專利名稱：包含聚集體的涂覆的磨料產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本披露總體上是針對磨料微粒材料、結(jié)合磨料微粒材料的磨料產(chǎn)品、以及用于機(jī) 加工工件的方法。
背景技術(shù)：
總體上磨料產(chǎn)品包含磨料微粒材料或由其形成。可以將這類磨料微粒材料用作自 由的磨料(例如以漿料的形式)、或固定的磨料(典型地或者涂覆的磨料或者粘合的磨料物 品)。在不同的工業(yè)中使用磨料產(chǎn)品通過如精研、研磨、或者拋光來機(jī)加工工件。利用磨料 物品的機(jī)加工跨越了從光學(xué)工業(yè)、汽車補漆工業(yè)、牙科應(yīng)用、到金屬制造工業(yè)的廣闊工業(yè)范 圍。在家庭應(yīng)用中通常地也由用戶完成機(jī)加工(例如通過手或通過使用通常地可獲得的工 具，例如軌道拋光機(jī)(無軌的和固定軸的兩者)、以及皮帶和振動砂磨機(jī))。在這些例子中 的每一個之中，使用磨料來去除大塊材料和/或影響產(chǎn)品的表面特性(例如，平面性，表面 粗糙度)。表面特性包括光澤、質(zhì)地以及均勻性。例如，金屬部件的制造商們使用磨料物品來 對表面進(jìn)行精細(xì)拋光，并且時常希望有一個均勻的光滑表面。類似地，光學(xué)器件制造商們希 望生產(chǎn)無缺陷的表面以防止光的衍射和散射的磨料物品。因此，磨料物品的磨料表面通常 影響表面品質(zhì)。磨料物品的形成(例如通過化學(xué)合成途徑或通過本體材料加工途徑(例如熔化和 粉碎))被認(rèn)為是一個已被開發(fā)的相當(dāng)好的并且成熟的技術(shù)領(lǐng)域。因此，相當(dāng)多的開發(fā)資源 已經(jīng)致力于宏觀結(jié)構(gòu)的開發(fā)，例如在涂覆的磨料的背景中設(shè)計的磨料產(chǎn)品的開發(fā)并且特別 是在粘合磨料的背景中三維結(jié)構(gòu)和配制品的開發(fā)。盡管不斷地開發(fā)，在用于改進(jìn)的微粒材 料的領(lǐng)域繼續(xù)存在一種需要。微粒材料包括基本上單相無機(jī)物質(zhì)，例如氧化鋁、碳化硅、硅石、二氧化鈰、以及更 硬的、高性能超級磨料晶粒，例如立方氮化硼以及金剛石。通過開發(fā)復(fù)合材料微粒材料已經(jīng) 實現(xiàn)了增強的以及甚至更復(fù)雜的磨料特性。這類物質(zhì)包括形成的聚集體，這些聚集體可以 通過淤漿加工途徑來形成，該途徑包括通過揮發(fā)或蒸發(fā)去除液體載體，留下生的聚集體，隨 后進(jìn)行高溫處理(例如，燒制)從而形成可用的、燒制的聚集體。已經(jīng)在多種磨料產(chǎn)品配置中找到這類復(fù)合聚集體的商業(yè)用途。然而，工業(yè)繼續(xù)要 求甚至更進(jìn)一步的改進(jìn)的微粒材料，并且特別是可以提供增強的機(jī)加工性能的復(fù)合聚集 體。發(fā)明的披露根據(jù)一個實施方案，一種涂覆的磨料產(chǎn)品包括一種基片和粘合到其上的微粒材 料，該微粒材料包含生的、未燒制的磨料聚集體，這些磨料聚集體具有總體上球狀的或環(huán)形 的形狀，該聚集體是從一種組合物形成的，該組合物包括磨料砂礫顆粒，一種納米顆粒粘合 劑。根據(jù)另一個實施方案，一種磨料漿料包括在懸浮液中提供的生的、未燒制的磨料聚集體，該聚集體具有一種總體上球狀或環(huán)形的形狀，該聚集體包括一種磨料砂礫顆粒以 及一種納米顆粒粘合劑。根據(jù)另一個實施方案，處于一種粘合的磨料的形式的一種固定的磨料包括生的、 未燒制的磨料聚集體，使用一種聚集體之間的粘合劑將該聚集體固定在相對于彼此的位置 中，該聚集體具有一個總體上球狀的或環(huán)形的形狀，該聚集體包括一種磨料砂礫顆粒以及 一種納米顆粒粘合劑。根據(jù)另一個實施方案，用于形成磨料微粒材料的一種方法包括形成一種包括一種 液體載體、磨料砂礫顆粒以及一種納米顆粒粘合劑的漿料；并且將該漿料進(jìn)行噴霧干燥以 形成包含這些磨料砂礫顆粒以及該納米顆粒粘合劑的生的、未燒制的聚集體。此外，將這些 聚集體進(jìn)行分類以用于磨料產(chǎn)品中。根據(jù)另一個實施方案，用于機(jī)加工工件的一種方法包括提供一個具有初始表面粗 糙度Rai的工件，用一個單個的磨料產(chǎn)品研磨該工件以從該工件中去除物質(zhì)，由此該工具具 有最終表面粗糙度Raf，并且Raf不大于0. 2Rai0附圖簡要說明通過參見附圖可以更好地理解本披露，并且使其許多特征和優(yōu)點對于本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員變得清楚。根據(jù)本披露的一個實施方案

圖1-3是用掃描電鏡拍攝的顯微照片，顯示了磨料聚 集體，這些磨料聚集體包括在基片上的涂層中與硅石納米顆粒結(jié)合的金剛石砂礫。根據(jù)本披露的另一個實施方案圖4-6是用掃描電鏡拍攝的顯微照片，顯示了磨料 聚集體，這些磨料聚集體包括在基片上的涂層中與硅石納米顆粒結(jié)合的碳化硅砂礫。圖7表示根據(jù)多個實施方案的實例的熱重量分析(TGA)的結(jié)果。根據(jù)一個實施方案，圖8顯示了后合成熱處理的含金剛石的聚集體的結(jié)果。圖9-16顯示了根據(jù)不同的配方或加工參數(shù)形成的不同的聚集體。圖17和18包括使用多孔的基片材料的磨料產(chǎn)品的放大的圖像。
在不同的圖中使用相同的參考符號表示相似的或相同的事項。優(yōu)選實施方案的說明根據(jù)一個實施方案，提供了磨料聚集體，該聚集體特別適合用于機(jī)加工操作，其中 進(jìn)行研磨以去除物質(zhì)并且改善表面品質(zhì)?？梢酝ㄟ^基于漿料的加工形成磨料聚集體。在 此，實施方案可以利用噴霧干燥，其中將含有這些聚集體的組分物質(zhì)的漿料與一種液體載 體(例如水)混合在一起，噴霧成液滴，并且干燥。更詳細(xì)地說，某些實施方案結(jié)合了一種 磨料砂礫(該磨料砂礫可以是處于微顆粒的形式)、一種粘合劑(該粘合劑可以是處于納米 顆粒的形式)、以及一種液體載體(該液體載體可以是水以易于處理和加工)。不同的實施 方案在該漿料中進(jìn)一步包括一種增塑劑(也稱為分散劑)以促進(jìn)該磨料砂輪分散于如此形 成的、噴霧干燥的聚集體中。如在此使用的，術(shù)語“微顆?！笨梢杂糜谥妇哂衅骄６葟募s0. 1微米至約50微 米的顆粒，優(yōu)選地不少于0. 2微米、0. 5微米、或0. 75微米，并且不大于約20微米，例如不大 于10微米。具體的實施方案具有從約0. 5微米至約10微米的平均粒度。如在此使用的，術(shù)語“納米顆?！笨梢杂糜谥妇哂衅骄６葟募s5nm至約150nm的 顆粒，典型地小于約100nm、80nm、60nm、50nm、或小于約40nm。納米顆粒的典型的平均粒度位于約20nm至約50nm的范圍內(nèi)。如在此使用的，術(shù)語“聚集體”可以用于指由多個較小的顆粒制成的顆粒，這些較 小的顆粒以這樣一種方式進(jìn)行結(jié)合，即通過施加壓力或攪拌相對很難將該聚集體顆粒分離 或分解成更小的顆粒。與在此使用的術(shù)語“團(tuán)聚體”大不相同，這種團(tuán)聚體是指由多個較小 的顆粒制成的顆粒，這些較小的顆粒以這樣一種方式進(jìn)行結(jié)合，即例如通過施加壓力或手 動攪拌相對容易地將該聚集體顆粒分離或?qū)⒃擃w粒分解回更小的顆粒。根據(jù)本實施方案， 這些聚集體具有一種復(fù)合的結(jié)構(gòu)，該復(fù)合結(jié)構(gòu)包括磨料砂礫(該磨料砂礫具有微顆粒范圍 內(nèi)的大小)以及一種納米顆粒粘合劑(該納米顆粒粘合劑提供聚集體的基質(zhì)，其中這些磨 料砂礫被包埋或被包含)。如將被更詳細(xì)地描述的，根據(jù)多個實施方案的聚集體具有顯著的 形態(tài)，其特征是這些磨料砂礫均勻分布于該納米顆粒粘合劑中。顯著的結(jié)果是，根據(jù)多個實施方案的聚集體是處于生的、未燒制的狀態(tài)。在此，將 這些聚集體用作一種磨料產(chǎn)品或用于其中，而沒有顯著的成形后熱處理(例如煅燒、燒結(jié)、 或再結(jié)晶)，這些成形后熱處理改變了這些聚集體的微晶尺寸、晶粒大小、密度、拉伸強度、 楊氏模量等。通常地在陶瓷加工中進(jìn)行這類熱處理過程以提供可用的產(chǎn)品，但不用在此處。 總體上，在超過400°C下執(zhí)行這類熱處理步驟，通常地500°C和以上。的確，對于某些陶瓷種 類溫度可以容易地范圍從800°C至1200°C以及以上?？傮w上，這些磨料砂礫顆粒具有大于約3、并且優(yōu)選地從約3至約10的莫氏硬度。 對于具體的應(yīng)用，這些磨料砂礫顆粒具有不低于5、6、7、8、或9的莫氏硬度。