KR20090101465A - 다차원 구조체를 갖는 구조화된 재료 웨브 및 그 제조 방법 - Google Patents

다차원 구조체를 갖는 구조화된 재료 웨브 및 그 제조 방법

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KR20090101465A
KR20090101465A KR1020097015122A KR20097015122A KR20090101465A KR 20090101465 A KR20090101465 A KR 20090101465A KR 1020097015122 A KR1020097015122 A KR 1020097015122A KR 20097015122 A KR20097015122 A KR 20097015122A KR 20090101465 A KR20090101465 A KR 20090101465A
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스코쿠페 미르트쉬
미카엘 미르트쉬
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닥터 미르트쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 비드 또는 폴드와, 하나가 다른 하나에 인접하여 배열되고 각각의 경우에 비드 또는 폴드에 의해 둘러싸인 표면부 내에 형성되어 있는 구조체를 또한 갖는 다차원 구조체를 가지며, 각각의 구조체는 구멍을 갖는 구별된 위치를 갖고, 각각의 표면부는 구별된 위치를 향한 경사를 갖고 구조체의 모든 다른 위치에 형성되어 있는, 특히 금속 웨브와 같은 구조화된 재료 웨브에 관한 것이다.

Description

다차원 구조체를 갖는 구조화된 재료 웨브 및 그 제조 방법{STRUCTURED MATERIAL WEB HAVING A MULTI-DIMENSIONAL STRUCTURE, AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}
본 발명은 다차원 구조를 갖는 구조화된 재료 웨브(structured material web) 및 제조 방법에 관한 것이다.
산업용 및 가정용 양자 모두에서, 고체 입자는 종종 기체 또는 액체와 같은 유체 매체로부터 분리되어야 한다. 이 예는 예를 들어 청결한 세탁물로부터 물을 제거하기 위한 세탁기 드럼과 같은 원심 드럼이다. 부가의 예는 예를 들어 물 또는 오일과 같은 액체 매체로부터, 또는 예를 들어 연기, 공조 공기(air-conditioned air), 오염된 산업용 가스 또는 압축 공기와 같은 기체 매체로부터 고체 입자를 제거하기 위한 스크린 벽 및 필터 디스크, 필터 플레이트 또는 필터 드럼용 필터 수단이다. 이 관점에서, 주로, 고체로부터의 액체 또는 기체 매체가 고도로 분리되어야 한다. 고도의 분리를 성취하기 위해, 예를 들어 필터 지지체 또는 필터 수단의 형태의 투과성의 예를 들어 구멍이 있는 또는 천공된 또는 미세-메시 격실을 통해 바람직하게 액체 또는 기체 매체를 가압하는 압축력 또는 가속력이 요구된다. 이 압축력 또는 가속력은 유체, 고체 입자 및 벽 사이의 마찰력을 극복하고 고체 입자가 필터 케이크(filter cake)로서 침전될 수 있는 격실을 통해 유체를 안내하도록 매체를 가속화하기 위해 필요하다. 유체로부터의 고체의 분리 정도가 동일하면, 요구되는 이들 압축력 또는 가속력의 크기는 본질적으로 격실 내의 구멍의 배열 및 벽의 기하학적 형태에 의해 결정된다.
이 경우에, 일 단점은 특히 높은 가속력 및 압축력이 필터 지지체 또는 필터 수단과 같은 투과성 벽에 높은 기계적 부하를 받게 하고, 더욱이 생성되기 위한 에너지의 견지에서 높은 비용을 필요로 한다는 것이다.
더욱이, 특히 화학, 약학 및 가스 산업에서, 유체는 배분되거나 계량되어야 한다. 이는 가능한 한 간단한 수단에 의해 실행되어야 한다. 더욱이, 조립체 내의 유체의 체류 시간(dwell time)은 종종 반응 조건 및 프로세스 공학의 이유로 가능한 한 균일해야 한다. 따라서, 사수 구역(dead water zone) 및 국부적인 유체의 형성이 가능한 한 회피되어야 한다.
이들 복잡한 상관 관계는 세탁기 드럼 및 필터용 격실의 예로서 더 상세히 설명된다.
높은 압축력 및 가속력의 결과로서 발생하는 단점이 세탁기 드럼의 경우에, 특히 세탁물이 스핀(spin) 중에 드럼 벽의 구멍 내로 가압되는 경우에 반영된다. 이는 스핀하는 세탁물 내의 딤플(dimple)의 형태의 바람직하지 않은 오목부(dent), 더욱이 구멍을 통해 세탁조(tub) 내로 그리고 세탁조로부터 스크린 내로 통과하는 소형 섬유 입자를 발생시킨다. 이는 특히 미세 직물로 이루어진 세탁물의 경우에 바람직하지 않다. 따라서, 세탁물이 과도한 부하를 받게 하지 않기 위해, 세탁용 세제(washing lye)는 종종 스핀 중에 세척된 세탁물로부터 기술적인 관점에서 가능한 최대로 제거되지는 않는다. 일반적으로, 스핀되는 세탁물의 잔류 수분은 이어서 에너지 집약적 건조 수단에 의해 이후의 단계에서 제거된다.
독일 특허 제 10 2005 026 175 A1호는 드럼의 내부의 방향으로 지향하고 있는 타원형 만입부(indentation)를 구비하는 세탁물 처리기용 드럼을 개시하고 있다. 평면 벽 표면 또는 원통형 표면 영역이 이들 만입부의 타원형 또는 원형 형태에 의해 기하학적 관점에서 완전히 충전될 수 없기 때문에, 타원형 또는 원형 만입부에 의해 덮여지지 않는 원통형 표면 영역 또는 원래 비구조화된 평면 벽의 영역이 항상 남아 있다. 이하에서 범람 구멍(flood hole)이라 칭하는 세제 출구용 구멍이 반경방향에서 드럼 축으로부터 가장 멀리 이격된 드럼의 비구조화된 영역에 배열된다. 이는 드럼의 스핀 회전 속도가 동일한 상태로 범람 구멍의 영역에 세탁 드럼으로부터 세제를 제거하기 위한 최고의 원심력을 발생시킨다. 이 경우에 불만족스러운 것은, 범람 구멍이 또한 배열되어 있는 드럼 벽의 이 비구조화된 영역에서의 세제의 흐름이 드럼 벽에 수직으로 어떠한 기하학적 경사도 경험하지 않는다는 것이다. 따라서, 범람 구멍을 향한 세제의 가속화된 유출을 지원하는 어떠한 기하학적 구배(gradient)도 또한 존재하지 않는다. 기하학적 반경방향 유동 구배는 범람 구멍이 또한 배열되어 있는 외부 드럼 벽의 영역이 아니라, 만입부의 벽 영역에서만 존재한다.
독일 특허 제 19954027 A1호는 6각형 벌집형 구조체를 구비한 세탁기 드럼의 케이싱을 제조하기 위한 디바이스를 개시하고 있다.
이 벌집형 표면에 의해, 드럼 벽을 따라 유동하는 세탁액은 둥근 천장형(vaulted) 벌집형 구조체 상에서 매끄럽게 전후방으로 조종된다. 따라서, 유리한 유동의 소용돌이가 발생한다. 벌집형 구조체는 대략 둥근 천장 구조체(유럽 특허 제 0693008호)의 외형을 갖고, 드럼의 내부를 향해 지향된 골(trough)이 각각의 경우에 폴드(fold)에 의해 구성되고 따라서 드럼의 표면 영역을 완전히 충전한다. 범람 구멍은 이 경우에 6각형 구멍의 별 지점(star point)에 배열된다. 이는 독일 특허 제 10 2005 026 175 A1호와 비교하여 개선을 제공하는데, 이는 독일 특허 제 19954027 A1호로부터의 범람 구멍이 매끄러운 단일의 원통형 표면 상에 배열될 뿐만 아니라, 폴드의 좁은 예를 들어 선형 표면 상에 배열되기 때문이다. 그 결과, 독일 특허 제 19954027 A1호로부터의 드럼에서, 스핀 중에 세제의 유출이 독일 특허 제 10 2005 026 175 A1호로부터의 드럼과 비교하여 향상된다. 그러나, 이 폴드의 기하학적 배열 및 독일 특허 제 19954027 A1호의 범람 구멍의 기하학적 배열은 아직 만족스럽지 않은데, 이는 스핀 중에 세제액을 제거하기 위해, 폴드로부터 범람 구멍을 향한 유동을 위한 어떠한 반경방향 구배도 폴드의 영역에 존재하지 않기 때문이다. 세탁용 세제는 여전히 이 방식으로 세탁물로부터 가능한 한 효율적으로 분리될 수 없기 때문에, 세탁물의 잔류 수분은 일반적으로 세탁물 건조기 내에서의 에너지 집약적 열 건조에 의해 제거된다.
필터 디스크, 필터 플레이트 또는 필터 드럼용 격실 및 물 또는 오일과 같은 액체 매체로부터, 또는 연기, 공조 공기, 오염된 산업용 가스 또는 압축 공기와 같은 기체 매체로부터 고체 입자를 제거하기 위한 원심 분리를 위한 격실의 경우에, 예를 들어 스크린 벽은 여과 중에 요구되는 압축력을 흡수해야 한다. 필터용 격실은 종종 필터 지지체 및 필터 수단, 특히 미세-메시 네트, 혼합 섬유, 합성 섬유, 유리 섬유 또는 발포 재료로 구성된다. 필터 지지체는 일반적으로 연성의 미세한 필터 수단을 수용하고 압축력을 흡수하는 기능을 갖는다. 이들 압축력은, 특히 고체 입자로부터 분리되어야 할 유체가 필터 수단과 필터 수단 상에 형성된 필터 케이크를 통해 가압되어야 한다는 사실에 기인하여 발생한다. 이들 압축력은 스크린 벽 또는 필터 지지체 내의 소수의 구멍에 의해 지원되는 스크린 벽 또는 필터 지지체의 치수 안정성을 필요로 한다. 다음에, 문제점은 구멍이 없는 스크린 벽의 영역에서, 분리될 유체가 축적될 수 있고, 따라서 연장된 유동 경로를 따라 스크린 벽 또는 필터 지지체 내의 구멍으로 안내되어야 한다는 것이다. 이것은 교대로 유체로부터 고체 입자들을 분리하기 위한 증가된 압력을 필요로 한다.
