CN1156424A - 非织造磨料制品及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种稀疏型低密度的磨料制品，该磨料制品包括：(a)由许多混乱延伸而又相互缠结的聚酰胺短纤维形成的、其中含有粘结在一起的纤维的交叉接触点的膨松稀疏的非织造三维纤维织物，这些纤维仍存在着纤维表面，纤维强度小于5g/旦；(b)分散于整个纤维织物中并牢固地粘附于织物纤维表面的许多研磨颗粒；(c)分布于整个纤维织物中的树脂材料。本发明也提供了制造所述磨料制品及其一些转变形式的方法。

Description

非织造磨料制品及其制造方法

发明领域

本发明涉及一种稀疏型、低密度的非织造磨料制品及其制造方法，该非织造磨料制品包括一种被处理成耐酚腐蚀、由低强度的聚酰胺系短纤维形成的纤维织物(纤维网状物)。

已有技术

非织造磨料制品已为人公知，并记载于例如第2958593号美国专利(Hoover等人)上，该类制品通常是在这样一种多孔的三维集聚网状结构的非织造纤维织物上附着一些细微研磨颗粒和可硬化的粘合剂。

这些非织造磨料制品可用于如不连续的片状形式以及各种转变形式，例如，轮、盘及折叠式刷子。在这些转化的应用中，生成的制品可用于清洗、净化、精整、及/或修饰如金属、木材、塑料、玻璃、陶瓷等及复合材料的表面。

用于已知的非织造磨料制品的纤维由包括聚酰胺、聚酯、聚丙烯、聚乙烯的聚合物、及各种共聚物组成。如棉、毛、韧皮纤维及各种动物毛发纤维等的天然纤维也是适用的。合适的磨料制品可由燧石、石榴石、氧化铝、金刚石、碳化硅等制得。粘合剂通常包括硬化状态的皮胶或清漆，或一种或一种以上的树脂，例如，酚醛树脂、脲甲醛树脂、密胺甲醛树脂、脲烷、环氧树脂、及丙烯酸酯树脂。酚醛树脂有苯酚甲醛类树脂。已知的研磨非织造制品包括由3M公司(St.Paul，Minn.)出售的SCOTCH-BRITE产品，这种产品需在预粘合剂中使用溶剂涂覆的交联的脲烷，以提供所需要的弹性并使所得的织物的尼龙纤维不受其后所使用的酚醛初始接合涂层腐蚀的保护，该酚醛树脂初始接合涂层为用于将研磨料的矿质粒粘合于所述的织物上。

非织造磨料制品通常按如下已知的步骤制得。用不含有研磨颗粒的粘合剂前体溶液作“预粘合”涂敷，该粘合剂前体溶液包括一种或一种以上上述树脂，将该些树脂涂覆于织物上，加热硬化，使该非织造织物增加足够的强力，以利于进一步的加工。接着，将一基于树脂性有机粘合剂形成的“初始接合”涂层涂敷于该织物上，以使细微的研磨颗粒固定于整个蓬松的织物中，然后硬化。然后，通常是用一喷涂方法将一由树脂粘合剂材料及研磨颗粒形成的“胶结”涂层涂敷于该预粘合的织物上，以增强其制品的研磨特性，例如，防止该研磨料的矿质从表层脱落。接着，硬化该胶结涂层。根据所用织物的种类及研磨颗粒的性能，各种预粘合的树脂、初始接合涂层及胶结涂层的树脂可相同或不同。

酚醛树脂粘合剂，由于它们的热性能、利用效率、低成本及加工容易而特别被广泛地使用于非织造磨料制品的制造。目前，最大量地用于生产酚醛树脂的单体为苯酚和甲醛。其它重要的酚醛原材料为：烷基取代的苯酚，包括：甲氧酚、二甲苯酚、对叔丁基苯酚，对苯基苯酚、及壬基苯酚。联苯酚，例如，间苯二酚(1，3-苯二酚)，及双酚-A(双-A或2，2-双(4-羟基苯基)丙烷)则较小量地应用于需要某些特殊性能的场合。

有二种基本类型的酚醛树脂：可溶酚醛树脂和可溶可溶酚醛(Novolak)树脂。可溶酚醛树脂的分子量的改进和硬化可由碱催化剂进行催化。醛对苯酚的摩尔比大于或等于1，典型地，是在1.0-3.0之间。在非织造磨料制品的粘合涂层的形成中，一种标准的作为原料的酚醛树脂的组合物为固含量70％的甲醛：苯酚为1.96∶1.0的缩合物。其中，添加了基于苯酚的重量计为2％的氢氧化钾催化剂。典型的酚醛树脂组合物含有25-27％(重量)的水和3-5％(重量)的丙二醇甲基醚，它们被认为须用于减少通常的酚醛组合物的粘度。在该树脂被用作为初始接合或胶结涂层的组份之前，即，为了使它便于涂覆，通常可添加挥发性的有机化合物而进一步减小其粘度，所述的挥发性的有机化合物通常被称作“VOCs”。用于生产非织造织物用的预粘合涂层、通常含有酚醛树脂的粘合剂前体溶液可含有高至40％(重量)的VOC，如异丙醇，以减小粘度，并使该酚醛树脂与其它粘合剂组分相容；而用于生产非织造织物用的胶结涂层的粘合剂前体溶液可含有高至20％(重量)的VOC，如二甘醇***。

为减少VOCs的挥发，有人建议增加酚醛树脂的水相容性。J.D.Fisher，在Proceedings of the American Chemical Society，Division of PolymericMaterials：Science and Engineering；No.65，pp.275-276(1991)的一篇题为“水相容的酚醛树脂”的文章中，描述了制造“水相容性”酚醛树脂的方法，其优点及其缺点。然而，理想的是，不用特殊的管理和对于硬化***动力作过细的照管，而且无须用另外的操作及设备来化学合成功能性的或其它结构上有变化的酚醛树脂粘合剂的分子结构，即可调节粘合剂的水相容性。

同样，在使用该酚醛树脂粘合剂，特别是与基于聚酰胺纤维的非织造织物而使用该酚醛树脂粘合剂时，也有相容性的问题。一种特别有用的为人所熟知的非织造磨料制品是那种含有聚酰胺纤维的织物和可溶类酚醛树脂作为可硬化粘合剂的制品。该组合物提供了一种强度和韧性好、耐温度变化、可经济制得的磨料制品。但是其缺点是，酚醛树脂通常在可溶酚醛树脂在会存在的游离苯酚会对聚酰胺纤维产生化学腐蚀，并由此损伤这些聚酰胺纤维的强力。这种苯酚腐蚀对聚酰胺纤维产生的负影响是纤维的脆化，该纤维的脆化又导致单根纤维的及整个织物的挠曲性能、回弹力、伸长等性能的变差。在本发明之前为缓解该问题的实际做法是，使用拉伸度大的聚酰胺纤维。这种纤维具有典型地为5.5g/旦大大于8g/旦的范围内的强度。这种拉伸度大的纤维的形态大多是结晶态的结构更易于晶化，且其无定形区和结晶区高度取向。由于苯酚对纤维的扩散速率大大地减小，这种结构即提供了对游离苯酚的快速腐蚀的障碍。虽然该方法可用于克服苯酚腐蚀的问题，在加工中又出现了其它的问题。例如，在对这种拉伸度大的纤维，很难形成稳定的卷曲，因而，将其加工成非织造织物的过程也变得更困难。另外，从经济的观点来看，用于制造如此高度定向纤维所用的附加设备及检查管理也是费钱的。应引起工业界高度注目地是，可以使用中等强度或低强度、低拉伸强力的聚酰胺纤维，(例如，其强度低于5g/旦的聚酰胺纤维)，该些纤维不必经特殊的强化定向加工，但是，高于上述强度的聚酰胺纤维可防止苯酚对纤维的腐蚀。

而且，如同其它的通常用于粘合织物的酚醛树脂，用于粘合聚酰胺纤维制非织造的可溶酚醛树脂通常至少需要使用一定容积的VOCs。这种VOCs通常须在制造过程中去除，并回收或是另行处理，以避免或尽可能减少其向大气的排放。因处理VOC溶剂导致附加的成本和不便，最好是，若无法避免的话，减少在聚酰胺纤维/可溶酚醛树脂体系中使用VOC溶剂。而且，该VOC溶剂被认为可促进和有助于苯酚对聚酰胺纤维表面的腐蚀。

被用于减少VOC在非织造磨料制品的使用中排放的改性酚醛树脂也已为人所知，且描述于如一般转让的第5178646号美国专利(Barber，Jr.等人)中。其中，聚(氧化烯)胺和脲化合物用于上述目的。橡胶改性的酚醛树脂也用于非织造磨料制品的制造，如描述于一般转让的第2958593号美国专利(Hoover.等人)上。该酚醛树脂可用作一种可选用的橡胶处理，涂敷在该非织造磨料制品结构的一侧，以增强该整个非织造磨料制品结构的耐撕破和耐撕碎性。例如，Hoover等人例举了一种尼龙织物，该尼龙织物首先涂覆以苯酚-甲醛树脂及端接胺的聚酰胺树脂涂料，接着，将该外露苯酚的织物移至硬化烘箱中，在此，热处理涂层的织物，以使该处理的织物硬化成温热而不粘的状态，然后，仅是在此之后，将基于丁二烯丙烯腈共聚物胶乳(即，由B.F.Goodrich Co.所售的商品名为“HYCAR Latex 1561”)的橡胶组合物在烘箱中涂敷至织物的相反一侧，然后加热硬化。在由Hoover等人所公开的装置中，当时尼龙纤维在与苯酚接触时不进行前述纤维定向或其中确实存在有的改性剂成分，这些被认为是减轻苯酚对尼龙纤维表面腐蚀的措施。类似地，一般转让的第4189395号美国专利(Bland)揭示了一种清洁垫，该清洁垫在一较长的使用期间内缓慢地释放出其内置的表面活性剂。Bland的这种清洁垫是一种在其制造的后处理阶段用一种组合物浸渍的垫子，该组合物包含一水溶性的、其内混合有grease cutting、可形成泡沫的非离子表面活性剂的硬化丙烯酸类树脂。由Bland公开的该丙烯酸类树脂可以是商业上可购的Rohm & Haas公司生产的，商品名为“Rhopoex”的胶乳及B.F.Goodrich公司生产的“HYCAR H2671”。但是，Bland所用的织物在以含有表面活性剂的组合物作分开的后续处理之前，首先用一种如含有苯酚甲醛的热固性树脂的粘合剂转变成一整体。同样，一般转让的第4018575号美国专利(Davis等人)公开了一种低密度的磨料制品，该磨料制品包括一种由玻璃纤维束组成的纤维织物。Davis等人的玻璃纤维束最好是以较好的聚丙烯酸酯商品名为“HYCAR 1562”的、丁二烯丙烯腈橡胶，以及聚脲烷等预粘合树脂作预粘合的。玻璃纤维不会受苯酚侵蚀。

