CN101272883A - 适形研磨制品及其制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适形研磨制品以及制备和使用所述制品的方法，该适形研磨制品包括：具有第一主表面的背衬；与所述第一主表面中部接触的可变形材料；固定在所述背衬的所述第一主表面上、并与所述背衬一起包封所述可变形材料的弹性构件；以及固定在所述弹性构件上的研磨件，其中所述研磨件包括磨粒和粘合剂。

Description

适形研磨制品及其制备和使用方法
背景技术
众所周知，为了保护和保持汽车或其它交通工具饰层的美学品质，通常在着色(带有颜色)的底涂层上方提供透明的(不带颜色或为浅色的)表涂层，使得底涂层即使在长时间暴露于环境或风雨侵蚀后仍保持不受影响。在本领域中，此工艺一般被称为底涂层/表涂层或底涂层/透明涂层饰层。通常，底涂层涂布于底漆涂层上。在涂布这些涂层中的每一个涂层时，或对它们进行修复时，均可能出现尖点(nib)、突起或其它缺陷，所述缺陷将使饰层外观的美学效果受损。
当前，通过研磨方法去除此类缺陷(通常称为“磨平”)，这种方法通常是耗时且单调乏味的，并且与去除的尖点邻近的透明涂层区域可能因此出现典型的桔皮外观的无光斑点。为了克服这种外观改变，技术人员可能需要修复整个车身面板，而不是修复单个的缺陷。
更通常的情况是，在许多其它传统研磨工艺(例如，那些涉及经涂布的研磨产品的工艺)中，同样的表观混杂的问题至少也具有美学重要性。
发明内容
在一个方面，本发明提供适形研磨制品，所述适形研磨制品包括：
具有第一主表面的背衬；
接触第一主表面中心部分的可变形材料，该可变形材料的最大厚度位于第一主表面的中心附近；
弹性构件，其被固定在背衬第一主表面上，并与背衬一起包封所述可变形材料；以及
固定在弹性构件上的研磨件，其中该研磨件包含磨粒和粘合剂。
在另一方面，本发明提供制备适形研磨制品的方法，包括：
提供具有第一主表面的背衬；
使可变形材料与背衬的第一主表面的中心部分接触，该可变形材料的最大厚度位于第一主表面的中心附近；
将弹性构件固定在背衬的第一主表面上，该弹性构件和可压缩背衬包封可变形材料；以及
将研磨件固定在弹性构件上，其中该研磨件包含磨粒和粘合剂。
在另一方面，本发明提供制备适形研磨制品的方法，所述方法包括：
提供具有第一主表面的背衬；
使可变形材料与背衬的第一主表面的中心部分接触，该可变形材料的最大厚度位于第一主表面的中心附近；
将弹性构件固定在背衬的第一主表面上，该弹性构件和可压缩背衬包封可变形材料；以及
将包含可聚合粘合剂前体和磨粒的可固化组合物涂布在可延展的粘结层上；以及
使可固化组合物至少部分固化，从而形成磨料层。
在一些实施例中，背衬包含其上固定有可压缩泡沫层的挠性构件，其中该挠性构件具有包含背衬第二主表面的表面，并且其中所述可压缩泡沫层具有包含背衬第一主表面的表面。
在一些实施例中，弹性构件包含固定在弹性体泡沫上的适形弹性体薄膜，其中适形的弹性体薄膜进一步被固定在背衬的第一主表面上。
根据本发明的适形研磨制品可用于，例如，研磨工件。例如，本发明提供一种尖点去除体系，所述体系可在对尖点周围的透明涂层的表观产生轻微的可察觉损坏或不产生可察觉损坏的条件下获得期望的尖点去除效果，并且可节约大量的时间、人力和材料。
在用于本文时：
“可压缩”是指能够通过施加机械力在大体上无压碎或熔合的条件下使体积缩小至少10％；
“适形”指能够响应所施加的机械力来调整形状；
适形研磨制品的“厚度”被定为从背衬第二主表面到磨料层最外表面之间的距离。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的示例性适形研磨制品的横截面示意图；
图2是根据本发明一个实施例的另一示例性适形研磨制品的横截面示意图；
图3是根据本发明一个实施例的另一示例性适形研磨制品的横截面示意图；
图4是根据本发明一个实施例的另一示例性适形研磨制品的横截面示意图。
图5A-5C是多个磨料层实施例的放大的横截面示意图；
图6是根据本发明一个实施例的示例性适形研磨垫的立体图；
图7是根据本发明一个实施例的示例性适形研磨垫的立体图；且
图8是根据本发明一个实施例的示例性适形研磨带的立体图。
具体实施方式
根据本发明的适形研磨制品具有：背衬，该背衬具有第一主表面；接触第一主表面中心部分的可变形材料，该可变形材料的最大厚度位于第一主表面的中心附近；固定在背衬第一主表面上的弹性构件。弹性构件与背衬共同形成可变形材料的包覆层。研磨件以使得磨料层至少向外设置的方式固定在弹性构件上磨料层。
适形研磨制品的一个示例性实施例如图1所示。现在参见未按比例绘制的图1，适形研磨制品100包含可压缩背衬110，该背衬具有第一和第二主表面115、116。可变形材料120与第一主表面115的中心部分117接触，并且该可变形材料120的最大厚度位于第一主表面115的中心118附近。可压缩背衬110包含泡沫112和固定在泡沫112上的可选的聚合物薄膜113。弹性构件130固定在可压缩背衬110的第一主表面115上，并且与可压缩背衬110一起包封可变形材料120。包含磨料层142和可选挠性背衬144的研磨件140被固定在弹性构件130上。可选的附连体系150被固定在可压缩背衬110的第二主表面116上。
图2示出未按比例绘制的另一示例性实施例，其中适形研磨制品200包含具有第一和第二主表面215、216的可压缩背衬210。可变形材料220与第一主表面215的中心部分217接触，并且该可变形材料220的最大厚度位于第一主表面215的中心218附近。可压缩背衬210包含泡沫212和固定在泡沫212上的可选的聚合物薄膜213。弹性构件230固定在可压缩背衬210的第一主表面215上，并且与可压缩背衬210一起包封可变形材料220。包含磨料层242和可选挠性背衬244的研磨件240被固定在弹性构件230上。可选的附连体系250被固定在可压缩背衬210的第二主表面216上。在此实施例中，可压缩背衬210、弹性构件230、可选的挠性背衬244中的每一个都呈弯曲状，并且磨料层242向外凸起。
适形研磨制品的另一示例性实施例如图3所示。现在参见未按比例绘制的图3，适形研磨制品300包含具有第一和第二主表面315、316的可压缩背衬310。可变形材料320与第一主表面315的中心部分317接触，并且该可变形材料320的最大厚度位于第一主表面315的中心318附近。可压缩背衬310包含泡沫312和固定在泡沫312上的可选的聚合物薄膜313。弹性构件330被固定在可选的第一弹性体薄膜361上，所述弹性体薄膜361继而被固定在可压缩背衬310的第一主表面315上，并且与可压缩背衬310一起包封可变形材料320。包含磨料层342和可选的挠性背衬344的研磨件340被固定在可选的第二弹性体薄膜363上，该薄膜363继而被固定在弹性构件330上。磨料层342包含成型的复合磨粒348的阵列。可选的附连体系350可选地包含环356，并且所述体系350被固定在可压缩背衬310的第二主表面316上。
适形研磨制品的另一示例性实施例如图4所示。现在参见未按比例绘制的图4，适形研磨制品400包含具有第一和第二主表面415、416的可压缩背衬410。可变形材料420与第一主表面415的中心部分417接触，且具有厚度基本均匀的中心区域470和厚度减小的周边区域472。可压缩背衬410包含泡沫412和固定在泡沫412上的可选的聚合物薄膜413。弹性构件430被固定在可选的第一弹性体薄膜461上，所述弹性体薄膜461继而被固定在可压缩背衬410的第一主表面415上，并且与可压缩背衬410一起包封可变形材料420。包含磨料层442和可选的挠性背衬444的研磨件440(图中未示出)被固定在可选的第二弹性体薄膜463上，所述第二弹性体薄膜463继而被固定在弹性构件430上。磨料层442包含成型的复合磨粒448的阵列。可选的附连体系450及螺纹紧固件452被固定在可压缩的有回弹性的背衬410的第二主表面416上。在此实施例中，可压缩背衬410基本上是平坦的，而弹性构件430、可选的挠性背衬444是弯曲的，并且磨料层442是向外凸起的。
