CN1880021B - 柔性研磨产品及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柔性研磨产品及其制造方法。这种研磨产品包括柔性衬垫(1)，该柔性衬垫由彼此层压的两个层组成。这些层包括下基底层(2)和上层(3)，即空腔层。所述衬垫包括顶面(5)，其具有在层压之后布置到其上的至少一个粘合层和利用所述粘合层施加的粘合剂(7)的层。该研磨产品的特征在于，涂覆有研磨剂的层包括形成空腔(4)的孔，由此所述空腔提供用于研磨粉和研磨残余物的空间并且便于从正被研磨的表面去除研磨粉和研磨残余物。

Description

柔性研磨产品及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种柔性研磨产品。本发明还涉及一种研磨产品的制造方法。

该类型的研磨产品包括用于从研磨表面去除研磨粉和用于冷却研磨表面的专用凹槽。

背景技术

由诸如纸张这样的柔性衬垫组成的盘状研磨产品的生产是公知的。所述衬垫的一侧至少设有一个粘合层，该粘合层包括其上施加有大量研磨剂的基本上连续的层。

为了能够连续保持研磨产品的研磨效果，必须尽可能多地从研磨产品和正被研磨的对象的研磨表面之间的空隙去除在研磨期间释放的研磨粉。由于这种研磨产品的衬垫在传统上是不透空气和粉末的，因此研磨产品通常设有特定穿孔，其穿过研磨产品延伸并且与空气粉末连通。在研磨继续期间研磨粉例如可以通过穿孔被吸出。例如在EP0781629中描述了这种产品。

如此生产这些现有技术的研磨产品，即，通过一种装置供给以其它方式完成的研磨产品，其中通过穿孔或另一种穿刺过程为研磨产品提供孔。然而，为研磨产品提供通孔的这种方法具有若干缺点。穿孔导致在衬垫中和在其粘合层中在孔的边缘产生裂缝和其它不希望的变形。由于裂缝形成和变形，因窄料拱容易断裂，必须使孔之间的料拱比较宽。因此，孔必须被布置成彼此之间距离比较长，其结果是不能足够有效地清洁研磨产品并且在研磨期间其研磨效果减小得比较快。

这种穿孔也导致其它缺点。衬垫的穿孔使研磨产品弱化到不能由其形成连续研磨带的程度。产生该情况的原因是当衬垫受到应力时穿孔导致衬垫中的拉伸增加。另外，在穿孔过程中垂直于研磨产品的主平面的边缘常常形成在衬垫的孔边缘。该边缘使通过研磨产品的孔去除研磨粉更困难。通常还已知穿孔器在穿孔期间由于硬研磨剂而快速磨损。

如US2838890中所述，在衬垫被穿孔、浸渍和涂覆有足够数量的粘合层之后，通过为所述研磨产品的衬垫涂上涂层，可以自然地避免大多数上述缺点。与该方案相关的问题在于该研磨产品不能用于生产连续研磨带，或者仅仅可以从具有较厚衬垫的研磨产品生产由穿孔研磨产品制成的研磨带。衬垫必须较厚以避免研磨带的拉伸。但是，根据上述美国公开的衬垫的浸渍和涂层使衬垫变脆，这意味着在不使研磨产品断裂的情况下只可以稍稍弯曲研磨产品。由该研磨产品制成的研磨带因此在使用中容易断裂。如果研磨带具有足够的弹性以致其不会断裂，则存在带张力将研磨带过度拉伸的风险。

已设计了带有衬布的网状研磨产品，所述衬布设有用于去除粉末的通孔。例如在WO96/13358中描述了这种方案。与该方案相关的问题在于所述布需要特殊生产技术，因此其使用是昂贵的。而且所述布的处理和涂层需要特殊方法。此外，成品具有的缺陷在于切割线上的孔削弱了切割和穿孔边缘，这是因为它们在成品的边缘中形成切口。