可以认为，至本发明之前，尚无人知道，对用于粘合未经强拉伸的、低强度的聚酰胺织物纤维的酚醛树脂前体物系用改性剂进行改性，可以防止或减缓聚酰胺纤维因苯酚作用的分解。

发明简述

本发明涉及一种稀疏型低密度的磨料制品，该磨料制品能克服和解决上述当较低强度的聚酰胺短纤维用于该制品的纤维织物时所发生的苯酚侵蚀的问题。本发明消除了在赋于聚酰胺纤维以高定向时所发生的麻烦和成本提高问题，同时，也减少了施涂在织物上的粘合剂组合物中的含有挥发性有机化合物(即，“VOC”)的溶剂的使用需要。

总之，本发明涉及一种稀疏型低密度的磨料制品，本发明的磨料制品包括下述部份：

(a)由许多混乱伸展而又相互缠结的聚酰胺短纤维形成的膨松稀疏的非织造三维织物，在织物中有着纤维之间交叉接触点，这些交叉接触点形成了贯穿于整个织物的三维集合结构，这些纤维包括纤维表面以及小于5g/旦的纤维虽度；

(b)分散于整个织物中并牢固地粘合在织物纤维表面的许多磨料颗粒；

(c)分散于整个纤维织物中的树脂材料，包括：(i)硬质的酚醛树脂，该酚醛树脂是由一种酚醛树脂前体经硬化形成的分散于整个纤维织物之中，并与纤维接触，(ii)某一种改性剂组分，其类型和含量足以当织物纤维在与酚醛树脂前体接触时，该改性剂组分能基本上阻止纤维的化学分解。

为达本发明的目的，一些术语定义如下：

“非织造”意指通过机械、化学或物理的方法，或上述方法的任何组合，将混乱排列或定向排列的纤维固定。集合在一起形成一层织物，但是排除使用机织、针织、编织、传统的制毡方法及通常的制纸工艺方法。

“低密度”，此处对非织造纤维织物而言的，意指具有空隙容积极大极为稀疏的结构。

“稀疏”，此处对非织造纤维织物而言，意指当织物的厚度约为1/4英寸(6mm)时，将该织物持于光线例如，普通日光前，在对着观察者眼睛的所有的光线基本上完全穿过该结构的条件下，该织物呈高度的半透明状甚或透明状。

“强度”意指纤维断裂时的拉伸强强，由每旦尼尔纤维的克应力为单位。

“短纤维”意指短的纤维，例如，切断成的长度短而均匀的卷曲纤维。

“化学分解”意指对纤维表面或其结构产生的化学损伤，例如，由于酚醛树脂前体中的苯酚与相接触的聚酰胺纤维表面起反应而形成的化学损伤。

本发明的一个重要的方面是，在非织造磨料制品的制造过程中，在不迟于纤维织物中的聚酰胺纤维第一次与酚醛树脂前体溶液接触之时，如此处所述，使含有低强度(即，小于5.0g/旦)的聚酰胺短纤维的非织造纤维织物与改性剂接触。为此目的，在不迟于该纤维织物中的聚酰胺纤维第一次与酚醛树脂前体溶液的苯酚接触之时，将该聚酰胺短纤维与改性剂的接触特征还包括这样的情形，即，该改性剂是，也与酚醛树脂前体溶液同时涂敷在织物上的。本发明可以这样实施：先将改性剂涂敷在该纤维织物上。然后将第一层酚醛树脂前体溶液湿对湿地涂敷上去，另一方面，此处所述的“同时”，是指改性剂和酚醛树脂以混合于同一涂料组合物中的形式，同时涂敷在纤维织物上，该涂料组合物中这两种组分是充分混合的。依序涂敷分开的涂层，不能被认为是本发明意义上的“同时”，不管这些涂敷操作是湿对湿，还是湿对干。

因此，在本发明的另一个实施例中，改性剂是与用于非织造织物的预粘合涂层的酚醛树脂的前体溶液结合施用的。在又一个实施例中，改性剂也加入初始接合涂层，该涂层是在预粘合涂层之后涂敷的，该初始接合涂层也是基于酚醛树脂前体作为粘合剂的。已发现，除了其它的优点之外，在初始接合涂层的酚醛树脂中添加改性剂，也可改善非织造织物的拉伸特性。

令人吃惊的是，本发明的非织造磨料制品具有适用于典型的清理用途的耐磨损，拉伸强度及伸长性能，即使在该纤维织物中使用了无定向的低强度(即小于5.0g/旦)的聚酰胺纤维，该纤维与可涂敷、可硬化的酚醛树脂粘合剂中的苯酚相接触。另外，未根据本发明改性的织物的撕破强力是很低的(如在用低强度的聚酰胺纤维替代高强度聚酰胺纤维时所观察到的)，而当纤维织物用本发明中的改性剂处理时，其撕破强力可获得补偿。重新增加。

在本发明的另一实施例中，涂敷在非织造纤维织物上的粘合剂组合物(如预粘合涂层、初始接合涂层及胶结涂层中的任一种或它们的组合)，其配方中使用一种不含VOC的溶剂，较好的是水，作为该粘合剂前体材料的载体。在本发明的粘合剂组合物中其用量会减少或甚至可完全不含有的VOC，例如有乙二醇醚(例如，乙二醇单乙基醚或乙二醇单甲基醚)及低级脂族醇(例如，甲基醇、乙基醇，异丙醇)。因此，由于操作、回收、及对VOC溶剂废液的回收适当处理所产生的额外的麻烦和、成本上升及使用不便在本发明中，假如不是可以完全避免的话，至少也可有所减轻。而且，不存在这样一种可能加重苯酚对聚酰胺纤维表面侵蚀的VOC溶剂。按通常理解，在粘合剂组合物中，例如，在酚醛树脂的预粘合涂层中不含有VOC，将会导致其粘度调节的不便，而且各组份相容性受到影响，难以形成可用的预粘合涂层。不过，本发明者们发现，当将酚醛树脂与这里所述的改性剂化合物共混时，在非织造织物纤维上酚醛树脂的湿润性能变得完全适用。因此，在本发明的一个方面，只将水(H₂O)用作基于酚醛树脂粘合剂前体的粘合剂物系的溶剂，例如，用作预粘合涂层中的溶剂。在本发明的非织造磨料制品的制造中，该预粘合涂层被应用在聚酰胺纤维织物上。

用于本发明中的“改性剂”，包括选自丙烯酸酯类橡胶、天然橡胶、聚异戊二烯及羧基改性的丙烯腈橡胶的橡胶材料。较好的是，改性剂是用丙烯酸酯类橡胶。最好以丙烯酸酯共聚物固体的乳状液形式施涂在非织造纤维织物上，然后干燥。

在又一个实施例中，聚酰胺纤维被用作非织造纤维织物的主要组份。即是说，聚酰胺纤维占有粘合剂涂层施涂之前的非织造织物纤维总干重50％，直至100％(重量)。该聚酰胺纤维选自聚己内酰胺纤维(尼龙6)和由六甲二胺和己二酸的聚合物形成的纤维(尼龙6，6)。用于本发明非织造磨料制品织物中的聚酰胺短纤维应具有小于5g/旦的强度，较好的是，强度在1.0-4.9g/旦范围内，更好的是，在1.0-4.6g/旦范围内。

在一个实施例中，用于本发明非织造磨料制品的纤维织物可以含有100％的、其强度小于5g/旦的聚酰胺短纤维。在另一种情况下，一些纤维织物可以是两种聚酰胺短纤维的混合物，其中一些强度小于5g/旦，一些强度大于5g/旦。总之，本发明的非织造磨料制品可以含有任何量其强度小于5g/旦的聚酰胺短纤维，而不会损失磨料制品应有的拉伸强度、耐磨损、耐撕破及伸长性能，只要在其制造过程中，用本发明的改性剂处理纤维织物，以防止或抵抗苯酚对低强度聚酰胺纤维的侵蚀。

在另一个实施例中，本发明提供了一个制造上述非织造磨料制品的方法，该方法包括：将含有酚醛树脂或粘合剂前体及改性剂的预粘合组合物施加在膨松、稀疏、非织造的三维纤维织物上，该织物是由混乱延伸而互相缠结的许多聚酰胺短纤维形成的三维集合结构，纤维之间具有交叉接触点，且这些纤维具有小于5g/旦的强度，施加的具体方法是将织物浸渍于足够在纤维之间的交叉接触点将纤维粘合一起的预粘合组合物中以在织物中形成三维的整体结构。必要的是，在纤维初次与酚醛树脂粘合剂前体溶液接触之前，或同时，本发明的改性剂应涂敷并存在于织物的纤维表面上。此后，预粘合织物再涂覆也由酚醛树脂前体组成的初始接合涂层及/或胶结涂层，以进一步增强织物，并将磨料颗粒粘合在织物上。

在本发明的另一个实施例中，本发明的非织造磨料制品是以通常所希望的转变形式，例如，轮、盘及刷的形式应用。本发明的非织造磨料制品可以螺旋状卷绕于芯子上，以提供这种转变的使用形式。

较佳实施例的详细说明

本发明的磨料制品包括一层稀疏、膨松、具有纤维相互粘合的三维整体结构的非织造织物，其中含有用粘合剂粘合至织物纤维上的磨料颗粒。在本发明中，将一种改性剂涂敷至织物的纤维上，涂敷应在用酚醛树脂前体溶液涂敷织物纤维之前，或者至少与其同时，但不可迟于其后进行，所述的酚醛树脂是用于在纤维接触点位置将纤维相互粘接，并将磨料颗粒粘合至织物纤维上。虽然在这里我们并不想涉及任何理论，但可以认为本发明的改性剂并不是在化学意义上对酚醛树脂前体进行改性。相反，本发明者们认为，不迟于纤维初次与酚醛树脂前体接触时，在纤维表面上的改性剂干扰或以其它方式阻碍所述的酚醛树脂前体中的苯酚侵蚀(即分解)与之接触的低强度(即小于5g/旦)的聚酰胺纤维表面。

