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官方微信摘要 本发明介绍的是一种带有内置吸尘系统的涂附磨具。我们一般在使用片式（如圆盘状或页状）涂附磨具时，都要用专用衬盘将磨具安装在研磨工具上。有一种衬盘上带有吸尘孔，吸尘孔再与一个真空源...
我们一般在使用片式（如圆盘状或页状）涂附磨具时，都要用专用衬盘将磨具安装在研磨工具上。有一种衬盘上带有吸尘孔，吸尘孔再与一个真空源相连，以控制磨屑在磨削面上的聚集，从而除去磨削面上的磨屑、以避免因尘粒阻塞造成的打滑现象，从而提高磨具的磨削性能。
一些研磨工具本身带有整体真空吸尘系统，但其抽尘和纳尘能力由于现有磨盘的抽吸技术的原因受到了限制。
而另一些研磨工具是通过一个带有与研磨工具相连的软管的复杂吸尘系统而实现吸尘的，但这类外接吸尘系统往往过于笨重而且会妨碍操作者的操作。
因此对吸尘磨削系统的吸尘形式有了更进一步完善的需求，尤其需要一种可单独使用也可与外接真空吸尘系统配合使用的吸尘磨具。
发明提要
本发明介绍的这种带有内置吸尘系统的涂附磨具，其吸尘系统含有至少两层带有孔道的过滤材料。使用两层带孔道的过滤材料比使用单层同等尺寸的带孔道的过滤材料具有优势，如使用两层5mm厚带孔道过滤材料的本发明磨具的吸尘性能优于含单层10mm厚带孔道过滤材料的对比磨具。
本发明磨具由带排屑孔的多孔磨削层、带孔道的第一、第三过滤材料层和不带孔道的第二、第四过滤材料层及选择性粘结层组成。多孔磨削层的排屑孔与过滤材料层上的孔道一同发挥作用使磨削尘粒从磨削表面流至过滤材料层。
本发明磨具的多孔磨削层可以是含排屑孔的纸基、布基涂附磨具、网状磨具、无纺布磨具或其它多孔磨削材料。
本发明磨具适合磨削各种表面，例如，漆面、底漆、木材、塑料、玻璃纤维及金属等。它既可以与外接真空吸尘系统一起使用，也可以单独使用。
发明内容
图1A显示的是带局部剖切的本发明示例磨具透视图，用以说明形成磨具的各组成层的情况。
如图所示，该磨具102共由六层组成：多孔磨削层104、第一过滤材料层120、第二过滤材料层140、第三过滤材料层160、第四过滤材料层180及可选择粘结层146。
第一层和第三层过滤材料120和160上具有相互独立的孔道。第二层和第四层过滤材料140和180一般由纤维材料制成，如无纺布纤维网。
多孔磨削层104上含有大量的排屑孔，可以使磨削尘粒流过磨削层104，然后被磨具内的过滤材料捕获。
图1B显示的是图1A中磨具的横剖面视图。
如图所示，该磨具的每一个过滤材料层都有相对的两个表面，即第一过滤材料层120的122和124，第二过滤材料层140的142和144，第三过滤材料层160的162和164，第四过滤材料层180的182和184。
本发明磨具的粘结层146，可以是一层压敏胶带，为多孔结构，可以让空气从中通过；也可以是尼龙、聚酯或聚丙烯材质的搭扣材料，用于将磨具固定在相应的专用衬盘上，搭扣材料具有疏松结构，不能过于妨碍空气通过，因为在下面的说明例中其可被作为第四层过滤材料兼粘结层使用。
磨具中各层可以用任意适合的粘合形式结合在一起，如用胶水、压敏胶、热熔胶、喷涂胶、热粘合或超声粘合等。
本发明磨具的多孔磨削层和各个过滤材料层被彼此粘附在一起时，不能阻碍磨削尘粒从一层流向下一层。在多孔磨削层和第一过滤材料层中间或在第一和第二过滤材料层间使用胶粘剂会部分限制磨削尘粒的透过程度，这种限制影响可采用不连续涂胶的方法来降低至最低，例如独立胶粘区（如雾化喷涂或间歇挤压涂胶）、特殊胶线（如热熔涡旋喷涂和花纹辊式涂胶）等方法。在一些说明例中，胶粘剂只用在各层的周边部分。本发明中所用的胶粘剂包括压敏胶和非压敏胶。
图2显示的是带有整体粘结层的本发明示例磨具的横剖面视图。
