JP2010525185A - 紙製品のために適した繊維懸濁液を処理するためのすき網、特に硬いすき網を製造するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、例えば製紙のために適した繊維懸濁液を選別するために用いられるすき網（１）を製造するための方法に関する。本発明の方法によれば、複数の開口を備え、かつ互いに面状に接続された少なくとも２つのすき網層（２，３，４）を有している。これらの開口は、複数のすき網層を接続する前にこれらのすき網層に形成される。これらの開口は、すべてのすき網層（２，３，４）を貫通する複数のすき網層（７，８）が形成されるように、構成され、かつ配置されている。

Description

本発明は、請求項１の上位概念部に記載したすき網を製造するための方法に関する。

本発明の方法に従って製造されるすき網は、有利な形式で、繊維懸濁液内に存在する妨害物を取り除くために、繊維懸濁液を湿式抄きするために使用される。このようなすき網は、一般的に硬く、すき網プレス機及び抄紙機において使用される。このようなすき網の特性は、主に、このすき網に形成された開口の大きさ、形状及び数によって得られる。すき網の開口は、一般的に抄紙しようとする材料よりも小さく形成される。このようなすき網は、有利には例えば材料溶融物、二次材料溶融物及び、紙繊維懸濁液を処理するための選別に使用される。この場合、すき網は、妨害物を抑えるために設けられる。特に製紙工業、パルプ工業において使用する場合、このようなすき網は、材料の粗さに応じて例えば１〜３０ｍｍの大きさの円形の開口によって得られる選別特性を有している。勿論、このようなすき網は処理能力ができるだけ大きいものでなくてはならない。つまり、可能な限り大量の、拒絶されていない材料が開口を通過できるようにしなくてはならない。これは、できるだけ多くの開口を設けることによって実現できるが、このためには、すき網エレメントの全表面に関連してできるだけ大きいすき網面を得る必要がある。

また、液圧に対して強度を比較的強くする必要がある。このようなすき網エレメントは、製造運転中に使用されて、一度でも故障すると、すき網エレメントに種々異なる強い圧力負荷がかかることになる。目詰まりを常に排除することはできないので、もっぱら高い圧力、及び相応に大きい面においては強い力がこのようなすき網エレメントの表面に作用するようになっている。このような強い力は、損傷を生じさせることなしに、すき網によって吸収できるようにしなければならない。

前記形式のすき網エレメントは、高価値の材料より成っていて、製造費用が高価であるので、製造法を改良することによって製造コストを安価にする必要がある。ドイツ連邦共和国特許公開第１９５４７５８５号明細書には、２つの層と１つの支持層と１つの選別層とから成る微細すき網（Feinsieb）について記載されており、この微細すき網においては、強度の問題は、比較的強い支持層が設けられていることによって解決されている。しかしながら、この公知の微細すき網は、技術的に最良のものではない。

その他のすき網エレメントの製造法によれば、織物製の微細なすき網が、比較的大きい孔を備えた円筒形の支持体に外側から収縮ばめされるようになっている。このような形式のすき網エレメントにおいても、詰まることのない運転は困難であり、多くの使用例のために選別特性は不十分である。

本発明の課題は、すき網エレメントの有用性に関連して比較的安価であって、特に繊維材料懸濁液の選別において最適な選別特性が保証されるような、すき網エレメントを製造するための方法を提供することである。

この課題は、請求項１の特徴部に記載した特徴によって解決される。

繊維懸濁液を処理するために使用されるすき網は、強度を得るために十分な壁厚（厚さ）を有する必要がある。すき網を複数の層より製造する本発明の方法は、製造において基本的に経済的な利点を提供する。一般的に、複数の孔又はその他のすき網開口は、厚い壁厚の金属層に設けるよりも、薄い壁厚の金属層に設けるほうが、安価である。特に、例えば１ｍｍ乃至２０ｍｍの典型的な大きさのすき網開口において、打ち抜き成形又はレーザ切断等の特に効果的な方法が使用される。打ち抜き成形又はレーザ切断は、穿孔よりも費用が安価である。すき網層に複数の開口を形成するその他の方法として、切削、ウォータージェット切断、エッチング、侵食、電気化学的な穿孔、圧送孔成形又は除去法が挙げられる。本発明の方法によれば、横断面が非回転対称である簡単なすき網開口を形成することができる。横断面が非回転対称的な開口は、例えば長孔、長方形、菱形、６角形又はその他の丸味を付けられた角縁を有する多角形である。これは、繊維材料懸濁液を湿式抄きする場合に特に有利である。