在本发明的一个优选的实施例中，改性剂是一种可与水基型酚醛树脂相容的可乳化橡胶。可用于本发明中的合适的改性剂有丙烯酸酯类橡胶、天然橡胶、聚异丙烯、羧基改性的丙烯腈橡胶的乳状。合适的改性剂有可从B.F.Goodrich Co.Cleveland OH购得的商品名为YHCAR的橡胶胶乳。其中，合适的具体胶乳为市场可购的商品名为YHCAR 2679的橡胶胶乳，这是一种热反应性丙烯酸酯类胶乳聚合物，更具体地说，这是一种丙烯酸酯共聚物在中性至酸性pH的水中的阴离子型乳状液；而YHCAR 1581则为pH大于7.0的碱性的羧基改性的丁二烯-丙烯腈胶乳。本发明中优先使用这种热反应性丙烯酸酯类胶乳聚合物，因为它们在较低的剪切力作用下，更易于分散于酚醛树脂中。人们发现，羧基改性的丁二烯-丙烯腈胶乳需要更高的剪切力使其能在酚醛树脂中分散，因此，鉴于所发现的这种情况，需适当控制改性剂和酚醛树脂的混合过程。同样，如果改性剂的pH大于9，碱性改性剂会导致酚醛树脂过早硬化的可能性就增大。另一方面，如果改性剂的pH过于酸性，改性剂就会中和碱性的酚醛树脂催化剂。因此，用于本发明的改性剂，其pH通常是在2-9的范围，更好的是，在约4-7的范围。

更具体地说，本发明的非织造织物的纤维是在纤维交叉接触点上由比较坚硬的有机粘合剂互相牢固地粘合在一起形成三维的整体结构。磨料颗粒分布于织物中，并沿着纤维按不同的间隔牢固地由粘合剂粘附于纤维上。纤维之间的空隙基本上并没有为树脂或磨料所填充，形成空隙容积。在普通的显微镜下，可以观察到研磨颗粒被嵌埋于粘合剂中，并由此紧密地粘合于纤维上。织物被粘合剂和磨料所浸渍(在其通常意义上)的过程并未进行。而是，较大而相互联结三维的网络贯穿于整个制品的被粘合剂处理的纤维之间。纤维的主要部分并非被粘合剂涂覆，或仅仅很薄地涂覆，或是未经该粘合剂涂敷，或是仅涂以极薄的一层。

可以看到，本发明的非织造织物的粘合网络，较通常的未添加改性剂的酚醛树脂粘合剂涂层，其所有纤维表面上酚醛树脂及磨料颗粒的分布较不均匀。反之，可以观察到，在本发明的纤维交叉处的粘合剂和磨料颗粒的聚结程序较大。可以认为，这种结果是由改性剂改变着粘合剂组合物的表面张力并改善了研磨颗粒的润湿作用。总之，粘合合和研磨颗粒在纤维交叉处的聚结作用的改善了经粘合的非织造织物的撕破强力特性。而且，研磨颗粒的这种聚结而非均匀分布于所有纤维表面上的现象并不象理论推测的那样会影响织物最终作为磨料制品的性能。(例如，作为磨轮的研磨性能)，由于在本发明的由粘合剂和磨料(例如来苜初始接合涂层)在纤维交叉处形成密实结块物的作用使本发明的磨料制品不易剥落，本发明的非织造磨料制品的切割性能也可得到改善；另外，由于织物中未受粘合的尼龙纤维部分所产生的弹性(即抗震吸收性)和较强的撕被强力性能，织物的磨损也减少。再有，由于剪切性能也很大程度上取决于研磨材料的密度、类型及粒径，这些参数可根据本领域已知的原理加以调节，以进一步增强其磨削性能。

一种提供整合性及恒定、可控制的研磨接触的稀疏型纤维织物是该研磨织物所需要的主要特征。由磨料所产生的切割作用，取决于非织造织物载体中磨料的类型、尺寸(粒径)及密度。当磨料制品以此处所述的技术采用磨轮形式时，磨轮的使用寿命和耐磨损性能受到例如速度和压力等机械运行参数的影响，但尤其取决于其自身的结构包括纤维、涂层及磨料的矿质参数。磨轮的性能可由该磨轮子以最少的动力(磨轮转动)以尽可能长的操作时间(时耐磨损)，获得工件所需的磨削能力来评价，为了分析磨轮的磨削机耐磨损性能，可在设定的研磨条件下，例如，一固定的具体类型的金属工件和固定的机械运行条件下对磨轮进行比较。

HYCAR胶乳涂层的弹性，由于能提供一层更强韧、更为耐磨损的纤维织物而对其整体的性能作出贡献，这样，低强度的聚酰胺纤维就可有效地用于非织造织物。

总之，本发明的粘合织物中的纤维仍然保留了其回弹性和塑性变形性，从而使织物的结构极具挠曲性和塑性变形性，由此研磨颗粒的使用是极为有效的。从而，本发明的磨料制品结构具挠曲性并易于压缩，且压力解除之后，基本上可完全恢复至其压缩前的初始状态。

如上阐明，由于相邻纤维之间留下基本未被粘合剂和研磨颗粒填满的许多空隙，这样就提供了一种具有许多较大相互连接空隙结构的极低密度的网状织物。所生成的重量轻、膨松、极为稀疏的纤维结构中基本上不会发生堵塞和填充，特别是当其与水及油这样的液体一起使用时尤其如此。这些结构也可便于用清洗液体进行仅简单的冲刷清洗，然后干燥，在静置足够的时间之后可再次使用。为此目的，本发明磨料制品中的空隙应至少占该组合结构总空间的约75％，更好的是在75％以上。本发明磨料制品的织物应是极为稀疏，具有极低的密度，这是至关重要的。一般来说，该磨料制品的空隙率，即空隙体积/制品总体积之比，应保持在约75％-98％，更好的是保持在约85％-95％的范围之内。空隙率小于75％的结构物，其清洗性能、冲洗性能降低，且其磨削速率低下。同样，磨料制品极高的透明度也因空隙率和稀疏程度在低范围而迅速下降。空隙率是小于85％的织物可用于大多数清理用途，尽管该容积的百分比通常并未被推荐为优选的使用范围。另一方面，如空隙率大于约95％，则三维纤维网络中的物质太不够，无法提供所需的织物强度和耐用性。

适用于本发明磨料制品的非织造织物的纤维，主要是基于其强度在1.0和5.0g/旦之间，较好的是在1.0和4.6g/旦之间的聚酰胺短纤维。聚酰胺纤维占未在其上涂敷粘合剂涂层之前的非织造织物的整个纤维干重的50％以上、直至100％(重量)。在非织造织物中除了聚酰胺纤维的少量部分的纤维，包括如棉、人造丝、聚酯、及聚对苯二甲酸酯等的天然及合成纤维。这些纤维也可包括部分含有如皮芯鞘型结构的双组份纤维。即是说，可以使用一种双组份纤维，其较高熔点的聚合物材料用作双组份纤维的芯部，将较低熔点的聚合物材料用作双组份纤维的皮部，双组份纤维在用于纤维织物时，通常占该织物纤维总量的大约20-40％重量。

强度低于1.0g/旦的聚酰胺纤维通常性能太脆，无法以现有的织物成形设备进行成形，这样该类纤维的实际使用受到限制。强度在5.0g/旦或大于5.0g/旦的聚酰胺纤维，则由于为获得这样强度的纤维通常需进行特殊取向工序以达到这样大的强度，所以其制造成本增大，另外该类纤维难以形成卷曲。但是，在本发明的范围之内，可以混合使用具有不同强度的聚酰胺纤维，即强度低于5.0g/旦的低强度的和强度大于5.0g/旦的高强度的聚酰胺纤维的混合物。例如，可以使用这样的织物，该织物包括1-99％(重量)的、强度低于5.0g/旦、例如为4.0g/旦-4.9g/旦的聚酰胺短纤维，和99-1％(重量)的、强度大于5.0g/旦、例如为8.0g/旦-8.5g/旦的聚酰胺短纤维。作为可用于本发明的非织造磨料制品的非织造织物的、强度不同的聚酰胺短纤维的混合物的一个例子有，由约占织物总重(不含涂层重量)80％的强度约为4.5g/旦-4.9g/旦的聚酰胺短纤维和约20％的强度约为8.0g/旦-8.5g/旦的聚酰胺短纤维。

为了获得织物的最大膨松度、稀疏程度及三维性，最好对其所有的或者绝大部分纤维作卷曲定型。不过，当使用的纤维是本自身易于互相交织时，卷曲就元必要，为的是在形成的织物中形成并保留高度稀疏膨松的结构。为了本发明的这个目的，纤维强度按工业标准方法的ASTMDesognation：D3822-91“单纺织纤维的拉伸性能”进行测定。

虽然一般并不认为，可成功地用于本发明磨料制品的聚酰胺纤维的类别受到限制，但从可购性和合适的性能考虑，含有聚己内酰胺的尼龙6和含有六亚甲基二胺和己二酸的聚合物的尼龙6，6优先选用。而尼龙6，6最适宜用作本发明的织物纤维。本发明纤维的短纤长度可为约1.75cm-15cm，较好的是为3.0cm-7.5cm。适当的卷曲程度(测为整圈数)可以是约3.75圈/cm-6.5圈/cm，更好的是本发明中实际可用的短纤维包括切断至约3.8cm纤维长度的15旦尼尔的尼龙6，6短纤维，它的商品名为”Type T-852”，还有“Type T-101”聚酰胺纤维，其强度为4.0g/旦，纤维长度为3.8cm，皆由E.I.DuPond de Nemours，Wilmington，DE提供。纤维直径并不是很关键的，只要对最终织物所需的回弹性及韧性给予充分的考虑即可。在使用“Rando-Webber”设备的条件下，纤维直径通常为约25-250微米。

本发明中实用的织物成形设备可以是任何可从所述的纤维形成织物的设备。可以使用梳理机、开松机、湿法成网及气流成网设备等。最宜使用气流成网设备。适当的气流成网设备包括商业上可购的“Rando Webber”或“Dr.O.Angleitner”(或“DOA”)设备。

可以使用许多型号及种类的磨料矿物质。合适的研磨颗粒有：如燧石、滑石、石榴石、氧化铝、碳化硅、石榴石、二氧化硅、及可从St.Paul，Minnesota的3M公司购得的、商品名为“CUBITRON”的α-氧化铝陶瓷材料。研磨颗粒的平均粒径通常在20-100微米的范围。研磨颗粒一般以80-400g/m²的量的范围存在于织物中。研磨颗粒和含于织物中的硬酚醛树脂的总量之比通常分别为1∶1至4∶1的重量比。

