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TWI583730B - 具有包含聚合物材料之核的磨料製品 - Google Patents

具有包含聚合物材料之核的磨料製品 Download PDF

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Publication number
TWI583730B
TWI583730B TW104117493A TW104117493A TWI583730B TW I583730 B TWI583730 B TW I583730B TW 104117493 A TW104117493 A TW 104117493A TW 104117493 A TW104117493 A TW 104117493A TW I583730 B TWI583730 B TW I583730B
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core
abrasive article
abrasive
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bonded
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TW104117493A
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TW201605949A (zh
Inventor
伯瑞斯Ｌ 瑟瑞比尼考夫
戴伯杜特 羅伊
約翰 唐斯托爾
阿魯浦Ｋ 考恩德
Original Assignee
聖高拜磨料有限公司
聖高拜磨料公司
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/06—Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor with inserted abrasive blocks, e.g. segmental
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

具有包含聚合物材料之核的磨料製品
本發明涉及一種磨料製品，且詳言之，具有包含聚合物材料之核的磨料製品。
出於安全性及美觀原因，通常使用磨輪進行扁平材料(例如由玻璃或金屬製成的薄片材料)邊緣的輪廓化及/或去角。此類磨輪可包含含鑽石磨輪且可用於塑造用於多種行業之材料的邊緣，包含(但不限於)汽車、建築、傢俱及電器行業。某些先前技術磨輪描述於美國專利第3,830,020號；第4,457,113號；第6,769,964號及美國公開案第20090017736號中。市售磨邊輪通常包含重金屬核部分及安置在所述金屬核周邊的異形黏結式磨料。
存在許多與磨邊工具相關聯的未解決問題且持續存在對改良產品的需求。
根據一個態樣，磨料製品包括安置在核的周邊表面的內部凹槽內的黏結式磨料體，其中所述核包括聚合物材料及強化纖維，且其中所述核具有在0.45MPa下至少約130℃的熱變形溫度及不大於3%的收縮率。
根據另一個態樣，磨料製品包括安置在核的周邊表面的內部凹槽內的黏結式磨料體，其中所述核包括聚合物材料及強化纖維，所述強化纖維的長度比寬度的平均縱橫比介於至少10至不大於5000的範圍內。
在又一個態樣中，磨料製品包括安置在核的周邊表面的內部凹槽內的黏結式磨料體，其中所述核包括聚合物材料且更包括內部部分及周向環繞所述內部部分的周邊安置的外部徑向部分，其中所述外部徑向部分包括與內部部分之厚度(Tir)不同的厚度(Tor)。
在另一個態樣中，製造磨輪的方法包括將黏結式磨料體插入模具中且射出模製環繞黏結式磨料體的至少一部分的核以形成一體黏結式磨料製品，其中所述核包括聚合物材料且具有在0.45MPa下至少130℃的HDT及不大於3%之收縮率，且其中所述黏結式磨料體安置在所述核的周邊表面的內部凹槽內。
20‧‧‧磨料製品
21‧‧‧核
22‧‧‧黏結式磨料體
23‧‧‧黏結式磨料體
31‧‧‧核
32‧‧‧黏結式磨料體
33‧‧‧減振層
35‧‧‧黏結式磨料體的頂表面
36‧‧‧黏結式磨料體的底表面
37‧‧‧黏結式磨料體的側表面
41‧‧‧核
42‧‧‧黏結式磨料體
43‧‧‧錐形通道
51‧‧‧核
61‧‧‧核
62‧‧‧黏結式磨料體
71‧‧‧核
101‧‧‧提供模具
102‧‧‧將黏結式磨料插入模具
103‧‧‧射出模製核
104‧‧‧冷卻及固化核
105‧‧‧自模具移出磨料製品
藉由參考附圖，本發明可得到更好理解，且其大量特徵及優點對所屬領域的技術人員而言變得顯而易見。
圖1包含說明根據一個實施例之製造磨料製品之方法的流程圖。
圖2A包含根據一個實施例之磨輪的截面圖。
圖2B包含根據一個實施例之磨輪的截面圖。
圖3A包含根據一個實施例之包含減振層的磨輪的截面圖。
圖3B包含根據另一個實施例之包含減振層的磨輪的截面圖。
圖3C包含根據另一個實施例之包含減振層的磨輪的截面圖。
圖4包含根據一個實施例之核與黏結式磨料體之間的耦接連接的說明。
圖5包含根據一個實施例之磨輪的截面圖，說明核的直徑(D)及核的最大厚度(t)。
圖6A包含根據一個實施例之磨輪的一部分的截面圖，說明黏結式磨料體的最大厚度Tbm及核的最大厚度Tcm。
圖6B包含根據一個實施例之磨輪的一部分的截面圖，說明黏結式磨料體的最大厚度Tbm及核的最大厚度Tcm。
