專利名稱：具有弱線的研磨制品的制作方法
技術領域：
本發明涉及研磨制品，具體而言，涉及經涂敷的研磨制品，以及這樣的制品的制備方法。
背景技術：
經涂敷的研磨制品包括在至少一側上具有研磨涂層的背襯材料。研磨涂層通常包含位于樹脂基質中的磨粒，并且可以包括一個或多個層，所述樹脂基質起到將磨粒粘結至背襯材料的作用。經涂敷的研磨制品可以多種形式得到，包括片材、盤、和帶材。一些經涂敷的研磨制品預期用于手持使用(包括在手持砂磨塊上的用途)，而另一些預期用在動力砂磨工具上。從制造觀點來看，可能難于調整制造工藝來以合理的價格供應最終使用者所需要的多種形狀和尺寸的經涂敷的研磨制品。因此，一些制造商集中于僅僅制造最廣泛使用形式的經涂敷的研磨制品，結果是其他產品難于獲得和/或相對昂貴。著眼于簡化向最終使用者供應經涂敷的研磨片材，已知供應可以自行切成任何所需長度的經涂敷的研磨片材的卷。在AU 2004100059A(Cetram Pty Limited)中還已經提出，提供研磨紙的卷，所述研磨紙包括穿孔的橫向線條以用于將所述紙撕成具有預定尺寸的較小部分。在經涂敷的磨具領域之外，從US 5712210 (Minnesota Mining and Manufacturing Company,Windisch等)可知，提供蓬松有彈性的非織造表面處理材料的幅材，所述幅材具有多個縱向間隔開且橫向設置的穿孔，以允許所述幅材被分離成研磨表面處理材料的多個片。

發明內容
本發明涉及提供經涂敷的研磨制品，該制品為最終使用者提供能夠被制品使用的可供選擇的形狀，并因此適用于超過一種類型的研磨操作。本發明提供一種經涂敷的研磨制品，其包括在一側上具有研磨涂層的背襯，其中在制品中形成弱線以允許該制品用于其預期目的，而且還允許該制品的一部分與另一部分分離。更具體而言，本發明提供一種經涂敷的研磨制品，其包括在一側上具有研磨涂層的背襯，其中在制品中形成有不穿透研磨涂層的外表面的弱線，所述弱線允許該研磨制品的一部分與另一部分分離。根據本發明的研磨制品使得能夠通過提供較大的研磨產品來滿足對于各種研磨產品的需求，所述較大的研磨產品既可以被消費者原樣使用，又可以被消費者分離成較小的產品來使用。較大的產品可以以較低的成本來生產，并導致使用較少的包裝材料和較少的庫存物品，并且便于配送。此外，當與具有穿過整個產品厚度并因此穿透研磨涂層外表面的穿孔的經涂敷的研磨制品相比，根據本發明的研磨制品可以允許避免某些缺點。例如，穿透研磨涂層的外表面的穿孔能夠通過產生可限制產品的使用壽命的載塵點而影響涂層的研磨功能。如果它們限定沿著其撕開磨料的線，則它們還可以產生粗糙的邊緣，這可能損害研磨涂層并同樣限制產品的使用壽命。根據本發明的研磨制品的研磨涂層可以包含位于樹脂基質中的磨粒。更具體而言，研磨涂層可以包含磨粒至少部分地嵌入其中的底膠樹脂層；或者磨粒均勻分布在其中的樹脂層；或者在樹脂基質中含有磨粒的多個成形復合物的層。根據本發明的研磨制品的背襯，可以是多層材料，可以包括紙、膜、泡沫或布的層。根據本發明的研磨制品還可以在背襯遠離研磨涂層的一側上包含附接材料層，以用于將研磨制品附接于工具。附接層可以是粘合劑層，或者是鉤環附接體系的一部分。在其中附接層為套環材料的一個實施例中，其可以是背襯的一體式部分或者其可以是通過粘合劑固定于背襯的單獨的層。在研磨制品中的弱線可以包含背襯中的穿孔，所述穿孔不穿透研磨涂層的正面， 盡管在一些情況下它們可能延伸進入研磨涂層中。