最后，需要提及的是上述研磨产品的穿孔引起的相关问题可以通过将多数表面可透空气的开口布或网用作衬垫而得到解决。然而，由于连续且基本上平坦的研磨剂层不能施加于布或网上，因此以该方式生产的研磨产品的磨削容量比更早描述的研磨产品的磨削容量差。研磨剂层将不处于同一主平面中，而是将在不同的平面中依照布或网的不平表面。当作用在工件表面上的单位面积研磨剂的量比整个表面覆盖有研磨剂的情况小时，研磨效果将变差。例如在FI96584中描述了这种研磨产品。

发明内容

本发明可以基本上避免现有技术的方案中涉及的所述问题。因而本发明的目标是提供一种柔性研磨产品，其易于操作，具有高强度和足够的粉末去除能力。

为实现该目标，本发明提供了一种柔性研磨产品，包括柔性衬垫、在所述衬垫的一侧上的至少一个粘合层以及通过所述粘合层施加的研磨剂层。所述衬垫由彼此层压的两层组成并且包括下基底层和上层，所述上层设有顶面。所述顶面包括在层压之后施加到其上的研磨剂，由此所述顶面设有孔，所述孔在所述顶面中形成空腔，从而所述空腔提供用于研磨粉和研磨残余物的空间，并且便于从正被研磨的表面将研磨粉和研磨残余物去除。

为实现上述目标，本发明还提供了一种生产柔性研磨产品的方法，所述柔性研磨产品包括柔性衬垫、施加在所述衬垫的一侧上的至少一个粘合层以及利用所述粘合层施加的研磨剂层。所述方法包括：下基底层和多孔的上层彼此层压以形成衬垫，之后用研磨剂涂覆上层的顶面，由此在所述顶面中形成空腔，以提供用于研磨粉和研磨残余物的空间，并且便于从正被研磨的表面将研磨粉和研磨残余物去除。

下面描述上述柔性研磨产品合适的进一步的实施方案和本发明的改善其操作的变化形式。

涂覆有研磨剂的衬垫的上层形成空腔层。所述空腔层被穿孔。空腔层是天然多孔的。

衬垫的下表面设有固定层。所述固定层包括设有固定环的布。固定层包括自粘合剂。

衬垫的基底层是可透粉末的。基底层具有设有固定环的下表面。

衬垫的一个或两个层包括在所述层的生产期间形成的孔。在设有孔的所述两个层中，如此分布所述孔，即，使得它们穿过整个衬垫。穿过衬垫的孔基本上均匀地分布在所述整个衬垫上。所述孔以重现的模式分布在所述整个衬垫上。穿过衬垫的孔基本上随机地分布在所述整个衬垫上。

下面描述上述生产柔性研磨产品的方法的合适的进一步的实施方案和本发明的改善其操作的变化形式。

衬垫中涂覆有研磨剂的上层形成空腔层。通过穿孔实现空腔层的多孔性。空腔层由天然多孔的材料制成。

所述衬垫的下表面设有固定层。

在将衬垫的基底层层压到上层上之前对所述基底层穿孔。衬垫的基底层由天然多孔的材料形成。

将所述多孔层彼此层压地布置，以形成穿过整个衬垫的孔。

本说明书和后附权利要求使用术语“孔隙”和“多孔性”来表示基本上穿过材料的通道结构。该通道结构可以人工形成或者它可以是材料的天然特性。

术语“研磨表面”表示研磨产品所作用的工件的表面。

根据本发明的研磨产品及其制造方法提供了优于现有技术的若干显著优点。由于粘合层施加到衬垫上，该衬垫的上表面已经设有通过将空腔层层压到基底层而获得的孔，因而没有必要对已经涂覆有研磨剂的衬垫进行穿孔。这自然简化了研磨产品的生产并且减小了成本。可以以简单的方式获得所述衬垫的顶面上的孔结构，从而在所述孔的边缘的涂层中不形成裂缝或边缘。由于不形成裂缝，所述上表面上的孔可以被布置成彼此很靠近，因而所述孔之间的料拱可以较窄。这使研磨粉的去除和研磨表面的冷却更有效。