背衬
背衬可包含一种或者数种任何刚性或有回弹性和/或可压缩的材料。背衬的柔韧度通常因预定用途而异。
例如，在一些实施例中，背衬可包含刚性板或凸缘(例如，模制聚合物板或金属板、或者凸缘)。可选地，这些实施例中的背衬可包括例如如下文所述的整合在一起的或被固定的机械紧固件。
在一些实施例中，背衬可包含可压缩的有回弹性的非织造纤维网，其可选地与一种或多种可固定于其上的较薄的合成聚合物薄膜组合。
可用的非织造纤维网包括，例如，开孔纤维网(例如，膨松有弹性的开孔纤维网)，在该开孔纤维网中纤维在其相互接触的点上通过(例如，通过干燥和/或固化粘合剂前体材料形成的)粘合剂粘结在一起。非织造纤维网可由，例如，充气构造(例如，如美国专利No.2,958,593(Hoover等人)中所述)、梳理和交叠构造、或熔喷构造制成。可用的纤维包括天然纤维与合成纤维，以及它们的混合物。可用的合成纤维包括，例如，由聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、高弹或低弹尼龙(例如，六亚甲基己二酰二胺、聚己内酰胺)、聚丙烯、丙烯酸系(由丙烯腈聚合物形成)、人造丝、乙酸纤维素、乙烯基-丙烯腈的氯化共聚物以及其它材料制成的那些纤维。适用的天然纤维包括来自于棉花、羊毛、黄麻和大麻的纤维。
纤维直径可以，例如，小于或等于1、2、4、6、10、13、17、70、110、120或200旦尼尔，但这并不是必要条件。纤维网的基重将取决于纤维网的厚度和疏密程度。
适用的粘合剂前体材料的实例包括胶乳(例如，丙烯酸胶乳或聚氨酯胶乳)、酚醛树脂、氨基塑料树脂、聚合物塑料溶胶以及它们的组合。
通常，使非织造纤维网成型，然后使用供给涂布工序的粘合剂前体进行涂布，在该涂布工序中，可固化的粘合剂前体是通过，例如，辊涂、浸涂或喷涂的方法涂布到纤维网上的。
在一些实施例中，背衬至少包含一个可压缩泡沫层，所述泡沫层可选地与一种或多种可固定于其上的挠性构件(例如，聚合物薄膜)组合。一般来讲，在这种实施例中，可使用任何具有至少一个可涂布主表面的泡沫层。泡沫层可包含任何可压缩泡沫材料。在一些实施例中，可压缩泡沫材料是弹性的。可用的泡沫包括诸如氯丁二烯橡胶泡沫、乙烯/丙烯橡胶泡沫、丁基橡胶泡沫、聚丁二烯泡沫、聚异戊二烯泡沫、EPDM聚合物泡沫、聚氨酯泡沫、乙烯-醋酸乙烯泡沫、氯丁橡胶泡沫以及苯乙烯/丁二烯共聚物泡沫之类的有回弹性的泡沫。可用的泡沫还包括诸如聚乙烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚丁烯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚酰胺泡沫、聚酯泡沫、增塑聚氯乙烯(也就是PVC)泡沫之类的热塑性泡沫。虽然泡沫层可以是开孔型的或闭孔型的，但是通常的情况是，如果想要将研磨制品与液体连用，则其孔隙度足以允许液体进入的开孔泡沫是可取的。可用的开孔泡沫的具体实例为从位于美国明尼苏达州Minneapolis市的Illbruck公司购得的商品名为“R 200U”、“R 400U”、“R 600U”和“EF3-700C”的聚酯聚氨酯泡沫。
在那些可压缩背衬包含泡沫层的实施例中，所述可压缩泡沫层的厚度通常在1到50毫米的范围内，但是，也可以采用其它厚度。通常，根据ASTM D-3574规定的可压缩泡沫层的体密度大于0.03克/cm3(2磅/英尺3)，但是也可以使用较低密度的泡沫层。在一些实施例中，泡沫层的体密度为0.03到0.10克/cm3(1.8-6磅/英尺3)。虽然可以使用较薄或较厚和/或较轻或较重的泡沫，但由于在传统涂布设备中这样的泡沫有些难以加工，所以需要对它们进行特殊处理。
可压缩背衬通常呈主表面基本上平行的片状，但也可采用一个或两个主表面是平坦的或非平坦的其它表面构型。例如，在可压缩背衬包含泡沫层的那些实施例中，第二主表面可以是平坦的从而有利于附着，而第一主表面是诸如呈波形或褶皱状的表面之类的非平坦的表面。褶皱状泡沫公开于美国专利No.5,007,128和5,396,737(专利权均被授予Englund等人)中。
在可压缩背衬包含泡沫层的那些实施例中，泡沫层的伸长率可在85％到150％的范围内(也就是说，泡沫伸长后的长度减去泡沫未伸长时的长度，再除以泡沫未伸长时的长度，然后将所得值乘以100后等于85％到150％。)。
可变形材料
可变形材料与背衬的第一主表面的中心部分接触，并且其最大厚度在背衬的第一主表面的中心附近。所述可变形材料可包括气体(例如，空气)、液体(例如，水和油)、泡沫(例如，如上所述的那些)、半固体凝胶或糊剂或它们的组合。可变形材料可包封在聚合物囊内。
在一些实施例中，可变形材料包含弹性体。例如，可变形材料可包含至少一种弹性体凝胶或发泡的弹性体凝胶，或者甚至基本由至少一种弹性体凝胶或发泡的弹性体凝胶构成，其中所述弹性体凝胶或发泡的弹性体凝胶通常包含高度增塑的弹性体。可用的弹性体凝胶的实例包括：例如，美国专利No.6,908,979(Arendoski)所述的聚氨酯弹性体凝胶；例如，美国专利No.5,994,450和6,797,765(专利权均被授予Pearce)所述的SEEPS弹性体凝胶；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯/油凝胶；以及，例如，美国专利No.6,013,711(Lewis等人)所述的硅氧烷弹性体凝胶。
使用固体和凝胶材料时，可变形材料(在1Hz和25℃时测量的)的弹性模量在1500和4.9×105帕斯卡(Pa)之间，例如，在1750和1×105Pa之间，但这并非必要条件。此种可变形材料的实例包括：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯/油凝胶(例如，其在1Hz和25℃时的弹性模量为1992Pa)、聚氨酯泡沫(例如，其在1Hz和25℃时的弹性模量为3.02×105Pa或在1Hz和25℃时的弹性模量为4.31×105Pa)；以及弹性体聚氨酯橡胶(例如，其在1Hz和25℃时的弹性模量为4.89×105Pa)。
可变形材料可以为任何形状，例如，诸如穹顶形、弯曲形、锥形、截锥形、脊状、多面体、截头多面体或其它形状(例如，蒙古包状)之类的几何形状。可变形材料还可以呈脊状(例如，沿可压缩背衬第一主表面的最长尺寸方向)，就像，例如，矩形片或条带那样。
可变形材料与可压缩背衬第一主表面的接触面可小到该第一主表面的0.1％、5％、10％、20％、30％、40％或50％，也可多达该第一主表面的60％、70％、80％、90％或甚至99.9％。例如，可变形材料可以与至少二分之一的可压缩背衬主表面接触。
通常，可变形材料的最大厚度的选择依据是诸如，例如，适形研磨制品的预定用途和总体尺寸之类的因素。在一些实施例中，可变形材料的最大厚度在25微米到0.5厘米范围内。
弹性构件
弹性构件是一层为研磨制品提供一定柔韧性和回弹性、同时将可变形材料包封在其自身与可压缩背衬之间的材料。
