具有不同組的多個研磨元件的磨料的制作方法

本發明涉及磨料方面或與磨料相關的多種改進，更具體地講(但并非僅僅)涉及一種用于制備此類磨料的方法。

背景技術：

為了提供光滑和/或拋光表面，用于打磨不同類型表面(例如，木質、金屬等)的磨料眾所周知。此類磨料根據所需的粗糙度(finish)具有不同的等級，例如粗、中、細，并且在許多情況下，根據所需的粗糙度使用一種以上等級的磨料。另外，可以在涂漆或其它涂層工藝之前使用其它材料來改進粗糙度，例如研磨化合物。

存在對改善的磨料的需求。

技術實現要素：

因此，本發明的目的是提供一種不論磨料的取向如何，均可實現與待研磨基底的接觸區域最大化的改善的磨料。

本發明的另一目的是提供一種研磨元件基本上立即見效(即，啟動時間很短或沒有啟動時間)的改善的磨料。

根據本發明的一個方面，提供了一種磨料，該磨料包括多個形成于背襯層上的研磨元件，這些研磨元件根據相對于背襯層的取向分成至少第一組和第二組，第一組和第二組中的每個研磨元件具有細長切割刃和至少一個穿過細長切割刃并在與背襯層垂直的方向上延伸的平面，第一組研磨元件的平面和第二組研磨元件的平面限定第一交叉角。

有利地，通過提供具有限定此類交叉角的平面的研磨元件，提供研磨性能基本上與取向無關的磨料，并且不論磨料的取向如何，均可實現與基底的接觸區域最大化。

此外，不難理解，通過具有布置成使得穿過其中的這些平面形成交叉角的第一組研磨元件和第二組研磨元件，與現有技術的磨料相比，單位面積的研磨元件數目或面積密度可顯著下降，同時不論磨料的取向如何，均提供更好的切割度或粗糙度。

在一個實施方案中，至少第一組研磨元件包括細長椎體元件，每個細長椎體元件具有在其長度上延伸并形成細長切割刃的細長尖端。在一個實施方案中，第二組研磨元件與第一組研磨元件基本上相同。

細長椎體元件可布置成用于限定第一開放式平行四邊形區域，第一開放式平行四邊形區域由多組平行的第一組研磨元件與多組平行的第二組研磨元件偏移第一交叉角布置而限定。在一個實施方案中，第一開放式平行四邊形區域包括開放式矩形區域。在優選實施方案中，開放式矩形區域包括開放式正方形區域。

在此實施方案中，第一交叉角基本上包括90度。

通過具有基本上90度的第一交叉角，應當理解，始終有很大比例的第一組和/或第二組研磨元件與待研磨基底形成接觸。

第一組研磨元件的細長椎體元件的切割刃在相對于磨料的預定取向介于0度和90度之間的角度范圍內有效運行以提供切割，同時第二組研磨元件的細長椎體元件的切割刃在相對于與第一組研磨元件相同的預定取向介于90度和0度之間有效運行，即，第一組研磨元件與第二組研磨元件的細長切割刃之間的角度互補。

此外，切割刃在生效前需要至多一點啟動時間。

在一個實施方案中，多個研磨元件還包括至少另一組與第一組研磨元件和第二組研磨元件交替的研磨元件。在一個實施方案中，該至少另一組研磨元件包括椎體元件，每個椎體元件具有尖端。每個椎體元件的尖端具有從背襯層垂直延伸的高度，該高度低于第一組研磨元件和第二組研磨元件中至少一些元件的相應高度。

在一個實施方案中，該至少另一組的多個椎體研磨元件可布置在由第一組和第二組中的細長椎體元件限定的第一開放式平行四邊形區域內。在一個實施方案中，四個椎體元件布置在第一開放式平行四邊形區域內的第二開放式平行四邊形中。第二開放式平行四邊形可包括開放式矩形，該開放式矩形可包括開放式正方形。

四個椎體元件中的每個可具有相對于第一組研磨元件和第二組研磨元件的不同取向。

根據本發明的另一方面，提供了一種用于制備上述磨料結構的母模工具，該母模工具與磨料結構基本上相同。

根據本發明的再一方面，提供了一種用于制備上述磨料結構的生產工具，該生產工具與磨料結構基本上相反。

以下實施方案旨在舉例說明本公開而非進行限制。

實施方案1：一種磨料，該磨料包括多個形成于背襯層上的研磨元件，這些研磨元件根據相對于背襯層的取向分成至少第一組和第二組，第一組和第二組中的每個研磨元件具有細長切割刃和至少一個穿過細長切割刃并在與背襯層垂直的方向上延伸的平面，第一組研磨元件的平面和第二組研磨元件的平面限定第一交叉角。

實施方案2：根據實施方案1所述的磨料，其中至少第一組研磨元件包括細長椎體元件，每個細長椎體元件具有在其長度上延伸并形成細長切割刃的細長尖端。

實施方案3：根據實施方案2所述的磨料，其中第二組研磨元件與第一組研磨元件基本上相同。

實施方案4：根據實施方案2或3所述的磨料，其中細長椎體元件被布置成限定第一開放式平行四邊形區域，第一開放式平行四邊形區域由多組平行的第一組研磨元件與多組平行的第二組研磨元件偏移第一交叉角布置而限定。