總體上，這些磨 料砂礫顆粒被認(rèn)為是用作這些磨料聚集體中的主要的活性研磨劑或拋光劑。適合的磨料組 合物的實例包括非金屬的、無機(jī)固體，例如碳化物、氧化物、氮化物以及某些含碳的物質(zhì)。氧 化物包括氧化硅(例如，石英、方石英以及玻璃樣形式)、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鋁。碳化 物和氮化物包括但不限于碳化硅、鋁、氮化硼(包括立方氮化硼)、碳化鈦、氮化鈦、氮化硅。 含碳物質(zhì)包括金剛石(它廣泛地包括合成的金剛石)、金剛石樣的碳以及相關(guān)的含碳的物 質(zhì)(例如Fullerite以及聚集體金剛石納米棒)。物質(zhì)還可以包括廣范圍的天然發(fā)生的挖 掘的礦物，舉例來說例如石榴石、方石英、石英、剛玉、長石。本披露的某些實施方案利用金 剛石、碳化硅、氧化鋁、和/或氧化鈰物質(zhì)，其中金剛石顯示是顯著有效的。此外，本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是在本披露的磨料聚集體中可以使用不同的其他的具有所希望 的硬度特性的組合物作為磨料砂礫顆粒。此外，根據(jù)本披露在某些實施方案中，可以將兩種 或更多種不同的磨料砂礫顆粒的混合物用于相同的聚集體中。如從以前的描述中應(yīng)當(dāng)理解的，可以將多種多樣的磨料砂礫顆粒用于多個實施方 案中。如以前所述，立方氮化硼和金剛石被認(rèn)為是“超級磨料”顆粒，并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了廣泛 的商業(yè)用途用于專門的機(jī)加工操作，包括高度關(guān)鍵的拋光操作。此外，可以對這些磨料砂礫 顆粒進(jìn)行處理從而在結(jié)合入聚集體中之前在單獨的顆粒上形成一種冶金學(xué)涂層。這些超級 磨料砂礫特別適合用于涂覆。典型的冶金學(xué)涂層包括鎳、鈦、銅、銀及其合金和混合物。大體上，這些磨料砂礫顆粒的大小位于微顆粒的范圍內(nèi)。應(yīng)當(dāng)注意到的是這些磨 料砂礫顆?？梢杂奢^小顆粒的磨料聚集體(例如磨料聚集體納米顆粒)形成，盡管更常見 地這些磨料砂礫是由微顆粒范圍內(nèi)的單個的顆粒形成的。例如，可以將多個納米大小的金 剛石顆粒聚集在一起以提供一個微顆粒的金剛石砂礫。這些磨料砂礫顆粒的大小可以根據(jù) 所使用的砂礫顆粒的類型而改變。例如，在本披露的某些實施方案中，優(yōu)選地使用具有尺寸為約0. 5微米至2微米(例如約1微米)的金剛石砂礫顆粒。在本披露的其他實施方案中， 優(yōu)選地使用具有尺寸為約3微米至約8微米的碳化硅砂礫顆粒。在本披露的另外其他實施 方案中，優(yōu)選地使用具有尺寸為約3微米至約5微米的氧化鋁砂礫顆粒。大體上，這些磨料砂礫顆?？梢詷?gòu)成約0. 至約85%之間的聚集體。這些聚集 體更優(yōu)選地包括約10%至約50%之間的磨料砂礫顆粒。根據(jù)本披露在一個實施方案中，可以使用單個尺寸的磨料砂礫顆粒形成磨料聚集 體，將砂礫顆粒和得到的聚集體的尺寸進(jìn)行專門定制以符合想要的拋光應(yīng)用。在另外的實 施方案中，可以將兩種或更多種不同尺寸的磨料砂礫顆粒的混合物組合使用以形成具有可 歸因于每一個這些砂礫顆粒尺寸的有利的特性的磨料聚集體。根據(jù)本披露這些磨料聚集體還包括一種如上所述的納米顆粒粘合劑物質(zhì)?？傮w 上，在粘合劑的性質(zhì)下該納米顆粒粘合劑形成一個連續(xù)的基質(zhì)相，該基質(zhì)相發(fā)揮作用從而 在這些磨料聚集體內(nèi)形成這些磨料砂礫顆粒并且將它們保持在一起。在這個方面，應(yīng)當(dāng)注 意的是該納米顆粒粘合劑(雖然形成一個連續(xù)的基質(zhì)相)其本身通常由個別地可辨認(rèn)的 納米顆粒制成，這些納米顆粒緊密接觸、相互連接，并且在一定程度上彼此進(jìn)行原子上的鍵 連。然而，由于如此形成的聚集體的生的、未燒制的狀態(tài)，這些單獨的納米顆粒通常沒有熔 在一起以形成晶粒，如在燒結(jié)的陶瓷材料的情況下。如在此使用的，納米顆粒粘合劑的描述 擴(kuò)展到一個或多個種類的粘合劑。雖然砂礫物質(zhì)被認(rèn)為作為初級磨料起作用，在本披露的聚集體的某些實施方案中 該納米顆粒材料也可以作為一種二次磨料起作用。可以通過改變參數(shù)(例如該納米顆粒粘 合劑物質(zhì)的組成、納米顆粒粘合劑物質(zhì)與磨料砂礫顆粒的相對濃度比率、以及這些磨料砂 礫顆粒的大小)來調(diào)節(jié)這些聚集體的尺寸和拋光特性。該納米顆粒粘合劑物質(zhì)自身可以 包括非常細(xì)的陶瓷顆粒和含碳顆粒，例如一種液體膠體或懸浮液中的納米尺寸的硅石(稱 為膠體硅石)。納米顆粒粘合劑物質(zhì)還可以包括但不限于膠體氧化鋁、納米尺寸的二氧化 鈰、納米尺寸的金剛石、以及它們的混合物。在本披露的某些實施方案中，該膠體硅石優(yōu)選 地用作納米顆粒粘合劑。例如，已經(jīng)被成功地使用的可商購的納米顆粒粘合劑包括膠體硅 石溶液BIN擬EL 2040 BINDZIL 2040 (可以從喬治亞州的瑪麗埃塔的Eka化學(xué)公司(Eka Chemicals Inc. of Marietta,Georgia)得到)以及NEXSIL 20 (可以從麻薩諸塞州的阿什 蘭的Nyacol 納米技術(shù)公司(Nyacol Nano Technologies, Inc. of Ashland,Massachusetts) 得到)。在將這些混合物噴霧干燥以形成這些聚集體之前，該混合物可以包括基于濕基準(zhǔn) 范圍在約0. 至約80%之間、優(yōu)選地范圍在約10%至約30%之間的一個量值的納米顆 粒粘合劑物質(zhì)。在這些形成的磨料聚集體中，該納米顆粒粘合劑物質(zhì)可以構(gòu)成約至約 90%之間的聚集體，優(yōu)選地約20%至約80%之間的聚集體、并且最優(yōu)選地約50%至約75% 之間的聚集體(所有都基于干重基準(zhǔn))。用于形成這些磨料聚集體的漿料還可以有利地包括另一種物質(zhì)，該物質(zhì)主要地作 為增塑劑(也稱為分散劑)起作用從而促進(jìn)將該研磨粒料分散在如此形成的聚集體中。由 于所使用的低處理溫度，該增塑劑被認(rèn)為保留在如此形成的聚集體中，并且已經(jīng)通過熱重 量分析(TGA)被作為剩余物質(zhì)進(jìn)行量化。當(dāng)將該混合物噴霧干燥時，該增塑劑還可以有助 于將這些砂礫顆粒和納米顆粒粘合劑物質(zhì)一起結(jié)合在一種聚集體中。
在這個方面，圖7顯示了對含有SiC的聚集體和含有金剛石的聚集體兩者TGA分 析的結(jié)果，顯示從250°C至約400°C去除殘留的增塑劑。值得注意的是，發(fā)現(xiàn)金剛石在高溫 下燒掉了。值得注意的是純粹作為表征工具進(jìn)行TGA分析，并且這些聚集體暴露于其下的 升高的溫度不是用于形成聚集體的工藝流程的一部分。增塑劑包括有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)物質(zhì)兩者，這些物質(zhì)包括表面活性劑以及其他表面張 力修飾的組分。具體的實施方案可以使用有機(jī)組分，例如聚合物和單體。在一個示例性的 實施方案中，該增塑劑是一種多元醇。例如，該多元醇可以是一種單體的多元醇或可以是一 種聚合多元醇。一個示例性的單體多元醇包括1，2_丙二醇；1，4_丙二醇；乙二醇；甘油； 季戊四醇；糖醇(例如麥芽糖醇(malitol)、山梨糖醇、異麥芽糖醇、或其任何組合)；或其 任何組合。一種示例性的聚合多元醇包括聚乙二醇；聚丙二醇；聚四亞甲基醚二醇；聚氧化 乙烯；聚氧化丙烯；甘油和氧化丙烯、氧化乙烯或其一種組合的一種反應(yīng)產(chǎn)物；一種二醇和 一種二羧酸的一種反應(yīng)產(chǎn)物或其衍生物；一種天然油的多元醇；或其任何組合。在一個實 例中，該多元醇可以是一種聚酯多元醇，例如一種二醇和一種二羧酸的反應(yīng)產(chǎn)物或其衍生 物。在另一個實例中，該多元醇是一種聚醚型多元醇，例如聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧化乙 烯、聚氧化丙烯、或甘油和氧化丙烯或氧化乙烯的反應(yīng)產(chǎn)物。具體地，該增塑劑包括聚乙二 醇(PEG)。該增塑劑(值得注意地聚乙二醇)可以具有一定范圍的分子量。適合的分子量位 于約10至3000的范圍內(nèi)，例如50至1000、50至500、或50至400。根據(jù)本披露的某些實 施方案已經(jīng)發(fā)現(xiàn)PEG 200是一種特別有用的增塑劑。