WO 98/40910호 및 미국 특허 제 2005/02 52 182 A1호는 이들이 강화 작용을 갖고 있음에도 불구하고 강화가 단지 프로파일링(profiling)의 방향에서만 유효한 리브형(ribbed) 또는 주름형(corrugated) 필터 수단을 설명하고 있다. 리브형 또는 주름형 필터 수단은 프로파일링에 수직으로 만곡 가능하게 부드럽게 남아 있다. 이는 예를 들어 필터 디스크 또는 필터 플레이트의 강도에, 또한 모듈의 축방향으로 특히 주름부 또는 리브에서 이들의 프로파일링을 갖는 원통형 또는 원추형 권취 모듈에 악영향을 미친다. WO 2005/08 24 84 A1호는 필터 지지체 및 팬형(fan-shaped) 필터 수단으로서 거친-메시 실린더를 포함하는 필터 요소를 설명하고 있다. 비용을 절약하기 위해, 필터 수단이 동시에 또한 필터 지지체의 기능을 담당하도록 필터 수단을 강화하는 것이 바람직할 것이다. 따라서, 필터 지지체에 대한 필요성이 없을 것이다.
약 40 ㎛의 거친 입자 및 약 수 ㎛의 더 소형 입자용 필터 수단으로서 적합한 ㎛ 범위의 스크린 폭을 갖는 미세-메시 금속 또는 플라스틱 직물이 이미 존재하지만, (부가의 필터 지지체 없이) 종종 압축력을 흡수할 수 있는 충분한 치수적 안정성을 갖지 않는다. 따라서, 권취 모듈은 종종 필터 수단 및 필터 지지체로 구성된 복잡한 구조를 필요로 한다{엠. 조그(M. Zogg): Einfuhrung in die mechanische Verfahrenstechnik [Introduction to mechanical process engineering]; ISBN: 3-51906319-0; section 4.1.2: Querstromfiltration [Cross-flow filtration], 페이지 123-128}.
필터 수단의 필요한 분해 또는 교환 없이 필터 유닛을 세척하기 위해, 특히 압력 펄스에 의한 세척이 예를 들어 물론 관형 필터로 수행된다{엠. 스티에스(M. Stieβ): Mechanische Verfahrenstechnik 2 [Mechanical processing engineering 2]; Springer Verlag, 1997; section 7.3.2.3: Bauarten von Abreinigungsfiltern [Types of cleaning filters], 페이지 27}. 이 경우, 압력 펄스는 축적된 필터 케이크를 제거하기 위해 정상 유동 방향에 반대방향으로 생성된다. 이것의 단점은 예를 들어 관형 필터와 같은 필터 수단을 수용하기 위해 부가의 지지 케이지(cage)가 종종 필요하다는 것이다. 더욱이, 필터 수단 상의 고체 입자의 축적이 필터의 작동 중에도 감소되는 개선된 유체 역학적 무헹굼(rinsing-free) 효과를 갖는 것이 바람직할 것이다. 교환 또는 세척까지의 필터 수단의 사용을 위한 시간 간격[일괄식 작업(batch operation)]이 이에 의해 연장될 수 있다. 이들 모두는 장치의 관점에서 가능한 한 낮은 경비로 구현될 수 있어야 한다.
도 1은 각각의 경우에 그 피라미드형 팁에 구멍이 배열되어 있는 3차원 파셋형(facet-shaped) 구조화된 재료 웨브를 제조하기 위한 디바이스를 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 2개의 하부 이미지의 3차원 파셋형 구조화된 벽부 내로 2개의 상부 이미지의 6각형 둥근 천장형 벽부의 형태의 전개를 개략적으로 도시하는 도면.
도 3은 피라미드형 팁 내에 구멍을 갖는 3차원 파셋형 구조화된 재료 웨브의 개략 평면도.
도 4는 상부 이미지에 범람 구멍이 배열되어 있고 하부 이미지에 드럼의 평면도의 상세가 도시되어 있는 외향 지향 피라미드형 팁을 갖는 특히 세탁기용 3차원 파셋형 구조화된 드럼을 통한 축방향 단면도를 개략적으로 도시하는 도면.
도 5는 상부 이미지에 그 중심에 범람 구멍이 각각의 경우에 배열되어 있고, 하부 이미지에서는 드럼의 평면도의 상세가 도시되어 있는 외향 지향 골 또는 구형 캡을 갖는 특히 세탁기용 둥근 천장형 구조화된 또는 3차원 파형 구조화된 드럼을 통한 축방향 단면도를 개략적으로 도시하는 도면.
도 6은 상부 이미지에서 그 각각의 구조체에 복수의 구멍이 배열되어 있는 3차원 파셋형 구조화된 벽부의 평면도를, 하부 이미지에서는 그 각각의 구조체에 복수의 구멍이 배열되어 있는 둥근 천장형 구조화된 또는 3차원 파형 구조화된 벽부의 평면도를 개략적으로 도시하는 도면.
도 7은 상부 이미지에서 유동이 외부로부터 반경방향으로 통과하고 이에 의해 압력에 의해 작용하고, 좌측의 하부 이미지에서는 내부로부터 반경방향으로 낮은 압력에 의해 작용하고, 우측의 하부 이미지에서는 내부로부터 반경방향으로 증가된 압력에 의해 작용하고 있는 특히 필터 수단으로 이루어진 둥근 천장형 구조화된 또는 3차원 파형 구조화된 실린더를 통한 단면도를 개략적으로 도시하는 도면.
도 8은 상부 이미지에서 유동이 외부로부터 반경방향으로 통과하고 이에 의해 압력에 의해 작용하고 그 2개의 단부면에 축방향으로 어떤 힘도 작용하지 않고, 하부 이미지에서는 실린더의 축방향 압축에 의해 그 2개의 단부면에 축방향으로 힘이 작용하고 있는 특히 필터 수단으로 이루어진 둥근 천장형 구조화된 또는 3차원 파형 구조화된 실린더를 통한 단면도를 개략적으로 도시하는 도면.
도 9는 상부 이미지에 3차원 파셋형 구조화된 분배기 저부의 상세의 평면도를, 하부 이미지에 유체 매체 스트림의 균일한 분배를 위한 둥근 구조화된 분배기 저부를 갖는 디바이스를 통한 단면도를 개략적으로 도시하는 도면.
본 발명의 일 목적은 다양한 용도를 위해 고체로부터 유체의 분리를 개선하는 것이 가능한 높은 강도를 갖는 구조화된 재료 웨브 및 구조화된 재료 웨브의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 재료의 낮은 사용과 함께 높은 강도를 가질 뿐만 아니라 특히 소수의 구멍에도 불구하고 고체로부터 유체의 향상된 분리가 발생하고 또한 동시에 예를 들어 세탁물과 같은 이 고체 제품의 보호가 보장되는 방식으로 특히 세탁물 처리기의 드럼 또는 스크린 벽, 필터 지지체 또는 필터 수단 또는 분배 또는 계량 유닛을 위한, 유체 매체가 이를 통해 유동할 수 있는 구조화된 벽을 형성하는 것이다.
더욱이, 본 발명의 목적은 유체 역학적 및/또는 기계적 세척 수단에 의해 예를 들어 필터 요소의 일괄식 작업에서 시간 간격을 연장하는 것이다. 마지막으로, 본 발명의 목적은 특히 장치 내에서의 유체 매체의 체류 시간이 가능한 균일하게 되는 방식으로 유체 매체의 분배 또는 계량을 향상시키는 것이다. 모든 이들 개선은 구조적인 견지에서 낮은 경비로 구현될 수 있다.
이 목적은 본 발명에 따르면 독립 청구항 1에 따른 구조화된 재료 웨브 및 독립 청구항 27에 따른 구조화된 재료 웨브의 제조 방법에 따라 성취된다. 본 발명의 유리한 개량은 종속 청구항의 요지이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 비드 또는 폴드와, 하나가 다른 하나에 인접하여 배열되고 각각의 경우에 비드 또는 폴드에 의해 둘러싸인 표면부 내에 형성되어 있는 구조체를 또한 갖는 다차원 구조체를 가지며, 각각의 구조체는 구멍을 갖는 구별된 위치를 갖고, 각각의 표면부는 구별된 위치를 향한 경사를 갖고 구조체의 모든 다른 위치에 형성되어 있는, 특히 금속 웨브와 같은 구조화된 재료 웨브가 제공된다.
일 실시예에서, 재료 웨브, 특히 시트 금속 재료 웨브 또는 그물 재료 웨브는 생성된 벽의 높은 강도가 얻어지고, 동시에 벽에 경사지는 유동 구배가 재료 웨브의 모든 위치에서 유체 매체에 발생하는 방식으로 다차원 구조체를 구비한다. 게다가, 본 발명에 따르면, 다차원 구조체의 도움으로, 구조화된 필터 수단으로부터 또는 구조화된 스크린 벽으로부터 부착되어 커져 있는(accreted) 고체 입자를 제거하기 위한 개선된 세척 효과가 성취된다. 이는 유체 역학적 무헹굼 효과에 의해 또는 다차원 벽 구조체의 기계적 전후방 진동에 의해 얻어진다. 마지막으로, 본 발명에 따르면, 다차원 구조체의 도움에 의해, 유체 매체가 규정된 균일한 방식으로 분배되고 계량될 수 있고, 체류 시간이 실제로 경사진 유동 구배에 의해 구조화된 재료 웨브의 모든 위치에서 균일하게 되는 것이 또한 성취된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 웨브 재료로부터 구조화된 재료 웨브를 제조하기 위한 방법이 제공되고, 웨브 재료는 비드 또는 폴드와, 하나가 다른 하나에 인접하여 배열되고 각각의 경우에 비드 또는 폴드에 의해 둘러싸인 표면부 내에 형성되어 있는 구조체를 또한 갖는 다차원 구조체로써 제조되고, 각각의 구조체의 구별된 위치에는 구멍이 형성되고, 표면부는 구별된 위치를 향한 경사를 갖고 구조체의 모든 다른 위치에 형성되어 있고, 구별된 위치에서의 유체의 유동 방향은 항상 평균 재료 웨브 평면에 대해 경사져서 또는 그에 수직으로 연장한다.
