專利名稱：：流體射流切割工藝的制作方法流體射流切割工藝
背景技術(shù)：
所公開(kāi)的是一種流體射流切割工藝。更具體而言，所公開(kāi)的是用于纖維材料的流體射流切割工藝，以及用在此流體射流切割工藝中的流體成分。流體射流切割工藝，也被稱為水射流切割或液體射流切割，發(fā)展于20世紀(jì)70年代。該工藝包括將流體加壓到通常在約10,000到約60,000psi之間范圍的壓力，并通過(guò)流體射流裝置的噴嘴射出加壓流體來(lái)切割材料。和流體射流切割工藝相關(guān)的是磨料射流切割工藝。和流體射流切割工藝一樣，流體^皮加壓到非常高的壓力。在加壓流體離開(kāi)切割裝置的噴嘴前，磨料微粒-波攜帶到加壓流體中。向切割流體中加入磨料微粒使得該工藝可以穿透硬得多的材料，例如金屬，金屬合金，陶資，以及塑料。多年來(lái)，無(wú)機(jī)纖維材料已經(jīng)被使用在熱絕緣，電絕緣，以及聲絕緣應(yīng)用中。無(wú)機(jī)纖維材料也已經(jīng)被用于汽車廢氣處理設(shè)備應(yīng)用。根據(jù)特定應(yīng)用，無(wú)機(jī)纖維材料可被加工成許多產(chǎn)品形式，如毯子，板，氈，墊，工業(yè)用紡織品，等等。用來(lái)處理汽車和柴油機(jī)廢氣的設(shè)備通常包括外殼和用來(lái)容納催化劑的易碎催化劑支架結(jié)構(gòu)，催化劑被用來(lái)實(shí)現(xiàn)一氧化碳和碳?xì)浠衔锏难趸约皬U氣中氮氧化物的減少。該易碎催化劑支架結(jié)構(gòu)由安裝材料或支撐材料安裝在外殼內(nèi)表面和該易碎催化劑支架結(jié)構(gòu)外表面之間的間隙或間隔內(nèi)。為了保護(hù)該易碎催化劑支架結(jié)構(gòu)不受汽車或柴油機(jī)正常工作期間所經(jīng)歷的熱和機(jī)械震動(dòng)以及其他應(yīng)力影響，已知在該易石卒催化劑支架結(jié)構(gòu)和外殼之間的間隙內(nèi)放入至少一疊或一層無(wú)機(jī)纖維材料來(lái)保護(hù)該易碎催化劑支架結(jié)構(gòu)，及另外保持其在外殼內(nèi)的位置。為了裝入廢氣處理設(shè)備內(nèi)，用來(lái)在廢氣處理設(shè)備外殼內(nèi)安裝該易石卒催化劑支架結(jié)構(gòu)的纖維材料通常通過(guò)沖切，或沖壓成適當(dāng)?shù)某叽绾托螤?。由于無(wú)機(jī)纖維材料(例如耐火陶瓷纖維)相對(duì)較脆的特性，沖切或沖壓工藝可產(chǎn)生空中懸浮微粒塵埃。此微粒塵埃可對(duì)皮膚，眼晴，以及呼吸道具有過(guò)敏性，并造成對(duì)生產(chǎn)這種墊的工人以及那些在廢氣處理設(shè)備中安裝這種纖維墊的工人的擔(dān)心。因此，在本領(lǐng)域中存在對(duì)一種改進(jìn)工藝的需要，其可以提供無(wú)機(jī)纖維材料的復(fù)雜而精確的切割，且同時(shí)使得傳統(tǒng)上和這些無(wú)機(jī)材料的沖切或沖壓相關(guān)聯(lián)的過(guò)敏性空中懸浮纖維塵埃的產(chǎn)生最小。
發(fā)明內(nèi)容纖維材料造成的塵埃產(chǎn)生的工藝，所述工藝包括用加壓流體射流_接觸所述無(wú)機(jī)纖維材料，并用所述流體射流切割所述無(wú)機(jī)纖維材料。提供了一種流體射流切割工藝，該工藝包括用加壓流體射流接觸纖維材料，其中，所述流體射流包括載體流體和用于所述纖維材料的涂層劑，以及用所述流體射流切割所述纖維材料。根據(jù)另一實(shí)施例，還提供了一種用于纖維材料的高壓流體射流切割的流體成分，該流體成分包括載體流體和用于所述纖維材料的涂層劑。根據(jù)又一實(shí)施例，提供了一種用于纖維材料的流體射流切割的裝置，所述裝置包括用來(lái)產(chǎn)生加壓流體射流的泵，容納用于所述纖維材料的切割流體的儲(chǔ)器，所述切割流體中可選地?fù)饺胪繉映煞郑约皣娮?，其具有用?lái)接受所述切割流體的入口和用來(lái)將所述切割流體噴射到纖維襯底上的出口。流體射流切割裝置可包括用來(lái)產(chǎn)生加壓流體射流的泵，用來(lái)分開(kāi)容納所述切割流體和涂層成分的儲(chǔ)器，以及噴嘴，噴嘴具有用于接受所述切割流體的加壓流體射流的笫一入口，用于接受所述涂層成分的第二入口，以及用來(lái)將所述切割流體和涂層成分組合起來(lái)的容積，和噴射所述流體射流及涂層成分的出口。