在噴霧干燥前混合物中增塑劑濃度范 圍可以在約0. 5%至約40%之間，并且優(yōu)選地在約0. 5%至約5%之間。如應(yīng)當(dāng)清楚的，用于形成這些聚集體的組合物包含磨料砂礫、納米顆粒粘合劑、以 及有時一種增塑劑的主要組分。這些組分能夠以不同的相對含量存在于用于形成這些聚集 體的組合物中。聚集體中相對固體含量可以反映用于形成這些聚集體的組合物中的固體含 量，盡管增塑劑的最終含量可以由于噴霧干燥過程期間干燥/揮發(fā)而改變，盡管TGA分析也 顯示聚集體中保留增塑劑。該組合物可以包括約0. 至約85%重量的磨料砂礫顆粒，約 0. 至約80%重量的納米顆粒粘合劑、以及約0. 5%至約40%重量的增塑劑，重量百分比 是基于組合物的總固體含量。在某些實施方案中，該組合物可以包含約10%至50%重量的 磨料砂礫顆粒、約50 %至90 %重量的納米顆粒粘合劑、以及約0. 5 %至15 %重量的增塑劑。 具體的實施方案是約15 %至40 %重量的磨料砂礫顆粒以及約60 %至85 %重量的納米顆粒 粘合劑。該組合物中還包括一種揮發(fā)性液體，它作為載體起作用并用于液化或流化這些磨 料砂礫顆粒、該納米顆粒粘合劑物質(zhì)、以及該增塑劑的混合物，從而可以使該混合物流入一 個噴霧干燥器中，噴霧成細(xì)的聚集體液滴，并且在其中干燥。優(yōu)選地，這種揮發(fā)性液體載體 是去離子水，盡管可以使用其他揮發(fā)性液體，這些揮發(fā)性液體通過典型的噴霧干燥溫度被 驅(qū)除并且基本上不改變該混合物的組成。該液化的混合物可以包括這些磨料砂礫顆粒、這 種納米顆粒粘合劑物質(zhì)、以及一種增塑劑，剩余的是一種揮發(fā)性液體。該組合物(處于漿料 的形式)可以是基于水的并且可以包括約7. 5%至約15%之間的磨料砂礫顆粒，約2. 5%至 約7. 5%之間、并且約0. 5%至約1. 5%之間的增塑劑，百分比是基于漿料的總重量。在處理期間，應(yīng)當(dāng)注意的是在根據(jù)本披露的某些實施方案中，在將這些砂礫顆粒加入混合物之前，從它們中基本上去除任何積累的靜電荷是優(yōu)選的。已經(jīng)看到的是如果這 些砂礫顆?；旧蠜]有積聚的庫侖電荷，在噴霧干燥的步驟中所形成的聚集體的穩(wěn)定性是 顯著地提高的。一旦混合良好，然后在一個噴霧干燥器中將該液化的混合物(包括磨料砂 礫顆粒、納米顆粒粘合劑物質(zhì)、以及增塑劑的組分)進(jìn)行處理從而形成這些磨料聚集體?？梢允褂貌煌膰婌F干燥裝置，包括旋轉(zhuǎn)式噴霧器、單流體噴嘴噴霧器、以及雙流 體噴嘴噴霧器。對于具有相對較小的磨料砂礫顆粒的混合物，以及為了形成相對較小的聚 集體，該噴霧干燥器優(yōu)選地是一種旋轉(zhuǎn)式噴霧器。對于具有相對較大磨料砂礫顆粒的混合 物，特別是大于約80微米的那些，并且為了形成相對較大的聚集體，特別是大于約90微米 的那些，一種單流體或雙流體噴嘴的噴霧器可以是優(yōu)選的。該噴霧干燥器裝置典型地應(yīng)該包括至少兩個物質(zhì)收集點，一個位于旋流器處，并 且一個位于該主干燥室的底部?？梢詮倪@兩個位置都收集根據(jù)本披露形成的聚集體；然而， 已經(jīng)觀察到從旋流器收集的聚集體通常尺寸上更小并且重量上更輕，而已經(jīng)觀察到從主干 燥室收集的聚集體通常尺寸上更大并且重量上更重。已經(jīng)觀察到從該干燥器的旋流器收集 的聚集體典型地具有約5微米至約25微米的大小。另一方面，已經(jīng)觀察到從該主干燥室中 收集的聚集體典型地具有約20微米至約100微米的大小。為了開始噴霧干燥，通常以恒定的速率將該漿料泵入該噴霧干燥裝置中。然后，該 漿料經(jīng)過該噴霧干燥器內(nèi)部的一個霧化器或噴霧器從而形成總體上球狀的液滴。當(dāng)經(jīng)過噴 霧器時，這些液滴被捕獲于熱空氣的漩渦中，在其中該漿料的液體部分基本上立即蒸發(fā)并 且該漿料的固體部分形成一種聚集體。使該漿料的液體部分揮發(fā)，留下固體顆粒的熱空氣 典型地是不大于400°C，例如不大于375°C、350°C、或300°C。.典型地，在大于約80°C的溫 度下進(jìn)行噴霧干燥，例如大于約90°C。已經(jīng)在約90°C至約250°C的溫度下執(zhí)行具體的實施 方案。應(yīng)當(dāng)注意的是在該噴霧干燥器的高溫部分內(nèi)的停留時間總體上限制在數(shù)秒鐘，例如 0. 5秒至10秒，這與典型的與燒結(jié)、煅燒、或燒制典型的陶瓷產(chǎn)品相關(guān)的熱處理停留時間完 全相反。當(dāng)該漿料進(jìn)入熱空氣的漩渦時，該液體被基本上驅(qū)除并且將該混合物形成一種包 括眾多聚集體的細(xì)粉末，每一個磨料聚集體在形狀上總體上是球狀的。如在此使用的，術(shù)語 “球狀的”是指具有球形、或總體上球形(包括橢圓體以及其他球形排列)的聚集體，它們是 該噴霧干燥過程的必然結(jié)果。因此，類球體包括球體、橢圓體、截短的球體和橢圓體，但總體 上都具有圓形而不是塊狀結(jié)構(gòu)。如應(yīng)當(dāng)清楚的，這些聚集體每一個包含被納米顆粒粘合劑 物質(zhì)以及還沒有被蒸發(fā)的增塑劑的任何殘余物粘合在一起的磨料砂礫顆粒。噴霧干燥步驟 中，這些聚集體的最終水分含量總體上是按重量計從約至約3%。根據(jù)本披露有利的是，不需要進(jìn)一步的處理步驟(這些步驟顯著地改變了該如此 形成的、未燒制的、生的噴霧干燥的聚集體的組成或形態(tài))來生產(chǎn)可用的磨料聚集體。事實 上，根據(jù)本披露的某些實施方案，用于制造這些聚集體的方法基本上僅由上述的混合和噴 霧干燥步驟組成，并且相當(dāng)?shù)刂档米⒁獾氖?，避免了熱處理步驟，這些熱處理步驟影響了這 些聚集體的形態(tài)。具體地講，沒有進(jìn)行其中這些材料被加熱到非常高的溫度(從約500°C至 1000°C的范圍內(nèi)或以上)以熔化、燒結(jié)或另外地融化混合物中的硅石或其他納米顆粒粘合 劑的步驟。因此，根據(jù)本披露在某些實施方案中，制造這些聚集體的方法的所有的步驟可以 在約400°C或以下的溫度下執(zhí)行。
這與常規(guī)的用聚集的顆粒制備磨料粉末的方法相反，常規(guī)的方法典型地要求一個 在非常高的溫度下(從約500°C至1000°C或以上)的燒結(jié)步驟。盡管沒有認(rèn)為聚集體需要一個燒結(jié)或其他類似的高溫處理，發(fā)現(xiàn)所形成的聚集體 是高度耐用的。具體地，已經(jīng)觀察到一旦形成這些聚集體對溶于多種多樣的化學(xué)溶劑(包 括甲基乙基酮(MEK)、異丙醇(IPA)、以及1，4-二噁烷)具有抗性。一旦形成，在用于基片或另外地用于拋光操作之前，可以根據(jù)需要將這些聚集體 進(jìn)行分類或分成不同大小的范圍。除了這些磨料聚集體，該得到的粉末可以包括一定量的 比想得到的粒徑更小的材料。由如此形成的聚集體組成的微粒材料通常具有的平均粒徑在 約10微米至150微米的范圍內(nèi)。典型地，該材料具有不小于約20微米的平均粒徑，例如 不小于約25微米。由過程系統(tǒng)規(guī)定參數(shù)以及具體的最終用途應(yīng)用取得平均粒徑的上限， 并且總體上該材料具有不大于約100微米的平均粒徑，例如不大于約90、80、或甚至不大于 70微米。在某些實施方案中，該聚集體物質(zhì)的平均粒徑優(yōu)選地是在約20微米與50微米之 間。這些聚集體的大小、以及大小范圍可以被調(diào)節(jié)并且可以取決于許多因素，包括該混合物 的組成以及該噴霧干燥器的進(jìn)料速率。例如，包括約10微米的那些磨料聚集體的多種尺寸 的磨料聚集體。使用一臺旋轉(zhuǎn)式霧化噴霧干燥器成功地生產(chǎn)了 20微米、35微米、40微米、 以及45微米。這些聚集體已經(jīng)包括范圍從約5微米至約8微米的磨料砂礫顆粒。當(dāng)在放大的圖中觀看時，這些聚集體具有總體上球狀的形狀，這如圖4至6的掃描 電鏡中所見到的圓形或球形進(jìn)行表征。然而，在一些實例中，可以發(fā)現(xiàn)這些聚集體在該聚集 體的中心附近具有一個空隙，并且因此展示了比圖1至3的掃描電鏡中所見更加環(huán)形或類 環(huán)面的形狀?？梢杂^察到該磨料砂礫材料的單獨的顆粒(例如金剛石砂礫)被分散于這些 聚集體的表面上以及其內(nèi)部中，其中這些單獨的砂礫顆粒的相對少的情況在聚集體的表面 聚集在一起。應(yīng)當(dāng)注意的是圖1至6顯示了分散的、單獨的聚集體，這些聚集體在一個樹脂 粘合劑系統(tǒng)中被粘合在一起。這些磨料聚集體的進(jìn)一步的研究顯示某些實施方案由空的類球體構(gòu)成。可以將這 類顆粒類推為具有壁厚tw在聚集體的平均粒徑約0. 