CN118055840A - 具有调节的刚度、减小的拉延区和力预算的狭缝模组件 - Google Patents

Abstract

本文描述了狭缝模组件，该狭缝模组件具有狭缝模主体、跨该狭缝模主体的宽度延伸的涂覆狭缝，其中该涂覆狭缝与穿过该狭缝模主体的流体流动路径流体连通，并且该狭缝模主体具有用于调整穿过该涂覆狭缝的流体流动路径的截面高度的调整机构。该调整机构可包括具有限定唇长度的铰链点和限定力矩臂长度的施力点的柔性模唇，其中该力矩臂长度与该唇长度的比率为0.8至10。任选地，该调整机构可由具有心轴的致动器操纵，该心轴具有提供规定的弯曲刚度以实现更高效率的挠曲件或轴承。

Description

具有调节的刚度、减小的拉延区和力预算的狭缝模组件

技术领域

本发明提供了可用于产品的连续制造的狭缝模及其组件和方法。

背景技术

通常在工业规模上，制造商常常使用狭缝模来加工熔融聚合物、反应性混合物和其他流体。狭缝模可用于涂布，其中将液体材料挤出到移动的柔性基底(诸如背衬或剥离衬垫)上。当将材料施加到基底时，该工艺通常被称为挤出涂布。在其他情况下，可将挤出的材料浇铸到冷铸辊上并剥离以直接获得无需背衬的自支撑膜。在一些情况下，可同时进行两个或更多个挤出并整合以获得多层结构。

有许多进行狭缝模挤出的方式。涂布材料可在环境温度或升高的温度下进行挤出。将挤出物温度升高以熔融或液化用于处理的原材料的挤出通常称为热熔涂布或膜挤出。在室温下制成的挤出物可包括溶剂稀释剂。合适的溶剂包括水、有机溶剂或溶解或分散涂层的组分的任何合适的流体。溶剂通常在诸如加热干燥或真空干燥的后续处理中被去除。

一般来讲，狭缝模包括合在一起形成涂覆狭缝的一对相对的模唇。涂覆狭缝沿移动的幅材的宽度或接纳诸如膜的挤出产品的辊的宽度延伸。如本文所用，就狭缝模和狭缝模的部件而言，术语“宽度”对应于狭缝模及其部件的幅材横向尺寸。通常通过改变一个或两个模唇的形状，或者通过调整位于模唇上游的扼流杆来调整挤出幅材的厚度。

膜挤出模或挤出涂布模上的幅材横向轮廓的调整可使用整合到狭缝模组件中的一系列纵向致动器来进行。这些致动器在跨狭缝模组件的宽度的不同位置处联接到模唇或扼流杆，以对模唇的形状进行精确调整。局部致动器设置可使用机械手段(诸如使用螺纹连接)通过基于热膨胀和收缩的热量或它们的组合来调整。这些工艺中的一些工艺描述于共同未决的国际专利申请号PCT/IB2020/061685(Yapel等人)、PCT/IB2020/061687(Yapel等人)和PCT/IB2020/061688(Secor等人)以及美国临时专利申请号63/122,996(Secor等人)中，所有这些专利申请均于2020年12月9日提交。

发明内容

拉延区长度被定义为熔融挤出物离开狭缝模的位置和熔融挤出物接触冷铸辊或其他骤冷表面的位置之间的距离。此参数在挤出、挤出涂布和挤出复制操作中是重要的—过大的拉延区长度可导致由拉延共振、边缘编织和波纹引起的不期望的工艺缺陷。最小化拉延区距离还可减少缩幅量，从而实现更宽的挤出宽度。拉延区距离也存在相关性，因为它影响膜本身中的聚合物取向。聚合物取向影响许多膜特性，包括机械特性(诸如拉伸强度)和光学特性(诸如双折射)，甚至粘附性。由于这些原因，通常期望在最小拉延区长度下进行挤出工艺，同时避免狭缝模和骤冷表面之间的碰撞风险。

这可通过采用相对于唇长度增加调整机构的力矩臂长度的模唇构型来实现。作为进一步的选项，狭缝模可包括具有调节的弯曲刚度的用于调整柔性模唇(或“柔性唇”)或扼流杆的心轴。出人意料地，在心轴中具有受控量的偏转实际上可减小弯曲相关联柔性模唇或扼流杆所需的力，同时保持足够以在挤出幅材中获得精确横向厚度控制的刚度。对心轴偏转的需要源于致动器和调整机构之间的显著空间分离。具有中等刚度水平的致动器心轴被发现提供令人惊讶的技术效率增益。

在一个方面，提供了一种狭缝模组件。该狭缝模组件包括：狭缝模主体；以及跨该狭缝模主体的宽度延伸的涂覆狭缝。该涂覆狭缝与穿过该狭缝模主体的流体流动路径流体连通，并且该狭缝模主体包括调整机构，该调整机构包括用于调整穿过该涂覆狭缝的该流体流动路径的截面高度的柔性模唇。该柔性模唇具有限定唇长度的铰链点和限定力矩臂长度的施力点，其中该力矩臂长度与该唇长度的比率为0.8至10。