圖7包含根據一個實施例之磨輪的截面圖，說明外部徑向部分的厚度(Tor)及內部部分的厚度(Tir)。
圖8包含說明根據一個實施例之安裝在鋼測試輪轂上的射出模製核的相片。
如本文所用，術語「包括(comprises/comprising)」、「包含(includes/including)」、「具有(has/having)」或其任何其他變體意欲涵蓋非排他性的包含。舉例而言，包括一列特徵的製程、方法、製品或設備未必僅限於那些特徵，而是可包含未明確列出或所述製程、方法、製品或設備所固有的其他特徵。
如本文所用，且除非明確相反地陳述，否則「或」係指包含性的或而非排他性的或。舉例而言，以下中的任一者皆滿足條件A或條件B：A為真(或存在)且B為假(或不存在)、A為假(或不存在)且B為真(或存在)以及A與 B皆為真(或存在)。
此外，使用「一個(種)(a/an)」用以描述本文所述的要素及組分。如此做僅為方便起見且給出本發明範疇的一般性意義。除非明顯意指其他情況，否則此描述應理解為包含一者或至少一者，且單數亦包含複數。
現將僅藉助於實例，參照附圖描述本發明的各個實施例。
根據一個實施例，亦如圖1中所示，製造本發明之磨料製品的方法可包含以下步驟：1)提供模具101；2)將黏結式磨料插入模具102；3)射出模製核103；4)冷卻及固化核104；以及5)自模具移出磨料製品105。
模具可設計成具有與磨輪的核的外部形狀對應的內部體積。黏結式磨料體可插入模具中，例如靠近或處於模具周邊，使得在射出模製期間，黏結式磨料體可用射出的聚合物材料包覆模製。
射出模製溫度視用於形成核的聚合物材料的類型而定。一般而言，射出模製溫度可高於用熔融聚合物材料填充模具所需的最低溫度至少約25℃至約50℃。在一個實施例中，射出模製溫度可為至少230℃，諸如至少250℃或至少280℃。在另一個實施例中，射出模製溫度可不大於400℃，諸如不大於350℃或不大於300℃。應瞭解，射出模製溫度可在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內，諸如約230℃至約380℃、約250℃至約350℃或約280℃至約330℃。
在核冷卻及固化後，可將黏結式磨料體安置在核的周邊表面的內部凹槽內。
在另一個實施例中，製造磨料製品的方法可包含在核的至少一部分與黏結式磨料體的至少一部分之間添加減振層。可在核射出模製於黏結式磨料體之前完成減振層的包含。舉例而言，減振層可部分或暫時貼附至黏結式磨料體的至少一部分。可將黏結式磨料體及減振層安置於模具中。此後，可將材料射出至模具中以形成核且使核黏結至減振層及黏結式磨料體。
如圖2A及圖2B中所示之實施例表明，藉由上述方法形成之磨料製品20包括具有聚合物材料之核21及黏結式磨料體23。在一種特定情況下，黏結式磨料體可安置在核的周邊表面的內部凹槽內。
核21可包含有助於改良黏結式磨料體效能的特定聚合物材料，所述效能包含(但不限於)強度、耐磨損性、減振性及可製造性的方面。
在一個實施例中，本發明的磨料製品的核在0.45MPa下的特定熱變形溫度(HDT)可為至少約130℃，諸如至少約140℃、至少約150℃、至少約160℃、至少約180℃、至少約200℃、至少約230℃、至少約250℃或至少約260℃。在另一個非限制性實施例中，核在0.45MPa下的HDT無法不大於400℃，諸如不大於380℃或不大於360℃。應瞭解，核在0.45MPa下的HDT可在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內，諸如約130℃至約400℃、約200℃至約350℃或約250℃至約330℃。
在另一個實施例中，磨料製品的核21的收縮率可不大於3%，諸如不大於2%、不大於1.5%、不大於1.0%、 不大於0.8%、不大於0.5%、不大於0.3%、不大於0.1%或不大於0.05%。在一個特定實施例中，收縮率可不大於0.1%。
在另一個實施例中，核的收縮率為至少0.001%或至少0.005%。應瞭解，核的收縮率可在以上指出的任何最小值與最大值內，諸如0.001%至3%、0.005%至1%或0.001%至0.1%。
在另一個實施例中，磨料製品的核21的夏比衝擊(Charpy impact)可為至少45kJ/m2，諸如至少50kJ/m2、至少55KJ/m2、至少60kJ/m2、至少80kJ/m2、至少100kJ/m2或至少150kJ/m2；在另一個態樣中，夏比衝擊可不大於300kJ/m2或不大於250kJ/m2。應瞭解，夏比衝擊可在以上指出的任何最小值與最大值範圍內，諸如45kJ/m2至300kJ/m2、50kJ/m2至250kJ/m2或100KJ/m2至180kJ/m2。
在一個實施例中，核21可包含由以下族群中選出的聚合物材料：聚醯胺(PA)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)、乙烯四氟乙烯(ETFE)、聚醚酮(PEEK)、聚酯(PE)、聚乙二亞胺(PEI)、聚醚碸(PESU)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚鄰苯二甲醯胺(PPA)、聚(對苯硫醚)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、PC-ABS或其任何組合。在一個態樣中，聚合物材料可為耐綸、PBT、PPS或PC-ABS。耐綸可為例如耐綸6、耐綸66、耐綸610、耐綸612、耐綸66/6、耐綸410或耐綸46。在一個特定實施例中，核的聚合物材料可基本上由PPS組成。在另一個特定實施例中，核的聚合物材料可基本上由PC-ABS組成。在另一個實施例中，核的聚合物材料可基本上不含耐綸。