08至0. 4倍范圍內(nèi)的厚壁的美式壁球 (racquet ball)?？梢孕薷倪^程參數(shù)以及組成參數(shù)以影響不同的壁厚，例如壁厚不少于聚 集體的平均粒度約0. 1,0. 15倍。壁厚的上限可以是在聚集體的平均粒度0. 35,0. 30,0. 25、 或0. 20倍的數(shù)量級上。另外的研究顯示比表面積(SSA)通常大于2m2/g，例如大于10m2/g、大于10m2/g、或 大于15m2/g。經(jīng)觀察最大SSA是不大于150m2/g，例如不大于100m2/g。一旦形成，可以照原樣(以適合的分類來細(xì)化粒度分布)使用這些磨料聚集體。盡 管避免了合成后的處理步驟(例如，過度的加熱處理)，從而將這些聚集體以生的、未燒制 的狀態(tài)進(jìn)行使用，能夠以非常相同的方式用一個冶金學(xué)的涂層涂覆這些聚集體，即可以將 這些單獨的磨料砂礫進(jìn)行涂覆。冶金學(xué)涂層包括鎳、鈦、銅、銀及其合金和混合物。一旦生成，可以將這些磨料聚集體直接地用作一種松散的或“自由的”磨料粉末。 在此上下文中，可以將由這些聚集體形成的磨料粉末用作或者一種干燥的粉末亦或是一種 已經(jīng)用一種液體例如水浸濕從而生成一種用于改進(jìn)性能的漿料的粉末。還可以將該磨料粉 末結(jié)合到一種拋光糊劑或凝膠中。可以將這樣生產(chǎn)的磨料粉末有利地用于磨光和/或拋光 眾多的其他物質(zhì)(例如用于半導(dǎo)體工業(yè)的化學(xué)機(jī)械平面化(CMP))、不同材料的精細(xì)表面磨光、以及拋光天然的和人工的牙科材料兩者?？商娲?，將這些聚集體配置成一種固定的磨 料(廣泛地包括涂覆的以及粘合的磨料產(chǎn)品的一個術(shù)語)。然而，在本披露的其他實施方案中，這些磨料聚集體優(yōu)選地與一種用于將這些聚 集體粘附到基片的表面上的樹脂材料進(jìn)行結(jié)合。用于將這些聚集體與樹脂粘合材料進(jìn)行結(jié) 合的方法包括漿料形成，其中將這些聚集體、樹脂以及其他添加劑結(jié)合在一起并且涂覆在 基片表面上，或在一個不同的處理途徑中，通過靜電吸引或簡單地通過重力(例如，噴灑在 該基片上)將聚集體置于一個樹脂涂覆的基片上。后一種途徑在本領(lǐng)域中已被很好地理 解，總體上，首先將一個“制作涂層”置于該基片上，在該制作涂層上進(jìn)行聚集應(yīng)用，并且隨 后放置一個“膠料涂層”。可選擇地，可以將一個超級膠料涂層置于在該膠料涂層上面。此 外，可以將一個柔性涂層置于該制作涂層和該基片之間。在另一個實例中，能夠以一側(cè)相對 于該制作涂層將一個底面涂層置于該基片之上。與涂覆一種基片的漿料相聯(lián)系，除了這些聚集體之外，該漿料通常地還包括一種 溶劑，例如水或一種有機(jī)溶劑和一種聚合物樹脂材料。適合的聚合物樹脂材料包括多元酯、 環(huán)氧樹脂、聚氨酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚硅氧烷、有 機(jī)硅、醋酸纖維素、硝酸纖維素、天然橡膠、淀粉、蟲膠、及其混合物。最優(yōu)選地，該樹脂是一 種聚酯樹脂。此外，該漿料可以包括其他成分以形成一種設(shè)計為將這些聚集體晶粒粘合到 基片上的粘合劑系統(tǒng)。例如使用一臺高剪切混合器將該漿料組合物進(jìn)行徹底地混合。優(yōu)選地使用一種刮板式攤鋪機(jī)將包含這些聚集體晶粒的漿料用于基片以形成一 個涂層?？商娲?，可以用裂縫?？谕扛病及嫱扛?、或反凹版涂覆的方法使用該漿料涂層。 干燥后，該涂層厚度范圍可以從約1密耳至約5密耳厚度。當(dāng)在刮板式攤鋪機(jī)下在所希望的 涂覆速率下將該基片進(jìn)行進(jìn)料時，可以將該聚集體晶粒漿料以所希望的厚度用于該基片。 該涂覆速率優(yōu)選地是在約10至約40英尺/分鐘之間。然后將該涂覆的基片進(jìn)行加熱以固化該樹脂并且將這些聚集體晶粒粘合到該基 片上。大體上，在這個固化過程中將涂覆的基片加熱到約100°c至低于約250°C之間的溫 度。在本披露的某些實施方案中，優(yōu)選地是在低于約200°C的溫度下執(zhí)行該固化步驟。一旦該樹脂固化并且這些聚集體磨料晶粒粘合到該基片上，并且可以將該涂覆的 基片用于多種原料去除、磨光以及拋光的應(yīng)用。在本披露的一個可替代的實施方案中，可以將這些磨料聚集體直接地結(jié)合入該基 片中。例如，可以將這些聚集體混合一種聚酯樹脂，并且然后可以將這個聚集體和聚合物的 混合物形成一種基片。在本披露的又一個可替代的實施方案中，可以將這些磨料聚集體用于一個用一種 磨料涂覆并且然后密封的基片。這種涂覆技術(shù)與典型地用于傳統(tǒng)的沙紙的技術(shù)類似，并且 已在以上進(jìn)行了引用。在這個實施方案中，優(yōu)選地不將這些磨料聚集體混合成一種漿料。相 反地，優(yōu)選地將包含這些聚集體的磨料粉末進(jìn)料到基片上，其中已經(jīng)將一種粘合劑、制作涂 層應(yīng)用于該基片上，隨后經(jīng)由膠料涂層進(jìn)行密封?？扇芜x地，可以使用一種柔性涂層或一種 底面涂層將該基片進(jìn)行預(yù)處理。在本披露的一個可替代的實施方案中，可以通過電鍍、靜電涂覆、噴涂以及噴霧粉 末涂覆的方法將這些磨料聚集體用于基片或其他物質(zhì)上。然后可以將該涂覆磨料的基片用作一種擦光的薄膜或一種精滾光薄膜用于磨光和/或拋光其他物質(zhì)。能夠以這種方式進(jìn)行涂覆的基片物質(zhì)包括但不限于聚酯、聚氨酯、聚 丙烯、聚酰亞胺例如來自DuPont的KAPT0N、無紡的材料、紡織的材料、紙、以及金屬(包括 銅、鋁、以及鋼的箔片)。當(dāng)該基片物質(zhì)是本披露的某些實施方案時，聚酯薄膜是特別優(yōu)選 的。在涂覆之前，適合的基片可以具有的厚度為約1密耳至約14密耳。在某些實施方案中，該磨料產(chǎn)品可以利用一種高度多孔的基片材料，例如一種泡 沫材料。在磨料應(yīng)用期間多孔的基片有助于切屑去除并且還可以證明在其中柔韌的材料是 適合的應(yīng)用中是有用的?？紫堵实牧康湫偷厥窃谥辽偌s40vol %的數(shù)量級上，并且根據(jù)某些 實施方案，至少約50vol%,60vol%,70vol%、80vol%或甚至至少約90vol%。具體的實施 方案具有在約50VOl%與90VOl%之間的范圍內(nèi)的孔隙率?？傮w上，在這類基片中的孔隙可以是開放的、封閉的、或其組合。然而，具體的實施 方案利用具有大部分是開放孔隙的多孔基片材料。即，該孔隙是延伸穿過該基片的物理的、 格柵結(jié)構(gòu)的多個孔的一個相互連接的網(wǎng)絡(luò)。一定量的開放的孔隙可能是想要的，因為多個 孔的相互連接的網(wǎng)絡(luò)允許添加劑、涂層、以及微粒材料滲透進(jìn)入該基片材料的內(nèi)部，該基片 材料可以適合用于形成某些磨料產(chǎn)品。在多孔基片的背景中，一些適合的材料可以包括有機(jī)的物質(zhì)。例如，合成的有機(jī)物 質(zhì)(例如聚烯烴)，以及更具體地包括以下各項的聚合物聚苯乙烯、聚酯、聚氨酯、聚丙烯、 聚乙烯、聚甲基丙烯酰亞胺、聚酰胺、聚乳酸、聚丙烯酸酯、聚砜、聚乙酸酯、氟化聚合物、以 及氯化聚合物。根據(jù)在此所述的實施方案可以使用多孔基片完成磨料產(chǎn)物的形成。例如，該形成 過程可以包括任何數(shù)量的涂層，例如制作涂層、膠料涂層、超級膠料涂層、或甚至底面涂層。 具體地，其中將該微粒材料粘合到該基片上的粘合劑或粘結(jié)劑可以包括一種噴霧涂覆應(yīng)用 以確保滲透這些孔。此外，可以使用一種類似的方法使用該微粒材料確保適合數(shù)量的微粒 材料被粘合到該基片上。在一些應(yīng)用中，該格柵結(jié)構(gòu)的有效表面積上的微粒材料的某一涂層是想要的。例 如，根據(jù)一個實施方案該格柵結(jié)構(gòu)的至少約50%的有效表面積由該微粒材料覆蓋。根據(jù) 其他的實施方案，該微粒材料覆蓋該格柵結(jié)構(gòu)的更大的百分比的有效表面積，例如至少約 60%、75%、85%或甚至95%。某些實施方案利用約50%至100%之間、并且更具體地約 85%至100%之間范圍內(nèi)的有效表面積上的微粒材料的一個覆蓋。圖17和18提供了一種 包括粘合到該基片的格柵結(jié)構(gòu)上的微粒材料的高度多孔的基片的部分放大的圖形。利用多孔基片的磨料產(chǎn)品在通常的包括拋光和研磨應(yīng)用的研磨操作中、或可替代 地在洗滌應(yīng)用中可以是有用的。這類產(chǎn)品可以用于多種行業(yè)中，包括例如商業(yè)、汽車、家庭、 個人應(yīng)用、以及醫(yī)藥行業(yè)。