KR20040081763A - 슬롯 다이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코팅을 형성하기 위한 슬롯 다이에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 제1 립(47), 제1 위치(48) 및 제2 위치(49)를 갖는 제1 플레이트(46)를 포함하고, 상기 제1 위치(48)는 제2 위치(49)와 제1 립(47) 사이에 위치하고, 제2 립(52), 제3 위치(53) 및 제4 위치(54)를 갖는 제2 플레이트(51)를 포함하고, 상기 제3 위치(53)는 제4 위치(54)와 제2 립(52) 사이에 위치하고, 제1 플레이트(46)의 제2 위치(49)는 제2 플레이트(51)의 제4 위치(54)로부터 소정 거리만큼 이격되어 있고, 상부 시트(57) 및 하부 시트(58)를 갖는 심(56)을 포함하고, 제1 립(47) 및 제2 립(52)이 그 사이에 소정 크기(G1)를 갖는 간극을 가지며 상기 제1 립(47) 및 제2 립(52)에 의해 오리피스에서 둘러싸이며 오리피스(62)에서 종료되는 다이(45) 내의 슬롯(61)을 형성하도록, 상기 심(56)의 상부 시트(57)는 제1 위치(48)에서 제1 플레이트(46)와 접촉하고, 상기 심(56)의 하부 시트(58)는 제3 위치(53)에서 제2 플레이트(51)와 접촉하고, 제1 립(47)과 제2 립(52) 사이의 간극(G1) 크기가 제1 플레이트(46)의 제2 위치(49)와 제2 플레이트(51)의 제4 위치(54) 사이의 거리를 조절함으로써 조절 가능하도록, 제1 플레이트(46)가 제2 플레이트(51)와 제2 위치(49) 및 제4 위치(54)에서 조절식으로 연결되기 위한 수단을 포함하는 다이에 관한 것이다.

Description

슬롯 다이{SLOT DIE}

슬롯 다이는 용매 용액, 유제, 열가소성 용융물, 방사선 경화성 올리고머(radiation curable oligomer) 등과 같은 유동성 재료를 시트, 필름 또는 웨브(web)로 형성한다. 코팅 산업의 통상적인 응용에서는, 코팅 재료의 용매 용액이 입구로 이동되어, 내부에 분포된 공동을 통과하고, (출구로도 알려진) 오리피스로부터 방출되어 기재 상에 코팅되는 재료의 리본을 형성하고 증발에 의해 응고되어 롤에 권취될 수 있는 지지되는 시트, 필름 또는 웨브를 연속적으로 형성한다. 상기 다이는 유동성 재료의 흐름을 취하여 큰 폭-대-두께 비율의 방출 리본을 형성하기 위해 상기 재료를 내부에서 펼친다.

코팅은 슬롯 다이에 의해, 단일로 또는 배열로 코팅 스테이션을 통과하는 웨브로부터 절단된 시트 또는 개별 부분과 같은 연속적인 웨브 이외의 기재에도 도포될 수 있다. 코팅이 적층된 이후, 기재 표면을 활성화하거나 또는 화학적으로 변형하기 위한 금속 권취 공정 중의 금속에 대한 윤활유의 도포에서 또는 화학 반응물의 도포에서와 같이 유체가 남아있을 수 있다. 다르게는 휘발성 유체를 함유하는 경우, 코팅이 페인트와 같은 고체 코팅을 남기기 위해 건조될 수 있거나 또는 감압성 접착제가 적극적으로 접착되지 않는 릴리즈 코팅과 같은 기능적 코팅으로 경화되거나 또는 다른 방법으로 응고될 수 있다.

슬롯 다이를 통해 다양한 조건하에서 처리되는 상이한 유동성 재료가 슬롯 다이 오리피스를 상이한 범주로 변형하여, 불균일한 두께의 리본 재료가 제조되는 것이 공지되어 있다. 높은 속도에서 코팅된 높은 점성의 재료는 슬롯 다이 공동 내에서 고압을 발생시킬 수 있는 고압 펌핑을 요구할 수 있다. 고압으로 인해, 슬롯 다이가 변형될 수 있고, 상기 압력은 통상적으로 공동 내에서 균일하지 않다. 슬롯 다이의 열팽창 계수에 의해 슬롯 다이의 치수를 변경함으로써 발생된 힘으로 인해, 고온에서 슬롯 다이 공동으로 유도된 재료는 다이 오리피스 고유의 형태를 또한 변형시킬 수 있다.

필름, 시트 또는 코팅 두께를 제어하기 위해, 다이 립을 이동시키기 위한 수동 기계적, 열 기계적, 압전 기계적, 자기 변형 또는 모터 구동 엑추에이터가 다이에 제공되는 것은 공지되어 있다. 상기 제어는 오리피스 간극의 조절에 의해 다이 본체의 외부 표면에서 방출 슬롯의 슬롯 오리피스로부터 다이의 폭에 걸쳐 방출되는 유체의 국부적인 유속을 제어함으로써 형성된다.