背襯中的穿孔可以具有任何適合的形狀，包括圓形，并且可以間隔開任何適當的距離，所述形狀和間隔選擇為使得研磨制品仍然適于其預期目的，但是可以通過使制品的一部分與另一部分沿著包含穿孔的弱線分離而在形狀上改變。當研磨制品包含附接材料層時，所述附接材料可以沿著弱線而完全切穿。根據本發明的研磨制品可以包括磨料片，所述磨料片中形成多條允許將所述片分離成多個其他研磨制品的弱線。這些研磨制品中的至少一個可以包含至少一條所述弱線。 例如，研磨制品可以呈矩形研磨片材的形式，所述矩形研磨片材具有至少一條允許將所述片分離成較小的矩形片材的弱線。根據本發明的研磨制品可以呈經涂敷的磨料的幅材的形式，其可以以卷的形式來提供。該/各條所述弱線使用自與研磨涂層相反的一側引向背襯的激光束來形成。用來形成該/各條弱線的同一激光設備還可以用來切割材料幅材的經涂敷的研磨制品和/或切割研磨制品中的小孔，從而允許快速而有效地生產研磨制品。已知的是，使用激光器來標記或形成經涂敷的磨料中的切線(cut)，尤其用于自材料片切割特定形狀的制品。例如WO 01/24971 (3M Innovative Properties Company, Carpentier φ ) 激光器來移除經涂敷的研磨制品的一部分研磨涂層以在制品上標刻可檢測的標記；WO 2004/012906 (3M Innovative Properties Company, Paxton φ ) H^^^ljit 經涂敷的研磨制品中使用激光切割，所述經涂敷的研磨制品具有粘合劑附接層和在背襯與研磨涂層相反的表面上的可移除襯片；以及WO 2007/021636 (3M Innovative Properties Company, Minick φ )—禾中柔性的手持研磨制品，所述研磨制品包括具有研磨表面的背襯層，其中通過激光切割在背襯層中形成狹縫以提供增加的柔韌性。使用激光器設備來制造根據本發明的研磨制品允許容易地從一種產品的生產切換至另一產品的生產，從而便于相對少量的任一產品的經濟生產。


根據本發明的研磨制品將僅以舉例的方式結合附圖進行描述，其中圖1是來自根據本發明的研磨制品的研磨側的平面圖；圖2是來自圖1的研磨制品的另一側的平面圖；圖3是在圖1的箭頭III的方向上，圖1和2的研磨制品的中心部分的放大比例的圖示側視圖；圖4是根據本發明的另一研磨制品的平面圖，所述另一研磨制品可以通過采用與用來生產圖1至3的制品的相同設備的工藝來制造；以及圖5A和B示出根據本發明的其他研磨制品。
具體實施例方式圖1至3中所示的研磨制品1為矩形的經涂敷的研磨片材。制品1包括多個層， 主要有(參照圖幻背襯層3、在背襯層的一側的研磨涂層5、和在背襯層的另一側的附接層 7。背襯層3包含已知適用于經涂敷的研磨制品中的任何片材，并且可以是多層材料。適合的材料包括適當厚度的紙、膜、布和泡沫。研磨涂層5包含在起到將粒子粘結到背襯層3的作用的任何適合樹脂基質5B中的任何適合的磨粒5A。磨粒5A可以具有已知適用于經涂敷的研磨制品中的任何材料和尺寸。研磨涂層5的樹脂基質5B可以包含磨粒至少部分地嵌入其中的常規底膠，和任選的常規復膠。常規上用于經涂敷的磨具中的其他層可以任選施加在底膠或復膠上。或者，研磨涂層5的磨粒可以基本均勻地分布在整個樹脂基質中這樣的研磨涂層可以通過將磨粒和樹脂的漿料施加于背襯層3上得以實現。作為另一替代方案，研磨涂層5可以包含位于樹脂基質中的磨粒的多個成形復合物。這樣的成形復合物的實例在US 5152917 (Pieper等人) 中有述。磨粒和樹脂基質將均針對研磨片材1的預期用途進行選擇，這很好理解。附接層7包含適于將研磨制品1附接于工具(如手持磨塊或動力砂磨工具)的任何材料。