粘合剂用来将纤维固定于三维结构的织物中，并/或将研磨颗粒粘附于纤维表面，即粘附于纤维的交叉、接触点。在本发明中，用于本发明研磨材料的粘合剂为酚醛树脂。

在本发明的一个优选的实施例中，酚醛树脂前体用作预粘合材料，将织物稍加粘合，使其具有足够的完整性，能承受该织物的进一步加工。改性剂或涂敷在纤维织物上必须在将该预粘合剂涂敷该纤维织物之前或同时，但不可迟于其后，但是，当预粘合涂料或其它任何先使用的涂料由于某种原因不含有酚醛树脂则例外。在预粘合涂料组合物中，最好使用酚醛树脂粘合剂。

由于织物必须能足够地挠曲，以通过其后添加的初始接合涂层所用的辊涂机，所以预粘合织物希望有弹性。织物的拉伸性能与纤维强力和聚合物的取向程度密切有关。织物的横向撕破强力性能反映了非织造织物的交叉缠绕程度、对纤维添加的涂料、粘合剂部分的耐剪切性能等。

本发明者们由对酚醛树脂添加HCAR，增加了复合织物的弹性。酚醛树脂涂料的拉伸性能较差，所以产生较脆的纤维织物。增加HYCAR(减少酚醛树脂的使用量)，就可看到织物拉伸性能和撕破强力性能的改善，可以相信，这是由于添加HCAR增加了弹性，而不是仅仅尼龙受到的保护之故。

也可以认为，在不超出本发明范围的情况下，以预粘合处理增强纤维织物(即将纤维之间的交叉接触点进行粘以形成一三维的整体织物结构)以使用非酚醛树脂粘合剂，例如，皮胶、聚氨酯、丙烯酸酯类树脂、脲甲醛树脂、密胺甲醛树脂、环氧树脂或它们的组合，这也可以认为属于本发明范围。较好的是，非酚醛树脂预粘合涂料完全为水基的，以完全免去VOC溶剂。一种非酚醛树脂型的合适的水基预粘合涂料为“WITCOBOND”和“EPIREZ”的环氧树/可溶酚醛树脂的混合物；“WITCOBOND”由Chicago，IL的Witco公司提供，尽管不是必要的，改性剂可作为非酚醛树脂预粘合涂料的一个组份先引进非织造织物中。无论是酚醛树脂、或者是非酚醛树脂预粘合剂，以这种方式用于预粘合织物的粘合剂的量，可调节至最小，以适应其在纤维的交叉接触点进行粘合之用，而在用作磨料粘合剂的场合，则还应适应于使研磨颗粒的坚实粘合。

如上所述，在本发明中，研磨颗粒通常是用酚醛树脂粘附于磨料制品的纤维上。根据它们在使用中的相当低的摩擦系数(例如，它们不会由于摩擦热而变得有粘性和在硬化后有较高硬度的综和性能，酚醛树脂特别适宜于现有的环境和要求。适用于本发明的酚醛树脂，包括可溶类及可溶可熔类酚醛树脂。用于制备酚醛树脂的单体一般为苯酚和甲醛。酚醛树脂其它重要的原料有：包括甲酚、二甲苯酚、对叔丁基苯酚、对苯基苯酚及壬基苯酚等的烷基取代苯酚。联苯酚，例如间苯二酚(1，3-苯二酚)及双酚-A(双-A或2，2-双(4-羟基苯基)丙烷)也较小量地应用于需要某些特殊性能的场合。

可溶酚醛树脂的分子量提高和硬化可用碱催化剂催化进行。甲醛与苯酚的摩尔比大于或等于1.0，通常在1.0和3.0之间。在制备用于本发明的非织造磨料制品的粘性涂料中，一个标准的酚醛树脂原料组合物含有70％的甲醛∶苯酚为1.96∶1.0的固体缩合物和2％的基于苯酚重量添加的氢氧化钾催化剂。较好的是含有苯酚和醛的可溶酚醛树脂，例如，加有NaOH催化剂的2∶1的甲醛∶苯酚组合物。为消除使用VOC溶剂的使用必要性，较好的酚醛树脂，其以此处所述方法测得的、水溶性至少为100％，更好的是至少为140％。用于织物的酚醛树脂通常具有在硬化后至少为40的努氏硬度值。织物中总的酚醛树脂的固体一般在50-250g/m²的范围。

用于本发明的粘合剂涂料最好为水基的，并且没有VOC溶剂及辅助剂。本发明的酚醛树脂型的辊涂涂料(初始接合或胶结涂料)的水成分通常在约20-45％(重量)，更好地占约25-43％(重量)，基于结合水和酚醛树脂的总量。

除了研磨颗粒，用于本发明的可涂敷可硬化的粘合剂前体组合物，包括可溶酚醛树脂前体，也还可以含有其它添加剂。例如，含有如碳酸钙和细纤维的通常树脂填料，基于粘合剂涂料组合物总重，其量由0％可达50％。另外，也可使用例如硬脂酸碱金属盐这些润滑剂，基于粘合剂涂料组合物总重量，其量可达30％(总量)使用。研磨助剂，例如氟硼酸钾，可以基于树脂总量的0至约50％(重量)的比例使用。湿润剂或表面活性，例如，月桂基硫酸钠，可以基于树脂总量的0至约5％(重量)的比例使用。消泡剂可以0至约5％(重量)的含量(基于树脂总重)使用。颜料和染料，可以基于树脂总量的0至约30％(重量)的比例添加。偶合剂，如有机功能硅烷，可以基于树脂总量的0至约2％(重量)的比例添加。增塑剂，如聚亚烷基多醇或对苯二甲酸酯，可以基于树脂总量的0至约20％(重量)的比例添加。例如，如聚亚烷基二醇、(如JEFFAMINE(PEG400))的大分子多醇可用于对苯酚增塑。另外，粘度改性剂或悬浮剂，例如，甲基纤维素可以基于树脂总量的0至约30％(重量)的比例添加。脲也可添加于酚醛树脂中，以清除甲醛，并增加水溶性，它可以基于树脂总量的0至约5％(重量)的比例使用。

在一个制造本发明非织造磨料制品的典型的工艺流程中，顺序包括：将一预粘合剂涂料用辊涂或喷涂等方法涂敷至在织物上；然后或可将预粘合的织物切割成不连续的形状(例如圆盘形)，以备后道处理；对该织物涂敷辊涂或喷涂以初始接合涂层；然后或可用返回式喷涂法对织物再施加一层胶结涂层。预粘合涂层和初始接合涂层之间的不同是，预粘合涂层的量少于初始接合涂层的量，预粘合涂层的目的仅在于在纤维接触点上将织物稍微粘合至一定程度，使织物具有足够的整体性和牢度，可承受进一步的织物处理。还有，预粘合涂层不含有研磨颗粒，而本发明的初始接合涂层含有研磨颗粒。而且，初始接合涂层含有足够的酚醛树脂粘合剂，将研磨颗粒粘结在织物的纤维上。

一般而言，预粘合涂层用辊涂或喷涂涂敷在织物的一个表面上，然后，该经涂敷的织物送至一加热至120-210℃的烘箱上，停留约1.5分钟-4分钟，使预粘合涂层前体硬化。

接着，用辊涂或喷涂方法，将初始接合涂层涂敷在织物的一个表面上。研磨颗粒则从两面吹入织物中。然后，经涂敷的织物送至一加热至135-205℃的烘箱中，停留约1.5分钟-4分钟，使酚醛树脂前体硬化。重要的是，烘箱条件及织物在烘箱中的停止时间应按需要加以调节和控制，使初接合涂层在温热时触之不粘，并且在显微镜下观察不到由于过高的温度或过长的停留时间而引起涂层的起泡，初始接合涂层织物的硬化程度应有利于保证织物在经受进一步的加工之前具有适当的织物强力。还可以在初始接合涂层涂敷和硬化之后施加第二层初始接合涂层，也在烘箱中加热硬化。

然后，可以施加一层由酚醛树脂前体组成的有时还含附加的磨料颗粒(以浆料形式)的胶结涂层(如果采用的话)，涂敷在织物前曾施加初始接合涂层的一面或两面上，或涂敷在织物的反面上，这是为了织物的进一步增强以及进行的进一步粘附。施加胶结涂层是为了胶结涂层可以在喷洒台上进行喷涂敷，然后，涂敷的织物置入一加热至160-212℃的烘箱中，停留约1.5分钟-4分钟。硬化第二层酚醛树脂前体涂层时，也应注意务使其温热时触之不粘，也要注意烘箱条件以及织物停留时间的调节，以避免树脂的起泡(通过显微镜观察)。而且在涂敷了胶结涂层之后，制品在烘箱中一定温度下加热并停留一定的时间，以有效地完成所有树脂成分的硬化。作为决定采用或是不用胶结涂层或第二初始接合涂层的主要考虑因素，是胶结涂层对转变研磨织物的形式是必要的。作为本发明的转变形式，这里包括了组合形式，该形式是将若干织物层作多层堆积，在加热加压下硬化之；也还有卷绕形式，它是将织物在张力下卷绕于一芯轴上，然后，硬化这种卷材。然后从该固化的卷材上横向地切割下磨轮。上述这些转变形式及方法，使制品更为致密化，成为更坚硬性形式。硬化的产品可切割成希望的尺寸，然后包装以备运输。

在实践中，适用于本发明的粘合剂涂敷的非织造织物的加热硬化的加热设备通常包括，可用于对初始及后续各涂层进行干燥和硬化的，具有辐射、对流及传导加热作用的任何的设备。其中优选的是对流加热式。这类加热的烘箱可从许多商业上的烘箱制造厂商购得，例如，Industrial HeatEnterprises Internayional Co.，Franklin WI.；Infratrol Manufacturing Corp.，Milwaukee WI.，及Drying System Co.，Minneapolis MN.，(现为MichiganOven Co.，Chicago IL的一个分公司)。

干燥和硬化用对流加热烘箱的有用的设计，包括对如加热空气的温度范围、加热空气的供气压力、用过空气排放压力、新鲜空气的进入压力(也称为“补充”空气压力)及再循环空气压力等参数的调节。供气、排气、空气补充及再循环空气压力均可由一置于主输送管道中的调节板加以调节，使得在各主要空气通道中通常最大的供气流各有约18000-20000立方英尺/分(约8.5-9.4立方米/秒)的条件下，均处于一定的压力范围。类似于DryingSystems Co.设计的有用的烘箱子参数包括这些调节板位置的设定点。

在一个用于干燥、硬化本发明的涂敷有预粘合涂层的非织造织物的装置中(包括在预粘合涂料中使用酚醛树脂前体)，补充空气压力由设定在最大许可空气流的40-60％的调节板控制，供气压力由设定在最大许可空气流80-100％的调节板控制，排气控制板设定在最大许可空气流的40-80％，而再循环空气压力由设定在最大许可空气流的80-100％的调节板控制。

