具有陷窝或孔眼的片状磨具制造技术

一种片状磨具，它具有基片（１１）、涂布在所述基片表面上的粘合剂（１２）、以及通过粘合剂粘结在所述基片上的磨粒，所述磨具具有许多陷窝或孔眼（１４），它们各自具有位于整个磨料表面上的相互独立的形状，所述磨具具有５０－９６％的与被研磨的物体接触的有效接触区域。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磨具，更具体地，涉及适用于有机材料，如树脂或涂布的膜的光洁度加工用的片状磨具。
技术介绍
当具有平的研磨层的磨具用在研磨过程中时，不可能得到稳定的研磨效果和研磨准确度。这是因为研磨废料聚集在磨具和要研磨的表面之间，结果导致要研磨的表面被废料刮伤，或者研磨废料粘着在要研磨的表面上，导致研磨准确度的降低。为了解决这个问题，已知的一种工艺是在磨具的表面上形成一些突起和凹陷，使得研磨废料和剥落下来的磨具颗粒收集凹陷中，由此将它们除去。例如，日本专利公开公报No.3012261公开了一种磨具，其中的研磨层具有立体结构。该种磨具具有基片、形成在基片上的支撑层、以及涂布在支撑层上的研磨层，并且支撑层形成有规则的均匀的凹凸形状。日本专利公开公报No.昭63-16980公开了一种磨具，其中，粘合剂和磨粒施加在基片上并干燥，然后通过使用具有凹凸图案的辊子来进行压花过程，例如使用具有凹凸印刷圆筒的轧压辊进行轧压操作，从而在研磨层上形成突起和凹陷。日本专利公开公报No.平1-171771公开了一种磨具，它具有粘合剂、以及通过位于基片表面上的粘合剂粘结在基片上的磨粒，所述基片预先经过压花处理以提供凹凸图案。在这些磨具中，就形成在研磨层上的突起和凹陷而言，凹陷形成在一结构中使之围绕着一个突起或者平行于一个突起；并且凹陷形成连续的凹槽。如上所述，突起和凹陷形成在研磨层上，从而收集在凹陷中或者除去废料和剥落下来的磨粒。但是，当凹陷形成为连续的凹槽时，很可能导致要研磨的表面被凹陷的边缘，或者能较自由地通过凹陷移动的收集的研磨废料等刮伤。还已知设计为装在打磨机上的具有许多孔眼的磨具。它们的例子包括得自MN州St.Paul的3M公司的商品名为“3M HOOKIT FILM DISC DUST FREE”和“3MIMPERIAL STIKIT DISC DUST FREE”的研磨圆盘。研磨圆盘中的孔眼用作除去尘粒所用的抽风口，并且不置于磨具的整个表面上。而且，在上述磨具中，研磨过程通过粘结在突起上的磨粒来进行，这些突起承载着更大的负荷，导致磨粒加速磨损，造成磨具的寿命缩短。
技术实现思路
本专利技术提供了一种片状磨具，它能研磨出具有高准确度的表面而不损坏要研磨的表面，并且在研磨效率和使用寿命方面更为优越。本专利技术的磨具适用于有机材料，如树脂或涂布的膜的光洁度加工。一方面，本专利技术提供了一种片状磨具，它具有基片、涂布在所述基片表面上的粘合剂、以及通过粘合剂粘结在所述基片上的磨粒，其中，所述磨具具有许多陷窝或孔眼，所述陷窝或孔眼各自具有分布在整个研磨表面上相互独立的形状。所述磨具具有约50-96％的与要研磨的物体接触的有效接触区域。在一个实施方式中，磨具的陷窝或孔眼是直径为0.5-10mm、更好是2-6mm的圆形。在另一个实施方式中，磨具的陷窝或孔眼是边长为0.2-10mm、更好是2-6mm的正方形。在另一个实施方式中，上述磨具的陷窝或孔眼具有一斜边。在另一个实施方式中，磨具具有约75-90％、更好是约80-85％的有效接触区域。在另一个实施方式中，磨具上的陷窝或孔眼的直径为磨具的外径的2-8％。在另一个实施方式中，磨具的磨粒基本上以单层的形式涂布(宜使用静电涂布)。另一方面，本专利技术提供了一种装上本专利技术磨具的手动打磨块或打磨机。附图说明图1是本专利技术磨具的一个截面图。图2a是表示静电喷涂法的截面示意图。图2b是使用图2a所示的静电喷涂法制得的研磨涂层的截面图。图3a是浆液涂布法的截面示意图。图3b是使用图3a所示浆液涂布法制得的研磨涂层的截面图。图4a是表示静电涂布法的截面示意图。图4b是使用图4a所示的静电涂布法制得的研磨涂层的截面图。图5a-5d是本专利技术一些磨具的正视图。图6a-6c是本专利技术一些磨具的正视图。图7是静电喷涂设备的示意图。具体实施例方式图1是本专利技术一种磨具的截面图。