實施方案5：根據實施方案4所述的磨料，其中第一開放式平行四邊形區域包括開放式矩形區域。

實施方案6：根據實施方案5所述的磨料，其中第一交叉角基本上包括90度。

實施方案7：根據實施方案5或6所述的磨料，其中開放式矩形區域包括開放式正方形區域。

實施方案8：根據實施方案4至7中任一項所述的磨料，其中多個研磨元件還包括至少另一組與第一組研磨元件和第二組研磨元件交替的研磨元件。

實施方案9：根據實施方案8所述的磨料，其中至少另一組研磨元件包括椎體元件，每個椎體元件具有尖端。

實施方案10：根據實施方案9所述的磨料，其中每個椎體元件的尖端具有從背襯層垂直延伸的高度，該高度低于第一組研磨元件和第二組研磨元件中至少一些元件的相應高度。

實施方案11：根據實施方案8至10中任一項所述的磨料，其中至少另一組的多個椎體研磨元件布置在由第一組和第二組的細長椎體研磨元件限定的第一開放式平行四邊形區域內。

實施方案12：根據實施方案11所述的磨料，其中四個椎體研磨元件布置在第一開放式平行四邊形區域內的第二開放式平行四邊形中。

實施方案13：根據實施方案12所述的磨料，其中第二開放式平行四邊形包括開放式矩形。

實施方案14：根據實施方案13所述的磨料，其中開放式矩形包括開放式正方形。

實施方案15：根據實施方案13或14所述的磨料，其中四個椎體元件布置在開放式矩形內的開放式正方形中。

實施方案16：根據實施方案15所述的磨料，其中四個椎體元件中的每個具有相對于第一組研磨元件和第二組研磨元件的不同取向。

實施方案17：一種用于制備根據前述實施方案中任一項所述的磨料結構的母模工具，該母模工具與磨料結構基本上相同。

實施方案18：一種用于制備根據上述實施方案1至16中任一項的磨料結構的生產工具，該生產工具與磨料結構基本上相反。

附圖說明

為了更好地理解本發明，現將以舉例的方式對附圖進行參考，其中：

圖1示出了一種本領域已知的現有技術三維磨料圖案，其作為“TrizactTM”由3M公司(3M Corporation)制造；

圖2示出了圖1所示的三維磨料圖案的剖面圖；

圖3示出了另一現有技術三維磨料圖案；

圖4示出了根據本發明的三維磨料圖案；

圖5和圖6示出了根據本發明的其它三維磨料圖案；

圖7示出了包括比較測試中所用三維磨料圖案的工具；

圖8至圖10是分別以箭頭“X”、“Y”和“Z”方向所取的三維磨料圖案的端視圖的各自側視圖。

具體實施方式

本發明將相對于具體實施方案并參考某些附圖進行描述，但本發明并不限于此。所述附圖僅是示意性的而不是限制性的。在附圖中，為了進行示意性的說明，一些元件的尺寸可能放大并且未按比例繪制。

如本文所用，術語“母模工具”是指外形為所需磨料表面圖案或結構并且用于制備生產工具的工具。母模工具是磨料的所需表面圖案或結構的“正向”圖案或結構并與之對應。

如本文所用，術語“生產工具”是指由母模工具制備而成，外形與所需的磨料表面圖案或結構相反的工具。生產工具是磨料的所需表面圖案或結構的“負向”圖案或結構。

如本文所用，術語“進行微復制”或“微復制過程”是指制備所需表面圖案或結構的工藝。母模工具和生產工具都可對形成于其上的圖案實現微復制。

如本文所用，術語“磨料”或“磨料制品”是指由生產工具制備且與母模工具的所需表面圖案或結構“正向”對應的磨料或制品。磨料包括在其上形成有多個研磨元件的背襯層。

如本文所用，術語“研磨元件”是指對正在進行打磨或拋光的表面進行切割的磨料部分。

如本文所用，術語“磨料圖案”是指研磨元件在背襯層上排列以形成磨料或制品的方式。

如本文所用，術語“研磨”、“研磨的”和“研磨過程”是指移除基底上的材料，并且具體取決于所移除的材料的數量，這些術語與打磨和拋光相關。

如本文所用，術語“開放式平行四邊形”和“開放式平行四邊形區域”是指四個研磨元件的排列以形成平行四邊形的方式，但是，對于該平行四邊形而言，研磨元件的端部沒有接合或連接。類似地，如本所用，術語“開放式矩形”和“開放式正方形”以及“開放式矩形區域”和“開放式正方形區域”分別是指“開放式平行四邊形”和“開放式平行四邊形區域”的特定子集。

如本文所用，術語“有效接觸面積”是指研磨元件與正在進行打磨或拋光的表面接觸的面積。

如本文所用，術語“完全固化”是指粘結劑前體充分固化使得所得成品發揮磨料的作用。

術語“部分固化”是指粘結劑前體發生一定程度的聚合反應使得所得混合物可從生產工具剝離。

如本文所用，術語“混合物”是指包含分散在粘結劑前體中的多種磨料顆粒的任何組合物。

如本文所用，術語“一種磨料顆粒”或“多種磨料顆粒”包括單一磨料粒和粘結在一起以形成附聚物的多個單一磨料粒。合適的磨料附聚物在美國專利A-4311489、A-4652275和A-4799939中有所描述。

如本文所用，術語“細長椎體元件”和“細長椎體結構”是指具有包括平行四邊形的底部的細長三棱柱，兩個細長面從該平行四邊形延伸并在細長邊處交叉。在一個實施方案中，細長三棱柱的端部從底部到細長邊向內傾斜，細長邊短于矩形底部的長度。在一個實施方案中，平行四邊形包括矩形。

如本文所用，術語“切割刃”或“細長切割刃”是指進行切割的研磨元件的邊緣。切割刃根據其相對于切割方向的取向限定待研磨基底的接觸面積。

如本文所用，術語“切割區域”和“切割地帶”是指在研磨期間對基底進行切割的磨料結構的部分。

如本文所用，術語“最大切割表面積”是指研磨期間基底與研磨元件接觸的最大面積。

如本文所用，術語“順維”是指對應于研磨元件相對于背襯層對準的方向，磨料在該方向上制備。

如本文所用，術語“橫維”是指與“順維”方向基本垂直的方向。

如本文所用，術語“頂點”是指椎體的尖端，椎體在頂點處磨損或折斷，露出可進行切割的合適表面以形成切割表面。

磨料100的一部分的平面圖示于圖1中。磨料100包括其上形成有多個基本上相同的研磨元件120的背襯層110。每個研磨元件120包括具有細長切割刃130的細長椎體結構，細長椎體結構及其相關切割刃在箭頭“A”所示的方向上對準。

如上所定義，細長椎體結構包括細長三棱柱，該細長三棱柱具有底部122(圖2中更清晰可見)和相對于底部122面朝彼此成角并且在其交叉處形成細長刃130的兩個大致平面124和126。棱柱(圖1)的端面123和127也是大致平面并相對于底部122面朝彼此成角，并且接合細長刃130以在其上形成各自的端點133和137，如圖所示。

如圖1所示，研磨元件120及其相關的切割刃130先后在行140、150、160、170、180中對準。為了清楚起見，僅標出在行140和180中的研磨元件120及其相關的切割刃130。每個研磨元件120沿著箭頭“A”所示的預定取向對準。在這種情況下，預定取向與“順維”方向對應。

在箭頭“A”所示方向上使用磨料100將一條線上的所有切割刃130與緊接著前一條切割刃的端點137的一條切割刃的端點133大致對準。在這種情況下，切割刃130的端點133與待研磨基底接觸。

然而，在箭頭“B”所示方向(與方向“A”正交并對應于“橫維”方向)上使用磨料100時，基本上細長切割刃130的全長，即，當端點133和137接觸正進行研磨的基底時，端點133與137之間的整個切割刃用于切割。

圖2示出了圖1所示磨料100的剖面圖。在該圖中，可清楚地看見與研磨元件細長椎體結構的底部122在一起的背襯層110。

使用此類現有技術磨料時，研磨元件120進行的切割明顯地取決于研磨元件120的切割刃130相對于待研磨基底或表面的取向。

然而，通常當此類現有技術磨料與雙效砂光機一起使用時，可能在一定程度上補償對于研磨元件120相對于正進行研磨的基底的方向性的依賴程度。[雙效磨砂機具有旋轉功能以及以預定方向振蕩的功能。]雖然在一定程度上補償了磨料中研磨元件的方向性，但研磨元件的切割表面面積只能在上述一個特定取向上最大化。

具有圖1和圖2所示磨料結構的磨料以名稱“TrizactTM 443SA”進行制造和銷售，該名稱形成“Perfect-ItTM涂裝系統(Perfect-ItTM Paint Finishing System)”的一部分[Trizact和Perfect-It是3M公司的商標]。該系統內提供不同等級的磨料以實現完美的拋光基底或表面。