在一些实施例中，弹性构件包含弹性体薄膜。弹性体薄膜可以是均匀薄膜，或者可以是复合薄膜(例如，具有通过共挤出、热层叠或粘合剂粘结产生的多层)。可用于弹性体薄膜的弹性体的实例包括：聚烯烃、聚酯(例如，可得自位于美国特拉华州Wilmington市E.I.du Pont deNemours & Co.公司的商品名为“HYTREL”的那些)、聚酰胺、苯乙烯/丁二烯共聚物(例如，可得自位于美国得克萨斯州Houston市KratonPolymers公司的商品名为“KRATON”的那些)、聚氨酯弹性体(例如，可得自商品名为“ESTANE 5701”和“ESTANE 5702”的那些聚氨酯弹性体)、氯丁二烯橡胶、乙烯/丙烯橡胶、聚丁二烯橡胶、聚异戊二烯橡胶、天然或合成橡胶、丁基橡胶、硅氧烷橡胶或EPDM橡胶、以及它们的组合。可用的弹性体薄膜的实例包括在美国专利No.2,871,218(Schollenberger)、No.3,645,835(Hodgson)、No.4,595,001(Potter等人)、No.5,088,483(Heinecke)、No.6,838,589(Liedtke等人)以及No.RE33353(Heinecke)中描述的那些。也可以使用涂有压敏粘合剂的聚氨酯弹性体薄膜，其可购自3M公司，商品名为“TEGADERM”。
在一些实施例中，弹性构件包含有回弹性的泡沫。例如，弹性构件可以包含固定在弹性体泡沫上的弹性体薄膜复合材料。可用的具有回弹性的弹性体泡沫包括，例如，氯丁二烯橡胶泡沫、乙烯/丙烯橡胶泡沫、丁基橡胶泡沫、聚丁二烯泡沫、聚异戊二烯泡沫、EPDM聚合物泡沫、聚氨酯泡沫、乙烯-醋酸乙烯泡沫、氯丁橡胶泡沫以及苯乙烯/丁二烯共聚物泡沫。
可通过，例如，粘合剂(例如，热熔粘合剂或压敏粘合剂)、共挤出、热层叠或任何其它适合的方法来进行固定。在此类实施例中，例如，弹性体薄膜和弹性体泡沫中任意一者均可被固定在背衬的第一主表面上。
弹性构件可包含诸如稳定剂、填充剂、颜料、加工助剂等添加剂。
可采用任何适合的方式将弹性构件固定在背衬上，所述方式包括，例如，热熔粘合剂、压敏粘合剂、胶、以及热层叠或粘结。在一些实施例中，可使用诸如3M公司的以商品名为“HS300LSE”出售的压敏转印粘合剂来进行固定。
通常，弹性层的厚度在0.01毫米到3.5毫米的范围内，例如，在0.02到3.2毫米的范围内，或在0.02到1.7毫米的范围内，但是也可采用其它厚度。
通常，(在1Hz和25℃时测得的)弹性构件的弹性模量在2.4×105和7×105帕斯卡之间，例如，在3×105和6×105帕斯卡之间，或者甚至在4×105和5×105帕斯卡之间，但这并非必要条件。
作为另外一种选择，除了可选的粘结层以外，弹性构件可以是通过电晕、火焰、酸或碱打底处理过的表面。
研磨件
研磨件包含磨料层，该磨料层可选地固定在挠性背衬(即，经涂布的研磨制品)上。可选的挠性背衬可以是弹性的。
在一些实施例中，磨料层包含底漆层和面漆层以及磨粒，例如，如图5A所示。现在参见图5A，磨料层140a包含底漆层506、磨粒510、面漆层512，以及可选的超面漆层514。根据这些实施例的可用的底漆层、面漆层、可选的超面漆层、经涂布的挠性研磨制品以及制备这些实物的方法包括，例如，美国专利No.4,588,419(Caul等人)；No.4,734,104(Broberg)；No.4,737,163(Larkey)；No.4,751,138(Tumey等人)；No.5,078,753(Broberg等人)；No.5,203,884(Buchanan等人)；No.5,152,917(Pieper等人)；No.5,378,251(Culler等人)；No.5.366,523(Rowenhorst等人)；No.5,417,726(Stout等人)；No.5,436,063(Follett等人)；No.5,490,878(Peterson等人)；No.5,496,386(Broberg等人)；No.5,609,706(Benedict等人)；No.5,520,711(Helmin)；No.5,954,844(Law等人)；No.5,961,674(Gagliardi等人)；No.4,751,138(Tumey等人)；No.5,766,277(DeVoe等人)；No.6,059,850(Lise等人)；No.6,077,601(DeVoe等人)；No.6,228,133(Thurber等人)；以及No.5,975,988(Christianson)描述的那些，和由3M公司以商品名“260L IMPERIALFINISHING FILM”出售的那些。
在其它实施例中，磨料层包含位于粘合剂中的磨粒，例如，如图5B所示，其中所述磨粒通常基本均匀地分布在整个粘合剂中。现在参见图5B，磨料层140b包含粘合剂536和磨粒510。有关制备此类磨料层的材料和方法的详细信息可在，例如，美国专利No.4,927,431(Buchanan等人)；No.5,014,468(Ravipati等人)；No.5,378,251(Culler等人)；No.5,942,015(Culler等人)；No.6,261,682(Law)；No.6,277,160(Stubbs等人)；以及美国专利申请公开No.2003/0207659A1(Annen等人)和No.2005/0020190A1(Schutz等人)中查到。
在研磨件不具有背衬的实施例中，可将处于粘合剂前体中的磨粒浆料直接涂布到弹性构件上，然后使其至少部分地硬化。该实施例中可用的经涂布的挠性研磨制品的实例包括美国专利No.6,929,539(Schutz等人)中描述的那些。
在一些实施例中，磨料层包含结构化磨料层，例如，图5C所示。现在参见图5C，结构化磨料层140c包含精确成型的研磨复合体565。精确成型的研磨复合体565包含分散在整个粘合剂536中的磨粒510。
在图5A-5C所示的实施例中，磨料层可与弹性构件接触，或者如果具有挠性背衬的话，磨料层可与可选的挠性背衬接触。
在本发明的实践中可用的结构化研磨件通常具有这样的磨料层，该磨料层包含多个非随机成型的研磨复合体，并且可选地由挠性背衬支承，而且被固定在弹性构件上。在用于本文时，术语“研磨复合体”指包含磨粒和粘合剂的主体。在一些实施例中，成型的研磨复合体可按预定图案(例如，如阵列)排列。
在一些实施例中，成型的研磨复合体的至少一部分可包含“精确成型的”研磨复合体。这表示研磨复合体的形状由表面相对平滑的面限定，所述的表面相对平滑的面由明确限定的边缘界定并由所述边缘连接而成，所述边缘具有确切的边长和由各边的交点形成的确切的端点。术语“界定”和“边界”指限制和限定各研磨复合体的实际三维形状的各复合体的暴露的表面和边缘。在扫描电镜下观看研磨制品的横截面时，这些边界很容易看见并辨别。这些边界将一个精确成型的研磨复合体与其它精确成型的研磨复合体分开并区分，即使这些复合体在其基底处沿公共边相互邻接也不例外。相比之下，在不具有精确形状的研磨复合体中，未明确限定边界和边缘(例如，研磨复合体在固化完成前发生流挂的情况)。通常，精确成型的研磨复合体在背衬上按预定图案或阵列排列，但这并非必要条件。
成型的研磨复合体可以以使其一些工作表面从磨料层的抛光表面凹进的方式排布。
适合的可选挠性背衬包括用于研磨领域的诸如挠性聚合物薄膜(包括经底涂的聚合物薄膜和弹性体聚合物薄膜)、弹性体织物、较薄的聚合物泡沫以及它们的组合之类的挠性背衬。适合的挠性聚合物薄膜的实例包括聚酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、离聚物薄膜(例如，可得自位于美国特拉华州Wilmington市的E.I.du Pont de Nemours & Co.公司的商品名为“SURLYN”的那些)、乙烯基薄膜、聚碳酸酯薄膜以及它们的叠层。
结构化研磨件可通过以下方法制备，所述方法为：使磨粒与上述可凝固或可聚合的粘合剂树脂前体(即，粘合剂前体)形成浆料；使该浆料与背衬构件接触(或直接与弹性构件接触)；然后，以使所得的结构化研磨制品具有多个固定在背衬构件上的成型的研磨复合体的方式，(例如，采用暴露于电磁辐射或热能中的方法)使粘合剂前体凝固和/或聚合研磨复合体。
能量源的实例包括热能和辐射能(包括电子束、紫外线和可见光)。
