。在一些实施方案中，相邻磨料层的成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700可与彼此直接对准。在其他实施方案中，相邻磨料层的成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700可以相对于彼此交错；这可在所得的粘结磨料制品中形成成型磨料颗粒102、300、400、500、600或700的螺旋图案。

在粘结磨料制品前体100的所需的量沉积在模具中之后，通过在例如从约70℃至约200℃范围内的温度处加热来使混合物固化。将混合物加热足够的时间以使可固化酚醛树脂固化。例如，合适的时间可在约2小时至约40小时的范围内。固化也可逐步进行；例如，可将轮加热到约70℃至约95℃范围内的第一温度，持续约2小时至约40小时的时间。然后可在约100℃至约125℃范围内的第二温度下加热混合物，持续约2小时至约40小时的时间。然后可在约140℃至约200℃范围内的第三温度下加热混合物，持续约2小时至约10小时的时间。混合物可在空气的存在下固化。另选地，为了帮助保持任何颜色，在氧气浓度相对较低的氮气下，可将轮在较高的温度(例如，大于140℃)处固化。

磨料制品可被形成为具有许多形状中的一种形状；例如，轮可具有浅底盘或平底盘或具有弯曲或笔直的扩口侧边的浅碟的形状，并且可环绕并邻近中心孔具有笔直或中心下凹部分(例如，在类型27型中心下凹磨削轮中)。如本文所用，术语“笔直的中心”意在包括不同于中心下凹或轮毂上凸的研磨轮的研磨轮，以及具有以没有任何偏差或急弯的方式延续到中心孔的前表面和后表面的那些研磨轮。

图10和图11示出了粘结磨料制品1000的实施方案。具体地讲，图10为磨料制品1000的透视图，并且图11为沿图10的线2-2截取的磨料制品1000的剖视图。图10和图11示出了许多相同的特征并且同时进行讨论。如图所示，磨料制品1000为中心下凹磨削轮。在其他示例中，磨料制品可为切断轮、切割轮、切割磨削轮、中心下凹切断轮、卷轴磨削轮、安装点、工具磨削轮、辊式磨削轮、热压磨削轮、面磨削轮、导轨磨削轮、磨削锥、磨削塞、杯磨削轮、齿轮磨削轮、无心磨削轮、圆柱磨削轮、内径磨削轮、外径磨削轮或双盘磨削轮。轮的尺寸可为任何合适的尺寸；例如，直径可在从2mm至约2000mm的范围内。

磨料制品1000包括第一主表面1002和第二主表面1004。第一主表面1002和第二主表面1004具有基本上圆形的轮廓。中心孔1016在第一主表面1002与第二主表面1004之间延伸，并且可用于例如附接到动力驱动工具。在其他磨料制品的示例中，中心孔1016可被设计成仅部分地在第一主表面1002与第二主表面1004之间延伸。

如图所示，成型磨料颗粒102附接到基底104并分层布置。在一些实施方案中，基底104可在固化期间降解，仅留下成型磨料颗粒102。如图10和图11所示，粘结磨料制品1000包括第一磨料颗粒层1012和第二磨料颗粒层1014。第一磨料颗粒层1012和第二磨料颗粒层1014通过位于其间的粘结剂彼此间隔开。尽管示出了磨料颗粒102的两个层，但粘结磨料制品1000可包括附加的磨料颗粒层。例如，粘结磨料制品1000可包括与第一磨料颗粒层1012或第二磨料颗粒层1014中的至少一者相邻的第三磨料颗粒层。

如图所示，磨料颗粒102的至少大部分并不是无规分布在第一层1012和第二层1014内。相反，磨料颗粒102根据预定图案分布。例如，图10示出了图案，其中第一磨料颗粒层1012的相邻磨料颗粒102在从中心孔1016延伸到粘结磨料制品1000的周边的行中彼此直接对准。相邻的磨料颗粒也以同心圆直接对准。相邻层可具有相同或不同的图案。另外，在一些实施方案中，磨料颗粒102是无规分布的。

第一磨料颗粒层1012和第二磨料颗粒层1014或任何其它磨料颗粒层可单独占粘结磨料制品1000的不同重量％。例如，每个层的重量％可选自从制品1000的约2重量％至约50重量％、或约10重量％至约40重量％、或约15重量％至约35重量％，或约25重量％至约30重量％的范围内的值，或可小于约、等于约或大于约5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％或45重量％。