這樣的附接材料是眾所周知的。如圖示，層7為鉤環附接體系的套環部分，但是其可以例如為壓敏粘合劑層，或者互相嚙合的附接體系的部分。在這種情況下，套環附接層7 為通過粘合劑層7A層合至背襯層3的單獨的層，但是或者其可以為背襯層的一體式部分。在所述范圍內，研磨制品1為例如適用于手持使用以研磨表面的常規研磨片材。 研磨片材可以直接持在手中或者其可以附接于任何合適類型的手持砂磨塊。為了提高研磨片材1的通用性，所述研磨片材1在附接層7的側面上設有在其中點處的在整個片材上從片材的一側邊緣延伸至另一側邊緣的弱線9。在附接層7內，弱線9 具有切線11的形式，所述切線11完全延伸穿過附接層，然而在背襯層3內，弱線9具有優選不穿透進入研磨涂層5的穿孔線13(即，在背襯層中間隔開的通孔的線)的形式。不管是否存在弱線9 (將在下文中提供進一步細節)，研磨片材1仍然適于上述預期的手持使用。 另一方面，如果研磨片材沿著弱線9折疊180°，以使片材的兩部分上的研磨涂層5在一起， 則其可被整齊地分成兩個較小的矩形片材，每一個片材也適于直接手持使用或者用在較小的手持砂磨塊上。研磨片材1因而有效地提供兩種產品，即如所示的較大研磨片材1或者兩個較小的研磨片材。制造商因此可以通過生產并供應僅一種產品而滿足對于兩種產品的需求。弱線9有利地利用集中或調整的激光能量束在研磨片材1中形成，使得其在經涂敷的研磨材料內將僅穿透一定深度該深度對于任何特定材料而言可以通過實驗容易地加以確定，并且如果需要的話，通過調節激光器的輸出功率進行改變。使用激光束來形成弱線9的一種優選方法是確定所需的激光器操作參數(i)以切穿研磨片材1的附接層7而不穿透背襯層3，以及(ii)以切穿附接層7并在背襯層3中產生穿孔而不穿透研磨涂層5。操作參數可以例如為激光束的功率或者激光束的功率與其相對于研磨片材1的移動速度的組合。然后通過在附接層7處引導的跨經片材1的寬度移動激光束，并且在各自適當的距離1和I上交替采用操作參數(i)和(ii)來產生弱線9。 結果將是通過片材1的附接層7的連續切線11，和在背襯層3中長度為χ的穿孔13，穿孔 13的間隔距離為2L。對于任何特定類型的研磨片材來說，允許將片材1分成如上所述的兩部分所需的距離2L和I可以容易地通過實驗加以確定。或者，弱線9可以使用多個疊加的激光束同時或順序產生。例如，附接層7中的連續切線11可以在激光束跨經片材1的寬度的第一移動過程中產生，而穿孔13在激光束跨經片材的隨后移動過程中產生。在一些情況下，取決于研磨片材1的性質，可能發現必須使連續切線11和/或穿孔13在片材中穿透地更深，但不穿透研磨涂層5的正面，以允許將片材整齊地分成兩部分。 例如，連續切線11可以延伸進入或穿過將附接層7固定于背襯層3的粘合劑層，并且甚至可以部分延伸進入背襯層。同樣，背襯層3中的穿孔13可以部分地延伸進入研磨涂層5中， 但是應當小心以確保它們不穿透研磨涂層5的正面。一般來說，已經觀察到較粗級別的研磨片材(往往更為脆)更容易沿著弱線分離并且需要切線11和/或穿孔13較淺地延伸進入片材。如果研磨片材1中省略附接層7，則對于弱線9而言僅由片材的背襯層3中的穿孔 13 (如上所述，可能延伸進入研磨涂層5中而不穿透其正面)組成可能就足夠了。用來進行上述工藝的激光器設備也可以用來切割經涂敷的研磨材料的幅材的多個研磨片材1和/或在研磨片材中切割一個或多個小孔，如果需要的話。所有的激光切割操作均可以在經涂敷的研磨材料的幅材相對于激光器設備的一次通過期間進行，從而允許快速而有效地生產研磨片材。舉例來說，圖4示出類似于圖1的研磨片材，其中通過用來產生弱線9的激光器設備在片材中還切出了山形小孔15。與需要使用精心構造的模頭來產生特定產品的機械切割操作相比，激光器設備可以容易地從一種產品的制造切換成另一產品的制造，從而允許經濟地生產相對少量的任一產品。然而，盡管使用激光器設備有利，但不排除用機械切割設備來生產本發明的研磨制