在第二方面，提供了一种狭缝模组件，该狭缝模组件包括：狭缝模主体；跨该狭缝模主体的宽度延伸的涂覆狭缝，其中该涂覆狭缝与穿过该狭缝模主体的流体流动路径流体连通，并且进一步地其中该狭缝模主体包括用于调整穿过该涂覆狭缝的该流体流动路径的截面高度的调整机构；以及沿涂覆狭缝的宽度间隔开的多个致动器，每个致动器操作地联接到该调整机构，以在其相应位置处提供对该流体流动路径的截面高度的局部调整，其中每个致动器是线性致动器，该线性致动器包括电机和联接到该电机的心轴，并且进一步地其中(i)该心轴展现出5kN/m至350kN/m的弯曲刚度，或者(ii)每个致动器还包括用于将该心轴联接到该调整机构的轴承。

在第三方面，提供了一种使用前述狭缝模组件的方法，该方法包括：将该狭缝模组件定位成与限定在两个反向旋转辊之间的辊隙相邻；将挤出物通过该狭缝模组件的该涂覆狭缝挤出并进入该辊隙中，其中该柔性模唇和该辊隙之间的拉延区距离为该两个反向旋转辊中的一者或两者的半径的15％至100％。

附图说明

图1是示出根据示例性实施方案的狭缝模组件的剖视图。

图2至图5是示出根据各种示例性实施方案的狭缝模的局部剖视图。

图6和图7是示出示例性柔性模唇构型的透视图。

图8是示出根据另选实施方案的狭缝模组件的剖视图。

图9A和图9B是可用于示例性狭缝模组件的心轴的侧视图。

图10是结合具有图9A的心轴的一般特性的心轴的狭缝模组件。

图11和图12是示出根据示例性实施方案的狭缝模组件的部件之间的示例性联接的局部剖视图。

图13和图14是以放大方式示出狭缝模部件响应于致动器调整的协同偏转的透视图。

在说明书和附图中重复使用的参考符号旨在表示本公开的相同或类似的特征结构或元件。应当理解，本领域的技术人员可设计出落入本公开原理的范围和实质内的许多其他修改形式和实施方案。附图可不按比例绘制。

具体实施方式

如本文所用，术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些益处的本文所述的实施方案。然而，在相同的情况或其他情况下，其他实施方案也可以是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案是不可用的，且并非旨在将其他实施方案排除在本发明范围之外。

如本文和所附权利要求中所用，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一个/一种”和“该/所述”包括复数对象。因此，举例来说，提及“一个/一种”或“该/所述”部件可包括本领域技术人员已知的一个或多个部件或其等价物。另外，术语“和/或”意指所列元件中的一个或全部或者所列元件中的任何两个或更多个的组合。

值得注意的是，术语“包括”及其变型在出现在所附说明书中时不具有限制性含义。此外，“一个”、“一种”、“该”、“至少一个”及“一个或多个”在本文中可互换使用。本文可使用相对术语诸如左、右、向前、向后、顶部、底部、侧面、上部、下部、水平、垂直等，并且如果是这样，则它们来自在具体附图中所观察的视角。然而，这些术语仅用于简化描述，而并非以任何方式限制本发明的范围。

贯穿本说明书的对“一个实施方案”、“某些实施方案”、“一个或多个实施方案”或“实施方案”的引用，意指关于该实施方案所描述的具体特征、结构、材料或特性包含在本发明的至少一个实施方案中。因此，贯穿本说明书的多处出现的短语，诸如“在一个或多个实施方案中”、“在某些实施方案中”、“在一个实施方案中”或“在实施方案中”，不是必须指本发明的相同实施方案。在适用的情况下，商品名以全部大写的字母列出。

图1例示了根据示例性实施方案的狭缝模组件，该狭缝模组件在下文中由数字100指代。组件100包括狭缝模主体102，该狭缝模主体又包括相对的上模块104和下模块105。上模块104和下模块105组合以形成穿过狭缝模主体102的流体流动路径108，该流体流动路径与相对较窄的涂覆狭缝110流体连通。

狭缝模主体102包括调整机构，在此体现为柔性模唇106。任选地并且如图所示，柔性模唇106与如图1所示的上模块104成一体，并且代表涂覆狭缝110的两个相对侧中的一个侧。另选地并且如稍后将描述的，柔性模唇106还可作为柔性地联接到狭缝模主体102的单独部件来提供。然而，为了提高强度、稳健性和精度，通常优选一体柔性模唇的机加工。

致动器120被紧固到相对于上模块104固定的安装支架122。虽然在图1中不可见，但致动器120是沿狭缝模组件100的宽度设置的多个致动器中的一者。致动器120本身是包括驱动单元124和操作地联接到驱动单元124的圆柱形心轴126的组件，该圆柱形心轴可基于由控制器(未示出)提供的输入而沿其纵向轴线精确地平移。心轴126穿过上模块104中的孔口，如图所示，并且在其远侧端部128处接触柔性模唇106。