통상적으로, 제어는 베타선, 엑스선 또는 광선 흡입 계기와 같은 두께 측정 계기를 이용하여 그 폭에 걸쳐 다양한 지점에서 코팅 또는 필름의 두께를 측정함으로써 달성된다. 작동자는 이러한 측정으로부터의 정보에 의해 립에 대해 지지하는볼트 유형 엑추에이터를 조절할 수 있다. 다르게는, 제어 시스템은 립에 대해 지지하거나 또는 립에 대해 지지하는 회전 볼트를 회전시키는 엑추에이터의 작동을 신호할 수 있다. 작동자가 다이 립 굴곡 볼트를 수동 조절하기 위해서는 기술 및 경험이 요구된다. 이는 압출 또는 코팅된 제품의 품질이 작동자의 수동 조절을 대신하기 위한 폐쇄 루프 제어 시스템에 의해 개선될 수 있는 것을 보여준다.

더블유. 케이. 레오나르드(W. K. Leonard) 등의 미국 특허 제5,587,184호에는 다이 슬롯 오리피스 간극 내에서 변경을 생성하기 위해 다이 플레이트의 전방부 및 후방부를 동시에 이동시키는 다이의 후방부의 이동식 후방 시트를 제공함으로써, 슬롯 오리피스로부터 다이의 폭에 걸쳐 제어된 흐름을 생성하기 위해 슬롯 오리피스 개구를 조절하는 방법이 교시되어 있다. 다이 오리피스 간극을 증가 또는 감소시킴으로써 전방 시트 주변의 상부판을 굽히기 위해 그 길이를 증가 또는 감소시키는, 다이의 전방 시트와 후방 시트 사이에 적어도 하나의 엑추에이터가 위치된다.

다양한 다이 슬롯 오리피스 간극 크기를 달성하기 위해, 다이에 심(shim)이 제공되는 것이 공지되어 있다. 제이. 제이. 킨(J. J. Keane) 등의 미국 특허 제5,894,994호에는 다양한 두께를 갖는 교환 가능한 심을 그 사이에 구비하고, 함께 고정된 상부 절반부 및 하부 절반부를 포함하는 조절식 슬롯 다이가 제공된다. 킨 등에는 슬롯 다이의 전방에 대해 이동식 립 삽입부의 위치를 조절하기 위한 립 삽입부 조절 기구가 제공된다.

미국 특허 제5,500,274호(디. 씨. 프란시스(D. C. Francis) 등)에는 사전 압출 코팅 공정을 사용하여 웨브 교차 방향으로의 경사도 착색 및 가변 두께를 갖는 구성물 코팅을 제공하고, 착색된 코팅 구성물 및 비착색된 코팅 구성물은 캐리어 필름 상에 동시에 압출된다. 구성물 코팅은 착색된 경사면 밴드를 갖는 자동차 전면 유리와 같은 적층된 구조를 마련하는데 유용하다.

본 발명은 기재 상에 코팅을 형성하고 필름을 주조하기 위한 슬롯 다이에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다이 폭에 걸쳐 코팅의 두께 형상(profile)을 조절하도록 구성된 슬롯 다이 및 상기 다이의 사용에 관한 것이다.

본 발명은 이하에 설명되는 첨부된 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명으로부터 더 자세히 이해될 수 있다.

도1은 종래 기술의 코팅 다이의 개략적인 단면도이다.

도2a 내지 도2d로 도시된 종래 기술의 네 개의 코팅 다이 각각의 오리피스의 단면도이다.

도3은 종래 기술의 슬롯 다이의 단면도이다.

도4는 본 발명의 슬롯 다이의 제1 실시예의 개략도이다.

도5a 내지 도5c는 도4의 슬롯 다이의 상부 측면을 절단한 평면도이다.

도6은 도4의 선(6-6)을 따라 취한 슬롯 다이의 단면도이다.

도7은 본 발명의 슬롯 다이의 제2 실시예의 단면도이다.

본 발명은 제1 립, 제1 위치 및 제2 위치를 갖는 제1 플레이트와,

제2 립, 제3 위치 및 제4 위치를 갖는 제2 플레이트와,

상부 시트 및 하부 시트를 갖는 심과,

상기 제1 립과 제2 립 사이의 간극의 크기가 제1 플레이트의 제2 위치와 제2 플레이트의 제4 위치 사이의 거리를 조절함으로써 조절 가능하도록 제1 플레이트를 제2 위치 및 제4 위치에서 제2 플레이트에 조절식으로 연결하기 위한 수단을 포함하고,

상기 제1 위치는 제2 위치와 제1 립 사이에 위치하고,

상기 제3 위치는 제4 위치와 제2 립 사이에 위치하고, 제1 플레이트의 제2 위치는 제2 플레이트의 제4 위치로부터 소정 거리만큼 이격되어 있고,

그 사이에 소정 크기를 갖는 간극을 갖는 제1 립 및 제2 립에 의해 오리피스에 접하며 오리피스에서 종료되는 슬롯을 다이 내에 형성하도록, 상기 심의 상부 시트는 제1 위치에서 제1 플레이트와 접촉하고 상기 심의 하부 시트는 제3 위치에서 제2 플레이트와 접촉하는 다이에 관한 것이다.