事實上，在比較測試中，本發(fā)明的磨料產(chǎn)品具有性能超過現(xiàn)有技 術(shù)磨料洗滌產(chǎn)品的情況。例如，一個這樣的現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品是從!doctor and Gamble可獲得 的 Mr. Clean Magic Eraser 。更通常地再次提及獨立于基片材料的類型的涂覆的磨料產(chǎn)品，是指可以將多孔的 或無孔的其他添加劑提供于該磨料產(chǎn)品中?？梢詫⑻砑觿┘尤胍陨咸峒暗耐繉?例如，制 作涂層、膠料涂層、超級膠料涂層、或底面涂層)中任何一種中以給予該磨料產(chǎn)品某些特 性，這些特性可以適合于某些應(yīng)用。這類添加劑可以包括抗荷載劑、磨料填充劑、增塑劑、抗 靜電齊 、潤滑齊 、濕潤齊 、研磨助齊 、色素、染料、偶聯(lián)齊 、脫模劑、助懸劑、固化齊 、芳香族物質(zhì)、以及抗微生物劑。在研磨和拋光應(yīng)用中抗荷載劑有助于切屑去除。一些這類適合的抗荷載劑可以包 括包含金屬或包含有機(jī)物的物質(zhì)，或其組合。特別適合的包含有機(jī)物的抗荷載劑可以包括 具有有機(jī)基團(tuán)的聚合物，這些有機(jī)基團(tuán)包括至少4個碳原子、并且更具體地至少8個碳原 子，例如具有約15至35個碳原子的季銨鹽化合物。其他適合的有機(jī)的抗荷載劑可以包括 多種酸，例如具有約4至22個碳原子的飽和的脂肪酸。在某些實例中，偏酯也可以是特別 適合的。此外，特別適合的包含金屬的物質(zhì)可以包括硬脂酸金屬鹽、棕櫚酸金屬鹽、其組 合、以及類似物。某些其他的抗荷載劑可以包括多種鹽，例如胺鹽、鋰鹽、其組合以及類似 物。包含磷的化合物(例如磷酸)也可以適合用于用作抗荷載劑。在此這些磨料產(chǎn)品可以包括具有軟化點大于約50°C的抗荷載劑。其他的抗荷載劑 可以具有更高的軟化點，這取決于想要的應(yīng)用，例如至少約60°C、75°C、90°C，并且更具體地 在約50°C至100°C之間的范圍內(nèi)?？梢詫⒃摽购奢d劑用于這些形成涂層(例如，制作涂層、 膠料涂層、超級膠料涂層、或底面涂層)之一內(nèi)的磨料產(chǎn)品中，但可以理解的是這樣一種添 加劑能夠以不同的方式來使用。例如，在一個分開涂膠法中可以將抗荷載劑直接地用于該 基片，從而將它粘合到基片上。在其他實施方案中，可以將抗荷載劑粘合到該微粒材料上， 例如它可以包含在該微粒材料內(nèi)(例如粘合到該納米顆粒粘合劑上)，或可替代地，在該微 粒材料的空的或內(nèi)部空間內(nèi)。在包含抗荷載劑的超級膠料涂層的背景中，總體上該抗荷載劑以約該超級膠料涂 層的總重量的50wt%至100wt%之間的一個量存在。在粘合到該基片上或包含在該微粒材 料內(nèi)的抗荷載劑的背景中，抗荷載劑的量可以是相同的，或在某些實例中，它能夠以較少的
量存在。在某些實施方案中，可能適合的是在最終形成該微粒材料之前將抗荷載劑進(jìn)行合 并。即，在形成該微粒材料過程中可以提供該抗荷載劑。根據(jù)一個具體的實施方案，可以 將抗荷載劑提供于一種用于形成這些顆粒的粘合劑或增塑劑中(例如，在噴霧干燥工藝之前)。在進(jìn)一步提及具體的添加劑時，該磨料產(chǎn)品可以包括一種抗靜電劑，在研磨或拋 光應(yīng)用過程中該抗靜電劑減少了該磨料產(chǎn)品積聚靜電的趨勢。適合的抗靜電劑可以包括吸 濕的材料。例如，抗靜電劑可以包括一種有機(jī)物質(zhì)，例如胺、羧基、以及羥基、其組合、以及類 似物。此外，抗靜電劑可以包括一種金屬，并且更具體地，金屬氧化物，例如氧化釩。其他實 施方案可以使用包括碳的抗靜電劑。包含碳的抗靜電劑可以包括石墨或碳黑，該石墨或碳 黑典型地是通過烴的部分燃燒形成的。能夠以一種類似于如關(guān)于抗荷載劑所述的方式將該抗靜電劑應(yīng)用于該磨料產(chǎn)品 上。即，可以將它包括在一個覆蓋或粘合到該基片和/或微粒材料上的涂層內(nèi)，例如制作涂 層、膠料涂層、超級膠料涂層、或甚至底面涂層。可替代地，可以將該抗靜電劑包含在一個附 連到基片的一個表面上的背襯物質(zhì)內(nèi)。在又另一個實施方案中，可以將該抗靜電劑粘合到 該微粒材料上，即，可以將它包含在該納米顆粒粘合劑物質(zhì)之內(nèi)并且粘合到其上，或包含在 該中空的微粒材料的內(nèi)部空間內(nèi)。在提供一個粘合到該微粒材料上的抗靜電劑的一個具體 的背景中，在形成該微粒材料的同時提供這樣一種試劑可以是適合的。例如，可以將該抗靜電劑作為用于形成這些顆粒的粘合劑或增塑劑物質(zhì)的一部分來加入。將抗靜電劑合并入該磨料產(chǎn)品中可能導(dǎo)致低表面電阻系數(shù)產(chǎn)品。根據(jù)一個實施方 案，包括抗靜電劑的磨料產(chǎn)品的表面電阻系數(shù)不大于約1E8歐姆/平方。其他實例可以具 有更低的表面電阻系數(shù)，例如不大于約1E7歐姆/平方、1E6歐姆/平方、或甚至不大于約 1E5歐姆/平方的數(shù)量級。某些實施方案利用一種具有表面電阻系數(shù)在約1E4歐姆/平方 至約1E8歐姆/平方之間范圍內(nèi)的磨料產(chǎn)品。特別地提及其他添加劑時，該基片可以包括一種芳香族物質(zhì)，從而當(dāng)使用該磨料 產(chǎn)品時釋放一種香氣或香味?？傮w上，提及芳香族物質(zhì)是指能夠釋放一種香味的物質(zhì)(通 常是一種令人愉快的香味，例如與花、麝香、或柑桔屬味道的試劑相關(guān)的物質(zhì))。該芳香族物 質(zhì)可以包括芳香的同類的調(diào)，從而它可以包括一個后調(diào)(base note)、前調(diào)(top note)、或 中調(diào)(middle note)、及其任何組合。此外，某些芳香族物質(zhì)可以包括香精油(例如天然地 發(fā)現(xiàn)的那些以及與某些香料相關(guān)的那些)，或可替代地，所開發(fā)的用于模擬香精油的天然發(fā) 生的香味的合成物質(zhì)。根據(jù)一個具體的實施方案，該芳香族物質(zhì)是一種有機(jī)物質(zhì)，并且可以 包括多種化合物(例如醇、醛、胺、酯、醚、酮、內(nèi)酯、萜、以及硫醇)。將一種芳香族物質(zhì)提供于該磨料產(chǎn)品中，當(dāng)使用該磨料產(chǎn)品時允許釋放令人愉快 的香味。因此，當(dāng)令人愉快的香味與清潔的水平相關(guān)時，將這類芳香族物質(zhì)提供于磨料產(chǎn)品 中可以適合用于家庭或個人應(yīng)用。與在此討論的其他添加劑類似，可以將該芳香族物質(zhì)用 于該磨料產(chǎn)品一個涂層(例如，膠料涂層、制作涂層、超級膠料涂層、或甚至底面涂層)中。 根據(jù)一個具體的實施方案，將該芳香族物質(zhì)粘合到該基片上，并且更具體地，可以將它包含 在一個覆蓋在該基片和微粒材料的一部分上面的涂層內(nèi)。根據(jù)一個可替代的實施方案，可 以將該芳香族物質(zhì)包含在該微粒材料內(nèi)，從而可以將它包含在該納米顆粒粘合劑內(nèi)并且粘 合到其上，或可替代地，包含在一個中空的微粒材料的內(nèi)部空間內(nèi)。在粘合到該微粒材料 上的芳香族物質(zhì)的具體的背景中，在形成該微粒材料過程中提供這樣一種物質(zhì)可以是適合 的。例如，可以將該抗靜電劑作為用于形成這些顆粒的粘合劑或增塑劑物質(zhì)的一部分來加 入。根據(jù)另一個具體的實施方案，該磨料產(chǎn)品可以包括一種在商業(yè)、工業(yè)、以及家庭產(chǎn) 品中有用的抗微生物劑，在使用該磨料產(chǎn)品過程中它在工作表面上進(jìn)行釋放由此將該工作 表面殺菌。適合的抗微生物劑可以包括不育劑、消毒殺菌劑、消毒劑以及殺真菌劑。更具體 地，適合的抗微生物劑典型地包括多種物質(zhì)，例如醇、酚醛樹脂、過氧化物、含銨的化合物、 含碘的化合物、以及含氯的化合物。應(yīng)當(dāng)理解的是一種抗微生物劑可以包括任何以上提及 的化合物中的一種或一個組合，包括多種常見的實例例如氯己啶、三氯生(trichlosan)、漂 白劑、以及季銨氯化物。能夠以這樣一種方式來將抗微生物劑提供于該磨料產(chǎn)品中，即將它們提供于用于 形成最終產(chǎn)品的多個涂層(包括制作涂層、膠料涂層、超級膠料涂層、或底面涂層)中的一 個中。根據(jù)一個具體的實施方案，可以將該抗微生物劑粘合到該基片上，并且更具體地，覆 蓋在該基片的一部分上面并且粘合到該微粒材料上，從而當(dāng)進(jìn)行研磨過程時，該抗微生物 劑于工作表面處釋放。根據(jù)一個具體的實施方案，可以將該抗微生物劑粘合到該微粒材料 上，從而可以將它包含在該納米顆粒粘合劑內(nèi)，或可替代地，包含在該中空的微粒材料的內(nèi) 部空間內(nèi)。