圖3示出了另一現有技術磨料200的一部分，生產磨料200的目的是為了提供具有多維磨料特性的磨料或制品。此類磨料在美國專利A-2013/0280994中有所描述。磨料200包括在其上一體形成有多個基本上相同的研磨元件220的背襯層210。每個研磨元件220包括精準成型的椎體，該椎體具有從背襯層210的三角形底部(未示出)延伸以在底部的中心上方形成峰(或頂點)230的三個三角形面222、224和226。如圖所示，每個椎體220的底部與鄰近椎體的底部對準。

這些精準成型的椎體的峰或頂點230可能在它們被磨損或折斷后才提供有效接觸面積，因此，在一些情況下，包括此類椎體的磨料在能夠提供有效切割之前可能具有相對長的啟動時間。此外，一旦峰或頂點磨損或折斷，可能很難預測切割表面的形狀、大小和取向。

圖4示出了根據本發明一個實施方案的磨料300。磨料300包括在其上形成有磨料圖案或結構320的背襯層310。磨料圖案或結構320包括多個根據其取向按組布置在背襯層310上的研磨元件。第一組研磨元件由參考標號330表示，第二組研磨元件由參考標號340表示。

如圖所示，第一組研磨元件330和第二組研磨元件340類似于圖1所示的研磨元件220。第一組研磨元件包括各自具有切割刃335的細長椎體元件，該細長椎體元件及其相關的切割刃335與箭頭“C”所示方向對準和平行。類似地，第二組研磨元件包括各自具有切割刃345的細長椎體元件，該細長椎體元件及其相關的切割刃345與箭頭“D”所示方向對準和平行。

如圖所示，每個如圖4所示的細長椎體元件330都具有矩形形式的底部，該矩形具有與箭頭“C”所示方向對準和基本平行的長邊以及與箭頭“D”所示方向對準和基本平行的短邊。從長邊延伸的面限定了切割刃335。

類似地，每個如圖4所示的細長椎體元件340都具有矩形形式的底部，該矩形具有與箭頭“D”所示方向對準和基本平行的長邊以及與箭頭“C”所示方向對準和基本平行的短邊。從長邊延伸的面限定了切割刃345。

不難理解，盡管磨料由于其相對于背襯層的取向被描述為第一組研磨元件和第二組研磨元件，但應當理解，第一組研磨元件和第二組研磨元件相當于研磨元件相對于背襯層和彼此具有不同取向的單組研磨元件。

第一組330中的每個研磨元件具有從背襯層310延伸穿過其切割刃335的平面337，平面337垂直于背襯層310。類似地，第二組340中的每個研磨元件具有從背襯層310延伸穿過其切割刃345的平面347，平面347垂直于背襯層310。在圖4中，為了清楚起見，僅示出穿過一個第一組研磨元件330和第二組研磨元件340的平面337和347。然而，不難理解，每個研磨元件都具有穿過其的平面。與第一組研磨元件330相關聯的平面337以交叉角α相交于與第二組研磨元件340相關聯的平面347。在此具體實施方案中，交叉角α基本上包括90度。

研磨元件的此特定圖案提供垂直于與箭頭“C”和/或“D”所示方向對準且平行的方向的最佳切割取向。在這種情況下，與箭頭“C”對準的切割取向使第二組研磨元件340的切割刃345的使用率最大化，與箭頭“D”對準的切割取向使第一組研磨元件330的切割刃335的使用率最大化。

對于其它切割取向，即對于相對于箭頭“C”和“D”所示方向介于0度和90度之間的切割取向，應當理解，在第一組研磨元件330以相對于箭頭“C”所示方向例如20度對準的情況下，第二組研磨元件340將以相對于箭頭“D”所示方向70度對準。實際上，不論磨料300的取向如何，第一組研磨元件330的切割取向與第二組研磨元件340的切割取向之間的角度互補。

不難理解，穿過第一組研磨元件的平面相對于穿過第二組研磨元件的平面的其它取向也是可能的，并且交叉角α可以具有任何合適的角度并且不限于90度。

此外，雖然第一組研磨元件和第二組研磨元件可以如圖4中所示基本上相同，但不難理解，第一組研磨元件和第二組研磨元件不需要基本上相同，并且取決于它們在背襯層上各自的形狀以及相對于彼此的取向，不論磨料的取向如何，仍然可以使切割表面積最大化。

如上參考圖4所述，第一組研磨元件330和第二組研磨元件340有效地形成其角部并未閉合的第一開放式平行四邊形。

在圖4所示的具體實施方案中，另外四組研磨元件由參考標號350、360、370和380表示，并且彼此基本上相同，但是每組350、360、370和380相對于第一組研磨元件330和第二組研磨元件340中的每個元件具有特定取向。

盡管另外四組研磨元件350、360、370和380作為單獨組進行描述，應當理解，這些研磨元件可包括取向相對于背襯層、第一組研磨元件和第二組研磨元件且彼此不同的單個組。

這些另外組研磨元件350中的每個包括具有底部(未示出)的椎體，底部形成于背襯層310上，三個成角面350a、350b和350c如圖所示從底部延伸。三個面350a、350b和350c交匯形成尖端350d。如圖所示，面350c的底部，即該面接觸背襯層310的部分，定位成與第一組研磨元件330大致對準和平行。

類似地，這些另外組研磨元件360中的每個包括具有底部(未示出)的椎體，底部形成于背襯層310上，三個成角面360a、360b和360c如圖所示從底部延伸。三個面360a、360b和360c交匯形成尖端360d。如圖所示，面360c的底部，即該面接觸背襯層310的部分，定位成與第二組研磨元件340大致對準和平行。

另外組研磨元件370中的每個包括具有底部(未示出)的椎體，底部形成于背襯層310上，三個成角面370a、370b和370c相對于背襯層310從底部延伸。三個面370a、370b和370c交匯形成尖端370d。如圖所示，面370c的底部，即該面接觸背襯層310的部分，定位成與第一組研磨元件330大致對準和平行。

另外組研磨元件380中的每個包括具有底部(未示出)的椎體，底部形成于背襯層310上，三個成角面380a、380b和380c相對于背襯層310從底部延伸。三個面380a、380b和380c交匯形成尖端380d。如圖所示，面380c的底部，即該面接觸背襯層310的部分，定位成與第二組研磨元件340大致對準和平行。

對于另外組研磨元件350、360、370和380中的每個而言，從背襯層310開始測量的尖端350d、360d、370d和380d的高度與從背襯層310開始測量的第一組330的切割刃335和第二組340的切割刃345的高度相同。

如圖所示，第一組研磨元件和第二組研磨元件限定了第一開放式平行四邊形，在此具體實施方案中，該開放式平行四邊形包括第一開放式正方形。此外，另外四組研磨元件限定了第二開放式平行四邊形，在此具體實施方案中，該第二開放式平行四邊形包括位于第一開放式平行四邊形或正方形內的第二開放式正方形。所示的第一和第二開放式平行四邊形或正方形彼此對準，即，第二平行四邊形或正方形的一邊與第一平行四邊形或正方形的一邊對準。