이하의 상세한 설명에 걸쳐 유사한 참조 번호는 모든 도면에서 유사한 구성 요소를 의미한다.

도1은 그 폭에 걸쳐 다이로부터 유동하는 유액의 형상을 조절하기 위해, 상부 다이 립(2)의 굴곡을 위한 통상적인 특징을 보여주는 공지된 슬롯 다이(1)이다. 유동성 재료는 다이 본체(3) 내로 유동하도록 가압되고, 상기 다이 본체는 제1 절반부 또는 상부 플레이트(4) 및 제2 절반부 또는 하부 플레이트(5)를 포함한다. 상기 재료는 홈(6)과 같은 형상부를 사용하여 다이 내에 분배될 수 있다. 상기 재료는 슬롯(8)의 다이 슬롯 오리피스(7, 오리피스라고도 알려짐)로부터 방출된다. 상부 플레이트(4) 및 하부 플레이트(5)는 중간 다이 시트(9) 및 후방 다이 시트(10)와 정합한다. 상부 다이 립(2) 및 하부 다이 립(11)은 오리피스(7)에 인접하며 후방 다이 시트(10)의 대향 측면 상에 있다. 당해 기술 분야에서 통상적인 바와 같이, (도시되지 않은) 복수개의 기계적 엑추에이터가 다이 폭에 걸쳐 이격되어 미는힘 또는 당김힘(F1, F2, F3,...Fn)을 인가하기 위해 사용될 수 있다. 상기 엑추에이터들은 적어도 하나의 다이 립(2, 11)에 물리적으로 부착되어야 하거나 또는 다이 립(2, 11)에 대해 지지하거나 또는 부착되는 몇몇의 물리적 연동기를 이동시킨다. 공지된 엑추에이터는 변환 볼트, 열팽창 볼트, 압전기 엑추에이터, 자기 변형 엑추에이터, 모터 구동 엑추에이터 및 유압식 엑추에이터를 포함한다. 상기 장치들에 의한 이동은 오리피스 높이라고도 불리는 오리피스 간극(g)을 변경시킨다. 힘(F)의 비균일한 인가는 다이(1) 폭에 걸쳐 몇몇의 제한된 구역에서 오리피스 간극(g) 내에 국부적인 변경을 발생시킬 수 있다. 다이 슬롯 오리피스(7)로부터의 국부적인 유속은 국부 오리피스 간극(g)에 의해 영향을 받기 때문에, 리본 재료의 제공된 형상을 달성하기 위해, 재료 방출 속도는 다이 슬롯 오리피스(7)의 수평폭에 걸쳐 조절될 수 있다.

오리피스로부터 유동하는 임의의 긴 리본 재료를 위한 (횡방향 단면으로도 알려진) 통상의 형상은 대체로 오리피스 간극(g)에 의해 결정된 일정한 높이 및 오리피스(7)의 수평 폭에 의해 결정된 일정한 폭을 갖는 직사각형이다. 오리피스 높이(g)는 통상적으로 오리피스(7)의 수평 폭과 비교하여 작다.

도2a 내지 도2d는 공지된 슬롯 다이의 오리피스를 따른 형상을 도시한다. 도2a는 (상부) 볼록 다이 플레이트(13)에 부착되는 (하부) 평면 다이 플레이트(12)를 도시하며, 이는 한면만 오목한 오리피스(14)를 형성한다. 도2b는 (상부) 평면 다이 플레이트(15)에 부착되는 (하부) 평면 다이 플레이트(12)를 도시하며, 이는 직사각형 오리피스(16)를 형성한다. 도2c는 (상부) 오목 다이 플레이트(17)에 부착되는 동일한 (하부) 평면 다이 플레이트(12)를 도시하며, 이는 한면만 볼록한 오리피스(18)를 형성한다. 도2d는 도2b에 도시된 오리피스보다 더 높은 직사각형 오리피스(20)를 형성하도록, 도2b의 동일한 (상부) 평면 다이 플레이트(15)에 부착되는 심(19)에 부착된 동일한 (하부) 평면 다이 플레이트(12)를 도시한다.

한면만 오목한 오리피스를 통해 리본 압출의 낮은 온도 및 낮은 속도로 펌핑되는 낮은 점성의 재료는 한면만 오목한 오리피스로부터의 오리피스 형상을 상당히 변경시킬 수 없지만, 동일한 리본 압출 속도로 더 높은 점성 및 더 높은 온도의 재료가 사용되면 슬롯 다이 오리피스는 직사각형 또는 한면만 볼록한 편평한 오리피스 형상을 형성하기 위해 변형될 수 있다. 더 높은 속도의 리본 압출 또는 상술된 변경들의 어떠한 조합 또는 잘 알려지고 일반적으로 경험되는 변경은 예를 들어, 원래 한면만 오목한 형상으로부터 직사각형 또는 한면만 볼록한 편평한 오리피스를 형성하기 위해 슬롯 다이 오리피스를 변형할 수도 있다. 단순한 조절만을 통해 다양한 압출 속도로 소정의 다양한 리본 형상을 발생시키기 위해, 다양한 환경 하에서 다양한 재료의 압출을 위한 일련의 단일 플레이트를 사용하는 환경이 제공되는 것이 유리하다. 이러한 환경은 유리하지 못한 것으로 설명될 수 있다. 다이 플레이트의 개조는 비용이 많이 들고, 시간이 들며 변경 불가능할 수 있으므로, 다이 플레이트를 개조함으로써 다양한 결과를 달성하는 것은 유리하지 못하거나 또는 비실용적이다.