通过精确地控制心轴126的位置，致动器120可对柔性模唇106施加推力和/或拉力。通过以此方式改变柔性模唇106的形状，致动器120可在沿组件100的宽度的特定位置处调整流体流动路径108的高度，由此提供对穿过涂覆狭缝110的流体流的局部调整。在此表示的致动器120是一般化的，并且基于任何已知原理诸如差动螺旋机构或热膨胀/收缩来操作。虽然未示出，但串联地使用初级致动器和次级致动器以分别提供粗略位置调整和精细位置调整可为有利的，如在2021年4月16日提交的共同未决的国际专利申请号PCT/IB2021/053172(Yapel等人)中所描述。

在制造操作期间，诸如熔融聚合物的挤出物穿过入口112进入组件100，穿过流体流动路径108，由涂覆狭缝110整形并且穿过出口114排出，最终沉积到冷铸辊上。虽然与本公开没有密切关系，但随后可发生许多下游转变工艺中的任何一种工艺。此类工艺可包括例如拉伸、涂布、纹理化、印刷、切割、轧制和层压步骤。在一些工艺中，可去除生产剥离衬垫并且添加剥离衬垫，或者可添加一个或多个附加层。在挤出物为可固化组合物的情况下，还可发生固化步骤，诸如暴露于电子束、烘箱或紫外线(UV)室。

在优选实施方案中，控制器可接收来自电机和传感器两者的位置输入。例如，电机可以为步进电机，其提供对步进电机已从步进电机的已知参考位置取得的“步进”数的指示。传感器可向控制器提供比由电机提供的更精确的位置信息。控制器可进一步向电机提供指令以将致动器120的心轴126驱动到预选位置。例如，控制器可在操作电机210的同时使用传感器监测致动器120的心轴126的位置，以便根据预选位置定位致动器120的心轴126。控制器可同时或相继控制一组致动器108。

在优选实施方案中，致动器120可结合零间隙联接器。在示例性构型中，传感器包括线性电压位移换能器、数字秤、电容计、光学位移计、激光位移计或它们的组合，从而使得心轴126能够被调整到精确位置。虽然常规差动螺栓机构可具有大于100微米的间隙，但零间隙联接器可将此间隙显著减小到小于10微米，或甚至小于5微米，诸如约3微米。虽然在此未进行研究，但此致动器组件的另外的细节更详细地描述于例如共同未决的国际专利申请号PCT/IB2020/061685(Yapel等人)中。

更广义地，初级致动器可由机械的、热可调整的螺栓、压电、液压或气动装置驱动。在一个示例性初级致动机构中，可通过使用由作为支点的转轴支撑的杠杆以及由狭缝模的主体在轴向方向上移位的操作杆向柔性模唇施加按压载荷或拉伸载荷来调整涂覆狭缝。杠杆的旋转力被转变成在操作杆的轴向上的力，并且在轴向上的力变成为作用在柔性模唇上的按压载荷或拉伸载荷。杠杆可在杠杆的作用点处直接向操作杆施加力。

在另一示例性初级致动机构中，热可调整螺栓使用多个调整销自动地调整涂覆狭缝，该多个调整销联接到设置在柔性模唇上的相应热电元件。热电元件可以为通过控制器可控制的，以通过由对应的调整销通过热电元件的膨胀或收缩施加到柔性模唇的机械力的作用来调整涂覆狭缝。作为进一步的选项，致动机构可包括提供被同时调整的至少两个调整销和/或热电元件。

上述内容的进一步的方面以及其他变体描述于美国专利号9,700,911(Nakano)和国际专利公布号WO 2019/219724(Colell等人)中。

致动器在调整涂覆狭缝时的操作可通过操作者输入和使用计算机硬件、软件、固件或它们的任何组合来半自动或自动地实现。例如，技术的各种示例可以在一个或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或任何其他同等的集成或离散逻辑电路、以及在控制器、用户界面或其他装置中具体化的此类部件的任何组合内实现。术语“控制器”通常可以是指单独的或与其他逻辑电路组合的上述逻辑电路中的任一个、或任何其他等同的电路。

当在软件中实现时，归属于本公开所描述的系统和控制器的功能可在诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、磁介质、光学介质等的计算机可读存储介质上具体化为指令。可以执行指令，以使一个或多个处理器支持本公开中所描述的功能的一个或多个示例。

在各种实施方案中，所描述的方法和组件也可适合于条带涂布、膜狭缝模、多层狭缝模、热熔融挤出涂布模、落锤锻模、旋转杆模、粘合剂狭缝模、溶剂涂布狭缝模、水性涂布模、狭缝供料式刮刀模、挤出复制模、真空接触模或其他狭缝模。

图2至图5以局部视图示出了各种狭缝模组件，并且共同示出了柔性模唇形状和致动器取向的几何效果。在所描绘的组件中的每个组件中，孤立地示出了上模块、柔性模唇和致动器心轴，以及示出与所描绘的构型相关联的某些机械参数的插图。

图2示出了狭缝模组件200，该狭缝模组件包括具有一体柔性模唇206的上模块204，以及延伸穿过上模块204并且具有机械地联接到柔性模唇206的远侧端部228的心轴226。如图所示，柔性模唇206在剖视图中具有大体细长的形状，并且大致平行于上模块204的锐角正面230对准。