根據(jù)又一實(shí)施例，該流體射流切割工藝包括用加壓流體射流接觸纖維材料，其中，所述流體射流包含載體流體和用于所述纖維材料的所需的劑，用所述流體射流切割所述纖維材料，以及在所述纖維材料的至少一部分上沉積所述所需的劑。還提供了一種用于廢氣處理設(shè)備的流體射流切割而成的纖維安裝墊(mountingmat),其中，所述安裝墊包括沉積在流體射流切割邊緣表面的至少一部分上的涂層。廢氣處理設(shè)備包括外殼，彈性地安裝在所述外殼中的易碎催化劑支架結(jié)構(gòu)；以及布置在所述外殼和所述易碎催化劑支架結(jié)構(gòu)之間間隙中的流體射流切割而成的無(wú)機(jī)纖維安裝墊，其中，所述安裝墊還包括沉積在流體射流切割邊緣表面的至少一部分上的涂層。圖1A描繪了流體射流切割裝置的一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例。圖1B描繪了流體射流切割裝置的另一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例。圖2A-2C描繪了流體射流切割裝置的一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例。詳細(xì)描述利用了一種流體射流切割工藝來(lái)切割纖維材料。該流體射流切割工藝包括用高壓流體射流接觸纖維材料的表面，或否則使其暴露于高壓流體射流之中，并使用該加壓流體射流沿預(yù)定的切割路徑切割該纖維材料。當(dāng)流體射流沿預(yù)定切割路徑穿透纖維材料時(shí)，所需的劑同時(shí)地在暴露于此流體射流切割工藝中的纖維材料邊緣表面的至少一部分上沉積。根據(jù)說(shuō)明性實(shí)施例，該流體射流切割工藝包括用高壓流體射流接觸纖維材料的表面，或否則使其暴露于高壓流體射流之中，并使用該加壓流體射流沿預(yù)定的切割路徑切割該纖維材料。當(dāng)流體射流沿預(yù)定切割路徑穿透纖維材料時(shí)，涂層劑在暴露于此流體射流切割工藝中的纖維材料邊緣表面的至少一部分上沉積。纖維材料的邊緣表面通過(guò)毛細(xì)作用過(guò)程吸收涂層劑。在纖維材料已經(jīng):帔此流體射流工藝切割之后，纖維材料的切割片被從該流體射流切割裝置取走并干燥，以去除此切割工藝期間吸收的任何多余的水分。切割纖維材料可用任何常規(guī)干燥工藝干燥，例如風(fēng)干及在烤爐中加溫干燥。一旦切割的纖維材料已經(jīng)干燥，則涂層劑在此纖維材料的暴露邊緣形成封閉。對(duì)于由流體射流切割裝置的泵所形成的用于切割纖維襯底的流體射流沒(méi)有要求的最小壓力。由泵形成并從流體射流切割裝置的輸出噴嘴射出的射流只是被簡(jiǎn)單地加壓到足夠切割纖維襯底，或一堆纖維襯底(具有可滿足所需應(yīng)用公差的預(yù)定厚度)的壓力。基于需要使用流體射流切割裝置切割的纖維襯底的厚度，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可輕易地選擇適當(dāng)?shù)膲毫?。根?jù)某些實(shí)施例，沒(méi)有限制地而言，由泵形成并從流體射流切割裝置的噴嘴射出的流體射流被加壓到5,000psi或更大的壓力。根據(jù)其它的實(shí)施例，由泵形成并從流體射流切割裝置的噴嘴射出的流體射流^f皮加壓到至少10,000psi的壓力。根據(jù)又一些實(shí)施例，流體射流可一皮加壓到至少60,000psi的壓力。通過(guò)使用加壓流體射流，可以穿透纖維材料物品的整個(gè)厚度進(jìn)行精確切割。根據(jù)特定的應(yīng)用，纖維材料可切割成多種產(chǎn)品形式。因此，該流體射流切割工藝適用于切割許多無(wú)機(jī)纖維材料產(chǎn)品形態(tài)，例如，沒(méi)有限制地而言，纖維逸，板，氈，墊，工業(yè)用紡織品，等等。用于高壓流體射流切割工藝的流體成分包括載體流體和用于纖維材料的涂層劑。在大部分實(shí)例中，流體射流切割成分的載體流體會(huì)是水，因?yàn)樗?jié)省成本，對(duì)環(huán)境友好，并且對(duì)流體射流切割裝置的組件零件以及纖維墊具有化學(xué)惰性。但是，應(yīng)該注意，任何對(duì)流體射流裝置及正在被切割的纖維材料具有化學(xué)惰性的其它載體流體均可被使用。