本発明の方法に従って製造されたすき網の多くの使用例において、すき網開口が、紙すきしようとする懸濁液の貫流方向で広がっていれば、有利である。このような構成は、本発明の方法によって、高価な費用をかけることなしに、（貫流方向で見て）下流側のすき網層の開口を、それぞれ上流側の開口よりも大きくすることによって、得られる。これは、円筒形の孔又は、円筒形とは異なる横断面の孔でも実施することができる。製造費用の理由により、円筒形の形状とは異なる孔形状が得られる打ち抜き成形技術によって、特別な可能性が提供される。つまり、各開口の内壁は互いに平行ではなく、一般的に互いに１゜乃至３゜の鋭角を成している。この角度に関連して、個別のすき網層の有利な配置によれば、このような流過横断面の拡大方向が、処理しようとする液体の所望の貫流方向に向けられている。

さらにまた、すき網における開口の形状が特別に構成されているすき網開口を、安価な費用で形成することができる、前記方法の有利な一連の実施例が提供されている。つまり、種々異なるすき網層において複数の開口を側方にずらすことによって、かつ／または非対称にすることによって、すき網開口の傾斜位置（つまり、すき網開口の主方向が、すき網平面に対して垂直に位置してない）が得られる。この傾斜位置は有利には、すき網の運転時における液体の流れ方向に合わせることができる。傾斜によるずれが設けられていない場合においても、種々異なるすき網層に設けられた開口の種々異なる形状を、すき網開口の多様な流過横断面形状に利用することができる。従って、例えば円形の領域と角張った領域とを連続して設けることができる。また、すき網開口の流通性を効果的に維持するために、すき網開口を突発的に拡大して形成してもよい。

以上のようなすき網開口の、紙すき方向で見た特別な延在形状は、多数の層、つまり３層以上例えば６層乃至８層から成るすき網層が選択されている場合に、特に有利に実施することができる。この場合、個別のすき網は、層打ち抜き、レーザ切断又はその他の方法で開口を設けることができる、薄い金属薄板（例えば２ｍｍ）より成っている。

つまり、すき網を個別のすき網層に細かく分割することによって、すき網開口の複雑な形状を得るための可能性が常に改善される。

すき網層は、例えば金属、プラスチック、硬質発泡材又は自然素材より製造される。この場合、個別のすき網層にはそれぞれ異なる要求が課せられているので、種々異なる材料の組合せが有利である。例えば特に耐摩耗性の材料を流入側のすき網層（上側層）に使用し、特に粘着性のある材料を中央の層及び／又は下側層に使用すれば有利である。

特別な実施例において、本発明の方法に従って製造されたすき網に盲孔を設けてもよい。このような盲孔は勿論、高価な費用をかけることなしに、相応のすき網層の諸知恵の箇所に開口を設けないようにする、新たな製造方法によって形成される。

前述のように、本発明の方法に従って製造されたすき網は、一般的に強い力にさらされるので、個別のすき網層を、相応に強い力を吸収することができる方法によって接続すれば有利である。このような方法は、特にはんだ付け法、つまり軟質はんだ、硬質はんだ又は高温はんだ法である。このような方法によれば、熱的に比較的問題なく、堅固な面状の接続が得られる。勿論、すき網の歪みを阻止する相応の手段が講じられている場合は、このような接続を溶接によって形成してもよい。その他の可能性は、技術的な接着法である。公知であるように、金属又はプラスチックを、高い強度が得られる接着法で接続してもよい。このようなすき網は、一般的に、１００℃よりも著しく低い温度にさらされるので、すき網の運転中における接着剤の熱的な負荷は小さい。

