具有旋轉(zhuǎn)對齊的成形陶瓷磨粒的帶涂層磨料制品

背景技術(shù)：
磨粒和由磨粒制造的磨料制品可用于在產(chǎn)品制造過程中研磨、磨光（finish）或磨削多種材料和表面。因此，一直存在對磨粒和/或磨料制品的成本、性能或壽命進(jìn)行改善的需求。三角形成型磨粒和使用三角形成型磨粒制造的磨料制品公開于授予Berg的第5,201,916號美國專利、授予Rowenhorst的第5,366,523號美國專利以及授予Berg的第5,984,988號美國專利中。在一個實施例中，磨粒的形狀包括等邊三角形。三角形成型磨?？捎糜谥圃炷軌蛟龃笄邢魉俾实哪チ现破?。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
成型磨粒通?？删哂袃?yōu)于隨機(jī)粉碎的磨粒的性能。通過控制磨粒的形狀，可以控制磨料制品的所得性能。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，通過進(jìn)一步控制成型磨粒的z-方向旋轉(zhuǎn)取向，可改變所得帶涂層磨料制品的切削量和光潔度。帶涂層磨料制品常規(guī)通過向背襯上的底膠層上靜電涂覆（電涂）磨?；蚴窍虻啄z層上滴涂磨粒來制成。如美國專利第2,370,636號中所示使用常規(guī)的靜電沉積方法通過使用靜電場來抵抗重力作用而將磨粒垂直地推進(jìn)到底膠層上從而直立地施加磨粒不可能控制帶涂層磨料制品中磨粒的z-方向旋轉(zhuǎn)取向。粘附到底膠層的磨粒將具有隨機(jī)的z-方向旋轉(zhuǎn)取向，因為在通過靜電場從傳送帶移除粒子時粒子的旋轉(zhuǎn)是隨機(jī)且不受控制的。相似地，在滴涂的帶涂層磨料制品中，顆粒的z-方向旋轉(zhuǎn)取向是隨機(jī)的，因為顆粒從料斗進(jìn)給并在重力的作用下落到底膠層上。在剛性研磨工具的制造過程中，采用金屬結(jié)合劑和金剛石磨粒，可使用絲網(wǎng)來向剛性支承物如金屬盤以特定的圖案或網(wǎng)格施加金剛石磨粒。然而，金剛石通常不取向為具有任何特定的z-方向旋轉(zhuǎn)取向，并且篩孔使得金剛石在被置于篩孔中時可在任何方向上自由旋轉(zhuǎn)。有時金剛石相對于其最大硬度的內(nèi)部結(jié)晶學(xué)方向取向，如U.S.5,453,106中所討論；但迄今為止，參照粒子的表面特征結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)對齊成形陶瓷磨粒以增大切削量或改變所得光潔度并未得到認(rèn)識。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，使用具有精確地間隔開并對齊的非圓形孔以固持各個磨粒于固定位置中的精密絲網(wǎng)可以旋轉(zhuǎn)對齊磨粒的表面特征結(jié)構(gòu)于特定的z-方向旋轉(zhuǎn)取向。表面特征結(jié)構(gòu)的對齊可用來增強(qiáng)表面特征結(jié)構(gòu)的切削作用或改變工件上因所述表面特征結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的光潔度。此外，精密絲網(wǎng)可用來通過使磨料層中的磨粒產(chǎn)生預(yù)定的圖案來控制磨粒的密度而無需任何特定的旋轉(zhuǎn)取向。與靜電涂覆方法可獲得的相比，這些圖案可在帶涂層背襯上獲得顯著更多的三角形成形磨?！绊旤c朝上”的布置；尤其是在帶涂層背襯上較高的成形磨粒密度下。另外，可構(gòu)建具有預(yù)定圖案的工程磨料層，其中x和y方向上的間距連同磨粒關(guān)于穿過背襯和磨粒的z-軸的z-方向旋轉(zhuǎn)取向一起得到控制。因此，在一個實施例中，本發(fā)明涉及一種帶涂層磨料制品，其包含：多個成形陶瓷磨粒，每個都具有表面特征結(jié)構(gòu)；所述多個成形陶瓷磨粒由包含樹脂性粘合劑的底膠層附接到柔性背襯而形成磨料層；所述表面特征結(jié)構(gòu)具有指定的z-方向旋轉(zhuǎn)取向；并且其中所述磨料層中所述指定的z-方向旋轉(zhuǎn)取向比表面特征結(jié)構(gòu)的隨機(jī)z-方向旋轉(zhuǎn)取向發(fā)生得更頻繁。附圖說明本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解，本發(fā)明的討論僅是針對示例性實施例的描述，其并不旨在限制本發(fā)明的更廣泛的方面，其中更廣泛的方面體現(xiàn)在示例性構(gòu)造中。圖1A和1B示意了成型磨粒的一個實施例的頂視圖和側(cè)視圖。圖1C示意了帶涂層磨料制品的側(cè)視圖。圖2A和2B為帶涂層磨料制品的一個實施例的頂視圖，該帶涂層磨料制品具有z-方向旋轉(zhuǎn)對齊的圖1A和1B的成型磨粒。圖2C為用來制造圖2A的帶涂層磨料制品的絲網(wǎng)的一部分的頂視圖，該絲網(wǎng)具有多個旋轉(zhuǎn)對齊的孔。圖3A和3B為帶涂層磨料制品的另一個實施例的頂視圖，該帶涂層磨料制品具有z-方向旋轉(zhuǎn)對齊的圖1A和1B的成型磨粒。