每层中的磨料颗粒102不必是相同的磨料颗粒。例如，第一磨料颗粒层1012可包括至少第一多个磨料颗粒102和第二多个磨料颗粒102。第一多个磨料颗粒102和第二多个磨料颗粒102可单独地在第一磨料颗粒层1012的约10重量％至约100重量％、或约20重量％至约90重量％、或约30重量％至约80重量％、或约40重量％至约60重量％的范围内，或可小于约、等于约、或大于约15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％或95重量％。

在仍另外的实施方案中，粘结磨料制品1000可仅包括第一磨料颗粒层1012，但层1012不是平面层，而是可适形于以z轴为中心并且从第一主表面1002延伸到第二表面1004的螺旋形状。

第一多个颗粒和第二多个颗粒中的磨料颗粒102可在磨料颗粒102的形状、尺寸或类型方面不同。例如，第一多个磨料颗粒可以是成型磨料颗粒，而第二多个磨料颗粒可以是压碎的磨料颗粒。在其它实施方案中，第一多个磨料颗粒和第二多个磨料颗粒102可以是相同类型的磨料颗粒102(例如，成型磨料颗粒)，但可具有不同尺寸。在另外的实施方案中，第一多个颗粒和第二多个颗粒可为不同类型的磨料颗粒，但可具有基本上相同的尺寸。第二磨料颗粒层、第三磨料颗粒层和任何附加磨料颗粒层可包括与第一磨料颗粒层的磨料颗粒类似的多个磨料颗粒。

根据本公开的磨料制品可用于例如磨削轮，包括磨具行业27型(例如，美国国家标准学会的标准ANSI B7.1-2000(2000)的1.4.14章节)的中心下凹磨削轮。

在使用中，根据本公开的旋转研磨轮的前表面的周边磨削边缘被固定至旋转电动工具并与工件的表面进行摩擦接触，并且该表面的至少一部分被磨损。如果以这种方式使用，则磨料制品的研磨性能与单层构造(其中成型磨料颗粒和任何任选的稀释压碎的磨料颗粒分散在整个研磨轮上)的研磨性能有利地高度相似。

根据本公开的磨料制品可以在干燥或湿润的情况下使用。在湿磨时，该制品与水、基于油的润滑剂或基于水的润滑剂结合使用。根据本公开的磨料制品特别可用于各种工件材料上，诸如，碳钢板或棒料和更奇特的金属(例如，高合金钢或钛)或较软的更多黑色金属(例如，软钢、低合金钢或铸铁)。

实施例

通过参考以举例说明的方式提供的以下实施例，可更好地理解本公开的各种实施方案。本公开不限于本文给出的实施例。

表1：材料

压敏粘合剂制备

丙烯酸类聚合

向干净的500mL反应瓶中加入305.65g去离子水、39.65g DMAm、17.21g MAA、34.05g DMAPMAm、0.91g STG和0.43g V-50。将该混合物用氮气吹扫20分钟以除去溶解的氧气。密封反应瓶，并将其置于具有翻转机构的50℃预加热水浴中并翻转20小时。然后将瓶从水浴中取出。将所得粘性聚合物溶液的10克等分试样置于开放式的铝盘中，并在氮气吹扫下于120℃的烘箱中干燥24小时。聚合物溶液为约按重量计23.26％的经溶解的固体。

酚醛共聚物混合物

在4oz、70mm直径的聚丙烯直壁广口瓶(加利福尼亚州联合市的泰罗尔塑料(TaralPlastics，Union City，CA))中制备酚醛-共聚物混合物。将聚合物溶液、酚醛树脂和填料集中到杯中并用螺帽密封。将该杯在双不对称离心机(Dual Asymmetric Centrifuge，DAC)SpeedMixer^TM(南卡罗来纳州兰德拉姆的弗莱克泰克公司(FlackTek Inc.,Landrum,SC))中以2500rpm混合2分钟，并且然后使其保持在环境温度处直到所有聚合物组分溶解。一旦获得均匀的溶液，将混合物以2750rpm再次混合2分钟，并储存在10℃的冰箱中直至使用。表2为所制备的混合物的列表。

表2：可固化膜组合物

材料	M1	M2	M3
				RP1	32.00g	32.00g	32.00g
W<sup>3</sup>#11		28.64g	25.77g
				835	13.00g
PAF	32.00g	24.00g
				F400	4.00g	4.00g

环氧丙烯酸酯树脂(EAR)