本发明提供的进一步的重要优点在于所述粘合层将作为基本上连续层从衬垫的顶面延伸到其孔结构和设在其中的边缘表面。

由于粘合层在孔结构的边缘表面上延伸，因此衬垫的顶面和边缘表面之间的过渡区域是均匀的和平滑的并且没有任何裂缝和边缘，这便于将研磨粉颗粒从在研磨产品的顶面和工件之间的间隙收集到研磨产品。

粘合层也将增强衬垫的边缘表面以及由孔结构形成的凹槽的底部，这是因为，如果需要，粘合层也可以浸渍这些表面。因而粘合层可以由此覆盖边缘表面的一部分甚至凹槽的整个表面。

也可以通过将两个基本上不可拉伸的薄材料彼此层压使研磨产品具有较强柔性。这样，研磨产品例如可以用于生产连续研磨带。

由于衬垫的顶面中的孔结构在研磨期间形成用于粉末和研磨残余物的临时存储区和储室，因此所述研磨产品的粉末运输性能比竞争产品的粉末运输性能好。这样当所述研磨产品靠在所述研磨表面上时，粉末和研磨残余物可以存储在孔或凹槽中。只要在所述研磨产品中产生气流，所述收集的粉末或研磨残余物可以进一步被运输。

可以通过用多孔材料形成基底层进一步提高粉末运输性能。这种材料优选可以用来生产例如用于振荡研磨机的研磨产品，其中抗拉伸要求没有在研磨带的情况下高。

当基底层的材料包括固定件或基底层的下侧设有本身已知的固定环时，研磨产品可以容易地应用于已知的研磨机。

在下面的描述中将出现本发明的进一步优点和细节。

附图说明

在下文中，将参考附图具体描述本发明，其中：

图1显示了根据本发明的研磨产品的一个实施例的横截面，其中空腔层由多孔材料形成，

图2显示了根据图1的实施例的研磨产品的横截面，其中研磨产品的研磨剂层也是可见的，

图3显示了研磨产品的一个实施例的横截面，其中空腔层由穿孔材料形成，

图4显示了根据图3的实施例的研磨产品的横截面，其中研磨剂层和在其相对侧面上的固定布也是可见的，

图5显示了根据本发明的研磨产品的一个实施例的横截面，其中基底层由织布制成，

图6显示了研磨产品的一个实施例的横截面，其中空腔层和基底层都由穿孔材料制成，

图7是根据本发明生产的研磨盘的平面图，

图8是部分显示根据本发明的研磨产品的第二实施例的平面图，

图9是部分显示根据本发明的研磨产品的第三实施例的平面图，

图10是部分显示根据本发明的研磨产品的第四实施例的平面图，以及

图11是部分显示根据本发明的研磨产品的第五实施例的平面图。

具体实施方式

在下文中，参考上述附图描述柔性研磨产品的优选实施例。方案包括附图中所示的部件，每个部件带有各自的附图标记。这些附图标记对应于在下面的描述中使用的附图标记。

附图中所示的柔性研磨产品包括衬垫1，其例如由纸张、织布或由合适的聚合物制成的薄膜组成。如附图中所示，衬垫包括彼此层压的两层，即下基底层2和带有研磨剂的多孔的上层，所述多孔的上层在下文中将被称为空腔层3。根据图1和2该空腔层可以天然地多孔并且可透粉末，但是例如如图3和4中所示，也可以优选地通过对合适的纸张或薄膜进行穿孔以为其提供具有合适形状的孔而获得它。从图1和3可以最清楚地看到所述衬垫的结构。

如果天然多孔材料的多孔性例如与在编织网状布的情况下一样地充足，不需要单独穿孔来获得想要的孔结构；另外甚至可以预先对该材料进行穿孔。图1和2示意性地显示了这样形成于衬垫中的空腔。