도3은 종래 기술의 슬롯 다이의 단면도이다. 다이 본체는 서로 접촉하는 상부 플레이트(14) 및 하부 플레이트(15)를 포함한다. 상기 상부 플레이트는 시트(22)의 우측에서 다이 본체를 통해 홈(16)을 포함한 슬롯(18)을 형성하기 위해 시트(22, 23)에서 하부 플레이트와 정합한다. 유동성 재료는 슬롯(18)을 통해 다이 본체의 내부로부터 가압될 수 있다. 상기 슬롯(18)은 종료되어, 상부 립 및 하부 립에 의해 그 오리피스에서 둘러싸이며, 상기 립은 전방 시트(22)의 우측에서 상부 및 하부 플레이트(14, 15)의 단부이다.

절결부(24)는 다이 폭의 적어도 일부분을 따라 하부 플레이트의 후방 시트(23) 아래에서 다이 플레이트 내에 형성된다. 복수개의 조절 수단 또는 동등한 엑추에이터(25)는 하부 엑추에이터 시트와 상부 엑추에이터 시트 사이의 상기 절결부 내로 삽입된다. 엑추에이터는 후방 시트(23)가 엑추에이터 시트에 이격 또는 접근되어 이동되도록 그 길이를 증가 또는 감소시킬 수 있다.

엑추에이터(25)의 길이가 연장되면, 후방 시트(23)의 상부 플레이트(14)는 위로 이동하고, 오리피스 간극을 폐쇄하기 위해 상부 립을 하방으로 가압함으로써 전방 시트(22) 주위로 선회된다. 유사하게는, 엑추에이터(25)의 길이가 단축되면, 후방 시트(23)의 상부 플레이트(14)는 아래로 이동하고, 오리피스 간극을 개방하기 위해, 상부 립을 상방으로 가압함으로써 전방 시트(22) 주위로 선회된다. 몇몇의 엑추에이터에만 비균일하게 인가됨으로써, 다이 폭에 걸쳐 한정된 몇몇의 구역에서 오리피스 간극 내에서 국부적으로 변경을 발생시킬 수 있다. 이와 같은 방식으로,오리피스로부터의 국부적인 유속이 부분 간극에 의해 영향을 받기 때문에, 재료 방출 속도는 다이 폭에 걸쳐 조절될 수 있다.

압축을 용이하게 하기 위해, 추가 절결부(26)가 하부 플레이트(15)의 상부에 형성된다. 상기 절결부(26)는 두 개의 시트(22, 23) 및 브리지(27)에 의해 둘러싸인다. 엑추에이터(25)에 의해 발생된 엑추에이터 시트들 사이의 선형 거리의 증가 또는 감소는 플레이트(14, 15)의 모든 부분 및 다이 볼트(28)를 통해 응력을 변경시키고, 상기 단편들의 탄성 변형을 발생시킨다. 다이 오리피스 간극을 변경하기 위해 하부 립에 대해 상부 립을 이동시키는 것은 하부 플레이트(15) 설계가, 하부 플레이트(15)의 대부분은 강성이며 비교적 구부려지지 않는 반면에, 전방 시트(22)는 탄성 변형 가능한 것을 요구할 수 있다. 엑추에이터(25)의 이동에 반응하여 상부 플레이트(14)의 이동을 방해하는 것을 회피하기 위해 다이 볼트(28)가 탄성적으로 신장되는 것이 요구된다. 또한, 오리피스 간극을 변경하기 위해 다이 볼트(28)의 클램핑 힘과 관련하여 시트(22)의 적어도 일부의 이동은 하부 립에 대해 상부 립을 이동시키도록, 상부 플레이트(14)는 충분히 단단하며 강성이어야 한다.

이러한 특징의 다이 플레이트를 제작하는 어려움은 당해 기술 분야의 숙련자들에게는 명백하다. 이러한 특징으로 제작된 단일 다이 플레이트는 다이 오리피스 형상의 범주를 형성하기 위해 유리한 강성 레벨을 포함하지 않을 수 있다. 당해 기술 분야에 공지된 교시에 따라 두 개의 다이 플레이트를 결합하는 것은 엑추에이터 또는 당해 기술 분야에 공지된 다른 방법에 의해 실질적으로 달성될 수 있는 다이 오리피스 형상의 범주 내에 한정된다.

도4는 본 발명에 따른 슬롯 다이(29)의 유리한 제1 실시예이다. 상기 슬롯 다이(29)는 제1 립(30a)을 구비한 제1 플레이트(30)와, 제2 립(31a)을 구비한 제2 플레이트(31)와, 제1 시트(36) 및 제2 시트(38)를 구비한 심(32)을 포함한다.