根据见于WO 2018106587A1(Shafer)的实施例2的描述复制该树脂。使用US 5,804,610(Hammer)的方法首先制备丙烯酸类共聚物。通过在琥珀色玻璃罐中将丙烯酸单体，自由基光引发剂(IRGACURE 651)和链转移剂(IOTG)混合并且手动混合涡旋来制备溶液。将该溶液在基于乙烯-乙酸乙烯酯的膜的热密封隔室中分成25g的等分试样，浸入16℃水浴中，并且使用UV光来聚合(UVA＝4.7mW cm^-2，总暴露量270J)。

表3：丙烯酸类共聚物组合物

材料	(重量份)
		BA	49
THFA	49
		IRGACURE 651	0.2
IOTG	0.1

为了制备可聚合环氧丙烯酸酯树脂，组合物，EAR，将32pbw的丙烯酸酯共聚物转移到来自徳国杜伊斯堡的布拉本德公司(Brabender GmbH&Co.KG,Duisberg,Germany)的型号“ATR PLAST-CORDER”混合器中，并且在大约120℃处并以100rpm混合若干分钟。向混合器中添加19pbw E-100IF、10pbw LVPREN和10pbw PKHA，并继续混合数分钟、直至均匀。缓慢添加19pbw E-1510、10pbw ARCOL和1pbw GPTMS，并继续混合数分钟、直至均匀。至此，逐滴缓慢添加0.5pbw UVI-6976，并且在120℃下继续搅拌数分钟。然后将混合物转移到有机硅剥离衬垫并冷却至21℃。注意使成品样品的环境光暴露最小化。

探针粘性测量

在80℃处将本文所述的PSA组合物在两个防粘涂布聚酯膜之间刮涂至0.10±0.02mm的厚度。将每个样品切割成大约25.4mm乘125mm。将样品转移到不锈钢取样管中进行粘性测量。使用TA.XTplus质构分析仪(英国萨里郡戈德尔明的稳定微***公司(StableMicro Systems，Godalming，Surrey，UK))进行固化前的粘性测量，该质构分析仪配备有直径为1cm的球形不锈钢探针、线性机动化样本台和两个高速相机。以0.1mm/s的速率使探针与样品接触、达到足以产生0.14N的力的深度。保持探针处于恒定0.14N的力5秒，然后以5mm/s的速率从样品缩回超过2mm的距离。将力和距离记录为时间函数。每次迭代使用样品的新区域重复测量5次。使用在测试期间获得的高速视频在光学上测量探针和膜之间的接触直径，并且使用三次测量的平均值来计算每个样品的接触面积。将平均峰值力除以平均接触面积得到每个样品的粘性。值列于下面的表4中：

表4

稀松布制备

在90℃处将组合物在两个6英寸宽的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)剥离衬垫之间热刮涂至0.10mm(0.004英寸)的厚度。移除一个衬垫，并将SCRIM1放置在经涂覆的树脂上。用2英寸橡胶辊将剥离衬垫层合回带有稀松布的膜上，并将其修剪至合适的尺寸。被M1涂覆的SCRIM1称为SCRIM1-M1。被M2涂覆的SCRIM1称为SCRIM1-M2。被M3涂覆的SCRIM1称为SCRIM1-M3。在SCRIM2上重复该过程以形成SCRIM2-M1、SCRIM2-M2和SCRIM2-M3。使用可紫外线固化的粘合剂组合物EAR如上制备第三组稀松布。用EAR处理的稀松布表示为SCRIM1-EAR和SCRIM2-EAR。

切割试验方法

固定一块40英寸(1m)长、1/8英寸(3.2mm)厚的不锈钢薄板，其主表面相对于水平方向倾斜35度角。沿倾斜薄板的向下倾斜的顶部表面固定导轨。将DeWalt D28114型4.5英寸(11.4厘米)/5英寸(12.7厘米)切割轮角度研磨机固定到导轨上，使得工具在重力作用下被沿向下路径导引。将用于评价的切割轮安装在该工具上，使得当切割轮工具被释放以在重力下沿轨道向下移位时，切割轮遇到不锈钢薄板的整个厚度。启动切割轮工具以使切割轮以10,000rpm旋转，释放工具以使其开始下降，并且在60秒之后测量不锈钢薄板中所得切割的长度。在切割试验之前和之后测量切割轮的尺寸以确定磨损。