圖3C為用來制造圖3A的帶涂層磨料制品的絲網(wǎng)的一部分的頂視圖，該絲網(wǎng)具有多個旋轉(zhuǎn)對齊的孔。圖4A和4B為帶涂層磨料制品的另一個實施例的頂視圖，該帶涂層磨料制品具有z-方向旋轉(zhuǎn)對齊的圖1A和1B的成型磨粒。圖4C為用來制造圖4A的帶涂層磨料制品的絲網(wǎng)的一部分的頂視圖，該絲網(wǎng)具有多個旋轉(zhuǎn)對齊的孔。圖5A和5B為帶涂層磨料制品的另一個實施例的頂視圖，該帶涂層磨料制品具有z-方向旋轉(zhuǎn)對齊的圖1A和1B的成型磨粒。圖5C為用來制造圖5A的帶涂層磨料制品的絲網(wǎng)的一部分的頂視圖，該絲網(wǎng)具有多個旋轉(zhuǎn)對齊的孔。圖6和7為本發(fā)明的各個實例的磨削性能的曲線圖。圖8為形成帶涂層磨料制品的兩種不同方法的切削量對密涂層密度百分?jǐn)?shù)的曲線圖。在說明書和附圖中重復(fù)使用的參考標(biāo)號旨在表示本發(fā)明相同或類似的特征或元件。定義如本文所用，詞語“包含”、“具有”和“包括”在法律上是具有等同含義的開放型術(shù)語。因此，除了列舉的元件、功能、步驟或限制之外，還可以有其他未列舉的元件、功能、步驟或限制。如本文所用，術(shù)語“磨料分散體”意指可轉(zhuǎn)化為引入到模具腔體中的α-氧化鋁的α-氧化鋁前體。可將該組合物稱為磨料分散體，直到足量的揮發(fā)性組分被移除進(jìn)而使磨料分散體凝固為止。如本文所用，“成形陶瓷磨?！币庵妇哂兄辽俨糠值貜?fù)制的形狀的陶瓷磨粒。制備成形磨粒的非限制性工藝包括：在具有預(yù)定形狀的模具中使前體磨粒成形；通過具有預(yù)定形狀的孔口擠出所述前體磨粒；通過在具有預(yù)定形狀的印刷絲網(wǎng)中的開口印刷所述前體磨粒；或者將所述前體磨粒壓印為預(yù)定形狀或圖案。成形陶瓷磨粒的非限制性例子包括在模具中形成的成型磨粒，例如如美國專利第RE35,570號、第5,201,916號和第5,984,998號中所公開的三角形板；或者由圣戈班磨料公司（Saint-GobainAbrasives）生產(chǎn)的通常具有圓形橫截面的擠出細(xì)長陶瓷棒/細(xì)絲，其例子在美國專利第5,372,620中有公開。本文使用的成形磨粒不包括通過機(jī)械壓碎操作獲得的隨機(jī)大小的磨粒。如本文所用，術(shù)語“成型磨粒前體”意指通過從磨料分散體（當(dāng)其位于模具腔體中時）移除足量的揮發(fā)性組分以形成凝固體的方式所產(chǎn)生的未熔結(jié)顆粒，該凝固體可從模具腔體移除，并且在后續(xù)處理操作中基本上保持其模制形狀。如本文所用，術(shù)語“成型磨?！币庵改チ５闹辽僖徊糠志哂蓄A(yù)定形狀的陶瓷磨粒，該預(yù)定形狀由用于形成成型磨粒前體的模具腔體復(fù)制而成。除了在磨料碎片（例如，如美國專利公布US2009/0169816中所述）的情況下，成型磨粒通常會具有基本上復(fù)制了用來形成成型磨粒的模具腔體的預(yù)定幾何形狀。本文使用的成型磨粒不包括通過機(jī)械壓碎操作獲得的隨機(jī)大小的磨粒。如本文所用，“z-方向旋轉(zhuǎn)取向”意指當(dāng)粒子由底膠層附接到背襯時粒子關(guān)于以相對于背襯成90度的角穿過粒子和穿過背襯的z-軸的角旋轉(zhuǎn)。具體實施方式具有傾斜側(cè)壁的成形磨粒參見圖1A、圖1B、和圖1C，該圖示出具有傾斜側(cè)壁22的示例性成形磨粒20。自具有傾斜側(cè)壁22的成型磨粒20所制備的材料包括陶瓷，具體地，在一個實施例中包括α-氧化鋁。α-氧化鋁粒子可由氧化鋁一水合物的分散體制成，該分散體被膠凝、模制成型、干燥定型、煅燒并然后燒結(jié)。成形磨粒的形狀得以保持，而無需粘結(jié)劑以在粘結(jié)劑中形成包括磨粒（隨后形成為成形結(jié)構(gòu)）的團(tuán)聚物。通常，具有傾斜側(cè)壁22的成形磨粒20包括薄主體，該薄主體具有第一面24和第二面26，并且厚度為t。第一面24和第二面26通過至少一個傾斜側(cè)壁22彼此連接。在一些實施例中，可存在不止一個傾斜側(cè)壁22并且每個傾斜側(cè)壁22的傾斜度或角度可與圖1A中示出的相同或不同。在一些實施例中，第一面24基本上為平面，第二面26基本上為平面，或兩面均基本上為平面。或者，如提交于2008年12月17日的名稱為“Dish-ShapedAbrasiveParticlesWithARecessedSurface”（具有凹進(jìn)表面的盤形磨粒）的美國專利公布第2010/0151195號中更詳細(xì)地討論的，面可以是凹的或凸的。另外，如提交于2008年12月17日的名稱為“ShapedAbrasiveParticlesWithAnOpening”（具有開口的成型磨粒）的美國專利公布第2010/0151201號中更詳細(xì)地討論的，可存在穿過面的開口或孔。在一個實施例中，第一面24和第二面26基本上彼此平行。在其他實施例中，第一面24和第二面26可以不平行，使得一個面相對于另一個面傾斜，并且與每一個面相切的假想線都將相交于一點。