[發明專利]制備成形磨粒的輔助傳送絲網印刷方法和所得成形磨粒

有效

• 申請號: 201710749016.6
• 申請日: 2010-12-10
• 公開（公告）號: CN107446548B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 丹尼斯·G·韋利甘;德懷特·D·埃里克森;約翰·T·博登
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14;B41M1/12
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 王靜;丁業平

本發明公開了制備成形磨粒的輔助傳送絲網印刷方法和所得成形磨粒。成形磨粒可通過以下方法獲得，該方法包括：在透氣的容納表面上將勃姆石氧化鋁溶膠凝膠采用絲網印刷而成形，所述透氣的容納表面的位置與真空箱或真空輥相鄰，同時，用所述溶膠凝膠填充印刷絲網中的孔，以形成多個絲網印刷成形物；從所述印刷絲網移除所述絲網印刷成形物；至少部分地干燥所述絲網印刷成形物；以及在足以將所述氧化鋁轉變為α?相的溫度下燒制所述絲網印刷成形物。已經發現，相比使用粘度較高的溶膠凝膠制備的絲網印刷成形磨粒，使用在所述絲網印刷形成之后趨于流動或蠕動的粘度較低的溶膠凝膠制備的成形磨粒具有更高的磨削性能。

本專利申請是申請號為201080057581.2、申請日為2010年12月10日、發明名稱為“制備成形磨粒的輔助傳送絲網印刷方法和所得成形磨粒”的專利申請的分案申請。

本專利申請要求提交于2009年12月22日的美國臨時申請No.61/289,188和提交于2010年6月30日的美國專利申請No.12/827,274的優先權，這兩份專利申請的名稱均為“Transfer Assisted Screen Printing Method of Making Shaped Abrasive Particlesand the Resulting Shaped Abrasive Particles”(制備成形磨粒的輔助傳送絲網印刷方法和所得成形磨粒)，其公開內容全文以引用方式并入本文中。

背景技術

磨粒和由磨粒制造的磨料制品可用于在產品制造過程中研磨、整理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、性能或壽命進行改善的需求。

在授予Berg的美國專利No.5,201,916、授予Rowenhorst的美國專利No.5,366,523(Re 35,570)以及授予Berg的美國專利No.5,984,988中公開了三角形成形磨粒和使用三角形成形磨粒的磨料制品。在一個實施例中，磨粒的形狀包括等邊三角形。三角形成形磨粒可用于制造具有增大的切削速率的磨料制品。

發明內容

成形磨粒通常可具有優于隨機粉碎的磨粒的性能。通過控制磨粒的形狀，可以控制磨料制品的所得性能。本發明人發現，通過使用絲網印刷技術由α-氧化鋁前體的分散體制備成形磨粒，使得分散體從印刷絲網中的開口輔助傳送，從而提高了過程生產率。另外，由于可以從絲網開口中移除這些較厚的磨粒，因此可制備厚得多的成形磨粒。

輔助傳送可包括在絲網印刷成形物的第一側面和絲網印刷成形物的與容納表面接觸的第二側面之間施加差壓。在一個實施例中，加壓的傳送輥可將正壓施加到第一側面，以從具有連續印刷帶形式的印刷絲網釋放絲網印刷成形物。在另一個實施例中，容納表面可包括透氣的容納表面，并且可定位真空箱或真空輥，以當從印刷絲網中的孔移除絲網印刷成形物時，向絲網印刷成形物的第二側面提供小于大氣壓的壓力。或者，可向絲網印刷成形物的第一側面施加正壓，同時向第二側面施加低于大氣壓的壓力。

簡而言之，在一個實施例中，該方法包括通過絲網印刷工藝制備成形磨粒，該工藝包括將分散體通過印刷絲網施加到容納表面，該印刷絲網具有對應于成形磨粒所需形狀的多個孔。優選的方法包括：將α-氧化鋁前體的分散體施加到容納表面上所支承的開孔印刷絲網的一個表面；填充印刷絲網中的孔；從容納表面移除印刷絲網，同時在絲網印刷成形物的第一側面和接觸容納表面的絲網印刷成形物的第二側面之間施加差壓；至少部分地干燥分散體，以形成前體成形磨粒；以及將前體成形磨粒燒制到最終燒結硬度，從而形成包含α-氧化鋁的成形磨粒。

令人吃驚的是，本發明人確定，具有在形成過程之后依靠其自重蠕動或流動的粘度較低的溶膠凝膠分散體提供了這樣的成形磨粒，該成形磨粒相比使用粘度較高的分散體用相同方法制備的成形磨粒具有改善的磨削性能。因此，尺寸完全穩定的溶膠凝膠分散體在一些實施例中不是優選的，并且意外發現，第二側面比第一側面更大和側壁一直坍落的成形磨粒具有更好的磨削性能。所得成形磨粒從較大的第二側面(干燥期間接觸容納表面的一側)到較小的第一側面(不受支承的空氣側)漸縮，盡管用來制備成形磨粒的孔不漸縮(側壁大約90度)。