如图所示，磨具202也是由多个材料层构成，各层结构与图1中磨具相近，与图1A和图1B不同的是该第四过滤材料层280兼作粘结层。在一些说明例中，是直接用搭扣材料作为整体过滤粘接层的。而另一些说明例中，是直接在第四层过滤材料上涂一种压敏胶作为整体过滤粘接层。
图3A是本发明示例多孔磨削层的视图，图3B是图3A中多孔磨削层的横剖面视图。
多孔磨削层304由基材306及其两个表面308和310、底胶314、磨料312、复胶315和大量的排屑孔316组成。
图4是带局部剖切的本发明示例多孔磨削层俯视图，用以说明构成磨削层的各组成部分的情况
图4显示的是一个网状磨具示例的多孔磨削层的俯视图，图中的部分剖切用于说明构成磨削层的各个组成部分。
如图所示，多孔磨削层404包括网格基材406、底胶414、磨料412和复胶415及大量贯通于磨削层的排屑孔416，排屑孔416是由网格底基406的网孔418形成的。
网格基材可以由任何多孔材料制成，如带孔的薄膜、无纺布、梭织物或针织物。在图4的说明例里，网格基材406是一个带孔的薄膜，该薄膜可以由金属、纸或塑料制成。在一些说明例中，网格织物基材由玻璃纤维、尼龙、聚酯、聚丙烯或铝制成。
网格底基406中的排屑孔418一般如图4所示是方形的，当然也可以是其它形状的，如长方形、圆形、三角形、菱形等。排屑孔418可以如图4所示是大小一致，分布均匀的，也可以是随意分布，非均匀的，大小形状也可各不相同。
多孔磨削层，无论是网格磨具、带孔的涂附磨具或其它，都包括孔面积不同的排屑孔。一般来说，有效孔面积平均为至少每孔0.5mm2，也有1或1.5mm2，最好不超过10mm2。
无论织造的或打孔的多孔磨削层都有一个总开孔面积，它不仅影响通过磨削层的空气的总量，也影响磨削层的有效磨削面积和磨削性能。多孔磨削层的有效总开孔面积至少为0.01cm2/cm2（即1%的开孔面积）。在一些说明例中，也有0.03或0.05cm2/cm2，一般低于0.8cm2/cm2（即80%的开孔面积）。
图5A是采用聚合物作为本发明示例第一过滤材料层的透视图，图5B是图5A中第一过滤材料层的俯视图。
如图5A所示，该聚合物过滤材料层必须有一个厚度或高度H。第一和第三过滤材料层的厚度可以依不同的应用范围而不同。如当特殊的磨削应用要求磨具具有非同一般的把持力时，第一和第三层的厚度可以增加。当然，该厚度也可以由其它参数确定，如所需要的磨具的刚性。
本发明磨具中的第一和第三过滤材料层的平均厚度至少为0.5mm，最好不超过10mm。第一层的平均厚度至少为1mm，有些至少为3mm。
如图5B所示，第一或第三过滤材料层由形成贯通于过滤材料层上下面的孔道526的孔壁528的聚合物532构成，孔壁528在粘结区534进行粘结。
本发明所使用的形成上述过滤材料孔壁的聚合物可以包括聚烯烃，如聚乙烯和聚乙烯共聚物、聚丙烯及聚丙烯共聚物和聚四氟乙烯（PTFE）等。该聚合物可以用可固化树脂材料铸成，如丙烯酸酯或环氧树脂，并通过热源、超声或电子束辐射进行固化。
图6是采用打孔材料作本发明示例第一或第三过滤材料层的透视图。
如图所示，过滤材料620上有许多贯通于其上下面的带有孔壁628的孔道626。该过滤材料可以由各种材料制成，如泡沫材料、纸或塑料。在一些说明例中，第一过滤材料层由打孔的多孔泡沫材料制成，还有些第一过滤材料层的打孔过滤材料由玻璃纤维、尼龙、聚酯或聚丙烯制成。
第一或三过滤材料的孔道一般平均有效直径至少为0.1mm，也有为至少0.3mm的，最好不超过0.5mm。
第二和第四过滤材料层可以包括各种常规用在过滤产品中的多孔过滤材料，尤其是空气过滤产品。第二和第四过滤材料层的材料可以相同也可以彼此不同。它们可以是纤维材料、泡沫材料、多孔膜、织物等。
在一些说明例中，第二层和第四过滤材料层的纤维材料的纤维直径小于100微米，有些小于50微米，甚至小于1微米。如果需要，第二和第四过滤材料层可以使用一至多层过滤材料。
第二和第四过滤材料层可以使用各种单位重量的织物。