柔性模唇206通过限定铰链232的相对薄的材料条带来连接到上模块204的其余部分。当心轴226施加推力或拉力时，铰链232表示柔性模唇206的枢转点。所描绘的一体柔性模唇206可通过向单块金属中切割沟槽234以产生铰链232来方便地制造。沟槽234的底部可以是倒圆的，如图所示，以在调整柔性模唇206时最小化应力集中。另选地，沟槽234的底部可具有相对平坦的构型。

再次参考图2，柔性模唇206沿涂覆狭缝的底表面235的特征在于唇长度L，该唇长度被定义为柔性模唇206的最外尖端和铰链点H之间的距离。铰链点H又被定义为沿底表面235的在那里铰链232的垂直横截面最薄的点。例如，在铰链232具有大体均匀的横截面的情况下，铰链点H可被定义为沿该横截面的离柔性模唇206的远侧端部最远的点。

与柔性模唇206的操作相关的还有力矩臂长度MA，该力矩臂长度对应于由心轴226抵靠柔性模唇206产生的力施加。此力矩臂长度MA被定义为铰链点H和心轴226的纵向轴线207之间的最短距离，如图所示。对应于臂长度MA的线段正交于心轴226的纵向轴线207。

在各种实施方案中，力矩臂长度MA与唇长度L的比率(即，MA/L)可为0.8至10、0.8至6.5、0.8至3.25，或者在一些实施方案中，小于、等于或大于0.8、0.85、0.9、0.95、1、1.1、1.2、1.5、1.7、2、2.5、3、3.25、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5或10。具有更高MA/L比率的益处来源于通过由心轴226的线性平移施加的力来调整柔性模唇206的增加的机械增益。进一步的增益来源于模唇的改进的调整解析度以及所得模狭缝高度。这些相对高的MA/L比率通过柔性模唇206的细长横截面形状而成为可能。

柔性模唇206可具有有利于使狭缝模组件200紧靠轧辊236的任何合适的唇长度L。在这种情况下，合理地近似为轧辊236与将上模块204与下模块划分开的分型线相切。此分型线大体与柔性模唇206的底表面235对准。唇长度L可为3厘米至10厘米、3厘米至9厘米、3厘米至8厘米，或者在一些实施方案中，小于、等于或大于3厘米、4厘米、5厘米、6厘米、7厘米或8厘米。

任选地，划分上模块和下模块的分型线可向上或向下竖直地偏移。在其他实施方案中，分型线的取向角度可能不为零，其中水平分型线被定义为具有零度取向角度。

铰链232还可具有任何合适的厚度，其中这种厚度垂直于底表面235测量。此厚度可为唇长度的3％至40％、4％至30％、6％至25％，或者小于、等于或大于3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％或40％。

为了进一步最小化狭缝模组件200和轧辊236之间的距离，柔性模唇206的面向前的表面可具有相对于底表面235以锐角尖端角度α取向的成角度部段238。尖端角度α可为10度至90度、10度至60度、10度至40度，或者在一些实施方案中，小于、等于或大于10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度、75度、80度、85度或90度。值得注意的是，成角度部段238不需要与柔性模唇206的远侧尖端邻接，但它优选地跨唇长度L的至少30％、至少35％或至少40％延伸。如果需要，可使用两个或更多个邻接的如上所述的成角度部段来帮助使柔性模唇206适形于轧辊236的曲率。

成角度部段238允许狭缝模组件200尽可能紧密地接近轧辊236，这是在假设有一定安全裕度以防止这两个结构之间的碰撞的情况下。拉延区距离、或柔性模唇206的远侧端部和相对的、反向旋转的轧辊会合的辊隙点N(如图所示)之间的距离较短可有助于在挤出期间最小化挤出物拉延。将柔性模唇206与辊隙点N分离的拉延区距离可为一个或两个轧辊的半径的15％至100％、20％至90％、20％至50％，或者小于、等于或大于15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％。

如图所示，心轴226的纵向轴线相对于底表面235以特定致动器角度β取向。此致动器角度β可在宽范围内变化，诸如0度至90度、0度至70度、0度至50度，或者在一些实施方案中，小于、等于或大于0度、5度、10度、15度、20度、25度、30度、35度、40度、45度、50度、55度、60度、65度、70度、75度、80度、85度或90度。有利地，此致动器角度β可根据需要调整以适应上模块204的不同形状并且提供杠杆作用以使柔性模唇206绕铰链232旋转。

图2进一步描绘了示出叠加在二维力预算图上的唇长度L和力矩臂长度MA的各种组合的插图。在此坐标系中，阴影区域表示L和MA的组合，其使得受最大力额定值约束的致动器能够以给定的最大挤出物流速控制柔性模唇206。最大力额定值可根据致动器而变化，典型值为约3500lbf或15.6千牛顿。从插图可看出，狭缝模组件200的所描绘的构型满足其基于力矩臂长度MA和唇长度L的组合的力预算。