상기 슬롯 다이(29)는 제1 플레이트(30)를 심(32)에 부착하고 제2 플레이트(31)를 심(32)에 부착하는 부착 수단(34)을 포함한다. 일 실시예에서, (도4에 도시되지 않은) 복수개의 연결 볼트 및 너트는 동시에 부착 수단으로 사용될 수 있다. 제2 플레이트(31)를 심(32)에 부착하는 수단(34)은 제1 플레이트를 심에 부착하는 수단(34)에 대해 독립적이거나 또는 동일할 수 있다. 이와 같은 경우, 제1 플레이트(31), 심(32) 및 제2 플레이트(31)는 제1 플레이트 및 제2 플레이트(30, 31)에 형성되는 (도시되지 않은) 복수개의 관통 구멍을 포함한다. 관통 구멍은 드릴링에 의해 형성될 수 있다.

다이(29) 내의 슬롯(36)을 형성하기 위해, 제1 플레이트(30)는 심(32) 및 제1 시트(32a)와 접촉되고, 제2 플레이트(31)는 심(32) 및 제2 시트(32b)와 접촉되고, 상기 슬롯은 오리피스(39)에서 종료되고, 그 사이에 간극을 포함하는 제1 및 제2 립(30a, 31a)에 의해 오리피스(39)에서 둘러싸인다. 제1 플레이트 및 제2 플레이트(30, 31)의 관통 구멍은 그 사이에 위치된 심(32)과 정렬되어 위치된다. 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트(30, 31)는 정렬된 구멍을 통해 관통하는 부착 수단(34)에 의해 확실하게 고정된다.

유동성 재료는 제1 플레이트(30) 내에 위치된 재료 입구부(33)에 의해 슬롯 다이(29)에 공급된다. (재료 입구는 선택적으로 제2 플레이트(31) 또는 다른 편리한 위치에 위치될 수 있다.) 상기 유동성 재료는 모든 공지된 슬롯 다이 코팅 공정과 관련된 기재 상에 코팅, 유리하게는 연속 코팅을 형성할 수 있다.

슬롯(36)의 높이는 복수개의 조절 수단(37)에 의해 조절된다. 상기 조절 수단(37)은 슬롯(36)으로부터의 오리피스 형상을 변경시킨다. 설명된 경우에 있어서 조절 수단(37)은 압축성 스프링(40), 스프링 지지 볼트(41) 및 조절 너트를 포함한다. 상기 스프링 지지 볼트(41)는 헤드, 몸대 및 정지부를 포함한다. 상기 압축성 스프링은 제1 플레이트(30)의 상부에 위치되고, 스프링 지지 볼트(41)의 헤드는 압축성 스프링(40)의 상부에 위치된다. 상기 스프링 지지 볼트(41)의 몸대는 압축성 스프링(40)을 통해, 제1 플레이트의 제1 보어 구멍(도4에 도시되지 않음)을 통해 적어도 부분적으로 제2 플레이트(31)의 제2 보어 구멍(도4에 도시되지 않음)을 통과하여 연장된다. 상기 몸대의 일부가 제2 플레이트를 통해 연장되도록 스프링 지지 볼트가 제2 플레이트를 통해 완전히 연장되면, 제2 플레이트(31)의 하부에 위치한 너트(도시되지 않음)가 정지부에 고정될 수 있다. 따라서, 각 스프링 지지 볼트(41)는 슬롯 다이로부터 연장되도록 제1 및 제2 플레이트(30, 31)와 심의 두께의 조합보다 더 길 수 있다. 본 실시예에서, 압축성 스프링은 압축되어 제 1 플레이트(30)의 외부 위치에 대항한 힘이 적용될 수 있다.

도5a 내지 도5c는 심 및 제2 플레이트의 상부 표면 형상을 더 잘 나타내기 위해, 모든 부착 수단 및 조절 수단을 제거하여 해체된 제1 플레이트(38, 도5a), 심(42, 도5b) 및 제2 플레이트(44, 5c) 별개의 평면도를 도시한다. 제1 플레이트(38)는 재료 입구로 사용되는 입구(39)에 의해 관통되고, 일련의 제1 부착 구멍(40, 각각 구멍 내의 가상 수평선으로 표시됨)은 제1 플레이트(38), 심(42) 및 제2 플레이트(44)를 함께 지지하기 위한 부착 수단을 수납하기 위해 사용되고, 일련의 제1 조절 수단(41, 각각 구멍 내의 가상 수직선으로 표시됨)은 조절 수단을 수납하기 위해 사용된다. 제1 심(42)은 일련의 제1 부착 구멍(40) 위치에 상응하는 일련의 제2 부착 구멍(43)을 가진다. 제2 플레이트(44)는 일련의 제3 부착 구멍(45) 및 일련의 제2 조절 구멍(46)을 가진다. 일련의 제2 부착 구멍(32)은 부착 수단을 수납하기 위해 일련의 제1 및 제3 부착 구멍(40, 45)과 정렬된다. 일련의 제1 및 제2 조절 구멍(41, 46)은 조절 수단을 수납하기 위해 정렬된다.