일 개선에 따른 구조화된 재료 웨브, 특히 시트 금속 재료 웨브 또는 그물 재료 웨브 제조 방법에서, 재료 웨브는 재료 웨브의 높은 강도가 생성되고, 동시에 그 원래 평면형, 즉 아직 구조화되지 않은 벽 표면에 대한 구조화된 벽 표면의 기하학적 경사가 항상 구조화된 재료 웨브의 모든 영역에 형성되는 방식으로 다차원 구조체 및 구멍을 구비한다.
고체 입자로부터 유체를 분리하기 위해, 다차원 구조화된 재료 웨브가 사용되는데, 이는 항상 벽 내의 범람 구멍을 향한 유체에 대한 유동 구배를 모든 영역에서 갖는다. 이는 구조화된 재료 웨브가 항상 그 표면의 각각에서 단지 범람 구멍이 배열되어 있는 하나의 최하부 지점만을 갖는 점에서 성취된다. 이는 특히 바람직하게는, 3차원 파셋형 또는 3차원 파형 또는 둥근 천장형 구조화된 재료 웨브가 사용되고, 범람 구멍이 각각의 경우에 그 다차원 구조체의 최하부 위치에 배열되어 있는 점에서 성취될 수 있다.
"3차원 파셋형 구조체" 또는 "3차원 파형 구조체" 또는 "둥근 천장형 구조화된" 재료 웨브는 특히 수 밀리미터 또는 센티미터의 구조 크기를 갖는 다차원 강성 구조체를 구비하는 금속 또는 플라스틱 또는 섬유 복합 재료로 이루어진 밴드 또는 시트이다. 다양한 실시예에서, 이들은 구조화된 재료 웨브의 표면적의 증가가 없거나 단지 약간만 있는 동일 형상을 갖는다.
이들 다차원 구조체는 바람직하게는 벌징 방법(bulging method)에 의해 만곡된 형태의 얇은벽 재료 웨브가 특히 선형 요소에 의해 그 내부에서 지지되고 압력에 의해 외부로부터 작용되는 특히 재료-보호 방식으로 얻어진다. 이 경우에, "플롭(plop) 효과"(유럽 특허 제 0693 008호, 유럽 특허 제 900 131호)에 따라 규칙적으로 배열된 사각형 또는 6각형 벌지 또는 둥근 천장형 구조체 또는 벌집형 벌지 또는 둥근 천장형 구조체(유럽 특허 제 0888 208호) 또는 3차원 파형 구조체(독일 특허 제 10 2005 041 516호) 또는 3차원 파셋형 구조체(독일 특허 제 10 2000 41 555호)가 제어된 자체 조직화에 기초하여 또는 에너지 견지에서 매우 낮은 경비로 기술적으로 변형된 방식으로 설정된다. 제어된 자체 조직화에 기초하여 형성된 이들 벌지 구조체는 "소산 구조체(dissipative structure)"라 공지된 것에 지정될 수 있다{예를 들어, 아이. 프리고긴(I. Prigogine) 등의 "Dialog mit der Natur"["Dialogue with nature"], Pieper Verlagl 에프. 머트쉬(F. Mirtsch) 등의 "Corrugated Sheet Metal on the Basis of Self Organization", First International Industrial Conference Bionic 2004, Hanover Fair, 독일, Fortschritt-Berichte VDI Reihe 15, 페이지 299-313}. 이 방식으로 구조화된 재료는 이어서 이들의 만곡된 형상으로부터 평면 형태로 전이될 수 있다(독일 특허 제 198 56 236호).
벌지 또는 둥근 천장형 구조체 내의 폴드가 좁은 반경을 갖는 반면, 3차원 파형 구조체의 비드는 현저하게 큰 직경을 갖는다. 이는 이하와 같이 설명될 수 있는데, 벌지 또는 둥근 천장형 구조체는 만곡된 재료 웨브의 불안정 지점이 천공 효과에 의해 극복되고, 그 결과 좁은 폴드가 얇은벽의 동시의 좌굴(buckle)과 유사한 방식으로 동적 천공 에너지에 의해 설정될 때 발생한다. 3차원 파형 구조체의 경우에, 천공 효과는 마찬가지로 불안정 지점이 극복될 때 발생하지만, 동적 천공 에너지는 탄성 중간층에 의한 구조화 프로세스 중에 이미 대부분 완충된다. 이 경우에 발생하는 비드는 폴드의 곡률 반경보다 큰 곡률 반경을 구비하기 때문에, 이는 둘러싸인 구형 캡과 함께 실제로 일종의 다차원 파형 형태를 생성하지만, 비드의 반파장은 비드에 의해 둘러싸인 구형 캡의 반파장보다 짧다. 따라서, 명칭 "3차원 파형 구조체"가 또한 선택된다. 이들 3차원 파형 구조체를 제조하기 위한 방법에서, 이들 매끄럽게 라운딩된 비드는 구조화될 재료 웨브와 지지 요소 사이로 안내되는 부가의 탄성 재료 층에 의해 형성된다. 이들 비드에 의해 둘러싸인 재료 웨브의 표면부는 구형 표면의 부분을 적어도 대략적으로 형성하는 구형 캡을 형성한다. 이와는 대조적으로, 벌지 또는 둥근 천장형 구조체에서, 일반적으로 이러한 대략적으로 구형으로 라운딩된 구형 캡을 갖지 않는 폴드에 의해 둘러싸인 골이 얻어진다. 비드의 더 매끄러운 라운딩에 의해, 재료 웨브의 재료는 구조화 중에 단지 매우 작은 응력만을 받게 된다(독일 특허 제 10 2005 041 516호).
3차원 파셋형 구조체는, 각각의 경우에 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 또는 3차원 파형 구조화된 재료 웨브의 바람직하게는 6각형 골 또는 구형 캡이 별 지점에 수렴하는 바람직하게는 3개의 지지 요소에 대해 그 오목측에서 가압되는 2차 구조화 프로세스의 도움으로 얻어진다. 이 경우에, 별 지점에 수렴하는 이들 지지 요소는 일 평면에 배열되지 않고, 실제로 피라미드형으로 수렴하는 팁에 3차원으로 배열되어, 이들은 구조체의 오목측 상에서 벌지 구조체 또는 둥근 천장형 구조체 또는 3차원 파형 구조체의 골 또는 구형 캡을 지지한다. 재료 웨브의 골 또는 구형 캡이 이어서 외부로부터, 즉 그 볼록측으로부터 압력에 의해 작용될 때, 골 또는 구형 캡은 지지 요소들 사이에 가압된다. 이는 폴드에 의해 둘러싸인 단지 약간 만곡된 파셋 표면 또는 이들의 3차원 배열된 평면을 갖는 3차원 파셋형 구조체(독일 특허 제 10 200041 555호)를 발생시킨다. 평면형 파셋 표면은 바람직하게는 예를 들어 아막(Amac)사의 알루미늄 합금 "티타날(Titanal)"(대략 580 N/mm2의 항복 강도, 대략 640 N/mm2의 인장 강도)과 같은 높은 항복 강도를 갖는 고강도 재료로 이루어진 재료 웨브의 경우에 설정된다. 파셋 표면은 또한 비드에 의해 둘러싸일 수도 있는데, 1차 구조화 프로세스(3차원 파형 구조화) 중에 그리고 2차 구조화 프로세스 중에 각각의 경우에 탄성 재료 웨브가 구조화될 재료 웨브와 지지 요소 사이로 부가적으로 안내된다.
형성된 파셋 표면의 형태는 특히 1차 구조화된 바람직하게는 6각형 재료 웨브 내의 피라미드형 팁의 위치설정의 선택에 의해 결정된다. 재료 웨브에서, 대칭적으로 별 형상 방식으로 별 지점으로 수렴하는 3개의 지지 요소에 의해 생성된 피라미드형 팁은 6각형의 중간에 배열되어, 각각의 경우에 피라미드의 폴드가 6각형의 코너점에 발생하면, 3차원으로 배열된 3개의 합동 파셋 표면이 대칭에 의해 형성된다. 본 발명에 따르면, 피라미드형 팁은, 2개의 방식으로 6각형의 코너점과 비교하여 상승되도록 설계될 수 있는데, 경우 a: 피라미드형 팁이 6각형의 중심의 외부에 배열되면 비합동 파셋 표면이 일반적으로 형성된다. 피라미드형 팁이 6각형의 코너점의 방향에서 6각형의 중심으로부터 변위되고 동시에 피라미드의 단일 폴드만이 6각형의 단일 코너점과 일치하면, 이는 각각의 경우에 파셋 표면으로서 2개의 합동 3차원으로 배열된 평행사변형과, 더욱이 특히 4개의 동일한 폴드와 2개의 부가의 동일한 폴드에 의해 형성된 6각형 파셋 표면을 생성하는데, 첫 번째 것이 두 번째 것보다 길다. 그 결과, 기하학적으로 다소 상승된 피라미드형 팁이 생성된다. 경우 b: 피라미드형 팁의 상승은 또한 이와 같이 형성된 피라미드형 팁이 증가된 높이를 얻는 방식으로 지지 요소가 이미 별 지점에 수렴하는 방식으로 또한 발생할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 유체 매체가 이를 통해 유동하는 재료 웨브는 서로 다차원적으로 정렬된 구조체, 폴드 또는 비드에 의해 둘러싸인 표면부로 이루어진 구조체 및 각각의 구조체 내에 존재하는 재료 웨브 내의 구멍을 갖는 구별된 위치를 구비하여, 구별된 위치를 향한 경사는 항상 이 구조체의 모든 다른 위치로부터 발생하게 된다. 이는 재료 웨브의 임의의 위치로부터 유동하는 매체에 대해, 바람직하게는 범람 구멍을 갖는 재료 웨브의 구별된 위치를 향한 연속적인 구배를 발생시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각의 경우에 바람직하게는 3개의 3차원 배열된 파셋 표면에 의해 형성된 하나의 피라미드형 팁 내에 바람직하게는 하나의 구멍을 갖는 3차원 파셋형 구조화된 재료 웨브가 배열된다.