实施例1

将RP(56.5g)混合物加入650克SAP中，并在KitchenAid商业混合器(Professional5Plus型号)中进行混合。然后在KitchenAid商业混合器(Professional 5Plus型号)中，将该混合物与300克PP混合。然后使用16目和30目丝网(+16/-30)筛分所得混合物，以分离涂覆有颗粒粘结剂的成型磨料颗粒。

然后通过轻扣来辅助将涂覆有颗粒粘结剂的成型磨料颗粒填充在具有水平三角形空腔的定位工具中，该空腔的尺寸为长0.075英寸(1.9mm)、相对于每个空腔的底部为98度的侧壁角、以及布置成径向阵列的深度为0.0138英寸(0.35mm)的模具空腔(所有顶点均指向周边)。通过刷涂和摇动将超出工具的空腔的容纳的成型磨料颗粒移除。

然后使包含成型磨料颗粒的工具与涂覆有粘合剂的玻璃纤维SCRIM1-M1接触并倒置，以将成型磨料颗粒以精确布置和取向的图案沉积在涂覆有粘合剂的盘上。总共施加3.5克(g)经树脂涂覆的SAP。以相同方式将经树脂涂覆的SAP沉积在SCRIM2-M1上。

将具有SAP的SCRIM2-M1置于5英寸(127mm)直径×1英寸(2.5cm)深的金属模具空腔的底部，涂覆侧朝上。模具的内径为23mm。然后将填充混合物(36.5g)(由母料制成，该母料包括650克AP1、55克RP和295克PP)置于经涂布的稀松布的顶部上。然后将SCRIM2-M1放置在填充混合物的顶部，涂覆侧向下。在SCRIM2-M1的顶部添加70mm直径的纸标签。将来自波兰亚斯沃镇(

Poland)的Lumet PPUH的28mm×22.45mm×1.2mm的金属凸缘放置在标签顶部。关闭模具，并且在室温处在50吨(907kg)的载荷下挤压经涂覆的稀松布-填料-经涂覆的稀松布夹层2秒。然后将切割轮前体从模具中移出并以30小时(hr)固化周期在堆叠中固化：在75℃处2小时，在90℃处2小时，在110℃处5小时，在135℃处3小时，在188℃处3小时，在188℃处13小时，并且之后在2小时冷却至60℃。对总共三个轮进行实施例1的两次平行测定。

实施例2

重复实施例1，不同的是SCRIM1-M1和SCRIM2-M1上的SAP颗粒未涂覆在RP或PP中。

比较例A

将RP(58g)混合物加入650克SAP中，并在KitchenAid商业混合器(Professional5Plus型号)中进行混合。然后在KitchenAid商业搅拌器(Professional 5Plus型号)中，将该混合物与300克PP混合。然后使用16目和30目丝网(+16/-30)筛分所得混合物，以分离涂覆有颗粒粘结剂的成型磨料颗粒。

重复实施例1，不同的是SCRIM1-M1或SCRIM2-M1上未放置成型磨料颗粒，并且填充混合物是650克AP1、55克RP目295克PP与4.4g分离的经树脂涂覆的SAP组合的26克混合物。对总共三个样品进行比较例A的两次平行测定。

比较例B

重复比较例A，不同的是SCRIM1-M1和SCRIM2-M1上的SAP颗粒不在RP或PP中涂覆。

尽管将已采用的术语和表达用作描述而非限制术语，并且不旨在使用此类术语和表达排除所示和所描述的特征或其部分的任何等同物，但是已经认识到，在本发明实施方案的范围内的各种修改是可以的。因此，应当理解，尽管本公开已通过具体实施方案和任选的特征而具体公开，但是本领域普通技术人员可推出本文所公开的概念的修改和变型，并且此类修改和变型被认为在本发明的实施方案的范围内。

附加实施方案：

本发明提供了以下示例性实施方案，其编号不应当被解释为指定重要程度：

实施方案1提供一种粘结磨料制品前体，该粘结磨料制品前体包括：

磨料层，所述磨料层包括布置在粘合剂上并形成预定图案的多个成型磨料颗粒。

实施方案2提供根据实施方案1所述的粘结磨料制品，还包括具有所述磨料层的背衬，该磨料层通过该粘合剂粘附于该背衬。

实施方案3提供根据实施方案2所述的粘结磨料制品前体，其中该背衬包括聚合物膜、金属箔、织造织物、针织织物、纸张、硫化纤维、无纺织物、泡沫、丝网、层合体、纤维幅材或其组合。