도6은 본 발명의 슬롯 다이(45)의 유리한 실시예의 절결도를 도시하며, 상기 슬롯 다이는

제1 립(47), 제1 내부 위치(48), 제2 내부 위치(49) 및 제1 접촉 위치(50)를 갖는 제1 플레이트(46)와,

제2 립(52), 제3 내부 위치(53), 제4 내부 위치(54) 및 제2 접촉 위치(55)를 갖는 제2 플레이트(51)와,

제1 플레이트(46) 및 심(56)을 연결하는데 사용되는 제1 부착 수단(59)과,

제2 플레이트(51)와 심(56)을 접촉시키는데 사용되는 제2 부착 수단(60)을 포함하고,

상기 제1 내부 위치(48)는 제2 내부 위치(49)와 제1 립(47) 사이에 있고,

상기 제3 내부 위치(53)는 제4 내부 위치(54)와 제2 립(52) 사이에 있고,

이로써 제3 부착 수단(59)은 제1 위치(48)의 제1 플레이트(46)를 제1 시트폭(w1)을 따른 제1 시트(57)에서 심(56)과 접촉시키고,

이로써 제4 부착 수단(60)은 제3 내부 위치(53)의 제2 플레이트(51)를 제2 시트 폭(w2)을 따른 제2 시트(58)에서 심(56)과 접촉시키고,

따라서 심(56)은 오리피스(62)에서 종료되고, 제1 및 제2 립(47, 52)에 의해 오리피스(62)에서 둘러싸이는 슬롯(61)을 형성하는 제2 플레이트(51)로부터 제1 플레이트(46)를 분리시키고,

상기 오리피스(62)는 제1 립(47)과 제2 립(52) 사이에서 제1 간극 높이(g1)를 한정하고,

제1 립(47)과 제2 립(52) 사이의 제1 간극 높이를 단축 또는 연장함으로써, 제1 조절 거리가 조절을 위해 연장 또는 단축될 수 있도록, 제2 내부 위치(49)와 제4 내부 위치(54) 사이의 제1 조절 거리(d1)를 조절하기 위한 수단을 포함한다.

본 발명의 슬롯 다이의 유리한 실시예는 위에 예시되고, 제1 및 제2 부착 수단 모두는 일련의 단일 볼트 및 너트(63)를 포함하고, 조절 수단은 복수개의 별개의 조립체를 포함하고, 상기 조립체는

본원에서 제3 볼트 및 너트로 도시되는 제1 스프링(64) 및 조절식 제1 커플링 부재(65)를 포함하고,

제1 스프링(64)은 조절식 제1 커플링 부재(65)와 접촉하도록 구성되고, 제1 접촉 위치(50)에서 제1 플레이트(46) 상에 제1 힘(Fd)을 제공하고,

커플링 부재 위치(66)에서 조절식 제1 커플링 부재(65) 상에 제2 힘(Fu)을 제공하고, 상기 제1 조절식 커플링 부재(65)는 제2 접촉 위치(55)에서 제2 플레이트와 접촉한다.

도7은 이하의 경우에서 슬롯 다이(67)의 다른 실시예의 절결도를 도시하며 발명자가 의도한 조절 수단은

스프링(68) 및 조절식 커플링 부재(69)를 포함하고,

상기 스프링(68)은 제1 접촉 위치(71)에서 제1 플레이트(70) 상에 제3 힘(Fo)을 제공하고, 제2 접촉 위치(73)에서 제2 플레이트(72) 상에 제4 힘(F4)을 제공하고,

상기 조절식 커플링 부재(69)는 예를 들어, 제1 플레이트 및 제2 플레이트(70, 72)와 접촉되는 볼트 및 너트(74)의 복수개의 조절식 조립체를 포함한다.

도7은 유용한 추가의 특징들도 포함한다. 예를 들어, 조절식 커플링 부재와 대항하는 제1 플레이트와 제2 플레이트(70, 72) 사이에 위치된 심(75)은 제1 심층(76) 및 제2 심층(77)을 포함한다. 추가 부착 수단(78)이 제공되어, 심(75)과 조절식 커플링 부재 사이에 위치된다. 제1 재료(79)는 슬롯으로부터의 흐름으로 나타난다.

본 발명의 일 양태에서 플레이트를 개조 또는 교체하는 것 보다 더 용이하고 저렴한, 용이하게 개조 또는 교체될 수 있는 심이 제공된다. 상이한 두께, 구조 재료 또는 물리적 구성을 포함하는 다양한 심이 용이하게 제조될 수 있다. 예를 들어, 심의 가능한 두께 또는 물리적 구성은 일련의 단일 플레이트로부터 유용하고 다양한 오리피스 구성(높이, 폭)을 용이하게 발생시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서 심의 두께는 다이 오리피스의 폭에 걸쳐 상이할수 있다. 도2b에 도시된 유형의 두 개의 다이 플레이트가 일정한 두께의 심과 함께 사용되는 경우, 도2d에 도시된 바와 같이 직사각형 오리피스를 형성할 것이다. 그러나, 심이 폭에 걸쳐 그 폭의 중심에 있어서 더 두껍거나 또는 더 큰 변경된 두께를 갖는 경우, 동일한 두 개의 플레이트로부터 발생된 오리피스는 심에 의해 플레이트 상에 부과되는 구부림에 따라 한면만 볼록하거나 또는 (양면 모두) 볼록할 수 있다. 심이 그 폭의 중심에 있어서 더 얇거나 작은 변경된 두께를 갖는 경우, 동일한 두 개의 플레이트로부터 발생된 오리피스는 한면만 오목하거나 또는 (양면 모두) 오목할 수 있다.