当空腔层3被层压到基底层2上时，根据图1-4中所示的实施例形成凹槽4或空腔。空腔通过衬垫1的一个表面，该表面在下文中将被称为顶面5。凹槽的数量，形状，尺寸和分布可以根据取决于研磨产品的需要而变化。凹槽可以均匀或随机地分布在空腔层上。当空腔层被穿孔时，甚至可以根据重现在顶面上的不同模式分布凹槽。在图7-11中示出了穿孔的分布和形状。

根据图2或4，衬垫1的顶面5显示了粘合层6。在粘合层中和之上，具有研磨剂的层7，在该情况下粘合层和研磨剂层在顶面上形成基本上连续的层。衬垫的与顶面相对的表面，即其下表面8，形成适合于研磨带的基本上平坦的和坚固的层。在这里应当注意的是，为了清楚在附图中夸大了衬垫、粘合层和研磨剂层的厚度。

还可行的是，在衬垫1的下表面8上布置独立的固定层。这例如可以由针织布形成。如图4和5中所示，该布优选地在其表面上具有从下表面延伸的固定环10。通过这些固定环，研磨产品可以固定到布置在研磨工具中的Ve1cro表面(未示出)。带有固定环的布自然可以用本身已知的另一固定层代替，例如自粘合层。

图1-4中所示的研磨产品的实施例包括凹槽4，凹槽彼此并排布置并且延伸通过研磨剂层7和粘合层6并部分地延伸到衬垫1中。因而凹槽在研磨产品的顶面上形成了存储区或储室，其用作从研磨表面去除研磨粉和残余物的收集器。在根据图1和2的实施例中，空腔层包含天然多孔的材料。另一方面，在根据图3和4的实施例中，空腔层包括穿孔材料，其中凹槽由衬垫中的基本上规则的边缘表面11限定。边缘表面基本上垂直于研磨产品的由顶面5限定的主平面。

根据图2和4，基本上均匀的粘合层6延伸到凹槽4并且进一步在穿孔空腔层3中的边缘表面11上延伸。粘合层优选地作为基本上连续的层在边缘表面上从衬垫的上表面5延伸，粘合层在衬垫的顶面和边缘表面之间形成圆边。粘合层可以进一步延伸到凹槽的底部12甚至穿过它以增强它。

在根据图5的第二实施例中，层压的衬垫1包括多孔材料的基底层2，多孔材料例如为编织或针织布或类似的可透粉末的材料。可以优选地这样完成所述材料，即，为所述材料提供基本上平坦和平滑的表面以及足够的强度。在该情况下，由空腔层3形成的并且彼此并排布置的凹槽4将形成基本上延伸通过整个衬垫的通道结构的一部分。

在第三实施例中，层压衬垫1包括由预先穿孔的材料形成的基底层2。如图6中所示，该穿孔可以被布置成基本上与空腔层的穿孔重叠。也可以随机布置层压层和它们的孔，在该情况下在衬垫中彼此并排的凹槽4仅仅在某些地方与基底层中的孔13配合，以形成延伸通过衬垫的通道结构。

当根据所述实施例的研磨产品用于机械研磨时，它们以上述方式设有固定环10或类似的固定层9。如果基底层2包括编织、非织或针织布或类似材料，衬垫的下表面8可以设有根据图4或5的合适固定环。

在用根据图2或4的研磨产品研磨时，主平面中的凹槽4将吸收在研磨期间从研磨表面去除的研磨粉和研磨残余物。因而凹槽从研磨产品和研磨表面之间的直接接触表面运输研磨粉。与粉末保留在研磨剂表面上并且快速地再次填充研磨颗粒之间的凹槽的情况相比，这允许更长的研磨时间。同时，清空了研磨粉和研磨残余物的凹槽将冷空气输送到研磨表面，因而可以避免研磨表面的过热和进一步提高研磨效果。