본 발명의 부가의 실시예에 따르면, 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 또는 3차원 파형 구조화된 재료 웨브가 사용되어, 범람 구멍이 각각의 경우에 각각의 개별 구조체의 골 또는 구형 캡의 최하부 지점에 형성된다. 따라서, 예를 들어 분리 프로세스 중에, 유체가 각각의 개별 구조체의 골 또는 구형 캡의 내부에 유동하고, 골 또는 구형 캡의 최하부 지점에서 범람 구멍을 통해 유동한다.
본 발명의 개선에 따르면, 피라미드형 팁 내에 범람 구멍을 갖는 3차원 파셋형 구조화된 재료 웨브 및 골 또는 구형 캡 내에 범람 구멍을 갖는 3차원 파형 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 재료 웨브가 사용되고, 골 또는 구형 캡의 최하부 지점 또는 피라미드형 팁은 각각의 경우에 세탁 드럼의 외주부에 배열된다. 이는 스핀 중에 세탁용 세제의 유동이 항상 반경방향 드럼 방향으로 작용하는 성분을 필요로 하게 하고, 동시에 최대 원심력이 범람 구멍에 활성화되는 것을 보장한다. 향상된 세탁물의 배수의 정도가 따라서 스핀 회전 속도 또는 범람 구멍의 수가 증가될 필요없이 발생하게 된다. 그 결과, 세탁물의 더 많은 보호가 이루어질 수 있고, 드럼의 두께가 동일하게 남아 있는 상태로 세탁 드럼의 강도가 증가될 수 있다.
본 발명의 부가의 개선에 따르면, 피라미드형 팁 내에 구멍을 갖는 3차원 파셋형 구조화된 재료 웨브 및 골 또는 구형 캡 내에 구멍을 갖는 3차원 파형 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 재료 웨브가 스크린 벽, 스크린 드럼 또는 필터 지지체로서 사용된다. 그 결과, 특히, 아직 구조화되지 않은 벽의 평면에 대한 수직 또는 경사진 유동이 구조화된 재료 웨브의 각각의 위치에 존재하기 때문에 고체로부터 유체의 분리가 향상될 수 있다. 재료 웨브는 평면 형태를 가질 수도 있지만, 이는 또한 유체가 이를 통해 그 내부로부터 또는 그 외부로부터 유동하는 원통형 또는 원추형 드럼으로서 만곡될 수도 있다.
본 발명의 부가의 개선에 따르면, 초기 재료로서 이미 바람직하게는 균일하게 천공된 재료 웨브는 3차원 파셋형 구조체 또는 벌지 또는 둥근 천장형 구조체를 구비하고, 이는 특히 스크린 벽, 스크린 드럼 또는 필터 지지체로서 사용된다. 재료 웨브 내의 증가하는 구멍의 수에 의해, 유체 매체를 위한 투과성이 증가되지만, 재료 웨브의 강도는 그럼에도 불구하고 감소된다. 비구조화된(평면) 재료 웨브 내의 천공의 결과로서의 강도의 이 손실은, 3차원 파셋형 또는 3차원 파형 구조체 또는 벌지 또는 둥근 천장형 구조체의 강화 작용에 의해 본 발명에 따라 적어도 보상될 수 있다.
본 발명에 따르면, 필터 수단은 3차원 파셋형 또는 3차원 파형 구조화된 또는 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 구조체를 구비하여, 이는 필터 지지체가 요구되지 않도록 치수적으로 안정화된다. 사용된 필터 수단은 특히 예를 들어 수지에 의해 안정화되는 금속, 혼합 섬유 또는 합성 섬유 및 유리 섬유로 바람직하게 구성된 미세 메시 그물일 수도 있다. 이들 다차원 구조화된 필터 수단은 예를 들어 필터 플레이트, 필터 스크린 또는 필터 드럼에 사용될 수 있다.
본 발명의 부가의 개선에 따르면, 적층된 모듈 또는 권취된 모듈이 3차원 파셋형 구조화된 또는 3차원 파형 구조화된 또는 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 필터 수단으로 형성되는데, 적층된 모듈 또는 권취된 모듈에서, 필터 수단으로서의 다차원 구조화된 재료 웨브는 예를 들어 적층되어 평면 플레이트 스택을 형성하거나 권취되어 원통형 또는 원추형 모듈을 형성한다. 이 장점은 특히 필터 수단의 개별 플라이를 이격하고 동시에 안정화시키는 부가의 스페이서 요소가 필요하지 않을 수 있다는 것이다.
본 발명의 부가의 개선에서, 필터 케이크가 필터의 작동 중에 일반적으로 합쳐 커지게 될 수 있는 3차원 파셋형 또는 3차원 파형 또는 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 필터 수단이 이용될 수 있는데, 이는 분해될 필요 없이 세척될 수 있다. 이는 3개의 상이한 방법에 따라 실행될 수 있다:
1. 골 또는 구형 캡의 볼록측에 대한 또는 필터 수단의 구조체의 피라미드형 돌기의 외부에 대한 공압 또는 유압 펄스에 의해, 이들 피라미드형 돌기의 골 또는 구형 캡은 변형될 수 있고 동시에 적어도 약간 평탄화될 수 있다. 이들은 심지어 증가된 압력 펄스하에서, 골 또는 구형 캡의 동적 천공이 발생하여 필터 케이크의 부착이 이에 의해 실제로 제거될 수 있도록 하는 정도로 변형될 수도 있다. 압력 펄스가 종료된 후에, 천공된 골 또는 구형 캡 또는 피라미드형 돌기는 바람직하게는 구조화된 필터 수단의 탄성 재료 거동의 경우에 이들의 원래 형태로 적어도 대략적으로 재차 탄성 복귀될 수 있어, 이 세척 프로세스는 예를 들어 가역적으로 실행된다. 이 경우에, 3차원 파형 또는 3차원 파셋형 구조체의 비드(매끄러운 반경을 가짐)는 둥근 천장형 구조체(이들의 폴드의 좁은 반경을 가짐)보다 더 유리하게 거동할 수 있다. 이는 세척 작업 중에 구조화된 필터 수단 상의 동적 또는 진동 부하하에서 더 높은 피로 강도(응력-넘버 곡선)를 생성한다.
2. 구조화된 필터 수단 상의 필터 케이크의 제거가 또한 그 멤브레인 방향에서의 구조화된 필터 수단의 변형의 결과로서 발생할 수 있다. 이는 정적 인장 또는 압축 부하에 의해 또한 진동 인장 또는 압축 부하에 의해 발생할 수 있다. 이 경우에, 3차원 파셋형 구조화된 또는 3차원 파형 구조화된 또는 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 필터 수단이, 개별 구조체 폴드 또는 구조체 비드 및 골 또는 구형 캡이 이 경우에 이들의 구조를 손실하지 않고 콘서티나(concertina)와 동일한 방식으로 실제로 다소 전후방으로 이동될 수 있는 방식으로 보상 거동을 갖는다. 그 결과, 이들은 인장하에서 용이하게 인열하고 압축하에서 약간 불안정하게 되어 좌굴하고 파괴될 수 있는 평면 재료 웨브와는 기본적으로 상이하다. 유리한 적용례는 예를 들어 정적 또는 진동 방식으로 축방향으로 변형되는 원통형 또는 원추형 필터 카트리지이다. 이 방식으로, 특히 작동 중에 필터 카트리지의 교환 간격이 연장될 수 있다.
3. 필터 수단 또는 필터 지지체로 또는 스크린 벽으로의 고체 입자의 감소된 부착이, 3차원 파셋형 구조화된 또는 3차원 파형 구조화된 또는 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 재료 웨브 상에서의 유동 중에 무헹굼 효과가 설정되는 점에서 본 발명에 따라 또한 성취될 수 있다. 구조체 둘레의 유동 중에 유동 경계층이 먼저 벽으로부터 국부적으로 파괴되고 이어서 벽에 대해 재차 기대게 되는 것이 둥근 천장형 구조화된 벽 상에서의 실험적인 열유체 역학적 실험에 의해 나타나고 있다. 이는 국부적인 난류 구역을 발생시킨다[에프. 머트쉬, 더블유. 로에첼(W. Roetzel): "Measurement Local Heat Transfer Coefficients on Profiled Walls of Heat Exchangers", ICHMT International Symposium on New Developments in Heat Exchangers, 포르투갈 리스본, 1993년 6월-9월]. 본 발명에 따르면, 이러한 난류 구역은 다차원 구조화된 벽 상의 고체 입자의 감소된 합쳐 커짐을 위한 무헹굼 효과를 발생시킬 수 있다. 이 경우에, 이들의 매끄러운 라운딩을 갖는 비드는, 공지된 바와 같이 좁은 폴드의 영역에서의 사수 구역이 회피되거나 적어도 감소되기 때문에 이들의 좁은 반경을 갖는 폴드보다 더 유리하게 거동할 수 있다.
본 발명의 부가의 실시예에서, 그 피라미드형 팁 또는 구형 캡 또는 골의 최하부 위치에 구멍이 배열되어 있는 3차원 파셋형 또는 3차원 파형 구조화된 또는 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 재료 웨브는 바람직하게는 유체 매체의 균일한 분배를 위해 또는 유체량의 계량을 위해 사용될 수 있다. 유체 매체의 균일한 분배는 예를 들어 그 수평 저부가 구조화된 저부의 최하부 위치에 배열된 동일한 크기의 구멍 및 3차원 파셋형 또는 3차원 파형 구조체 또는 벌지 또는 둥근 천장형 구조체를 갖는 컨테이너 내에서 발생한다. 이는 모든 구조체 내에 동일한 유동 구배 및 따라서 개별 구멍을 통한 동일한 통과 유동량을 발생시킨다.
더욱이, 구멍을 구비한 구조화된 저부의 도움으로, 유체 매체의 양의 균일한 계량이 예를 들어 이하와 같이 구현될 수 있는데, 먼저 구멍이 예를 들어 하부로부터(볼록측에서) 폐쇄된다. 구조화된 저부는 이어서 상부로부터 구조체가 에지에 정확하게 완전히 충전되도록 하는 정도로 충전되고, 액체 레벨은 폴드 또는 비드의 상부 에지와 가능한 한 정확하게 동일한 높이가 된다. 이는 폴드 또는 골의 상부 에지의 상부에 먼저 발생하는 과잉 유체량이 바람직하게는 고무 립의 형태의 와이퍼의 도움으로 제거되는 점에서 발생한다. 구멍의 개방 후에, 유체량은 구멍을 통해 유출될 수 있다.