在另一個實施例中，核21可另外含有分佈在聚合物材料內的強化纖維及/或粉末。強化纖維可包含例如玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、有機纖維、礦物纖維或其組合。適合的粉末可為例如碳酸鈣、玻璃粉末、礦物粉末或滑石。
在一個特定實施例中，核的強化纖維可基本上由碳纖維組成。在另一個特定實施例中，核的強化纖維可基本上由玻璃纖維組成。藉助基本上組成應理解成僅含有不可避免的雜質的僅一種特定類型的纖維。
核中所含有的強化纖維及/或粉末的量以所述核的總重量計，可為至少約1重量%，諸如至少約5重量%、至少約10重量%、至少約15重量%、至少約20重量%、至少約25重量%或至少約30重量%。在另一個態樣中，強化纖維及/或粉末的量可不大於60重量%，諸如不大於55重量%、不大於50重量%、不大於45重量%或不大於40重量%。應瞭解，核中所含有的強化纖維及/或粉末的量可在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內，諸如以所述核的總重量計，約5重量%至約50重量%、約15重量%至約40重量%、約30重量%至約50重量%或約20重量%至約35重量%。
在一個實施例中，強化纖維的長度比寬度的平均縱橫比可為至少約3，諸如至少約5、至少約10、至少約30、至少約50、至少約100、至少約500或至少約800。在另一個實施例中，強化纖維的初級縱橫比可不大於5000，諸如不大於3500、不大於2000、不大於1200、不大於1100或不大於1000。應瞭解，強化纖維的平均縱橫比可在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內，諸如約3至約5000、約 3至約1300、約10至約1200、約100至約1200、約500至約1200、約700至1200或約800至約1200。
在一個實施例中，本發明的磨料製品的核可基本上由聚合物材料及強化纖維組成，以所述核的總重量計，強化纖維以30重量%至50重量%之量存在且其長度比寬度的平均縱橫比為500至1200。
在一個特定實施例中，核可包括PPS及碳纖維，所述碳纖維的平均縱橫比為約800至約1200，其中所述核可具有不大於0.1%的收縮率及至少約20.0GPa的拉伸模數。
在另一個特定實施例中，核可包括PC-ABS及玻璃纖維，所述玻璃纖維的平均縱橫比為約800至約1200，其中所述核可具有不大於0.1%的收縮率及至少約20.0GPa的拉伸模數。
根據一個實施例，磨料製品的核21可佔磨料製品總體積的一大部分。舉例而言，在一個實施例中，核以磨料製品的總體積計可為至少約60體積%，諸如至少約70體積%、至少約75體積%、至少80體積%或至少85體積%。另外，在另一個非限制性實施例中，核可不大於磨料製品的約99體積%，諸如不大於約97體積%、不大於約95體積%或不大於約90體積%。應瞭解，以磨料製品的總體積計的磨料製品的核的體積百分比可在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內，諸如約65體積%至約99體積%、約70體積%至約95體積%或約80體積%至約95體積%。
黏結式磨料體22可安置於核21的周邊表面的凹槽中且可包含固定於黏結材料中的磨料粒子。適合的磨料粒 子可包含例如氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、鑽石、立方氮化硼、碳化矽、碳化硼、氧化鋁、氮化矽、碳化鎢、氧化鋯或其組合。在一個特定態樣中，黏結式磨料的磨料粒子為鑽石粒子。在至少一個實施例中，磨料粒子可基本上由鑽石組成。
黏結式磨料體中所含有的磨料粒子可具有適合於促進特定研磨效能的平均粒度。舉例而言，磨料粒子的尺寸可小於約2000μm，諸如小於約1000μm、小於約500μm或小於約300μm。在另一個態樣中，磨料粒子的尺寸可為至少0.01μm，諸如至少0.1μm、至少約1μm、至少5μm或至少10μm。應瞭解，黏結式磨料中所含有的磨料粒子的尺寸可在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內，諸如約0.01μm至約2000μm、約1μm至約500μm、約5μm至約300μm或約50μm至約150μm。
黏結式磨料體的黏結材料可包含無機材料、有機材料及其組合。適合用作黏結材料的無機材料可包含金屬、玻璃、玻璃-陶瓷及其組合。舉例而言，無機黏結材料可包含一或多個金屬成分或元素，諸如Cu、Sn、Fe、W、WC、Co及其組合。有機材料可包含樹脂，例如熱固物、熱塑物及其組合。舉例而言，一些適合的樹脂可包含酚樹脂、環氧樹脂、聚酯、氰酸酯、蟲膠、聚胺基甲酸酯、橡膠、聚醯亞胺及其組合。
亦如圖2A及圖2B的實施例所示，黏結式磨料體可包含在其中研磨的V形22或U形23剖面，其將再現於待塑形的材料上。
本發明的磨料製品可視工件而定，自有助於高效研磨的適合尺寸範圍選出。在一個實施例中，磨料製品可包含具有至少約25mm，諸如至少約30mm或至少約50mm的直徑的磨輪。在另一個實施例中，磨輪直徑可不大於500mm，諸如不大於450mm、不大於300mm或不大於200mm。應瞭解，磨輪直徑可在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內，諸如約25mm至約500mm、約50mm至約250mm、或約25mm至約150mm。