在用根据图5或6的研磨产品研磨时，以本身已知的方式在研磨产品的后侧上实现低压，其结果是空气从研磨产品和研磨表面之间的开口流动。空气被吸入凹槽并且进一步通过基底层中的孔隙或孔13。该气流因此运输从研磨表面去除的与研磨相关的研磨粉和残余物，因而允许比粉末保留在研磨表面上的情况具有更长的研磨时间。

在上述的所有实施例中，由于在衬垫的边缘的孔没有裂缝和其它缺陷，因此便于去除研磨粉。由于均匀和连续的研磨剂层，衬垫的顶面上的孔之间的料拱14可以被制造得狭窄。这进一步便于从料拱的区域朝着通向孔的孔结构去除研磨粉。

关于根据图1和2的盘状柔性研磨产品的生产，为空腔层3选择合适的多孔材料。此后，空腔层如上所述地被层压到基底层2和所形成的带有粘合层6和研磨剂层7的衬垫1上。最后，为衬垫的下表面提供合适的固定层9。

通过首先对纸张或合适的薄膜进行穿孔以获得空腔层3来生产根据3和4的盘状柔性研磨产品。然后层压空腔层和基底层2以形成均匀的衬垫1。为该衬垫的顶面提供粘合层6，其后对粘合层施加研磨剂7的基本上连续的层。在这之后优选地施加粘合表面层以粘合研磨剂。最后，优选地可以通过纤维状细绳或熔化粘合剂的点将例如带有环或另一合适的固定层9的布固定到衬垫的下表面8上。

在根据图5的盘状柔性研磨产品的生产中，首先也对纸张或合适的薄膜进行穿孔以获得空腔层3。与前面的实施例的区别在于用多孔材料、织物或另一穿孔材料9层压空腔层以形成均匀的衬垫。衬垫的顶部相应地设有研磨剂7和固定层9。由于当粘合层和研磨剂层施加于衬垫时衬垫就因此包括多个通孔，因此不需要通过穿孔或另一类似的机械过程来对完成的研磨产品进行穿孔。多孔基底层自然也可以用同样由多孔材料制成的空腔层进行层压。

根据图6，如果空腔层3和基底层2都由穿孔材料制成，可以通过为层压层提供类似的穿孔将两层的穿孔布置成与叠层基本上重叠。另一方面，层压层的穿孔可以随机形成以及随机地层压在一起。这样当穿孔部分重叠时凹槽部分地形成于研磨产品的顶面中，在该情况下衬垫将包括穿过它的穿孔。即使空腔不穿过衬垫，由于每次工作角和研磨压力变化时更有效地清空空腔，因此仍然将改善粉末去除。

在这里研磨剂7的连续层表示研磨剂的层包括孔结构穿过其中的连续表面。这与一些现有技术的研磨产品相反，在现有技术的研磨产品中，粘合层和研磨剂层不连续而是形成分离群。因而术语“连续”并不要求研磨剂颗粒应当紧密地并排。而是通过粘合层6彼此靠近地固定它们。在附图中也可以看到研磨剂颗粒基本上处于一个平面中。

图7、8和9显示了凹槽是大致圆形的研磨产品的实施例的平面图。凹槽自然可以设有另一合适的形状，例如图10中所示的矩形凹槽或图11中所示的细长凹槽。可以用传统方式获得凹槽。凹槽可以占研磨产品的全部主平面的10-70％。在执行的测试中，发现凹槽优选地应当占研磨产品的主平面的20-40％。

研磨产品不需要设有具有固定环或另一固定层9的布。当研磨产品形成为用于传统带研磨机的连续带，不带有固定层的实施例尤其适合，其中所述传统带研磨机可以设有用于连续清洁带的吹送单元或抽吸单元。

衬垫的顶面上的粘合层的数量可以大于二。例如，可以将被称作保护层的层施加于顶面以实现除尘、冷却或润滑。

在附图中，绘出的边缘表面11基本上垂直于研磨产品的主平面，即顶面5和下表面8。然而，整个边缘表面或其一部分也可以与研磨产品的主平面形成一个角度。重要的是认为边缘表面限定了衬垫中的凹槽。