较长的力矩臂长度MA可归因于狭缝模组件的独特几何结构，尤其是狭缝模组件的延伸的唇段高度S，如图2所示。垂直于底表面235测量的唇段高度S可比唇长度L长得多。在各种实施方案中，唇段高度S相对于唇长度L可超过唇长度L1.1倍、1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍、1.6倍、1.7倍、1.8倍、1.9倍、2倍、2.1倍、2.2倍、2.3倍、2.4倍、2.5倍、2.6倍、2.7倍或2.8倍。

图3示出了根据另选实施方案的狭缝模组件300。组件300的上部，类似于现有组件200的上部，包括具有一体柔性模唇306的上模块304，以及延伸穿过上模块304并接合柔性模唇306的顶部部分的心轴326。组件300与先前实施方案不同之处在于，心轴326是水平取向的，从而产生大致零度的致动器角度β。与现有狭缝模组件不同，狭缝模组件300未满足由图3的插图中的阴影区域表示的力预算标准。此结果可归因于唇长度L相对于上一个实施方案的增加。减小致动器角度β确实具有增加力矩臂长度MA的效果，但唇长度的增加导致MA/L比率的净减小，使得超过力预算。

图4以类似的视图示出了再另一个狭缝模组件400，该狭缝模组件具有与组件300的一些相似性，但结合稍高的柔性模唇406。如前所述，在给定心轴426穿过上模块404的水平取向的情况下，致动器角度β为大致零度。然而，如插图所揭示，此构型满足力预算标准。在柔性唇长度L保持恒定的情况下，柔性模唇406的显著更大的高度导致更大的MA/L比率。

图5示出了由狭缝模组件500表示的又另一个变体，其特征在于，上模块504和水平地延伸穿过上模块504的心轴526，以及具有与组件200、300的高度类似的高度并且具有与组件200的挠曲唇长度类似的挠曲唇长度L的柔性模唇506。在给定相对短的唇长度L和相对长的力矩臂长度MA两者的情况下，此构型容易满足必要的力预算，如插图中所示。

图6和图7各自示出了可结合到柔性模唇中以进一步增加其柔性的任选特征。为清楚起见，这些特征与模狭缝组件一起以透视图示出。如图6所示，狭缝模组件600包括包含一系列规则间隔的凹口630的柔性模唇604。凹口630沿狭缝模主体的宽度间隔开，以将柔性模唇化分成多个模唇段633并且具有降低柔性模唇604的总体弯曲刚度的效果。

柔性模唇604的刚度的降低主要是由在侧视图(诸如图1至图5所示)中柔性模唇604在每个凹口630内的横截面积的减小而产生的。相对于柔性模唇604的沿无凹口部段超过铰链632的侧横截面积，柔性模唇604的超过铰链632的侧剖视图可减小1％至100％、25％至100％、70％至100％，或者在一些实施方案中，小于、等于或大于1％、2％、5％、7％、10％、12％、15％、17％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％。

在一些实施方案中，凹口630具有宽度W和深度D，该宽度和深度跨柔性模唇604的宽度是一致的。包括凹口630在柔性模唇604的延伸超过铰链632的部分内产生开口区域，该开口区域沿垂直于流体流动方向的平面所限定。基于图6所描绘的实施方案，此开口区域可如下近似：

相对于沿同一平面限定的无缺口柔性模唇面积，该开口区域可为1％至90％、2％至85％、3.5％至80％，或者在一些实施方案中，小于、等于或大于1％、2％、3.5％、5％、7％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、85％或90％。宽度W和深度D中的任一者或两者也可变化，在这种情况下，柔性程度可跨其宽度类似地变化。

凹口630的特征还在于相关联的凹口厚度NT，如图6所示，该凹口厚度被定义为底表面635和给定凹口630的最低点之间的距离。同样在图6中表示的铰链厚度HT可为凹口厚度NT的2％至100％、10％至100％、20％至100％、25％至75％，或者在一些实施方案中，小于、等于或大于10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％。

凹口630的深度D也可相对于沟槽634的深度来描述，该沟槽跨狭缝模600的宽度延伸并且限定柔性模唇。如本文所定义，沟槽634具有从沟槽634的底部到柔性模唇604的顶表面测量的深度，并且在所描绘的实施方案中近似等于D+NT-HT。每个凹口可具有的深度为沟槽深度的1％至100％、10％至100％、25％至100％，或者在一些实施方案中，小于、等于或大于1％、2％、5％、7％、10％、12％、15％、17％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％。

图7示出了另一狭缝模组件700，该狭缝模组件包括具有沿狭缝模组件700的宽度延伸的多个规则间隔的凹口730的柔性模唇704。此实施方案与现有实施方案稍微不同之处在于，凹口730具有大体半圆形轮廓，而凹口630具有大体直线轮廓。虽然每个凹口730具有类似的宽度W和深度D，但与此凹口形状相关联的开口区域％明显小于先前实施方案中的开口区域％，从而产生相对更硬的柔性模唇704。