流體射流切割成分還包含用于正在由此工藝切割的纖維材料的涂層成分。沒(méi)有限制地而言，包括在流體射流切割成分中的涂層成分可包括任何可以與載體流體共存的，對(duì)流體射流裝置和正在被切割的纖維材料具有化學(xué)惰性的，及傳統(tǒng)上被用來(lái)涂敷無(wú)機(jī)纖維材料表面的涂層成分。沒(méi)有限制地而言，合適的涂層成分包括聚合物涂層材料溶液或懸浮液。沒(méi)有限制地而言，可被包括在流體射流切割成分中的合適的聚合物涂層材料包括丙烯酸聚合物，異丁烯酸聚合物，聚乙烯醇，淀粉聚合物，氨基甲酸乙酯聚合物，醋酸乙烯酯聚合物的溶液或懸浮液，以及膠乳。沒(méi)有限制地而言，在流體射流切割工藝中可用作涂層成分的合適的膠乳為丙烯酸膠乳。根據(jù)某些實(shí)施例，流體射流切割成分包含水作為載體流體，以及丙烯酸膠乳作為用于纖維材料的涂層材料。此流體射流切割成分可包括，或可不包括磨料。根據(jù)某些實(shí)施例，其中，流體射流切割成分不包含磨料，采用這種流體成分的切割工藝被i/v為是非磨料流體射流切割工藝。在流體射流中包括磨料將使此工藝能夠切割硬得多的纖維材料，而依然能夠同時(shí)地沿纖維材料墊的暴露邊緣沉積一層涂層劑。根據(jù)其它的實(shí)施例，提供了一種用于纖維材料的流體射流切割的裝置。該流體射流切割裝置包括用來(lái)產(chǎn)生高壓流體射流的泵。提供了儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)及釋;^文用于正在由流體射流切割裝置切割的纖維材料的涂層劑。具有第一入口的噴嘴;f皮以與用來(lái)產(chǎn)生高壓流體射流的泵有流體連接的方式提供。該噴嘴包括與用來(lái)存儲(chǔ)涂層成分的儲(chǔ)器有流體連接的第二入口。噴嘴的第一入口從泵接受加壓的流體射流，其通過(guò)泵與噴嘴之間具有流體連接的高壓管件或?qū)Ч茌斔?。噴嘴的笫二入口用于接受從用于涂層成分的貯藏儲(chǔ)器(holdingreservoir)輸送來(lái)的涂層成分。該貯藏儲(chǔ)器的出口被通過(guò)合適的管件或?qū)Ч苓B接到噴嘴的第二入口。流體射流和涂層成分在裝置的噴嘴內(nèi)混合。包含載體流體、涂層成分的混合物，并且可選地包括磨料的流體射流-故通過(guò)噴嘴的出口射出，并被導(dǎo)向要被切割的纖維材料物品的表面。流體射流切割裝置還包括用來(lái)控制噴嘴相對(duì)纖維材料的移動(dòng)的控制器。不限于任何特定的實(shí)施例，流體射流切割裝置的此控制器可為用來(lái)控制該裝置的切割噴嘴沿預(yù)定切割路徑相對(duì)纖維材料的移動(dòng)的計(jì)算機(jī)，或裝有適當(dāng)軟件的處理器，或韋刃體。流體射流切割裝置可還包括容器或"收集槽，，，其具有合適的容積來(lái)收集切割流體(當(dāng)其穿過(guò)正在由該流體射流切割工藝切割的纖維襯底材料的厚度時(shí))。此容器應(yīng)該可以收集在切割過(guò)程中所產(chǎn)生的切割流體的體積，并且同時(shí)，可以防止切割流體回'踐到切割纖維材料面向容器的表面。根據(jù)其它實(shí)施例，其中可使用更高的射流壓力，流體射流裝置的收集槽還起到在流體射流穿透要切割的纖維材料后消散其能量的作用。大部分情況下，容納在收集槽中的是用來(lái)消散來(lái)自高壓流體射流能量的足夠量的水。當(dāng)高壓流體射流穿透纖維材料時(shí)，該射流繼續(xù)被導(dǎo)引進(jìn)入該收集槽，且該流體射流的能量被容納在收集槽中的水吸收。容納在該收集槽中的水的量應(yīng)該進(jìn)行優(yōu)化，使得能量消散最大化，并同時(shí)防止切割流體或水從該收集槽中回賊到切割纖維材料的表面上。參考附圖，該工藝、裝置及墊將被更詳細(xì)地描述。但是，應(yīng)該注意到，所公開(kāi)的裝置和切割工藝不限于附圖中所示的說(shuō)明性實(shí)施例。圖1A顯示了流體射流切割裝置10的一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例。流體射流切割裝置10包括用來(lái)產(chǎn)生高壓流體射流的泵12。提供了用來(lái)存儲(chǔ)及釋^:用于正在由流體射流切割裝置10切割的纖維材料的涂層劑C的儲(chǔ)器或貯液罐14。