第二层过滤材料的单位重量一般在每平方米2至200克之间，最好在每平方米10至70克之间。
第四层过滤材料的单位重量一般在每平方米10至1000克之间，最好在每平方米50至200克之间。
第二层和第四层过滤材料可以由各种有机聚合物材料制成，包括混合物和共混物。合适的过滤材料包括市面上能购得的多种材料，包括聚烯烃，如聚丙烯、线形低密度聚乙烯、聚丁烯等。其它材料包括热塑聚合物、非热塑纤维等。
在使用无纺布材料作过滤材料的示例中，无纺布过滤材料用常规无纺布技术制成。
本发明磨具已被证明可以有效地进行高效大剂量吸尘，其所采用的多层过滤结构也已被证明可以克服当前磨具的不足。该多层过滤结构是这样发挥作用的：由其它诸层过滤结构（如第二、三、四层过滤材料）给与某一过滤结构层（如第一过滤材料层）相应的辅助，对其集尘的不足进行进一步的补偿，从而保持磨具整体吸尘效果一直处在较高水平。
实例说明
材料符号说明
AM 一个被冲压成直径5英寸圆盘的涂附磨具材料，上面分布有激光孔
FM1 单位重量为100克/平方米的人造纤维网
FM2 单位重量为30克/平方米的人造纤维网
FM3 5mm厚的聚丙烯波纹多层过滤材料
FM4 10mm厚的聚丙烯波纹多层过滤材料
AT 一种尼龙粘扣粘结材料
样品制备
例1：
从各自大张的基材上分别冲压出直径约5英寸（12.7厘米）的粘结材料圆盘AT、过滤材料1圆盘FM1、过滤材料2圆盘FM2、过滤材料3圆盘FM3用于制作样品盘。先将一种压敏胶涂在粘结材料盘AT的非粘结面上，在25ºC干燥约30秒，胶体的干重约为12毫克/平方厘米，然后将过滤材料圆盘FM1压合在AT盘的涂胶面上，形成一个两层结构，并使两个圆盘进行紧密贴合。等同数量的压敏胶被喷在FM1盘的外露面上，干燥后，将FM3盘压合在FM1盘的涂胶面上，形成一个贴合紧密的三层结构。接下来，用一种稀薄的可流动的热熔胶珠沿着FM3的外周长涂在它的另一面上，在胶珠还可以流动时，将FM2盘压合在FM3盘上，形成一个贴合紧密的四层结构并对热熔胶进行冷却和硬化。再另取一个FM3盘，沿其外周长涂上同样的热熔胶珠，当胶珠还可以流动时，将其压合在四层结构中的FM2盘上，形成一个贴合紧密的五层结构并对热熔胶进行冷却和硬化。最后用等同数量的压敏胶喷在磨削材料盘AM的背面（即无磨料的一面），干燥后，将该涂胶面与五层结构中FM3的外露面进行压合，形成一个六层结构，从而完成了一个样品盘的制作。
对比例A：
对比例A的制作方法与例1相似，只是不再使用第四层FM2盘、第五层FM3盘和两步热熔胶应用步骤。通过将AM盘的涂胶面和三层结构中的FM3盘的外露面压合在一起，形成一个贴合紧密的四层结构而制成样品盘。
对比例B：
对比例B的制作方法与对比例A相似，只是FM3盘被过滤材料4盘FM4取代。通过将AM盘的涂胶层和三层结构中的FM4盘的外露面压合在一起，形成一个贴合紧密的四层结构而制成样品盘。
砂光试验步骤
先把一个5英寸的样品盘固定在直径5英寸、厚3/8英寸的泡沫专用衬盘上，将衬盘和磨盘一起称重后，安装在一个双向轨道砂光机上，软管和布袋需要从砂光机上取掉。
将磨盘的磨削面与预先称过重量的18×30英寸（45.7×76.2cm）玻璃纤维补强塑料板相接触。砂光机以91.5磅/平方英寸的空气压力在垂直位置运转20秒。在20秒间歇后，将表面用压缩空气清理过的试验塑板和带衬盘的样品盘分别进行再次称量。随后样品盘被重新安装上砂光机继续对塑料板进行砂光。以下列时间间隔依照砂光、对样品盘和清理过的塑板重新称量、再继续砂光的顺序重复该试验步骤：20，20，30，30，30，30，30，30和30秒，总砂光时间为5分钟。如果需要可以用减少后面若干个30秒间隔的方法来缩短总的砂光时间。
试验结果
每个试验间隔都要进行下列测量：
切削量：从塑料板上磨除的重量
残留量：在样品盘上搜集到的磨屑重量。
DE%：残留量除以切削量的比值再乘以100
将例1和比较例A和B用上述砂光试验步骤进行砂光试验。
