[发明专利]具有特定形状的研磨颗粒和此类颗粒的形成方法

说明书

背景

本披露的领域

以下是针对研磨物品，并且尤其是研磨颗粒的形成方法。

相关技术的说明

研磨颗粒和由研磨颗粒制成的研磨物品适用于各种材料去除操作，包括碾磨、磨光、以及抛光。取决于研磨材料的类型，此类研磨颗粒可以适用于在制品制造中使多种材料和表面成形或对其进行碾磨。迄今已经配制了具有特定几何形状的某些类型的研磨颗粒，如三角形的研磨颗粒和结合此类物体的研磨物品。参看例如美国专利第5,201,916号；第5,366,523号；以及第5,984,988号。

已经被用以制造具有规定形状的研磨颗粒的三种基本技术是（1）融合、（2）烧结、以及（3）化学制陶。在融合过程中，研磨颗粒可以通过面部可以或可以不被雕刻的冷却辊、其中浇注有熔融材料的模具、或浸于氧化铝熔融物中的散热材料来成形。参看例如美国专利第3,377,660号，该专利披露了一种包括以下步骤的方法：使熔融的研磨材料从熔炉流动到冷的旋转的铸造圆筒上，使材料快速凝固以形成薄的半固体的弯曲薄片，用压力辊使半固体材料密实，以及接着通过用快速驱动的冷却的输送器将半固体材料条带拉离圆筒来逆转其弯曲，从而使其部分破裂。

在烧结过程中，研磨颗粒可以由粒度至多是10微米直径的难熔粉末形成。可以将粘合剂与润滑剂和合适溶剂（例如水）一起加入到粉末中。所得混合物、混合物、或浆液可以被成形为具有各种长度和直径的小片或棒。参看例如美国专利第3,079,242号，该专利披露了一种从煅烧铝土矿材料制造研磨颗粒的方法，该方法包括以下步骤：（1）将该材料减小为细粉末，（2）在正压力下压实并且将所述粉末的细颗粒成型为细粒大小的聚结物，和（3）在低于铝土矿的融合温度的温度下烧结颗粒的聚结物以诱导颗粒的有限再结晶，从而将研磨细粒直接制造到一定大小。

化学制陶技术涉及将胶体分散液或水溶胶（有时称为溶胶）任选地在与其他金属氧化物前驱体的溶液的混合物中转化为凝胶或约束组分的移动力的任何其他物理状态、干燥、以及烧制以获得陶瓷材料。参看例如美国专利第4,744,802号和第4,848,041号。

然而，在工业中仍需要改进研磨颗粒和使用研磨颗粒的研磨物品的性能、寿命、以及功效。

概述

根据一个第一方面，一种研磨物品包括一种研磨颗粒，该研磨颗粒包括一个主体，该主体具有一个底座、一个上表面、以及在该上表面与该底座之间延伸的一个侧表面，其中主体具有如该侧表面与该底座之间的角所界定的在约1°与约80°之间的范围内的一个倾角。

根据一个第二方面，一种研磨物品包括一种研磨颗粒，该研磨颗粒包括一个主体，其中该颗粒在一个直立位置包括一个倾斜的上表面，并且该颗粒在一个第一端处的高度显著不同于该颗粒在一个第二端处的高度。

根据一个第三方面，一种研磨物品包括一种研磨颗粒，该研磨颗粒包括一个主体，该主体具有一个长度（l）、宽度（w）、一个第一高度（h1）以及一个第二高度（h2），其中在一个直立位置，该第一高度和该第二高度彼此被该主体的该长度或该宽度分隔，并且其中该第一高度比该第二高度大至少约5%，其中高度差被计算为Δh=[(h1-h2)/h1]×100%。

在又另一个方面，一种研磨物品包括一种研磨颗粒，该研磨颗粒包括一个主体，该主体具有一个长度（l）、宽度（w）以及高度（t），其中l≥w≥h，其中该主体在该颗粒的一个第一端处具有一个第一高度，并且在该颗粒的与该第一端相对的一个第二端处具有一个第二高度，并且该第一高度和该第二高度彼此显著不同。该主体还包括一个在该第一端与该第二端之间延伸的上表面，其中该上表面具有曲线外形。

根据另一个方面，一种形成研磨物品的方法包括在一个衬底上提供一种混合物，将该混合物成型为一种包括一个主体的成形的研磨颗粒，其中该颗粒在一个直立位置包括一个倾斜的上表面，并且该颗粒在一个第一端处的高度显著不同于该颗粒在一个第二端处的高度。

在再另一个方面，一种研磨物品包括一种研磨颗粒，该研磨颗粒具有一个主体，其中该颗粒在一个直立位置包括一个倾斜的上表面，并且该颗粒在一个第一端处的高度显著不同于该颗粒在一个第二端处的高度，其中该倾斜的上表面包括一种纹理。