具有第一入口18和第二入口20的噴嘴16和用來(lái)產(chǎn)生高壓流體射流的泵12以及用來(lái)存儲(chǔ)涂層成分C的儲(chǔ)器14有流體連接。噴嘴16的笫一入口18從泵12接受加壓流體射流J。此加壓流體射流J穿過(guò)高壓管件或?qū)Ч?2輸送，該管件或?qū)Ч茉诒?2和噴嘴16之間有流體連接。噴嘴16的第二入口24從流體射流切割裝置10的涂層成分貯藏儲(chǔ)器14接受涂層成分C。貯藏儲(chǔ)器14有出口26，其被通過(guò)管件或?qū)Ч?8連接到噴嘴16的第二入口24。在裝置10的噴嘴16內(nèi)，流體射流J和涂層成分C混合，并被通過(guò)噴嘴16的出口30朝纖維材料表面的方向射出。流體射流切割裝置還包括控制器32,其用來(lái)控制噴嘴16相對(duì)正在由裝置IO切割的纖維材料FM的移動(dòng)。收集槽34位于正在被切割的纖維材料FM之下。當(dāng)流體射流穿透纖維材料FM時(shí)，射流繼續(xù)進(jìn)入到收集切割流體的槽34，且可選地該流體的能量由槽中的水W吸收。圖1B顯示了流體射流切割裝置60的另一個(gè)說(shuō)明性實(shí)施例。該流體射流切割裝置60包括用來(lái)產(chǎn)生高壓流體射流的泵62。根據(jù)圖1B的說(shuō)明性實(shí)施例，涂層成分可預(yù)先混合進(jìn)切割流體中。因此，不需要單獨(dú)的儲(chǔ)器或!^液罐，用來(lái)存儲(chǔ)及釋放用于正在由流體射流切割裝置60切割的纖維材料的涂層劑C。具有入口66和出口68的噴嘴64與用來(lái)產(chǎn)生高壓流體射流的泵62有流體連接。噴嘴64的入口66從泵62接受加壓流體射流J。此加壓流體射流J穿過(guò)高壓管件或?qū)Ч?0輸送，該管件或?qū)Ч茉诒?2和噴嘴64之間有流體連接。包含切割流體和涂層成分混合物的流體射流J被朝著纖維材料表面的方向通過(guò)噴嘴64的出口68射出。流體射流切割裝置還包括控制器72,其用來(lái)控制噴嘴64相對(duì)正在由裝置60切割的纖維材料FM的移動(dòng)。收集槽74位于正在被切割的纖維材料FM之下。當(dāng)流體射流穿透纖維材料FM時(shí)，射流繼續(xù)進(jìn)入到收集切割流體的槽75。在某些實(shí)施例中，流體射流的能量由槽中的水W吸收。圖2A顯示了在流體射流J從噴嘴的出口射出前位于流體射流切割裝置的噴嘴40之下的纖維材料墊M。圖2B顯示了當(dāng)流體射流J從噴嘴40的出口42射出，并沿切割路徑P接觸該纖維材料墊M時(shí)圖2A所示的纖維材料墊M。圖2C顯示了該纖維材料墊M由從噴嘴40射出的流體射流J穿透其整個(gè)厚度而切割，并從而形成兩個(gè)單獨(dú)的纖維材料墊FMl,FM2。當(dāng)流體射流J沿切割路徑P穿透纖維材料墊M時(shí)，涂層成分，也就是聚合物涂層材料，被同時(shí)在FM1的表面50和FM2的表面52的至少一部分上沉積。根據(jù)某些實(shí)施例，涂層材料C的大體上均勻的涂層^^皮分別沿纖維墊FM1，F(xiàn)M2的表面50，52的整個(gè)面積沉積。在纖維材料墊FM已經(jīng)被分成兩個(gè)單獨(dú)的墊FMl,FM2之后，這兩個(gè)墊被通過(guò)干燥無(wú)機(jī)纖維材料墊的常規(guī)方法干燥。在墊的干燥過(guò)程中，沉積在表面50,52上的涂層成分C提供了對(duì)墊FM1，F(xiàn)M2的暴露邊緣表面的封閉。在切割墊的表面50,52上形成該封閉涂層大體上消除了通常和無(wú)機(jī)纖維材料沖切或沖壓相關(guān)聯(lián)的空中懸浮微粒塵埃出現(xiàn)的可能性。還公開(kāi)的是具有由纖維安裝墊(由流體射流切割工藝切割)安裝在外殼內(nèi)的易碎催化劑支架結(jié)構(gòu)的廢氣處理設(shè)備。安裝墊可用來(lái)安裝或支撐任何易碎結(jié)構(gòu)，例如柴油微粒捕集器等。柴油微粒捕集器包括一個(gè)或多個(gè)多孔管狀或蜂巢狀結(jié)構(gòu)(但是，具有一端封閉的通道)，它們由隔熱材料安裝在外殼中。來(lái)自廢氣的微粒在此多孔結(jié)構(gòu)中被采集，直至這些微粒被高溫?zé)M過(guò)程再生(regenerated)。