특히 액적의 형태의 작은 양이 유체 매체가 유출될 때 구조화된 저부에 부착되는 것을 방지하기 위해, 재료 웨브는 바람직하게는 고착 방지 코팅을 구비한다. 수성 매체가 고려되는 경우에, 이는 예를 들어 테플론 코팅에 의해 성취될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 연잎 효과(lotus effect)를 제공하는 표면이 또한 실험적인 조사가 나타내는 바와 같이 사용될 수도 있다.
3차원 파형 구조체 또는 벌지 또는 둥근 천장형 구조체의 본질적인 장점은 이 경우에, 구조화 중에 골 또는 구형 캡의 오목측의 표면이 강성 다이에 의해 접촉하지 않고 따라서 표면이 손상되는 가능성이 완전히 배제되는 상태로 이들이 생성된다는 것이다. 3차원 파셋형 구조화에서, 평면 또는 단지 약간 만곡된 파셋형 표면은 이 경우에 마찬가지로 어떠한 시트형 다이도 존재하지 않기 때문에 손상될 수 없다. 피라미드형 팁에 수렴하는 폴드의 영역에서만 재료 웨브의 표면이 선형 강성 지지 요소에 의해 다소 손상될 수 있다. 그러나, 파셋 표면이 폴드 대신에 비드를 구비하면, 표면은 강성 지지 요소 또는 강성 다이와 어느 지점에서도 접촉하게 되지 않는다. 따라서, 본 발명에 따르면, 고착 방지 코팅 또는 고착 방지 표면에서부터 자체 세척 연잎 효과를 갖는 표면에 이르는 표면을 갖는 재료 웨브가 사용될 수 있고, 여기서 재료 웨브는 다차원 구조화 전 또는 후에 이들 표면 특성을 구비할 수도 있다. 부가의 장점은 유체 축출 효과를 갖는 이 표면으로의 가능한 손상이 예를 들어 와이퍼가 상부 에지를 따라 안내될 때 폴드 또는 비드의 상부 에지의 영역에서만 일반적인 작동 상황에서는 발생한다는 것이다.
본 발명의 개선에서, 이하의 기하학적 기본 형태의 그룹, 즉 삼각형, 사각형, 특히 정사각형, 직사각형, 마름모꼴 또는 평행사변형, 5각형, 6각형 및 8각형으로부터 복수의 기하학적 기본 형태 중 하나 또는 조합에 따라 비드 또는 폴드를 형성하는 것이 제공된다.
본 발명의 바람직한 개선에서, 구조화는 자체 조직화 구조화이다. 이 경우에, 골 또는 구형 캡 및 폴드 또는 비드는 특히 재료 보호 방식으로 얻어진다.
다차원 구조체의 형태는 본 발명에 따라, 바람직하게는 또한 기하학적으로 적응된 지지 요소의 도움으로, 예를 들어 연속적인 작동 중에 롤러 또는 롤 상에서, 수형 몰드 및 암형 몰드 또는 수형 몰드 및 활성 매체, 특히 탄성중합체 또는 유동 매체와 같은 기하학적으로 적응된 다이의 도움으로 발생할 수 있다.
본 발명의 적합한 실시예에서, 이하의 가공 가능한 물질 또는 재료의 그룹, 즉 고강도 강 합금 또는 "티타날"과 같은 알루미늄 합금에 이르는 모든 유형의 금속, 플라스틱, 섬유 물질, 특히 종이 및 카드보드, 섬유 조직 및 편직된 천으로부터 선택된 가공 가능한 물질 또는 가공 가능한 물질의 조합이 되도록 구조화된 재료 웨브를 제공한다.
유체 매체의 통과 유동을 위한 강화된 재료 웨브를 제조하기 위한 본 발명의 실시예에서, 바람직하게는 천공 도구에 의해 또는 레이저의 도움으로, 먼저 3차원 파셋형 구조화된 재료 웨브의 피라미드형 팁이 이어서 도입되는 모든 위치에서 구멍을 수용하는 재료 웨브, 예를 들어 시트 금속 웨브에 대한 설비가 제공된다. 구멍을 구비하는 재료 웨브는 이어서 바람직하게는 탄성 압력 롤러의 도움으로 지지 요소 롤러에 대해 가압되고, 이에 의해 벌지 구조화 또는 둥근 천장형 구조화된다. 대안적으로, 게다가, 탄성 중간층이 구조화될 재료 웨브와 지지 요소 롤러 사이에 안내되어, 비드를 포함하는 3차원 파형 구조체가 형성된다. 이 경우에, 바람직하게는 지지 요소는 다차원 구조체가 자체 조직화를 기초로 발생하는 방식으로 지지 요소 롤러 상에 배열된다. 그러나, 지지 요소는 또한 이로부터 다소 벗어난 형태를 가질 수도 있다. 이어서, 구멍을 갖는 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 또는 3차원 파형 구조화된 재료 웨브(이하, 주로 구조화된 천공된 재료 웨브)는 이에 따라 2차 구조화 방법에서 구멍을 구비한 3차원 파셋형 구조화된 재료 웨브로 성형된다. 1차 구조화된 천공된 재료 웨브는 오목형 골 또는 구형 캡이 위치된 측면에서 부가의 지지 요소 롤러에 대해 가압되어, 바람직하게는 부가의 탄성 압력 롤러가 볼록형 골 또는 폴드가 위치된 재료 웨브의 반대 측면 상에 가압한다. 따라서, 각각의 경우에, 바람직하게는 3개의 파셋면으로 구성된 피라미드형 팁은 구멍이 또한 각각의 경우에 위치되는 구조체의 골 또는 구형 캡 내에 형성된다.
특히 세탁기 드럼용의 강화된 재료를 제조하기 위한 본 발명의 부가의 실시예에서, 구멍 및 3차원 파셋형 구조체를 구비하는 재료 웨브는 피라미드형 팁이 드럼의 외부로 반경방향으로 배향되는 방식으로 드럼 내로 만곡된다. 3차원 파셋형 구조체의 경우에, 이 피라미드형 팁의 배향은 바람직하게는 2차 구조화 프로세스 중에, 2차 지지 요소 롤러의 압력이 너무 높게 선택되어 3차원 파셋형 구조화된 재료 웨브가 2차 탄성 압력 롤러 내로 가압되어 이에 의해 드럼의 곡률에 바람직하게 대응하는 곡률을 얻게 되는 점에서 발생할 수도 있다. 그러나, 재료 웨브의 곡률에 아직 완전히 도달하지 않은 3차원 파셋형 구조화된 재료 웨브의 곡률을 이 방식으로 형성하는 것도 또한 가능하다. 이 경우에, 3차원 파셋형 구조화된 재료 웨브는 이어서 예를 들어 에지 압연에 의해 드럼의 원하는 곡률로 성형될 수 있다.
특히 세탁기 드럼용의 강화된 재료 웨브를 제조하기 위한 본 발명의 부가의 실시예에서, 구멍 및 3차원 파형 구조체를 구비하는 재료 웨브는 구형 캡의 최하부 위치가 드럼의 외부로 반경방향으로 배향되는 방식으로 드럼 내로 만곡된다. 이는 이하와 같이 실행된다: 재료 웨브의 3차원 파형 구조화 후에, 구형 캡의 최하부 위치는 만곡된 재료 웨브의 내부에 배열된다. 후속의 에지 압연에 의해, 3차원 파형 구조화된 재료 웨브는 역곡률로 변환될 수 있어, 구형 캡의 최하부 위치는 3차원 파형 구조화된 재료 웨브의 외부로 오게 된다. 이 "역만곡"의 가능성은 특정한 특징이다. 이는 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 재료 웨브의 "역만곡"(둥근 천정형 구조체의 원래 곡률로부터 평면 형태로 이어서 역곡률로의 과잉의 직선화, 실제로는 "역만곡"을 의미함)에서의 이전의 실험적인 조사가 벌지 또는 둥근 천장형 구조체의 폴드가 불안정해지고 "역만곡" 중에 약간 좌굴되는 것을 나타내기 때문이다. 다음에, 이 경우에 3차원 파형 구조체의 비드는 이들이 용이하게 좌굴되지 않기 때문에 벌지 또는 둥근 천장형 구조체의 폴드보다 "역만곡" 중에 더 양호하게 거동한다는 것을 놀랍게도 발견하였다. 이 이유는, "역만곡" 중에 비드(큰 반경)에 발생하는 재료 응력이 폴드(작은 반경)에서보다 더 균일하게 분포될 수 있기 때문이다.
본 발명의 부가의 양태에 따르면, 심지어 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 재료 웨브의 "역만곡"이 재료 두께에 대한 구조체 깊이(골의 깊이)의 비가 낮을 때에만 가능할 수도 있다. 구조체 깊이는 특히 구조체의 6각형의 평면폭에 의해 6각형에서 특징화되는 구조체 크기가 작을 때에도 역시 작다.
예를 들어, 이 관계는 3개의 실험적인 조사에 의해 설명되는데, 경우 a: 0.6 mm의 두께의 연성 강판으로 이루어진 재료 웨브가 50 mm의 평면폭(width across flat) 및 약 4 mm의 구조화된 깊이의 6각형 벌지 또는 둥근 천장형 구조체를 구비할 때, 벌지 또는 둥근 천장형 구조체의 폴드는 약 200 mm의 반경에 대응하는 "역곡률"을 넘어 좌굴되기 시작한다. 이와는 대조적으로, 동일한 재료, 동일한 두께, 동일한 구조체 깊이 및 동일한 평면폭에서, 3차원 파형 구조화된 재료 웨브는 약 150 mm의 반경에 대응하는 더 높은 "역곡률"하에서만 좌굴되기 시작한다. 경우 b: 0.4 mm의 두께의 조명 산업의 통상의 반사기 재료 및 알루미늄판으로 이루어진 재료 웨브가 16 mm의 평면폭 및 약 0.5 mm의 구조체 깊이의 6각형 벌지 또는 둥근 천장형 구조체를 구비할 때, 구조화된 재료 웨브는 약 30 mm의 반경에 대응하는 "역곡률"을 넘어서만 좌굴되기 시작한다.