また、摩耗した部分を簡単に交換できる可能性を得るために、すき網層の接続が互いに解除可能であるように構成すれば有利である。解除可能な接続は、例えばねじ、リベット、接着又は形状結合（形状による束縛）によって形成される。３つ以上のすき網層においては、これらのすき網層は部分的に解除不能に互いに接続されており、それによって、特に摩耗にさらされる流入側の層（上側層）だけを交換するために設けるという可能性が提供される。

本発明による方法の特別な実施例においては、すき網特性のために重要な流入側のすき網層（上側層）を比較的薄くし、しかも相応に頑丈に構成された別の単数又は複数の層によってすき網の高い強度が得られる。薄い上側層を使用することができるという可能性によって、さらに運転時の圧力損失が少ないという利点が得られる。何故ならば完成されたすき網においては、すき網特性を規定する、上側層の開口内に短い流れ経路が形成されるだけだからである。すき網開口を所望の流れ方向で円錐形に拡大する必要がある場合でも、製造は、一体的なすき網におけるよりも簡単である。

本発明の方法は、典型的な形式で平らなすき網を製造するために用いられる。このようなすき網は、円環状の形状（場合によっては複数の円環セグメントから構成される）を有している。特別な実施例において、流入側のすき網層が半径方向で内側にあり、その他の層が外側にあるような、すき網が円筒形のすき網ケージ（Siebkorb）として製造されている場合、流入側の層が、平らな状態で複数の開口を備えていてよい。次いで、この層が湾曲されると、湾曲されることによって開口が、半径方向で見て内方から外方へ拡張する。従って貫流横断面が拡張することによる特別な製造法によって、選別層に円錐形の複数の開口が形成される。

本発明及びその利点を以下に図面を用いて説明する。

本発明の方法に従って製造されたすき網の一部を示す断面図である。 変化実施例によるすき網の一部を示す断面図である。 別の実施例によるすき網の一部を示す断面図である。 別の実施例によるすき網の一部を示す断面図である。 別の実施例によるすき網の一部を示す断面図である。 別の実施例によるすき網の一部を示す断面図である。 本発明の方法に従って製造されたすき網部分の下流側の平面図である。 本発明の方法に従って製造された別のすき網部分の下流側の平面図である。 本発明の方法に従って製造された、異なる材料より成る複数の円環を有するすき網の平面図である。

図１は、第１実施例を用いて、本発明の方法に従って製造されたすき網１を示す。すき網１は、互いに接続された面状の３つのすき網層２，３，４並びにすき網開口７若しくは８より成っており、これらのすき網開口７若しくは８は、図示の実施例ではすべてのすき網層を貫通して延びている。すき網層２，３，４は、接触面１７において例えば高温はんだ付けによって互いに面状に接続されている。図示のすき網１においては、最上位に位置するすき網層２は流入側を形成している。抄紙しようとする紙原料液（繊維懸濁液）が上方から下方へ開口７若しくは８を通って流れる。この際に、すき網の貫流方向で見て、すき網の下流側の開口がそれぞれ上流側の開口よりも大きい。つまり、すき網の貫流方向で、所定箇所の横断面が大きくなっており、それによって、すき網の特に良好な詰まりにくさが得られる。右側のすき網開口８はほぼ円筒形であり、これに対して左側のすき網開口７は、２つの円筒形の組合せと、これら２つの円筒形間に位置する１つの円錐形の開口（すき網層３）とから構成されている。この場合、開口７，８が同じすき網に図示されていても、これは例外的である。大抵の場合、すき網開口は互いに同じである。同じことは別の図面にも当てはまる。