在一個實施例中，本發明的磨料製品可包含安置在核的至少一部分與黏結式磨料體的一部分之間的減振層。
圖3A展示一個實施例，其中減振層33容納在核31凹槽中的黏結式磨料體32的頂表面35及底表面36上，且其中減振層33延伸跨越黏結式磨料體的頂表面35及底表面36的整個長度。
圖3B展現一個實施例，其中減振層容納在核31凹槽中的黏結式磨料體32後方、磨料體的側表面37上，延伸跨越黏結式磨料體的整個側表面37。
如圖3C中另外所示，減振層33亦可容納在核31凹槽中的黏結式磨料體的側表面37上以及頂表面及底表面35、36上。在圖3C的實施例中，減振層延伸跨越黏結式磨料體的整個頂表面35、整個底表面36及整個側表面37。
在一個態樣中，減振層33可包含適合於在磨料製品30的研磨操作期間減弱在黏結式磨料體32處產生的振動的材料。在至少一個實施例中，減振層33可進一步幫助製造磨料製品及在形成製程期間幫助黏結式磨料體32接合至核 31。在一個特定實施例中，減振層33可包含聚合物材料。聚合物材料之一些適合的實例可包含熱塑性彈性體的熱塑性橡膠或熱固性橡膠。舉例而言，減振層33可包含矽酮、聚胺基甲酸酯、苯乙烯丁二烯(SBR)或其組合。在一個特定態樣中，減振層33可基本上由矽酮組成。
在另一個態樣中，減振層33的拉伸模數可為至少約50MPa，諸如至少約60MPa、至少約80MPa或至少約100MPa。在另一個態樣中，拉伸模數可不大於約200MPa，諸如不大於約180MPa或不大於約150MPa。應瞭解，拉伸模數可在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內，諸如約50MPa至約200MPa、約60MPa至約170MPa或約100MPa至約150MPa。
在另一個態樣中，減振層33的壓縮模數(CM)可為至少0.2MPa，諸如至少0.5MPa或至少2MPa。在又一個態樣中，減振層的CM可不大於約10MPa，諸如不大於約8MPa或不大於約7MPa。應瞭解，CM可在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內，諸如約0.2MPa至約9MPa或約0.3MPa至約5MPa。
在另一個實施例中，減振層可具有適合的厚度以有助於改良效能。舉例而言，減振層的厚度可為至少約0.0.05mm，諸如至少約0.2mm或至少約0.3mm。在又一個實施例中，減振層的厚度可不大於2.0mm，諸如不大於1.6mm或不大於1.3mm。應瞭解，減振層的厚度可在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內，諸如約0.1mm至約2.0mm、約0.2mm至約1.5mm或約0.3mm至約1.0mm。
在又一個態樣中，以減振層在0.1MPa下的厚度計，減振層的厚度可在至少約10MPa的壓力下減小至少3%。
核及黏結式磨料體可直接或間接耦接在一起。在一個實施例中，核及黏結式磨料體可藉由摩擦接合在一起，所述摩擦未必包含內聚黏結或機械緊固件。在另一個態樣中，黏結式磨料體可用黏著劑連接至核。在另一個實施例中，黏結式磨料體及核可包括耦接連接，其可呈機械連鎖形式。
參照圖4，展現一個實施例，展示核41與黏結式磨料體42之間呈機械連鎖形式的耦接連接的截面。機械連鎖可例如在核的射出模製期間，藉由用熔融聚合物類材料填充黏結式磨料體42表面上提供的錐形通道43來形成。在核41固化後，可建立鳩尾型緊固件結構。
在另一個實施例中，黏結式磨料體的一或多個表面可具有表面紋理以有助於改良黏結式磨料體與核之間的耦接。舉例而言，黏結式磨料體的一或多個表面可藉由刷塗或噴砂而變粗糙，或可例如藉由壓印蜂窩結構應用機械結構化。
在一個實施例中，如圖5的截面視圖所展現，磨料製品50可具有特定的核51的外徑(D)與核51的最大厚度(t)的比率，其可有助於磨料製品50的製造及效能。舉例而言，在一個態樣中，磨料製品的比率(D：t)可為至少約10：1，諸如至少約12：1或至少約15：1。在另一個態樣中，比率(D：t)可不大於約30：1，諸如不大於約25：1或不大於約20：1。應瞭解，核直徑(D)與最大核厚度(t)的比率可在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內，諸如約35：1至約10：1、約20：1至約10：1或約15：1至約10：1。
在另一個實施例中，如圖6A及圖6B中所展現，磨料製品可具有特定的黏結式磨料體62的最大厚度(t bm )與核61緊挨著黏結式磨料體的頂表面及底表面的最大厚度(t cm )的比率。在一個態樣中，比率(tbm：tcm)為至少約1：2，諸如至少約1：1.5或至少約1：1。在另一個態樣中，比率(tbm：tcl)可不大於約5：1，諸如不大於約3：1或不大於約2：1。應瞭解，黏結式磨料體的最大厚度與核的最小厚度的比率可在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內，諸如約1：2至約5：1、約1：1至約3：1或約1：1至約2：1。