图8涉及狭缝模组件800，该狭缝模组件展现了另选心轴联接件，该心轴联接件还可用于延伸在致动器心轴和柔性模唇之间可实现的力矩臂长度。在此，狭缝模组件800包括安装到附接有柔性模唇806的上模块804的致动器820。致动器820配备有心轴826，该心轴沿其纵向轴线807被线性驱动。致动器820和心轴826具有相对于柔性模唇806的偏移位置，使得轴线807不与柔性模唇806相交。

心轴826中的一对弯曲件827允许其牢固地接合到柔性模唇806。在此示例中，弯曲件827是正交弯曲件。心轴826可包括一个部分或具有两个或更多个部分的组件，如图所示，以产生弯曲件827。心轴可任选地使用引导衬套828来引导。心轴到柔性唇部806的接合可使用夹具829(如图所示)、螺栓或其他紧固件来固定。有利地，此构型可提供与延伸柔性模唇806的唇段高度等同的机械等同物。偏移致动器/心轴的这种使用在改装现有狭缝模组件时或者在致动器的位置或取向以其他方式受到约束时可特别有益。

图9A例示了适合于与先前所述的各种狭缝模组件一起使用的示例性心轴926。在此孤立地示出的心轴926包括彼此串联连接的多个圆柱形部段。在优选实施方案中，多个段是整体结构的组成部分。其中包括端部部段950、挠曲件952和端部部段954。任选地并且如图所示，挠曲件952表示心轴926的最长段。还可能的是，心轴926的基本上整个长度可被定尺寸为充当挠曲件。更广泛地，挠曲件952可沿心轴的总体长度的任何部分延伸，包括小于、等于或大于总长度的1％、2％、5％、7％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、92％、95％、97％或99％。在此图示中，心轴926另外包括用于与柔性模唇接合的第四部段956，如稍后将描述的。

在一些实施方案中，挠曲件952是实现心轴926的可预测和弹性两种偏转的挠曲件。如图所示，挠曲件的横截面积小于端部部段950、954中的任一者或两者的横截面积。销、刮刀、凹口挠曲件以及它们的组合都可有利地采用。挠曲件可被优化以使得能够在特定位置处弯曲、避免干涉、最小化所需力的量。由于这些挠曲件不需要表面之间的相对滑动，因此可避免或最小化控制方案中的间隙和相关联的空段。根据所使用的挠曲件，可具有各种自由度，例如1、2或更多。挠曲件952可具有相对于心轴926的总体长度的任何长度，这取决于期望弯曲的位置。

挠曲件952可具有的直径为一个或两个端部部段950、954的直径的15％至100％、30％至100％或40％至100％，或者在一些实施方案中，小于、等于或大于15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％。这些值对应于挠曲件952具有的横截面积(沿法向于心轴的纵向轴线的平面限定)为一个或两个端部部段950、954的横截面积的2％至100％、9％至99％或16％至98％，或者在一些实施方案中，小于、等于或大于2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、14％、16％、18％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、98％、99％或100％。

对于一些情况，挠曲件952内的直径的减小可提供显著且出乎意料的技术益处。已发现，当调整诸如柔性模唇的调整机构的形状时，存在与心轴相关联的弯曲刚度的最佳范围。这种现象基于形而上学上的硬挺心轴所呈现的难题，该心轴只能沿其纵向轴线进行纯平移。如图2至图5中可见，这种心轴将倾向于拉伸柔性模唇材料而不是弯曲来允许柔性模唇如预期的那样沿其铰链旋转。拉伸模唇材料(通常为钢)所需的力的量是过大的，并且可能击溃致动器。因此，期望在心轴中具有一定程度的偏转以允许这种弯曲运动发生。具有过于柔顺的心轴也是不期望的，因为这可能导致心轴的屈曲以及力从致动器到柔性模唇的传递不足。

图9B示出了根据另选实施方案的另选心轴926'。类似于图9A中的心轴926，图9B中的心轴926'包括多个段，即，对应于图9A的那些段的部段950'、挠曲件952'、部段954'和部段956'。然而，作为主要区别，心轴926'具有短得多的挠曲件952'，该挠曲件将心轴926'的弯曲局部于心轴926'的总体长度的相对短的部分上。例如，在心轴的偏转可能由于干涉问题或其他几何约束而被限制在某些区域上的情况下，这种构型可潜在地是有益的。挠曲件相对于心轴总体长度的长度不需要特别限制。基于本申请的详情，挠曲件可沿小于、等于或大于心轴总体长度的2％、3％、4％、5％、7％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或97％延伸。

图10示出了狭缝模组件900的简化视图，该狭缝模组件包括上模块904和用于调整柔性模唇906的形状的一系列心轴926，每个心轴具有图9A所示的构型。在此图的前景中，最近的心轴926以横截面在模块904内示出，例示了期望心轴的小程度弯曲来使得柔性模唇906能够绕其铰链932轻微旋转的方式。