在一些实施例中，可将浆料直接涂布在其中具有精确成型腔体的生产工具上，并使其与背衬接触；或者可将浆料涂布在背衬上，并使其与生产工具接触。在此实施例中，然后通常在浆料存留于生产工具的腔体中的同时使其凝固或固化。参见美国专利No.6,929,539(Schutz等人)。
精确成型的研磨复合体可以是可在磨料层的暴露的表面上形成至少一个凸起特征物或凹槽的任何三维形状磨料层。可用的形状包括，例如，立方体、棱柱、锥体(例如，四方锥体或六角锥体)、截头锥体、圆锥体、截头圆锥体、楔形以及脊形。也可使用不同形状和/或尺寸的研磨复合体的组合。包含结构化磨料的磨料层可以是连续的或不连续的。
在精加工应用中，磨料层中成型的研磨复合体的密度通常在每平方英寸至少1,000、10,000、或甚至至少20,000个研磨复合体(例如，每平方厘米至少150、1,500、或甚至7,800个研磨复合体)直到并包括每平方英寸50,000、70,000、或甚至多达100,000个研磨复合体(直到并包括每平方厘米7,800、11,000、或甚至多达15,000个研磨复合体)的范围内，但是也可采用密度更大或更小的研磨复合体。
有关具有精确成型的研磨复合体的结构化研磨件及其制造方法的更详细的信息可在，例如，美国专利No.5,152,917(Pieper等人)；No.5,304,223(Pieper等人)；No.5,435,816(Spurgeon等人)；No.5,672,097(Hoopman)；No.5,681,217(Hoopman等人)；No.5,454,844(Hibbard等人)；No.5,549,962(Holmes等人)；No.5,700,302(Stoetzel等人)；No.5,851,247(Stoetzel等人)；No.5,910,471(Christianson等人)；No.5,913,716(Mucci等人)；No.5,958,794(Bruxvoort等人)；No.6,139,594(Kincaid等人)；No.6,923,840(Schutz等人)；以及美国专利申请No.2003/0022604(Annen等人)中查到。
具有精确成型的研磨复合体的可用于本发明实际应用中的结构化研磨件是以薄膜和/或圆盘形式出售的，例如，由位于美国明尼苏达州SaintPaul市的3M公司以商品名“3M TRIZACT FINESSE-IT”出售的那些。其实例包括可获得的等级为A7、A5和A3的“3M FINESSE-IT TRIZACTFILM.466LA”。研磨复合体尺寸更大的结构化研磨件也可用于本发明的实际应用中，例如，可得自3M公司的以商品名“TRIZACT CF”出售的那些。
结构化研磨件还可以通过将包含可聚合粘合剂前体、磨粒和可选的硅烷偶联剂的浆料涂布在与背衬接触的整个筛网上的方法来制备。在此实施例中，然后通常在浆料还存留在筛网的开口中时，(例如，通过暴露在能量源中)使浆料进一步聚合能量源，由此形成许多形状大体上与筛网开口对应的成型的研磨复合体。有关此种筛网涂布的结构化磨料的更详细信息可在，例如，美国专利No.4,927,431(Buchanan等人)；No.5,378,251(Culler等人)；No.5,942,015(Culler等人)；No.6,261,682(Law)；以及No.6,277,160(Stubbs等人)中查到。
在一些实施例中，包含可聚合粘合剂前体、磨粒以及可选的硅烷偶联剂的浆料可以以形成一定图案的方式(例如，通过筛网或凹版印刷)沉积在背衬上，然后部分聚合从而至少使涂布后的浆料表面具有塑性但不流动，接着在部分聚合的浆料制剂上压印图案，随后(例如，采用暴露于能量源下的方法)进行进一步聚合，从而形成多个固定在背衬上的成型的研磨复合体。以这种方法以及相关方法制备的这种压印的结构化研磨制品在，例如，美国专利申请公开No.2001/0041511(Lack等人)中有所描述。据信，市售的这种压印结构化研磨制品的实例包括可得自位于美国马萨诸塞州Worcester市Norton-St.Gobain Abrasives Company公司的面品名为“NORAX”的研磨带和研磨盘，例如，“NORAX U264-X80”、“NORAX U266-X30”、“NORAX U264-X80”、“NORAX U264-X45”、“NORAX U254-X45，X30”、“NORAX U264-X16”、“NORAXU336-X5”和“NORAX U254-AF06”。
结构化磨料层还可以通过将包含可聚合粘合剂前体、磨粒和可选的硅烷偶联剂的浆料涂布在与弹性构件接触的整个筛网上来制备，其中所述弹性构件可选地具有粘结层或在其上进行表面处理。在此实施例中，然后通常在浆料还存留在筛网的开口中时，(例如，采用暴露于诸如热或电磁辐射之类的能量源中的方法)使其进一步聚合，由此形成多个形状与筛网开口大致对应的成型的研磨复合体。有关此种筛网涂布的结构化研磨制品的更详细信息可在，例如，美国专利No.4,927,431(Buchanan等人)；No.5,378,251(Culler等人)；No.5,942,015(Culler等人)；No.6,261,682(Law)；No.6,277,160(Stubbs等人)；以及美国专利申请公开No.2001/0041511(Lack等人)中查到。
可固化形成上述粘合剂的可用的可聚合粘合剂前体被大家熟知，其包括，例如，热固化树脂和辐射固化树脂，它们可以，例如，利用热和/或暴露于辐射能中的方法固化。示例性的可聚合粘合剂前体包括：酚醛树脂、氨基塑料树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸酯(例如，具有可自由基聚合的不饱和侧基的氨基塑料树脂、聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸酯异氰脲酸酯、(聚)丙烯酸酯单体以及丙烯酸树脂)、醇酸树脂、环氧树脂(包括双马来酰亚胺树脂和芴改性的环氧树脂)、异氰脲酸酯树脂、烯丙基树脂、呋喃树脂、氰酸酯、聚酰亚胺以及它们的混合物。可聚合粘合剂前体可含有一种或多种活性稀释剂(例如，低粘度的单丙烯酸酯)和/或增粘性单体(例如，丙烯酸或甲基丙烯酸)。
如果要采用紫外线辐射或可见光辐射，则可聚合粘合剂前体通常还包含光引发剂。
形成自由基源的光引发剂的实例包括，但不限于，有机过氧化物、偶氮化合物、苯醌、二苯甲酮、亚硝基化合物、酰卤、腙、巯基化合物、吡喃鎓化合物、三丙烯酰基咪唑、双咪唑、磷杂环戊二烯氧化物(phospheneoxide)、氯代烷基三嗪、安息香醚、苯偶酰缩酮、噻吨酮、苯乙酮衍生物以及它们的组合。
阳离子光引发剂形成酸源，从而引发环氧树脂聚合。阳离子光引发剂可包括含有鎓阳离子和含卤素的金属或准金属络合阴离子的盐。其它阳离子光引发剂包括含有有机金属络合阳离子和含卤素的金属或准金属络合阴离子的盐。这些光引发剂在美国专利No.4,751,138中有详细描述。阳离子光引发剂的另一实例为在美国专利No.4,985,340和欧洲专利申请306,161和306,162中描述的有机金属盐和鎓盐。其它阳离子光引发剂还包括有机金属络合物的离子盐，其中所述金属选自元素周期表中第IVB、VB、VIB、VIIB和VIIIB族元素。
可聚合粘合剂前体还可包括可以通过辐射能以外的能量源固化的诸如缩合固化树脂之类的树脂。这种缩合固化树脂的实例包括酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂和脲醛树脂。
粘合剂前体和粘合剂可包含一种或多种可选的添加剂，所述添加剂选自由研磨助剂、填充剂、润湿剂、化学发泡剂、表面活性剂、颜料、偶联剂、染料、引发剂、能量受体以及它们的混合物组成的组。可选的添加剂还可选自由氟硼酸钾、硬脂酸锂、玻璃泡、膨胀泡、玻璃珠、冰晶石、聚氨酯颗粒、聚硅氧烷胶、聚合物颗粒、固体蜡、液体蜡以及它们的混合物组成的群组。