본 유형의 슬롯 다이의 변경은 높고 낮은 점성의 코팅 용액과 함께 일련의 단일 플레이트를 사용하는 것이 유리한 경우 특히 중요하다. 전체 폭에 걸친 오리피스 형상의 큰 조절은 본 발명의 심에 의해 용이하게 달성될 수 있고, 반면에 적은 조절은 오리피스를 더 많이 그리고 국부적으로 개조하는 조절 수단에 의해 수행된다.

본 발명은 슬롯 내의 높은 재료압의 문제를 극복한다. 즉, 리본을 제조하기 위한 재료 흐름이 고압을 발생시키고 공지된 슬롯 다이에서 제1 플레이트의 상부로 바람직하지 못한 힘을 가하고, 오리피스 높이를 증가시키는 경우이다. 본 발명은 또한 슬롯 내에 저압을 발생시킴으로써 재료 점성이 낮고 유속이 낮은 문제를 극복한다.

자주 다이가 조립되고 가압되지 않으면, 상부 절반부는 하부 절반부를 향해 약간 편향된다. 상기 편향은 오리피스 폭의 중심에서 가장 크고, 심에 의해 지지되는 에지에서는 편향되지 않는다. 용액이 낮은 다이 압력(예를 들어 ＜ 10 psig)으로 코팅될 때, 그 중심부에서는 급강하하고, 그 에지에서는 상승되는 "스마일" 형상 또는 한면만 오목한 형상이 발생될 수 있다. 본 발명은 코팅된 제품의 중심의 부근의 다이의 상부가 상승되는 상기 문제를 극복한다.

본 발명의 심은 도6에 도시된 바와 같이 심이 단일 접촉 구역에서 두 개의 플레이트를 분리시키는 경우와, 도7에 도시된 바와 같이 두 개 이상의 접촉 구역이 사용된 경우, 유용하다. 단일 구역에서 플레이트를 분리시키는 심은 낮은 점성의 재료가 사용되는 경우 특히 유용할 수 있다. 두 개 이상의 접촉 구역은 고압에서의 재료 코팅으로 인해 간극의 변경에 대한 다이 오리피스를 안정화할 수 있는 반면, 하나 이상의 접촉 구역은 다이 오리피스 간극을 조절 수단에 의해 발생된 이격된 위치에서 거리 변경에 유리하게는 더 민감하도록 할 수 있으며, 이는 다이 간극이 저압으로 코팅된 재료의 사용에 특히 유용하다.

본원에 사용된 바에 따르면, 용어 "심"은 두 개의 플레이트를 분리하기 위해 두 개의 플레이트 사이에 위치될 수 있는 다양한 구성 요소를 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 도5b에 도시된 유형의 두 개의 동일한 적층된 심은 본 발명의 목적을 위한 "심"을 구성할 것이다. 유사하게는 구조가 두 개의 플레이트 사이에 적층되고 삽입된 접착제에 의해 모든 측면이 코팅된 두 개의 동일한 심으로부터 구성되는 경우, 플레이트들 사이의 상기 구조는 본 발명의 목적을 위한 "심"으로 불릴 것이다. 이러한 심은 접착제가 플레이트에 심을 부착하는 수단으로 사용될 수 있는 추가의 장점을 가질 것이다.

유사하게는 심의 재료(재료들) 또는 물리적 구성은(구성들은) 조절 거리의 제공된 변경에 대한 간극 높이의 상이하고 유용한 반응을 용이하게 발생시킬 수 있다. 구조의 탄성 재료는 비탄성 재료보다 더 큰 반응을 발생시킬 수 있다. 상이한 재료층의 적층에 의해 구성된 심은 신규하고 유용한 반응을 발생시킬 수 있다. 더 큰 시트 폭은(폭들은) 더 작고, 더 조절 가능한 반응을 발생시킬 수 있다.

플라스틱(폴리에틸렌 테레프탈레이트 등) 또는 금속(스테인레스 스틸 또는 황동 등)으로 구성된 심은 공급된 재료의 코팅 폭을 결정하는 유형으로 용이하게 절단될 수 있다. 심의 두께는 (리본 재료(유체) 점성, 밀도 및 유속과 관련된 것과 같은 다양한 다른 요소와 함께) 슬롯 길이를 통한 압력 강하를 결정한다. 한 경우에서, 치수 및 재료 특성은 이하와 같다.