在某些實例中，當(dāng)將一種抗微生物劑粘合到該微粒材料上時，在形成該微粒材料過程中，可以將該試劑提供于一種增塑劑或粘合劑內(nèi)。此外，還可以將該磨料聚集體合并入粘合的磨料中，例如金剛石砂輪以及其他的 砂輪。粘合的磨料還可以用于提供高牽引力、防滑物質(zhì)，這些物質(zhì)可以用于例如梯子橫檔。 在此，典型地粘合的磨料是三維結(jié)構(gòu)的涂覆的磨料而不是通常的平面結(jié)構(gòu)的涂覆的磨料， 并且包括一個3維基質(zhì)的粘合材料，其中這些聚集體被包埋在該粘合材料中。即，該粘合物 質(zhì)相對于彼此固定這些聚集體的位置，并且以一個相互聚集的相存在。雖然粘合的磨料利 用廣泛多樣的粘合劑例如樹脂、玻璃、以及金屬，某些試劑(例如玻璃和金屬粘合的物質(zhì)) 需要高溫處理。因此，為了保留這些聚集體的生的結(jié)構(gòu)，通常地使用樹脂系統(tǒng)，這些樹脂系 統(tǒng)不需要高的固化溫度，或這些系統(tǒng)可以使用光化學(xué)輻射例如UV來固化。根據(jù)本披露在一個實施方案中，可以將該磨料產(chǎn)品用于磨光或拋光電信電纜、具 體地纖維光纜。纖維光纜能夠以光脈沖的形式以非常高的速度傳送大量的數(shù)據(jù)。然而，為 了允許這些光脈沖在互聯(lián)的纖維光纜之間或纖維光纜與連接的電子裝置之間有效地進(jìn)行 傳送，必須將該纖維光纜的接頭的末端干凈地切開或劈開，并且然后進(jìn)行高度拋光以生產(chǎn) 一個非常光滑的表面以及一個適當(dāng)?shù)募舛藥缀涡螤?。根?jù)本披露生產(chǎn)的以及通常切成盤型 或薄片形的磨料基片薄膜可以用于這個目的，并且據(jù)觀察對于拋光纖維光纜接頭的末端是 高度有效的。當(dāng)用于拋光纖維光纜接頭時，這些磨料基片薄膜優(yōu)選地由從與硅石納米顆粒粘合 劑相結(jié)合的金剛石砂礫形成的聚集體來生產(chǎn)。這些砂礫顆粒優(yōu)選地具有約1微米的尺寸， 并且這些聚集體的總體尺寸優(yōu)選地是約30微米至約80微米。這些聚集體優(yōu)選地粘合到一 個聚酯薄膜基片上。可以在一臺纖維光纜拋光機(jī)器上進(jìn)行這些纖維光纜接頭末端的拋光。 一種適合的12接頭拋光機(jī)器可以從明尼蘇達(dá)州的羅徹斯特的Domaille Engineering獲 得，并且可以將它與本披露的磨料基片薄膜一起使用來以例如約60rpm的速率并且在使用 的壓力為Spsi下拋光纖維光纜接頭。根據(jù)本披露在另一個實施方案中，可以將該磨料產(chǎn)品用于原料去除、磨光以及拋 光堅硬的金屬表面(例如鋼)。當(dāng)用于拋光金屬表面時，這些磨料基片薄膜優(yōu)選地由從與硅 石納米顆粒粘合劑相結(jié)合的金剛石砂礫所形成的聚集體來生產(chǎn)。這些砂礫顆粒優(yōu)選地具有 約1微米的尺寸，并且這些聚集體的總體尺寸優(yōu)選地是約30微米至約80微米。這些聚集 體優(yōu)選地粘合到聚酯薄膜基片上。使用這種磨料產(chǎn)品，可以例如使用一臺Struers金屬拋 光機(jī)器(可以從俄亥俄州的韋斯特萊克的Struers公司得到)在600rpm的速度下進(jìn)行操 作并且施加的力為15牛頓來執(zhí)行表面的拋光?？商娲?，還可以使用由與硅石結(jié)合的碳化 硅砂礫形成的磨料聚集體將堅硬的金屬表面進(jìn)行拋光。根據(jù)本披露在另一個實施方案中，可以將該磨料產(chǎn)品用于原料去除、磨光以及拋 光較軟的金屬表面(例如銅或黃銅)。當(dāng)用于拋光金屬表面時，這些磨料基片薄膜優(yōu)選地由 從與硅石納米顆粒粘合劑相結(jié)合的金剛石砂礫所形成的聚集體來生產(chǎn)。這些砂礫顆粒優(yōu)選 地具有約3微米至5微米的尺寸，并且這些聚集體的總體尺寸優(yōu)選地是約30微米至約80 微米。這些聚集體優(yōu)選地粘合到聚酯薄膜基片上。使用這種磨料產(chǎn)品，可以例如使用一臺 Struers金屬拋光機(jī)器(可以從俄亥俄州的韋斯特萊克的Mruers公司得到)在150rpm的 速度下進(jìn)行操作并且施加的力為45牛頓來執(zhí)行表面的拋光。可替代地，還可以使用由與硅 石結(jié)合的碳化硅砂礫形成的磨料聚集體將軟的金屬表面進(jìn)行拋光。
根據(jù)本披露在又另一個實施方案中，可以將該磨料基片用于磨光以及拋光涂覆的 表面(例如涂漆的表面)。具體地，可以使用該磨料基片薄膜來擦亮或拋光涂漆的汽車表 面。當(dāng)用于拋光涂漆的汽車表面時，這些磨料基片薄膜優(yōu)選地由從與包埋在硅石納米顆粒 粘合劑內(nèi)的碳化硅砂礫所形成的聚集體來生產(chǎn)。這些砂礫顆粒優(yōu)選地具有約3微米至約8 微米的尺寸，并且這些聚集體的總體尺寸優(yōu)選地是約30微米至約50微米。這些聚集體優(yōu) 選地粘合到一個聚酯薄膜基片上。在涂覆的表面的背景中，已經(jīng)觀察到這些磨料產(chǎn)品在此對于改變涂漆的表面的外 觀是有用的。具體地，應(yīng)當(dāng)注意的是這些磨料產(chǎn)品適合于降低涂漆的表面的表面粗糙度，并 且由此增加涂漆的表面的光澤度。當(dāng)用該磨料產(chǎn)品研磨具有深色的或亞光的漆的涂漆的 表面時，表面粗糙度被減少從而處理過的表面的光澤度增加到最終光澤度(^，該大于初 始光澤度&。光澤度上這種測量的改變更普遍地在某些角度下出現(xiàn)，例如在60°或85°。 根據(jù)一個實施方案，光澤度上的改變是一種顯著的改變從而最終光澤度(^f比初始光澤度Gi 大至少兩倍(如根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)測試D2457，通過一臺光澤度測定儀肌K Micro Trigloss Meter 4430所測量的)。在其他實施方案中，初始光澤度與最終光澤度之間的改變是更大 的，從而最終光澤度Gf是初始光澤度的至少4倍，并且更具體地在于約60°角度下所測 量的是在初始光澤度Gi的約2倍至約4倍之間的范圍內(nèi)。在更大的角度下，最終光澤度與初始光澤度Gi之間光澤度上的改變可以是更大 的。根據(jù)一個實施方案，在角度為85°下所測量的最終光澤度是初始光澤度Gi的至少 約3倍，并且更具體地在該初始光澤度Gi測量值的約2倍至6倍之間的范圍內(nèi)。其他實施方案可以具體地包括在牙科應(yīng)用中的磨光。在此，可以將一種磨料產(chǎn)品 (例如一種包含如在此所述的生的、未燒制的聚集體的涂覆的磨料)相當(dāng)成功地用于磨光 牙齒以及牙科修復(fù)。典型地在多步驟、增量的過程中進(jìn)行如上所述的這些材料的拋光。首先用相對粗 糙的磨料材料將該表面拋光并且然后用在某種程度上更精細(xì)的砂礫磨料材料進(jìn)行再次拋 光。該過程可以重復(fù)幾次，其中用逐漸地更精細(xì)的砂礫磨料進(jìn)行每個順序的再拋光，直至將 該表面拋光成所希望的平滑程度。照慣例需要這種類型的多步驟拋光步驟，因為典型地磨 料的晶粒必須在與有待去除的劃痕的尺寸相同的尺度上。某些拋光方案使用順序地更精細(xì) 的具有砂礫尺寸、以及伴隨的Ra(對于該磨料產(chǎn)品以及該工件后機(jī)加工步驟兩者)按照一 個因數(shù)三來減少的產(chǎn)品。即，總體上將順序地更精細(xì)的產(chǎn)品限定為按照一個因數(shù)三來減少 (例如，從9微米，至6微米，至3微米砂礫尺寸)，從而確保去除前一機(jī)加工步驟中的缺陷。然而，與傳統(tǒng)的多步驟過程大不相同，非常出人意料地并且意想不到地觀察到可 以在一個單獨的步驟過程中使用單獨的、而不是多個磨料產(chǎn)品(例如根據(jù)本披露的一種涂 覆磨料產(chǎn)品)將多種多樣的工件(來自多種材料，例如纖維光纖接頭、金屬表面、以及涂漆 的汽車表面、以及牙科修復(fù))進(jìn)行拋光。這個結(jié)果是相當(dāng)?shù)牧钊梭@訝的并且是高度有利的。 已經(jīng)觀察到當(dāng)使用根據(jù)本披露的磨料基片時，可以僅使用一種磨料進(jìn)行整體拋光。這導(dǎo)致 用于實現(xiàn)所希望的拋光平滑的程度所需要的時間上一個相當(dāng)?shù)臏p少，并且顯著地降低了成 本。不受理論的束縛，據(jù)認(rèn)為這個優(yōu)點可能來自在本披露的聚集體中所觀察到的獨特 的特性。表面的平均粗糙度、或Ra是表面的總體高度特征中差異程度的一個量度?？傮w上，
18較低的粗糙度值表示一個表面，該表面在表面上的不同位置之間總體高度上更平滑并且具 有更小的變化。當(dāng)測量磨料材料的粗糙度值時，所觀察到的粗糙度值典型地可以是與這些 磨料顆粒的平均尺寸相關(guān)。例如，使用常規(guī)的金剛石砂礫磨料，該金剛石砂礫的尺寸以及該 磨料所希望的粗糙度值典型地如下
