制备可磁化磨料颗粒的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备可磁化磨料颗粒的方法，该方法包括提供设置在衬底上的浆液层。该浆液层具有暴露表面，并且包括磁性颗粒、粘结剂前体和液体载体。将磨料颗粒与该浆液层静电接触，使得磨料颗粒以基本上取向为垂直于该衬底的该表面的方式对准，并且部分地嵌入该浆液层内。从该浆液层至少部分地移除该液体载体，并且将该粘结剂前体转化成粘结剂，以提供包括部分地嵌入该粘结剂中的磁性颗粒的可磁化层。将可磁化磨料颗粒与可释放衬底分离。每个可磁化磨料颗粒分别包括设置在磨料颗粒的一部分上的该可磁化层的一部分。

Method of preparing magnetizable abrasive particles

The invention discloses a method for preparing magnetizable abrasive particles, which includes providing a slurry layer arranged on a substrate. The slurry layer has an exposed surface and includes magnetic particles, binder precursors and liquid carriers. The abrasive particles are electrostatically contacted with the slurry layer, so that the abrasive particles are aligned in a way that is basically perpendicular to the surface of the substrate, and partially embedded in the slurry layer. The liquid carrier is removed at least partially from the slurry layer and the precursor of the binder is converted into a binder to provide a magnetizable layer comprising magnetic particles partially embedded in the binder. The magnetizable abrasive particles are separated from the releasable substrate. Each magnetizable abrasive particle includes a portion of the magnetizable layer disposed on a portion of the abrasive particle.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备可磁化磨料颗粒的方法
本公开广泛地涉及制备可磁化磨料颗粒的方法。
技术介绍
各种类型的磨料制品在本领域中是已知的。例如，涂覆磨料制品通常具有通过树脂粘结剂材料附着到背衬的磨料颗粒。示例包括砂纸和结构化磨料，该结构化磨料具有附着到背衬的精确成形的磨料复合物。磨料复合物通常包括磨料颗粒和树脂粘结剂。粘结磨料颗粒包括保留在粘结剂基质中的磨料颗粒，该粘结剂基质可以是树脂的或玻璃质的。示例包括磨石、切断磨轮、磨刀石和油石。磨料颗粒在诸如例如涂覆磨料制品和粘结磨料制品的磨料制品中的精确放置和取向已经连续多年成为感兴趣的所在。例如，已使用技术制备涂覆磨料制品，诸如磨料颗粒的静电喷涂已被用于将粉碎的磨料颗粒与垂直于背衬的纵向轴线对准。同样，成形磨料颗粒已通过如美国专利申请公布2013/0344786A1(Keipert)中公开的机械方法对准。磨料颗粒在粘结磨料制品中的精确的放置和取向已在专利文献中有所描述。