实施方案4提供根据实施方案3所述的粘结磨料制品前体，其中该纤维幅材包括形成非织造幅材的多根纤维、纺粘非织造幅材、针缠结的非织造幅材、编织幅材、针织幅材、织造幅材、吹塑微纤维或其组合。

实施方案5提供根据实施方案3或4中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该纤维幅材包括包含多根该纤维的纱线。

实施方案6提供根据实施方案3至5中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该粘合剂布置在该增强组分的各个纤维上。

实施方案7提供根据实施方案3至6中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该纤维幅材包含玻璃纤维。

实施方案8提供根据实施方案1至7中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该多个成型磨料颗粒中的该成型磨料颗粒中的至少一个成型磨料颗粒呈四面体并且包括由终止于四个顶端的六条边接合的四个面，该四个面中的每一个面接触该四个面中的三个面。

实施方案9提供根据实施方案8所述的粘结磨料制品前体，其中该四个面中的至少一个面为基本上平面的。

实施方案10提供根据实施方案8或9中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该四个面中的至少一个为凹面。

实施方案11提供根据实施方案8所述的粘结磨料制品前体，其中该四个面均为凹面。

实施方案12提供根据实施方案8至10中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该四个面中的至少一个面为凸面。

实施方案13提供根据实施方案8所述的粘结磨料制品前体，其中该四个面全部为凸面。

实施方案14提供根据实施方案8至13中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该四面体磨料颗粒中的至少一个四面体磨料颗粒具有相等尺寸的边。

实施方案15提供根据实施方案8至14中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该四面体磨料颗粒中的至少一个四面体磨料颗粒具有不同尺寸的边。

实施方案16提供根据实施方案1至15中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该多个成型磨料颗粒中的至少一个成型磨料颗粒包括相距厚度t的第一侧面和第二侧面，该第一侧面包括具有三角形周界的第一面并且该第二侧面包括具有三角形周界的第二面，其中该厚度t等于或小于该颗粒的最短侧相关尺寸的长度。

实施方案17提供根据实施方案16所述的粘结磨料制品前体，还包括连接该述第一侧面与该第二侧面的至少一个侧壁。

实施方案18提供根据实施方案17所述的粘结磨料制品前体，其中该至少一个侧壁为倾斜侧壁。

实施方案19提供根据实施方案17或18中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该倾斜侧壁的拔模角α在约95度至约130度的范围内。

实施方案20提供根据实施方案16至19中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该第一面与该第二面基本上彼此平行。

实施方案21提供根据实施方案16至20中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该第一面与该第二面基本上彼此不平行。

实施方案22提供根据实施方案16至21中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该第一面和该第二面中的至少一者为基本上平面的。

实施方案23提供根据实施方案16至22中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该第一面和该第二面中的至少一者为非平面。

实施方案24提供根据实施方案1至23中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该成型磨料颗粒中的一个或多个成型磨料颗粒包括在圆形第一端部与圆形第二端部之间延伸的圆柱形主体。

实施方案25提供根据实施方案1至24中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该成型磨料颗粒中的至少一个成型磨料颗粒包括：开口、凹形表面、凸形表面、沟槽、脊部、断裂表面、低圆度系数、包括具有尖头的一个或多个拐角点的周界或其组合。

实施方案26提供根据实施方案1至25中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该预定图案包括多个圆。

实施方案27提供根据实施方案1至26中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该预定图案包括多条基本平行的线。

实施方案28提供根据实施方案1至27中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中对于该多个成型磨料颗粒的至少一部分，围绕垂直于该背衬的主表面并穿过该多个成型磨料颗粒中的相应成型磨料颗粒的线的z方向旋转角基本上相同。

实施方案29提供根据实施方案28所述的粘结磨料制品前体，其中具有基本上相同的z方向旋转角的该成型磨料颗粒的该部分在该多个成型磨料颗粒的约25重量％至约100重量％的范围内。

实施方案30提供根据实施方案28或29中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中具有基本上相同的z方向旋转角的该成型磨料颗粒的该部分在该多个成型磨料颗粒的约50重量％至约80重量％的范围内。

实施方案31提供根据实施方案1至30中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该多个成型磨料颗粒中的至少一些包括陶瓷材料、聚合物材料或其混合物。