具有傾斜側(cè)壁22的成型磨粒20的傾斜側(cè)壁22可不同并且其通常形成第一面24和第二面26的周邊29。在一個實施例中，第一面24和第二面26的周邊29選擇為具有一定的幾何形狀，并且第一面24和第二面26選擇為具有相同的幾何形狀，但它們在尺寸上不同，一個面的尺寸大于另一個面。在一個實施例中，第一面24的周邊29和第二面26的周邊29為所示出的三角形形狀。參見圖1B和圖1C，可以改變介于成形磨粒20的第二面26和傾斜側(cè)壁22之間的拔模角α，以改變每一個面的相對尺寸。在本發(fā)明的各種實施例中，拔模角α可介于約90度至約130度之間、或介于約95度至約130度之間、或介于約95度至約125度之間、或介于約95度至約120度之間、或介于約95度至約115度之間、或介于約95度至約110度之間、或介于約95度至約105度之間、或介于約95度至約100度之間。如提交于2008年12月17日的名稱為“ShapedAbrasiveParticlesWithASlopingSidewall”（具有傾斜側(cè)壁的成型磨粒）的美國專利公布第2010/0151196號中所討論的，已發(fā)現(xiàn)，拔模角α的特定范圍使由具有傾斜側(cè)壁的成型磨粒制成的帶涂層磨料制品的磨削性能產(chǎn)生意想不到的提高?，F(xiàn)在參見圖1C，該圖示出帶涂層磨料制品40，所示帶涂層磨料制品背襯42的第一主表面41由磨料層覆蓋。該磨料層包含底膠層44和多個具有傾斜側(cè)壁22的成型磨粒20，傾斜側(cè)壁22由底膠層44附接到背襯42。施加復(fù)膠層46以進(jìn)一步將具有傾斜側(cè)壁22的成型磨粒20附接或粘附到背襯42。如圖所示，多數(shù)具有傾斜側(cè)壁22的成形磨粒20向一側(cè)翻轉(zhuǎn)或傾斜。這導(dǎo)致多數(shù)具有傾斜側(cè)壁22的成型磨粒20相對于背襯42的第一主表面41的取向角β小于90度。如圖所示，在施加具有傾斜側(cè)壁的成型磨粒并讓其傾斜到傾斜側(cè)壁上后，成型磨粒的尖端48通常就具有相同的高度h。為進(jìn)一步優(yōu)化傾斜取向，具有傾斜側(cè)壁的成型磨粒可在疏涂層磨料層中施加到背襯。在靜電施加系統(tǒng)中，密涂層磨料層為可在單次穿過制備機(jī)時施加到磨料制品底膠層的最大重量的磨?；蚰チ９不煳?。疏涂層是一定量的磨?；蚰チ９不煳铮渲亓繛樾∮诳赏扛驳綆繉幽チ现破返牡啄z層的最大重量（以克為單位）。疏涂磨料層將導(dǎo)致具有磨粒的底膠層的覆蓋百分比少于100%，從而在磨粒之間留下敞開區(qū)域和可見樹脂層。據(jù)信如果向背襯施加太多的具有傾斜側(cè)壁的成型磨粒，則粒子之間存在的空間將不足以允許粒子在固化底膠層和復(fù)膠層之前傾斜或翻轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的各種實施例中，具有疏涂層磨料層或密涂層磨料層的帶涂層磨料制品中超過50%、60%、70%、80%或90%的成型磨粒是翻轉(zhuǎn)或傾斜的，取向角β小于90度。可使用精密孔絲網(wǎng)來均勻地隔開成型磨粒，同時在接近或等于密涂層密度的顯著較高的磨料層磨粒密度下仍允許它們翻轉(zhuǎn)或傾斜。不期望受理論約束，據(jù)信小于90度的取向角β導(dǎo)致具有傾斜側(cè)壁的成形磨粒的切削性能增強(qiáng)。在本發(fā)明的各種實施例中，帶涂層磨料制品的磨料層中至少多數(shù)具有傾斜側(cè)壁的成形磨粒的取向角β可為介于約50度至約85度之間、或介于約55度至約85度之間、或介于約60度至約85度之間、或介于約65度至約85度之間、或介于約70度至約85度之間、或介于約75度至約85度之間、或介于約80度至約85度之間。具有傾斜側(cè)壁的成形磨粒20可具有各種體積縱橫比。體積長寬比被定義為穿過體積重心的最大橫截面積除以穿過該重心的最小橫截面積之比。對于某些形狀而言，最大或最小橫截面可以是相對于該形狀的外部幾何形狀傾斜、成角度、或偏斜的平面。例如，球體的體積長寬比將為1.000而立方體的體積長寬比將為1.414。每側(cè)邊等于長度A并且均勻厚度等于A的等邊三角形形式的成形磨粒的體積長寬比將為1.54，而如果該均勻厚度減至0.25A，則體積長寬比增加至2.64。據(jù)信具有較大體積縱橫比的成形磨粒具有增強(qiáng)的切削性能。在本發(fā)明的各種實施例中，具有傾斜側(cè)壁的成形磨粒的體積縱橫比可為大于約1.15、或大于約1.50、或大于約2.0、或介于約1.15至約10.0之間、或介于約1.20至約5.0之間、或介于約1.30至約3.0之間。其他合適的成型磨粒在美國專利公布第2009/0169816號、美國專利公布第2010/0146867號、美國專利公布第2010/0319269號、提交于2009年12月2日的名稱為“DualtaperedShapedAbrasiveParticles”（雙錐形成型磨粒）的美國專利申請第61/266,000號、提交于2010年4月27日的名稱為“CeramicShapedAbrasiveParticles,MethodOfMakingTheSame,AndAbrasiveArticlesContainingTheSame”（陶瓷成型磨粒、其制備方法及包含其的磨料制品）的美國專利申請第61/328,482號以及提交于2010年8月4日的名稱為“IntersectingPlateShapedAbrasiveParticles”（相交板成型磨粒）的美國專利申請第61/370,497號中有公開?？