應當理解，取決于另外四組研磨元件的大小，第二平行四邊形與第一平行四邊形之間可能存在偏移。

盡管另外四組研磨元件350、360、370和380被描述為相對于第一組研磨元件330和第二組研磨元件340具有特定取向，但不難理解，其它取向也是可能的。

在一個實施方案中(未示出)，尖端350d、360d、370d和380d的高度可能比第一組研磨元件330的切割刃335和第二組研磨元件340的切割刃345相對于背襯層310的高度更低，直到相對于第一組研磨元件330和第二組研磨元件340的高度差有效降低至零并且如上所述這些尖端被磨損和/或折斷，它們相關聯的研磨元件才被激活以用于切割。

研磨元件的高度是從其底部到其頂端或遠端的距離，底部是研磨元件與背襯層粘結之處，頂端或遠端是從背襯層開始的最遠距離。

單個研磨元件可具有從遠離背襯層朝其頂端或遠端連續下降的截面表面積，即，面積大小沿著其高度方向從組合形狀的切面的角度來看在遠離背襯層的方向上下降，組合形狀的切面在與背襯層的平面平行且與背襯層平面垂直隔開的平面上取得。

研磨元件的高度在磨料中的研磨元件陣列中可以是恒定的，但具有不同高度的研磨元件也是可能的。組合物的高度值一般可高達約200μm，更具體地講，在約25至200μm的范圍內。

如圖所示，研磨元件組330、340、350、360、370和380以規則圖案遍布磨料300的背襯層310。如上所述，第一組研磨元件330和第二組研磨元件340被布置成形成第一開放式平行四邊形。另外的研磨元件組350、360和370被布置成形成位于第一開放式平行四邊形內的第二開放式平行四邊形。在所示實施方案中，第一和第二開放式平行四邊形包括開放式正方形，但在其它實施方案中，開放式平行四邊形可包括開放式平行四邊形或開放式矩形。在開放式平行四邊形包括開放式正方形的情況下，由于正方形的角度相同，即，90度，因此只存在一個交叉角。其它磨料圖案的示例在下文中參考下圖5和圖6進行描述。

應當理解，為了清楚起見，僅在圖4中標出了第一組、第二組和另外四組研磨元件中的幾個元件，但根據它們相對于彼此的取向，不難理解哪個研磨元件屬于第一組、第二和另外組中的哪一組。

在此具體實施方案中，規則圖案中使用二種不同類型的研磨元件，但應當理解，可使用任何合適數量的不同研磨元件并且圖案不需要是規則圖案。

不難理解，磨料圖案320是對稱圖案，因此不論取向如何，磨料300具有相同有效的切割性能。這與以上參考圖1和圖2所述的磨料100正好相反。

圖5示出了根據本發明另一實施方案的磨料400。磨料400包括在其上形成有磨料圖案或結構420的背襯層410。磨料圖案或結構420包括多個根據其取向按組布置在背襯層410上的研磨元件。第一組研磨元件由參考標號430表示，第二組研磨元件由參考標號440表示。

第一組研磨元件包括各自具有切割刃435的細長椎體元件，該細長椎體元件及其相關的切割刃435與箭頭“E”所示方向對準和平行。類似地，第二組研磨元件包括各自具有切割刃445的細長椎體元件，該細長椎體元件及其相關的切割刃445與箭頭“F”所示方向對準和平行。

每個如圖5所示的細長椎體元件430都具有平行四邊形形式的底部，該平行四邊形具有與箭頭“E”所示方向對準和基本平行的長邊以及與箭頭“F”所示方向對準和基本平行的短邊。從長邊延伸的面限定了切割刃435。

類似地，每個如圖4所示的細長椎體元件440都具有矩形形式的底部，該矩形具有與箭頭“F”所示方向對準和基本平行的長邊以及與箭頭“E”所示方向對準和基本平行的短邊。從長邊延伸的面限定了切割刃445。

第一組研磨元件430中的每個具有從背襯層410延伸穿過其切割刃435的平面437，平面437垂直于背襯層410。類似地，第二組研磨元件440中的每個具有從背襯層410延伸穿過其切割刃445的平面447，平面447垂直于背襯層410。在圖5中，為了清楚起見，僅示出穿過一個第一組研磨元件430和第二組研磨元件440的平面437和447。然而，不難理解，每個研磨元件都具有穿過其的平面。與第一組研磨元件430相關聯的平面437以第一交叉角α和第二交叉角β相交于與第二組研磨元件440相關聯的平面447，第一交叉角和第二交叉角互補，因此相加等于180度。在此具體實施方案中，第一交叉角α基本上包括60度，第二交叉角β基本上包括120度，即，(180–60)度。

研磨元件的此特定圖案提供垂直于與箭頭“E”和/或“F”所示方向對準且平行的方向的最佳切割取向。在這種情況下，與箭頭“E”對準的切割取向使第二組研磨元件440的切割刃445的使用率最大化，與箭頭“F”對準的切割取向使第一組研磨元件430的切割刃435的使用率最大化。

在圖5所示的具體實施方案中，另外四組研磨元件由參考標號450、460、470和480表示，并且彼此基本上相同，但是每組450、460、470和480相對于第一組研磨元件430和第二組研磨元件440中的每個元件具有特定取向。

不難理解，另外的組450、460、470和480以與圖4所示的另外的組350、360、370和380類似的方式進行布置，但其形狀為適應交叉角變化的形狀。

圖6示出了根據本發明另一實施方案的磨料500。磨料500包括在其上形成有磨料圖案或結構520的背襯層510。磨料圖案或結構520包括多個根據其取向按組布置在背襯層510上的研磨元件。第一組研磨元件由參考標號530表示，第二組研磨元件由參考標號540表示。

第一組研磨元件包括各自具有切割刃535的細長椎體元件，該細長椎體元件及其相關的切割刃535與箭頭“G”所示方向對準和平行。類似地，第二組研磨元件包括各自具有切割刃545的細長椎體元件，該細長椎體元件及其相關的切割刃545與箭頭“H”所示方向對準和平行。

每個如圖6所示的細長椎體元件530都具有平行四邊形形式的底部，該平行四邊形具有與箭頭“G”所示方向對準和基本平行的長邊以及與箭頭“H”所示方向對準和基本平行的短邊。從長邊延伸的面限定了切割刃535。

類似地，每個如圖5所示的細長椎體元件540都具有矩形形式的底部，該矩形具有與箭頭“H”所示方向對準和基本平行的長邊以及與箭頭“G”所示方向對準和基本平行的短邊。從長邊延伸的面限定了切割刃545。

第一組研磨元件530中的每個具有從背襯層510延伸穿過其切割刃535的平面537，平面537垂直于背襯層510。類似地，第二組研磨元件540中的每個具有從背襯層510延伸穿過其切割刃545的平面547，平面547垂直于背襯層510。在圖6中，為了清楚起見，僅示出穿過一個第一組研磨元件530和第二組研磨元件540的平面537和547。然而，不難理解，每個研磨元件都具有穿過其的平面。與第一組研磨元件530相關聯的平面537以第一交叉角α和第二交叉角β相交于與第二組研磨元件540相關聯的平面547，第一交叉角和第二交叉角互補，因此相加等于180度。在此具體實施方案中，第一交叉角α基本上包括30度，第二交叉角β基本上包括150度，即，(180–30)度。