实施方案32提供根据实施方案1至31中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该多个成型磨料颗粒中的至少一些包括α氧化铝、溶胶-凝胶衍生的α氧化铝或其混合物。

实施方案33提供根据实施方案1至32中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该多个成型磨料颗粒中的至少一些包括铝硅酸盐、氧化铝、二氧化硅、氮化硅、碳、玻璃、金属、氧化铝-五氧化二磷、氧化铝-氧化硼-二氧化硅、氧化锆、氧化锆-氧化铝、氧化锆-二氧化硅、熔融氧化铝、热处理氧化铝、陶瓷氧化铝、烧结氧化铝、碳化硅材料、二硼化钛、碳化硼、碳化钨、碳化钛、金刚石、立方氮化硼、石榴石、熔融氧化铝-氧化锆、氧化铈、氧化锆、氧化钛或其组合。

实施方案34提供根据实施方案1至33中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该粘合剂包含热塑性树脂、热固性树脂或可辐射固化树脂。

实施方案35提供根据实施方案34所述的粘结磨料制品前体，其中该热塑性树脂包括丙烯酸类粘合剂、橡胶粘合剂、有机硅粘合剂、苯乙烯嵌段共聚物粘合剂、基于聚乙烯醚的粘合剂或其混合物。

实施方案36提供根据实施方案35所述的粘结磨料制品前体，其中该丙烯酸类粘合剂包含聚((甲基)丙烯酸酯)。

实施方案37提供根据实施方案35或36中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该橡胶粘合剂包括天然橡胶、合成橡胶或其混合物。

实施方案38提供根据实施方案34至37中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该热固性树脂包括环氧树脂、苯酚-甲醛树脂或其混合物。

实施方案39提供根据实施方案38所述的粘结磨料制品前体，其中该环氧树脂可包括一种或多种选自以下的环氧树脂：双酚F的二缩水甘油醚、双酚A的低环氧当量二缩水甘油醚、液体环氧酚醛清漆、液体脂族环氧化物、液体环脂族环氧化物、1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚、3,4-环氧基环己基甲基-3,4-环氧基环己烷羧酸酯、四缩水甘油基亚甲基二苯胺、N,N,N',N'-四缩水甘油基-4,4'-亚甲基双苯胺、对氨基苯酚的三缩水甘油基、N,N,N',N'-四缩水甘油基-间苯二甲胺、丙烯酸改性环氧树脂或其混合物。

实施方案40提供根据实施方案39所述的粘结磨料制品前体，其中该丙烯酸改性环氧树脂包含：

(甲基)丙烯酸四氢糠(THF)酯共聚物组分；

该环氧树脂中的一种或多种；以及

一种或多种羟基官能聚醚。

实施方案41提供根据实施方案40中所述的粘结磨料制品前体，其中该(甲基)丙烯酸THF酯共聚物组分包含一种或多种(甲基)丙烯酸THF酯单体、一种或多种Ci-Cs(甲基)丙烯酸酯单体、以及一种或多种任选的阳离子反应性官能(甲基)丙烯酸酯单体。

实施方案42提供根据实施方案40或41中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该(甲基)丙烯酸THF酯共聚物组分包含：

(A)40重量％至60重量％的(甲基)丙烯酸四氢糠酯单体；

(B)40重量％至60重量％的Ci-Cs烷基(甲基)丙烯酸酯单体；以及

(C)0重量％至10重量％的阳离子反应性官能单体，其中(A)、(B)和(C)的总和为100重量％的该(甲基)丙烯酸THF酯共聚物。

实施方案43提供根据实施方案40至42中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该可固化组合物包含：i)从约15重量份至约50重量份的该(甲基)丙烯酸THF酯共聚物组分；ii)约25重量份至约50重量份的所述一种或多种环氧树脂；iii)约5重量份至约15重量份的所述一种或多种羟基官能聚醚；iv)从约10重量份至约25重量份的该一种或多种含羟基的成膜性聚合物；其中i)至iv)的总和为100重量份；以及v)相对于100份的i)至iv)，约0.1重量份至约5重量份的光引发剂。

实施方案44提供根据实施方案33至43中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中该热固性树脂包含氢化聚丁二烯、聚四亚甲基醚二醇、丙烯酸异辛酯和丙烯酸的共聚物、脂族两性离子两亲性丙烯酸类聚合物、酚醛树脂、脲醛树脂、氨基塑料树脂、三聚氰胺树脂、氨基甲酸乙酯树脂或其混合物。