本発明に従って製造されたすき網のための典型的な使用例において、下流側に連続するすき網層の開口と比較して最小の開口はすき網１の流入側（この場合、最上位にすき網層２）に位置している。この場合、この最小の開口は分離特性を規定する。つまりどの部分がすき網を通過するか、又はすき網を通過できないかを規定する。本発明によれば、大きさだけではなく、最小の開口の形状も要求に合わせて、簡単に調節することができる。これらの形状は、例えば円形、楕円形、長孔、長方形又は多角形であってよい。相応に選定された形状及び配置（すき網パターン）によって、全すき網に関連した大きい自由面が得られる。

図２に示した積層されたすき網は、中央のすき網層３及び４にそれぞれ傾斜した円筒形の開口と、下側のすき網層５に円筒形の開口とを有しており、すき網開口のこのような形状は、本発明の方法によって比較的簡単に実現することができ、抄紙しようとする繊維懸濁液が傾斜して流れることによって良好な貫流が得られる。繊維懸濁液を傾斜して流すことは、すき網に沿って矢印方向に運動するすき網スクレーパ１４（掻き取りロータ）によって、すき網平面に対して垂直ではない斜めの速度方向が生ぜしめられることによって、得られる。しかもケーシング形状の底部にも流れが斜めにぶつかるようになっている。

図３には、全部で５つの層を備えたすき網が図示されており、これらの層の開口１０は多くの場合、円錐形に構成することができる。この場合、円錐形性は打ち抜き工程によって、つまりすき網層に開口を形成することによって得られる。これによって、側壁は、互いに平行ではなく、互いに鋭角の角度を成すことになる。このような円錐形性は、図３に誇張して示されている。

本発明の方法は、図４に示されているように、すき網に貫通しない凹部１１を設けることによっても非常に簡単に実施することができる。このような凹部１１は、当該の開口を、すべてのすき網層を通るように形成するのではなく、例えば流入側のすき網層２だけを通るようにすることによって形成される。凹部１１は、例えば円形又は溝状の形であってよい。さらに、図４には、ストリップ（短冊）状の突起が示されており、この突起は、成形ロッド１２を挿入することによって形成される。この成形ロッド１２は、単数又は複数のすき網層（図示の実施例では例えば２＋３）を通って延在していて、嵌め込まれていて、例えばはんだ付けされている。すき網の流入側の複数の凹部又は突起部は、抄紙しようとする繊維懸濁液の流れに影響を与えて、隣接するすき網開口を詰まりにくくするために適している。

挿入部材１３を使用した実施例も可能である。これらの挿入部材１３は、その中央に貫通するすき網開口１５を有していて、複数の又はすべてのすき網層２，３，４に挿入されている。これらの挿入部材１３は、特に耐摩耗性の構成を有していて、場合によっては交換可能である（図５参照）。

適当なすき網開口１５を備えた挿入部材１３を使用した場合の別の変化例は、図６に示されている。本発明に従って製造されたすき網を、所定の使用例において使用する場合、挿入部材１３を流入側及び／又は流出側に所定の寸法ｍだけ突出させて、この突出させた領域における流れを改善するようにすれば、有利である。この寸法ｍは、有利には０．５ｍｍと５ｍｍとの間である。図６の中央に示した挿入部材１３′は、すべてのすき網層を通って延在しているのではなく、上側のすき網層２及び３だけを通って延在している。このような形式で、摩耗にさらされるすき網の部分、つまりすき網１３′は小さく維持される。前述のように、摩耗は、すき網スクレーパ１４が使用される領域において特に高い。２つ以上のすき網層に亘って延在する挿入部材１３′の図示の形状は、特に２つのすき網層２及び３を破壊することなく分離できるようにしたい場合には、特に容易に変えることができる。これは突き出し部を有していない挿入体のためにもあてはまる。

本発明に従って製造されたすき網を流出側から見た図が図７に示されている。この場合、全部で３つのすき網層２，３，４より成る部分層が設けられていて、これらのすき網層２，３，４間に接触面１７が配置されている。左側に示されたすき網開口８は、それぞれ１つの円筒形横断面を有していて、これらの円筒形横断面の直径は、種々異なるすき網層において異なっている。この場合、各すき網層の開口は互いにずらされているので、斜めの貫流方向が得られる。流過横断面が長孔の形状を有しているすき網開口１６も同様のずれを有している。