研磨元件的此特定圖案提供垂直于與箭頭“G”和/或“H”所示方向對準且平行的方向的最佳切割取向。在這種情況下，與箭頭“G”對準的切割取向使第二組研磨元件540的切割刃545的使用率最大化，與箭頭“H”對準的切割取向使第一組研磨元件530的切割刃535的使用率最大化。

在圖6所示的具體實施方案中，另外四組研磨元件由參考標號550、560、570和580表示，并且彼此基本上相同，但是每組550、560、570和580相對于第一組研磨元件530和第二組研磨元件540中的每個元件具有特定取向。

不難理解，另外的組550、560、570和580以與圖4所示的另外的組350、360、370和380類似的方式進行布置，但其形狀為適應交叉角變化的形狀。

參考圖4至圖6所述的磨料結構可使用與美國專利A-5435816所述相同的方法進行制造，該專利以引用方式并入本文。在美國專利A-5435816中，描述了一種磨料制造方法，其中將包含磨料顆粒和粘結劑前體的混合物引入背襯層與生產工具表面之間的空間，然后進行固化，以在從生產工具分離后在背襯層上形成磨料結構。在一個實施方案中，在涂布臺上將混合物涂布到生產工具的接觸表面。在另一個實施方案中，將混合物涂布到背襯層上。

生產工具可以是通過涂布臺的帶的樣式，并且可以加熱混合物以降低其粘度，從而有助于涂布過程。涂布臺可包括任何常規的涂布裝置，例如刮刀涂布機、浸模涂布機、幕式涂布機、真空模具涂布機或擠出模具涂布機。涂布生產工具的接觸表面之后，將背襯層和生產工具放在一起使得混合物濕潤背襯層的正面。混合物被迫接觸背襯層，輻射能量通過生產工具的背面傳輸到混合物中以使粘結劑前體至少部分固化，從而形成具有一定形狀的可塑形磨料。隨后將磨料與生產工具分離。

如果粘結劑前體未完全固化，則通過將其暴露于其它能源中進行完全固化，諸如熱能源或其它輻射能源。或者，不使用其它能源，隨著時間的流逝，可最終實現完全固化。形成磨料之后，在轉化為任何所需樣式(例如圓錐、環形帶、片材、圓盤等)之前，可在使用前伸展和/或潤濕磨料。

輻射能通過生產工具直接傳輸至混合物。優選的是，制備生產工具的材料不吸收可觀量輻射能或因輻射能而發生降解。例如，如果使用電子束能量，優選的是，生產工具不由纖維素材料制備，原因是電子將使纖維素劣化。如果使用紫外線輻射或可見光輻射，生產工具材料應該傳輸足量的紫外線或可見光輻射以獲得所需的固化程度。

合適的背襯層具有正面和背面。可用于制備背襯層的材料的代表性示例包括聚合物膜、涂底漆的聚合物膜、未涂面漆布料、預涂面漆布料、未涂面漆紙張、預涂面漆紙張、硫化纖維、非織物以及它們的組合。背襯層對于紫外線或可見光輻射而言可為可穿透或不透明的，或對于紫外線和可見光輻射二者而言可為可穿透或不透明的。也可對背襯層進行一次或多次處理以密封背襯層和/或更改背襯層的一些物理特性。例如，布料背襯層可包含浸漬涂料、背部面漆涂料、預涂面漆涂料或它們的任何組合。浸漬涂料浸透背襯層并填充背襯層的較小開口。背部面漆涂料涂敷到背襯層的背面，在使用期間可保護纖維或紗線。預涂面漆涂料涂敷到背襯層的正面，并起到密封布料的作用。

背襯層可以是如上所述的背襯層，并且可進行處理以改變其物理特性。可提供將背襯層固定到支撐墊等的方式，其可以是壓敏粘合劑，或用于掛鉤和環形附接的環形織物。或者，可以存在相互嚙合附接系統，如美國專利A-5201101所述。

磨料的背面也可以包含防滑或摩擦涂層。此類涂層的示例包括分散在粘合劑內的無機顆粒(如碳酸鈣或石英)。可按照常規做法在背襯的背面打印相關信息，以顯示諸如產品識別號、等級號和制造商等信息。作為另外一種選擇，也可以將這類信息打印在背襯的正面。如果磨料足夠半透明使得可透過研磨元件識別打印內容，則可以在正面進行打印。

用于形成磨料組合物的混合物包含分散在粘結劑前體中的多種磨料顆粒。優選的是，混合物能夠流動。然而，如果混合物不可流動，則可通過其它方式，例如，加熱和/或加壓，將混合物擠出或強壓到生產工具的接觸表面或背襯層的正面。混合物被描述為可適形，即，可迫使混合物具有與生產工具的接觸表面和背襯的正面相同的形狀、外形或輪廓。

磨料顆粒的大小一般在約0.1μm至1500μm的范圍內，通常在約1μm至400μm的范圍內，優選地在約0.1μm至100μm的范圍內，最優選地在約0.1μm至50μm的范圍內。優選的是，磨料顆粒的莫氏硬度為至少約8，更優選地大于9，但并非必須如此。磨料顆粒的材料示例包括熔融氧化鋁、陶瓷氧化鋁、熱處理的氧化鋁、白色氧化鋁、綠色碳化硅、碳化硅、氧化鋁-氧化鋯、金剛石、二氧化鈰、立方氮化硼、石榴石以及它們的組合。

磨料顆粒上也可以具有表面涂層。表面涂層可具有許多不同的功能。在一些情況下，表面涂層用于增強磨料顆粒與粘結劑的粘合力，改變磨料顆粒的研磨特性等。表面涂層的示例包括偶聯劑、鹵化物鹽、金屬氧化物(包括二氧化硅)、難熔金屬氮化物和難熔金屬碳化物等。

在磨料中，也可以存在稀釋劑顆粒。這些稀釋劑顆粒的粒度可與磨料顆粒具有相同的數量級。此類稀釋劑顆粒的示例包括石膏、大理石、石灰石、燧石、二氧化硅、玻璃泡、玻璃珠、硅酸鋁等。

磨料中的粘結劑一般也用于將磨料組合物粘附到背襯的正面。然而，在一些情況下，背襯層的正面與磨料之間可存在其它粘合劑層。

粘結劑前體能夠通過能量進行固化，優選地，通過輻射能量，更優選地通過紫外線、可見光或電子束源的輻射能量。其它能量源包括紅外線、熱能和微波。優選的是，能量不會對所用的生產工具造成不良影響，使得工具可以再次使用。可使用劑量為約0.1兆拉德至約10兆拉德、優選劑量為約1兆拉德至約10兆拉德的電子束輻射，其又稱為電離輻射。紫外線輻射是指波長在約200nm至約400nm范圍內，優選在約250nm至約400nm范圍內的非微粒輻射。優選的是，通過劑量為100Wcm^-1至300Wcm^-1的紫外線提供紫外線輻射。可見光輻射是指波長在約400nm至約800nm范圍內，優選在約400nm至約550nm范圍內的非微粒輻射。