芍瞥沙尚翁沾赡チ５牟牧习ㄎ锢砬绑w，例如已知陶瓷材料如α-氧化鋁、碳化硅、氧化鋁/氧化鋯和碳化硼的細(xì)碎粒子。還包括化學(xué)和/或形態(tài)學(xué)前體，例如，三水合鋁、水軟鋁石、γ-氧化鋁和其他過渡型氧化鋁及鋁礬土。以上材料中最有用的是通?；谘趸X的材料及其物理或化學(xué)前體。然而應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不受此限制，而是能夠適合與多種不同的前體陶瓷材料一起使用。用于制備成形陶瓷磨粒的合適方法在提交于2008年12月17日的名稱為“MethodOfMakingAbrasiveShards,ShapedAbrasiveParticlesWithAnOpening,OrDish-shapedAbrasiveParticles”（制備磨料碎片、具有開口的成型磨粒或盤形磨粒的方法）的美國專利公布第2009/0165394號、提交于2009年12月22日的名稱為“TransferAssistedScreenPrintingMethodOfMakingShapedAbrasiveParticlesAndTheResultingShapedAbrasiveParticles”（制備成型磨粒的輔助轉(zhuǎn)移絲網(wǎng)印刷方法及所得成型磨粒）的美國專利申請序列號61/289,188以及成形陶瓷磨粒的定義中所提及的專利中有公開。適合與具有傾斜側(cè)壁22的成型磨粒20混合的粒子包括常規(guī)磨粒、稀釋顆粒、或可侵蝕的團(tuán)聚物，例如在美國專利第4,799,939號和第5,078,753號中描述的那些。常規(guī)磨粒的代表性例子包括熔融氧化鋁、碳化硅、石榴石、熔融氧化鋁-氧化鋯、立方晶型氮化硼、金剛石等。稀釋顆粒的代表性例子包括大理石、石膏和玻璃。不同形狀的具有傾斜側(cè)壁22的磨粒20（例如，三角形和正方形）的共混物或具有不同拔模角的成型磨粒20的共混物（例如拔模角為98度的粒子與拔模角為120度的粒子混合）可用于磨料制品中。具有傾斜側(cè)壁22的成形磨粒20還可以具有表面涂層。已知表面涂層可以用于改善磨料制品中拋光劑和粘結(jié)劑之間的粘附力，或可用于有助于成形磨粒20的靜電沉積。此類表面涂層在美國專利第5,213,591號、第5,011,508號、第1,910,444號、第3,041,156號、第5,009,675號、第5,085,671號、第4,997,461號和第5,042,991號中有所描述。另外，該表面涂層可以防止成形磨粒封堵。“封堵”這一術(shù)語用來描述來自正在研磨的工件的金屬顆粒被焊接到成形磨粒頂部的現(xiàn)象。具有上述功能的表面涂層對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是已知的。具有z-方向旋轉(zhuǎn)對齊的磨粒的帶涂層磨料制品參見圖1C，帶涂層磨料制品40包含背襯42，在背襯42的第一主表面41上施加有第一粘結(jié)劑層，下文稱為底膠層44。多個成形陶瓷磨粒附接或部分嵌入在底膠層44中，所述成形陶瓷磨粒在一個實施例中包含形成磨料層的具有傾斜側(cè)壁22的成型磨粒20。具有傾斜側(cè)壁22的成型磨粒20上方為第二粘結(jié)劑層，下文稱為復(fù)膠層46。底膠層44的目的是固定具有傾斜側(cè)壁22的成型磨粒20到背襯42，復(fù)膠層46的目的是增強(qiáng)具有傾斜側(cè)壁22的成型磨粒20。多數(shù)具有傾斜側(cè)壁22的成型磨粒20取向為使得尖端48或頂點遠(yuǎn)離背襯42并且成型磨?？吭趦A斜側(cè)壁22上并如圖所示翻轉(zhuǎn)或傾斜。多個成形陶瓷磨粒中的每一個可關(guān)于以相對于背襯成90度的角穿過成形陶瓷磨粒和穿過背襯42的z-軸具有指定的z-方向旋轉(zhuǎn)取向，如圖1C中所示。成形磨粒以表面特征結(jié)構(gòu)如第一面24或第二面26的大體平的表面旋轉(zhuǎn)到關(guān)于z-軸的指定角位置中來取向。在形成磨料層時因成形磨粒的靜電涂覆或滴涂，所述帶涂層磨料制品中指定的z-方向旋轉(zhuǎn)取向比表面特征結(jié)構(gòu)的隨機(jī)z-方向旋轉(zhuǎn)取向發(fā)生得更頻繁。因此，通過控制顯著大量的成形陶瓷磨粒的z-方向旋轉(zhuǎn)取向，帶涂層磨料制品的切削速率、光潔度或二者可與使用靜電涂覆方法制造的那些不同。在本發(fā)明的各種實施例中，磨料層中至少50%、51%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或99%的成形陶瓷磨粒可具有指定的z-方向旋轉(zhuǎn)取向，所述取向不隨機(jī)發(fā)生并且對于所有對齊的粒子來說可以是大體相同的。