例如，美国专利1,930,788(Buckner)描述了使用磁通量在粘结磨料制品中对具有薄铁粉涂层的磨粒进行取向。同样，英国(GB)专利396,231(Buckner)描述了使用磁场对具有薄铁粉或钢粉涂层的磨粒进行取向以在粘结磨料制品中对磨粒进行取向。使用此技术，磨料颗粒在粘结磨轮中进行径向取向。美国专利申请公布2008/0289262A1(Gao)公开了用于制备均匀分布、处于阵列图案中以及在优选取向上的磨料颗粒的设备。使用电流形成磁场，该磁场致使针状软磁金属棒吸收或释放镀覆有软磁材料的磨料颗粒。
技术实现思路
虽然使用诸如溶液涂覆、粉末涂覆或蒸气涂覆的整体技术将一层可磁化材料沉积到磨料颗粒上通常是相对简单的，但是将可磁化材料仅沉积在磨料颗粒的表面的一部分上的精确位置处要困难得多。当考虑到诸如可重现性、生产力和成本的因素时，问题变得复杂。有利的是，本专利技术的制备可磁化磨料颗粒的方法克服了这些问题。在一个方面，本公开提供了一种制备可磁化磨料颗粒的方法，该方法按顺序包括：提供设置在可释放衬底上的浆液层，其中该浆液层具有暴露表面，并且其中该浆液层包括磁性颗粒、粘结剂前体和液体载体；使磨料颗粒与浆液层静电接触，其中磨料颗粒以基本上取向为垂直于可释放衬底的表面的方式对准，并且其中磨料颗粒部分地嵌入浆液层内；从浆液层中至少部分地移除液体载体，并且将粘结剂前体转化成粘结剂，以提供包括磁性颗粒和粘结剂的可磁化层，其中磨料颗粒部分地嵌入可磁化层；将可磁化磨料颗粒与可释放衬底分离，其中可磁化磨料颗粒各自分别包括设置在这些磨料颗粒中的一个磨料颗粒的一部分上的可磁化层的一部分。如本文所用：术语“陶瓷”是指由至少一种与氧、碳、氮或硫混合的金属元素(其可包括硅)制成的各种硬质、易碎、耐热且耐腐蚀材料中的任一种。陶瓷可以是例如结晶的或多晶的。术语“亚铁磁的”是指呈现出亚铁磁性的材料。亚铁磁性是一类在固体中发生的永磁性，其中与单个原子相关联的磁场自发地自身对准，一些是平行的，或在相同的方向上(如在铁磁性中)，而其它是大致反平行的，或在相反的方向上结成对(如在反铁磁性中)。亚铁磁材料的单晶的磁性行为可归因于平行对准；这些原子在反平行排列中的稀释效应将这些材料的磁强度保持为通常小于诸如金属铁的纯铁磁固体的磁强度。亚铁磁性主要发生在称为铁氧体的磁性氧化物中。产生亚铁磁性的自发对准在高于称为居里点的温度时被完全破坏，这是每个亚铁磁材料的特性。当材料的温度降至低于居里点时，亚铁磁性恢复。术语“铁磁的”是指呈现出铁磁性的材料。铁磁性是一种物理现象，其中某些不带电荷的材料会强烈吸引其它材料。与其它物质相比，铁磁材料容易被磁化，并且在强磁场中，磁化接近称为饱和的明确极限。当应用场然后将场去除时，磁化不会恢复到其初始值。此现象被称为滞后。当加热至称为居里点的某一温度时，这对于每种物质来讲通常是不同的，铁磁材料失去其固有特性并且不再是磁性的；然而，它们在冷却时再次变成铁磁的。除非另外指明，术语“磁性的”和“磁化”意指是在20℃是铁磁的或亚铁磁的，或者能够如此制得。优选地，根据本公开的可磁化层具有或者可通过暴露于所施加的磁场而被制成具有至少0.001个电磁单位(emu)的磁矩，更优选地具有至少0.005emu的磁矩，更优选地具有0.01emu的磁矩，最多具有包括0.1emu的磁矩的磁矩，但是这不是必需的。术语“磁场”是指不是由任何一个或多个天体(例如，地球或太阳)产生的磁场。一般来讲，用于实践本公开的磁场在可磁化磨料颗粒的区域中具有一定的场强，该场强被取向为至少约10高斯(1mT)，优选地至少约100高斯(10mT)。术语“可磁化的”是指能够被磁化或已经处于磁化状态。术语“成形磨料颗粒”是指已在陶瓷磨料颗粒的制备过程中的某一点处有意成形(例如，挤出、冲切、模制、丝网印刷)，以使得所得陶瓷团粒为非无规成形的陶瓷磨料颗粒。如本文所用的术语“成形磨料颗粒”排除通过机械粉碎或铣削操作获得的陶瓷团粒。术语“板状粉碎磨料颗粒”是指类似于片状和/或薄片的粉碎磨料颗粒，其特征在于厚度小于宽度和长度。