在另一個實施例中，如圖7中所展現，本發明的磨料製品可包括具有內部部分及周向環繞內部部分的周邊安置的外部徑向部分的核71，其中所述外部徑向部分包括與內部部分的厚度(Tir)不同的厚度(Tor)。在一個實施例中，外部徑向部分的厚度(Tor)與內部部分的厚度(Tir)的比率(Tor：Tir)可為至少約1.5：1，諸如至少約2：1或至少約3：1。在另一個實施例中，比率Tor：Tir可不大於約10：1，諸如不大於約8：1或不大於約6：1。應瞭解，比率Tor：Tir可在介於以上指出的任何最小值與最大值之間的範圍內，諸如約1.5：1至約10：1、約2：1至約8：1或約6：1至約2：1。
圖8展示根據一個實施例之安裝在鋼測試輪轂上的射出模製磨輪的相片。
本發明的磨料製品可經設計用於塑造工件的邊緣。工件可為無機材料或有機材料，諸如玻璃、塑膠、陶瓷或金屬。在一個特定實施例中，工件可包含玻璃，其包含(但不限於)汽車玻璃、建築玻璃、傢俱玻璃、光學玻璃及用於 顯示器及/或覆蓋電子器件(例如電話)的玻璃。工件可另外為晶體，諸如單晶或多晶，包含(但不限於)藍寶石。
在一個特定實施例中，本發明的磨料製品可為磨輪。在一個態樣中，磨輪的爆裂強度可為至少135m/s，諸如至少150m/s、至少160m/s或至少180m/s。在另一個實施例中，爆裂強度可不大於300m/s，諸如不大於280m/s或不大於250m/s。
在另一個態樣中，磨輪可經設計以使其可機械緊固至心軸。在一個態樣中，心軸可為核的整體部分且在射出模製期間與核一起形成。
已意外發現，某些聚合物類材料根據本文中的實施例適合於用作核。因此，可形成具有高機械強度及耐磨損性的適合於磨邊的輕量型磨輪。此外，已證實製造本文中實施例的磨料製品的製程在製造效率方面的益處。
許多不同態樣及實施例為可能的。那些態樣及實施例中的一些描述於本文中。在閱讀本說明書後，技術人員應瞭解，那些態樣及實施例僅為說明性的且不限制本發明之範疇。實施例可根據如下所項目中之任一或多者。
項目
第1項. 一種磨料製品，包括安置在核的周邊表面的內部凹槽內的黏結式磨料體，其中所述核包括聚合物材料且所述核在0.45MPa下的HDT為至少約130℃。
第2項. 一種磨料製品，包括安置在核的周邊表面的內部凹槽內的黏結式磨料體，其中所述核包括聚合物材料且所述核的收縮率不大於約3%。
第3項. 一種磨料製品，包括安置在核的周邊表面的內部凹槽內的黏結式磨料體，其中所述核包括聚合物材料且更包括內部部分及周向環繞所述內部部分的周邊安置的外部徑向部分，其中所述外部徑向部分包括與所述內部部分的厚度(Tir)不同的厚度(Tor)。
第4項. 一種磨料製品，包括安置在核的周邊表面的內部凹槽內的黏結式磨料體，其中所述核包括聚合物材料且所述核的拉伸模數為至少約4GPa。
第5項. 如第4項所述的磨料製品，其中所述核的拉伸模數為至少約5GPa，諸如至少約10GPa、至少約15GPa、至少約18GPa或至少約20GPa。
第6項. 如第1項所述的磨料製品，其中所述核在0.45MPa下的HDT為至少約140℃，諸如至少約150℃、至少約160℃、至少約170℃、至少約180℃、至少約190℃、至少約200℃、至少250℃或至少260℃。
第7項. 如第2項所述的磨料製品，其中所述核的收縮率不大於2.5%，諸如不大於約2.0%、不大於約1.5%、不大於約1.0%、不大於約0.8%、不大於約0.5%、不大於約0.3%、不大於0.1%或不大於0.05%。
第8項：如前述項目中任一項所述的磨料製品，其中所述核的夏比衝擊為至少45kJ/m2、至少50kJ/m2、至少60kJ/m2、至少80kJ/m2、或至少100kJ/m2、或至少150kJ/m2。
第9項. 如第1項至第8項中任一項所述的磨料製品，其中所述夏比衝擊不大於300kJ/m2或不大於250kJ/m2。
第10項. 如第3項所述的磨料製品，其中所述外部徑向部分的厚度(Tor)與所述內部部分的厚度(Tir)的比率為約1：1至約10：1，諸如約1：1至約8：1或約1：1至約5：1。
第11項. 如前述項目中任一項所述的磨料製品，其中所述聚合物材料包含以下中的至少一者：聚醯胺(PA)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)、乙烯四氟乙烯(ETFE)、聚醚酮(PEEK)、聚酯(PE)、聚乙二亞胺(PEI)、聚醚碸(PESU)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚鄰苯二甲醯胺(PPA)、聚(對苯硫醚)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、PC-ABS或其任何組合。
第12項. 如第11項所述的磨料製品，其中所述聚合物材料包含PPS或PC-ABS。
第13項. 如前述項目中任一項所述的磨料製品，其中所述核更包括強化纖維及/或粉末。
第14項. 如第13項所述的磨料製品，其中強化纖維及/或粉末的量以所述核的總重量計，介於約5重量%至約50重量%的範圍內。
第15項. 如第13項或第14項所述的磨料製品，其中所述強化纖維包含玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、有機纖維、礦物纖維或其組合。
第16項：如第13項至第15項所述的磨料製品，其中所述強化纖維的平均縱橫比為至少3，諸如至少6、至少10、至少100、至少500、至少700、至少800、至少1000、至少1200或至少1500。
第17項. 如第13項至第15項所述的磨料製品， 其中所述強化纖維的平均縱橫比不大於5000，諸如不大於3000或不大於1500。