又一个用于干燥并硬化涂敷有预粘合涂层的非织造织物的工艺规定了下述的调节空气流的烘箱参数。补充空气压力由设定在最大空气流的10-20％的调节板控制，供气压力由设定在最大许可空气流60-90％的调节板控制，而排气控制板设定在最大许可空气流的40-80％，再循环空气压力由设定在最大许可空气流5-25％的调节板控制。

一个优选的用于干燥并硬化本发明涂敷有预粘合涂层的非织造织物的工艺流程包括温度设定在110-157℃的范围，烘箱中在停留时间设定在1.5-2.5分。在这些优选实施例中，空气流的参数为：补充空气压力由设定在最大许可空气流的40-50％的调节板控制，供气压力由设定在最大许可空气流的80-90％的调节板控制，而排气调节板设定在最大许可空气流的80-90％，再循环空气压力由设定在最大许可空气流的80-90％的调节板控制。

在一个用于干燥并硬化涂敷有初始接合涂层的非织造织物的装置中(这里的初始接合涂层是指在预粘合涂敷之后涂敷至织物上的第一道粘合剂涂层)，补偿空气压力由设定在最大许可空气流的40-60％的调节板控制，供气压力由设定在最大许可空气流的80-100％的调节板控制，排气调节板设定在最大许可空气流的80-100％，而再循环空气压由设定在最大许可空气流的80-100％的调节板控制。

又一个用于干燥并硬化涂敷了初始接合涂层的非织造织物的工艺中，补偿空气压力由设定在最大许可空气流的10-20％的调节板控制，供气压力由设定在最大空气流的60-90％的调节板控制，排气调节板设定在最大许可空气流的40-80％，而再循环空气压力由气调节板设置在最大许可空气流的5-25％的调节板控制。

一个优选的用于干燥、硬化涂敷了如上所述的第一个初始接合涂层的非织造织物的工艺中，温度设定在110-147℃的范围，烘箱中停留时间设定在1.0-2.0分钟。作为该优选实施例的空气流的参数，补充空气压力由设定在最大许可空气流的40-60％的调节板控制，供气压力由设定在最大许可空气流的80-100％的调节板控制，排气调节板设定在最大许可空气流的80-100％，而再循环空气压力由设定在最大许可空气流的80-10％的调节板控制。

一个用于干燥并硬化涂敷了胶结涂层或第二层初始接合涂层的非织造织物的工艺(即如上所述地在涂敷和热处理了预粘合涂层及第一个初始接合涂层之后的工艺)中，补偿空气压力由设定在最大许可空气流的40-60％的调节板控制，供气压力由设定在最大许可空气流的80-100％的调节板控制，而排气调节板设定在最大许可空气流的80-100％，再循环空气压力由设定在最大许可空气流的80-100％的调节板控制。

另一个用于干燥并硬化涂敷了胶结涂层的非织造织物或涂敷了第二个初始接合涂层的非织造织物的工艺中，补偿空气压力由设定在最大许可空气流的10-20％的调节板控制，供气压力由设定在最大许可空气流的60-90％的调节板控制，排气调节板设定在最大许可空气流的40-80％，而再循环空气压力由设定在最大许可空气流的5-25％的调节板控制。

一个优选的用于干燥并硬化涂敷了胶结涂层或第二个初始接合涂层的非织造织物的工艺中，温度设定在160-190℃的范围烘箱中停留时间设定在3.0-4.0分钟。作为该优选实施例的空气流的参数，补充空气压由设定在最大许可空气流的40-60％的调节板控制，供气压力由设定在最大许可空气流的80-100％的调节板控制，排气调节板设定在最大许可空气流的80-100％，而再循环空气压力由最大许可空气流的80-100％的调节板设定。

一种将在下面更详细地加以说明的混合设计的烘箱，由Industrial HeatEnterprises International Co.，Franklin WI.；Infratrol Manufacturing Corp.，Milwaukee WI.，及Drying System Co.，Minneapolis MN.开发，适用于本发明的目的。

这种烘箱被设计成可向材料(这里是有粘结剂涂层的非织造织物)提供以3-5弧度的反入射角双向的加热空气流。可以进行控制，将空气温度调节在由室温至约250℃，将供气压力调节在从约-0.5英寸水柱至约0.5英寸水柱，将排气压力调节在近于-0.5水柱至0.5英寸水柱，将再循环热空气压力和新鲜空气的补充压力调节在从一个大气压至约0.5英寸水柱。空气流的定向控制是将热空气在与材料接触之前通过一系列的喷嘴和多孔板而实现。通过这些定向辅助装置的压力降可因保持一最小的4-5％的开孔面积而达到最小。

由Industrial Heat Enterprises International Co.，Franklin WI.；InfratrolManufacturing Corp.，Milwaukee WI.，及Drying System Co.，MinneapolisMN.进行混合设计的烘箱，按下述的压力、温度及热空气流速的关系式进行操作。

V＝[P×(460+T)×30356]^1/2

其中，V＝估计的热空气流速(英尺/分钟)

P＝在提供的加热供应空气和使用过的排放空气之间的压力差(水柱)

T＝温度(华氏)

虽然如前所述，可以对已成形的织物用改性剂涂敷更为方便，但也可考虑用改性剂涂敷单根的连续纤维，然后，硬化在纤维上的涂层。然后将这些预处理的纤维切断成短纤维，再形成织物进行预粘合涂层、初始接合涂层及/或胶结涂层的处理，这些涂层可以是基于可溶酚醛树脂粘合剂前体的。

适用于本发明组合物的非织造织物可由任一通常的织物成形设备制得，但是，所选的设备须可以完全加工选用的短纤维。合适的织物成形设备包括那些如湿法成网***、气流成网***、或理机和开松机等机械***的设备。特别有用的设备有(但不限于)干式成网设备，“Rando Webber”或“DOA”或称为“Hergeth”的无定向梳理的混合***。用于这些设备操作的参数为本领域的普通技术人员所熟知。

本发明范围内的非织造磨料制品可以是许多通常的转变形式，例如，片状，块状、条状，带状、刷状，旋转翼片状，盘状，或实心的或泡沫的轮状。其中，特别有用的形式为盘、片及轮。这些使用形式是将本发明多层的非织造磨料制品以堆叠或卷绕的方式组合为多层形式，然后将该多层织物固结为可用于研磨、抛光及精加工加工的，例如用于动力传动研磨设备的层压制品。在一个实施方案中，预粘合的板状织物例如用一模具切割成圆盘状，然后，该圆盘以初始接合涂层和胶结涂层涂敷之。

本发明的非织造磨料制品也可以螺旋卷绕在一个芯子上成为上述的转变使用形式。例如，本发明的非织造磨料制品可制成螺旋卷绕的结构形式，再硬化该卷绕体。可将该卷绕体合适宽度的磨轮切割而，切割是将垂直于该卷绕支架或卷绕体的轴向的方向进行。通常，该磨轮可以是尺寸很小或很大的圆柱体形式，例如其高度可以小至数毫米级，也可以大至二米或二米以上；其直径可以非常小，例如小至数厘米级；或很大，大至一米或一米以上。该磨轮子通常具有一中心开口，以便在使用时可被适当的轴架或其它的机械支承装置支持进行旋转。本领域的普通技术人员可以适当地选择磨轮的尺寸、结构、支承及旋转装置等等，将本发明的研磨轮使用于研磨、抛光、和/或精加工的操作中。

较大尺寸的磨料制品可以制成多层的“板件”或“卷绕体”。可将本发明的未硬化部分硬化的非织造研磨片状材堆叠、压缩后再充分硬化，制得可以转变成具有很大尺寸有用制品的叠层复合结构。该叠层复合结构可用作本发明多种形式制品的原材料，根据使用者的要求，可以具有各种不同或相同的直径。本发明的制品可用本领域人们熟知的技术，从该叠层复合材料加工制得。例如，可从片状的叠层复合材料冲出下磨轮。

或者，可趁粘合剂尚未硬化或部分硬化之时，将条状、带状、或长段状的非织造研磨片材螺旋形地卷绕为磨轮形状，然后，充分硬化直接得到磨轮结构。

使用本发明的叠层的形式的磨料制品，其中至少有另一种类型的层材，这样可将不同的处理能力、强度特性、研磨性能等等结合在一起，形成具有多种用途及/或使用方式的组合制品。另外，视需要本发明的磨料制品可用任何通常的粘结剂或机械连接装置，固定在刚性的支架或手柄上。

本发明的特征及优点将通过下述不起限制作用的实施例进行进一步的说明。若非另有说明，所有的份数、百分比、比例等等皆指重量。

                          实施例

实施例步骤：

磨削试验

湿的Schiefer试验：这个试验是测定磨削是(从工件上除去的材料量)。从等试验的研磨材料上切出一个直径10.16cm的圆件样品，用双栓107式钩圈型从动垫(购自3M公司)固定之。该型从动垫的一面与一个心轴相连，该心轴则锁定在一电动机传动的转轴的夹头中。该型从动垫带有一个直径10.2mm的支撑圆盘，上面有钩子(菌形)从支撑圆盘的反面伸出将研磨材料样品啮合住。研磨材料样品先浸于水中进行预湿处理。在Schiefer磨损试验仪(购自Frazier Precision公司)的从动板上装上一个丙烯酸类树脂工件圆盘，该试验仪作了铅封以便进行湿试验。该圆盘形丙烯酸塑料工件的，直径为10.16cm，厚317cm，为Seelye Plastics公司制丙烯酸塑料，商品名“POLYCAST”。每一工件在安装到研磨试验仪的工件夹持器中之前，均称出其初始重量，水的滴注速率设置在60(+/-6)克/分。在研磨试验仪的加载平台上加上2.26Kg的负载，然后将安装好的研磨材料样品放下，压在工件上。开动试验仪，旋转5,000转后自动停止。每5,000转的试验以后，将工件上的水和碎屑拭去，称重。每5,000转的试验的积累磨削量就是初始重量与每次试验后重量之差。

磨损试验

采用下述的加速磨损试验来比较各实施例的研磨材料。在PacificScientific，Gardner/Neotec Instrument Division的一台“Gardner强力磨损试验仪No.250”上，装上一个夹紧装置用来固定一片尺寸为4”×26”(102mm×660mm)的网眼砂布(购自3M公司的级别32碳化硅砂布，商品名“WETORDRY Fabricut Type21N”)，还装上个不锈钢槽用来在湿试验时盛水之用。在试验过程中，对试验样品加上2.5Kg的向下负载，同时令试验样品在与网眼砂布接触的条件下由左向右，再由右向左移动，每分45个来回。