描述和附图仅仅旨在举例说明用于设计柔性研磨产品的本发明的方案。方案因此并不限制上述的和后附权利要求中的实施例，而是它可以在后附权利要求所描述的发明原理范围内变化或改进。

Claims (23)

1.一种柔性研磨产品，包括柔性衬垫(1)、在所述衬垫的一侧上的至少一个粘合层(6)以及通过所述粘合层施加的研磨剂层(7)，其特征在于：

所述衬垫(1)由彼此层压的两层组成并且包括下基底层(2)和上层(3)，所述上层设有顶面(5)，

所述顶面包括在层压之后施加到其上的研磨剂，由此

所述顶面设有孔，所述孔在所述顶面中形成空腔(4)，从而

所述空腔提供用于研磨粉和研磨残余物的空间，并且便于从正被研磨的表面将研磨粉和研磨残余物去除。

2.根据权利要求1所述的柔性研磨产品，其特征在于，涂覆有研磨剂的衬垫(1)的上层(3)形成空腔层。

3.根据权利要求2所述的柔性研磨产品，其特征在于，所述空腔层被穿孔。

4.根据权利要求2所述的柔性研磨产品，其特征在于，空腔层是天然多孔的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的柔性研磨产品，其特征在于，衬垫(1)的下表面(8)设有固定层(9)。

6.根据权利要求5所述的柔性研磨产品，其特征在于，所述固定层(9)包括设有固定环(10)的布。

7.根据权利要求5所述的柔性研磨产品，其特征在于，固定层(9)包括自粘合剂。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的柔性研磨产品，其特征在于，衬垫(1)的基底层(2)是可透粉末的。

9.根据权利要求8所述的柔性研磨产品，其特征在于，基底层(2)具有设有固定环(10)的下表面(8)。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的柔性研磨产品，其特征在于，衬垫的一个或两个层(2，3)包括在所述层的生产期间形成的孔。

11.根据权利要求10所述的柔性研磨产品，其特征在于，在设有孔的所述两个层(2，3)中，如此分布所述孔，即，使得它们穿过整个衬垫(1)。

12.根据权利要求11所述的柔性研磨产品，其特征在于，穿过衬垫(1)的孔基本上均匀地分布在所述整个衬垫上。

13.根据权利要求11所述的柔性研磨产品，其特征在于，所述孔以重现的模式分布在所述整个衬垫上。

14.根据权利要求11所述的柔性研磨产品，其特征在于，穿过衬垫(1)的孔基本上随机地分布在所述整个衬垫上。

15.一种生产柔性研磨产品的方法，所述柔性研磨产品包括柔性衬垫(1)、施加在所述衬垫的一侧上的至少一个粘合层(6)以及利用所述粘合层施加的研磨剂层(7)，其特征在于：

下基底层(2)和多孔的上层(3)彼此层压以形成衬垫(1)，之后

用研磨剂涂覆上层(3)的顶面(5)，由此

在所述顶面中形成空腔(4)，以提供用于研磨粉和研磨残余物的空间，并且便于从正被研磨的表面将研磨粉和研磨残余物去除。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，衬垫(1)中涂覆有研磨剂的上层(3)形成空腔层。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，通过穿孔实现空腔层的多孔性。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，空腔层由天然多孔的材料制成。

19.根据权利要求15-17之一所述的方法，其特征在于，所述衬垫的下表面(8)设有固定层(9)。

20.根据权利要求16-18之一所述的方法，其特征在于，在将衬垫(1)的基底层(2)层压到上层(3)上之前对所述基底层(2)穿孔。

21.根据权利要求15-18之一所述的方法，其特征在于，衬垫(1)的基底层(2)由天然多孔的材料形成。

22.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，将所述多孔层彼此层压地布置，以形成穿过整个衬垫(1)的孔。

23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，将所述多孔层彼此层压地布置，以形成穿过整个衬垫(1)的孔。

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