在经受上述约束的情况下，通常发现，最佳心轴展现出的弯曲刚度为5kN/m至350kN/m、10kN/m至263kN/m、15kN/m至175kN/m，或者在一些实施方案中，小于、等于或大于5kN/m、10kN/m、15kN/m、20kN/m、25kN/m、30kN/m、35kN/m、40kN/m、45kN/m、50kN/m、60kN/m、70kN/m、80kN/m、90kN/m、100kN/m、110kN/m、120kN/m、150kN/m、175kN/m、200kN/m、225kN/m、250kN/m、275kN/m、300kN/m、325kN/m或300kN/m。在任何情况下，通常期望避免不足以防止心轴在经受压缩时的欧拉屈曲的任何弯曲刚度。欧拉屈曲是成问题的，因为力不能有效地传递通过柱。当这种屈曲发生时，所施加的力也往往不可预测，从而使得总体控制方案不太有效。

图11和图12示出了致动器心轴和相应狭缝模组件1000、1100中的相应调整机构之间的联接。如本文所用，调整机构可以是能够局部限制流体流过给定狭缝模组件内的涂覆狭缝的任何柔性细长结构。图11示出了心轴1026和上模块1004内的柔性模唇1006之间的接合，而图12示出了心轴1126和上模块1104内的扼流杆1106之间的接合。扼流杆1106，也被称为节流杆，与柔性模唇1006的不同之处在于，它限制上模块1104内远离狭缝模组件的出口且位于该出口上游的位置处的流动。

如图11和图12所示，心轴1026、1126的每个扩大端部部段1050、1150通过联接件1060、1160机械地联接到其相应致动器的驱动单元，并且通过这些主体之间的直接接触通过台肩螺栓联接件(其为刚性联接件)机械地联接到其相应调整机构1006、1106(例如，柔性模唇或扼流杆)。如图所示，台肩螺栓联接件由每个心轴1026、1126的相对端部上的减小直径的螺纹端部部段1056、1156产生。

虽然在此未明确地示出，但另选联接件也是可能的。代替心轴和调整机构之间的刚性联接件，可使用允许这些部件之间的一定程度的相对运动的轴承或接头。例如，每个心轴可使用将心轴联接到调整机构的球接头。另选地，每个心轴可包括用于将心轴联接到调整机构的连接叉接头(clevis joint)。与包括柔性心轴非常类似，适当的轴承还可有利于在挤出期间调整机构的适当且有效的枢转。

任选地并且如图所示，可使用零间隙联接器1060、1160来将致动器连接到心轴。此类联接器描述于例如共同未决的国际专利申请号PCT/IB2020/061685(Yapel等人)中。在相对端部上，心轴1026、1126可通过螺纹连接件联接到致动器的驱动单元。如果使用螺纹连接件，则沿其任何段都具有最小心轴直径对于心轴可为有益的，该最小心轴直径至少与其小螺纹直径一样大以避免过度地包括心轴的挠曲强度。这些连接件的各方面可分别进一步适用于图9A中的部段952、956以及图11和图12中的心轴1026、1126至柔性模唇1006或扼流杆1106之间的联接件。

关于图12的狭缝模组件，图13和图14示出了示例性的一系列心轴1126可如何单独地和共同地与扼流杆1106接合。图13示出了处于中性位置的心轴1126和扼流杆1106，而图14示出了处于调整的位置的这些相同部件。为清楚起见，调整的构型放大了心轴1126和扼流杆1106的偏转程度。当如图14所示单独心轴1126主动地压靠扼流杆1106时，在扼流杆1106中产生曲率，使得相邻心轴1126必须协同地朝向单个心轴1126弯曲，如图所示。与在柔性模唇实施方案中非常类似，当对狭缝模组件内的流体流进行局部调整时，心轴1126的柔性可极大地促进扼流杆1106的有效操作。

关于狭缝模组件中所使用的心轴，还可应用附加技术考虑。例如，心轴段和联接附件应当足够坚固以在其使用寿命期间承受拉伸载荷和压缩载荷而不发生循环失效。在优选实施方案中，心轴由钢诸如4140或15-5PH钢制成，并且具有至少15.6kN的拉伸屈服强度。

另选心轴材料和构型也是可能的。例如，心轴可以是完全金属的、完全非金属的或两者的组合。非金属材料包括复合材料，诸如纤维增强复合材料。在需要各向异性性能的情况下，复合材料内的嵌入纤维可沿某些方向而不是其他方向硬化心轴。任选地，心轴可以是包括串联的多个段的组件，其中这些段由不同的材料和/或几何结构制成。不同的材料也可并联使用，例如在核-壳构型中。各种材料都可提供附带益处。在一些实施方案中，可提供内联陶瓷部件作为热绝缘体，以减少从狭缝模主体到致动器驱动单元的热传递。

在需要扭矩来将心轴联接到调整机构(例如，柔性模唇或扼流杆)的情况下，旋转刚度可能是个问题。对于给定的心轴直径和长度，旋转刚度应当足以实现组装，并且进一步地，最小心轴直径应当超过心轴的最小扭转屈服直径。

在前述段落中已描述了各种示例。这些示例以及其他示例均在本文提供的权利要求书的范围内。

以上获得专利证书的申请中所有引用的参考文献、专利和专利申请以一致的方式全文以引用方式并入本文中。在并入的参考文献部分与本申请之间存在不一致或矛盾的情况下，应以前述说明中的信息为准。为了使本领域的普通技术人员能够实践受权利要求书保护的本公开而给出的前述说明不应理解为是对本公开范围的限制，本公开的范围由权利要求书及其所有等同形式限定。