在其他實施例中，約50%的成形陶瓷磨?？稍诘谝环较蛏蠈R并且約50%的成形陶瓷磨?？稍诘诙较蛏蠈R（圖5A、5B）。在一個實施例中，第一方向與第二方向基本正交。表面特征結(jié)構(gòu)在模制、擠出、絲網(wǎng)印刷或成型成形陶瓷磨粒的其他工藝過程中形成。非限制性的表面特征結(jié)構(gòu)可包括：大體平的表面；具有三角形、矩形、六邊形或多邊形周邊的大體平的表面；凹的表面；凸的表面；頂點；孔；脊；線或多條線；凸起；或凹陷。表面特征結(jié)構(gòu)常選擇為改變切削速率、減少成形磨粒的磨損或改變所得光潔度。通常，表面特征結(jié)構(gòu)為邊緣、平面或點并且磨料層中該特征的z-方向旋轉(zhuǎn)取向的選擇應(yīng)考慮到磨料層的運(yùn)動、工件的運(yùn)動以及磨削過程中磨料層相對于工件表面的角度?，F(xiàn)在參見圖2A、2B到5A、5B；其中示出了帶涂層磨盤、片或帶的磨料層中成形陶瓷磨粒的各種圖案。示意的是具有多個如圖1A、B中所示的成型磨粒的磨料層的頂視圖。為簡單起見，每個單獨(dú)的成型磨粒以短線段表示，短線段表示了附接到底膠層的成型磨粒的基底（傾斜側(cè)壁）的位置。在表示片或帶的示意圖中，繪制了縱軸50以供參考。還給出了指示當(dāng)置于磨削工具上時盤或帶的行進(jìn)方向的箭頭?，F(xiàn)在參見圖2A、2B，帶涂層磨料制品可包括盤52或片54或帶54。在圖2A中，帶涂層磨料制品為盤，指定的z-方向旋轉(zhuǎn)取向使大體平的表面56周向地定位，并且由多個成形陶瓷磨粒產(chǎn)生的圖案包含多個同心圓。在圖2B中，帶涂層磨料制品為片54或帶54，指定的z-方向旋轉(zhuǎn)取向使大體平的表面56相對帶或片的縱軸50以大約0度的角度定位，并且由多個成形陶瓷磨粒產(chǎn)生的圖案包含多條平行線。參見圖2C，其中示出了在制造圖2A中的盤時用以精確地布置和旋轉(zhuǎn)對齊成形磨粒的精密開孔絲網(wǎng)58。現(xiàn)在參見圖3A、3B，帶涂層磨料制品可包括盤52或片54或帶54。在圖3A中，帶涂層磨料制品為盤52，指定的z-方向旋轉(zhuǎn)取向使大體平的表面56徑向地定位并且由多個成形陶瓷磨粒產(chǎn)生的圖案包含多個同心圓。在圖3B中，帶涂層磨料制品為片54或帶54，指定的z-方向旋轉(zhuǎn)取向使大體平的表面56相對帶或片的縱軸50以大約90度的角度定位，并且由多個成形陶瓷磨粒產(chǎn)生的圖案包含多條平行線。參見圖3C，其中示出了在制造圖3A中的盤時用以精確地布置和旋轉(zhuǎn)對齊成形磨粒的精密開孔絲網(wǎng)58。現(xiàn)在參見圖4A、4B，帶涂層磨料制品可包括盤52或片54或帶54。在圖4A中，帶涂層磨料制品為盤52，指定的z-方向旋轉(zhuǎn)取向使大體平的表面56相對盤的直徑60以大約45度的角度定位，并且由多個成形陶瓷磨粒產(chǎn)生的圖案包含多條平行線。在圖4B中，帶涂層磨料制品為片54或帶54，指定的z-方向旋轉(zhuǎn)取向使大體平的表面56相對帶或片的縱軸50以大約45度的角度定位，并且由多個成形陶瓷磨粒產(chǎn)生的圖案包含多條平行線。參見圖4C，其中示出了在制造圖4A中的盤時用以精確地布置和旋轉(zhuǎn)對齊成形磨粒的精密開孔絲網(wǎng)58。在其他實施例中，大體平的表面可以0度和90度之間的任何角度定位，例如5度、10度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度、75度、80度和85度。通過選擇所列值中的任何兩個來產(chǎn)生上限和下限，前述角旋轉(zhuǎn)的范圍將是可能的。現(xiàn)在參見圖5A、5B，帶涂層磨料制品可包括盤52或片54或帶54。在圖5A中，帶涂層磨料制品為盤52，指定的z-方向旋轉(zhuǎn)取向使大約50%的成形磨粒定位為使大體平的表面56以大約0度排列、大約50%的成形磨粒定位為使大體平的表面56以大約90度的角度排列并且由多個成形陶瓷磨粒產(chǎn)生的圖案包含多條正交的線。在圖5B中，帶涂層磨料制品為片54或帶54，指定的z-方向旋轉(zhuǎn)取向使大約50%的成形磨粒定位為使大體平的表面56相對縱軸50以大約0度排列、大約50%的成形磨粒定位為使大體平的表面56相對縱軸50以大約90度的角度排列并且由多個成形陶瓷磨粒產(chǎn)生的圖案包含多條正交的線。參見圖5C，其中示出了在制造圖5A中的盤時用以精確地布置和旋轉(zhuǎn)對齊成形磨粒的精密開孔絲網(wǎng)58。底膠層44和復(fù)膠層46包含樹脂粘合劑。底膠層44與復(fù)膠層46的樹脂粘合劑可相同或不同。適用于這些涂層的樹脂粘合劑的例子包括酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂、丙烯酸酯樹脂、氨基塑料樹脂、三聚氰胺樹脂、丙烯酸改性環(huán)氧樹脂、氨基甲酸乙酯樹脂以及它們的組合。除樹脂粘合劑之外，底膠層44或復(fù)膠層46、或這兩者還可以包含本領(lǐng)域已知的添加劑，例如為填料、助磨劑、潤濕劑、表面活性劑、染料、顏料、偶聯(lián)劑、粘合促進(jìn)劑、以及它們的組合。