网眼砂布装在试验台的底部。试验样品切至2.5”×9.25”(63.5mm×235mm)的尺寸，称重至毫克。将大约一杯(体积约240毫升)水倾倒到试验台中。在浸于水中的网眼纱布上放上试验样品，降下负载，令试验仪起动运转，200个来回后，取出样品，250°F(116℃)干燥15分钟，称重。对每个实施例试验两个样品，即磨粒制品上表面和底表面。计算出磨损百分率，此时要作样品磨损面积的校正。计算公式如下：

       ％磨损＝(((IW-FW)/(IW)(磨损面积)(校正因子))+4.27

式中IW＝初始重(mg)

FW＝后来重(mg)

磨损面积＝2.54×100

校正因子＝0.632

撕破试验

按照ASTM Standard D1424，“用落锤式测试仪测量织物的撕破强力”中的说明，进行磨削方向(md)上和垂直于磨削的方向(cd)上的撕破试验。用的落锤重6.4kg。以无量纲数0-100报告结果。

抗拉试验

按照ASTMDl682，Method 2C-T的说明进行磨削方向(md)上和垂直于磨削的方向(cd)上的抗拉试验，该ASTM方法参考结合于此。拉伸强度和拉伸伸长百分率作为结果。

容水性试验

酚醛类树脂能容许而不发生相分离的水量(以树脂重量的百分数计)，可以表明可以加入多少量的水作为溶剂，并表明树脂分子量的增长程度。将50.0克要试验的树脂加入到25℃的250ml烧杯中，烧杯和加入的树脂均分别称重。将蒸馏水分次逐量加入，边用磁性搅拌器搅拌混合。每次加入少量水后，待混合至均匀为止。当树脂/水溶液体系开始出现持久的乳状(即虽经充分搅拌仍为乳状)时，即作为终点。当此终点到达后，再分别称出烧杯和其内容物的重量。算出(A-B)×100％作为容水性，其中A＝烧杯内容物的最后重量，B＝树脂和烧杯的起始重量。

酚醛树脂

在下面一些实施例中使用的酚醛树脂，一般都是一种甲醛与苯酚的摩尔比为2∶1的可溶酚醛树脂预缩合物的水溶液，其中含氢氧化钠催化剂。至于所用各种酚醛树脂的商品名以及其配方详情则在各实施例中叙述之。

实施例1-3和比较例A-C

由耐纶6，6短纤维组成的非织造磨粒制品的制备如下。在每一实施例的织物上施加两层涂层：一层橡胶改性的酚醛树脂预粘合涂层，一层由酚醛树脂和矿物质磨粒构成的初始结合涂层作为最后涂层。在实施例1-3中的预粘合涂层料中加有改性剂，而在比较例A-C中则不用。

至于织物的制造，是将占未施加涂层织物重的80％的低强度耐纶6.6短纤维(E.I.Du Pont de Nemours的商品“Type T-852”，其强度为4.6克/旦，纤维长约38mm)和20％的高强度耐纶6.6纤维(E.I.Du Pont de Nemours的商品“Type T-885”，其强度为8.2克/旦，纤维长约38mm)一起形成重130g/m²，厚15mm的低密度非织造织物。该织物是在一台非织造织物成形机(购自Dr.O.Angleitner，Wels，Austria，商品名“Dr.O.Angleitner”(“DOA”))上制造的。

表1中列出了实施例1-3和比较例A-C的各种磨粒制品中所用的具体酚醛树脂和改性剂，预粘合涂层的各种组分以重量％表示。预粘合涂层是用一台通常的两辊式涂敷机施涂到织物上的。然后，按前述的烘箱处理步骤加热进行硬化。再将每一块预粘合的织物翻转过来，对其反面用喷涂法施加一层含25.2份酚醛树脂(Nest Resins Corp的BB-062)、10.2份水、58份级别280及更细的氧化铝磨粒、4.4份碳酸钙、1.1份异丙醇、1.1份着色用水基红染料的初始接合涂层。这些实施例的非织造织物上面的涂覆以初始接合涂层结束，没有 涂以胶结涂层(即二次接合涂层)。经硬化后的磨粒制品进行物理特性和使用性能的试验。所有这些实施例的制品均试验其磨损(正面与反面)、正面磨削量、撕破强力、拉伸强力和伸长等性能。试验结果以及制品最终厚度均列于表2中。

                                表1

预粘合涂层	比较例A	比较例B	比较例C	实施例1	实施例2	实施例3
							酚醛树脂1	100	无	无	70	无	无
酚醛树脂2	无	95	无	无	67	无
							酚醛树脂	无	无	95	无	无	67
HYCARl5814	无	无	无	30	29	29
							脲5	无	5	5	无	5	5

1：BB062，酚醛树脂，购自Neste Resins Corporation，Mississauga，OntarioCanada.

2：RZ680，NaOH催化的酚醛树脂，含固量74％，可溶酚醛树脂

3：RLS 55 440，KOH催化的酚醛树脂，含固量74％，可溶酚醛树脂

4：羧基改性丁二烯丙烯腈胶乳，含固量46％，购自B.F.Goodrich，Cleveland，OH.

5：试剂级脲，含固量5％的溶液，购自J.T.Baker Chemical Co.

                            表2

性质	比较例A	比较例B	比较例C	实施例1	实施例2	实施例3
							正面磨损％	15.6	114.7	21.3	15.9	15.9	14.4
反面磨损％	16.2	15.7	17.5	15.5	14.9	16.0
							正面磨削量g.	3.5	3.38	3.72	3.36	3.6	3.58
反面磨削是g.	3.81	3.84	3.39	3.54	3.93	3.65
							撕破强力md	34.2	32.6	43.6	60.8	39.4	93.6
拉伸强度nd，lb/2”	35.1	40.4	31.9	40.3	44.0	39.6
							拉伸强度cd，lb/2”	23.0	23.7	21.1	27.0	25.6	25.2
拉伸伸长md，％	23.0	13.2	17.8	19.6	20.9	19.1

拉伸伸长cd，％	31.1	32.5	29.2	43.9	39.5	38.5
							厚度，英寸	0.387	0.397	0.390	0.417	0.433	0.430

表2的数据结果表明了实施例1-3的撕破强力有所增加，拉伸强度也有一定增加，而其它性质保持在可接受范围内，尽管在这些实施例的织物中使用了低强度(4.6克/旦)纤维。这些结果显示了加入到预粘合层中的改性剂的效果，它是能弥补减少纤维取向度的作用的，即也能够增加低强度纤维受苯酚侵蚀的抵抗能力。

烘箱设备和处理步骤

在下面的所有实施例4-8，D-F中使用的烘箱结构，是一种IndustrialHeat Enterprises International Co.，Franklin WI and Drying Systems Co.，Minneapolos MN所研制的混合式设计烘箱。在这些实施例中除另有说明外，对各种粘合剂涂层均使用如下的处理条件：

(a)预预合涂层的干燥和硬化：平均温度设定值＝171℃；每一主空气通道中的最大空气流速＝180英尺/分(55米/分)；居留时间＝3.0分；平均补充空气调节板设定点＝最大空气流的38％；平均供压调节板设定点＝最大空气流的44％；平均排压调节板设定点＝最大空气流的72％；平均回流压调节板设定点＝最大空气流的74％。

(b)起始的初始接合涂层的干燥和硬化：平均温度设定值＝167℃；每一主空气通道中的最大空气流速＝180英尺/分(55米/分)；居留时间＝3.0分；平均补充空气调节板设定点＝最大空气流的35％；平均供压调节板设定点＝最大空气流的44％；平均排压调节板设定点＝最大空气流的71％；平均回流压调节板设定点＝最大空气流的67％。

(c)后续的初始接合涂层的干燥和硬化：一切条件同(b)。

实施例4-8和比例例D-F

实施例4-8和比较例D.E.F的制品，其制法与实施例1-3和比较例A-C相同，但有如下的不同。一个不同是在实施例4-8和比较例D-F中，织物分别全用低强度的或全用高强度的聚酰胺构成。即实施例4-8的织物采用100重量％的低强度耐纶6，6短纤维(E.I.Du Pont de Nemours的“Type T-852”，强度4.6克/旦，纤维长度约38mm)；而比较例D.E.F的织物采用100重量％的高强度耐纶6，6短纤维(E.I.Du Pont de Nemours的“Type T-885”，强度8.2克/旦，纤维长度约38mm)。构成织物的纤维的强度列于表4中。再一个不同是，所用的辊涂预粘合涂层和喷涂初始接合涂层具有表3所示的一些具体配方(以％表示)。每一实施例所用的是哪一种预粘合涂层组合物(PC)和初始接合涂层组合物(MC)，见表4。

经预粘合涂层硬化后，对磨料制品进行物理性质试验，结果见表5。经初始结合涂层的涂敷和硬化后，再进行使用性能试验，结果见表6。

                         表3

组  分	PC-1	PC-2	PC-3	PC-4	PC-6	MC-1	MC-2	MC-3
									水	22.9	19.97	17.04	14.12	16.89	10.2	9.23	11.56
酚醛树脂6	73.2	65.86	58.56	51.24	48.47	25.2	22.68	23.84
									红染料7	3.9	3.9	3.9	3.9	3.9	1.1	1.1	1.1
HYCAR26798	-	10.25	20.50	30.74	30.74	-	3.53	-
									HYCAR1581	-	-	-	-	-	-	-	-
Al2O3 9	-	-	-	-	-	58.0	58.0	58.0
									CaCO3	-	-	-	-	-	4.4	4.4	4.4
异丙醇	-	-	-	-	-	1.1	1.1	1.1
									消泡剂	0.15	0.15	0.15	0.15	0.15	-	-	-

6：BB-062苯酚甲醛树脂，Neste Resins Corp，Mississauga，OntarioCanada.

7：水基红染料，着色用

8：丙烯酸酯共聚物在水中的阴离乳状液，购自B.F.Goodrich，Cleveland，OH.

9：级别280以及更细粒径

10：“1520”消泡剂，购自Dow Corming Corp.，Midland，MI.