本发明中可用的磨粒大致可分为两类：天然磨料和人造磨料。可用的天然磨料的实例包括：金刚石、金刚砂、刚玉砂、石榴石(非纯红色)、砂质多孔石灰岩、黑硅石、石英、石榴石、刚玉砂、沙石、玉髓、打火石、石英砂、硅石、长石、天然碎氧化铝、浮石和滑石。人造磨料的实例包括：碳化硼、立方氮化硼、熔融氧化铝、陶瓷氧化铝、(褐色间深灰色的)热处理氧化铝、熔融氧化铝氧化锆、玻璃、玻璃陶瓷、(优选绿色，但容许有少许黑色的)碳化硅、氧化铁、碳化钽、氧化铬、氧化铈、氧化锡、碳化钛、二硼化钛、合成金刚石、二氧化锰、氧化锆、溶胶凝胶氧化铝基陶瓷、氮化硅以及它们的团聚物。溶胶凝胶磨粒的实例可在美国专利No.4,314,827(Leitheiser等人)；No.4,623,364(Cottringer等人)；No.4,744,802(Schwabel)；No.4,770,671(Monroe等人)和No.4,881,951(Wood等人)中查到。
通常将磨粒的最长尺寸确定为磨粒的粒径。多数情况下，粒径会有一定的分布范围。可严格控制粒径分布，使得所得的研磨制品在被研磨工件上形成一致的表面光洁度，但是，也可采用较宽的和/或多峰态的粒径分布。
磨粒还可以具有与其相关的形状。这种形状的实例包括棒状、三角形、棱锥、圆锥、实心球体、空心球体以及类似形状。作为另外一种选择，磨粒可以是任意形状的。
磨粒可涂布有使该颗粒具有所期望的特性的材料。例如，施用于磨粒表面上的材料已经显示出可提高磨粒与聚合物之间的附着性。另外，施用于磨粒表面上的材料可提高软化的颗粒状可固化粘合剂材料中的磨粒的附着性。作为另外一种选择，表面涂布可改变和改善所得磨粒的切削特性。这种表面涂布在，例如，美国专利No.5,011,508(Wald等人)；No.3,041,156(Rowse等人)；No.5,009,675(Kunz等人)；No.4,997,461(Markhoff-Matheny等人)；No.5,213,591(Celikkaya等人)；No.5,085,671(Martin等人)和No.5,042,991(Kunz等人)中有所描述。
在一些实施例中，例如，包含成型的磨料复合体的实施例中，磨粒的粒径范围为0.1微米到1500微米、更常见的粒径范围为0.1微米到1300微米。在一些实施例中，磨粒的粒径在JIS等级800(在粒径分布范围中在50％中点处的粒径为14微米)到JIS等级4000(在粒径分布范围中在50％中点处的粒径为3微米)、或甚至达到JIS等级6000(在粒径分布范围中在50％中点处的粒径为2微米)的范围内，该范围包括端值。
通常，本发明使用的磨粒具有至少为8的莫氏硬度，更常见的是莫氏硬度为9以上；但是，也可使用莫氏硬度小于8的磨粒。
如果研磨件含可选的挠性背衬，它就可通过任何适当的方法被固定在弹性构件上，这些方法包括，例如，使用热熔粘合剂、压敏粘合剂(例如，胶乳压敏粘合剂或压敏粘合剂转印薄膜)、胶的方法、热层叠或共挤出的方法。
附连体系
可将根据本发明的适形研磨制品固定在通常称为支撑垫的支承结构上。可通过，例如，压敏粘合剂、钩环附件或一些其它机械方式来固定适形研磨制品。
因此，根据本发明的适形研磨制品还可包含固定在背衬第二主表面上的附连体系。附连体系通常被设计用于将适形研磨制品固定在诸如砂轮机之类的工具(可选地包含安装于其上的支撑垫)上。
在一个实施例中，附连体系包含一层压敏粘合剂，其通常是通过将压敏粘合剂层施加在背衬的第二主表面上的方法制成的。此层可用的压敏粘合剂包括，例如：从丙烯酸类聚合物和共聚物衍生的那些(例如，聚丙烯酸丁酯)；乙烯基醚(例如，聚乙烯基正丁基醚)；乙酸乙烯酯粘合剂；醇酸粘合剂；橡胶粘合剂(例如，天然橡胶、合成橡胶、氯化橡胶)；以及它们的混合物。一种优选的压敏粘合剂为丙烯酸异辛酯-丙烯酸共聚物。可以以带有有机溶剂、带有水或者以热熔粘合剂的形式来涂布压敏粘合剂。
在另一个实施例中，附连体系包括在诸如美国专利No.3,562,968(Johnson等人)；No.3,667,170(Mackay，Jr.)；No.3,270,467；No.3,562,968(Block等人)；以及共同转让的于2004年4月20日提交的美国专利申请No.10/828,119(Fritz等人)中所描述的快速连接型机械紧固件。
在又一个实施例中，附连体系包含带环基材。使用带环基材的目的是提供这样一种装置，该装置使得适形研磨制品能与支撑垫上的钩可靠接合。可通过任何传统装置将带环基材层叠到经涂布的研磨背衬上。带环基材可以是绳绒线缝合的环、缝编的带环基材或拉绒的带环基材(例如，拉绒尼龙)。典型的带环背衬的实例在美国专利No.4,609,581和No.5,254,194(专利权均授予Ott)中有详细描述。带环基材还可包含密封涂层，所述密封涂层密封带环基材并防止后续涂层渗入到带环基材中。
在本发明的又一个实施例中，附连体系包含相互啮合的附连体系。这种附连体系的实例可以在美国专利申请No.2003/0143938(Braunschweig等人)中查到。
此外，研磨制品的背面可包含多个钩；这些钩通常形成为具有多个从中突出的钩的片状基材的形式，例如，如专利文献5,672,186(Chesley等人)所述。这些钩随后使经涂布的研磨制品和包含带环织物的支撑垫之间接合。此带钩基材可通过任何传统装置层叠到经涂布的研磨背衬上。
制备方法
根据本发明的适形研磨制品通常可采用以下方法制备：提供具有第一和第二相背对的主表面的背衬；使可变形材料与背衬的第一主表面中心部分接触，从而使可变形材料的最大厚度位于第一主表面的中心附近；将弹性构件固定在背衬的第一主表面上，从而使得背衬与弹性构件包封可变形材料；以及将研磨件固定在弹性构件上，其中研磨件包含处于粘合剂中的磨粒。如上所述，可对弹性构件的表面进行表面处理，以提高附着性。
可通过任何适当的方法来固定多个构件，所述方法有，例如，使用粘合剂(例如，热熔粘合剂或压敏粘合剂)、胶、机械紧固件的方法、共挤出、热层叠和/或加压层叠或任何其它适当的方法。
可用的粘合剂包括，例如，丙烯酸压敏粘合剂、橡胶基压敏粘合剂、水性胶乳、溶剂基粘合剂以及双组分树脂(例如，环氧树脂、聚酯或聚氨酯)。合适的压敏粘合剂的实例包括：从丙烯酸酯聚合物(例如，聚丙烯酸丁酯、聚丙烯酸酯)、丙烯酸酯共聚物(例如，丙烯酸异辛酯/丙烯酸共聚物)、乙烯基醚(例如，聚乙烯基正丁基醚)衍生的那些；醇酸粘合剂；橡胶粘合剂(例如，天然橡胶、合成橡胶和氯化橡胶)；以及它们的混合物。压敏粘合剂涂布的实例在美国专利No.5,520,957(Bange等人)中有所描述。
可通过任何适当的方法施加粘合剂，所述方法包括，例如，辊涂、刷涂、挤出、喷涂、棒涂和刮涂。
可通过任何适当的方法将可变形材料施加到背衬上，所述方法包括，例如，手动、采用机械装置和/或利用挤压的方法。
在利用弹性构件或可选的弹性体薄膜包封可变形材料时，通常应当小心操作，以确保与背衬形成连续的密封。
然后通过以下方法将研磨件固定在弹性构件上，所述方法为，例如，如上文所述那样，将挠性背衬固定在弹性构件上，或将包含粘合剂前体和磨粒的浆料涂布到弹性构件上并使粘合剂前体至少部分固化。
研磨制品
根据本发明的适形研磨制品可被制造成任何形状。具体实例包括圆形研磨垫(如图6示出的600)、矩形研磨垫(如图7示出的700)，或研磨带(如图8示出的800)。
可以，例如，通过手工操作或结合诸如，例如，砂轮机、带式磨光机之类的电动工具来使用适形研磨制品。
根据本发明的适形研磨制品可用于通过以下方法来研磨(包括抛光)工件，所述方法包括：提供根据本发明的适形研磨制品；使至少一个磨粒与工件摩擦接触；使磨粒和工件中的至少一者相对另一者移动，从而研磨工件的至少一部分表面。例如，使用过程中，研磨制品可在研磨界面处来回移动。