第18項. 如第13項所述的磨料製品，其中所述粉末包含碳酸鈣、滑石或礦物粉末中的至少一者。
第19項. 如第13項至第17項中任一項所述的磨料製品，其中所述核基本上由聚苯硫醚(PPS)及碳纖維組成。
第20項. 如第13項至第17項中任一項所述的磨料製品，其中所述核基本上由PC-ABS及玻璃纖維組成。
第21項. 如前述項目中任一項所述的磨料製品，其中所述黏結式磨料體包括磨料粒子，所述磨料粒子包含鑽石、立方氮化硼、碳化矽、碳化硼、氧化鋁、氮化矽、碳化鎢、氧化鋯或其組合。
第22項. 如第21項所述的磨料製品，其中所述磨料粒子包含鑽石。
第23項. 如前述項目中任一項所述的磨料製品，其中所述黏結式磨料體的黏結材料包含Cu、Sn、Fe、W、WC、Co、Ti或其任何組合。
第24項. 如前述項目中任一項所述的磨料製品，其中以所述核及所述黏結式磨料體的總體積量計，所述核提供至少約60體積%且不大於約99體積%的體積量，諸如至少約70體積%且不大於約95重量%，或至少約80體積%且不大於95重量%。
第25項. 如前述項目中任一項所述的磨料製品，其中所述核的最大直徑與所述核的最大厚度的比率在約 30：1至約10：1之間。
第26項. 如前述項目中任一項所述的磨料製品，其中所述黏結式磨料體的最大厚度與所述核的最大厚度的比率在約5：1至約1：5之間。
第27項. 如前述項目中任一項所述的磨料製品，其中所述核與所述黏結式磨料體直接接觸。
第28項. 如前述項目中任一項所述的磨料製品，更包括安置在所述核的至少一部分與所述黏結式磨料體的一部分之間的減振層。
第29項. 如第28項所述的磨料製品，其中所述減振層包括聚合物材料。
第30項. 如第29項所述的磨料製品，其中所述減振層的聚合物材料包含矽酮、熱塑性橡膠或熱固性橡膠、熱塑性彈性體、聚胺基甲酸酯或其組合。
第31項. 如第30項所述的磨料製品，其中所述聚合物材料包括矽酮。
第32項. 如第31項所述的磨料製品，其中所述減振層基本上由矽酮組成。
第33項. 如第28項至第32項中任一項所述的磨料製品，其中所述減振層的拉伸模數為至少50。
第34項. 如第28項至第33項中任一項所述的磨料製品，其中所述減振層的壓縮模數為至少0.2MPa。
第35項. 如第28項至第34項中任一項所述的磨料製品，其中以所述減振層在0.1MPa下的厚度計，所述減振層的厚度在至少10MPa的壓力下減小至少3%。
第36項. 如第1項至第35項中任一項所述的磨料製品，更包括所述核與所述黏結式磨料體之間的耦接連接。
第37項. 如第36項所述的磨料製品，其中所述耦接連接為具有鳩尾結構的機械連鎖。
第38項. 如前述項目中任一項所述的磨料製品，其中所述製品為磨輪。
第39項. 如第38項所述的磨輪，其中所述磨輪的爆裂強度為至少140m/s，諸如至少145m/s、至少150m/s、160m/s、或至少180m/s。
第40項. 如第38項或第39項所述的磨輪，其中所述磨輪經組態用於工件塑形，所述工件包括玻璃，諸如玻璃顯示器或電子器件的罩蓋、建築玻璃、傢俱玻璃、光學玻璃或汽車玻璃。
第41項. 一種製造磨輪的方法，包括將黏結式磨料體插入模具中；及射出模製環繞所述黏結式磨料體的至少一部分的核以形成一體黏結式磨料製品，其中所述核包括聚合物材料且具有在0.45MPa下至少130℃的HDT及至少3%的收縮率；且所述黏結式磨料體安置在所述核的周邊表面的內部凹槽內。
第42項. 如第41項所述的方法，其中所述聚合物材料包含以下中的至少一者：聚醯胺(PA)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)、乙烯四氟乙烯(ETFE)、聚醚酮(PEEK)、聚酯(PE)、聚乙二亞胺(PEI)、聚醚碸(PESU)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚鄰苯二甲醯胺(PPA)、聚(對苯硫醚)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙 烯(ABS)、PC-ABS或其任何組合。
第43項. 如第42項所述的方法，其中所述聚合物材料包含PPS或PC-ABS。
第44項. 如第41項、第42項或第43項中任一項所述的方法，其中所述聚合物材料包括強化纖維或粉末。
第45項. 如第44項所述的方法，其中所述強化纖維的量以所述聚合物材料的總重量計，介於約5重量%至約50重量%的範圍內。
第46項. 如第44項或第45項所述的方法，其中所述強化纖維包含玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、有機纖維、礦物纖維或其任何組合。
第47項. 如第41項至第46項中任一項所述的方法，其中所述黏結式磨料體包括由以下所構成的族群中選出的磨料粒子：鑽石、立方氮化硼、碳化矽、碳化硼、氧化鋁、氮化矽、碳化鎢、氧化鋯及其組合。
第48項. 如第47項所述的方法，其中所述磨料粒子包括鑽石粒子。
第49項. 如第41項至第48項中任一項所述的方法，其中所述核與所述黏結式磨料體直接接觸。
第50項. 如第41項至第49項中任一項所述的方法，更包括在所述射出模製前，添加安置在所述黏結式磨料體的至少一部分與所述核的至少一部分之間的減振層。
第51項. 如第50項所述的方法，其中所述減振層包含熱塑性橡膠、熱固性橡膠、熱塑性彈性體、聚胺基甲酸酯或其組合。
第52項. 如第51項所述的方法，其中所述減振層基本上由矽酮組成。
第53項. 如第50項至第52項中任一項所述的方法，其中所述減振層的拉伸模數為至少50MPa。