用語(yǔ)"易碎催化劑支架結(jié)構(gòu)"意在表示并包括諸如金屬或陶瓷整體料或相似結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可能易碎，或具有易碎的特性，且能夠從例如本發(fā)明中所描述的支撐器件獲益。用來(lái)處理廢氣的裝置的一種說(shuō)明性形式為催化式排氣凈化器。催化式排氣凈化器包括通常為管狀的外殼。此外殼包括位于一端的入口和位于其相對(duì)一端的出口。入口和出口適當(dāng)?shù)匦纬稍谒鼈兊耐獠磕┒颂帲纱送獠磕┒怂鼈兛梢员还潭ǖ絻?nèi)燃機(jī)排氣系統(tǒng)的導(dǎo)管上。此裝置包含易碎催化劑支架結(jié)構(gòu)，其在外殼內(nèi)由安裝墊支撐和限定。該催化劑支架包括多個(gè)氣體可通過(guò)的通道，這些通道軸向地從位于其一端的入口端表面向位于其相對(duì)一端的出口端表面延伸。該催化劑支架可使用任何合適的難熔金屬或陶資材料以任何已知的方式和結(jié)構(gòu)構(gòu)成。該催化劑支架由一段距離或間隙從外殼隔開(kāi)，該距離或間隙根據(jù)裝置(例如，催化式排氣凈化器或柴油微粒捕集器)所釆用的類型和設(shè)計(jì)而變化。此間隙由安裝墊填充，以給催化劑支架提供有彈性的支撐。墊給該催化劑支架結(jié)構(gòu)既提供了對(duì)外部環(huán)境的熱絕緣，又提供了機(jī)械支撐，保護(hù)該易碎結(jié)構(gòu)免受機(jī)械震動(dòng)。實(shí)例以下說(shuō)明性實(shí)例-故列出以進(jìn)一步描述該流體射流裝置和流體射流切割工藝。應(yīng)該注意該流體射流裝置和切割工藝不應(yīng)以任何方式限于這些說(shuō)明性實(shí)例。實(shí)例1由Unifmx公司以名稱CC-MAX8HP銷售的纖維材料墊的樣品被使用該流體射流裝置和工藝切割。該CC-MAX8HP纖維墊是由玻璃質(zhì)鋁硅酸鹽纖維制成的不可延展墊。此纖維墊是針刺墊，不含任何粘合材料。CC-MAX8HP纖維墊用于在汽車廢氣處理設(shè)備中安裝陶瓷和金屬的催化劑支架襯底。CC-MAX8HP被置于汽車廢氣處理設(shè)備外殼和催化劑支架襯底之間的間隔內(nèi)，用來(lái)給該催化劑支架襯底提供抗熱性和抗機(jī)械震動(dòng)性。在流體射流切割裝置的切割區(qū)域放置了一塊12乘12英寸的纖維墊樣品。入口水一皮加壓到60,000psi的壓力，以形成高壓水射流。流體射流的噴嘴位于要切割的纖維墊上方。包含丙烯酸膠乳的涂層成分貯藏儲(chǔ)器被以與裝置的噴嘴有流體交流的方式放置。丙烯酸膠乳被通過(guò)導(dǎo)管輸送到裝置的噴嘴，并和加壓的水混合。一旦噴嘴被正確地在纖維墊上方定位，含有水和膠乳材料的流體射流被從裝置的噴嘴射出，并被導(dǎo)引到纖維墊的表面上。流體射流的移動(dòng)被沿著預(yù)定的切割路徑引導(dǎo)，以生產(chǎn)出大體上正方形的切割纖維墊碎塊。切割纖維墊碎塊被從流體射流切割裝置撤走，并被允許干燥以去除任何從該切割工藝中吸收的水。對(duì)于暴露在流體切割工藝中的邊緣表面上的涂層沉積，對(duì)被切割并干燥的纖維墊樣品進(jìn)行了分析。為了分析在暴露于切割工藝中的纖維表面上所沉積的涂層成分的量，首先取得了干燥后墊樣品的重量。然后干燥后的墊樣品^皮加熱到約700°C的溫度并保持約2小時(shí)。在對(duì)墊的加熱過(guò)程中，沉積在墊樣品上的有機(jī)涂層成分被燒盡。在對(duì)墊樣品進(jìn)行加熱后，墊樣品被重新稱重。在流體射流切割工藝中沉積在墊樣品暴露表面邊緣上的涂層的量被計(jì)算為加熱前和將樣品在700'C加熱2小時(shí)后墊樣品重量的差值。實(shí)例2-4分析了在纖維村底邊緣表面上沉積有機(jī)涂層成分的效果。實(shí)例2-4中每一個(gè)都包含了由Unifrax公司以名稱CC-MAX8HP銷售的纖維材料墊的樣品。該CC-MAX8HP纖維墊是由玻璃質(zhì)鋁硅酸鹽纖維制成的不可延展墊。此纖維墊是針刺墊，不含任何有機(jī)粘合材料。對(duì)比性2號(hào)實(shí)例由沖切工藝切割，在切割邊緣表面沒(méi)有有機(jī)涂層成分沉積。對(duì)比性3號(hào)實(shí)例也是由沖切工藝切割。在附加且單獨(dú)的步驟中，'第C3號(hào)實(shí)例的纖維墊的切割邊緣表面被使用有機(jī)涂層成分進(jìn)行噴涂。