实施方案45提供一种粘结磨料制品，其包括：

第一主表面以及背对的第二主表面，所述第一主表面和所述第二主表面各自接触周向侧表面并且沿x-y方向延伸；

中心轴线，所述中心轴线沿z方向延伸穿过所述第一主表面和所述第二主表面；

根据实施方案1至44中任一项所述的粘结磨料制品前体；以及

粘结剂材料，该粘结剂材料保持该磨料颗粒层。

实施方案46提供根据实施方案45所述的粘结磨料制品，其中所述第一主表面和所述第二主表面具有基本上圆形的轮廓。

实施方案47提供根据实施方案45或46中任一项所述的粘结磨料制品，其还包括至少部分地在该第一主表面与该第二主表面之间延伸的中心孔。

实施方案48提供根据实施方案47所述的粘结磨料制品，其中该中心轴线延伸穿过该中心孔。

实施方案49提供根据实施方案45至48中任一项所述的粘结磨料制品，其中该磨料颗粒所在的层为第一磨料颗粒层，并且该磨料制品还包括第二磨料颗粒层，该第二磨料颗粒层附接到粘合剂并且沿所述z方向与该第一成型磨料颗粒层间隔开。

实施方案50提供根据实施方案49所述的粘结磨料制品，其中该第一磨料颗粒层的预定图案和该第二磨料颗粒层的预定图案基本上相同。

实施方案51提供根据实施方案49或50中任一项所述的粘结磨料制品，其中该第一层的成型磨料颗粒和该第二层的成型磨料颗粒相对于彼此交错。

实施方案52提供根据实施方案51所述的粘结磨料制品，其中第一层、第二层或两者的多个成型磨料颗粒被粘结剂材料封装。

实施方案53提供根据实施方案51或52中任一项所述的粘结磨料制品，其中该多个成型磨料颗粒的该第一层、该第二磨料颗粒层或两者独立地在该磨料制品的从约2重量％至约50重量％的范围内。

实施方案54提供根据实施方案51至53中任一项所述的粘结磨料制品，其中该多个成型磨料颗粒的该第一层、该第二磨料颗粒层或两者独立地在该磨料制品的从约25重量％至约30重量％的范围内。

实施方案55提供根据实施方案45至54中任一项所述的粘结磨料制品，其中该粘结磨料制品还包括多个压碎的磨料颗粒。

实施方案56提供根据实施方案55所述的粘结磨料制品，其中该压碎的磨料颗粒在该粘结磨料制品的从约10wt％至约95wt％的范围内。

实施方案57提供根据实施方案55或56中任一项所述的粘结磨料制品，其中该压碎的磨料颗粒在该粘结磨料制品的从约20wt％至约50wt％的范围内。

实施方案58提供根据实施方案55至57中任一项所述的粘结磨料制品，其中该第一多个磨料层的该多个磨料颗粒中的相应成型磨料颗粒的尺寸不同于该第二成型磨料颗粒层的该成型磨料颗粒中的相应成型磨料颗粒的尺寸。

实施方案59提供根据实施方案45至58中任一项所述的粘结磨料制品，其中该粘结剂材料包括有机粘结剂、玻璃化粘结剂、金属粘结剂或其混合物。

实施方案60提供根据实施方案59所述的粘结磨料制品，其中该有机粘结剂包括酚醛树脂。

实施方案61提供根据实施方案45至60中任一项所述的粘结磨料制品，其中该磨料制品可为下列项中的至少一种：切断轮、切割磨削轮、中心下凹磨削轮、中心下凹切断轮、卷轴磨削轮、安装点、工具磨削轮、辊式磨削轮、热压磨削轮、面磨削轮、导轨磨削轮、磨削锥、磨削塞、杯磨削轮、齿轮磨削轮、无心磨削轮、圆柱磨削轮、内径磨削轮、外径磨削轮和双盘磨削轮。