第54項. 如第50項至第53項中任一項所述的方法，其中所述減振層的壓縮模數(CM)為至少0.2MPa。
第55項. 一種磨料製品，包括：安置在核的周邊表面的內部凹槽內的黏結式磨料體，其中所述核包括聚合物材料及強化纖維，所述強化纖維的長度比寬度的縱橫比介於至少10至不大於5000的範圍內。
第56項. 如第55項所述的磨料製品，其中所述強化纖維的縱橫比介於100至1200的範圍內。
第57項. 如第55項或第56項所述的磨料製品，其中所述核在0.45MPa下的HDT為至少130℃。
第58項. 如第57項所述的磨料製品，其中所述核在0.45MPa下的HDT為至少260℃。
第59項. 如第55項至第57項中任一項所述的磨料製品，其中所述核的收縮率不大於約3%。
第60項. 如第59項所述的磨料製品，其中所述核的收縮率不大於約0.1%。
第61項. 如第55項至第60項中任一項所述的磨料製品，其中所述核的拉伸模數為至少約4.0GPa。
第62項. 如第61項所述的磨料製品，其中所述核的拉伸模數為至少約20GPa。
第63項. 如第55項至第62項中任一項所述的 磨料製品，其中所述外部徑向部分的厚度(Tor)與所述內部部分的厚度(Tir)的比率為約1：1至約10：1，諸如約1：1至約8：1或約1：1至約5：1。
第64項. 如第55項至第63項中任一項所述的磨料製品，其中所述聚合物材料包含以下中的至少一者：聚醯胺(PA)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)、乙烯四氟乙烯(ETFE)、聚醚酮(PEEK)、聚酯(PE)、聚乙二亞胺(PEI)、聚醚碸(PESU)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚鄰苯二甲醯胺(PPA)、聚(對苯硫醚)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、PC-ABS或其任何組合。
第65項. 如第55項至第64項中任一項所述的磨料製品，其中所述強化纖維包含玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、有機纖維、礦物纖維或其組合。
第66項. 如第65項所述的磨料製品，其中所述強化纖維包括玻璃纖維。
第67項. 如第65項所述的磨料製品，其中所述強化纖維包括碳纖維。
第68項. 如第55項至第67項中任一項所述的磨料製品，其中所述強化纖維的量以所述核的總重量計，介於約5重量%至約50重量%的範圍內。
第69項. 如第55項所述的磨料製品，其中所述核包括PPS及碳纖維，且所述核的收縮率不大於0.1%。
第70項. 如第55項所述的磨料製品，其中所述核包括PC-ABS及玻璃纖維，且所述核的收縮率不大於0.1%。
第71項. 如第55項至第70項中任一項所述的 磨料製品，其中所述黏結式磨料體包括由以下所構成的族群中選出的磨料粒子：鑽石、立方氮化硼、碳化矽、碳化硼、氧化鋁、氮化矽、碳化鎢、氧化鋯或其組合。
第72項. 如第71項所述的磨料製品，其中所述磨料粒子包括鑽石。
第73項. 如第55項至第72項中任一項所述的磨料製品，其中所述黏結式磨料體的黏結材料包含Cu、Sn、Fe、W、WC、Co、Ti或其任何組合。
第74項. 如第55項至第73項中任一項所述的磨料製品，其中以所述核及所述黏結式磨料體的總體積量計，所述核提供至少約60體積%且不大於約99體積%的體積量，諸如至少約70體積%且不大於約95重量%、或至少約80體積%且不大於95重量%。
第75項. 如第55項至第74項中任一項所述的磨料製品，其中所述核的最大直徑與所述核的最大厚度的比率在約30：1至約10：1之間。
第76項. 如申請專利範圍第55項至第75項中任一項所述的磨料製品，其中所述黏結式磨料體的最大厚度與所述核的最大厚度的比率在約5：1至約1：5之間。
第77項. 如第55項至第76項中任一項所述的磨料製品，其中所述核與所述黏結式磨料體直接接觸。
第78項. 如第55項至第77項中任一項所述的磨料製品，更包括安置在所述核的至少一部分與所述黏結式磨料體的一部分之間的減振層。
第79項. 如第78項所述的磨料製品，其中所述 減振層包括聚合物材料。
第80項. 如第79項所述的磨料製品，其中所述減振層的聚合物材料包含矽酮、熱塑性橡膠或熱固性橡膠、熱塑性彈性體、聚胺基甲酸酯或其組合。
第81項. 如第80項所述的磨料製品，其中所述聚合物材料包括矽酮。
第82項. 如第81項所述的磨料製品，其中所述減振層基本上由矽酮組成。
第83項. 如第78項至第82項中任一項所述的磨料製品，其中所述減振層的拉伸模數為至少50。
第84項. 如第78項至第83項中任一項所述的磨料製品，其中所述減振層的壓縮模數為至少0.2MPa。
第85項. 如第78項至第84項中任一項所述的磨料製品，其中以所述減振層在0.1MPa下的厚度計，所述減振層的厚度在至少10MPa的壓力下減小至少3%。
第86項. 如第78項至第85項中任一項所述的磨料製品，更包括所述核與所述黏結式磨料體之間的耦接連接。
第87項. 如第86項所述的磨料製品，其中所述耦接連接為具有鳩尾結構的機械連鎖。
第88項. 如第55項至第87項中任一項所述的磨料製品，其中所述磨料製品為磨輪。
第89項. 如第88項所述的磨輪，其中所述磨輪的爆裂強度為至少150m/s。