                             表4

实施例	纤维强度(克/旦)	预粘合涂层(PC)	初始结合涂层(MC)
				比较例D	8.2	PC-1	MC-1
比较例E	4.6	PC-1	MC-1
				4	4.6	PC-2	MC-1

5	4.6	PC-3	MC-1
				6	4.6	PC-4	MC-1
7	4.6	PC-4	MC-2
				8	4.6	PC-6	MC-3
比较例F	4.6	PC-1	MC-2

                              表5

实施例	撕破强力g.	拉伸强度lb./2”，md	拉伸伸长％，md	拉伸强度lb./2”，cd	拉伸伸长％，cd
						比较例D	61	11.7	32.7	18.9	45.5
比较例E	35	20.9	30.9	19.0	36.7
						4	40	15.7	35.8	17.5	48.1
5	45	15.1	37.5	15.9	55.9
						6	50	13.4	35.4	17.0	58.6
7	50	13.4	35.4	17.0	58.6
						8	28	15.1	33.7	20.9	47.7
比较例F	35	20.9	30.9	19.0	36.7

表5(预粘合织物数据)表明了改性预粘树脂加入到含较低强度纤维织物的磨料制品中的好处。比较例E和比较例D都是不用改性剂HYCAR2679的，但含低强度(4.6克/旦)纤维的实施例E的制品，其撕破强度显著地小于含高强度(8.2克/旦)纤维的比较例D的制品。另一方面，预粘合涂层中不加入改性剂，而初始接合涂层中有改性剂的实施例F，其预粘合织物的伸长性能大大低于实施例4-8，而且使用改性酚醛树脂的实施例4-8的预粘合涂层，达到其良好结果是概不需要有VOC物质异丙醇、也不需要与该种物质竞争的。

                              表6

实施例	比较例D	比较例E	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7	实施例8	比较例F
									撕破强力g.	56	18	22	36	35	43	21	18
拉伸强度lb./2”，md	18.8	22.8	19.3	17.8	20.0	18.6	17.0	22.9

拉伸伸长％，md	28.9	24.5	28.2	25.4	33.2	31.5	24.0	25.8
									拉伸强度lb./2”，cd	24.5	19.4	18.9	17.5	20.5	19.1	18.5	18.0
拉伸伸长％，cd	43.2	36.2	41.6	52.1	54.6	58.2	44.7	35.9
									磨削量g.	3.48	3.41	3.41	3.41	3.47	3.45	3.46	3.34
磨损g.	19.1	12.3	14.7	16.9	16.5	16.3	14.6	12.6
									矿物质重量g.	3.65	3.98	3.54	3.79	3.70	3.59	3.93	3.81
厚度，英寸	0.53	0.53	0.51	0.49	0.49	0.48	0.47	0.49

表6(经初始接合涂层涂敷的织物的数据)表明，在预粘合涂层中未加改性剂的情况下，用比较例D中的低强度(4.6克/旦)纤维代替实施例E的高强度(8.2克/旦)纤维，发现撕破强力减小很多。另一方面，当用比较例F的低强度(4.6克/旦)纤维代替比较例E的高强度(8.2克/旦)纤维，而比较例F是预粘合涂层虽不含改性剂，但后来加上的初始接合涂层中有改性剂，这时观察到撕破强力、伸长(cd)、磨削量和磨损性能都减小很多。而实施例4-8制品的撕破强力都高得多，并且其它物理性也保持在可接受的水平。

实施例9-14和比较例G、H

为了探究结果的一致性和重现性，进行了以下的附加试验。实施例9-10和比较例G、H的制品制法与实施例1-3和比较例A-C相同，不同之处如下所述。一个不同是实施例9-10和比较例G、H的织物均分别用低强度的或高强度的聚酰胺纤维制成。即实施例9-14的织物采用100重量％的耐纶6.6短纤维(E.I.Du Pont de Nemowrs的“Type T-852”，强度4.6克/旦，纤维长度约38mm)；而比较例G和H的织物采用100重量％的高强度耐纶6.6短纤维(E.I.Du Pont de Nemours的“Type T-885”，强度8.2克/旦，纤维长度约38mm，旦尼尔值12)。构成织物的纤维的强度见表7。

表7中列出了辊涂预粘合涂层和喷涂初始接合涂层的配方。实施例9-14和比较例G、H的预粘合涂层中使用的是相同的苯酚与甲醛之比为2∶1(NaOH催化)，水溶性100-200％，水中固含量69-75％的酚醛树脂；而且在所有初始接合涂层中使用的也是相同的酚醛树脂，其苯酚与甲醛之比为2∶1(NaOH催化)，水容性为100-200％，水中固含量69-75％，用的是级别280及更细的Al₂O₃。表7中PC指的是预粘合涂层组合物，MC指的是初始接合涂层组合物。预粘合和初始接合涂层均不含VOC。施加在织物中的预粘合和初始接合涂层均按前述的烘箱操作步骤进行热处理。

然后，制成的非织造磨料制品进行了物理性能测试，结果见表8。

                         表7

实施例	纤维强度(克/旦)	PC	MC
				9	4.6	70/30酚醛树脂/HYCAR1581	酚醛树脂
10	4.6	70/30酚醛树脂/HYCAR2679	酚醛树脂
				11	4.6	70/30酚醛树脂/HYCAR1581	酚醛树脂
12	4.6	50/50酚醛树脂/HYCAR2679	酚醛树脂
				13	4.6	60/40酚醛树脂/HYCAR1581	酚醛树脂
14	4.6	60/40酚醛树脂/HYCAR2679	酚醛树脂
				比较例G	4.6	酚醛树脂	酚醛树脂
比较例H	8.2	酚醛树脂	酚醛树脂

                            表8

性能	实施例9	实施例10	实施例11	实施例12	实施例13	实施例14	比较例G	比较例H
									正面磨损，％	12.02	15.97	17.13	27.67	11.29	18.76	11.03	16.29
反面磨损，％	11.65	20.21	18.01	17.65	11.45	19.36	11.2	14.45
									正面磨削量，g.	3.74	--	3.72	--	3.59	--	--	--
反面磨削量，g.	3.35	--	4.07	--	3.7	--	--	--
									撕破强力，md	35	40.2	52.6	63	42	51	26.4	69.2

拉伸强度，md，lb./2”	36	27.9	53.3	36.7	41.4	32	23.6	36.3
									拉伸强度，cd，lb./2”	26.8	27	42.8	28.4	34.3	29.2	18.2	38.4
伸长md，％	17.2	26.3	37.7	35.8	32.3	36.2	19.9	25.9
									伸长，cd，％	35.4	35.3	46.9	60.2	46	49.5	27.2	44.2

实施例15-18和比较例I、J

实施例15-18和比较例I、J是用来表明在螺旋缠绕轮形式中使用改性酚醛树脂用作纤维粘合树脂的效果。一般说来，施加各种不同的预粘合涂层，然后再施加一层初始接合涂层，将织物缠绕成螺旋形的“卷”，然后充分硬化。最后沿着与卷的长轴垂直的直径，切割成非织造磨轮。

具体说来，对每一实施例都是由38mm长的耐纶6，6短纤维形成重125g/m²，厚15mm的低密度非织造织物。实施例15和17以及比较例I的织物均采用100重量％耐纶6，6短纤维(E.I.Du Pont de Nemours的“Type T-101”，强度4.0克/旦，长度约38mm)；而实施例16和18以及比较例J的织物均采用100重量％耐纶6，6短纤维(E.I.Du Pont de Nemours的“TypeT-852”，强度4.6克/旦，长度约38mm)。

每一例的非织造织物都是在一台织物成形机(商品名“Rando Webber”)上成型制成的，然后涂覆以一层预粘合层，其组成(重量％)和干涂量示于表9中。将涂有预粘合层的织物通过一对流烘箱，按前述的烘箱操作步骤硬化至不粘状态。所得的预粘合织物厚约10mm，其重量见表9。表9中数据给出了各实施例的预粘合织物的纤维强度，预粘合组合物和各种物理性能。

                                表9

组  分	实施例15	实施例16	比较例I	比较例J	实施例17	实施例18
							纤维强度(克/旦)	4.0	4.6	4.0	4.6	4.0	4.6
混合二甲苯	-0-	-0-	39.3	39.3	-0-	-0-
							乙氧基乙醇11	-0-	-0-	16.1	16.1	-0-	-0-
封端的1，4-丁烯乙二醇二导氰酸酯12	-0-	-0-	44.6	44.6	-0-	-0-

消泡剂13	-0-	-0-			-0-	-0-
							酚醛树脂14	32	20	-0-	-0-	56	56
丙烯酸酯乳状液15	40	40	-0-	-0-	-0-	-0-
							水	28	40	-0-	-0-	44	44
干涂层重，g/m2	80	80	42	42	80	80
							预粘合织物总重g/m2	205	205	167	167	200	200
拉伸强度，lb/2”	27.5	27.6	34.0	46.8	16.9	16.8
							％伸长	42.8	42.8	96.3	74.1	25.9	25.6

11：含35重量％二苯氨基甲烷(MDA)和65重量％2-乙氧基乙醇的共聚用单体溶剂。

12：分子量约1500的酮肟嵌段聚-1，4-丁烯乙二醇二异氰酸酯，购自Uniroyal Chemical Co.，商品名“Adiprene BL-16”。

13：硅酮消泡剂，购自Dow Corming公司，商品名“Q2”。

14：水中固含量为75％的甲醛与苯酚比为2∶1的预缩合物，加上约2重量％的NaOH催化剂。

15：丙烯酸酯共聚物的阴离子乳状液，购自B.F.Goodrich公司，商品名Hycar^2679。

对于上述实施例15和16以及比较例I和J的预粘合织物，通过一台两辊涂敷机施加下列配方的初始接合涂层浆料：

21.7重量份Adiprene BL-16；

7.5重量份二苯氨基甲烷；

9.7重量份UCAR Phenoxy Resin PKHH，它是一种共聚用单体，是25重量％的苯氧树脂在丙烯乙二醇一甲基醚醋酸酯中的溶液，购自Union CarbidcChemical Corp.；

6.8重量份硬脂酸锂预混合料，用作润滑剂，它是44重量％硬脂酸锂在丙烯乙二醇-甲基醚醋酸酯中的分散物系；

7.8重量份滑石，用作粘度调节剂，购自Cypress Industrial Minerals公司、商品名“Beaverwhite”；

0.25重量份AEROSIL R-202，用作改性二氧化硅粘度调节剂，购自Degussa Corp；

0.85重量份二价酸酯，作为共聚用单体，购自Univar Chomicals’公司；

27.7重量份级别150的碳化硅磨粒；

22.7重量份级别180的碳化硅磨粒。

按照上述烘箱操作步骤的某种改变条件，令已涂有的接合涂层的织物通过在烘箱设备节中已述的对流烘箱，但操作温度约150℃，停留时间约2.1分钟，进行部分干燥至初始接合涂层的挥发性成分剩下约8重量％(基于已涂覆织物的最终干重)。