填充劑的例子包括碳酸鈣、硅石、滑石、粘土、偏硅酸鈣、白云石、硫酸鋁以及它們的組合。合適的柔性背襯包括聚合物膜、金屬箔、織造織物、針織織物、紙、硫化纖維、非織造物、泡沫、絲網(wǎng)、層合物以及它們的組合。具有柔性背襯的帶涂層磨料制品可呈片、盤、帶、墊或卷的形式。在一些實施例中，背襯應(yīng)是足夠柔性的以允許帶涂層磨料制品形成為環(huán)以制造可在合適的磨削設(shè)備上運(yùn)行的磨帶。助磨劑可施加到帶涂層磨料制品上。助磨劑被定義為顆粒物質(zhì)，所述顆粒物質(zhì)的加入顯著地影響研磨的化學(xué)和物理過程，從而引起性能提高。助磨劑涵蓋各種不同的材料，并且可為無機(jī)物或有機(jī)物。助磨劑的化學(xué)組成的實例包括蠟、有機(jī)鹵化物、鹵化鹽、金屬以及它們的合金。有機(jī)鹵化物通常在研磨過程中分解，釋放鹵氫酸或氣態(tài)鹵化物。此類材料的實例包括氯化蠟，例如四氯化萘、五氯化萘；和聚氯乙烯。鹵化物鹽的例子包括氯化鈉、鉀冰晶石、鈉冰晶石、銨冰晶石、四氟硼酸鉀、四氟硼酸鈉、氟化硅、氯化鉀、氯化鎂。金屬的例子包括錫、鉛、鉍、鈷、銻、鎘、鐵和鈦。其他助磨劑包括硫、有機(jī)硫化合物、石墨和金屬硫化物。本發(fā)明還涵蓋使用不同助磨劑的組合；在某些情況下，這可以產(chǎn)生協(xié)同增強(qiáng)效應(yīng)。在一個實施例中，助磨劑為冰晶石或四氟硼酸鉀?？蓪Υ祟愄砑觿┑牧窟M(jìn)行調(diào)整，以賦予所需的性質(zhì)。在復(fù)膠涂層上使用頂膠涂層也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。頂膠涂層通常包含粘結(jié)劑和助磨劑。粘合劑可由如下材料形成：酚醛樹脂、丙烯酸酯樹脂、環(huán)氧樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、氨基甲酸乙酯樹脂以及它們的組合。制造具有z-方向旋轉(zhuǎn)對齊的磨粒的帶涂層磨料制品的方法可使用各種方法來制造本發(fā)明的帶涂層磨料制品。在一個實施例中，如提交于2011年2月16日、名稱為“ElectrostaticAbrasiveParticleCoatingApparatusandMethod”（靜電磨粒涂覆裝置和方法）、具有美國專利申請序列號61/443399的共同待審專利申請中所述，可采用靜電涂覆方法。在此特別的方法中，可使用帶靜電荷的振動給料器來將成形磨粒推下給料表面并推向位于帶涂層背襯后的傳導(dǎo)性構(gòu)件。在一些實施例中，給料表面是基本水平的并且?guī)繉颖骋r基本垂直地行進(jìn)。令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，改變給料表面與和背襯接觸的傳導(dǎo)性構(gòu)件之間的間隙將使包含薄三角形板的成形磨粒的z-方向旋轉(zhuǎn)取向從主要橫向?qū)R的板改變?yōu)橹饕v向?qū)R的板，如該專利申請的圖8和9中所見。實現(xiàn)成形磨粒的z-方向旋轉(zhuǎn)取向的另一方法可采用精密開孔的絲網(wǎng)，所述絲網(wǎng)將成形磨粒定位于特定的z-方向旋轉(zhuǎn)取向中，使得成形磨?？蓛H以少許特定的取向例如少于或等于4、3、2或1個取向而裝配到精密開孔的絲網(wǎng)中。例如，僅比包含矩形板的成形磨粒的橫截面略大的矩形開口將使成形磨粒取向為兩種可能的180度對立的z-方向旋轉(zhuǎn)取向中之一。精密開孔的絲網(wǎng)可設(shè)計為使得成形磨粒在定位于絲網(wǎng)的孔中的同時可關(guān)于其z-軸（當(dāng)成形磨粒定位于孔中時，垂直于絲網(wǎng)的表面）旋轉(zhuǎn)小于或等于約30度、20度、10度、5度、2度或1度的角度。具有多個選擇以在z-方向上取向成形磨粒以形成圖案的孔的精密開孔絲網(wǎng)可在具有匹配的孔圖案的第二精密開孔絲網(wǎng)上具有保持構(gòu)件如粘合膠帶、用來固持粒子于第一精密絲網(wǎng)中的靜電場或機(jī)械鎖如具有匹配的孔圖案的兩個精密開孔絲網(wǎng)以相反的方向扭曲以夾緊粒子于孔內(nèi)。第一精密孔絲網(wǎng)充滿成形磨粒，保持構(gòu)件用來使成形磨粒保持就位于孔中。在一個實施例中，與第一精密孔絲網(wǎng)以層疊方式對齊的第二精密孔絲網(wǎng)的表面上的粘合膠帶使成形磨粒停留在粘著于膠帶表面的第一精密絲網(wǎng)的孔中，所述膠帶暴露在第二精密孔絲網(wǎng)的孔中。將具有底膠層的帶涂層背襯與含有多個成形磨粒的第一精密孔絲網(wǎng)表面平行地定位，使底膠層面對孔中的成形磨粒。其后，使帶涂層背襯和第一精密孔絲網(wǎng)接觸以粘附成形磨粒到底膠層。釋放保持構(gòu)件，例如移除具有膠帶覆蓋表面的第二精密孔絲網(wǎng)、解開兩個精密孔絲網(wǎng)或是消除靜電場。然后移除第一精密孔絲網(wǎng)，從而在帶涂層磨料制品上留下具有指定的z-方向旋轉(zhuǎn)取向的成形磨粒以進(jìn)行進(jìn)一步的常規(guī)加工如施加復(fù)膠層及固化底膠層和復(fù)膠層。