유체 밀도 = 0.9 g/cc

유체 점성 = 4 cP

유체 선형 흐름 = 421 cm/sec

심 = 스테인레스 스틸, 0.1016 mm(0.004")두께

슬롯 다이의 형성에 유용한 플레이트는 당해 기술 분야에 잘 알려져 있다. 이러한 플레이트는 자주 스테인레스 스틸로 구성된다. 본 발명에 유용한 플레이트의 한 유형은 텍사스주 오렌지에 소재한 클로렌 코포레이션(Cloeren Corporation)으로부터 구매할 수 있다.

스프링 압축에 의한 힘 제어는 볼트 토크를 사용하는 통상의 수단보다 더 재현 가능하다. 본 발명에 유용한 스프링은 오하이오주 클리블랜드 소재, 맥마스터-카(McMaster-Carr)로부터 구매할 수 있다. 조절 볼트에 의해 제공되는 힘 제어를 개선하기 위해, 중하중 압축 스프링이 볼트 헤드와 다이 본체 사이에 삽입될 수 있다. 700 lbs/inch까지의 압축 상수를 갖는 스프링은 맥마스터-카(예를 들어, 부품 #9624K32 또는 962K43)로부터 입수 가능하다. 통상의 스프링 압축은 6.35 mm(0.25")이다.

상술된 바와 같이 본 발명의 교시의 이익을 갖는 당해 기술 분야의 숙련자는 다양한 개조를 발생시킬 수 있다. 상기 개조는 첨부된 청구항에 설명된 바와 같이, 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.

Claims (5)

1. 제1 립, 제1 위치 및 제2 위치를 갖는 제1 플레이트와,

   제2 립, 제3 위치 및 제4 위치를 갖는 제2 플레이트와,

   상부 시트 및 하부 시트를 갖는 심과,

   상기 제1 립과 제2 립 사이의 간극의 크기가 제1 플레이트의 제2 위치와 제2 플레이트의 제4 위치 사이의 거리를 조절함으로써 조절 가능하도록 제1 플레이트를 제2 위치 및 제4 위치에서 제2 플레이트에 조절식으로 연결하기 위한 수단을 포함하고,

   상기 제1 위치는 제2 위치와 제1 립 사이에 위치하고,

   상기 제3 위치는 제4 위치와 제2 립 사이에 위치하고, 제1 플레이트의 제2 위치는 제2 플레이트의 제4 위치로부터 소정 거리만큼 이격되어 있고,

   그 사이에 소정 크기를 갖는 간극을 갖는 제1 립 및 제2 립에 의해 오리피스에 접하며 오리피스에서 종료되는 슬롯을 다이 내에 형성하도록, 상기 심의 상부 시트는 제1 위치에서 제1 플레이트와 접촉하고 상기 심의 하부 시트는 제3 위치에서 제2 플레이트와 접촉하는 다이.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 플레이트는 제2 위치 상부에 위치되는 나선형 스프링을 더 포함하고, 상기 제1 플레이트를 제2 위치와 제4 위치에서 제2 플레이트에 조절식으로 연결하기 위한 수단은 나선형 스프링의 상부에 위치되는 헤드와 상기 헤드로부터 돌출하고 나선형 스프링과 제1 플레이트와 적어도 부분적으로 제2 플레이트를 통해 연장되는 체결 장치를 포함하는 커플링 부재를 포함하여 상기 헤드는 제1 플레이트를 향해 이동될 때 나선형 스프링을 압축할 수 있는 다이.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 플레이트는 제1 플레이트의 측면에 위치된 외부 표면을 제2 위치의 상부에 그리고 제2 위치에 대향하여 포함하고, 상기 스프링은 제1 플레이트의 외부 표면 상에 위치되는 다이.
4. 다이의 슬롯 오리피스 간극의 간극 크기를 제어하기 위한 방법으로서, 상기 다이는

   제1 립, 제1 위치 및 제2 위치를 갖는 제1 플레이트와,

   제2 립, 제3 위치 및 제4 위치를 갖는 제2 플레이트와,

   상부 시트 및 하부 시트를 갖는 심을 포함하고,

   상기 제1 위치는 제2 위치와 제1 립 사이에 위치하고,

   상기 제2 위치는 제4 위치와 제3 립 사이에 위치하고,

   상기 제1 립 및 제2 립에 의해 오리피스에 접하며 오리피스에서 종료되는 슬롯을 다이 내에 형성하도록 상기 심은 제1 위치에서 상부 시트 상의 제1 플레이트와 접촉하고, 제3 위치에서 하부 시트 상의 제2 플레이트와 접촉하고,

   상기 제1 립 및 제2 립은, 제1 립과 제2 립 사이의 간극의 크기가 제1 플레이트 상의 제2 위치와 제2 플레이트 상의 제4 위치 사이의 거리를 조절하는 수단에의해 조절 가능하도록 이들 사이에 간극을 갖는 다이의 슬롯 오리피스 간극의 간극 크기를 제어하는 방법이며,

   상기 거리는 감소시키고 간극의 크기는 증가시키도록 상기 조절 수단을 조절하는 단계를 포함하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 조절 수단은 스프링 및 커플링 부재를 포함하는 방법.