表1显示的是每个时间间隔的切削量、残留量和DE%结果；
表2显示的是累计砂光时间的切削量、残留量和DE%结果。
表1
|
砂光间歇
时间
(秒)
|
例1
|
对比例A
|
对比例B
|
||||||
|
切削量（克）
|
残留量（克）
|
DE%
|
切削量
（克）
|
残留量
（克）
|
DE%
|
切削量（克）
|
残留量（克）
|
DE%
|
|
|
20
|
2.02
|
1.44
|
71.3
|
2.30
|
1.88
|
81.7
|
2.77
|
1.80
|
65.0
|
|
20
|
1.85
|
1.38
|
74.6
|
2.21
|
1.56
|
70.6
|
2.56
|
1.62
|
63.3
|
|
20
|
1.83
|
1.26
|
68.9
|
2.81
|
1.84
|
65.5
|
3.13
|
1.33
|
42.5
|
|
30
|
2.34
|
1.66
|
70.9
|
2.64
|
1.24
|
47.0
|
2.93
|
1.04
|
35.5
|
|
30
|
1.85
|
1.13
|
61.1
|
2.63
|
0.28
|
10.6
|
3.26
|
0.52
|
16.0
|
|
30
|
1.86
|
0.91
|
48.9
|
2.23
|
0.03
|
1.3
|
2.70
|
0.40
|
14.8
|
|
30
|
1.68
|
0.52
|
31.0
|
|
|
|
|
|
|
|
30
|
1.78
|
0.60
|
33.7
|
|
|
|
|
|
|
|
30
|
1.65
|
0.46
|
27.9
|
|
|
|
|
|
|
|
30
|
1.53
|
0.28
|
18.3
|
|
|
|
|
|
|
|
30
|
1.74
|
0.32
|
18.4
|
|
|
|
|
|
|
表2
|
累计砂光
时间
(秒)
|
例1
|
对比例A
|
对比例B
|
||||||
|
切削量（克）
|
残留量（克）
|
DE%
|
切削量（克）
|
残留量（克）
|
DE%
|
切削量（克）
|
残留量（克）
|
DE%
|
|
|
20
|
2.02
|
1.44
|
71.3
|
2.30
|
1.88
|
81.7
|
2.77
|
1.80
|
65.0
|
|
40
|
3.87
|
2.82
|
72.9
|
4.51
|
3.44
|
76.3
|
5.33
|
3.42
|
64.1
|
|
60
|
5.70
|
4.08
|
71.6
|
7.32
|
5.28
|
72.1
|
8.46
|
4.75
|
56.1
|
|
90
|
8.04
|
5.74
|
71.4
|
9.96
|
6.52
|
65.5
|
11.39
|
5.79
|
50.8
|
|
120
|
9.89
|
6.87
|
69.5
|
12.59
|
6.80
|
54.0
|
14.65
|
6.31
|
43.1
|
|
150
|
11.75
|
7.78
|
66.2
|
14.82
|
6.83
|
46.1
|
17.35
|
6.71
|
38.7
|
|
180
|
13.43
|
8.30
|
61.8
|
|
|
|
|
|
|
|
210
|
15.21
|
8.90
|
58.5
|
|
|
|
|
|
|
|
240
|
16.86
|
9.36
|
55.5
|
|
|
|
|
|
|
|
270
|
18.39
|
9.64
|
52.4
|
|
|
|
|
|
|
|
300
|
20.13
|
9.96
|
49.5
|
|
|
|
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（原文来自美国专利7452265）
豫公网安备41019702003645号