基片11的表面上用粘合剂12涂布，磨粒13通过粘合剂12粘结在基片11上。在磨具中形成了许多孔眼14。也可以使用不穿过基片后表面的陷窝代替孔眼。磨屑和脱落的磨粒收集并保留在孔眼或陷窝中，从而有效地防止在要研磨的表面上形成线状刮痕。而且，在使用孔眼时，能有效地防止被研磨的表面粘着在磨具的磨粒涂布表面上，由此提供改进的研磨效率。陷窝或孔眼的形状没有特别的限制，只要它们以相互独立的方式形成，而不形成连续的凹槽。例如，适合的形状选自圆形、椭圆形和多边形，如六边形、正方形、菱形或三角形。关于陷窝或孔眼，当它们太小时，会产生堵塞，从而导致收集磨屑的效率降低等。当陷窝或孔眼太大时，磨具的强度和研磨效率下降。因此，陷窝或孔眼的尺寸宜为磨具外径的约2-8％(直径比)。更具体地，就陷窝或孔眼的尺寸而言，在陷窝或孔眼是圆形的情况下，直径约为0.5-10mm、更好是约2-6mm，在陷窝或孔眼是正方形的情况下，正方形的边长约为0.2-10mm、更好是约2-6mm。陷窝或孔眼宜分布在磨具的整个研磨表面上。当研磨表面上存在没有陷窝或孔眼的区域时，磨屑无法收集在该区域中，磨具就会粘着在被研磨的物体上，导致研磨效率的降低。并不需要所有的陷窝或孔眼都具有相同的形状和尺寸。那些具有不同形状和尺寸的陷窝或孔眼可以以混合的方式形成，只要将它们分布在磨具的整个表面上。但是，最好将它们有规则地排列。磨具一个面上的各个陷窝或孔眼的边缘最好是斜的。当磨具一个面上的各个陷窝或孔眼的边缘是锐的或者突出时，会损坏被研磨的表面。孔眼宜通过将磨具进行冲孔处理来形成。当对磨具进行冲孔时，最好将刀片从研磨表面插入直至基片的后表面。这样就可以在磨具一个面上的各个孔眼中形成斜边。但是，孔眼也可以在磨具的涂布以前对基片进行冲孔来形成。陷窝宜通过对基片进行压花处理来形成。而且，陷窝还可以通过复制方法来形成。这些方法可以形成具有均匀而规则形状的陷窝，用以改善磨具进行研磨时的准确度和光洁度质量，还在磨具一个面上的各个陷窝中形成斜边。关于本专利技术的磨具，磨具表面与被研磨的物体的有效接触区域宜为约50-96％。更好地，在使用湿磨所用的手动研磨块的情况下，有效接触区域宜为约75-90％、更好是约80-85％。有效接触区域是指不包括陷窝或孔眼的磨具表面的区域占没有陷窝或孔眼的磨具的区域的比例(％)。有效接触区域小于50％，就增加了研磨过程中施加在磨粒上的负荷，导致剥落下来的磨粒增加，从而降低了研磨效率。有效接触区域超过约96％则无法提供改善的研磨效率。关于本专利技术的磨具所用的基片，可以使用通常用作片状磨具的基片的任何材料。更具体地，可以使用例如聚合物薄膜、机织布料、非织造布料、纸、树脂浸渍纸和涂布了聚合物的纸。特别优选的基片包括油浸渍纸、涂布了聚合物的纸、聚酯如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、金属蒸气沉积的纸、或者它们的薄膜。基片的厚度通常为12-150μm，更好是38-100μm。磨粒通过粘合剂粘结在基片的表面上。粘合剂的例子包括酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂等。磨粒的例子包括氧化铝、氧化铈、碳化硅和金刚石；关于氧化铝，可以使用熔凝氧化铝、陶瓷氧化铝(包括溶胶-凝胶法氧化铝)等。磨粒可以是由塑料，如聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚烯烃等制成的细颗粒。磨粒的平均粒径通常为53-0.45μm。换句话说，平均粒径为53μm(JIS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种片状磨具，它包括：基片、涂布在所述基片表面上的粘合剂、以及通过形成研磨表面的粘合剂粘结在所述基片上的磨粒，其特征在于：所述磨具具有许多分布在整个研磨表面中的陷窝或孔眼，所述陷窝或孔眼各自具有相互独立的形状，所述磨具具有约５０－９６％的与被研磨的物体接触的有效接触区域。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：铃木一男，海老沢一，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]