工件可为多种材料中的任何一种，例如，涂漆基底(例如，具有透明涂层、(着色)底涂层、底漆或环氧底漆)、经涂布的基底(例如，涂有聚氨酯、清漆，等等)、塑料(热塑性塑料和热固性塑料)、强化塑料、金属(碳钢、黄铜、铜、低碳钢、不锈钢、钛及类似金属)、金属合金、陶瓷、玻璃、木材、仿木材料、复合材料、石料(包括宝石)、仿石材料以及它们的组合。工件可以是平板状的或具有与其相关的形状或轮廓。可利用本发明的研磨制品抛光的普通工件实例包括：金属或木质家具、已上漆或未上漆的机动车表面(车门、引擎罩、尾箱，等等)、塑料材质的汽车组件(照明灯罩、尾灯罩、其它灯罩、扶手、仪表板、保险杠，等等)、地板材料(乙烯树脂、石材、木材及仿木材料)、台面以及其它塑料组件。
在研磨过程中，向工件和/或磨料层的表面提供液体是可取的。液体可包含水和/或有机化合物，以及诸如脱泡剂、脱脂剂、液体、肥皂、腐蚀抑制剂及类似的添加剂。
不希望受到理论限制，据信，在研磨过程中，根据本发明的研磨制品通常会被压缩，从而引起可变形材料变形，然后可变形材料向研磨制品的周边重新分配压力，使得磨冠最中心区承受的过多的下压力最小化，从而使得工件的研磨表面的外观过渡比使用相应的传统研磨制品时通常观察到的外观过渡更平滑，所述传统研磨制品不包括本发明所述的可变形材料衬垫。
以下非限制性实例进一步说明了本发明的目标和优点，但是这些实例中列举的具体材料及其数量以及其它条件和详细信息，均不应被解释为对本发明的不当限制。
实例
除非另外注明，否则实例和本说明的其它部分中所述的所有表示份数、百分比、比率，等等，均以重量计，并且实例中所用的全部试剂均是从或可从诸如位于美国密苏里州Saint Louis市的Sigma-Aldrich公司之类的普通化学制品供应商处获得，或是采用常规技术合成的。
所有实例中均使用下列缩写：
GC1：抗氧化剂，可购自位于美国纽约州Tarrytown市的CibaSpecialty Chemicals公司，商品名为“IRGANOX 1010”。
GC2：丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，可购自位于美国得克萨斯州Houston市的Kraton Polymers公司，商品名为“KRATOND1107”。
GC3：白色矿物油。
PM1：丙烯酸2-苯氧基乙酯单体，可得自位于美国宾西法尼亚州Exton市的Sartomer公司，商品名为“SR 339”。
PM2：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，得自Sartomer公司，商品名为“SR351”。
PM3：聚合物分散剂，得自位于美国俄亥俄州Cleveland市的Noveon公司，商品名为“SOLPLUS D520”。
PM4：γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷树脂改性剂，可得自位于美国康涅狄格州Greenwich市的Witco公司，商品名为“SILQUEST A174”。
PM5：2，4，6-三甲基苯甲酰基苯基次膦酸乙酯光引发剂，可得自位于美国北卡罗来纳州Charlotte市的BASF公司，商品名为“LUCIRIN TPO-L”。
PM6：二氧化硅，可得自位于德国Dusseldorf市的Degussa公司，商品名为“AEROSIL OX-50”。
MNI：等级JIS 1000的碳化硅磨料矿石，可购自位于美国伊利诺伊州Elmhurst市的Fujimi公司，商品名为“GC1000”。
MN2：等级JIS 2000的碳化硅磨料矿石，可购自Fujimi公司，商品名为“GC2000”。
MN3：等级JIS 3000的碳化硅磨料矿石，可购自Fujimi公司，商品名为“GC3000”。
MN4：等级JIS 4000的碳化硅磨料矿石，可购自Fujimi公司，商品名为“GC4000”。
MN5：等级JIS1500的碳化硅磨料矿石，可购自Fujimi公司，商品名为“GC1500”。
磨料浆AS1-AS5的制备
按如下方法制备树脂预混物：在20℃下，将63.12克PM1、63.12克PM2、18.04克PM3、13.53克PM4和13.55克PM5混合30分钟。然后加PM6(22.54克)并继续混合，直到均匀为止。
按如下方法制备磨料浆AS1-AS4(如下面的表1所示)：将257克下列矿物混入193克树脂预混物中，然后使其在高速剪切搅拌器中混合5分钟，直到均匀为止。
表1
  磨料浆   矿物
  AS1   MN1
  AS2   MN2
  AS3   MN3
  AS4   MN4
  AS5   MN5
在高速混合步骤期间将温度保持在100°F(37.8℃)以下。利用刮涂法将AS1涂布在具有均匀图案的聚丙烯生产工具上，如美国专利No.6,929,539(Schutz等人)所述。使涂布了浆料的聚丙烯生产工具与涂布了3密耳乙烯-丙烯酸底漆的聚酯薄膜接触，从而使得浆料与聚酯薄膜接触。然后，在以30英尺/分钟(9.14米/分钟)的速度移动料片并且对10英寸(25.4cm)宽的料片施加90磅/平方英寸(620.5千帕(kPa))的辊隙压力的同时，用可得自位于美国马里兰州Gaithersburg市FusionSystems公司的“D”型灯泡的紫外光(UV)灯以每英寸600瓦(每厘米236瓦)的功率照射该生产工具。从位于薄膜叠层背衬上的所得的基本固化的成型磨料涂层上取下生产工具。然后，从所得的磨料冲切直径为1.25英寸(3.2cm)的圆盘，并将它命名为AD1。然后，重复这一过程，分别使用磨料浆AS2、AS3、AS4和AS5制备研磨盘AD2、AD3、AD4和AD5。
实例1
通过如下方法制备凝胶组合物：在20℃条件下，在玻璃广口瓶中将1.2重量份GC1、12.4重量份GC2和86.4重量份GC3混合均匀。然后通过热风器加热所得混合物，使其达到可倾倒的程度。将已加热的凝胶置于模具中，所述模具为直径为1.27cm，中心处深为1.2mm的穹顶形凹槽，使凝胶冷却10分钟从而形成凝胶体。然后将凝胶体置于1.25英寸(3.2cm)的砂垫的中心处，所述砂垫可购自3M公司，商品名为“FINESSE-IT ROLOC SANDING PAD，零件号No.02345”。使用2×2英寸(5.1×5.1cm)的0.8密耳(20.3微米(μm))的粘结涂布的弹性体聚氨酯转印薄膜将凝胶填充体固定在砂垫上，并将多余的薄膜包在砂垫的边缘上，其中所述聚氨酯转印薄膜可购自3M公司，商品名为“TEGADERM”。将另一片直径为1.25英寸(3.2cm)、厚度为31.25密耳(793.8μm)的弹性体聚氨酯薄膜施加到TEGADERM薄膜上，所述弹性体聚氨酯薄膜可购自3M公司，商品名为“BUMPON PROTECTIVE PRODUCT 6200SERIES ROLLSTOCK”。然后用一条乙烯基胶带覆盖TEGADERM薄膜剩下的暴露的粘合剂周边，所述乙烯基胶带可购自3M公司，商品名为“VINYL TAPE，NO.471”。然后将研磨盘AD1固定在“BUMPON”薄膜的表面上。
实例2
重复上述工艺过程，不同的是，用研磨盘AD2替换研磨盘AD1。
实例3
重复上述工艺过程，不同的是，用研磨盘AD3替换研磨盘AD1。
实例4
重复上述工艺过程，不同的是，用研磨盘AD4替换研磨盘AD1。
实例5
将一层转印粘合剂层叠在“TEGADERM”转印薄膜的非粘性的暴露面上，所述转印粘合剂可购自3M公司，商品名为“HS300LSE”。采用刮涂法将AS5涂布到如美国专利No.6,929,539所公开的具有均匀图案的聚丙烯生产工具上。使涂有浆料的聚丙烯生产工具与弹性体聚氨酯转印薄膜接触，从而使得浆料与暴露的“HS300LSE”转印粘合剂层接触。然后在以30英尺/分钟(9.14米/分钟)的速度移动料片并且对10英寸(25.4cm)宽的料片施加90磅/平方英寸(620.5千帕(kPa))的辊隙压力的同时，用可得自位于美国马里兰州Gaithersburg市Fusion Systems公司的“D”型灯泡的紫外光(UV)灯以每英寸600瓦(每厘米236瓦)的功率照射该生产工具。从位于弹性体聚氨酯薄膜上的所得基本固化的成型的磨料涂层上取下生产工具。