实施方案62提供根据实施方案45至61中任一项所述的粘结磨料制品，其中该粘结磨料制品的直径在从约2mm至约2000mm的范围内。

实施方案63提供根据实施方案45至62中任一项所述的粘结磨料制品，其中该粘结磨料制品的直径在从约100mm至约1000mm的范围内。

实施方案64提供一种制备根据实施方案1至63中任一项所述的粘结磨料制品前体的方法，该方法包括：

使所述多个成型磨料颗粒与所述粘合剂接触。

实施方案65提供根据实施方案64所述的方法，其中在使该粘合剂与该多个成型磨料颗粒接触之前，该多个成型磨料颗粒保持在生产工具的相应空腔中。

实施方案66提供根据实施方案65所述的方法，其中通过真空、静电相互作用、与保持构件的接合或其组合来将该各个成型磨料颗粒保持在该相应空腔中。

实施方案67提供根据实施方案66所述的方法，其中通过解除该真空、改变所述静电相互作用、脱离该保持构件或其组合来从该生产工具松开该各个成型磨料颗粒。

实施方案68提供根据实施方案65至67中任一项所述的方法，其中该空腔一起具有基本上与该各个成型磨料颗粒的该预定图案对应的图案。

实施方案69提供一种形成根据实施方案45至63中任一项所述的粘结磨料制品的方法，该方法包括：

使根据实施方案1至44中任一项所述的或根据实施方案64至68中任一项所述的方法形成的粘结磨料制品至少部分地定位在模具内；

将粘结剂材料沉积在该模具中；以及

挤压该粘结剂材料。

实施方案70提供根据实施方案69所述的方法，该方法还包括加热该模具。

实施方案71提供根据实施方案69或70中任一项所述的方法，其中该粘结磨料制品前体为第一粘结磨料制品前体，并且该方法还包括将第二粘结磨料制品前体至少部分地定位在该模具内。

实施方案72提供了一种使用根据实施方案1所述的磨料制品的方法，该方法包括：

将该磨料制品相对于其所接触的表面进行移动，以研磨该表面。

Claims (15)

1.一种粘结磨料制品前体，包括：

磨料层，所述磨料层包括布置在粘合剂上并形成预定图案的多个成型磨料颗粒。

2.根据权利要求1所述的粘结磨料制品，还包括具有所述磨料层的背衬，所述磨料层通过所述粘合剂粘附于所述背衬。

3.根据权利要求2所述的粘结磨料制品前体，其中所述背衬包括聚合物膜、金属箔、织造织物、针织织物、纸张、硫化纤维、无纺织物、泡沫、丝网、层合体、纤维幅材或其组合。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中对于所述多个成型磨料颗粒的至少一部分，围绕垂直于所述背衬的主表面并穿过所述多个成型磨料颗粒中的相应成型磨料颗粒的线的z方向旋转角基本上相同。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中所述多个成型磨料颗粒中的至少一些包含陶瓷材料、聚合物材料或其混合物。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的粘结磨料制品前体，其中所述粘合剂包括热塑性树脂、热固性树脂、可辐射固化树脂或其混合物。

7.一种粘结磨料制品，包括：

第一主表面以及背对的第二主表面，所述第一主表面和所述第二主表面各自接触周向侧表面并且沿x-y方向延伸；

中心轴线，所述中心轴线沿z方向延伸穿过所述第一主表面和所述第二主表面；

根据权利要求1至6中任一项所述的粘结磨料制品前体；以及

粘结剂材料，所述粘结剂材料保持所述磨料颗粒。

8.根据权利要求7所述的粘结磨料制品，其中所述第一主表面和所述第二主表面具有基本上圆形的轮廓。

9.根据权利要求7或8中任一项所述的粘结磨料制品，其中所述磨料颗粒所在的层为第一磨料颗粒层，并且所述磨料制品还包括布置在粘合剂上并且沿所述z方向与所述第一成型磨料颗粒层间隔开的第二磨料颗粒层。

10.根据权利要求9所述的粘结磨料制品，其中所述第一磨料颗粒层的预定图案和所述第二磨料颗粒层的预定图案基本上相同。

11.一种制备根据权利要求1至10中任一项所述的粘结磨料制品前体的方法，所述方法包括：

使所述多个成型磨料颗粒与所述粘合剂接触。

12.根据权利要求11所述的方法，其中在使所述粘合剂与所述多个成型磨料颗粒接触之前，将所述多个成型磨料颗粒保持在生产工具的相应空腔中。

13.根据权利要求12所述的方法，其中通过真空、静电相互作用、与保持构件的接合或其组合来将所述各个成型磨料颗粒保持在所述相应空腔中。

14.根据权利要求13所述的方法，其中通过解除所述真空、改变所述静电相互作用、脱离所述保持构件或其组合来从所述生产工具松开所述各个成型磨料颗粒。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中所述空腔一起具有基本上与所述各个成型磨料颗粒的预定图案对应的图案。

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