Claims (20)

1.一种狭缝模组件，所述狭缝模组件包括：

狭缝模主体；以及

跨所述狭缝模主体的宽度延伸的涂覆狭缝，其中所述涂覆狭缝与穿过所述狭缝模主体的流体流动路径流体连通；

其中所述狭缝模主体包括调整机构，所述调整机构包括用于调整穿过所述涂覆狭缝的所述流体流动路径的截面高度的柔性模唇；并且

其中所述柔性模唇具有限定唇长度的铰链点、限定力矩臂长度的施力点，并且进一步地其中所述力矩臂长度与所述唇长度的比率为0.8至10。

2.根据权利要求1所述的狭缝模组件，其中所述唇长度为2厘米至10厘米。

3.根据权利要求1或2所述的狭缝模组件，其中所述柔性模唇具有唇段高度，所述唇段高度与所述唇长度的比率为0.35至5。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的狭缝模组件，其中所述狭缝模主体具有特征在于10度至90度的尖端角度的远侧端部。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的狭缝模组件，其中所述柔性模唇具有唇段高度，所述唇段高度与所述唇长度的所述比率为0.35至5。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的狭缝模组件，其中所述柔性模唇具有在所述铰链点处限定的铰链厚度，所述铰链厚度为所述唇长度的3％至40％。

7.根据权利要求6所述的狭缝模组件，其中所述柔性模唇具有一定高度，所述一定高度与所述铰链厚度的比率为3.5至60。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的狭缝模组件，其中所述柔性模唇具有一定高度，所述高度与所述力矩臂长度的比率为0.55至6。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的狭缝模组件，其中所述柔性模唇包括沿其长度的多个凹口，所述多个凹口沿所述狭缝模主体的宽度间隔开，以将所述柔性模唇划分成多个模唇段，并且降低所述柔性模唇的总体刚度。

10.根据权利要求9所述的狭缝模组件，其中所述柔性模唇的特征在于铰链厚度和凹口厚度两者，所述铰链厚度为所述凹口厚度的10％至100％。

11.根据权利要求9或10所述的狭缝模组件，其中所述铰链点基于跨所述柔性模唇的宽度延伸的沟槽，其中每个凹口的深度为所述沟槽的深度的1％至100％。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的狭缝模组件，其中所述多个凹口在所述柔性模唇中产生延伸超过所述铰链点的开口区域，所述开口区域沿垂直于穿过所述流体流动路径的流体流动方向的平面所限定，所述开口区域为沿所述平面所限定的无凹口柔性模唇面积的1％至90％。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的狭缝模组件，所述狭缝模组件还包括：沿涂覆狭缝的宽度间隔开的多个致动器，每个致动器在所述施力点处操作地联接到所述柔性模唇，以在其相应位置处调整所述流体流动路径的截面高度，从而提供对穿过所述涂覆狭缝的流体流的局部调整。

14.根据权利要求13所述的狭缝模组件，其中每个致动器是线性致动器，所述线性致动器包括电机和联接到所述电机的心轴，所述心轴相对于通过所述流体流动路径的流体流动方向以致动器角度取向，所述致动器角度为0度至90度。

15.根据权利要求14所述的狭缝模组件，其中所述心轴包括挠曲件。

16.一种狭缝模组件，所述狭缝模组件包括：

狭缝模主体；

跨所述狭缝模主体的宽度延伸的涂覆狭缝，其中所述涂覆狭缝与穿过所述狭缝模主体的流体流动路径流体连通，并且进一步地其中所述狭缝模主体包括用于调整穿过所述涂覆狭缝的所述流体流动路径的截面高度的调整机构；以及

沿涂覆狭缝的宽度间隔开的多个致动器，每个致动器操作地联接到所述调整机构，以在其相应位置处提供对所述流体流动路径的截面高度的局部调整，

其中每个致动器是线性致动器，所述线性致动器包括电机和联接到所述电机的心轴，并且进一步地其中(i)所述心轴包括挠曲件，或者(ii)每个致动器还包括用于将所述心轴联接到所述调整机构的轴承。

17.根据权利要求16所述的狭缝模组件，其中每个致动器包括将所述心轴联接到所述调整机构的球接头。

18.根据权利要求16所述的狭缝模组件，其中每个致动器包括将所述心轴联接到所述调整机构的连接叉接头。

19.一种使用根据权利要求1至18中任一项所述的狭缝模组件的方法，所述方法包括：

将所述狭缝模组件定位成与限定在两个反向旋转辊之间的辊隙相邻；

将挤出物通过所述狭缝模组件的所述涂覆狭缝挤出并进入所述辊隙中，

其中所述柔性模唇和所述辊隙之间的拉延区距离为所述两个反向旋转辊中的一者或两者的半径的15％至100％。

20.根据权利要求19所述的使用狭缝模组件的方法，其中所述拉延区距离为所述两个反向旋转辊中的一者或两者的半径的20％至90％。