다차원 구조화된 재료 웨브를 제조하기 위한 이러한 방법은 바람직하게는, 본 발명에 따르면 자체 조직화에 기초하여 수행되는데, 특정 보호가 재료 웨브의 가공 가능한 물질을 고려하여 이루어진다. 본 발명에 따르면, 지지 요소의 형태가 발견되지 않고 자체 조직화에 의해 사용된다는 점에서 자체 조직화로부터 발견된 지지 요소의 형태로부터의 편차가 또한 존재할 수도 있다.
재료 웨브의 가공 가능한 물질이 충분한 가소성 예비물(plasticization reserve)을 가지면, 유체 매체의 통과 유동을 위한 다차원 구조화된 재료 웨브를 제조하기 위한 본 발명의 방법에 따르면, 재료 웨브는 기계적 성형 롤러 또는 성형 암형 몰드 및 탄성 또는 유체 활성 매체의 도움에 의해 또는 대안적으로 구조화된 벽에 경사지거나 수직으로 항상 유체가 유동할 수 있게 하는 다차원 구조체를 갖는 성형 수형 몰드 및 암형 몰드의 도움으로 제공될 수도 있다.
특히 필터 수단용 다차원 구조화된 재료 웨브를 제조하기 위한 부가의 실시예에서, 그물형의 바람직하게는 고등급 강으로 구성된 재료 웨브가 3차원 파셋형 또는 3차원 파형 또는 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 구조체를 갖는 대응 제조 방법에 제공되지만, 천공 작업이 생략될 수 있다. 특히 필터 수단용 다차원 구조화된 재료 웨브를 제조하기 위한 부가의 실시예에서, 그물로 이루어진 재료 웨브는 3차원 파셋형 또는 3차원 파형 또는 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 구조체를 구비하고, 이어서 예를 들어 골, 구형 캡 또는 피라미드형 팁이 반경방향 내향으로 지향되는 방식으로 회전체 내로 만곡된다. 회전체는 이에 의해 특히 유체가 외부로부터 그를 통해 유동하고 이에 의해 압력에 의해 작용할 때 높은 치수적인 강도를 얻는다. 회전체 내로 만곡된 재료 웨브의 골, 구형 캡 또는 피라미드형 팁이 또한 반경방향 내향으로 지향될 수도 있다.
본 발명은 도면을 참조하여 예시적인 실시예에 의해 이하에 더 상세히 설명된다.
도 1은 각각의 경우에 그 피라미드형 팁(4)에 구멍(3)이 배열되어 있는 3차원 파셋형 구조화된 재료 웨브(1)를 제조하기 위한 디바이스를 개략적으로 도시한다. 평면형 재료 웨브(1), 특히 시트 금속 웨브가 피라미드형 팁(4)이 이후에 형성되는 지점에 구멍(3)을 갖고, 예를 들어 맨드릴 및 천공 펀치로 구성된 천공 디바이스(2)에 의해 먼저 제공된다. 탄성 압력 롤러(5)의 도움으로, 재료 웨브(1)는 이어서 6각형 지지 요소(7)가 그 상부에 배열되어 있는 지지-요소 롤러(6)에 대해 가압되어, 재료 웨브(1)의 진행 방향에 대해 횡단방향에서 골(8) 및 폴드(9)로, 그리고 재료 웨브(1)의 진행 방향에서는 폴드(10)로 구성된 6각형 둥근 천장형 구조체가 얻어진다. 이 도면에서, 6각형부의 폴드(10)는 단지 가시 가능한 에지로서만 볼 수 있다.
구멍(3)은 골(11)의 최하부 지점에 위치된다. 이어서, 6각형 구조화된 재료 웨브는 각각의 경우에 3개의 지지 요소(14)가 그 상부에서 별 지점으로 수렴하는(도 2에 더 상세히 설명됨) 지지-요소 롤러(13)에 대해 탄성 압력 롤러(12)에 의해 가압된다. 도 1에서, 각각의 경우에 전체 3개의 지지 요소 중 각각의 경우에 단지 하나의 지지 요소(14)만을 볼 수 있다. 따라서, 그 피라미드형 팁(4)에 구멍(3)이 위치되어 있는 3차원 파셋형 구조체가 생성된다. 이 도 1에서, 각각의 경우에 파셋형 구조체의 단지 2개의 부분 표면(15)만을 볼 수 있다.
대안적으로, 3차원 파셋형 구조체는 또한 둥근 천장형 구조체 대신에 3차원 파형 구조체로 형성될 수도 있다(도 1에는 명시적으로 도시되지는 않음). 이 경우에, 유사한 방식으로, 3차원 파형 구조체가 얻어져서, 부가적으로 탄성 중간층(도 1에는 명시적으로 도시되지는 않음)이 탄성 압력 롤러(5)와 구조화될 재료 웨브(1) 사이로 안내되고 그 결과 6각형으로 배열된 비드(22)[폴드(9, 10) 대신에] 및 구형 캡(21)[골(8) 대신에]이 형성된다. 비드(22) 및 구형 캡(21)은 도 5에서 이하에서 더 상세히 설명된다. 부가의 탄성 중간층에 의해, 비드(22)는 작은 곡률반경을 갖고 폴드(9, 10)보다 부드러운 라운딩(큰 곡률반경에 대응하여)을 갖는다. 이 경우, 골(8) 대신에, 골(8)보다 구의 섹션에 더 대응하는 구형 캡(21)이 얻어진다.
3차원 파셋형 구조화된 재료 웨브가 6각형 둥근 천장형 구조체로부터 어떠한 방식으로 얻어지는 지가 도 2에 개략적으로 더 상세히 설명된다. 최상부 이미지에서, 둥근 지붕이 있는 구조체의 골(8) 및 폴드(9, 10)가 도시되어 있고, 골(8)은 별 지점으로 수렴하는 3개의 지지 요소(14)에 의해 각각의 경우에 이들의 오목 측면 상에서 지지된다.
상부 단면도 A-A는 압력의 작용 전에(P=0) 지지 요소(14)의 배열[골(8)의 아래]을 도시한다. 하부 단면도 A-A는 압력의 작용 후에(P>0) 지지 요소(14)의 배열[골(8)의 아래]을 도시하고, 지지 요소(14) 및 3차원 파셋형 구조화된 재료 웨브의 형성된 표면(15)은 서로 접촉한다. 이 경우, 수직 화살표는 탄성 압력 롤러(12)(도 1)에 의한 압력의 방향을 지시한다. 이는 파셋형 구조체의 폴드(17, 18)를 발생시킨다. 도 2의 하부 이미지는 그 평면 또는 단지 약간 만곡된 파셋 표면(15, 16)을 갖는 완성된 3차원 파셋형 구조화된 재료 웨브를 도시한다. 파셋 표면(16)은 공통 평면 상에 위치되는 반면, 파셋 표면(15)은 2개의 상이한 평면 상에 위치된다.
도 2에서, 3개의 수렴하는 지지 요소(14)에 의해 발생되는 별 지점은 3차원 파셋형 구조체의 피라미드형 팁(4)을 형성한다. 이 별 지점은 6각형 구조체의 중간에서 도 2에 배열되어 있다. 그러나, 별 지점은 또한 삼각형, 직사각형, 정사각형과 같은 사각형, 마름모, 평행사변형과 같은 사각형, 5각형, 6각형, 8각형 또는 벌집형 구조체의 중간 또는 외부에 위치될 수 있어, 지지 요소(14)가 이에 따라 배열된다. 벌집형 구조체라는 것은, 직선형 지지 요소(7 또는 14) 대신에, 만곡된 지지 요소 및 이들로부터 발생하는 만곡된 폴드가 형성되어 있는 것을 의미한다. 파셋 표면의 기하학적 형상은 또한 그 결과로서 대응하여 변화한다. 3차원 파셋형 구조체의 형성은 또한, 폴드 및 골로 구성된 6각형 둥근 천장형 구조체 대신에, 비드 및 구형 캡으로 구성된 3차원 파형 구조체가 사용되는 것과 유사한 방식으로 발생될 수 있다. 이들은 더 매끄럽게 형성된 외형을 갖는 3차원 파셋형 구조체를 발생시킨다. 이들은 도 2에는 명시적으로 도시되어 있지 않다.
도 3은 피라미드형 팁(4)에 위치된 구멍(3)을 갖는 3차원 파셋형 구조화된 재료 웨브의 평면도를 개략적으로 도시한다. 섹션 A-A는 서로에 대해 3차원으로 경사진 파셋 표면(15)을 도시한다. 섹션 B-B는 제조 방향(큰 화살표 참조)으로 피라미드형 팁(4) 내에 배열된 구멍(3)을 갖는 파셋 구조체의 폴드(17)의 배열을 도시한다. 섹션 B-B 내의 작은 화살표는 피라미드형 팁을 향한 유동의 방향을 개략적으로 지시한다. 각각의 파셋 구조체에서, 피라미드형 팁 내의 구멍을 향한 유동 구배가 항상 존재한다.
도 4는 예를 들어 세탁기를 위한 3차원 파셋형 구조화된 드럼(19)을 통한 축방향 단면도를 상부 이미지에 개략적으로 도시한다. 구멍(3)은 드럼 벽의 외경부 상에 배열된 피라미드형 팁 내에 위치된다. 그 결과, 회전 드럼(19) 내에서, 유체는 구멍의 위치에서 주어진 드럼 회전 속도에 대한 최고 원심 가속도를 얻을 뿐만 아니라, 동시에 드럼 내부벽의 각각의 위치에서, 반경방향 외향으로 지향되는 유동 성분을 항상 얻는다. 고체로부터 유체의 분리 정도는 이에 의해 향상된다. 하부 이미지는 3차원 파셋형 구조화된 드럼 벽의 평면도를 전개도로 도시한다.