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ΡΠ O可以使用任何適合的激光器設備來進行上述工藝，包括例如已知的(X)2激光器在內。為了提供快速加工，應當針對加工中的材料優化設備運行的功率和/或速度。適合的激光器設備的一個實例以商品名稱“SCX600”可得自ROFIN-SINAR Technologies, Inc. (Plymouth, MI 48170，USA)，該設備提供約0. 25mm直徑的聚焦激光束。使用這種類型的設備，在以商品名稱“Hookit 334U”可得自 3M Company (St. Paul, Minnesota, USA)(具有粘附于紙的背襯層3的成環針織織物的附接層7，和含有氧化鋁磨粒的研磨涂層幻的三種不同級別的研磨片材(P400、P180和P80)中產生弱線。激光束在整個片材寬度上以約380cm/ s的速度移動，引導在附接層7處，其中交替使用較低功率脈沖達約1. 5mm距離和較高功率脈沖達約0. 75mm的距離。脈沖對于P400級別的片材而言分別設置為27%和35%的功率； 對于P180級別的片材而言分別設置為27%和46%的功率；以及對于P80級別的片材而言分別設置為25%和27%的功率。研磨片材的尺寸為40. 64cm(16英寸)乘以7. 0cm，在各個片材中產生的弱線使得其能夠被分成兩個每個為20. 32cm(8英寸)乘以7. Ocm的片材。發現兩種片材尺寸均適合用于手持和用在適當尺寸的手持砂磨塊上。具體來說，較大的片材可以通過手來使用和/或用在砂磨塊上而不會在弱線處損害片材。應當理解，其他經涂敷的研磨制品也可以形成如上所述的弱線。例如，具有至少一條縱向延伸的弱線的合適形狀的研磨片材可以通過已知的方式將片材的兩個自由端連接在一起而成型為研磨帶材。在這種情況下，合適設置的弱線允許選擇帶材的替代寬度。圖5A和5B示出根據本發明的其他經涂敷的研磨制品。兩種制品均呈適于附接于動力砂磨工具的研磨盤的形式。圖5A的研磨盤20具有圓形的弱線22，所述弱線22限定可被移除以在盤中提供中心孔的圓形區域，而圖5B的研磨盤M具有限定周邊邊緣的弱線 24，所述周邊邊緣可被移除以形成具有較小直徑的盤。作為另一替代方案，多個圓形的弱線可以限定能夠被移除以在研磨盤中提供除塵孔的圓形區域。作為又一替代方案，經涂敷的研磨材料的幅材(能夠以卷的形式來提供)可以包含多條允許將片材分成多個研磨制品的弱線。這些研磨制品中的至少一個可以自身包含至少一條弱線。在所有情況下，弱線將允許其中形成弱線的研磨制品用于其預期目的，但是也將允許研磨制品的一部分與另一部分分離。與穿透整個經涂敷的研磨材料的厚度的穿孔相比，如上所述的弱線9提供某些優點。穿透研磨涂層的正面的穿孔，如果它們存在于涂層的工作區域中，則可能產生載塵點， 所述載塵點能夠限制研磨產品的使用壽命。另一方面，如上所述的弱線9使得能夠避免這種影響。此外，如果沿著常規穿孔(穿透材料的整個厚度)的線撕開研磨材料，則有很高的可能性會形成粗糙邊緣，這能夠損害研磨涂層5并同樣限制產品的使用壽命。另一方面，如上所述的弱線9使得能夠整齊地分開研磨材料。如上所述的具有弱線的研磨制品允許通過提供較大的研磨產品來滿足消費者的需求，所述較大的研磨產品既可以被消費者原樣使用，又可以分離成較小的產品來使用。較大的產品可以以較低的成本生產，并導致使用較少的包裝材料和較少的庫存物品，并且便于配送。已參照一個實施例及其可能的變型描述了本發明。對于本領域技術人員將明顯的是，在不脫離本發明的范圍的情況下，可以對所描述的實施例作出許多改變。