實例本發(fā)明的目的和優(yōu)點通過下面的非限制性實例進(jìn)一步說明。這些實例中所提到的具體材料及其量以及其他條件和細(xì)節(jié)，均不應(yīng)被解釋為對本發(fā)明的不當(dāng)限制。除非另外指明，否則實例以及說明書其余部分中的所有份數(shù)、百分?jǐn)?shù)、比例等均按重量計。實例1至4根據(jù)美國專利公布2010/0151196的公開內(nèi)容制備成型磨粒。通過在邊長0.068英寸（1.73mm）、模具深度0.012英寸（0.3mm）的等邊三角形形狀聚丙烯模具腔體中模制氧化鋁溶膠凝膠來制備成型磨粒。干燥和焙燒后，所得成型磨粒類似于圖1A，不同的是拔模角α為大約98度。經(jīng)焙燒的成型磨粒為約0.8mm（邊長）×0.2mm厚并將通過30目的篩。自伊利諾伊州芝加哥的Fotofab公司（FotofabInc.,ChicagoIL）獲得8英寸直徑乘10密耳厚（20.3cm×0.254mm）的圓形精密開孔金屬絲網(wǎng)。該精密孔絲網(wǎng)通過光刻化學(xué)蝕刻產(chǎn)生。各個孔自矩形光刻特征蝕刻得到。由于蝕刻過程，實際特征具有倒圓的轉(zhuǎn)角并且在前表面和后表面上孔比片中心處大。每個孔的最大表面尺寸為大約0.39mm寬乘0.8mm長。每個孔的最窄部分處的尺寸為大約0.34mm寬乘0.7mm長。產(chǎn)生四種不同的絲網(wǎng)圖案，每種具有相同的孔密度。第一絲網(wǎng)，圖3C（實例1），具有孔的同心環(huán)，其中每個孔的長維度相對于圓形精密孔絲網(wǎng)徑向地取向。第二絲網(wǎng)，圖2C（實例2），具有孔的同心環(huán)，其中每個孔的長維度相對于圓形精密孔絲網(wǎng)周向地取向。在第三絲網(wǎng)中，圖4C（實例3），孔呈同心環(huán)，孔在前兩個絲網(wǎng)間的半道的角度下取向，即從徑向取向或周向取向錯開45度。第四絲網(wǎng)，圖5C（實例4），制成為孔呈矩形陣列，每行中具有交替的垂直和水平孔的重復(fù)圖案，相繼的行彼此錯開，使得每個水平孔由四個垂直孔所包圍并且每個垂直孔由四個水平孔所包圍，絲網(wǎng)的外圓邊緣處除外，可在這里切下圖案。為適當(dāng)?shù)丶s束和取向絲網(wǎng)孔中的成型磨粒，需要在彼此之上層疊兩個精密孔絲網(wǎng)，使所有的孔對齊。使兩個相同的精密孔絲網(wǎng)保持對齊并用絲網(wǎng)邊緣處箔帶的小突舌固定。然后用掩蓋膠帶（“SCOTCH233+”，53/4英寸寬，明尼蘇達(dá)州圣保羅的3M公司（3MCo.StPaul,MN））覆蓋該加標(biāo)（indexed）絲網(wǎng)層疊體的一個絲網(wǎng)的一個面。該加標(biāo)絲網(wǎng)層疊體即已就緒，可以接收成型磨粒了。成型磨粒的尺寸使得僅三角形板的頂點將裝配到絲網(wǎng)孔中，并且僅當(dāng)其取向為與孔的長軸平行時，成型磨粒的頂點才可與底部絲網(wǎng)上的孔的底部處的膠帶粘合表面接觸。向該加標(biāo)絲網(wǎng)層疊體的與覆蓋了膠帶的底部絲網(wǎng)表面相背對的表面施加一定量的成型磨粒并從底部輕輕敲打該加標(biāo)絲網(wǎng)層疊體。加標(biāo)孔很快被成型磨粒填充，該成型磨粒保持頂點朝下、基底朝上，并且在孔的長維度方向上取向。以此方式施加另外的成型磨粒，直至超過90%的孔含有成型磨粒，這些成型磨粒在其頂點處由暴露的掩蓋膠帶粘合劑固定。制備底膠樹脂的做法是：混合22.3份環(huán)氧樹脂（“HELOXY48”，德克薩斯州休斯頓的瀚森特種化工公司（HexionSpecialtyChemicals,Houston,TX））、6.2份丙烯酸酯單體（“TMPTA”，佐治亞州薩凡納的UCBRadcure公司（UCBRadcure,Savannah,GA））并加入1.2份光引發(fā)劑（“IRGACURE651”，紐約州霍所恩的汽巴精化公司（CibaSpecialtyChemicals,Hawthorne,NY）），加熱直至光引發(fā)劑溶解。混合下加入51份甲階酚醛樹脂（來自1.5:1至2.1:1摩爾比的苯酚：甲醛的堿催化縮合物）、73份碳酸鈣（HUBERCARB，伊利諾伊州昆西的邱博工程材料公司（HuberEngineeredMaterials,Quincy,IL））和8份水。然后經(jīng)由刷子向具有0.875英寸（2.22cm）中心孔的7英寸（17.8cm）直徑×0.83mm厚硫化纖維幅材（“DYNOSVulcanizedFibre”，德國特羅斯多夫的DYNOS公司（DYNOSGmbH,Troisdorf,Germany））施加4.5克該混合物。然后使帶涂層磨盤以20ft/min（6.1m/min）在UV燈下通過以使涂層膠凝。從填充了成型磨粒的加標(biāo)絲網(wǎng)層疊體移除連接兩個精密孔絲網(wǎng)的箔帶突舌?？字械某尚湍チＷ陨碜阋詷?biāo)記兩個絲網(wǎng)。將涂覆了底膠樹脂的纖維盤放置在平坦的表面上，底膠樹脂側(cè)朝上。將填充了成型磨粒的加標(biāo)絲網(wǎng)層疊體居中在纖維盤上并將加載了礦物的面放置為與底膠樹脂接觸。