本発明に従って製造されたすき網のすき網特性のために重要なのは、一般的に流入側における、つまり図示の実施例ではすき網層２に存在する最小の開口である。図１及び図４乃至図６に示されたその他のすき網層つまりすき網層３及び４は、主に、このようにして製造されたすき網に必要な強度を与えるという課題を有している。図８に示されているように、下側のすき網層４に、その他のすき網層の複数の開口が開口する程度の大きい開口を設けることができる。この場合、一般的に、１つの大きい開口が、３から１５個のより小さい開口をカバーするようになっていれば、有利である。このような手段は、上側のすき網層２を除いて、別のすき網層においても設けることができる。

本発明による製造法のその他の利点は、少なくとも１つのすき網層特に流入側のすき網層２が、有利には同心的な複数の円環１８，１９に分割され、これらの円環１８，１９が種々異なる材料より製造される（図９）可能性が提供されたという点にある。これによって、すき網スクレーパ１４のより高い周速度に基づいて半径方向の外側領域においてより高い摩耗の危険性も存在することを考慮することができる。半径方向で外側の円環１９は、特に高価値の耐摩耗性の材料より成っており、これに対して、半径方向でさらに内側に位置する円環１８は相応に安価に構成することができ、それによって、製造コストを低減させることができ、しかもすき網１全体の摩耗特性が低下することはない、という利点が得られる。

Claims (35)