粘結劑前體可通過自由基機制或陽離子機制聚合。能夠通過暴露于輻射能量進行聚合的粘結劑前體的示例包括：丙烯酸酯化聚氨酯樹脂、丙烯酸酯化環氧樹脂、烯鍵式不飽和化合物、具有不飽和側羰基的氨基塑料衍生物、具有至少一個丙烯酸酯側基的異氰脲酸酯衍生物、具有至少一個丙烯酸酯側基的異氰酸酯衍生物、乙烯基醚、環氧樹脂以及它們的組合。

如本文所用，術語“丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。

丙烯酸酯化聚氨酯是羥基封端的NCO基擴鏈的聚酯或聚醚的二丙烯酸酯。可商購獲得的丙烯酸酯化聚氨酯的示例包括“UVITHANE 782”(可購自莫爾頓蒂奧科爾化學品公司(Morton Thiokol Chemical))以及“CMD 6600”、“CMD 8400”和“CMD 8805”(可購自Radcure特殊品公司(Radcure Specialties))。

丙烯酸酯化環氧樹脂為環氧樹脂的二丙烯酸酯，諸如雙酚A環氧樹脂的二丙烯酸酯。可商購獲得的丙烯酸酯化環氧樹脂的示例包括可購自Radcure特殊品公司的“CMD 3500”、“CMD 3600”和“CMD 3700”。

烯鍵式不飽和化合物包括單體化合物和聚合物化合物，所述化合物包含碳原子、氫原子和氧原子，并且可選地包含氮原子和鹵素原子。氧原子和/或氮原子通常存在于醚、酯、氨基甲酸酯、酰胺和脲基團中。烯鍵式不飽和化合物的分子量優選地小于約4,000。優選的烯鍵式不飽和化合物可以是由含有脂肪族單羥基或脂肪族多羥基的化合物與不飽和羧酸(諸如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、異巴豆酸和馬來酸等)反應生成的酯。烯鍵式不飽和化合物的代表性示例包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇甲基丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇甲基丙烯酸酯和季戊四醇四硬脂酸酯。其它烯鍵式不飽和化合物包括羧酸的單烯丙基、聚烯丙基和聚甲基烯丙基酯和酰胺，例如二烯丙基鄰苯二甲酸酯、二烯丙基己二酸酯和N,N-二烯丙基己二酰胺。還有其它含氮烯鍵式不飽和化合物包括：三(2-丙烯酰氧基乙基)異氰脲酸酯、1,3,5-三(2-甲基丙烯酰氧基乙基)-三嗪、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基哌啶酮。

合適的氨基塑料樹脂的每個分子或低聚體中具有至少一個α,β-不飽和側羰基。這些材料在美國專利A-4903440和A-5236472中有所描述。

具有至少一個丙烯酸酯側基的異氰脲酸酯衍生物和具有至少一個丙烯酸酯側基的異氰酸酯衍生物在美國專利A-4652275中有所描述。優選的異氰脲酸酯衍生物是異氰脲酸三羥乙酯的三丙烯酸酯。

環氧樹脂具有環氧乙烷(oxirane)環，并且通過打開環發生聚合反應。合適的環氧樹脂包括單體的環氧樹脂和低聚的環氧樹脂。優選的環氧樹脂的代表性示例包括2,2-雙[4-(2,3-環氧丙氧基)苯基丙烷](雙酚A的二縮水甘油醚)和以商品名“Epon 828”、“Epon 1004”和“Epon 1001F”從殼牌化學公司(Shell Chemical Co.)商購獲得的物質；以及可購自陶氏化學公司(Dow Chemical Co.)的“DER-331”、“DER-332”和“DER-334”。其它合適的環氧樹脂包括苯酚甲醛酚醛樹脂的縮水甘油基醚(如，購自陶氏化學公司(Dow Chemical Co.)的“DEN-431”和“DEN-428”)。一些環氧樹脂可通過陽離子機制在存在一種或多種合適光引發劑的情況下發生聚合反應。這些樹脂在美國專利A-4318766中有所描述。

如果要采用紫外線輻射或可見光輻射，優選的是，粘結劑前體還包含光引發劑。生成自由基源的光引發劑的示例包括但不限于有機過氧化物、偶氮化合物、醌、二苯甲酮、亞硝基化合物、酰鹵、腙、巰基化合物、吡喃鎓化合物、三丙烯酰基咪唑、雙咪唑、磷雜環戊二烯氧化物(phosphene oxide)、氯代烷基三嗪、安息香醚、苯偶酰縮酮、噻噸酮、苯乙酮衍生物以及它們的組合。

陽離子光引發劑生成酸源以引發環氧樹脂發生聚合反應。陽離子光引發劑可包括含有鎓陽離子和含鹵素的金屬或準金屬絡合陰離子的鹽。其它陽離子光引發劑包括含有機金屬絡合陽離子和含鹵素的金屬或準金屬復合陰離子的鹽。這些光引發劑在美國專利A-4751138中有所描述。

陽離子光引發劑的另一個示例是美國專利A-4985340以及歐洲專利A-0306161和A-0306162中所述的有機金屬鹽和鎓鹽。還有其它陽離子光引發劑包含有機金屬絡合物的離子鹽，其中所述金屬選自元素周期表中第IVB、VB、VIB、VIIB和VIIIB族元素，如歐洲專利A-0109581所述。

除輻射固化型樹脂之外，粘結劑前體還可包括可通過輻射能以外的能量源固化的樹脂，諸如可縮合固化樹脂。此類可縮合固化樹脂的示例包括酚醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂和脲-甲醛樹脂。

粘結劑前體還可包含任選的添加劑，例如填料(包括助磨劑)、纖維、潤滑劑、潤濕劑、表面活性劑、顏料、染料、偶聯劑、增塑劑和懸浮劑。有助于流動特性的添加劑示例具有商標“OX-50”，可從德固賽公司(DeGussa)商購獲得。可調節這些材料的量以提供所需的特性。填料的示例包括碳酸鈣、硅石、石英、硫酸鋁、粘土、白云石、偏硅酸鈣以及它們的組合。助磨劑的示例包括四氟硼酸鉀、冰晶石、硫、黃鐵礦、石墨、氯化鈉以及它們的組合。混合物可含有高達70重量％的填料或助磨劑，通常高達40重量％，優選地為1重量％至10重量％，最優選地為1重量％至5重量％。

磨料漿液還可包含任選的添加劑，例如填料(包括助磨劑)、纖維、潤滑劑、潤濕劑、觸變性材料、表面活性劑、顏料、染料、抗靜電劑、偶聯劑、增塑劑和懸浮劑。選擇這些材料的量以提供所需的特性。這些材料的使用可影響磨料的可蝕性。在一些情況下，有目的地加入添加劑，以使磨料組合物更易腐蝕，從而去除鈍的磨料顆粒并露出新的磨料顆粒。