在使組件保持固定的同時，從含有成型磨粒的底部精密孔絲網(wǎng)小心地分離具有覆蓋了膠帶的表面的頂部精密孔絲網(wǎng)，從而釋放成型磨粒。然后從纖維盤的底膠樹脂表面小心地提升底部精密孔絲網(wǎng)。這使得成型磨粒轉(zhuǎn)移到底膠樹脂，它們的頂點朝上，同時大大保持絲網(wǎng)的孔所創(chuàng)建的z-方向旋轉(zhuǎn)取向。轉(zhuǎn)移到每個盤的成型磨粒的重量為3.5克。使底膠樹脂熱固化（90攝氏度下90分鐘，然后105攝氏度下3小時）。然后對每個盤涂覆以常規(guī)的含冰晶石的酚醛復(fù)膠樹脂并固化（90攝氏度下90分鐘，然后105攝氏度下16小時）。測試前讓成品帶圖層磨盤在環(huán)境濕度下平衡1周、然后在50%RH下平衡2天。比較例A與實例1-4相同地制備比較例A，不同的是經(jīng)由靜電涂覆施加成型磨粒并因此具有隨機(jī)的z-方向旋轉(zhuǎn)取向。磨削測試方法通過使用如下程序磨削1018低碳鋼來評價各個盤的磨削性能。將用于評價的7英寸（17.8cm）直徑的磨盤附接到裝配有7英寸（17.8cm）光滑盤墊面板的回轉(zhuǎn)磨床（“821197HardBlack”，得自明尼蘇達(dá)州圣保羅的3M公司（3MCompany,St.Paul,Minnesota））。然后啟動磨床并使磨床在12磅（5.4kg）的載荷下抵住0.75英寸×0.75英寸（1.9cm×1.9cm）、預(yù)稱重的1018鋼筋的端面。磨床在該載荷下緊靠該工件的所得旋轉(zhuǎn)速度為5000rpm。在這些條件下以10秒磨削間隔（通過）研磨工件。每一個10秒間隔后，讓工件冷卻至室溫并稱重，以確定研磨操作的切削量。以每一個間隔的切削增量和移除的總切削量記錄試驗結(jié)果。當(dāng)切削量跌到初始切削量值的20%以下時，確定為測試終點。在8磅（3.6kg）載荷下對所有實例重復(fù)測試。如果需要，可采用合適的設(shè)備自動進(jìn)行該試驗。測試結(jié)果示于表1中。圖6繪制了各種實例盤和電涂對照盤在12磅載荷下的切削量結(jié)果，圖7繪制了各種實例盤和電涂對照盤在8磅載荷下的切削量結(jié)果。如圖可見，改變大體平的表面的z-方向旋轉(zhuǎn)取向顯著地影響了各種實例盤的切削速率。實例5在實例5中，使用開孔絲網(wǎng)來控制絲網(wǎng)涂覆磨盤中三角形成型磨粒的頂點朝上取向并與靜電涂覆（電涂）對照磨盤比較在不銹鋼上的總切削量。改變置于開孔絲網(wǎng)中的三角形成型磨粒的重量并與各種重量的三角形成型磨粒的電涂對照盤加以比較。在此實例中，使用簡單的28目織造金屬絲篩網(wǎng)來在適宜的頂點朝上取向上對齊三角形成型磨粒。三角形成型粒子通過自邊長110密耳、模具深度28密耳、拔模角為98度的等邊三角形形狀聚丙烯模具腔體成型氧化鋁溶膠凝膠來制備。干燥和焙燒后，所得三角形成型磨粒具有約0.110"（2.8mm）的邊長、約0.012"（0.3mm）的厚度和-20+26目篩的大小。對于這些絲網(wǎng)涂覆磨盤，三角形成型磨粒的旋轉(zhuǎn)對齊不受控制，絲網(wǎng)的孔允許隨機(jī)的z-方向旋轉(zhuǎn)取向。然而，開孔絲網(wǎng)確保了磨料層中大約100%的三角形成型磨粒的頂點指離背襯。隨著電涂樣品密涂層密度百分?jǐn)?shù)的增加，越來越多的三角形成型磨粒將通過其頂點附接在磨料層中，從而相對于待研磨的工件呈現(xiàn)出水平表面。如圖8中所見，絲網(wǎng)涂覆盤在大于75%的密涂層密度百分?jǐn)?shù)下具有顯著較高的切削量。在本發(fā)明的各種實施例中，絲網(wǎng)涂覆盤可具有約75%至約100%或約80%至約98%的密涂層密度百分?jǐn)?shù)。在這些密度下，顯著更多的包含三角形板的成型磨粒通過三角形的基底附接到底膠層，其中頂點指離底膠層，從而顯著增大帶涂層磨料制品的總切削量。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，更具體地講，在不脫離所附權(quán)利要求書中所示出的精神和范圍的前提下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以實踐本發(fā)明的其他修改形式和變型形式。應(yīng)當(dāng)理解，多種實施例的方面可以整體地或部分地與多種實施例的其他方面互換或結(jié)合。以上獲得專利證書的專利申請中所有引用的參考文獻(xiàn)、專利或?qū)＠暾埖娜耐ㄟ^一致的方式以引用方式并入本文中。在并入的參考文獻(xiàn)部分與本專利申請之間存在不一致或矛盾的情況下，應(yīng)以前述說明中的信息為準(zhǔn)。為了使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠?qū)嵺`受權(quán)利要求書保護(hù)的本發(fā)明而給定的前述說明不應(yīng)理解為是對本發(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書及其所有等同形式所限定。