도 5는 예를 들어 세탁기를 위한 3차원 파형 구조화된 드럼(20)을 통한 축방향 단면도를 상부 이미지에 개략적으로 도시한다. 구멍(3)은 드럼 벽의 외경부에 위치된 구형 캡(21)의 최하부 위치에 위치된다. 3차원 파형 구조화된 드럼의 비드(22)는 벌지(bulge) 또는 둥근 천장형 구조체의 폴드와는 대조적으로, 부드러운 라운딩을 갖고, 따라서 드럼(20)의 형태로 더 매끄럽게 만곡될 수 있고, 구형 캡(21)은 외향으로 지향되고 비드(22)는 내향으로 지향된다. 그 결과, 회전 드럼(20)에서, 유체는 구멍(3)의 위치에서 주어진 드럼 회전 속도에 대한 최대 원심 가속도를 얻을 뿐만 아니라, 동시에 드럼 내부벽의 각각의 위치에서 반경방향 외향으로 지향된 유동 성분을 항상 얻는다.
도 6은 구멍(3)이 피라미드형 팁(4) 내에 배열될 뿐만 아니라 구멍(3)이 파셋 표면(15, 16) 내에 배열되어 있는 3차원 파셋형 구조화된 재료 웨브의 벽부의 평면도를 상부 이미지에 개략적으로 도시한다. 하부 이미지는 둥근 천장형 구조화된 재료 웨브의 벽부의 평면도를 개략적으로 도시하고, 동시에 골(11)의 최하부 위치에서의 구멍(3)에 부가하여 또한 골의 부가의 위치에 배열된 구멍(3)을 도시하고 있다. 이들 구멍 배열은 예시적인 것이다. 부가의 구멍(3)이 또한 파셋 표면 및 골의 다른 위치에 형성될 수도 있다. 비드(22)가 3차원 파셋형 구조체의 폴드(17, 18) 대신에 사용될 때, 또는 비드(22) 및 구형 캡(21)이 둥근 천장형 구조체의 폴드(9, 10) 및 골(8) 대신에 유사한 방식으로 사용될 때, 구멍(3)의 유사한 배열이 발생한다. 이들 배열은 도 6에는 명시적으로 도시되어 있지는 않다.
도 7은 원통형 둥근 천장형 구조화된 필터 수단(23)을 통한 단면도를 3개의 이미지로 개략적으로 도시한다. 이들 이미지에서의 화살표는 유체의 유동 방향 및 따라서 또한 활성 압력의 방향을 도시한다. 상부 이미지는 필터 수단(23)의 정상 작동 상태를 도시하는데, 여과될 유체 매체는 예를 들어 메시형 고등급 강으로 구성된 필터 수단(23)을 통해 외부로부터 내향으로 유동하고, 필터 수단(23)은 이에 의해 그 외부에서 압력에 의해 작동된다. 원통형 둥근 천장형 구조화된 필터 수단(23)은 특히 치수적으로 안정한 거동을 갖는데, 이는 이 부하 방향이 그에 의해 벌지 구조화 또는 둥근 천장형 구조화 프로세스가 시작되고 수행되는 압력 부하와 동일하기 때문이다. 벌지 구조화 또는 둥근 천장형 구조화 프로세스의 지지 요소가 더 이상 존재해야 하지 않지만, 이미 존재하는 폴드(9, 10)는 외부 압력 부하에 대해 실질적으로 자체-강화 작용을 갖는다. 2개의 하부 이미지는, 유동의 반전에 의해(화살표 참조) 압력 부하가 내부로부터 발생하고 따라서 필터 수단(23)의 외부에 부착되어 커져 있는 고체 또는 필터 케이크(도 7에는 명시적으로 도시되지 않음)가 제거될 수 있을 때 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 필터 수단(23)의 변형을 개략적으로 도시한다. 좌측의 하부 이미지에서, 압력의 내부 작용은 여전히 낮으므로, 벌지 또는 둥근 천장형 구조체의 골(8)은 단지 다소 평탄화된다. 우측의 하부 이미지에서, 내부 압력 작용은 너무 높아 벌지 또는 둥근 천장형 구조체의 골(8)이 내부로부터 외향으로 천공되고, 따라서 외부에 부착되어 커져 있는 고체 또는 필터 케이크가 가속화된 방식으로 제거될 수 있다. 정상 작동 상태를 복원하기 위한 유동의 갱신된 반전에 의해, 필터 수단(23)은 상부 이미지와 유사한 방식으로 완전히 또는 적어도 거의 그 원래 형태를 수복한다. 대안적으로, 도 7에서, 3차원 파형 구조체가 벌지 또는 둥근 천장형 구조체 대신에 사용될 수 있다. 이들의 매끄럽게 라운딩된 비드(22)(도 7에는 명시적으로 도시되지는 않음)를 갖는 이들 3차원 파형 구조체의 사용은, 구형 캡(21)의 동적 천공이 우측의 하부의 이미지의 배열에 따라 발생할 때 특히 유리한데, 이 경우 필터 수단의 재료는 단지 적은 부하만을 받게 된다. 구조화된 필터 수단의 내구성 한계[뵐러 커브(Wohler curve)]는 이에 의해 상당히 향상될 수 있다. 도 7에는 마찬가지로 명시적으로 도시되지 않은 부가의 버전에서, 필터 수단(23)의 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 또는 3차원 파형 구조화된 재료 웨브를 생성하기 위해 사용되는 지지 요소(7)는 필터 수단(23) 내의 필터 지지체로서 잔류될 수 있다. 따라서, 예를 들어 더 높은 유동 속도에 의해 및/또는 더 두꺼운 필터 케이크의 결과로서의 외부 압력 작용이 상당히 증가될 수 있다. 이 방식으로, 2개의 세척 작업 사이의 시간 간격이 연장될 수 있고 그리고/또는 필터 수단 벽의 두께가 감소될 수 있다. 따라서, 낮은 치수적인 강도를 갖는 직물 또는 무기 섬유 직물과 같은 재료로 구성된 그물 또는 직물조차 이용될 수 있다. 도 7에는 마찬가지로 명시적으로 도시되지 않은 부가의 버전에서, 스크린 벽 및 필터 지지체는 벌지 또는 둥근 천장형 구조체 또는 3차원 파형 또는 3차원 파셋형 구조체를 구비한다.
도 8은 원통형 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 필터 수단(23)을 통한 단면도를 2개의 이미지에 개략적으로 도시한다. 이들 2개의 이미지에서의 수평 화살표는 예를 들어 필터의 정상 작동 중의 유체의 균일한 유동 방향을 도시하는데, 활성 압력의 방향은 변하지 않는다. 상부 이미지는 필터 수단의 이 정상 작동 상태를 도시하는데, 여과될 유체 매체는 바람직하게는 고등급 강으로 구성된 탄성 그물로 구성된 필터 수단(23)을 통해 외부로부터 내향으로 유동하고, 고체 입자는 필터 케이크의 형태의 필터 수단(23)의 외부에 침전될 수 있다. 필터 케이크 형태의 필터 수단은 도 8에는 명시적으로 도시되지는 않는다.
벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 필터 수단(23)은 이 경우에는 좌굴 없이 축방향으로 변형될 수 있는데, 이는 그 다차원 및 오프셋 벌지 또는 둥근 천장형 구조체에 의해 상보적인 효과를 갖기 때문이다. 축방향 로드(F>0)로 인해, 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 필터 수단(23)은 길이차(ΔL)만큼 그 2개의 단부에서 단축되고, 축방향 부하의 제거 후에 완전히 또는 적어도 거의 역으로 재차 변형된다. 이와는 대조적으로, 축방향 변형 하에서, 비구조화된 필터 수단은 쉽게 불안정하게 되어 좌굴될 수 있다. 이 축방향 불안정성은 특히 바람직하게는 그물 또는 직물로 구성된 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 원통형 필터 수단(23)에서는 발생하지 않는데, 이는 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 재료 웨브는 그 구조에 의해 이미 그 벽 방향으로 보상 거동을 갖기 때문이고, 더욱이 그물 및 직물에서는 이들의 섬유가 서로 얽히게 될 수 있는 능력에 의해 이 보상 작용이 더 보강되기 때문이다. 이 경우에, 원통형 또는 원추형 또는 다른 바람직하게는 회전 대칭적인 만곡된 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 필터 수단의 높은 반경방향 치수적 강도가 손상되지 않는다.
벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 필터 수단(23)의 축방향 변형은 간헐적인 또는 심지어 진동 부하(F>0)에 의해 구현될 수도 있다. 이는 심지어 이 경우에 필터의 실제 작동이 방해되지 않고 발생될 수 있다. 대안적으로, 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 필터 수단(23) 대신에, 특히 사용된 재료의 높은 내구성 한계가 성취되어야 할 때 3차원 파형 구조화된 필터 수단이 또한 사용될 수 있다. 도 8에는 명시적으로 도시되지 않은 부가의 버전에서, 폴드 또는 비드를 구비할 수 있는 3차원 파셋형 구조화된 필터 수단이 또한 사용될 수 있는데, 이는 이들이 마찬가지로 보상 거동을 갖기 때문이다.
더욱이, 3차원 파셋형 구조화된 벽 상부의 유동 중에, 근접-벽 유동(near-wall flow)이 서로에 대해 경사진 파셋 표면(15)의 결과로서 증가된 정도로 전후방으로 조종된다. 무헹굼 효과가 이에 의해 강화된다. 도 8에는 마찬가지로 명시적으로 도시되지 않은 부가의 버전에서, 스크린 벽 및 필터 지지체는 벌지 또는 둥근 천장형 구조체 또는 3차원 파형 또는 3차원 파셋형 구조체를 구비한다.
도 9는 유체 매체 스트림의 균일한 배분을 위해 상부 이미지에는 3차원 파셋형 구조화된 분배기 저부(24)의 상세의 평면도를, 하부 이미지에는 3차원 파셋형 구조화된 분배기 저부(24)를 갖는 요소(25)를 통한 단면도를 개략적으로 도시한다. 하부 이미지의 수직 화살표는 명시적으로 도시되지는 않은 배분된 유체량 스트림의 유동의 방향을 지시한다. 이 도면에는 명시적으로 도시되지 않은 부가의 실시예에서, 도 9에 도시된 요소가 수정되어 있다. 먼저, 하부 이미지에서의 구멍은 폐쇄되고, 구조화된 저부는 유체 매체의 표면이 파셋형 구조화된 재료 웨브의 폴드 또는 비드의 상부 에지와 정확하게 동일 높이가 되도록 하는 정도까지만 상부로부터 충전된다. 이는 구조화된 분배기 저부(24) 내의 구멍이 개방되기 전에 과잉의 유체량이 와이퍼에 의해 제거된다는 점에서 양호하게 발생한다.