第90項. 如第88項或第89項所述的磨輪，其 中所述磨輪經組態用於塑造包括玻璃的工件。
實例
以下非限制性實例說明本發明。
核材料的選擇
關於可與形成磨料製品的堅固核有關的材料特性，評估六種熱塑性樹脂材料。六種例示性樹脂材料的材料特性展示於表1中。
磨輪的射出模製
準備空腔維度為102.25mm外徑及10.00mm深度的圓盤射出模具且將磨料鑽石環置於模具空腔中。鑽石環的外徑為102.2mm，內徑為88.3mm且厚度為6mm。磨料環的鑽石粒子的平均粒度為91μm，且黏結基質由Cu、Sn、Fe及Ti的混合物製成。
在具有38mm、21 L/D、2.4 CR通用螺桿的範多恩(Van Dorn)液壓120噸射出模製機中進行模製試驗。對於射出模製實驗，已選擇表1的材料E2、E5及E6。在模製 之前，在除濕乾燥器中，在80℃下乾燥所選用於射出模製的聚合物材料4小時。射出模製參數列於下表2中。
用材料E2、E5及E6製造的射出模製磨輪的研磨效能及相關產物特性的比較可見於表3：
基於上述資料，應注意對於在0.45MPa下的 HDT、收縮率、拉伸模數及所包含的強化纖維的類型及平均縱橫比控制核材料可有助於改良磨輪的效能。
收縮率的測定
為測定收縮率，使用專門設計的具有150mm內徑及238cm3總體積的測試模具。根據方程式(1-(L2-L1)/L2)計算「收縮率」，其中L2表示測試模具空腔的維度，且L1表示在室溫(20℃)下在測試模具中形成的材料的維度。關於收縮率，計算線性收縮率，其為線性維度改變相對於原始維度的比率。
在0.45MPa下的HDT的量測
根據標準化測試ASTM D 648-07量測在0.45MPa下的HDT，所述測試特此以引用的方式明確地併入。
拉伸模數的量測
根據標準化測試ASTM D 638-08量測MOE，所述測試特此以引用的方式明確地併入。
壓縮模數(CM)的量測
根據標準化測試ASTM D 695-10量測CM，所述測試特此以引用的方式明確地併入。
撓曲模數的量測
根據標準化測試ASTM D 790-10及D 6272-10量測撓曲模數，所述測試特此以引用的方式明確地併入。
夏比衝擊的量測
根據標準化測試ASTM D 6110-10量測夏比衝擊，所述測試特此以引用的方式明確地併入。
不平衡的量測
使用海因斯(Hines)平衡器HVR-50在630轉/分的量測速度下量測「不平衡」參數。
在前文說明書中，所述概念已經參考特定實施例來描述。然而，所屬領域的一般技術人員瞭解，可以在不脫離下文申請專利範圍中所闡述的本發明範疇的情況下進行各種修改及變化。因此，本說明書和圖式應以說明性而非限制性意義來看待，且所有這些修改意欲包含在本發明範疇內。

Claims (10)

  1. 一種磨料製品，包括：安置在核的周邊表面的內部凹槽內的黏結式磨料體，其中所述核包括聚合物材料及強化纖維，且所述核具有在0.45MPa下至少約130℃的HDT及不大於3%的收縮率。
  2. 一種磨料製品，包括：安置在核的周邊表面的內部凹槽內的黏結式磨料體，其中所述核包括聚合物材料及強化纖維，所述強化纖維的長度比寬度的平均縱橫比介於至少10至不大於5000的範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的磨料製品，其中所述核的收縮率不大於0.1%。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的磨料製品，其中所述核的拉伸模數為至少約20.0GPa。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的磨料製品，其中所述聚合物材料包含以下中的至少一者：聚醯胺(PA)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)、乙烯四氟乙烯(ETFE)、聚醚酮(PEEK)、聚酯(PE)、聚乙二亞胺(PEI)、聚醚碸(PESU)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚鄰苯二甲醯胺(PPA)、聚(對苯硫醚)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、PC-ABS或其任何組合。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的磨料製品，其中所述聚合物材料包含PPS或PC-ABS。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的磨料製品，其中所述強化纖維包含玻璃纖維或碳纖維。
  8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的磨料製品，其中所述強化纖維的長度比寬度的縱橫比在500至1200的範圍內。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的磨料製品，其中所述磨料製品為經配置用於塑造包括玻璃的工件的磨輪。
  10. 一種製造磨輪的方法，包括：將黏結式磨料體插入模具中；以及射出模製環繞所述黏結式磨料體的至少一部分的核以形成一體黏結式磨料製品，其中所述核包括聚合物材料及強化纖維，且所述核具有在0.45MPa下至少130℃的HDT及不大於3%的收縮率；以及所述黏結式磨料體安置在所述核的周邊表面的內部凹槽內。
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