例如，厚度可以小于长度和/或宽度的1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9，或甚至小于1/10。同样地，宽度可以小于长度的1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7、1/8、1/9，或甚至小于1/10。术语“基本上不含”意指基于所涉及的物体的总重量计含有少于5重量％(例如，小于4重量％、3重量％、2重量％、1重量％、0.1重量％、或甚至小于0.01重量％，或甚至完全不含)。术语“精确成形磨料颗粒”是指这样一种磨料颗粒，其中磨料颗粒的至少一部分具有从用于形成前体精确成形磨料颗粒的模具腔复制的预定形状，该前体精确成形磨料颗粒被烧结以形成精确成形磨料颗粒。精确成形磨料颗粒通常将具有大体上复制了用于形成磨料颗粒的模具腔的预定几何形状。术语“长度”是指对象的最长尺寸。术语“宽度”是指对象的垂直于其长度的最长尺寸。术语“厚度”是指对象的垂直于其长度和宽度的最长尺寸。术语“纵横比”是指对象的长度/厚度的比率。术语“基本上”是指在涉及的属性的35％内(优选地在30％内，更优选地在25％内，更优选地在20％内，更优选地在10％内，并且更优选地在5％内)。在考虑具体实施方式以及所附权利要求书时，将进一步理解本公开的特征和优点。附图说明图1是根据本公开的制备可磁化磨料颗粒的示例性方法10的示意性工艺流程图。图2是在实施例1中产生的可磁化磨料颗粒的数字照片。应当理解，本领域的技术人员可以设计出许多落入本公开原理的范围和实质内的其它修改形式和实施方案。附图可能不按比例绘制。具体实施方式根据本公开的方法包括一系列顺序步骤，这些步骤可以是连续的或不连续的。现参见图1，在根据本公开的示例性方法10中，可释放衬底20沿着幅材路径22前进，经过涂布机24，该涂布机24施加可固化浆液26，以在背衬的第一主表面30上形成浆液层28，从而产生涂覆衬底32。可固化浆液26和浆液层28包括磁性颗粒、粘结剂前体和液体载体(每个均未示出)。涂覆衬底32沿着幅材路径22通过适当的导向辊33进行导向，使得涂覆衬底被定位在传送带34上方并大致平行于该传送带34，其中衬底20上的浆液层28面向传送带。相对于传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备可磁化磨料颗粒的方法，所述方法按顺序包括：提供设置在可释放衬底上的浆液层，其中所述浆液层具有暴露表面，并且其中所述浆液层包括磁性颗粒、粘结剂前体和液体载体；使磨料颗粒与所述浆液层静电接触，其中所述磨料颗粒以基本上取向为垂直于所述可释放衬底的所述表面的方式对准，并且其中所述磨料颗粒部分地嵌入所述浆液层内；从所述浆液层中至少部分地移除所述液体载体，并且将所述粘结剂前体转化成粘结剂，以提供包括所述磁性颗粒和所述粘结剂的可磁化层，其中所述磨料颗粒部分地嵌入所述可磁化层；将所述可磁化磨料颗粒与所述可释放衬底分离，其中所述可磁化磨料颗粒各自分别包括设置在所述磨料颗粒中的一个磨料颗粒的一部分上的所述可磁化层的一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.25 US 62/412,4591.一种制备可磁化磨料颗粒的方法，所述方法按顺序包括：提供设置在可释放衬底上的浆液层，其中所述浆液层具有暴露表面，并且其中所述浆液层包括磁性颗粒、粘结剂前体和液体载体；使磨料颗粒与所述浆液层静电接触，其中所述磨料颗粒以基本上取向为垂直于所述可释放衬底的所述表面的方式对准，并且其中所述磨料颗粒部分地嵌入所述浆液层内；从所述浆液层中至少部分地移除所述液体载体，并且将所述粘结剂前体转化成粘结剂，以提供包括所述磁性颗粒和所述粘结剂的可磁化层，其中所述磨料颗粒部分地嵌入所述可磁化层；将...

【专利技术属性】
技术研发人员：雅伊梅·A·马丁内斯，托马斯·J·纳尔逊，马克·A·卢科夫斯基，
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