본 발명의 상세한 설명, 청구서 및 요약서에 개시된 본 발명의 특징은 그 다양한 실시예에서 본 발명을 실현하기 위해 개별적으로 그리고 임의의 조합으로 모두 중요할 수 있다.

Claims (37)

  1. 비드 또는 폴드와, 하나가 다른 하나에 인접하여 배열되고 각각의 경우에 상기 비드 또는 폴드에 의해 둘러싸인 표면부 내에 형성되어 있는 구조체를 또한 갖는 다차원 구조체를 가지며, 각각의 상기 구조체는 구멍을 갖는 구별된 위치를 갖고, 각각의 상기 표면부는 상기 구별된 위치를 향한 경사를 갖고 상기 구조체의 모든 다른 위치에 형성되어 있는, 특히 금속 웨브와 같은 구조화된 재료 웨브.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 표면부는 유동 매체를 위한 연속적인 구배를 갖고 상기 구별된 위치를 향한 상기 구조체의 모든 다른 위치에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 각각의 구멍은 상기 구조체의 최하부 위치에 배열되는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다차원 구조체는 골이 폴드에 의해 둘러싸여 있는 둥근 천장형 구조체의 형상인 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다차원 구조체는 구형 캡이 비드에 의해 둘러싸여 있는 3차원 파형 구조체의 형상인 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다차원 구조체는 각각의 경우에 폴드 또는 비드에 의해 둘러싸여 있는 구조체 내의 평면 또는 약간 만곡된 부분 표면을 갖는 3차원 파셋형 구조체의 형상인 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구조체는 피라미드형으로 배열된 부분 표면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  8. 제 7 항에 있어서, 피라미드형 팁이 상기 구멍을 향해 지향되는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항, 이와 관련하여 제 4 항 내지 제 6 항 중 적어도 한 항에 있어서, 다른 구멍이 상기 골 또는 상기 구형 캡의 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 시트 금속, 종이, 카드보드, 플라스틱, 섬유 복합재 및 복합 재료의 그룹으로부터 선택된 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 그물, 천 또는 직물로 형성되는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 섬유, 플라스틱 섬유, 천연 섬유, 탄소 섬유 및 유리 섬유의 재료 그룹으로부터 선택된 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다차원 구조체는 유체 매체가 그 상부에서 유동할 때 무헹굼 효과를 생성하기 위해 형성되는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료 웨브로부터의 부착되어 커져 있는 고체 입자 또는 필터 케이크의 적어도 부분적인 분리가 압력의 작용으로 인해 또는 여기로 인해 발생하여 상기 재료 웨브에 수직인 방향으로 또는 그에 경사져서 진동하는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  15. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료 웨브로부터의 부착되어 커져 있는 고체 입자 또는 필터 케이크의 적어도 부분적인 분리는 그 멤브레인 방향에서의 재료 웨브의 변형으로 인해 발생하는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴드 또는 비드는 삼각형, 사각형, 특히 정사각형, 직사각형, 마름모꼴 또는 평행사변형, 5각형, 6각형 및 8각형의 기하학적 기본 형상의 그룹으로부터 선택된 기하학적 기본 형상의 표면을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 특히 연잎 효과에 따른 표며 상의 고착 방지 코팅 또는 고착 방지 표면을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항, 이와 관련하여 청구항 8항에 있어서, 상기 3차원 파셋형 구조화된 재료 웨브의 피라미드형 팁은 상승된 형태인 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 3차원 파셋형 구조체, 바람직하게는 6각형 구조체의 피라미드형 팁은 중심점 또는 외부에 배열되는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다차원 구조체는 자체 조직된 구조체로서 자체 조직화에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  21. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다차원 구조체는 예를 들어, 기계적 다이, 탄성 또는 유체 활성 매체 또는 다이 및 암형 몰드를 사용하여, 기계적 스탬핑 또는 압연에 의해 기계적 스탬핑된 구조체로서 형성되는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브.
  22. 세탁기의 드럼의 벽으로서의 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 따른 구조화된 재료 웨브의 사용 방법.
  23. 예를 들어, 종이 및 카드보드 제조를 위한 평면형 또는 만곡형 스크린 벽, 또는 필터 지지체로서의 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 따른 구조화된 재료 웨브의 사용 방법.
  24. 평면형 또는 만곡형 필터 수단으로서의 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 따른 구조화된 재료 웨브의 사용 방법.
  25. 특히, 유리 섬유 제조를 위한 분배 요소에 대한 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 따른 구조화된 재료 웨브의 사용 방법.
  26. 특히, 유체 매체를 위한 계량 디바이스에 대한 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 따른 구조화된 재료 웨브의 사용 방법.
  27. 웨브 재료로부터 구조화된 재료 웨브, 특히 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 따른 구조화된 재료 웨브를 제조하기 위한 방법으로서,
    상기 웨브 재료는 비드 또는 폴드와, 하나가 다른 하나에 인접하여 배열되고 각각의 경우에 상기 비드 또는 폴드에 의해 둘러싸인 표면부 내에 형성되어 있는 구조체를 또한 갖는 다차원 구조체로써 제조되고, 각각의 상기 구조체의 구별된 위치에는 구멍이 형성되고, 상기 표면부는 상기 구별된 위치를 향한 경사를 갖고 상기 구조체의 모든 다른 위치에 형성되어 있고, 상기 구별된 위치에서의 유체의 유동 방향은 항상 평균 재료 웨브 평면에 대해 경사져서 또는 그에 수직으로 연장하는 구조화된 재료 웨브의 제조 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    a) 상기 재료 웨브가 구멍을 갖는 규정된 위치에 제공되는 단계,
    b) 상기 재료 웨브가 하향 가압되는 제 1 지지 요소 롤러 및 제 1 탄성 압력 롤러에 의해 벌지 또는 둥근 천장형 구조체를 구비하고, 상기 구멍은 상기 벌지 또는 둥근 천장형 구조체의 최하부 위치에 배열되는 단계, 및
    c) 특히, 별의 형태로 수렴하고 바람직하게는 부가의 지지 요소 롤러 상에 배열되어 있는 3개의 지지 요소가 벌지 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 재료 웨브의 골을 가압하고, 별 지점의 위치는 상기 골의 구멍의 위치와 일치하고, 상기 재료 웨브의 대향 측면은 부가의 탄성 압력 롤러에 의한 또는 유체 활성 매체에 의한 압력에 의해 작용하고, 평면 또는 단지 약간 만곡된 파셋 표면으로 이루어진 피라미드형 구조가 형성되는 단계를 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브의 제조 방법.
  29. 제 27 항 또는 제 28 항에 있어서,
    i) 재료 웨브가 구멍을 갖는 규정된 위치에 제공되는 단계,
    ii) 상기 재료 웨브는 하향 가압되는 제 1 지지 요소 롤러 및 제 1 탄성 압력 롤러에 의해 벌지 또는 둥근 천장형 구조체를 구비하고, 게다가 탄성 중간층이 구조화될 재료 웨브와 지지 요소 롤러 사이로 안내되고, 서로에 대해 정렬된 구형 캡 및 이들을 둘러싸는 비드로 이루어진 3차원 파형 구조체가 형성되고, 구멍은 상기 구형 캡의 최하부 위치에 배열되는 단계, 및
    iii) 특히, 별의 형태로 수렴하고 바람직하게는 부가의 지지 요소 롤러 상에 배열되어 있는 3개의 지지 요소가 구형 캡을 가압하고, 별 지점의 위치는 상기 구형 캡의 구멍의 위치와 일치하고, 상기 재료 웨브의 대향 측면은 부가의 탄성 압력 롤러에 의한 또는 유체 활성 매체에 의한 압력에 의해 작용하고, 그 결과 평면 또는 단지 약간 만곡된 파셋 표면으로 이루어진 피라미드형 구조가 형성되는 단계를 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브의 제조 방법.
  30. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서, 별의 형태로 배열된 상기 지지 요소는 특히 롤러 상에 배열되고, 상기 재료 웨브는 바람직하게는 탄성 압력 롤러 내로 가압되고, 특히 드럼 형태의 곡률이 얻어지고, 곡률 반경, 특히 적어도 근사 드럼 직경이 상기 탄성 압력 롤러 상의 상기 지지 요소 또는 재료 웨브의 압력의 작용에 의해 설정될 수 있는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브의 제조 방법.
  31. 제 27 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 골 형상, 구형 캡 형상 또는 파셋형 표면은 각각의 경우에 복수의 구멍을 구비하는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브의 제조 방법.
  32. 제 27 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서, 3차원 파셋형 구조화된 또는 3차원 파형 구조화된 또는 둥근 천장형 구조화된 재료 웨브는 특히 드럼 형태로 만곡되고, 상기 구형 캡의 피라미드형 팁 또는 최하부 위치는 대응 구멍과 함께 드럼 구조의 외경부 또는 내경부 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브의 제조 방법.
  33. 제 27 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서, 3차원 파셋형 구조체의 벌지 또는 둥근 천장형 구조체의 폴드 또는 3차원 파형 구조체 또는 3차원 파셋형 구조체의 비드는 에지 압연과 같은 성형 중에 만곡된 형태로 좌굴되지 않는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브의 제조 방법.
  34. 제 27 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료 웨브는 그물 또는 천 또는 직물로 구성되는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브의 제조 방법.
  35. 제 27 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료 웨브는 금속 섬유, 플라스틱 섬유, 천연 섬유, 탄소 섬유 및 유리 섬유와 또한 카드보드 및 종이, 그물 또는 천의 재료 그룹으로 구성되는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브의 제조 방법.
  36. 제 27 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 천공 프로세스 전 또는 후에 또는 다차원 구조화 전 또는 후에, 특히 연잎 효과에 따라 고착 방지 코팅 또는 고착 방지 표면이 상기 재료 웨브의 표면 상에 생성되는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브의 제조 방법.
  37. 제 27 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 3차원 파셋형 구조화를 위한 지지 요소는 상승된 피라미드형 팁을 생성하는 별 지점에서 수렴하는 것을 특징으로 하는 구조화된 재료 웨브의 제조 방법.
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