1. 紙すきのために適した繊維懸濁液を処理するためのすき網、殊に硬いすき網を製造するための方法であって、前記すき網を、複数の開口を備え、かつ面状に互いに接続された少なくとも２つのすき網層（２，３，４，５，６）より構成し、前記複数の開口の少なくとも一部を、すべてのすき網層（２，３，４，５，６）を通って延びるすき網開口（７，８，９，１０，１５，１６）が得られるように、構成し、かつ配置する方法において、
   複数のすき網層（２，３，４，５，６）を接続する前に、これらのすき網層（２，３，４，５，６）に前記開口を形成することを特徴とする、紙すきのために適した繊維懸濁液を処理するためのすき網、殊に硬いすき網を製造するための方法。
2. ３つのすき網層（２，３，４）だけを使用する、請求項１記載の方法。
3. ４つのすき網層（２，３，４，５）だけを使用する、請求項１記載の方法。
4. ４つ以上のすき網層（２，３，４，５，６）を使用する、請求項１記載の方法。
5. すべてのすき網層を貫通する、異なる流過横断面を有するすき網開口（７，８，９，１０，１５，１６）を形成する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記開口の流過横断面を、少なくとも２つの異なるすき網層（２，３，４，５）で異なる大きさを有するように構成する、請求項５記載の方法。
7. 異なるすき網層（３，４，５，６）に設けられた、すき網の貫流方向で見て下流側の前記開口を、それぞれ上流側の開口よりも大きい寸法に構成する、請求項６記載の方法。
8. 種々異なるすき網層（２，３，４，５，６）の前記各開口を互いに整列させる、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 種々異なるすき網層（２，３，４，５，６）の前記各開口を、互いに側方にずらして配置することによって、少なくとも部分的に互いに整列させる、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
10. 前記すき網層（２，３，４，５，６）の少なくとも一部に円筒形の複数の開口を設ける、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 前記すき網層（２，３，４，５，６）の少なくとも一部に円錐形の複数の開口を設ける、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. 種々異なる前記すき網層（２，３，４，５，６）の少なくとも一部に、長孔状の横断面を有する複数の開口を設ける、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
13. 種々異なる前記すき網層（２，３，４，５，６）の少なくとも一部に、多角形状の横断面を有する複数の開口を設ける、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
14. 前記すき網層（２，３，４，５，６）を少なくとも部分的に金属より製造する、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。
15. 前記すき網層（２，３，４，５，６）を少なくとも部分的にプラスチックより製造する、請求項１から１４までのいずれか１項記載の方法。
16. 種々異なるすき網層（２，３，４，５，６）を、種々異なる材料、殊に金属とプラスチックとの組合せより製造する、請求項１から１５までのいずれか１項記載の方法。
17. 流入側のすき網層（２）を金属より製造する、請求項１６記載の方法。
18. 少なくとも２つのすき網層（２，３，４，５，６）を金属より製造し、これら２つのすき網層（２，３，４，５，６）をはんだ付けによって面状に接続する、請求項１から１７までのいずれか１項記載の方法。
19. 前記はんだ付けを高温はんだ法によって行い、該高温はんだ法を、８００℃以上の温度、有利には９５０℃乃至１２５０℃の間の温度で行う、請求項１８記載の方法。
20. シート状のはんだ材を、はんだ付けの前にすき網層間に挿入する、請求項１８又は１９記載の方法。
21. 隣接し合う前記すき網層（２，３，４，５，６）の面状の接続を少なくとも部分的に溶接によって行う、請求項１から２０までのいずれか１項記載の方法。
22. 隣接し合う前記すき網層（２，３，４，５，６）の面状の接続を少なくとも部分的に接着によって行う、請求項１から２１までのいずれか１項記載の方法。
23. 隣接し合う前記すき網層（２，３，４，５，６）の面状の接続を少なくとも部分的にねじ結合によって行う、請求項１から２２までのいずれか１項記載の方法。
24. 隣接し合う前記すき網層（２，３，４，５，６）の面状の接続を少なくとも部分的に接着によって行う、請求項１から２３までのいずれか１項記載の方法。
25. 隣接し合う前記すき網層（２，３，４，５，６）の面状の接続を少なくとも部分的に形状結合式の接続によって行う、請求項１から２４までのいずれか１項記載の方法。
26. 前記各すき網層（２，３，４，５，６）の厚さをそれぞれ１ｍｍ〜２０ｍｍの厚さにする、請求項１から２５までのいずれか１項記載の方法。
27. 前記各すき網層（２，３，４，５，６）の厚さを１ｍｍ〜５ｍｍの厚さにする、請求項２６記載の方法。
28. 前記すき網（１）の全厚さを、４ｍｍ〜１００ｍｍ、有利には１０ｍｍ〜５０ｍｍにする、請求項１から２７までのいずれか１項記載の方法。
29. 前記すき網開口（７，８，９，１０，１５，１６）の最も狭い箇所を、１ｍｍから２０ｍｍ、有利には２ｍｍから６ｍｍの直径を有する円形に形成する、請求項１から２８までのいずれか１項記載の方法。
30. 前記すき網開口（７，８，９，１０，１５，１６）の最も狭い箇所を、１ｍｍから２０ｍｍ、有利には２ｍｍから６ｍｍの幅を有する長孔に形成する、請求項１から２８までのいずれか１項記載の方法。
31. 前記すき網開口（７，８，９，１０，１５，１６）の最も狭い箇所を、１ｍｍから１０ｍｍ、有利には２ｍｍから６ｍｍの小さい側方長さを有する長方形に形成する、請求項１から２８までのいずれか１項記載の方法。
32. 前記すき網開口（７，８，９，１０，１５，１６）の最も狭い箇所を、１ｍｍから２０ｍｍ有利には２ｍｍから６ｍｍの側方長さを有する正方形に形成する、請求項３１記載の方法。
33. 前記すき網層（２，３，４，５，６）有利には流入側のすき網層（２）の少なくとも一部を、種々異なる材料より成る少なくとも２つの円環（１８，１９）より構成する、請求項１から３２までのいずれか１項記載の方法。
34. 半径方向で外側に位置する円環（１９）の耐摩耗性を、半径方向で内側に位置する円環（１８）の耐摩耗性よりも高くする、請求項３３記載の方法。
35. 上流側に隣接するすき網層（２，３，４，５）の複数の有利には３〜１５の開口が、複数の開口内に連通しているすき網（３，４，５，６）を使用する、請求項３３記載の方法。

Images