[发明专利]制造包含磨料-粘合剂复合体图案的涂覆磨料的方法

说明书

本发明的背景

本发明涉及在基材上制造形成图案的磨料表面，以用于精加工诸如金属、木材、塑料和玻璃等的基材。

有关在背衬材料上沉积诸如粘合剂和磨料材料的混合物岛状物(islands)的相互隔离的结构的建议多年来是已知的。若所述各岛状物在背衬上方具有非常类似的高度并且充分地被分离开(也许在较少的修整操作之后)，使用该产品将会使表面刮痕减少和表面光滑性提高。另外，在岛状物之间的空间能提供使来自工作区的研磨产生的细屑分散的途径。

在常规经涂覆的磨料中，研究研磨表面后表明在活性研磨区中只有较少数目的表面磨粒同时与工件相接触。当表面磨损时，这个数目增大，但同时这些磨粒中一些粒子的作用会由于钝化而减弱。使用含有整齐排列的隔离岛状物(isolated islands)的磨料表面具有下述优点，即整齐的岛状物以基本上相同的速度磨损，以至于均匀的磨削率可保持较长的时间。在某种意义上讲，磨削操作(abrading work)较均匀地分布在较多数目的研磨点上。而且，由于岛状物包含许多较小的磨料颗粒，所以岛状物的磨蚀会露出仍然没有钝化的新的、未使用过的磨料颗粒。

一种制造这种隔离岛状物或点的排列的已被描述过的技术是轮转凹版印刷技术。轮转凹版印刷技术使用一个其表面刻有单元图案的辊。单元填充有配料，并且将辊压到表面上，而单元中的配料转移到表面上。接着配料通常会流动，直到从任何单个单元中沉积的配料之间没有分离。最终获得了一厚度基本上均匀的层。作为例子，美国专利5,152,917的对比例C和D描述了一种方法，其中由轮转凹版印刷法制得的图案快速丧失了从单元中沉积的各单个配料量的所有分离。

在美国专利5,014,468中，将粘合剂-磨料配料从辊上的轮转凹版印刷单元沉积，覆盖成一系列包围不含磨料的区域的结构。这被认为是由于没有从单元的整个体积沉积而仅从各单元的周边沉积的结果，于是就留下了所述的环形构造。

因此，轮转凹版印刷术的问题始终是岛状物的有用形状的保持问题。配制具有沉积所需的充分的可流动性，并且仍然是充分地不可流动的使得沉积在基材上时不会坍落成基本上均匀的涂层的磨料-粘合剂混合物，业已证实这是非常困难的。

在美国专利4,773,920中，Chasman等人披露了使用轮转凹版印刷涂覆机可以将脊和谷的均匀图案施加在粘合剂组合物上，该组合物固化时可用作去除润滑剂和细屑的槽。然而，除了述及可能性以外，没有给出说明它是如何进行的细节。

在美国专利4,644,703中，Kaczmarek等人以较常规的方式使用了轮转凹版印刷辊沉积一层磨料-粘合剂配料，而后将该层弄平，接着经轮转凹版印刷法在弄平的第一层上面再沉积第二层。其中没有述及最终固化表面的性能。

在美国专利5,014,468(Ravipati等人)中，提出了使用具有非牛顿流动性能的磨料-粘合剂混合物，并经轮转凹版印刷术将这种混合物沉积到一膜上。在此方法中，混合物从轮转凹版印刷单元的边缘沉积，从而产生一种独特的结构，沉积物的厚度随着离开包围不含混合物的区域的表面的距离而逐渐减小。若单元充分地紧靠在一起，则表面结构看起来会是相互连接的。这种产品证实是非常有用的，特别是在眼镜玻璃精磨操作中。此方法非常有用，但它有一个潜在的问题，即随着轮转凹版印刷辊单元中积累的材料增加，使得在持久的制造过程中的沉积图案略微有所变化。另外，该方法的特征是局限于包含比较细小的磨粒(通常小于20微米)的配料。

另一种途径是将磨料-粘合剂混合物沉积到基材表面上，在与具有所需形成图案表面是反相的模具接触的条件下固化粘合剂，从而将包含隔离岛状物排列的图案施加到混合物上。这种方法在美国专利5,437,754,5,378,251,5,304,223和5,152,917中有描述。关于这个主题有若干种变化，但所有的都具有共同的特征，即在图案中的各岛状物是在与模塑表面接触条件下固化粘合剂来施加的。这种方法也有其问题，即在于通常会发生从模具中拉出得不完全，以至于常常不是制得如角锥形，而是制得了具有火山口的火山形状。

本发明提供了一种制造磨料-粘合剂组合体的构成整齐图案的形状的方法，它不需要在模具中固化的操作或者选择具有特定的非牛顿流动特征的粘合剂-磨料组合体。

因此，本发明提供了一种工业规模的灵活和有效的途径，用以制造具有隔离的磨料复合体形状的整齐阵列的涂覆磨料。这种涂覆的磨料非常适用于处理许多基材，从而可以长期以基本上均匀切割速度进行精加工。

本发明的概括描述