将一条2英寸(5.1cm)宽的“471”乙烯基胶带施加到磨砂海绵的两端和两个长边上，所述磨砂海绵可购自3M公司，商品名为“SMALL AREASANDING SPONGE，907NA型”。以使得所述胶带在海绵一个面上露出1/8英寸(3.2mm)的方式将该胶带贴在磨砂海绵的周边，从而形成模具。制备实例1描述的凝胶组合物，并将其倒入所述模具中，再使它冷却10分钟。
拉下凝胶，并使用一片4英寸×4英寸(10cm×10cm)的“TEGADERM”转印薄膜将所述凝胶固定在磨砂海绵上。将薄膜包在砂垫的边缘上。使用0.5英寸(1.27cm)的泡沫带在所得的层上形成尺寸为2.5英寸×2.5英寸(6.4cm×6.4cm)的区域，所述泡沫带是市售的，商品名为“SOFT EDGE FOAM MASKING TAPE，零件号NO.06297”。这样形成了另一个用于容纳额外凝胶的腔体。制备上述凝胶，将其倒入模具中，并使其冷却10分钟，从而获得6.4cm×6.4cm×0.3cm高的中心凸起部分。拉下凝胶，并使用一片4英寸×4英寸(10.2cm×10.2cm)的“TEGADERM”转印薄膜将所述凝胶固定在磨砂海绵上。然后将薄膜包在该砂垫的边缘上。从上述经磨料涂布的弹性体聚氨酯薄膜上移除隔离衬片，从而拉下所得的经磨料涂布的自由薄膜，并将其固定在手工研磨垫(handpad)上，从而使暴露的粘合剂与手工研磨垫接触且该磨料涂层为所得的手工研磨垫上的暴露层。
实例6
施加一条2英寸(5.1cm)宽的“471”乙烯基胶带，使其围绕在直径为6英寸(15.2cm)的手工研磨垫的周围，所述手工研磨垫是市售的，商品名为“3M HOOKIT II SOFT HAND PAD，零件号No.05291”。施加该胶带，使得围绕手工研磨垫周围的胶带暴露出1/8英寸(3.2mm)，从而形成阻挡物，由此形成了一定大小的可以将凝胶倒入其中的容积。制备实例1所描述的凝胶组合物，将其倒入所得的模具，并使它冷却10分钟。用类似的方法将实例5的经磨料涂布的弹性体聚氨酯薄膜施用在手工研磨垫的凝胶面上。
实例7
使用泡沫遮蔽胶带(1.27cm宽，可购自3M公司，商品名为“SOFTEDGE FOAM MASKING TAPE”)在1.27cm宽×45.7cm长的研磨带上形成一个沟槽，所述研磨带可购自3M公司，商品名为“237AA”。对折研磨带，并使用所述泡沫遮蔽胶带将研磨带平放在硅树脂衬片上。制备实例1所描述的凝胶组合物，并将其倒入所得的模具中，并使之冷却10分钟。重复此工序，直到研磨带的整个外表面均包含一层厚度大约为3mm的凝胶为止。用类似的方法将实例5的经磨料涂布的弹性体聚氨酯薄膜施加到研磨带的凝胶面上。
测试
测试研磨制品在不会伴有增加周围桔皮程度的条件下去除汽车透明涂层中的脏的尖点的能力。磨砂基板为18英寸×24英寸(45.7cm×61cm)涂有透明涂层的磨砂基板形式的带黑漆层冷轧钢测试板，该测试板得自位于美国密歇根州Hillsdale市的ACT Laboratories公司。然后使用从3M公司购得的“TRIZACT HOOKIT II BLENDING DISC，443SA，GRADE P1000”将测试板磨毛，以确保漆的机械附着性，其中所述“TRIZACT HOOKIT IIBLENDING DISC，443SA，GRADE P1000”与在40磅/平方英寸(258千帕(kPa))的管线压力下运行的型号为“59025”的无规轨道磨光机连接，所述磨光机得自位于美国纽约州Clarence市的Dynabrade公司。通过首先围绕测试板的边缘进行打磨、然后采用先上/下移动再左右移动的方式打磨整个测试板以将其磨毛。完成本步骤后，测试板具有粗糙的表面。用干纸巾擦拭测试板，以去除大部分湿切屑。使用产品号为051135-08984的通用型粘合剂清洁剂(可购自3M公司，商品名为“3M General PurposeAdhesive Cleaner”)洗涤测试板。
通过下列方法制备透明涂料溶液：将3份(可得自商品名为“CHROMACLEAR G24500S”的产品)树脂、1份(可得自商品名为“62-4508S”的产品)活化剂和1份(可得自商品名为“12375S”的产品)还原剂混合在一起，所有上述物质都可得自位于美国特拉华州Wilmington市的E.I.duPont de Nemours & Co.公司。使用喷枪将透明涂料施加到测试板上，该喷枪型号为NR 95，可得自位于德国Kornwestheim市的SATAFarbspritztechnik GmbH公司，并且该喷枪配备有1.3mm的喷嘴并在管线压力为40磅/平方英寸(258千帕(kPa))的条件下运行。将透明涂料溶液喷射到每个测试板上，使其标称厚度为2密耳(50微米)。在使用前5天让测试板在室温下风干至少24小时。
使用在管线压力为40磅/平方英寸(258千帕斯卡(kPa)的条件下运行的3.2cm无规轨道磨光机进行研磨测试，所述磨光机型号为“57502”，可得自位于美国纽约州Clarence市的Dynabrade公司。肉眼可见位于固化的透明涂层中的脏的尖点。将研磨制品连接到磨光机上，并通过每次对给定的尖点研磨2到6秒的湿法打磨方式尖点进行测试，具体的研磨时间取决于磨料等级。利用工具的重量所产生的下压力，用研磨制品的中心打磨尖点。使用型号为849的Dewalt Buffer，以每分钟1400转(rpm)的运行速度对打磨区进行抛光，所述Dewalt Buffer可得自位于美国马里兰州Hampstead市的Dewalt Industrial Tool公司。抛光使用了机器釉(可得自商品名为“PERFECT-IT III TRIZACT MACHINEGLAZE”、产品号05718的那些)、支撑片(可得自商品名为“PERFECT-IT BACK UP PAD”、零件号05725的那些)以及抛光垫(可得自商品名为“PERFECT-IT FOAM POLISHING PAD”、零件号05930的那些)，所述零件均可购自3M公司。使用轮廓曲线仪测量每个打磨点的平均表面光洁度(Rz)，单位为微米(μm)，所述轮廓曲线仪可得自位于英国Leicester市的Taylor Hobson公司，商品名为“SURTRONIC 3+PROFILOMETER”。Rz是进行单次轮廓曲线测量而得到的在该样品长度内的最高点与最低点之间的5个垂直距离测量值的平均值。对每个打磨点进行两次光洁度测量。
通过以上概述的工序来测试实例1到4的研磨制品，结果报告于(下面的)表2中。
表2
  样品   是否去除尖点   出“桔皮”的程度   平均Rz(微米)   去除尖点的打磨时间(秒)
  实例1   是   无   0.68   2
  实例2   是   无   0.43   4
  实例3   是   无   0.36   4
  实例4   是   无   0.33   5
本领域的技术人员可在不脱离本发明的范围和精神的条件下对本发明进行各种修改和更改，应当理解的是，本发明不应被不当地局限于本文给出的示意性实施例。

Claims (51)

1.一种适形研磨制品，包括：
背衬，其具有第一主表面；
与所述第一主表面的中心部分接触的可变形材料，所述可变形材料的最大厚度位于所述第一主表面的中心附近；
弹性构件，其被固定在所述背衬的所述第一主表面上，并与所述背衬一起包封所述可变形材料；以及
研磨件，其被固定在所述弹性构件上，其中所述研磨件包括磨粒和粘合剂。
2.根据权利要求1所述的适形研磨制品，其中所述背衬是可压缩的。