權(quán)利要求
1.一種涂覆的磨料產(chǎn)品，包括一種基片；以及粘合到該基片上的微粒材料，該微粒材料包括生的、未燒制的磨料聚集體，該聚集體具 有總體上球狀的或環(huán)形的形狀，該聚集體是從一種組合物形成的，該組合物包括磨料砂礫 顆粒以及一種納米顆粒粘合劑。
2.如權(quán)利要求1所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該基片包括一種泡沫材料。
3.如權(quán)利要求1和2中任何一項所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該基片是一種無紡材料。
4.如權(quán)利要求1、2、以及3中任何一項所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該基片包括一種有 機(jī)材料。
5.如權(quán)利要求1、2、3、以及4中任何一項所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該基片是一種多 孔的材料。
6.如權(quán)利要求5所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該基片具有至少約40Vol%的孔隙率。
7.如權(quán)利要求6所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該基片具有在約50vol%至約90vol %之 間范圍內(nèi)的孔隙率。
8.如權(quán)利要求5所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該孔隙率中大部分是開放的孔隙。
9.如權(quán)利要求5所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該基片包括一個格柵結(jié)構(gòu)，該格柵結(jié)構(gòu) 限定了延伸穿過該格柵結(jié)構(gòu)的開放的孔隙的一個網(wǎng)絡(luò)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該微粒材料是粘合到該柵格結(jié)構(gòu)上的。
11.如權(quán)利要求9所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該格柵結(jié)構(gòu)包括有效表面積并且該有 效表面積的至少約50%被該微粒材料覆蓋。
12.如權(quán)利要求1、2、3、4、以及5中任何一項所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該基片包括 一種聚合物。
13.如權(quán)利要求12所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該基片包括一種聚烯烴。
14.如權(quán)利要求12所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該基片包括一種聚合物，該聚合物選 自以下聚合物的組，其組成為聚苯乙烯、聚酯、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酰亞 胺、聚酰胺、聚乳酸、聚丙烯酸酯、聚砜、聚乙酸酯、氟化聚合物、以及氯化聚合物。
15.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、以及12中任何一項所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，進(jìn)一步包括一 種附連到該基片的一個表面上的背襯材料。
16.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、12、以及15中任何一項所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，進(jìn)一步包 括覆蓋在該基片上面的一個超級膠料涂層。
17.如權(quán)利要求16所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該超級膠料涂層是粘合到該微粒材料 上的。
18.如權(quán)利要求16所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該超級膠料涂層包括一種選自以下添 加劑的組的添加劑，該組的組成為抗荷載劑類、磨料填充劑類、增塑劑類、抗靜電劑類、潤 滑劑類、濕潤劑類、研磨助劑類、色素類、染料類、偶聯(lián)劑類、脫模劑類、助懸劑類、固化劑類、 芳香族物質(zhì)、以及抗微生物劑類。
19.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、12、15、以及16中任何一項所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該 基片包括一種抗荷載劑。
20.如權(quán)利要求19所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗荷載劑是粘合到該基片上的。
21.如權(quán)利要求19所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗荷載劑被包含在覆蓋在該基片和 該微粒材料的一部分上面的一個涂層中。
22.如權(quán)利要求19所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗荷載劑是粘合到該微粒材料上的。
23.如權(quán)利要求19所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗荷載劑是包含在該微粒材料內(nèi)的。
24.如權(quán)利要求23所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗荷載劑是粘合到該納米顆粒粘合 劑上的。
25.如權(quán)利要求23所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該微粒材料是空的，并且該抗荷載劑 被包含在該微粒材料的一個內(nèi)部空間內(nèi)。
26.如權(quán)利要求19所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗荷載劑包括一種金屬。
27.如權(quán)利要求19所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗荷載劑包括一種酸。
28.如權(quán)利要求19所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗荷載劑包括一種有機(jī)物質(zhì)。
29.如權(quán)利要求28所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗荷載劑包括一種有機(jī)基基團(tuán)，該 基團(tuán)包括至少4個碳原子。
30.如權(quán)利要求19所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗荷載劑是選自以下物質(zhì)的組，其 組成為硬脂酸金屬鹽類、棕櫚酸金屬鹽類、脂肪酸類、磷酸類、偏酯類、胺鹽類、以及銨鹽 類。
31.如權(quán)利要求19所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗荷載劑具有高于約50°C的軟化點ο
32.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、12、15、16、以及19中任何一項所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其 中該基片包括一種抗靜電劑。
33.如權(quán)利要求32所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中包含該抗靜電劑的磨料產(chǎn)品的表面電 阻系數(shù)不大于約1Ε8Ω/平方。
34.如權(quán)利要求32所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗靜電劑是粘合到該基片上的。