4號(hào)實(shí)例由流體射流切割工藝切割，由此加壓流體流同時(shí)地切割該纖維墊，并在切割邊緣表面沉積有機(jī)涂層成分。每個(gè)切割纖維樣品的堅(jiān)固性(robustness)都被進(jìn)行了估計(jì)。每個(gè)纖維墊都被分配了從l到5之間，對(duì)應(yīng)堅(jiān)固性程度的數(shù)字，其中5代表最大的堅(jiān)固性。結(jié)果如下面的表1所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>對(duì)比性2號(hào)實(shí)例并不是很堅(jiān)韌。在纖維墊的切割邊緣表面上噴涂有有機(jī)涂層的對(duì)比性3號(hào)實(shí)例顯示了在初始堅(jiān)固性基礎(chǔ)上有提高。但是，應(yīng)該注意該噴涂的有機(jī)涂層會(huì)輕易地從切割邊緣表面上剝落。4號(hào)實(shí)例顯示了被測(cè)試的三個(gè)纖維樣品中最佳的堅(jiān)固性。實(shí)例5-8分析了在纖維襯底邊緣表面上沉積有機(jī)涂層成分對(duì)空中懸浮纖維產(chǎn)生的效果?？罩袘腋±w維的產(chǎn)生通過(guò)采用纖維墊對(duì)催化劑支架襯底進(jìn)行包裹來(lái)估計(jì)。該村底^l皮包裹在封閉的環(huán)境中，且產(chǎn)生的空中懸浮纖維被收集在標(biāo)準(zhǔn)的空氣監(jiān)測(cè)過(guò)濾介質(zhì)上。收集了空中懸浮纖維的過(guò)濾介質(zhì)根據(jù)A^OS/7A^咖a/0/^4"a(y"ca/MeAoA中所描述的7400(b)計(jì)數(shù)法進(jìn)行測(cè)量。實(shí)例C5和6包括由Unifrax公司以名稱CC-MAX8HP銷售的纖維材料墊的樣品。該CC-MAX8HP纖維墊是由玻璃質(zhì)鋁硅酸鹽纖維制成的不可延展墊。此纖維墊是針刺墊，不含任何有機(jī)祐合材料。實(shí)例C7和8包括由Unifmx公司以名稱CC-MAX4HP銷售的纖維材料墊的樣品。該CC-MAX4HP纖維墊是由玻璃質(zhì)鋁硅酸鹽纖維制成的不可延展墊。此纖維墊采用了粘合劑處理。實(shí)例C7和8的纖維墊含有大約相等數(shù)量的粘合劑。CC-MAX4HP纖維墊還配有增加該墊結(jié)構(gòu)易操作性的支撐層。對(duì)比性C5和C7號(hào)實(shí)例由沖切工藝切割，在切割邊緣表面沒(méi)有有機(jī)涂層成分沉積。6號(hào)和8號(hào)實(shí)例由流體射流切割工藝切割，由此加壓流體流同時(shí)地切割該纖維墊，并在切割邊緣表面沉積有機(jī)涂層成分。對(duì)切割工藝中的空中懸浮纖維的產(chǎn)生進(jìn)行了估計(jì)。結(jié)果如下面的表2所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>如表2所示，用傳統(tǒng)沖切技術(shù)切割纖維襯底(對(duì)比性C5和C7號(hào)實(shí)例)導(dǎo)致大量的空中懸浮纖維產(chǎn)生。相反，由流體射流切割工藝(其中涂層被同時(shí)地在切割邊緣表面上沉積)切割的6號(hào)實(shí)例纖維墊將空中懸浮纖維的產(chǎn)生降低到少于通過(guò)沖切對(duì)比性C5號(hào)實(shí)例所產(chǎn)生纖維的25%。C7和8號(hào)實(shí)例預(yù)計(jì)不會(huì)釋放纖維，因?yàn)樗鼈兪怯脤⒗w維保持在原位的粘合劑處理過(guò)的纖維墊。但是，流體射流切割的8號(hào)實(shí)例纖維墊導(dǎo)致產(chǎn)生的空中懸浮纖維還是^C降低到對(duì)C7號(hào)實(shí)例纖維墊進(jìn)行沖切切割所產(chǎn)生的空中懸浮纖維的33%。對(duì)C7和8號(hào)實(shí)例進(jìn)行的空中懸浮纖維產(chǎn)生測(cè)試的結(jié)果證明了在含有粘合劑的墊(雖然這種墊預(yù)計(jì)不會(huì)釋;^纖維)上沉積涂層邊緣處理的好處。流體射流切割工藝的精度通過(guò)對(duì)切割纖維墊樣品進(jìn)行分析來(lái)估計(jì)。100個(gè)包括由Unifrax公司以名稱CC-MAX8HP銷售的墊子的纖維材料墊樣品被使用該流體射流裝置和工藝切割。