具有静电取向的磨料颗粒的非织造磨料制品及其制造方法技术

本发明专利技术公开磨料制品，这些磨料制品包括具有多个纤维的非织造纤维基材和多个成形磨料颗粒，每个成形磨料颗粒附着到相应的纤维，每个成形磨料颗粒具有长度(L)和在与长度基本垂直的方向上确定的宽度(W)，长度与宽度的比限定至少1.1的纵横比(L/W)，每个磨料颗粒相对于它相应的纤维进行取向，并且超过50％的磨料颗粒相对于它们相应的纤维进行取向，使得磨料颗粒长度大体上远离相应纤维的表面向外延伸，如使用取向测试在视觉上确定的那样。成形磨料颗粒可具有多边形棱柱的几何形状，该多边形棱柱上具有两个主面和至少三个侧面。本发明专利技术还公开了制备磨料制品的方法。

Non-woven abrasive products with electrostatic oriented abrasive particles and their manufacturing methods

The present invention discloses abrasive products. These abrasive products include nonwoven fiber substrates with multiple fibers and forming abrasive particles, each forming abrasive particle attaches to the corresponding fibers, each forming abrasive particle has a length (L) and a width (W) determined in a direction basically perpendicular to the length, and the ratio of length to width is limited to at least 1.1 aspect ratio (L/W), each abrasive particle. Particles are oriented relative to their corresponding fibers, and more than 50% of abrasive particles are oriented relative to their corresponding fibers, which makes the length of abrasive particles extend outward from the surface of the corresponding fibers, as determined visually by orientation testing. Formed abrasive particles can have the geometric shape of a polygonal prism with two principal surfaces and at least three sides. The invention also discloses a method for preparing abrasive products.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有静电取向的磨料颗粒的非织造磨料制品及其制造方法
本公开整体涉及非织造磨料制品，并且更具体地涉及具有磨料颗粒的非织造纤维基材，该磨料颗粒被取向以实现各种有利效果。
技术介绍
磨料制品是众所周知的并且在工业过程中广泛使用。已知此类制品可包括织造或非织造非织造纤维，参见例如，美国专利9,248,951(Nakayama等人)。还已知静电力可用于在制造磨料制品期间操纵磨料颗粒，参见例如，美国专利8,869,740(Moren等人)。
技术实现思路