權利要求
1.一種經涂敷的研磨制品，包括在一側上具有研磨涂層的背襯，其中在所述制品中形成有不穿透所述研磨涂層的外表面的弱線，所述弱線允許所述研磨制品的一部分與另一部分分離。
2.根據權利要求1所述的研磨制品，其中所述弱線包含位于所述背襯中的穿孔，所述穿孔不穿透所述研磨涂層的外表面。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的研磨制品，其中所述背襯包含選自紙、膜、泡沫、 布以及它們的組合的材料。
4.根據前述權利要求中任一項所述的研磨制品，還包括在所述背襯的另一側上的附接層，所述附接層沿著所述弱線被切穿。
5.根據權利要求4所述的研磨制品，其中所述附接層包含粘合劑或者套環材料。
6.根據前述權利要求中任一項所述的研磨制品，其中所述研磨涂層包含位于樹脂基質中的磨粒，并且所述弱線不延伸進入所述樹脂基質中。
7.根據前述權利要求中任一項所述的研磨制品，其中兩個所述部分中的至少一個為另一研磨制品。
8.根據前述權利要求中任一項所述的研磨制品，所述制品呈矩形研磨片材的形式，并且設置所述弱線以允許將所述片材分離成較小的矩形片材。
9.根據權利要求1至7中任一項所述的研磨制品，所述制品呈研磨盤的形式，并且設置所述弱線以允許移除所述研磨盤的部分從而留下替代形式的研磨盤。
10.一種制造權利要求1至9中任一項所述的研磨制品的方法，其中使用自與所述研磨涂層相反的一側引向所述背襯的激光束形成所述弱線。
11.根據權利要求10所述的方法，包括控制所述激光束從而在所述背襯中產生不穿透所述研磨涂層的外表面的穿孔的步驟。
12.根據權利要求11所述的方法，其中在所述背襯中產生所述穿孔而不穿透所述研磨涂層。
13.—種制造權利要求4或權利要求5所述的研磨制品的方法，其中使用自與所述研磨涂層相反的一側引向所述背襯的激光束形成所述弱線，以切穿所述附接層，并且在所述背襯中產生不穿透所述研磨涂層的外表面的穿孔。
14.根據權利要求10至13中任一項所述的方法，其中通過CO2激光器產生所述激光束。
15.根據權利要求10至14中任一項所述的方法，其中所述激光束還用于從經涂敷的研磨材料幅材來切割所述制品和/或在所述研磨制品中切割小孔。
全文摘要
本發明涉及一種經涂敷的研磨制品(1)，其包括在一側上具有研磨涂層(5)的背襯(3)，在所述背襯的另一側上的附接層(7)，以及不穿透所述研磨涂層(5)的正面的弱線(9)。使用激光束可以形成弱線，所述弱線包括在附接層(7)中的透切線(11)和在背襯(3)中的穿孔(13)，并且允許研磨制品(1)的一部分與另一部分分離。或者，所述研磨制品可以其初始形式使用。
文檔編號B24D7/00GK102481684SQ201080038378
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月26日 優先權日2009年8月28日
發明者布蘭特·A·默根堡, 查理斯·R·瓦爾德, 舍恩·A·舒克內希特, 蒂莫西·T·拜爾, 馬克·A·斯旺森 申請人:3M創新有限公司