3.根据权利要求1所述的适形研磨制品，其中所述背衬是可压缩的和有回弹性的。
4.根据权利要求1所述的适形研磨制品，其中所述适形研磨制品选自圆形研磨垫、矩形研磨垫和研磨带。
5.根据权利要求1所述的适形研磨制品，其中所述研磨件包含经涂布的研磨件，所述经涂布的研磨件具有固定在挠性背衬构件上的磨料层，所述磨料层包含所述磨粒以及底漆层和面漆层，并且其中至少所述底漆层包含所述粘合剂。
6.根据权利要求1所述的适形研磨制品，其中所述研磨件包含经涂布的研磨件，所述经涂布的研磨件具有固定在挠性背衬构件上的磨料层，并且其中所述磨料层包含均匀分散在所述粘合剂中的所述磨粒。
7.根据权利要求6所述的适形研磨制品，其中所述背衬构件是弹性的。
8.根据权利要求6所述的适形研磨制品，其中所述研磨件包含与所述弹性构件接触的磨料层。
9.根据权利要求6所述的适形研磨制品，其中所述弹性构件包含固定在弹性体泡沫上的弹性体薄膜，并且其中所述弹性体薄膜被进一步固定在所述背衬的所述第一主表面上。
10.一种研磨工件的方法，包括：
提供根据权利要求6所述的适形研磨制品；
使至少一个磨粒与工件摩擦接触；以及
使所述磨粒和所述工件中的至少一者相对于另一者移动，以研磨所述工件的至少一部分表面。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
向所述工件的所述表面提供液体。
12.根据权利要求6所述的适形研磨制品，其中所述弹性构件包括聚氨酯弹性体。
13.根据权利要求1所述的适形研磨制品，其中所述研磨件包含其上固定有磨料层的挠性背衬构件，其中所述磨料层包含复合磨粒，所述复合磨粒包含分散在所述粘合剂中的所述磨粒，并且其中所述背衬构件被固定在所述弹性构件上。
14.根据权利要求13所述的适形研磨制品，其中所述研磨复合体包括位于粘合剂中的磨粒，并且其中所述磨粒的粒径在JIS等级800到JIS等级6000的范围内，并且包括JIS等级800和JIS等级6000。
15.根据权利要求13所述的适形研磨制品，其中所述研磨复合体是精确成型的。
16.根据权利要求1所述的适形研磨制品，其中所述背衬包含其上固定有可压缩泡沫层的挠性构件，其中所述挠性构件具有包含所述背衬的第二主表面的表面，并且其中所述可压缩泡沫层具有包含所述背衬的所述第一主表面的表面。
17.根据权利要求16所述的适形研磨制品，其中所述可压缩泡沫层是弹性的。
18.根据权利要求16所述的适形研磨制品，其中所述挠性构件包括聚合物薄膜。
19.一种研磨工件的方法，包括：
提供根据权利要求16所述的适形研磨制品；
使至少一个磨粒与工件摩擦接触；以及
使所述磨料层和所述工件中的至少一者相对于另一者移动，以研磨所述工件的至少一部分表面。
20.根据权利要求1所述的适形研磨制品，其中所述弹性构件包括可压缩的有回弹性的泡沫。
21.根据权利要求1所述的适形研磨制品，其中所述弹性构件包括固定在所述弹性体泡沫上的弹性体薄膜，并且其中所述适形弹性体薄膜被进一步固定在所述背衬的所述第一主表面上。
22.根据权利要求21所述的适形研磨制品，其中所述弹性体薄膜包括聚氨酯弹性体。
23.一种研磨工件的方法，包括：
提供根据权利要求20所述的适形研磨制品；
使至少一个磨粒与工件摩擦接触；以及
使所述磨粒和所述工件中的至少一者相对于另一者移动，以研磨所述工件的至少一部分表面。
24.根据权利要求1所述的适形研磨制品，其中所述可变形材料包括弹性体。
25.根据权利要求1所述的适形研磨制品，其中所述可变形材料基本由弹性体凝胶构成。
26.根据权利要求1所述的适形研磨制品，其中所述可变形材料包括气体。
27.根据权利要求1所述的适形研磨制品，其中所述可变形材料是穹顶形的或脊状的。
28.根据权利要求1所述的适形研磨制品，其中所述研磨件向外凸起。
29.根据权利要求1所述的适形研磨制品，其中所述可变形材料具有厚度基本一致的中心区和厚度减小的周边区域。
30.根据权利要求1所述的适形研磨制品，其中所述可变形材料与所述第一主表面的至少二分之一接触。
31.根据权利要求1所述的适形研磨制品，还包括固定在所述背衬的第二主表面上的附连体系，其中所述第一主表面和所述第二主表面相背对。
32.根据权利要求31所述的适形研磨制品，其中所述附连体系包括钩或环。
33.根据权利要求1所述的适形研磨制品，其中所述研磨件包含与所述弹性构件接触的磨料层。
34.根据权利要求33所述的适形研磨制品，其中所述粘合剂包括由含有丙烯酸或甲基丙烯酸中的至少一者的可聚合粘合剂前体形成的反应产物。
35.一种研磨工件的方法，包括：
提供根据权利要求1所述的适形研磨制品；
使磨料层与工件摩擦接触；和
使所述磨料层和所述工件表面中的至少一者相对于另一者移动，以研磨所述工件表面的至少一部分。
36.根据权利要求35所述的方法，其中所述工件包括涂漆基底。
37.一种制备适形研磨制品的方法，包括：
提供具有第一主表面的背衬；
使可变形材料与所述背衬的所述第一主表面的中心部分接触，所述可变形材料的最大厚度位于所述第一主表面的中心附近；
将弹性构件固定到所述背衬的所述第一主表面上，使得所述弹性构件和所述可压缩背衬包封所述可变形材料；以及
将研磨件固定到所述弹性构件上，其中所述研磨件包含磨粒和粘合剂。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述背衬是可压缩的。
39.根据权利要求37所述的方法，其中所述背衬是可压缩的且有回弹性的。
40.根据权利要求37所述的方法，其中所述背衬包含其上固定有可压缩泡沫层的挠性构件，其中所述挠性构件具有包括所述背衬的第二主表面的表面，并且其中所述可压缩泡沫层具有包括所述背衬的所述第一主表面的表面。
41.根据权利要求37所述的方法，其中将所述弹性构件固定到所述背衬的所述第一主表面上并包封所述可变形材料的过程包括：
将适形弹性体薄膜固定到所述背衬的所述第一主表面上；以及
将弹性体泡沫固定到所述适形弹性体薄膜上。
42.根据权利要求37所述的方法，其中所述适形弹性体薄膜包括弹性体聚氨酯。
43.根据权利要求37所述的方法，其中将研磨件固定到所述弹性构件上的过程包括：
提供包括背衬和磨料层的结构化研磨件；以及
将所述背衬固定到所述弹性构件上。
44.根据权利要求37所述的方法，其中所述研磨件包含经涂布的研磨件，所述经涂布的研磨件具有被固定在挠性背衬构件上的磨料层，所述磨料层包含所述磨粒以及底漆层和面漆层，并且其中至少所述底漆层包含所述粘合剂。
45.根据权利要求37所述的方法，其中所述研磨件包含经涂布的研磨件，所述经涂布的研磨件具有被固定在挠性背衬构件上的磨料层，并且其中所述磨料层包含均匀分散在所述粘合剂中的磨粒。
46.根据权利要求45所述的方法，其中所述背衬构件是弹性的。
47.根据权利要求37所述的方法，其中所述研磨件包含与所述弹性构件接触的磨料层。
48.根据权利要求37所述的方法，其中所述研磨件包括结构化研磨件。
49.一种制备适形研磨制品的方法，包括：
提供具有第一主表面的背衬；
使可变形材料与所述背衬的所述第一主表面的中心部分接触，所述可变形材料的最大厚度位于所述第一主表面的中心附近；
将弹性构件固定到所述背衬的所述第一主表面上，所述弹性构件和所述可压缩背衬包封所述可变形材料；以及
将包含可聚合粘合剂前体和磨粒的可固化组合物施加到可延展的粘结层上；以及
使所述可固化组合物至少部分固化，从而形成磨料层。
50.根据权利要求49所述的方法，还包括：
使用生产工具将纹理表面赋予所述可固化组合物；以及
将所述生产工具与所述至少部分固化的可固化组合物分开，从而制成多个成型的研磨复合体。
51.根据权利要求49所述的方法，其中所述可聚合粘合剂前体包含丙烯酸或甲基丙烯酸中的至少一者。
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