這些安裝墊被以提供具有嚙合突舌和狹槽布置的方式進(jìn)行切割。對(duì)每個(gè)切割后纖維墊上的突舌和狹槽的寬度進(jìn)行測(cè)量。對(duì)切割后纖維墊的測(cè)量結(jié)果顯示突舌和狹槽寬度之間的差異為0.5mm或更小。這些結(jié)果證明流體射流切割工藝提供的纖維墊結(jié)構(gòu)具有精確，勻稱的切口，其至少和傳統(tǒng)沖切纖維墊所能獲得的切口同樣精確。因此，該流體射流切割工藝可用于獲得精確的切口，以滿足預(yù)定的應(yīng)用公差，并具有附加的減少空中懸浮纖維產(chǎn)生的好處。根據(jù)上述實(shí)例，流體射流切割工藝浮皮用于切割由鋁硅酸鹽纖維構(gòu)成的纖維材料物品。但是應(yīng)該注意到，該流體射流切割工藝可用于切割包含任何類型無(wú)機(jī)纖維(包括，但不限于，氧化鋁纖維，鎂鋁硅纖維，鈣鎂硅纖維，鎂硅酸鹽(magnesia-silica)纖維，氧化鈣-氧化鋁(calcia-alumina)纖維，E級(jí)纖維，S級(jí)纖維，礦棉纖維，它們的混合物，等等)的纖維材料物品。該工藝還可用來(lái)同時(shí)地切割纖維材料物品并在正由流體射流切割的纖維材料物品的至少一部分上沉積所需的除封閉涂層之外的劑或材料。通過(guò)例證，但不限于，諸如著色劑或染料的材料，可被包括在流體射流中并在纖維材料物品由流體射流切割時(shí)同時(shí)地沉積在纖維材料物品的一部分之上。根據(jù)其他實(shí)施例，通過(guò)流體射流切割工藝，在切割邊緣表面上可沉積粘合劑。著色劑或染料的集成將使對(duì)纖維材料物品進(jìn)行后續(xù)的辨認(rèn)成為可能。雖然以上聯(lián)系某些示范性實(shí)施例對(duì)該流體射流切割工藝進(jìn)行了描述，但應(yīng)該理解，為了執(zhí)行相同的功能，可使用其他類似的實(shí)施例，或可在不背離所描述的實(shí)施例的前提下對(duì)所述實(shí)施例進(jìn)行修改和添加。此外，所有公開(kāi)的實(shí)施例都不一定是兩選其一的，因?yàn)椴煌膶?shí)施例可組合在一起以提供所需的特性。在不背離本發(fā)明精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可進(jìn)行改變。因此，該工藝不應(yīng)被限于任何單獨(dú)的實(shí)施例，而更應(yīng)該在根據(jù)所附權(quán)利要求陳述的寬度和范圍內(nèi)進(jìn)行解釋。權(quán)利要求1.一種流體射流切割工藝，包括用加壓流體射流接觸纖維材料，其中，所述流體射流包括載體流體和用來(lái)在所述纖維材料上沉積的所需的劑；及用所述流體射流切割所述纖維材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體射流切割工藝，還包括在所述纖維材料的至少一部分上沉積所述所需的劑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體射流切割工藝，其中，所述所需的劑選自涂層、著色劑、染料、粘合劑或它們的組合。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體射流切割工藝，包括用加壓流體射流接觸纖維材料，其中，所述流體射流包括載體流體和用于所述纖維材料的涂層成分；用所述流體射流切割所述纖維材料；及在所述纖維材料的至少一部分上沉積所述涂層成分。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝，包括同時(shí)地切割所述纖維材料，并在所述纖維材料的暴露邊緣表面的至少一部分上沉積所述涂層成分。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝，其中，所述載體流體為水。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工藝，其中，所述涂層成分包括有機(jī)聚合物材料。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工藝，其中，所述涂層成分包括從由丙烯酸聚合物，異丁烯酸聚合物，聚乙烯醇，淀粉聚合物，氨基甲酸乙酯聚合物，醋酸乙烯酯聚合物的組中選出的聚合物材料，以及膠乳材料。