本公开描述了非织造磨料制品，以及用于制造这些制品的方法。在所公开的示例性实施方案中，将磨料颗粒施加到非织造纤维基材，使得大部分磨料颗粒以有利的取向附着到基底纤维。所得的非织造磨料制品可表现出一种或多种有利的技术效果，例如，较高的初始材料移除率(初始切割速率)、较高的长期(平衡)切割速率和/或在研磨或抛光过程中使用时改善研磨表面的表面光洁度。令人惊讶的是，在制造过程中施加静电力导致大多数磨料颗粒采用这种有利的取向，否则这将是低概率构造。因此，在一个示例性实施方案中，本公开描述了磨料制品，这些磨料制品包括具有多个纤维的非织造纤维基材和多个成形磨料颗粒，每个成形磨料颗粒附着到相应的纤维，每个成形磨料颗粒具有长度(L)和在与长度基本垂直的方向上确定的宽度(W)，长度与宽度的比限定至少1.1的纵横比(L/W)，每个磨料颗粒相对于它相应的纤维进行取向，并且超过50％的磨料颗粒相对于它们相应的纤维进行取向，使得磨料颗粒长度大体上远离相应纤维的表面向外延伸，如使用如本文所定义的取向测试从显微照片中在视觉上确定的那样。在另一方面，本公开描述了一种形成磨料制品的方法，该方法包括提供具有多个纤维的非织造纤维基材，通过电场传送非织造纤维基材，以及在保持电场的同时将多个成形磨料颗粒施加到非织造纤维基材。每个成形磨料颗粒附着到相应的纤维，并且每个成形磨料颗粒具有长度(L)和在与长度基本垂直的方向上确定的宽度(W)，长度与宽度的比限定至少1.1的纵横比(L/W)。此外，每个磨料颗粒相对于它相应的纤维进行取向，并且超过50％的磨料颗粒相对于它们相应的纤维进行取向，使得磨料颗粒长度大体上远离相应纤维的表面向外延伸，如使用如本文所定义的取向测试在视觉上确定的那样。在一些示例性实施方案中，每个成形磨料颗粒使用粘结剂、可固化粘合剂组合物或与相应纤维的热诱导粘结中的至少一者附着到相应的纤维。在磨料制品和方法的一些示例性实施方案中，每个成形磨料颗粒可具有多边形棱柱的形状，该多边形棱柱上具有两个主面和至少三个侧面以及在顶点处形成的至少一个切割点，并且每个微粒均附着到具有切割点的所需有利取向的非织造纤维。优选地，大部分磨料颗粒具有相对于这些颗粒所附着的相应纤维的取向，使得大部分切割点在远离纤维表面的方向上进行取向。在磨料制品和方法的某些示例性实施方案中，根据取向测试，每个相对于它相应的纤维进行取向的磨料颗粒超过55％，或者甚至超过65％或75％。示例性实施方案列表A.一种磨料制品，包括：非织造纤维基材，该非织造纤维基材包括多个纤维；和多个成形磨料颗粒，每个成形磨料颗粒附着到相应的纤维，其中每个成形磨料颗粒具有长度(L)和在与长度基本垂直的方向上确定的宽度(W)，长度与宽度的比限定至少1.1的纵横比(L/W)，另外其中每个磨料颗粒相对于它相应的纤维进行取向，此外其中超过50％的磨料颗粒相对于它们相应的纤维进行取向，使得磨料颗粒长度大体上远离相应纤维的表面向外延伸，如使用取向测试在视觉上确定的那样。B.根据实施方案A所述的磨料制品，其中每个成形磨料颗粒具有多边形棱柱的几何形状，该多边形棱柱上具有两个主面和至少三个侧面。C.根据实施方案A或B所述的磨料制品，其中超过65％的磨料颗粒相对于它们相应的纤维进行取向，使得磨料颗粒长度大体上远离相应纤维的表面向外延伸，如使用取向测试在视觉上确定的那样。D.根据实施方案C所述的磨料制品，其中超过75％的磨料颗粒相对于它们相应的纤维进行取向，使得磨料颗粒长度大体上远离相应纤维的表面向外延伸，如使用取向测试在视觉上确定的那样。E.根据前述实施方案中任一项所述的磨料制品，其中这些磨料颗粒包括溶胶-凝胶陶瓷、氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、金刚石或它们的组合。F.根据前述实施方案中任一项所述的磨料制品，其中该非织造纤维基材是使用气流成网、熔喷、熔纺或它们的组合来制备的。G.根据前述实施方案中任一项所述的磨料制品，其中多个纤维包括(共)聚合物纤维。H.根据前述实施方案中任一项所述的磨料制品，还包括将成形磨料颗粒附着到多个非织造纤维的粘结剂。I.根据实施方案H所述的磨料制品，其中该粘结剂包括酚醛树脂、苯氧基树脂、酚醛清漆树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂或它们的组合。J.根据前述实施方案中任一项所述的磨料制品，其中多个非织造纤维在这些纤维之间的多个交点处粘结在一起。K.一种形成磨料制品的方法，包括：提供包括多个纤维的非织造纤维基材；通过电场传送非织造纤维基材；以及在保持电场的同时将多个成形磨料颗粒施加到非织造纤维基材，其中每个成形磨料颗粒附着到相应的纤维，另外其中每个成形磨料颗粒具有长度(L)和在与长度基本垂直的方向上确定的宽度(W)，长度与宽度的比限定至少1.1的纵横比(L/W)，另外其中每个磨料颗粒相对于它相应的纤维进行取向，此外其中超过50％的磨料颗粒相对于它们相应的纤维进行取向，使得磨料颗粒长度大体上远离相应纤维的表面向外延伸，如使用取向测试在视觉上确定的那样。L.根据实施方案K所述的方法，其中每个成形磨料颗粒具有多边形棱柱的几何形状，该多边形棱柱上具有两个主面和至少三个侧面。M.根据实施方案K或L所述的磨料制品，其中超过65％的磨料颗粒相对于它们相应的纤维进行取向，使得磨料颗粒长度大体上远离相应纤维的表面向外延伸，如使用取向测试在视觉上确定的那样。N.根据实施方案M所述的磨料制品，其中超过75％的磨料颗粒相对于它们相应的纤维进行取向，使得磨料颗粒长度大体上远离相应纤维的表面向外延伸，如使用取向测试在视觉上确定的那样。O.根据实施方案K、L、M或N中任一项所述的方法，其中每个成形磨料颗粒使用粘结剂、可固化粘合剂组合物或与相应纤维的热诱导粘结中的至少一者附着到相应的纤维。已总结本公开的示例性实施方案的各种方面和优点。上面的