可使用的抗靜電劑的示例包括石墨、碳黑、氧化釩、潤濕劑等。這些抗靜電劑在美國專利A-5061294、A-5137542和A-5203884中公開。

偶聯劑可以在粘結劑前體與填料顆粒或磨料顆粒之間提供聯接橋。偶聯劑的示例包括硅烷、鈦酸鹽(酯)和鋁鋯偶聯劑。磨料漿液優選地含有約0.01重量％至3重量％的偶聯劑。

懸浮劑的示例為表面積小于150平方米/克的無定形二氧化硅顆粒，該顆粒可以商品名“OX-50”從德固賽公司(DeGussa Corp.)商購獲得。

混合物可通過混合多種成分進行制備，并將磨料顆粒逐步加入粘結劑前體中。另外，可以使混合物中氣泡的含量最小化。這可通過在混合步驟中抽真空而實現。

磨料的形貌具有生產工具接觸表面的反向圖案。生產工具接觸表面的圖案通常由多個腔體或凹陷表征，該多個腔體或凹陷反向對應于圖3所示的圖案，并且可視作“負向”圖案。

可用于構造生產工具的熱塑性材料包括聚酯、聚碳酸酯、聚(醚砜)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚氨酯、聚氯乙烯、聚烯烴、聚苯乙烯或它們的組合。熱塑性材料可包含添加劑，諸如增塑劑、自由基清除劑或穩定劑、熱穩定劑、抗氧化劑和紫外線輻射吸收劑。這些材料對于紫外線和可見光輻射而言是基本透明的。

熱塑性生產工具可以由母模工具制備，母模工具優選地由金屬例如鎳制成。母模工具可通過可實現諸如圖3所示的待形成的微復制圖案(即“正向”圖案)的任何合適技術制成。如果希望生產工具表面上有圖案，則母模工具應具有與生產工具表面相反的圖案。熱塑性材料可用母模工具進行壓印以形成圖案。壓印可在熱塑性材料處于可流動狀態下進行。壓印之后，可將熱塑性材料冷卻硬化。

生產工具還可由固化的熱固性樹脂制成。將未固化的熱固性樹脂涂敷到上述類型的母模工具上。當未固化的樹脂在母模工具表面上時，樹脂可通過加熱進行固化或發生聚合反應，使得其凝固成具有與母模工具表面圖案相反的形狀。一經固化，就從母模工具表面移出生產工具。生產工具可由固化的可輻射固化樹脂制成，例如丙烯酸酯化聚氨酯低聚物。輻射固化的生產工具以與熱固性樹脂制成的生產工具相同的方式制備，不同的是通過暴露于輻射(例如，紫外線輻射)中來進行固化。制備可用生產工具的其它詳細信息在美國專利A-5435816中有所描述。

生產工具的接觸表面還可包含防粘涂層，以使磨料制品更容易從生產工具上剝離。此防粘涂層的示例包括有機硅和含氟化合物。

除批量處理生產工具之外，還可使用連續等離子體反應器用美國專利A-5888594、A-5948166、B-7195360和B-7887889中所述的技術來處理生產工具卷軸或連續幅材。連續等離子體處理設備通常包括可由射頻(RF)電源供電的旋轉筒電極、用作接地電極的接地室、以連續移動網形式連續提供待處理制品的進料卷軸、以及收集處理后制品的收卷軸。進料卷軸和收卷軸可任選封閉于室內，或者只要低壓等離子維持于室內，也可在室外操作。如果需要，可在通電筒電極附近添加同心接地電極以用于附加的間距控制。如果希望提供不連續處理，可采用掩模。入口以蒸氣或液體形式向室內提供合適的處理氣體。

實施例

除另有說明外，否則實施例和說明書其它部分中的所有份數、百分比、比例等均按重量計，并且實施例中使用的所有試劑均得自或購自一般化學品供應商，例如密蘇里州圣路易斯的西格瑪奧德里奇公司(Sigma-Aldrich Company,Saint Louis,Mo.)，或可通過常規方法合成。

在所有實施例中使用以下縮寫：

℃: 攝氏溫度

g/ft²： 克/平方英尺

g/m²： 克/平方米

rpm： 每分鐘轉數

mil： 10^-3英寸

微英寸： 10^-6英寸

μm 微米

ft/min： 英寸/分

m/min： 米/分

mm： 毫米

cm： 厘米

kPa： 10³帕斯卡

psi： 磅/平方英寸

kg： 千克

lb： 磅

UV： 紫外線

Wt.％： 重量百分比

W/in： 瓦特/英寸

W/cm： 瓦特/厘米

A-174：γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，以商品名“SILQUEST A174”購自美國俄亥俄州哥倫布的邁圖公司(Momentive,Columbus,Ohio,USA)

D-6019：熱熔性壓敏粘合劑，以商品名“DYNAHM 6019”購自美國西弗吉尼亞州格拉夫頓的Dyna-Tech粘合劑公司(Dyna-Tech Adhesives,Inc.,Grafton,West Virginia,USA)

GC2500：JIS 2500級碳化硅磨料礦石，以商品名“GC2500”購自美國伊利諾伊州埃爾姆赫斯特的Fujimi公司(Fujimi Corp.,Elmhurst,Illinois,USA)

GC4000：JIS4000級碳化硅磨料礦石，以商品名“GC4000”購自美國伊利諾伊州埃爾姆赫斯特的Fujimi公司(Fujimi Corp.,Elmhurst,Illinois,USA)

H-2679：膠乳分散體,以商品名“HYCAR 2679”購自美國俄亥俄州克利夫蘭的路博潤先進材料公司(Lubrizol Advanced Materials,Inc.,Cleveland,Ohio,USA)

9S1582：可紫外線固化的藍色顏料，以產品編號“9S1582”購自美國賓夕法尼亞州多伊爾斯敦的Penn Color公司(Penn Color Inc.,Doylestown,Pennsylvania,USA)

S24000：100％活性聚合物分散劑，以商品名“SOLSPERSE S24000SC/GR”購自美國俄亥俄州克利夫蘭的路博潤先進材料公司(Lubrizol AdvancedMaterials,Inc.,Cleveland,Ohio,USA)

SG-1582：反應性聚氨酯粘合劑，以商品名“SG1582-082”購自美國威斯康星州沃瓦托薩的Bostik公司(Bostik,Inc.,Wauwatosa,Wisconsin,USA)

SR339：2-苯氧乙基丙烯酸酯單體，以商品名“SR339”購自美國賓夕法尼亞州埃克斯頓的沙多瑪公司(Sartomer Company,Exton,Pennsylvania,USA)

SR351：三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，以商品名“SR351H”購自美國賓夕法尼亞州埃克斯頓的沙多瑪公司(Sartomer Company,Exton,Pennsylvania,USA)

TPO-L:酰基膦氧化物，以商品名“LUCERIN TPO-L”購自美國新澤西州弗洛勒姆帕克的巴斯夫公司(BASF Corp.of Florham Park,New Jersey,USA)