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工藝，其中，所述載體流體為水，且所述涂層成分為丙烯酸膠乳。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝，其中，所述流體射流^皮加壓到至少5,000psi。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工藝，其中，所述涂層成分的大體上均勻的層被沉積在由所述流體射流切割工藝而暴露出的纖維材料表面的至少一部分上。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工藝，還包括將所述切割后的纖維材料進(jìn)行干燥，以及可選地固化所述涂層成分。13.—種用于在切割所述無(wú)機(jī)纖維材料的過(guò)程中減少來(lái)自無(wú)機(jī)纖維材料的塵埃產(chǎn)生的工藝，包括根據(jù)權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的對(duì)所述纖維材料進(jìn)行流體射流切割。14.一種用于根據(jù)權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的對(duì)無(wú)機(jī)纖維材料進(jìn)行流體射流切割的流體成分，所述流體成分包括載體流體和用于所述纖維材料的涂層成分。15.—種用于廢氣處理設(shè)備的無(wú)機(jī)纖維安裝墊，包括根據(jù)權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的流體射流切割工藝切割而成的纖維襯底。16.—種廢氣處理設(shè)備，包括外殼；彈性地安裝在所述外殼中的易碎催化劑支架結(jié)構(gòu)；及根據(jù)權(quán)利要求15所述的流體射流切割的無(wú)機(jī)纖維安裝墊，其中，所述安裝墊被布置在所述外殼和所述易碎催化劑支架結(jié)構(gòu)之間的間隙中，用于在所述外殼中彈性地支撐所述易碎催化劑支架結(jié)構(gòu)，并且，所述安裝墊包括沉積在流體射流切割邊緣表面至少一部分上的涂層。17.—種用于根據(jù)權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的流體射流切割工藝之中的裝置，包括用來(lái)產(chǎn)生加壓流體射流的泵；容納用于所述纖維材料的切割流體的儲(chǔ)器，所述切割流體可選地包含涂層成分；以及噴嘴，所述噴嘴具有用來(lái)接受所述切割流體的入口，以及用來(lái)將所述切割流體射到纖維襯底之上的出口。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，還包括和所述泵和所述噴嘴形成流體連接的高壓流體導(dǎo)管。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，還包括用來(lái)控制所述流體射流的切割路徑的控制器。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，還包括用來(lái)消散所述流體射流能量的機(jī)構(gòu)。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，包括用來(lái)分開(kāi)地容納所述切割流體和所述涂層成分的儲(chǔ)器；噴嘴，所述噴嘴具有用來(lái)接受所述切割流體的加壓流體射流的第一入口，用來(lái)接受所述涂層成分的第二入口，以及用來(lái)將所述切割流體和涂層成分組合起來(lái)的容積；及噴射所述流體射流和涂層成分的出口。全文摘要提供了一種用于纖維材料(例如無(wú)機(jī)纖維材料物品)的流體射流切割工藝。還提供了一種用在流體射流切割工藝中的流體成分。該切割流體成分包含載體流體和用于該纖維材料切割表面的涂層成分。還提供了一種用于執(zhí)行纖維材料的流體射流切割工藝的裝置。文檔編號(hào)B24C5/04GK101316688SQ200680029490公開(kāi)日2008年12月3日申請(qǐng)日期2006年6月14日優(yōu)先權(quán)日2005年6月14日發(fā)明者A·庫(kù)馬,S·L·邁斯納申請(qǐng)人:尤尼弗瑞克斯I有限責(zé)任公司