技术实现思路
并非旨在描述本公开的当前某些示例性实施方案的每个例示的实施方案或每种实施方式。下面的附图和具体实施方式更具体地举例说明了使用本文所公开的原理的某些优选实施方案。附图说明图1为根据本公开的示例性颗粒分配设备的示意图。图2为颗粒分配设备的一个替代实施方案的示意图。图3为颗粒分配设备的另一个替代实施方案的示意图。图4为根据实施例1制备的颗粒装载的非织造非织造纤维的光显微照片。图5为根据实施例2制备的颗粒装载的非织造非织造纤维的一个侧面的光显微照片。图6为图5的颗粒装载的非织造非织造纤维的相反侧面的光显微照片。图7为根据实施例3制备的颗粒装载的非织造非织造纤维的一个侧面的光显微照片。图8为图7的颗粒装载的非织造非织造纤维的相反侧面的光显微照片。在附图中，相似的附图标号指示相似的元件。虽然可不按比例绘制的上面标识的附图阐述了本公开的各种实施方案，但还可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磨料制品，包括：非织造纤维基材，所述非织造纤维基材包括多个纤维；和多个成形磨料颗粒，每个成形磨料颗粒附着到相应的纤维，其中每个成形磨料颗粒具有长度(L)和在与所述长度基本垂直的方向上确定的宽度(W)，所述长度与所述宽度的比限定至少1.1的纵横比(L/W)，另外其中每个磨料颗粒相对于它相应的纤维进行取向，此外其中超过50％的所述磨料颗粒相对于它们相应的纤维进行取向，使得所述磨料颗粒长度大体上远离所述相应纤维的表面向外延伸，如使用取向测试在视觉上确定的那样。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.26 US 62/399,6181.一种磨料制品，包括：非织造纤维基材，所述非织造纤维基材包括多个纤维；和多个成形磨料颗粒，每个成形磨料颗粒附着到相应的纤维，其中每个成形磨料颗粒具有长度(L)和在与所述长度基本垂直的方向上确定的宽度(W)，所述长度与所述宽度的比限定至少1.1的纵横比(L/W)，另外其中每个磨料颗粒相对于它相应的纤维进行取向，此外其中超过50％的所述磨料颗粒相对于它们相应的纤维进行取向，使得所述磨料颗粒长度大体上远离所述相应纤维的表面向外延伸，如使用取向测试在视觉上确定的那样。2.根据权利要求1所述的磨料制品，其中每个成形磨料颗粒具有多边形棱柱的几何形状，所述多边形棱柱上具有两个主面和至少三个侧面。3.根据权利要求2所述的磨料制品，其中超过65％的所述磨料颗粒相对于它们相应的纤维进行取向，使得所述磨料颗粒长度大体上远离所述相应纤维的表面向外延伸，如使用取向测试在视觉上确定的那样。4.根据权利要求3所述的磨料制品，其中超过75％的所述磨料颗粒相对于它们相应的纤维进行取向，使得所述磨料颗粒长度大体上远离所述相应纤维的表面向外延伸，如使用取向测试在视觉上确定的那样。5.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述磨料颗粒包括溶胶-凝胶陶瓷、氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅、金刚石或它们的组合。6.根据权利要求1所述的磨料制品，其中所述非织造纤维基材是使用气流成网、熔喷、熔纺或它们的组合来制备的。7.根据权利要求6所述的磨料制品，其中所述多个纤维包括(共)聚合物纤维。8.根据权利要求1所述的磨料制品，还包括用于将所述成形磨料颗粒附着到所述多个非织造纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿龙·K·尼纳贝尔，格雷斯·T·休伯蒂，托马斯·J·纳尔逊，罗纳德·D·阿普尔，路易斯·S·莫伦，罗比内特·S·阿尔克哈斯，内森·E·舒尔茨，吴天纵，格里·A·赫夫达尔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US