35.如權(quán)利要求32所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗靜電劑被包含在覆蓋在該基片和 該微粒材料的一部分上面的一個涂層中。
36.如權(quán)利要求32所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗靜電劑被包含在附連到該基片的 一個表面上的一個背襯中。
37.如權(quán)利要求32所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗靜電劑是粘合到該微粒材料上的。
38.如權(quán)利要求32所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗靜電劑是包含在該微粒材料內(nèi)的。
39.如權(quán)利要求38所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗靜電劑是粘合到該納米顆粒粘合 劑上的。
40.如權(quán)利要求38所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該微粒材料是空的，并且該抗靜電劑 被包含在該微粒材料的一個內(nèi)部空間內(nèi)。
41.如權(quán)利要求32所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗靜電劑包括一種吸濕的材料。
42.如權(quán)利要求32所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗靜電劑包括一種有機(jī)物質(zhì)。
43.如權(quán)利要求32所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗靜電劑包括一種選自下組的化合 物，該組的組成為胺類、羧基、以及羥基。
44.如權(quán)利要求32所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗靜電劑包括一種金屬。
45.如權(quán)利要求32所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗靜電劑包括碳。
46.如權(quán)利要求32所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該基片包括一種芳香族物質(zhì)。
47.如權(quán)利要求46所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該芳香族物質(zhì)包括一種后調(diào)。
48.如權(quán)利要求46所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該芳香族物質(zhì)包括一種前調(diào)。
49.如權(quán)利要求46所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該芳香族物質(zhì)包括一種中調(diào)。
50.如權(quán)利要求46所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該芳香族物質(zhì)包括一種香精油。
51.如權(quán)利要求46所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該芳香族物質(zhì)包括選自以下物質(zhì)的組 的一種有機(jī)物質(zhì)，該組的組成為醇類、醛類、胺類、酯類、醚類、酮類、內(nèi)酯類、萜類、以及硫 醇類。
52.如權(quán)利要求46所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該芳香族物質(zhì)是粘合到該微粒材料上的。
53.如權(quán)利要求52所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該芳香族物質(zhì)被包含在覆蓋在該基片 和該微粒材料的一部分上面的一個涂層中。
54.如權(quán)利要求46所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該芳香族物質(zhì)是包含在該微粒材料內(nèi)的。
55.如權(quán)利要求M所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該芳香族物質(zhì)是粘合到該納米顆粒粘 合劑上的。
56.如權(quán)利要求M所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該微粒材料是空的，并且該芳香族物 質(zhì)被包含在該微粒材料的一個內(nèi)部空間內(nèi)。
57.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、12、15、16、19、以及32中任何一項所述的涂覆的磨料產(chǎn)品， 其中該基片包括一種抗微生物劑。
58.如權(quán)利要求57所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗微生物劑包括一種選自下組的物 質(zhì)，該組的組成為不育劑類、消毒殺菌劑類、消毒劑類、以及殺真菌劑類。
59.如權(quán)利要求57所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗微生物劑包括選自下組的一種物 質(zhì)，該組的組成為醇、酚醛樹脂、過氧化物、含銨化合物、含碘化合物、含氯化合物、以及酚 類化合物。
60.如權(quán)利要求59所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗微生物劑被包含在覆蓋在該基片 和該微粒材料的一部分上面的一個涂層內(nèi)。
61.如權(quán)利要求57所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗微生物劑是粘合到該微粒材料上的。
62.如權(quán)利要求61所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗微生物劑是包含在該微粒材料內(nèi)的。
63.如權(quán)利要求62所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該抗微生物劑是粘合到該納米顆粒粘 合劑上的。
64.如權(quán)利要求62所述的涂覆的磨料產(chǎn)品，其中該微粒材料是空的，并且該抗微生物劑被包含在該微粒材料的一個內(nèi)部空間內(nèi)。
65.一種用于機(jī)加工一個涂漆的表面的方法，該方法包括提供一個涂漆的表面，該表面具有初始表面粗糙度Rai ；用一個單個的磨料產(chǎn)品研磨該涂漆的表面以從該涂漆的表面中去除物質(zhì)并且將表面 粗糙度減少到最終表面粗糙度Raf，該最終表面粗糙度Raf是用所述單個的產(chǎn)品而不使用另 一種磨料產(chǎn)品而實現(xiàn)的。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，其中該涂漆的表面具有初始光澤度Gi,并且研磨該 涂漆的表面包括將表面的光澤度變成最終光澤度(^，其中在至少約60°的角度測量時，Gf 是至少約2Git)
67.如權(quán)利要求66所述的方法，其中在約60°的角度測量時，在約與約之間 的范圍內(nèi)。
68.如權(quán)利要求66所述的方法，其中在約85°的角度測量時，是至少約3G”
69.如權(quán)利要求68所述的方法，其中在約85°的角度測量時，在約與約之間 的范圍內(nèi)。
全文摘要
一種涂覆的磨料產(chǎn)品包括一種微粒材料，該微粒材料包含生的、未燒制的磨料聚集體，這些磨料聚集體具有總體上球狀的或環(huán)形的形狀，該聚集體是從一種組合物形成的，該組合物包括磨料砂礫顆粒以及一種納米顆粒粘合劑。自由的磨料產(chǎn)品、粘合的磨料產(chǎn)品、以及微粒材料亦包含聚集體。
文檔編號C09K3/14GK102149784SQ200980133455
公開日2011年8月10日 申請日期2009年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月22日
發(fā)明者A·C·加埃塔, C·拉弗蒂, J·J·曼寧, M·斯特恩伯格, S·斯塔林 申請人:圣戈班磨料磨具有限公司, 法國圣戈班磨料磨具公司