然后，将具有初始接合涂层的织物在一缠绕架上进行缠绕。初始接合涂层使预粘合织物增重1,250克/平方米(干重)。

再次，将具有初始接合涂层的织物卷再展开，缠绕在一个涂有一种粘结剂的增强玻纤芯子(内径7.62cm，壁厚0.32cm)上。该粘结剂含有等量的(1)液体环氧树脂EPON-828(Shell Chemical Co.商品)，其每环氧化物克当量的环氧数约190克，每羟基克当量的羟基数约80克，它是双酚A和表氯醇的一种反应产物；(2)硬化剂树脂Versamid-125(Henkel Chemical Co.商品)，它是聚合脂肪酸和脂肪聚胺的一种100％固含量的胺终端聚酰胺树脂反应产物，其在21℃的粘度约50,000厘泊，每胺克当量的胺值约305克树脂。该粘合剂涂在芯子表面上应均匀，厚度约2mm。缠绕时，将片材的方向控制使其边缘取向适当(在本技术行话中称为套进的避免)，要提供适合的张力，为此备有松紧调节辊，以及必须将卷材贴紧芯子形成紧密缠绕，这一些要求在各种柔性片材产品生产的片材处理技术中都是人们知道的。当有足量的片材绕在芯子上，致使硬化后的卷材的名义密度达到大约11克/英寸³(0.67克/厘米³)时，进行切割，将卷材的表面包在耐纶薄膜中。将卷材一端的芯子进行密封，所包的卷材置入130℃的对流烘箱中，在此温度卷材硬化约2小时的过程中，对卷材抽以20乇的真空。然后取出冷却至室温。用一车床和带锯将卷材切割成标称宽度为2.54cm盘状薄片。这些薄片装在车床的心轴上，用一金刚石刀具修整至标称直径为20.32cm。

对螺旋缠绕的磨轮进行试验

将磨轮装在一车床上，以约6,000英尺/分(1829米/分)的表面速度旋转。每个磨轮和工件在试验前均称重。将1-304型不锈钢的试验工件(厚0.04英寸即1.02毫米)顶住旋转磨轮1分钟，然后将工件自磨轮移开20秒。经过4次的这样研磨循环，再对磨轮和工件称重，分别算出它们的重量减少。工件的重量减少以克为单位，而磨轮的重量减少以百分数计。试验结果见表10

                       表10

例

磨轮密度

磨削量

磨轮重量减

归一化到相同磨轮重

	(克/英寸3)	(克)	少(％)	量减少(％)的磨削量(克)
					比较例I	10.9	6.4	2.30	2.5
实施例15	10.9	4.2	0.88	4.2
					比较例J	9.6	5.9	1.99	4.8
实施例16	9.2	5.4	1.61	5.4

表10数据表明，对于织物中采用低强度耐纶短纤维的实施例15和16，用可溶酚醛树脂和HYCAR丙烯酸酯乳状液改性剂的混合物进行预粘合的织物能具有足够的强度，使织物通过磨粒浆涂敷以及进行螺旋缠包过程以制出硬化的卷材。又，实施例16的磨轮比比较例I和J的工作性能好，因为其归一化到相同磨轮重量减少(％)的磨削量较大。实施例15和16的归一化磨削量的平均值(4.8)比比较例I和J(3.65)要大许多。此外，在实施例15和16中，由于使用了一种水基预粘合涂层，处理VOC的需要大大减少。而比较例I和J中，其聚氨酯基预粘合涂层的粘合剂是非水基的，因此对于在聚氨酯预聚物的混合二甲苯和酮肟封端剂的硬化过程中放出的VOC必须采取处理措施。

也就是说，在比较例I和J中二甲苯和酮肟这些VOC的使用总量(占未干燥组合物总量的55重量％)，在实施例15和16的改性酚醛树脂预粘合涂层中就不用了。虽然实施例15和16的未干燥组合物中的酚醛树脂组分含有占总量约1-2重量％的残留甲醛，所以不能完全消除VOC；但VOC量的减少是很大的。

实施例19和比较例K

实施例19和比较例K的试验，是为了证明本发明用于制造成层的或组合的非织造磨轮时的效果。

实施例19的预粘合涂层和初始接合涂层与实施例15相同，比较例K则与比较例I相同。在实施例19和比较例K中，四层经预粘合涂层和初始接合涂层涂敷的织物叠在一起，置入135℃的压机中，压至厚度1.26cm，保持于该温度15分钟，生成“磨棒”。由压机取出经部分硬化的磨棒，在135℃的对流空气烘箱中再硬化90分钟。冷却至室温后，从磨棒切割出一些外径4英寸×内径0.5英寸×厚0.5英寸(外径10.2cm×内径1.26cm×厚1.26cm)的磨轮。对每一实施例，均取两个预先称重的宽1.26cm磨轮组合在一起，形成宽约2.54cm的磨削表面。将组合磨轮装在车床的心轴上，以4775转/分的速度旋转。再将一个已知重量的不锈钢试件以13磅/英寸²压力顶住旋转磨轮的周边，为时4分钟。再对磨轮和试件称重，算出磨削量(克)和磨轮的磨损(％)。结果见表11。

                                   表11

例	磨轮密度(克/英寸3)	磨削量(克)	磨轮重量减少(％)	归一化到相同磨轮重量减少(％)的磨削量(g)
					比较例K	5.90	1.074	1.8	1.074
实施例19	6.49	1.41	2.2	1.049

表11表明，由本发明预粘合织物制成的多层组合磨轮与目前实践的比较例，在性能上基本上相同，但无需在磨粒制品的非织造织物中使用高强度聚酰胺短纤维。

对于本领域技术人员来说，在不偏离本发明的范围和精神前提下，可以对本发明进行各种修改，并且应该理解，前述的一些说明性实施例对本发明并无限制作用。

Claims (10)

1.一种稀疏型低密度的磨料制品，该磨料制品是由下述部份结合制成的：

(a)由许多混乱延伸而又相互缠结的聚酰胺短纤维形成的膨松稀疏的非织造三维纤维织物，在所述的纤维之间具有交叉接触点，所述的交叉接触点形成了贯穿于整个织物的三维整体结构，这些纤维仍存在着纤维表面，纤维强度小于5g/旦；

(b)分散于整个织物中并牢固地粘附于织物纤维表面的许多研磨颗粒；

(c)分散于整个织物中的树脂材料，该树脂材料含有：

(i)第一种硬质的酚醛树脂，该酚醛树脂是由分散于该织物中并与织物纤维接触的酚醛树脂前体硬化形成的；

(ii)一种改性剂组分，该改性剂组分的类型的添加量应使该改性剂在织物纤维与酚醛树脂前体接触时足以基本上阻止纤维的化学分解。

2.如权利要求1所述的磨料制品，其特征在于，所述的磨料制品进一步包括分散于所述织物中的初始接合涂层，该初始接合涂层是第二种硬性酚醛树脂。

3.如权利要求1或2所述的磨料制品，其特征在于，所述的改性剂包括选自丙烯酸酯类橡胶、天然橡胶、聚异戊二烯及羧基改性的丙腈橡胶。

4.如权利要求1-3任一项所述的磨料制品，其特征在于，所述的纤维平均直径为25-250微米。

5.如权利要求1-4任一项所述的磨料制品，其特征在于，所述的分散于织物中的树脂材料进一步含有脲。

6.一种不使用挥发性有机溶剂化合物制造权利要求1-5所述的稀疏型低密度磨料制品的方法，该磨料制品的制造方法依序包括下述步骤：

(a)提供一种由许多混乱延伸而又相互缠结的聚酰胺短纤维形成的膨松稀疏的非织造三维纤维织物，在所述的纤维之间具有交叉接触点，所述的交叉接触点形成了贯穿于整个织物的三维整体结构，这些纤维仍存在着纤维表面，纤维强度小于5g/旦；

(b)以足可分散于整个织物中，并与所述的织物纤维接触的涂敷方式，将一种预粘合涂料组合物涂敷在所述织物上，所述的预粘合涂料组合物基本上由第一种硬性酚醛树脂前体胶乳组合物及一种改性剂组合物组成；改性剂组合物的类型和用量应足以防止所述纤维在与所述的酚醛树脂前体胶乳组合物接触时产生实质性的化学分解；

(c)在第一加热温度下以第一加热时间加热所述的浸渍织物，温度和时间应足以硬化所述的预粘合组合物，由此将所述的纤维在所述纤维之间的交叉接触点上粘合起来，形成贯穿于整个织物的三维整体结构。

7.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述方法还包括下述步骤：

(d)以足可分散于整个织物中的涂敷方式，将初始接合涂层涂敷在所述的织物上；所述的初始接合涂层由第二层硬性酚醛树脂前体胶乳组合物及许多研磨颗粒组成；

(e)在一适当的加热温度下以第二加热时间加热所述浸渍织物，温度和时间应足以实质性地完全硬化所述的第二种硬质酚醛树脂前体胶乳组合物，使得所述的磨料颗粒粘附在所述纤维的表面上。

8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述方法在步骤(e)之后还包括：以足可分散于整个织物中的涂敷方式将胶结涂层涂敷至所述的织物上，所述的胶结涂层是第三种硬质酚醛树脂前体胶乳组合物，然后在第三加热温度下以第三加热时间加热所述织物，温度和时间足以实质性地完全硬化所述的第三种硬性酚醛树脂前体胶乳组合物。

9.一种不使用挥发性有机溶剂化合物制造稀疏型低密度磨料制品的方法，包括下述步骤：

(a)提供一种由许多混乱延伸而又相互缠结的聚酰胺短纤维形成的膨松稀疏的非织造三维纤维织物，在所述的纤维之间具有交叉接触点，所述的交叉接触点形成了贯穿于整个织物的三维整体结构，这些纤维仍存在着纤维表面，纤维强度小于5g/旦；

(b)以足可分散于整个织物中，并与所述的织物纤维接触的涂敷方式，将预粘合涂料组合物涂敷在所述织物上；所述的预粘合涂料组合物是一种非酚醛树脂组合物；

(c)在第一加热温度下以第一加热时间加热所述浸渍织物，温度和时间应足以硬化所述的预粘合组合物，由此将所述的纤维在所述纤维之间的交叉接触点上粘合起来，形成贯穿于整个织物的三维整体结构；

(d)以足可分散于整个所述织物中的涂敷方式，将初始接合涂层涂敷在所述的织物上；所述的初始接合涂层基本上由一种硬性酚醛树脂前体胶乳组合物、许多研磨颗粒及一种改性剂组份组成，所述改性剂组份的类型和使用量应足以使纤维与所述的硬质酚醛树脂前体胶乳组合物接触时可有效地防止纤维发生实质性的化学分解；

(e)在第二阶段的加热温度下以第二加热时间加热所述浸渍织物，温度和时间应足以使所述硬质酚醛树脂前体胶乳组合物进行实质性的完全硬化，由此将所述研磨颗粒粘附在所述纤维的表面上。

10.一种叠层的磨料制品，它由许多层权利要求1-5之一项所述的研磨非织造材料层叠置而成。