制備泡沫背襯基底

以干重為3g/ft²(32.29g/m²)的“H-2679”涂布90密耳(2.29mm)的聚氨酯泡沫層，泡沫層以商品名“HYPUR-CEL S0601”購自美國西弗吉尼亞州亨廷頓的Rubberlite公司(Rubberlite,Inc.,Huntington,West Virginia,USA)。然后使用D-6019將3.0密耳(76.2μm)的聚酯膜層合到泡沫的相反面，聚酯膜以商品名“HOSTAPHAN 2262”購自美國南卡羅來納州格里爾的三菱聚酯膜公司(Mitsubishi Polyester Film,Inc.,Greer,South Carolina,USA)。然后使用SG-1582將52g/m²的拉絨尼龍毛圈織物層合到聚酯膜的外露面上，毛圈織物以商品名“ART.TROPICAL L”購自意大利Cene的Sitip SpA公司(Sitip SpA,Cene,Italy)。

制備磨料漿液AS-1和AS-2

樹脂預混物按如下方式制備：將403.0克的SR339、607.0克的SR351以及96.0克的S24000混合在一起，加熱至60℃，并且間歇性攪拌約1小時直至S24000溶解。然后將溶液冷卻至21℃，加入60.0克的A-174和33.6克的TPO-L，攪拌樹脂預混物直至均勻分散。

AS-1

在21℃下使用高速剪切攪拌器將958克的GC2500用15分鐘均勻分散到600克的樹脂預混物中，之后將漿液加熱至60℃，靜置2小時，然后冷卻回21℃。

AS-2

根據以上針對AS-1所述的一般流程制備磨料漿液，其中GC2500由同等重量的GC4000取代，將另外19.7克的藍色顏料均勻分散到600克的樹脂預混物中。

制備微復制工具MRT-1和MRT-2

MRT-1

可用工具的具體制造示例可見于美國專利A-5152917(Pieper等人)、A-5435816(Spurgeon等人)、A-5672097(Hoopman等人)、A-5946991(Hoopman等人)、A-5975987(Hoopman等人)和6129540(Hoopman等人)。

借助金剛石車床將對應于圖1和圖2所示微復制磨料圖案的壓痕刻入主輥中。將聚丙烯樹脂澆鑄到主輥上并在軋輥之間擠出然后冷卻，從而形成柔性聚合物生產工具片材。在對應于微復制磨料圖案相反圖案的聚合物生產工具的表面上形成一系列腔體。

MRT-2

重復以上針對MRT-1所述的一般制造流程，其中對應于圖7至圖10所示圖案的微復制磨料圖案將在下文進行更詳細的描述。

實施例1

通過刮刀涂布法將磨料漿液AS-1涂敷到微復制的聚丙烯工具MRT-1上，涂布重量為約5.5mg/cm²。然后使填充有漿液的聚丙烯工具在軋輥中接觸泡沫的乳膠涂布的表面，并使用具有兩個“D”型燈泡的紫外線處理器以600W/in(236W/cm)、70ft/min(21.3m/min)的線速，以及60psi(413.7kPa)的輥隙壓力進行紫外線固化，紫外線處理器購自美國馬里蘭州蓋瑟斯堡的Fusion Systems公司(Fusion Systems Inc.,Gaithersburg,Maryland,USA)。隨后移除工具以露出聚氨酯泡沫上底部尺寸為120μm×55μm且高55μm的微復制磨料涂層。

從該材料中模切出直徑為6英寸(15.4cm)的研磨盤和2.25英寸×9.00英寸(5.72cm×22.86cm)的多個片材，分別用于切割與粗糙度測試1和2。在橫維(CW)和順維(DW)方向上改造片材樣品，其中DW與平行于較長磨料底部尺寸的較長片材尺寸對應。CW取向與DW方向垂直。

實施例2

重復實施例1中一般性描述的流程，其中磨料漿液AS-1由磨料漿液AS-2替代，并且將線速降至40ft/min(12.2m/min)。

比較例A

重復實施例1中一般性描述的流程，其中微復制工具MRT-1由MRT-2替代。

比較例B

重復比較例A中一般性描述的流程，其中磨料漿液AS-1由磨料漿液AS-2替代。

評價

除非另外指明，在以下評價中所有由商品名標識的工具和材料均購自美國明尼蘇達州圣保羅的3M公司(3M Company,St Paul,Minnesota,USA)。

切割與粗糙度測試1

磨料性能測試在18英寸×24英寸(45.7cm×61cm)的具有透明涂層的涂黑漆冷軋輥鋼測試面板上進行，面板產品編號為“55875”，購自美國密歇根州希爾斯代爾的ACT Laboratories公司(ACT Laboratories Inc.,Hillsdale,Michigan,USA)。將直徑為6英寸(15.2mm)、商品名為“260L P1200HOOKIT FINISHING FILM”的砂磨盤附接到同等大小的“HOOKIT SOFT INTERFACE PAD(產品編號05777)”，HOOKIT SOFT INTERFACE PAD繼而附接到“HOOKIT BACKUP PAD(產品編號05551)”。然后將墊組件固定到“28500”型偏心軌道式砂光機。使用40psi(275.8kPa)的線壓力和約10lbs(4.54kg)的向下力，通過將砂光機橫向掃過面板7次，然后縱向掃過面板9次，使面板發生預磨損，每次掃過動作之間的重疊率為約50％。用微纖維布擦拭磨損的面板并稱重。260L精拋光膜由樣品盤替代，輕輕噴水到面板上，以50％的重疊率橫向和縱向掃動來重復進行1分鐘的打磨。然后擦干面板，重新稱重以測量切割量，用購自英格蘭萊斯特郡的泰勒霍普森公司(Taylor Hobson,Inc.,Leicester,England)的“SURTRONIC 3+型粗糙度儀(SURTRONIC 3+PROFILOMETER)”測量五個位置上的平均表面粗糙度(Rz)。然后重復砂磨過程三次，累積切割量和平均粗糙度在表1中列出。

表1

切割與粗糙度測試2

以切割與粗糙度測試1所述的方式磨損涂黑漆的冷軋輥鋼測試面板，然后稱量面板重量，并且測量五個位置上的平均粗糙度。使用雙面膠帶將2.25×9.00英寸(5.72×22.86cm)的測試樣品附接到類似大小的8lb(3.63Kg)砂磨塊。然后將磨損的面板浸入水中，通過采用來回移動用測試樣品進行手動砂磨，其中一次來回移動相當于一次循環。10次循環后，擦干測試面板，測量三個位置上的平均表面粗糙度。然后將該過程再重復40次循環，每10次循環后重新濕潤面板。擦干并重新稱量面板，再次測量三個位置上的平均表面粗糙度。結果列于表2中。

表2

上述MRT-2的磨料圖案在圖7至圖10中示出。該磨料圖案與圖4所示的磨料圖案類似，具有下表3所列的尺寸。

表3

盡管本發明已經參考如圖4至圖6所示的具有特定磨料結構圖案的磨料進行描述，但不難理解，提供取向無關性的其它磨料結構圖案也是可能的。

不難理解，本發明并不限于本文所述的具體實施方案，本發明的其它實施方案也是可能的。